Koolstofmoleculaire zeef, als de kerncomponent van PSA stikstofgenerator , is een adsorptiemateriaal met een microporeuze structuur. De grootte en vorm van deze microporiën zijn zorgvuldig ontworpen om selectief moleculen van specifieke grootte en polariteit te adsorberen. In de PSA -stikstofgenerator is de hoofdtaak van koolstofmoleculaire zeef om zuurstof en stikstof in de lucht te scheiden.
Er zijn significante verschillen in de grootte en diffusiesnelheid van zuurstof- en stikstofmoleculen in de lucht. Zuurstofmoleculen (O₂) zijn kleiner, met een diameter van ongeveer 0,346 nanometer en een hogere diffusiesnelheid; terwijl stikstofmoleculen (N₂) groter zijn, met een diameter van ongeveer 0,364 nanometer en een relatief lage diffusiesnelheid. Wanneer lucht door koolstofmoleculaire zeven gaat, worden deze verschillen de sleutel tot scheiding.
Onder druk kunnen zuurstofmoleculen in de lucht sneller de microporiën van koolstofmoleculaire zeven binnenkomen vanwege hun kleinere diameter en hogere diffusiesnelheid. Deze microporiën hebben een sterke adsorptiekracht op zuurstofmoleculen, zodat zuurstofmoleculen stevig worden geadsorbeerd op het oppervlak en binnenkoolmoleculaire zeven. Tegelijkertijd zijn stikstofmoleculen niet eenvoudig om de microporiën van koolstofmoleculaire zeven te betreden vanwege hun grote diameter en lage diffusiesnelheid, dus ze zijn verrijkt in de gasfase.
Naarmate het adsorptieproces vordert, neemt de concentratie van zuurstofmoleculen in de koolstofmoleculaire zeef geleidelijk toe, terwijl stikstofmoleculen geleidelijk worden uitgesloten van de gasfase. Wanneer de adsorptie verzadiging bereikt, kunnen de geadsorbeerde zuurstofmoleculen worden gedesorbeerd uit de koolstofmoleculaire zeef door de druk te verminderen of inert gas te introduceren voor het zuiveren, waardoor de regeneratie van de koolstofmoleculaire zeef wordt bereikt. Dit proces is cyclisch en stikstof kan continu uit de lucht worden geproduceerd.
Gebaseerd op de adsorptieprestaties en het kinetische effect van koolstofmoleculaire zeven, bereiken PSA -stikstofgeneratoren een effectieve scheiding van zuurstof en stikstof in de lucht. Het werkende principe kan als volgt worden samengevat:
Drukadsorptie: Lucht komt de adsorptietoren van de PSA -stikstofgenerator binnen en gaat door de koolstofmoleculaire zeeflaag onder druk. Op dit moment worden zuurstofmoleculen geadsorbeerd door de koolstofmoleculaire zeef, terwijl stikstofmoleculen worden verrijkt in de gasfase.
Gelijkde drukreductie: wanneer de zuurstofmoleculen in de adsorptietoren verzadiging bereiken, wordt de druk in de adsorptietoren geleidelijk verlaagd door de klep aan te passen. Dit proces helpt het energieverbruik te verminderen en de stikstofzuiverheid te verbeteren.
Omgekeerde regeneratie: hoewel het verminderen van de druk, wordt een inert gas (zoals stikstof zelf) geïntroduceerd voor het spoelen, zodat de geadsorbeerde zuurstofmoleculen zijn gedesorbeerd uit de koolstofmoleculaire zeef. Dit proces bereikt de regeneratie van de koolstofmoleculaire zeef en bereidt zich voor op de volgende ronde van het adsorptieproces.
Spoelen en stimuleren: na de omgekeerde regeneratie wordt het resterende gas in de adsorptietoren verder verwijderd door de spoelstap en wordt de stimulatiestap gebruikt om zich voor te bereiden op de volgende ronde van het adsorptieproces.
Door de cyclus van de bovenstaande stappen kan de PSA -stikstofgenerator continu stikstof uit de lucht produceren. Dit proces is niet alleen efficiënt en energiebesparend, maar ook milieuvriendelijk en vervuilingvrij. Vergeleken met traditionele cryogene of chemische stikstofproductie, heeft de PSA -stikstofgenerator aanzienlijke prestatievoordelen:
Hoog rendement en energiebesparing: de PSA -stikstofgenerator heeft een laag energieverbruik en relatief lage bedrijfskosten.
Milieuvriendelijk en vrij vervuilingsvrij: het hele stikstofproductieproces vereist niet het gebruik van chemische reagentia of het genereren van gevaarlijk afval, dat milieuvriendelijk is.
Gemakkelijk te bedienen: moderne PSA -stikstofgeneratoren gebruiken meestal microcomputerbesturing of PLC -programmabesturing, die volledig geautomatiseerde werking realiseert en de moeilijkheid en arbeidsintensiteit van de werking vermindert.
Breed scala aan toepassingen: PSA -stikstofgeneratoren kunnen stikstofzuiverheid en stroming aanpassen volgens de werkelijke behoeften, en zijn geschikt voor een verscheidenheid aan industriële velden en toepassingsscenario's. 3
