2012年,主要采用中低檔碳分子篩,年總需求量在6000噸以上,隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,工業(yè)尤其是化工業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大,對(duì)碳分子篩的需求水平會(huì)逐年增長(zhǎng),尤其是近幾年,國(guó)家對(duì)煤礦、油田、油輪的安全高度重視,強(qiáng)制油田、油輪配備制氮機(jī),電子工業(yè)和材料工業(yè)的需求,進(jìn)一步擴(kuò)大了國(guó)內(nèi)碳分子篩的需求量。據(jù)調(diào)查,自2000年以來,年平均增長(zhǎng)率都在80%以上,前景十分廣闊。
根據(jù)國(guó)際國(guó)內(nèi)的分析,碳分子篩行業(yè)呈現(xiàn)以下發(fā)展趨勢(shì):,隨著變壓吸附制氮機(jī)的使用范圍不斷擴(kuò)大,對(duì)碳分子篩的需求不斷增加,這將進(jìn)一步促進(jìn)行業(yè)發(fā)展,未來幾年,這一行業(yè)將從一個(gè)生僻的行業(yè)變得眾所周知。其次,隨著應(yīng)用深度的提高,對(duì)碳分子篩的產(chǎn)氮量、氮回收率、堆密度、抗壓強(qiáng)度等指標(biāo)的要求越來越高,進(jìn)一步提高產(chǎn)品性能指標(biāo)將是這一行業(yè)今后發(fā)展的大趨勢(shì)。第三,由于碳分子篩是變壓吸附制氮機(jī)的主要構(gòu)成要素,成本占整個(gè)設(shè)備的70%以上,因此,降低成本將是促進(jìn)本行業(yè)發(fā)展的重要條件。今后一個(gè)時(shí)期,各企業(yè)將會(huì)在采用新材料新工藝方面不斷探索,爭(zhēng)取用低成本達(dá)到高水平。
根據(jù)碳分子篩對(duì)氧和氮的吸擴(kuò)散速率不同,其吸附O2在短時(shí)間內(nèi)就達(dá)到平衡,此時(shí),N2的吸附量很少,較短的產(chǎn)氣時(shí)間,可有效的提高碳分子篩的產(chǎn)氣率,但同時(shí)也增加了伐門的動(dòng)作頻率,因此伐門的性能也很重要。一般選擇吸附時(shí)間為30~120秒。小型高純制氮機(jī)推薦使用短的產(chǎn)氣時(shí)間,大型低濃度推薦使用長(zhǎng)的產(chǎn)氣時(shí)間。
碳分子篩在動(dòng)力學(xué)效應(yīng)的同時(shí),又具有平衡吸附效應(yīng),吸附質(zhì)分壓高,吸附容量也高,因此加壓吸附是有利的,但吸附壓力太高,對(duì)空壓機(jī)的選型要求也增高,另外常壓再生與真空再生兩個(gè)流程對(duì)吸附壓力要求也不同,綜合各項(xiàng)因素,建議常壓再生流程的吸附壓力選為5~8Kg/cm2為宜;真空再生流程的吸附壓力選擇為3~5Kg/cm2為宜。
PSA—N2精制裝置有混合器、催化反應(yīng)器、后冷卻器、旋風(fēng)分離器、過濾器、吸附式干燥器、氧分析儀、 流量計(jì)以及產(chǎn)品氮?dú)饩彌_罐組成。流程簡(jiǎn)圖。根據(jù)持續(xù)監(jiān)測(cè)出的實(shí)際氧含量,調(diào)節(jié)進(jìn)入原料氣中的配氫量。為了使過量氫達(dá)到小值,采用經(jīng)特殊設(shè)計(jì)的混合裝置和具有的氫氣控制系統(tǒng)?;旌蠚馊缓筮M(jìn)入一催化反應(yīng)器,在反應(yīng)器內(nèi)氫氣與氧氣發(fā)生放熱反應(yīng),轉(zhuǎn)化為水蒸氣。經(jīng)一后冷卻器可使大部分水蒸氣冷凝下來,并經(jīng)過水分離器除去冷凝水。隨后根據(jù)所需產(chǎn)品氣露點(diǎn),由一冷干機(jī)或吸附式干燥器進(jìn)行干燥。冷干機(jī)可獲得常壓露點(diǎn)為-25℃的產(chǎn)品氣,露點(diǎn)低于-40℃時(shí)需使用吸附式干燥器。產(chǎn)品氣純度通過氧分儀連續(xù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。當(dāng)產(chǎn)品氣純度低于客戶要求時(shí)放空。整套系統(tǒng)全部通過自控操作,無需操作人員。
碳分子篩回收的流程
碳分子篩的回收流程一般包括以下幾個(gè)步驟:
收集:將廢舊碳分子篩從使用單位收集起來,進(jìn)行初步分類和整理。
檢測(cè):對(duì)收集到的廢舊碳分子篩進(jìn)行檢測(cè),評(píng)估其性能狀況和可回收價(jià)值。
處理:根據(jù)廢舊碳分子篩的性能狀況和可回收價(jià)值,選擇合適的處理方法進(jìn)行再生或回收利用。處理方法可能包括物理法(如篩分、破碎、磁選等)、化學(xué)法(如溶解、沉淀、離子交換等)或熱解法等。
再利用:經(jīng)過處理后的廢舊碳分子篩可以重新應(yīng)用于相關(guān)領(lǐng)域,如作為催化劑或催化劑載體、吸附劑等。