Karbonmolekylær sil, som kjernekomponenten til PSA nitrogengenerator , er et adsorpsjonsmateriale med en mikroporøs struktur. Størrelsen og formen på disse mikroporene er nøye designet for å selektivt adsorbere molekyler av spesifikk størrelse og polaritet. I PSA -nitrogengeneratoren er hovedoppgaven med karbonmolekylær sil å skille oksygen og nitrogen i luften.
Det er signifikante forskjeller i størrelsen og diffusjonshastigheten for oksygen og nitrogenmolekyler i luften. Oksygenmolekyler (O₂) er mindre, med en diameter på omtrent 0,346 nanometer og en høyere diffusjonshastighet; Mens nitrogenmolekyler (N₂) er større, med en diameter på omtrent 0,364 nanometer og en relativt lav diffusjonshastighet. Når luft passerer gjennom karbonmolekylsikter, blir disse forskjellene nøkkelen til separasjon.
Under trykk kan oksygenmolekyler i luften komme inn i mikroporene av karbonmolekylsikter raskere på grunn av deres mindre diameter og høyere diffusjonshastighet. Disse mikroporene har en sterk adsorpsjonskraft på oksygenmolekyler, slik at oksygenmolekyler adsorberes godt på overflaten og på innsiden av karbonmolekylsikt. Samtidig er ikke nitrogenmolekyler lett å komme inn i mikroporene til karbonmolekylsikler på grunn av deres store diameter og lav diffusjonshastighet, så de er beriket i gassfasen.
Når adsorpsjonsprosessen fortsetter, øker konsentrasjonen av oksygenmolekyler i karbonmolekylsikt gradvis, mens nitrogenmolekyler gradvis blir ekskludert fra gassfasen. Når adsorpsjonen når metning, kan de adsorberte oksygenmolekylene desorberes fra karbonmolekylsikt ved å redusere trykket eller innføre inert gass for rensing, og dermed oppnå regenerering av karbonmolekylsikt. Denne prosessen er syklisk, og nitrogen kan kontinuerlig produseres fra luften.
Basert på adsorpsjonsytelsen og kinetisk effekt av karbonmolekylsikt, oppnår PSA -nitrogengeneratorer effektiv separasjon av oksygen og nitrogen i luften. Dets arbeidsprinsipp kan oppsummeres som følger:
Trykkadsorpsjon: Luft kommer inn i adsorpsjonstårnet til PSA -nitrogengeneratoren og passerer gjennom karbonmolekylsiktlaget under trykk. På dette tidspunktet adsorberes oksygenmolekyler av karbonmolekylsikt, mens nitrogenmolekyler er beriket i gassfasen.
Utjevnet trykkreduksjon: Når oksygenmolekylene i adsorpsjonstårnet når metning, reduseres trykket i adsorpsjonstårnet gradvis ved å justere ventilen. Denne prosessen bidrar til å redusere energiforbruket og forbedre nitrogen -renhet.
Omvendt regenerering: Når du reduserer trykket, introduseres en inert gass (som nitrogen) i seg selv) for rensing, slik at de adsorberte oksygenmolekylene blir desorbert fra karbonmolekylsiktet. Denne prosessen oppnår regenerering av karbonmolekylsikt og forbereder seg til neste runde med adsorpsjonsprosess.
Spyling og boosting: Etter omvendt regenerering fjernes restgassen i adsorpsjonstårnet ytterligere ved spylingstrinnet, og boosting -trinnet brukes til å forberede seg til neste runde med adsorpsjonsprosess.
Gjennom syklusen av de ovennevnte trinnene kan PSA -nitrogengeneratoren kontinuerlig produsere nitrogen fra luften. Denne prosessen er ikke bare effektiv og energisparende, men også miljøvennlig og forurensningsfri. Sammenlignet med tradisjonell kryogen eller kjemisk nitrogenproduksjon, har PSA -nitrogengeneratoren betydelige ytelsesfordeler:
Høy effektivitet og energisparing: PSA -nitrogengeneratoren har lavt energiforbruk og relativt lave driftskostnader.
Miljøvennlig og forurensningsfri: Hele nitrogenproduksjonsprosessen krever ikke bruk av kjemiske reagenser eller generering av farlig avfall, som er miljøvennlig.
Enkelt å betjene: Moderne PSA -nitrogengeneratorer bruker vanligvis mikrodatamaskinkontroll eller PLC -programkontroll, noe som realiserer helautomatisert drift og reduserer vanskelighetsgraden og arbeidsintensiteten i drift.
Bredt spekter av applikasjoner: PSA -nitrogengeneratorer kan justere nitrogenrenhet og flyt i henhold til faktiske behov, og er egnet for en rekke industrielle felt og applikasjonsscenarier.3
