Sită moleculară de carbon, ca componentă de bază a Generator de azot PSA , este un material de adsorbție cu o structură microporoasă. Mărimea și forma acestor micropore sunt proiectate cu atenție pentru a adsorba selectiv molecule de dimensiuni și polaritate specifice. În generatorul de azot PSA, principala sarcină a sităi moleculare de carbon este separarea oxigenului și azotului în aer.
Există diferențe semnificative în ceea ce privește dimensiunea și rata de difuzie a moleculelor de oxigen și azot în aer. Moleculele de oxigen (O₂) sunt mai mici, cu un diametru de aproximativ 0,346 nanometri și o rată de difuzie mai mare; În timp ce moleculele de azot (N₂) sunt mai mari, cu un diametru de aproximativ 0,364 nanometri și o rată de difuzie relativ mică. Când aerul trece prin site moleculare de carbon, aceste diferențe devin cheia separarii.
Sub presiune, moleculele de oxigen în aer pot intra în micropore de site moleculare de carbon mai rapid datorită diametrului lor mai mic și a ratei de difuzie mai mari. Aceste micropore au o forță de adsorbție puternică asupra moleculelor de oxigen, astfel încât moleculele de oxigen sunt ferm adsorbite pe suprafață și în interiorul sitelor moleculare de carbon. În același timp, moleculele de azot nu sunt ușor de intrat în micropore de site moleculare de carbon datorită diametrului mare și a ratei de difuzie scăzută, astfel încât acestea sunt îmbogățite în faza gazoasă.
Pe măsură ce procesul de adsorbție se desfășoară, concentrația de molecule de oxigen în sita moleculară de carbon crește treptat, în timp ce moleculele de azot sunt excluse treptat din faza gazoasă. Atunci când adsorbția ajunge la saturație, moleculele de oxigen adsorbite pot fi desorbite din sita moleculară de carbon prin reducerea presiunii sau introducând gaz inert pentru purjare, obținând astfel regenerarea sităi moleculare de carbon. Acest proces este ciclic, iar azotul poate fi produs continuu din aer.
Pe baza performanței de adsorbție și a efectului cinetic al sieților moleculari de carbon, generatoarele de azot PSA obțin o separare eficientă a oxigenului și a azotului în aer. Principiul său de lucru poate fi rezumat după cum urmează:
Adsorbția de presiune: aerul intră în turnul de adsorbție al generatorului de azot PSA și trece prin stratul de sită moleculară de carbon sub presiune. În acest moment, moleculele de oxigen sunt adsorbite de sita moleculară de carbon, în timp ce moleculele de azot sunt îmbogățite în faza gazoasă.
Reducerea presiunii egalizate: Când moleculele de oxigen din turnul de adsorbție ating saturația, presiunea în turnul de adsorbție este redusă treptat prin reglarea supapei. Acest proces ajută la reducerea consumului de energie și la îmbunătățirea purității azotului.
Regenerarea inversă: în timp ce reduce presiunea, este introdus un gaz inert (cum ar fi azotul în sine) pentru purjare, astfel încât moleculele de oxigen adsorbite sunt desorbite de sita moleculară de carbon. Acest proces realizează regenerarea sităi moleculare de carbon și se pregătește pentru următoarea rundă de proces de adsorbție.
Înroșirea și stimularea: după regenerarea inversă, gazul rezidual din turnul de adsorbție este îndepărtat în continuare de etapa de spălare, iar etapa de impulsare este utilizată pentru a se pregăti pentru următoarea rundă de proces de adsorbție.
Prin ciclul etapelor de mai sus, generatorul de azot PSA poate produce continuu azot din aer. Acest proces nu este doar eficient și de economisire a energiei, ci și ecologic și fără poluare. În comparație cu producția tradițională de azot criogenic sau chimic, generatorul de azot PSA are avantaje semnificative de performanță:
Eficiență ridicată și economie de energie: Generatorul de azot PSA are un consum redus de energie și costuri de funcționare relativ reduse.
Ecologic și fără poluare: întregul proces de producție de azot nu necesită utilizarea de reactivi chimici sau generarea de deșeuri periculoase, care este ecologic.
Ușor de funcționat: Generatoarele moderne de azot PSA folosesc de obicei controlul microcomputerului sau controlul programului PLC, ceea ce realizează funcționarea complet automatizată și reduce dificultatea și intensitatea funcționării muncii.
O gamă largă de aplicații: Generatoarele de azot PSA pot ajusta puritatea și curgerea azotului în funcție de nevoile reale și sunt potrivite pentru o varietate de câmpuri industriale și scenarii de aplicații.
