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制氮机活性炭以及碳分子筛优势以及更换

2020-05-23

       碳分子筛是20世纪七十年代发展起来的一种新型吸附剂,是一种优良的非极性碳素材料,制氮碳分子筛(Carbon Molecular Sieves,CMS)用于分离空气富集氮气,采用常温低压制氮工艺,比传统的深冷高压制氮工艺具有投资费用少,产氮速度快、氮气成本低等优点。因此,它是目前工程界的变压吸附(简称)空分富氮吸附剂,这种氮气在化学工业、石油天然气工业、电子工业、食品工业、煤炭工业、医药工业、电缆行业、金属热处理、运输及储存等方面广泛应用。

       工作原理

       碳分子筛是利用筛分的特性来达到分离氧气、氮气的目的。在分子筛吸附杂质气体时,大孔和中孔只起到通道的作用,将被吸附的分子运送到微孔和亚微孔中,微孔和亚微孔才是真正起吸附作用的容积。如前图所示,碳分子筛内部包含有大量的微孔,这些微孔允许动力学尺寸小的分子快速扩散到孔内,同时限制大直径分子的进入。由于不同尺寸的气体分子相对扩散速率存在差异,气体混合物的组分可以被有效的分离。因此,在制造碳分子筛时,根据分子尺寸的大小,碳分子筛内部微孔分布应在~。在该微孔尺寸范围内,氧气可以快速通过微孔孔口扩散到孔内,而氮气却很难通过微孔孔口,从而达到氧、氮分离。微孔孔径大小是碳分子筛分离氧、氮的基础,如果孔径过大,氧气、氮气分子筛都很容易进入微孔中,也起不到分离的作用;而孔径过小,氧气、氮气都不能进入微孔中,也起不到分离的作用。

       制氮机

       我国碳分子筛的研发是在上个世纪八十年代开始的,比美国晚大约二十年。当时国际市场有供应的主要是德国BF和日本武田产的碳分子筛,价格约在20万元/吨,但其产氮量为100NM3/左右,到九十年代升级为产氮量185NM3/。当时国产碳分子筛的产氮量只有140NM3/,指标虽然落后有近30%的差距,但也改写了中国只能依赖进口碳分子筛的历史,实现了从无到有的一次飞跃!又由于国产碳分子筛的价格低廉,从而迫使进口碳分子筛的价格有了大幅度的下降,为国家节约了外汇的同时也推动了国内PSA制氮装置的蓬勃发展。

变压吸附制氮机

       国产分子筛由于受条件限制,对孔径大小控制的不是很好。国内市场主要采用中低档碳分子筛,市面上销售的碳分子筛微孔孔径分布在~1nm,只有岩谷分子筛做到了~6nm。碳分子筛的原料为椰子壳、煤炭、树脂等,一步先经加工后粉化,然后与基料揉合,基料主要是增加强度,防止破碎粉化的材料;二步是活化造孔,在600~1000℃温度下通入活化剂,常用的活化剂有水蒸气、二氧化碳、氧气以及它们的混合气。它们与较为活泼的无定型碳原子进行热化学反应,以扩大比表面积逐步形成孔洞活化造孔时间从10~60min不等;三步为孔结构调节,利用化学物质的蒸气:如苯在碳分子筛微孔壁进行沉积来调节孔的大小,使之满足要求。

碳分子筛


       制氮机维修保养方法介绍说明

       1)空气储罐排污口加装定时排水器,以减少处理的负荷压力。

       2)设备的正常使用要注意检查每个定时排水器是否正常排水,空气压力是否满足以上,摸冷干机进出口对比,是否有制冷效果。检查氮气的纯度是否稳定。

       3)空气过滤器必须按照4000小时换一次的频率来换。

       4)活性炭过滤器可以有效过滤油污,可以延长优质碳分子筛使用寿命,活性炭需在3000小时或4个月更换一次。制氮机保养更换配件。

       5)制氮机气动阀门、电磁阀为动作元器件各型号建议备一只,以防后患。

       活性炭

       活性炭以及碳分子筛更换步骤:简单清洁现场,断气断电,两人拆下吸附塔封头,两人拆下制氮机所有管道,清除吸附塔内废料,需清理干净,检查氮气设备吸附塔顶部和底部分流板是否损坏,损坏及时修理。所有管道要用压缩空气吹扫干净,气动阀门检查密封圈受损情况,严重的需要更换气动阀门。空气处理部分过滤器更新,活性炭过滤器管道改造有1人同步施工。所有工作完成,安装所有管道和阀门,通气通电,将整个系统管道吹扫一次,开始碳分子筛装料作业,具体有现场指导人员指导,装料结束后启动制氮机,一边检查各接口是否漏气,一边检测氮气纯度和产能。

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