2012年,主要采用中低檔碳分子篩,年總需求量在6000噸以上,隨著我國經濟的不斷發(fā)展,工業(yè)尤其是化工業(yè)規(guī)模不斷擴大,對碳分子篩的需求水平會逐年增長,尤其是近幾年,國家對煤礦、油田、油輪的安全高度重視,強制油田、油輪配備制氮機,電子工業(yè)和材料工業(yè)的需求,進一步擴大了國內碳分子篩的需求量。據(jù)調查,自2000年以來,年平均增長率都在80%以上,前景十分廣闊。
隨著變壓吸附技術的不斷成熟,制氮機的應用領域越來越寬闊,國際上對碳分子篩的需求也越來越大,歐美等發(fā)達國家的需求量每年都穩(wěn)步增長,近幾年發(fā)展中國家的需求量更是突飛猛進,每年以成倍的速度增長,保守估計,2013年國際上碳分子篩總需求量在數(shù)十萬噸以上。
國產碳分子篩經過了二十多年的發(fā)展后,現(xiàn)取得了突破性的進展,產氮量達到220至260NM3/h.t。經國內外制氮機生產企業(yè),將我公司生產的碳分子篩與國外品牌碳分子篩在同機型上多次開機比較,證明了我國生產的碳分子篩技術質量已躋身于世界行列,其中產氣性能及時間響應已超出國際水平,得到了國內外PSA制氮行業(yè)的一致好評。碳分子篩產品在國內已廣泛應用于煤田、石油、化工、金屬熱處理、電子制造、食品保鮮等行業(yè),并美、歐、亞各國,且其出口量早已了當年的進口量,再次改寫了中國碳分子篩沒有出口的歷史,實現(xiàn)了從進到出的第二次飛躍!
該產品屬于碳素吸附劑,是由碳組成的多孔物質,孔結構模型為無序堆積碳素結構。碳分子篩是非計量化合物,其重要性質是基于它的微孔結構。它分離空氣的能力,取決于空氣中各種氣體在碳分子篩微孔中的不同擴散速度,或不同的吸附力,或兩種效應同時起作用。在平衡條件下,碳分子篩對氧和氮的吸附量相當接近,但氧分子通過碳分子篩微孔系統(tǒng)的狹窄空隙的擴散速度要比氮分子快得多,碳分子篩空分制氮就是基于這一性能,在遠未達到平衡條件的時間之前,通過PSA工藝流程使氮氣從空氣中分離出來。
變壓吸附過程循環(huán)操作包括:充壓、產氣;均壓;降壓、排氣;然后再充壓、產氣;……幾個工作階段,形成循環(huán)操作過程。其根據(jù)流程的再生方法不同,可分為真空再生流程和常壓再生流程。
碳分子篩制氮需要控制的條件 1、空氣壓縮純化過程 純原料空氣進入碳分子篩吸附塔,是非常必要的,因為顆粒及有機氣氛進入吸附塔會堵塞碳分子篩的微孔,并逐漸使碳分子篩的分離性能降低。 純化原料空氣的方法有:1使空壓機的進氣口遠離有灰塵、油霧、有機氣氛的場所;2通過冷干機、吸附劑凈化系統(tǒng)等,后經處理后的原料空氣進入碳分子篩吸附塔。 2、產品氮氣的濃度和產氣量 碳分子篩制取氮氣,其N2濃度和產氣量可根據(jù)用戶的需要進行任意調節(jié),在產氣時間及操作壓力確定時,調低產氣量,N2濃度將提高,反之,N2濃度則下降。用戶可根據(jù)實際需要調節(jié)。
碳分子篩制氮過程,當一個吸附塔吸附結束時,可將此吸附塔內的有壓氣體從上下兩個方向注入另一個已再生好的吸附塔中,并使兩塔氣體壓力相同,此一過程稱為吸附塔的均壓,選擇適當?shù)木鶋簳r間,即可回收能量,也可以減緩吸附塔內的分子篩受到的沖擊,從而達到延長碳分子篩的使用壽命。參考伐門的切換速度一般選擇均壓時間為1~3秒。
根據(jù)碳分子篩對氧和氮的吸擴散速率不同,其吸附O2在短時間內就達到平衡,此時,N2的吸附量很少,較短的產氣時間,可有效的提高碳分子篩的產氣率,但同時也增加了伐門的動作頻率,因此伐門的性能也很重要。一般選擇吸附時間為30~120秒。小型高純制氮機推薦使用短的產氣時間,大型低濃度推薦使用長的產氣時間。
碳分子篩回收的注意事項 在回收碳分子篩的過程中,需要注意以下幾點: 安全環(huán)保:回收過程應嚴格遵守安全環(huán)保規(guī)定,確保不對環(huán)境和人員造成危害。 技術選擇:應根據(jù)廢舊碳分子篩的性能狀況和可回收價值,選擇合適的處理方法進行再生或回收利用。 質量控制:對回收處理后的廢舊碳分子篩進行質量控制,確保其性能符合相關標準和要求。
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