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变压吸附(PSA)制氮技术


Publisher:adminDate:2019-05-14

变压吸附是如何工作的?
 
当你自己生产氮的时候,自己要做多少纯度的氮气是非常重要的。有些应用需要低纯(介于90 - 99%之间),如轮胎充气和防火,而其他应用,如食品和饮料行业或塑料成型,则需要高纯(从97到99.999%)。在这些情况下,PSA技术是最理想和最简单的方法。
 
本质上,制氮机的工作原理是将压缩空气中的氮气与氧气分离。变压吸附是通过吸附从压缩空气中捕获氧气来实现的。吸附发生在分子与吸附剂结合时,此时氧分子与碳分子筛(CMS)相连。这发生在两个单独的压力容器中,每个容器都充满CMS,在分离过程和再生过程之间切换。我们称它们为A塔和B塔。
 
首先,清洁干燥的压缩空气进入塔A,由于氧分子比氮分子小,它们会进入碳筛的孔隙。另一方面,氮分子无法进入孔隙,所以它们会绕过碳分子筛。最终你得到了理想纯度的氮。这个阶段被称为吸附或分离阶段。
 
然而,它并没有就此止步。A塔中产生的大部分氮从系统中排出(准备直接使用或储存),而一小部分产生的氮则以相反的方向(从上到下)进入B塔中。这种流动需要将之前吸附在B塔上的氧气排出。通过释放B塔内的压力,碳分子筛失去了吸附氧气的能力。它们会从筛子上分离出来,然后被a塔排出的氮气带走。这样一来,系统就为下一个吸附阶段附着在筛子上的新氧分子腾出了空间。我们把这种“净化”过程称为“饱和氧塔再生”。



首先,A罐处于吸附阶段,B罐处于再生阶段。在第二阶段,两个容器都平衡压力,为开关做准备。打开开关后,A罐开始再生,B罐产生氮气。
 
在这一点上,两个塔的压力将会平衡,它们将会从吸附阶段转变为再生阶段,反之亦然。塔A中的CMS将会饱和,而塔B由于减压将会重新启动吸附过程。这个过程也被称为“压力摆动”,这意味着它允许某些气体在较高的压力下被捕获,并在较低的压力下释放。双塔变压吸附系统允许在理想的纯度水平上连续生产氮气。


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