什么是制氮機(jī)用的碳分子篩？

中文名稱：碳分子篩

英文名稱：carbonaceous molecular sieve

定義：以煤或有機(jī)化合物為原料加工制成的孔徑為分子級的多孔含碳物質(zhì)。

碳分子篩是20世紀(jì)七十年代發(fā)展起來的一種新型吸附劑，是一種優(yōu)良的非極性碳素材料，制氮碳分子篩(Carbon Molecular Sieves，CMS)用于分離空氣富集氮?dú)?，采用常溫低壓制氮工藝，比傳統(tǒng)的深冷高壓制氮工藝具有投資費(fèi)用少，產(chǎn)氮速度快、氮?dú)獬杀镜偷葍?yōu)點(diǎn)。因此，它是目前工程界首選的變壓吸附(簡稱P.S.A)空分富氮吸附劑，這種氮?dú)庠诨瘜W(xué)工業(yè)、石油天然氣工業(yè)、電子工業(yè)、食品工業(yè)、煤碳工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)、電纜行業(yè)、金屬熱處理、運(yùn)輸及儲存等方面廣泛應(yīng)用。

制氮機(jī)是根據(jù)變壓吸附原理，采用高品質(zhì)的碳分子篩作為吸附劑，在一定的壓力下，從空氣中制取氮?dú)狻＝?jīng)過純化干燥的壓縮空氣，在吸附器中進(jìn)行加壓吸附、減壓脫附。由于空氣動(dòng)力學(xué)效應(yīng)，氧在碳分子篩微孔中擴(kuò)散速率遠(yuǎn)大于氮，氧被碳分子篩優(yōu)先吸附，氮在氣相中被富集起來，形成成品氮?dú)狻Ｈ缓蠼?jīng)減壓至常壓，吸附劑脫附所吸附的氧氣等雜質(zhì)，實(shí)現(xiàn)再生。一般在系統(tǒng)中設(shè)置兩個(gè)吸附塔，一塔吸附產(chǎn)氮，另一塔脫附再生，通過PLC程序控制器控制氣動(dòng)閥的啟閉，使兩塔交替循環(huán)，以實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)高品質(zhì)氮?dú)庵康摹Ｕ紫到y(tǒng)由以下部件組成：壓縮空氣凈化組件、空氣儲罐、氧氮分離裝置、氮?dú)饩彌_罐。

1、壓縮空氣凈化組件

空氣壓縮機(jī)提供的壓縮空氣首先通入壓縮空氣凈化組件中，壓縮空氣先由管道過濾器除去大部分的油、水、塵，再經(jīng)冷凍干燥機(jī)進(jìn)一步除水、精過濾器除油、除塵，并由在緊隨其后的超精過濾器進(jìn)行深度凈化。根據(jù)系統(tǒng)工況，辰?？辗謿怏w特別設(shè)計(jì)了一套壓縮空氣除油器，用來防止可能出現(xiàn)的微量油滲透，為碳分子篩提供充分保護(hù)。設(shè)計(jì)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目諝鈨艋M件確保了碳分子篩的使用壽命。經(jīng)本組件處理后的潔凈空氣可用于儀表空氣。

2、空氣儲罐

空氣儲罐的作用是：降低氣流脈動(dòng)，起緩沖作用;從而減小系統(tǒng)壓力波動(dòng)，使壓縮空氣平穩(wěn)地通過壓縮空氣凈化組件，以便充分除去油水雜質(zhì)，減輕后續(xù)PSA氧氮分離裝置的負(fù)荷。同時(shí)，在吸附塔進(jìn)行工作切換時(shí)，它也為PSA氧氮分離裝置提供短時(shí)間內(nèi)迅速升壓所需的大量壓縮空氣，使吸附塔內(nèi)壓力很快上升到工作壓力，保證了設(shè)備可靠穩(wěn)定的運(yùn)行。

3、氧氮分離裝置

裝有專用碳分子篩的吸附塔共有A、B兩只。當(dāng)潔凈的壓縮空氣進(jìn)入A塔入口端經(jīng)碳分子篩向出口端流動(dòng)時(shí)，O2、CO2和H2O被其吸附，產(chǎn)品氮?dú)庥晌剿隹诙肆鞒觥＝?jīng)一段時(shí)間后，A塔內(nèi)的碳分子篩吸附飽和。這時(shí)，A塔自動(dòng)停止吸附，壓縮空氣流入B塔進(jìn)行吸氧產(chǎn)氮，對并A塔分子篩進(jìn)行再生。分子篩的再生是通過將吸附塔迅速下降至常壓脫除已吸附的O2、CO2和H2O來實(shí)現(xiàn)的。兩塔交替進(jìn)行吸附和再生，完成氧氮分離，連續(xù)輸出氮?dú)?。上述過程均由可編程序控制器（PLC）來控制。當(dāng)出氣端氮?dú)饧兌却笮≡O(shè)定值時(shí)，PLC程序作用，自動(dòng)放空閥門打開，將不合格氮?dú)庾詣?dòng)放空，確保不合格氮?dú)獠涣飨蛴脷恻c(diǎn)。氣體放空時(shí)利用消音器消聲使噪聲小于75dBA。

4、氮?dú)饩彌_罐

氮?dú)饩彌_罐用于均衡從氮氧分離系統(tǒng)分離出來的氮?dú)獾膲毫图兌?，保證連續(xù)供給氮?dú)夥€(wěn)定。同時(shí)，在吸附塔進(jìn)行工作切換后，它將本身的部分氣體回充吸附塔，一方面幫助吸附塔升壓，另外也起到保護(hù)床層的作用，在設(shè)備工作過程中起到極重要的工藝輔助作用。

制氮機(jī)運(yùn)用范圍：

金屬熱處理過程的保護(hù)氣，化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)用氣及各類儲罐、管道的充氮凈化，橡膠、塑料制品的生產(chǎn)用氣，食品行業(yè)排氧保鮮包裝，飲料行業(yè)凈化和覆蓋氣，醫(yī)藥行業(yè)充氮包裝及容器的充氮排氧，電子行業(yè)電子元件及半導(dǎo)體生產(chǎn)過程的保護(hù)氣等。純度、流量、壓力穩(wěn)定可調(diào)，滿足不同客戶的需要。

技術(shù)指標(biāo)

氮?dú)猱a(chǎn)量：3-1000Nm/h           氮?dú)饧兌龋?5%-99.9995%

露點(diǎn)：≤-40℃(常壓下)          氮?dú)鈮毫Γ?le;0.6Mpa(可調(diào))

技術(shù)特點(diǎn)

1.合理的內(nèi)部構(gòu)件，氣流分布均勻，減輕氣流高速沖擊。

2.完善的流程設(shè)計(jì)，最優(yōu)的使用效果。

3.獨(dú)特的分子篩保護(hù)措施，延長碳分子篩的使用壽命。

4.智能聯(lián)鎖不合格氮?dú)馀趴昭b置，保證產(chǎn)品氮?dú)赓|(zhì)量。

5.可選配氮?dú)庋b置流量，純度自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)。

6.操作簡便，運(yùn)行穩(wěn)定，自動(dòng)化程度高，可實(shí)現(xiàn)無人運(yùn)行。