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制氮机碳分子筛

作者:admin 发布时间:2020/1/9 15:48:27 浏览次数: 来源:http://tunbyb.cn 标签:碳分子筛

碳分子筛

制氮机碳分子筛

碳分子筛
碳分子筛是目前工程界变压吸附(简称P.S.A)空分富氮吸附剂,这种氮气在化学工业、石油天然气工业、电子工业、食品工业、煤碳工业、医药工业、电缆行业、金属热处理、运输及储存等方面广泛应用。制氮原理是利用碳分子筛对氧和氮在某一时间内吸附量的差别这一特性,由全自动控制系统按特定可编程序施以加压吸附,常压解析的循环过程,完成氮氧分离,获得所需高纯度的氮气。具有氮量大、氮气回收率高,使用寿命长等特点。一般保证正常使用5-8年。

碳分子筛基本指标:
1. 颗粒直径1.32mm        2. 吸附周期120S
3. 堆密度680700g/L       4. 抗压强度≥95N/
碳分子筛技术标准:

  (Type)

吸附压力

氮浓度

产氮量

N2/Air

(MPa)

(N2%)

(NM3/h.t)

(%)

CMS-180

0.8

99.9

110

25

99.5

185

36

99

230

41

98

310

46

CMS-200

0.8

99.9

130

26

99.5

200

35

99

260

40

98

330

46

CMS-220

0.8

99.99

90

25

99.9

150

34

99.5

220

43

99

290

48

98

360

54

CMS-240

0.8

99.99

100

26

99.9

160

35

99.5

240

44

99

300

49

98

370

55

碳分子筛是20世纪七十年代发展起来的一种新型吸附剂,是一种的非极性碳素材料,制氮碳分子筛(Carbon Molecular Sieves,CMS)用于分离空气富集氮气,采用常温低压制氮工艺,比传统的深冷高压制氮工艺具有投资费用少,产氮速度快、氮气成本低等优点。因此,它是目前工程界的变压吸附(简称P.S.A)空分富氮吸附剂,这种氮气在化学工业、石油天然气工业、电子工业、食品工业、煤炭工业、医药工业、电缆行业、金属热处理、运输及储存等方面广泛应用。碳分子筛的主要成分为元素碳,外观为黑色柱状固体。因含有大量直径为4埃的微孔,该微孔对氧分子的瞬间亲和力较强,可用来分离空气中的氧气氮气,工业上利用变压吸附装置(PSA)制取氮气。碳分子筛制氮量大、氮气回收率高,使用寿命长,适用于各种型号的变压吸附制氮机,是变压吸附制氮机的产品

碳分子筛

碳分子筛空分制氮已广泛地应用于石油化工、金属热处理、电子制造、食品保鲜等行业。

CMS系列碳分子筛的主要成分为元素碳,外观为黑色柱状固体。变压吸附制氮主要是通过核心材料分子筛(CMS)的选择性吸附特性及吸附容量因压力不同而有着差异的特性来实现。升压时空气中的氧分子在分子筛微孔结构中的扩散速度比氮分子快的多而被碳分子筛截留,而氮分子在气相得到富集,降压时被分子筛吸附的富氧气体解吸,使分子筛再生,形成循环操作,实现连续制氮。氮气在化学工业、石油天然气工业、电子工业、食品工业、煤碳工业、医药工业、电缆行业、金属热处理、运输及储存等方面广泛应用。

 

技术指标:

 

颗粒直径1.0—1.8mm         吸附周期2×60S
灰度:≤500ppm           径高比:1:2.5~3.5
堆密度650~700g/L          抗压强度≥100N/颗
 

型号

吸附压力

(Mpa)

氮纯度

(%)

产氮率

(Nm3/h.t)

氮回收率

(%)(N2、Air)

