Kolmolekylsikt, som kärnkomponenten i PSA -kvävegenerator , är ett adsorptionsmaterial med en mikroporös struktur. Storleken och formen på dessa mikroporer är noggrant utformade för att selektivt adsorbera molekyler av specifik storlek och polaritet. I PSA -kvävegeneratorn är den huvudsakliga uppgiften för kolmolekylsikt att separera syre och kväve i luften.
Det finns signifikanta skillnader i storleken och diffusionshastigheten för syre- och kvävemolekyler i luften. Syremolekyler (O₂) är mindre, med en diameter på cirka 0,346 nanometer och en högre diffusionshastighet; medan kvävemolekyler (N₂) är större, med en diameter på cirka 0,364 nanometrar och en relativt låg diffusionshastighet. När luften passerar genom kolmolekylsiktar blir dessa skillnader nyckeln till separationen.
Under tryck kan syremolekyler i luften komma in i mikroporerna av kolmolekylsiktar snabbare på grund av deras mindre diameter och högre diffusionshastighet. Dessa mikroporer har en stark adsorptionskraft på syremolekyler, så att syremolekyler är ordentligt adsorberade på ytan och insidan av kolmolekylsiktar. Samtidigt är kvävemolekyler inte lätta att komma in i mikroporerna av kolmolekylsiktar på grund av deras stora diameter och låga diffusionshastighet, så de är berikade i gasfasen.
När adsorptionsprocessen fortsätter ökar koncentrationen av syremolekyler i kolmolekylsiktet gradvis, medan kvävemolekyler gradvis utesluts från gasfasen. När adsorptionen når mättnad kan de adsorberade syremolekylerna desorberas från kolmolekylsikten genom att minska trycket eller införa inert gas för rensning och därmed uppnå regenereringen av kolmolekylsikten. Denna process är cyklisk och kväve kan kontinuerligt produceras från luften.
Baserat på adsorptionsprestanda och kinetisk effekt av kolmolekylsiktar uppnår PSA -kvävegeneratorer effektiv separering av syre och kväve i luften. Dess arbetsprincip kan sammanfattas enligt följande:
Tryckadsorption: Luft kommer in i adsorptionstornet i PSA -kvävegeneratorn och passerar genom kolmolekylsiktskiktet under tryck. För närvarande adsorberas syremolekyler av kolmolekylsikten, medan kvävemolekyler berikas i gasfasen.
Utjämnad tryckreduktion: När syremolekylerna i adsorptionstornet når mättnad reduceras trycket i adsorptionstornet gradvis genom att justera ventilen. Denna process hjälper till att minska energiförbrukningen och förbättra kvävens renhet.
Omvänd regenerering: Medan du reducerar trycket införs en inert gas (såsom kväve själv) för rensning, så att de adsorberade syremolekylerna är desorberade från kolmolekylsikten. Denna process uppnår regenerering av kolmolekylsikten och förbereder sig för nästa omgång av adsorptionsprocessen.
Spolning och boosting: Efter omvänd regenerering avlägsnas restgasen i adsorptionstornet ytterligare av spolningssteget, och det ökande steget används för att förbereda för nästa omgång av adsorptionsprocessen.
Genom cykeln för ovanstående steg kan PSA -kvävegeneratorn kontinuerligt producera kväve från luften. Denna process är inte bara effektiv och energibesparande, utan också miljövänlig och föroreningsfri. Jämfört med traditionell kryogen eller kemisk kväveproduktion har PSA -kvävegeneratorn betydande prestandafördelar:
Hög effektivitet och energibesparing: PSA -kvävegeneratorn har låg energiförbrukning och relativt låga driftskostnader.
Miljövänligt och föroreningsfri: Hela kväveproduktionsprocessen kräver inte användning av kemiska reagens eller generering av farligt avfall, vilket är miljövänligt.
Lätt att använda: Moderna PSA -kvävegeneratorer använder vanligtvis mikrodatorkontroll eller PLC -programkontroll, som inser helt automatiserad drift och minskar svårigheten och arbetsintensiteten i driften.
Brett utbud av applikationer: PSA -kvävegeneratorer kan justera kvävenhet och flöde efter faktiska behov och är lämpliga för en mängd olika industrifält och applikationsscenarier.
