Molekulární síto z uhlíku, jako základní součást Generátor dusíku PSA , je adsorpční materiál s mikroporézní strukturou. Velikost a tvar těchto mikropórů je pečlivě navržen tak, aby selektivně adsorboval molekuly specifické velikosti a polarity. V generátoru dusíku PSA je hlavním úkolem molekulárního síta uhlíku oddělit kyslík a dusík ve vzduchu.
Ve vzduchu jsou významné rozdíly ve velikosti a rychlosti difúze molekul kyslíku a dusíku. Molekuly kyslíku (O₂) jsou menší, s průměrem asi 0,346 nanometrů a vyšší rychlostí difúze; Zatímco molekuly dusíku (N₂) jsou větší, s průměrem asi 0,364 nanometrů a relativně nízkou rychlostí difúze. Když vzduch prochází molekulárními sítami uhlíku, tyto rozdíly se stávají klíčem k separaci.
Pod tlakem mohou kyslíkové molekuly ve vzduchu vstoupit do mikropórů molekulárních potich uhlíku rychleji kvůli jejich menším průměru a vyšší rychlosti difúze. Tyto mikropóry mají silnou adsorpční sílu na molekuly kyslíku, takže molekuly kyslíku jsou pevně adsorbovány na povrchu a uvnitř molekulárních sír uhlíku. Současně nejsou molekuly dusíku snadné vstoupit do mikropórů molekulárních síta uhlíku kvůli jejich velkému průměru a nízké rychlosti difúze, takže jsou obohaceny v plynné fázi.
Jak proces adsorpce probíhá, koncentrace kyslíkových molekul v molekulárním sítu uhlíku se postupně zvyšuje, zatímco molekuly dusíku jsou postupně vyloučeny z plynné fáze. Když adsorpce dosáhne nasycení, mohou být adsorbované molekuly kyslíku desorbovány z molekulárního síta z uhlíku snížením tlaku nebo zavedením inertního plynu pro očištění, čímž se dosáhne regenerace molekulárního síta uhlíku. Tento proces je cyklický a dusík může být vyráběn nepřetržitě ze vzduchu.
Na základě adsorpčního výkonu a kinetického účinku molekulárních síta uhlíku dosahují generátory dusíku PSA účinnou separaci kyslíku a dusíku ve vzduchu. Jeho pracovní princip lze shrnout následovně:
Adsorpce tlaku: Vzduch vstupuje do adsorpční věže generátoru dusíku PSA a pod tlakem prochází vrstvou molekulární síto uhlíkového molekulárního síta. V této době jsou molekuly kyslíku adsorbovány molekulárním sítem uhlíku, zatímco molekuly dusíku jsou obohaceny v plynné fázi.
Vyrovnáno snižování tlaku: Když molekuly kyslíku v adsorpční věži dosáhnou saturace, tlak v adsorpční věži se postupně snižuje úpravou ventilu. Tento proces pomáhá snížit spotřebu energie a zlepšit čistotu dusíku.
Reverzní regenerace: Při snižování tlaku se zavádí inertní plyn (jako je samotný dusík), takže adsorbované molekuly kyslíku jsou desorbovány z molekulárního síta. Tento proces dosahuje regenerace molekulárního síta uhlíku a připravuje se na další kolo adsorpčního procesu.
Splachování a posílení: Po regeneraci regenerace je zbytkový plyn v adsorpční věži dále odstraněn krokem propláchnutí a krok zvětšení se používá k přípravě na další kolo adsorpčního procesu.
Prostřednictvím cyklu výše uvedených kroků může generátor dusíku PSA nepřetržitě produkovat dusík ze vzduchu. Tento proces je nejen efektivní a úsporné energetiky, ale také šetrný k životnímu prostředí a bez znečištění. Ve srovnání s tradičními produkcí kryogenní nebo chemické dusíku má generátor dusíku PSA významné výhody výkonu:
Vysoká účinnost a úspora energie: generátor dusíku PSA má nízkou spotřebu energie a relativně nízké provozní náklady.
Ekologické a bezbodové a bez znečištění: Celý proces výroby dusíku nevyžaduje použití chemických činidel nebo tvorby nebezpečných odpadů, což je šetrné k životnímu prostředí.
Snadno provozuje: Moderní generátory dusíku PSA obvykle používají ovládání mikropočítače nebo kontrolu programu PLC, což realizuje plně automatizovaný provoz a snižuje obtíž a intenzitu práce.
Široká škála aplikací: Generátory dusíku PSA mohou upravit čistotu a tok dusíku podle skutečných potřeb a jsou vhodné pro různé průmyslové pole a aplikační scénáře.
