變壓吸附(Pressure Swing Adsorption.簡(jiǎn)稱PSA),是一種新型氣體吸附分離技術(shù),它有如下優(yōu)點(diǎn):產(chǎn)品純度高;一般可在室溫和不高的壓力下工作,床層再生時(shí)不用加熱,產(chǎn)品純度高;設(shè)備簡(jiǎn)單,操作、維護(hù)簡(jiǎn)便;連續(xù)循環(huán)操作,可完全達(dá)到自動(dòng)化。因此,當(dāng)這種新技術(shù)問世后,就受到各國工業(yè)界的關(guān)注,競(jìng)相開發(fā)和研究,發(fā)展迅速,并日益成熟
如果壓力不變,在常溫或低溫的情況下吸附,用高溫解吸的方法,稱為變溫吸附(簡(jiǎn)稱TSA)。顯然,變溫吸附是通過改變溫度來進(jìn)行吸附和解吸的。變溫吸附操作是在低溫(常溫)吸附等溫線和高溫吸附等溫線之間的垂線進(jìn)行,由于吸附劑的比熱容較大,熱導(dǎo)率(導(dǎo)熱系數(shù))較小,升溫和降溫都需要較長的時(shí)間,操作上比較麻煩,因此變溫吸附主要用于含吸附質(zhì)較少的氣體凈化方面。
有機(jī)世界的"主角"--碳C 碳在地球上雖不算太少,但也不算太多,按重量計(jì)算,占地殼中各元素總重量的千分之四,按原子總數(shù)計(jì)算不超過千分之一點(diǎn)五,然而,碳的足跡卻遍布全球。
自然界中存在一種天然硅鋁酸鹽,它們具有篩分分子、吸附、離子交換和催化作用。這種天然物質(zhì)稱為沸石,人工合成的沸石也稱為分子篩。分子篩的化學(xué)組成通式為:(M)2/nO· Al2O3·xSiO2·pH2O,M代表金屬離子(人工合成時(shí)通常為Na),n代表金屬離子價(jià)數(shù), x代表SiO2的摩爾數(shù),也稱為硅鋁比,p代表水的摩爾數(shù)。分子篩骨架的基本結(jié)構(gòu)是 SiO4和AlO4四面體,通過共有的氧原子結(jié)合而形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的結(jié)晶。這種結(jié)合形式,構(gòu)成了具有分子級(jí)、孔徑均勻的空洞及孔道。由于結(jié)構(gòu)不同,形式不同,“籠”形的空間孔洞分為α、β、γ、六方柱、八面沸石等 “籠”的結(jié)構(gòu)。A型、X型和Y型分子篩的晶體結(jié)構(gòu)見圖1,圖2。
沸石分子篩的吸附是一種物理變化過程。產(chǎn)生吸附的原因主要是分子引力作用在固體表面產(chǎn)生的一種“表面力”,當(dāng)流體流過時(shí),流體中的一些分子由于做不規(guī)則運(yùn)動(dòng)而碰撞到吸附劑表面,在表面產(chǎn)生分子濃聚,使流體中的這種分子數(shù)目減少,達(dá)到分離、清除的目的。
制氮機(jī)是按變壓吸附技術(shù)設(shè)計(jì)、制造的氮?dú)庵迫≡O(shè)備。制氮機(jī)以進(jìn)口碳分子篩(CMS)為吸附劑,采用常溫下變壓吸附原理(PSA)分離空氣制取高純度的氮?dú)狻MǔJ褂脙晌剿⒙?lián),由進(jìn)口PLC控制進(jìn)口氣動(dòng)閥自動(dòng)運(yùn)行,交替進(jìn)行加壓吸附和解壓再生,完成氮氧分離,獲得所需高純度的氮?dú)狻?/p>