Oglekļa molekulārais siets

1. daļiņu diametrs: 1,0–1,3 mm

2. Tilpuma blīvums: 640–680 kg/m³

3. Adsorbcijas periods: 2x60S

4. spiedes izturība: ≥70N/gab.

Mērķis: Oglekļa molekulārais siets ir jauns adsorbents, kas izstrādāts 20. gs. septiņdesmitajos gados. Tas ir lielisks nepolārs oglekļa materiāls. Oglekļa molekulārie sieti (CMS) tiek izmantoti, lai atdalītu ar gaisu bagātinātu slāpekli, izmantojot istabas temperatūras zema spiediena slāpekļa procesu. Salīdzinot ar tradicionālo dziļa aukstā augstspiediena slāpekļa procesu, tam ir mazākas investīciju izmaksas, augsts slāpekļa ražošanas ātrums un zemas slāpekļa izmaksas. Tāpēc tas ir inženierzinātņu nozares iecienītākais spiediena svārstību adsorbcijas (PSA) gaisa atdalīšanas ar slāpekli bagātinātais adsorbents. Šo slāpekli plaši izmanto ķīmiskajā rūpniecībā, naftas un gāzes rūpniecībā, elektronikas rūpniecībā, pārtikas rūpniecībā, ogļu rūpniecībā, farmācijas rūpniecībā, kabeļu rūpniecībā, metālu termiskajā apstrādē, transportēšanā un uzglabāšanā, kā arī citās jomās.

Darbības princips: Oglekļa molekulārais siets izmanto skrīninga raksturlielumus, lai panāktu skābekļa un slāpekļa atdalīšanu. Molekulārā sieta adsorbcijā piemaisījumu gāzēm lieli un mezopori darbojas tikai kā kanāls, adsorbētās molekulas tiek transportētas uz mikroporām un submikroporām, un mikroporas un submikroporas veido patieso adsorbcijas tilpumu. Kā parādīts iepriekšējā attēlā, oglekļa molekulārais siets satur lielu skaitu mikroporu, kas ļauj maza kinētiskā izmēra molekulām ātri difundēt porās, vienlaikus ierobežojot liela diametra molekulu iekļūšanu. Dažāda izmēra gāzes molekulu relatīvā difūzijas ātruma atšķirības dēļ gāzes maisījuma komponentus var efektīvi atdalīt. Tāpēc mikroporu sadalījumam oglekļa molekulārajā sietā jābūt no 0,28 nm līdz 0,38 nm atkarībā no molekulas lieluma. Mikroporu izmēru diapazonā skābeklis var ātri difundēt porās caur poras atveri, bet slāpeklim ir grūti iziet cauri poras atverei, lai panāktu skābekļa un slāpekļa atdalīšanu. Mikroporu poru izmērs ir pamatā skābekļa un slāpekļa atdalīšanai ar oglekļa molekulāro sietu. Ja poru izmērs ir pārāk liels, skābeklis un slāpeklis viegli iekļūst molekulārā sieta mikroporās un nevar veikt atdalīšanu. Ja poru izmērs ir pārāk mazs, skābeklis un slāpeklis nevar iekļūt mikroporās un nevar veikt atdalīšanu.

Oglekļa molekulārā sieta gaisa atdalīšanas slāpekļa ierīce: ierīci parasti sauc par slāpekļa mašīnu. Tehnoloģiskais process ir spiediena svārstību adsorbcijas metode (saīsināti PSA metode) normālā temperatūrā. Spiediena svārstību adsorbcija ir adsorbcijas un atdalīšanas process bez siltuma avota. Oglekļa molekulārā sieta adsorbcijas spēja uz adsorbētajām sastāvdaļām (galvenokārt skābekļa molekulām) tiek adsorbēta spiediena un gāzes ražošanas laikā, pateicoties iepriekšminētajam principam, un desorbcija spiediena samazināšanas un izplūdes laikā notiek, lai reģenerētu oglekļa molekulāro sietu. Tajā pašā laikā slāņa gāzes fāzē bagātinātais slāpeklis iziet caur slāni, kļūstot par produkta gāzi, un katrs solis ir cikliska darbība. PSA procesa cikliskā darbība ietver: spiediena uzlādi un gāzes ražošanu; vienmērīgu spiedienu; pakāpenisku spiedienu, izplūdi; pēc tam spiedienu, gāzes ražošanu; vairākus darba posmus, kas veido ciklisku darbības procesu. Atbilstoši dažādām procesa reģenerācijas metodēm to var iedalīt vakuuma reģenerācijas procesā un atmosfēras reģenerācijas procesā. PSA slāpekļa ražošanas mašīnas aprīkojums atbilstoši lietotāju vajadzībām var ietvert gaisa kompresijas attīrīšanas sistēmu, spiediena svārstību adsorbcijas sistēmu, vārstu programmas vadības sistēmu (vakuuma reģenerācijai nepieciešams arī vakuumsūknis) un slāpekļa padeves sistēmu.