氮氣制氮機設(shè)備用碳分子篩(CMS)介紹

　　【TOKA螺桿空壓機網(wǎng)】變壓吸附式制氮機用碳分子篩（CMS)是一種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 氮氣體。采用碳分子篩變壓吸附法制氮新技術(shù)，其最顯 著的特點是:N2產(chǎn)品雜質(zhì)含 量較低，N2濃度和氣量根據(jù) 需要可任意調(diào)節(jié)，并可通過精制獲得O2含量小于5PPm， 露點低于-60℃的高純度N2。
六十年代，碳分子篩在美國最先制造成功并很快推廣應(yīng)用，最初，碳分子篩是被用作從空氣中分離氧氣的吸附劑，后來逐漸應(yīng)用在制取氮氣的裝置上。
到了七十年代未、八十年代初，世界各國對氮氣的需求量不斷增加，而變壓吸附制氮技術(shù)也逐漸成熟起來，進一步推動了碳分子篩制造技術(shù)的發(fā)展。
到了一九八二年，美國和日本的氮氣產(chǎn)量相繼超過了氧氣，此時，變壓吸附制取的氮氣已經(jīng)占氮氣總產(chǎn)量的18%左右，由于變壓吸附制氮所占的市場份額越來越大，世界各主要工業(yè)國家都投入了資金研發(fā)變壓吸附用碳分子篩，其中，美國、日本、德國在技術(shù)上處于領(lǐng)先地位。
一直到今天，世界上主要的碳分子篩生產(chǎn)廠家也還是分布在這些國家。比較著名的有美國的Calgon公司、普萊克斯公司；日本的巖谷公司、武田公司；德國的BF公司等。其中，美系分子篩在國內(nèi)所占市場份額很小，德系和日系分子篩廠家在國內(nèi)都有代理公司，因而所占市場份額也是最大的。
總的說來，氮氣設(shè)備分子篩按照性能差異，大至分四個階段：
第一階段的碳分子篩由于制造工藝的限制，孔徑分布很不均勻只能制得純度為97%、98%左右的氮氣，回收率只有26%～34%，能耗較高；
第二階段的碳分子篩性能有所提高，可以制得99.9%以上純度的氮氣，但能耗相當驚人，不具備大規(guī)模應(yīng)用的條件，這個階段的分子篩在制取97%、98%純度氮氣時，回收率達到了37%～42%，已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。
第三階段分子篩隨著加工技術(shù)的提高，性能也取得了長足進步，能一次性制得99.99%以上純度的氮氣，在制取99.5%純度氮氣時，回收率達到了40%，比較有代表性的分子篩如德國BF-185、日本武田3K-172、巖谷2GN-H等，都具備了這樣的水準。第三代分子篩也是目前應(yīng)用最普遍的分子篩，國內(nèi)大多數(shù)廠家都在選用。令人值得自豪的是，國產(chǎn)分子篩近年來進步相當快，其中走在前面的有長興科博、威海華泰等到廠家，生產(chǎn)的分子篩性能已經(jīng)接近進口分子篩的性能，但國產(chǎn)分子篩由于受到條件限制，重現(xiàn)性較差，簡單說來就是每一批號的分子篩性能都有一定差異，不如進口分子篩穩(wěn)定。主要原因是活化造孔及孔結(jié)構(gòu)調(diào)整技術(shù)還不太成熟，分子篩性能容易產(chǎn)生波動，同時，也可能引起分子篩性能下降較快，在兩到三年內(nèi)性能可能下降15%左右。但由于國產(chǎn)分子篩的價格有較大優(yōu)勢，性能又與第三代進口分子篩接近，還是得到了較廣泛的應(yīng)用。用戶也很難分辨出哪種是進口分子篩，哪種是國產(chǎn)分子篩，這就給了一些不法廠商以機會，用國產(chǎn)分子篩代替進口分子篩，打著低價的招牌來欺騙用戶，賺取暴利。
第四代分子篩是在二〇〇一年由日本巖谷公司研制成功的，它與第三代分子篩相比，性能又有了大幅度的提高，能一次性制得99.9995%以上純度的氮氣。在制取99.99%純度氮氣時，氮氣回收率達到了驚人的32%，在能源如此緊張的今天，它的意義更顯的重要。用巖谷第四代分子篩作為吸附劑的制氮設(shè)備，與采用其分子篩作為吸附劑的制氮設(shè)備相比，在設(shè)備能耗、分子篩裝填量、綜合經(jīng)濟指標等方面都有明顯優(yōu)勢，而且隨著產(chǎn)品氮氣純度的提高，這種優(yōu)勢越來越顯著。
現(xiàn)今工業(yè)發(fā)展中，有許多行業(yè)已經(jīng)開始使用氮氣來生產(chǎn)或輔助生產(chǎn)產(chǎn)品，應(yīng)用之廣，對此我們有必要了解變壓吸附制氮機產(chǎn)生的原理 。
變壓吸附制氮機是一種新型氣體吸附分離技術(shù)語它有產(chǎn)品純度高，一可在室溫和不高的壓力下工作，節(jié)能經(jīng)濟，設(shè)備簡單，操作，維護簡便，連續(xù)循環(huán)操作，可完全達到自動化。變壓吸附制氮機是按變壓吸附技術(shù)設(shè)計、制造的氮氣發(fā)生設(shè)備。通常使用兩吸附塔并聯(lián)，由全自動控制系統(tǒng)按特定可編程序嚴格控制時序，交替進行加壓吸附和解壓再生，完成氮氧分離，獲得所需高純度的氮氣。變壓吸附制氮機的特點鋒華獨到的分子篩裝填技術(shù)和完美的總體設(shè)計，在制氮濃度和產(chǎn)氣量相同時耗電量最省，運行成本最低。采用目前國際性能最好的分子篩，結(jié)合獨特的氣體分布技術(shù)和特定的工藝流程，使分子篩發(fā)揮最大能效，使氮氣回收率最佳主要是基于碳分子篩對氧和氮的吸附速率不同，碳分子篩優(yōu)先吸附氧，而氮大部分富集于不吸附相中。碳分子篩本身具有加壓時對氧的吸附容量增加，減壓時對氧的吸附量減少的特性。利用這種變壓吸附的特性，實現(xiàn)氧氣和氮氣的分離，得到我們所需要的氣體組分。由于吸附劑有一定的吸附容量，當吸附飽和時就需要再生，所以單吸附床的吸附是間歇式的，為保證連續(xù)供氣，采用雙吸附塔并聯(lián)交替進行吸附，一塔工作一塔再生，連續(xù)產(chǎn)生氮氣
產(chǎn)品特點
氮氣在自然界中分布很廣，是空氣的主要成份，主要以單質(zhì)分子氮的形式存在于大氣之中，在干燥的空氣之中，N2的體積占空氣的78.03%，因此，空氣是制取氮氣的最大原料庫，它取之不盡，用之不竭。