CMS-200 0.6 99.99 60 ≥21
99.9 115 ≥31
99.5 165 ≥40
99.0 250 ≥45
98.0 265 ≥46
97.0 325 ≥48
0.8 99.99 72 ≥21
99.9 140 ≥31
99.5 200 ≥40
99.0 275 ≥45
98.0 325 ≥46
97.0 365 ≥48
CMS-220 0.6 99.99 65 ≥21
99.9 120 ≥31
99.5 175 ≥40
99.0 260 ≥45
98.0 278 ≥46
97.0 338 ≥48
0.8 99.99 85 ≥21
99.9 165 ≥31
99.5 220 ≥40
99.0 280 ≥45
98.0 335 ≥46
97.0 375 ≥48
CMS-240 0.6 99.99 85 ≥21
99.9 155 ≥31
99.5 200 ≥40
99.0 255 ≥45
98.0 305 ≥46
97.0 360 ≥48
0.8 99.99 110 ≥21
99.9 187 ≥31
99.5 240 ≥40
99.0 295 ≥45
98.0 360 ≥46
97.0 415 ≥48
CMS-260 0.6 99.99 100 ≥21
99.9 179 ≥31
99.5 210 ≥40
99.0 275 ≥45
98.0 325 ≥46
97.0 390 ≥48
0.8 99.99 120 ≥21
99.9 195 ≥31
99.5 260 ≥40
99.0 320 ≥45
98.0 385 ≥46
97.0 430 ≥48
CMS-F 0.6 99.999 55 ≥16
99.99 90 ≥23
99.9 160 ≥34
0.8 99.999 70 ≥16
99.99 110 ≥23
99.9 180 ≥34

PSA制氮工艺流程
1、空气供给系统:
环境空气经压缩空气净化、除去压缩空气中的油、水和灰尘,以供给PSA装置使用。
2、变压吸附制氮系统:
经压缩净化过的压缩空气(PSA装置压力为P=0.6MPa)流经装有碳分子筛(CMS)的吸附塔,压缩空气自下而上流经吸附塔,其间氧分子在碳
分子筛表面吸附,氮气则由吸附塔的上端流出进入氮气缓冲罐。经过一定时间吸附后,塔中碳分子筛被所吸附的氧饱和需进行再生,再生是通过停止吸附、降低吸附塔中的压力来实现的。两个吸附塔交替进行吸附和再生,从而确保氮气的连续产生。

PSA制氮工艺流程

碳分子筛制氮控制的条件:
1、空气压缩纯化过程:纯原料空气进入碳分子筛吸附塔,是非常必要的,因为颗粒及有机气体进入吸附塔会堵塞碳分子筛的微孔,并逐渐使碳分子筛的分离性能降低。(纯化原料空气的方法有:1、使空压机的进气口远离有、油雾、有机气体的场所;2、通过冷干机、吸附剂净化系统等,最后经处理后的原料空气进入碳分子筛吸附塔。)
2、产品氮气的浓度和产气量:碳分子筛制取氮气,其N2浓度和产气量可根据用户的需要进行任意调节,在产气时间及操作压力确定时,调低产气量,N2浓度将提高,反之,N2浓度则下降。用户可根据实际需要调节。
3、均压时间:碳分子筛制氮过程,当一个吸附塔吸附结束时,可将此吸附塔内的有压气体从上下两个方向注入另一个已再生好的吸附塔中,并使两塔气体压力相同,此一过程称为吸附塔的均压,选择适当的均压时间,即可回收能量,也可以减缓吸附塔内的分子筛受到冲击,从而达到延长碳分子筛的使用寿命。参考阀门的切换速度一般选择均压时间为1-3秒。
4、产气时间:根据碳分子筛对氧和氮的吸扩散速率不同,其吸附O2在短时间内就达到平衡,此时,N2的吸附量很少,较短的产气时间,可有效的提高碳分子筛的产气率,但同时也增加了阀门的动作频率,因此阀门的性能也很重要。一般选择吸附时间为30-120秒。小型高纯制氮机推荐使用短的产气时间,大型低浓度推荐使用长的产气时间。
5、操作压力:碳分子筛在动力学效应的同时,又具有平衡吸附效应,吸附质分压高,吸附容量也高,因此加压器吸附是有利的,但吸附压力太高,对空压机的造型要求也增高,另外常压再生与真空再生两个流程对吸附压力要求也不同,综合各项因素,建议常压再生流程的吸附压力选为5-8kg/cm2为宜;真空再生流程的吸附压力选择为3-5Kg/cm2为宜。
6、使用温度:作为吸附剂选择较低的吸附温度有利于碳分子筛性能的发挥,制氮机工艺在有条件的情况下,采取降低吸附温度是有利的。

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