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分子篩為粉末狀晶體，有金屬光澤，硬度為3～5，相對(duì)密度為2～2.8，天然沸石有顏色，合成沸石為白色,不 溶于水,熱穩(wěn)定性和耐酸性隨著SiO2/Al2O3組成比的增加而提高。分子篩有很大的比表面積,達(dá)300～1000m2/g，內(nèi)晶表面高度極化，為一類 高效吸附劑，也是一類固體酸，表面有很高的酸濃度與酸強(qiáng)度，能引起正碳離子型的催化反應(yīng)。當(dāng)組成中的金屬離子與溶液中其他離子進(jìn)行交換時(shí)，可調(diào)整孔徑，改 變其吸附性質(zhì)與催化性質(zhì)，從而制得不同性能的分子篩催化劑。

　　碳分子篩(CMS)是新型的非極性吸附劑，具有在常溫變壓下吸附空氣中氧分子的性能，因而可獲得富氮?dú)怏w。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(kuò)散速度、或不同的吸附力、或兩種效應(yīng)同時(shí)起作用，碳分子篩空分制氮就是基于這一性能。

　　我公司生產(chǎn)的碳分子篩是PSA制氮裝置上的吸附劑，采用變壓吸附原理(PSA)從空氣中分離制取氮?dú)狻Ｌ挤肿雍Y對(duì)空氣中的氧和氮的分離作用主要是基于這兩種氣體在碳分子篩表面上的擴(kuò)散速率不同。直徑較小的氣體分子(O2)擴(kuò)散速率較快，較多的進(jìn)入碳分子篩微孔。直徑較大的氣體分子(N2)擴(kuò)散速率較慢，進(jìn)入碳分子篩微孔較少，這樣在氣相中可以得到氮的富集成分。因此，利用碳分子篩對(duì)氧和氮在某一時(shí)間內(nèi)吸附量的差別這一特性，由全自動(dòng)控制系統(tǒng)按特定可編程序施以加壓吸附，常壓解析的循環(huán)過程，完成氮氧分離，獲得所需高純度的氮?dú)狻?

　　二、碳分子篩制氮控制的條件

　　1、空氣壓縮純化過程

　　純?cè)峡諝膺M(jìn)入碳分子篩吸附塔，是非常必要的，因?yàn)轭w粒及有機(jī)氣體進(jìn)入吸附塔會(huì)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(jī)的進(jìn)氣口遠(yuǎn)離有、油霧、有機(jī)氣體的場(chǎng)所;2、通過冷干機(jī)、吸附劑凈化系統(tǒng)等，最后經(jīng)處理后的原料空氣進(jìn)入碳分子篩吸附塔。

　　2、產(chǎn)品氮?dú)獾臐舛群彤a(chǎn)氣量

　　碳分子篩制取氮?dú)猓銷2濃度和產(chǎn)氣量可根據(jù)用戶的需要進(jìn)行任意調(diào)節(jié)，在產(chǎn)氣時(shí)間及操作壓力確定時(shí)，調(diào)低產(chǎn)氣量，N2濃度將提高，反之，N2濃度則下降。用戶可根據(jù)實(shí)際需要調(diào)節(jié)。

　　3、均壓時(shí)間

　　碳分子篩制氮過程，當(dāng)一個(gè)吸附塔吸附結(jié)束時(shí)，可將此吸附塔內(nèi)的有壓氣體從上下兩個(gè)方向注入另一個(gè)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(dāng)?shù)木鶋簳r(shí)間，即可回收能量，也可以減緩吸附塔內(nèi)的分子篩受到?jīng)_擊，從而達(dá)到延長碳分子篩的使用壽命。參考閥門的切換速度一般選擇均壓時(shí)間為1-3秒。

　　4、產(chǎn)氣時(shí)間

　　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)也增加了閥門的動(dòng)作頻率，因此閥門的性能也很重要。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的產(chǎn)氣時(shí)間。

　　5、操作壓力

　　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，因此加壓器吸附是有利的，但吸附壓力太高，對(duì)空壓機(jī)的造型要求也增高，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。

　　6、使用溫度

　　作為吸附劑選擇較低的吸附溫度有利于碳分子篩性能的發(fā)揮，制氮機(jī)工藝在有條件的情況下，采取降低吸附溫度是有利的。