Kohlenstoffmolekularsiebe

I. Adsorptionsprozess: „Sauerstoffbindung“ unter DruckAdsorption ist die Phase, in der Kohlenstoffmolekularsiebe Die Abscheidung von Verunreinigungsgasen und die Anreicherung von Stickstoff erfolgen unter Druck als treibender Kraft. Industrielle Anwendungen nutzen üblicherweise einen alternierenden Doppelturmbetrieb, um eine kontinuierliche Gasproduktion zu gewährleisten. Der Adsorptionsprozess im Einzelturm lässt sich in drei Schritte unterteilen: 1. Vorbehandlung des Zufuhrmaterials: Reinigung des Luft-„Rohmaterials“Luft ist kein Reinstoff; sie enthält Verunreinigungen wie Öl, Wasser und Staub, die die Mikroporen von Kohlenstoffmolekularsieben verstopfen und deren Lebensdauer verkürzen können. Daher durchläuft die Druckluft zunächst ein Vorbehandlungssystem – einen Ölentferner zur Beseitigung von Ölflecken, einen Trockner zur Feuchtigkeitsentfernung und einen Filter zur Staubabscheidung – und erhält so schließlich saubere und trockene Druckluft mit einem Druck von 6–8 bar, die für die Adsorption bereit ist. 2. Selektive Adsorption: Präzises „Screening“ von Sauerstoff und StickstoffNach dem Eintritt in den Adsorptionsturm diffundiert die saubere Druckluft unter Druck schnell in die Mikroporen des Kohlenstoffmolekularsiebs und adsorbiert dort fest an den Porenwänden. Stickstoffmoleküle hingegen werden aufgrund ihrer langsamen Diffusion und der schwachen Wechselwirkung mit den Mikroporen kaum adsorbiert. Sie strömen entlang der Bettschicht nach oben und werden schließlich als Produktstickstoff mit einer Reinheit von 99,9 % bis 99,999 % am Turmkopf abgeführt, gesammelt und gelagert. 3. Adsorptionssättigung: Der "kritische Zustand" vor dem UmschaltenWährend der Adsorption füllen sich die Mikroporen des Kohlenstoffmolekularsiebs allmählich mit Verunreinigungen wie Sauerstoffmolekülen, bis die Adsorptionskapazität ihren Sättigungswert erreicht. Dieser Vorgang dauert in der Regel nur etwa eine Minute. Anschließend wird der Druck im Turm auf dem Adsorptionsdruck gehalten, und das System löst automatisch einen Schaltbefehl aus, um den nächsten Desorptions- und Regenerationsschritt vorzubereiten.  II. Desorptionsprozess: „Regenerationsritual“ nach der DruckentlastungDie Desorption (auch Desorption genannt) ist ein wichtiger Schritt für Kohlenstoffmolekularsiebe, um adsorbierte Verunreinigungen freizusetzen und die Adsorptionskapazität wiederherzustellen. Das Kernprinzip besteht darin, das Adsorptionsgleichgewicht durch Druckentlastung zu unterbrechen. Am Beispiel eines einzelnen Turms lässt sich der Desorptionsprozess in vier Schritte unterteilen, um eine gründliche Regeneration zu gewährleisten: 1. Druckausgleich und Druckentlastung: Ein „Übergangsglied“ zur EnergierückgewinnungDer mit Adsorption gesättigte Turm stoppt die Luftzufuhr und wird kurz (für etwa 10–30 Sekunden) mit einem anderen Turm am Ende der Desorption mit niedrigerem Druck verbunden, um einen Druckausgleich zu erreichen. Dieser Schritt reduziert nicht nur schnell den Druck im gesättigten Turm, sondern nutzt auch einen Teil der Druckenergie, um den Druck im anderen Turm zu erhöhen und so Effizienz und Energieeinsparung in Einklang zu bringen. 2. Desorption und Abgas: Der „Freisetzungskanal“ für VerunreinigungenNach dem Druckausgleich wird der gesättigte Turm über ein Auslassventil mit der Atmosphäre verbunden, wodurch der Druck rapide auf nahezu Atmosphärendruck abfällt. An diesem Punkt wird das Adsorptionsgleichgewicht in den Mikroporen des Kohlenstoffmolekularsiebs aufgehoben, und die zuvor adsorbierten Verunreinigungen wie Sauerstoff, Kohlendioxid und Wasserdampf desorbieren von den Porenwänden und werden mit dem Luftstrom aus dem Turm abgeführt (das Abgas besteht hauptsächlich aus Sauerstoff und kann direkt abgeleitet werden). 3. Spülverbesserung: Ein wichtiger Schritt für die TiefenreinigungUm verbleibende Verunreinigungen im Turm gründlich zu entfernen und die nachfolgende Adsorption nicht zu beeinträchtigen, werden 5–15 % Produktstickstoff zur Rückspülung des Adsorptionsturms eingeleitet. Hochreiner Stickstoff verdrängt das restliche sauerstoffhaltige Abgas im Turm und erhöht die Adsorptionsaktivität des Kohlenstoffmolekularsiebs zusätzlich. 4. Vorbereitung zur Drucksteigerung: Vorbereitung auf den nächsten ZyklusNach dem Spülen wird der Druck im Desorptionsturm durch erneuten Druckausgleich oder zusätzliche Druckluft wieder auf den Adsorptionsdruck angehoben, wodurch der Regenerationsprozess abgeschlossen ist. Anschließend wartet er auf den Austausch mit dem anderen Turm und tritt in den nächsten Adsorptionszyklus ein. Bei Interesse oder Fragen besuchen Sie uns gerne unter www.carbon-cms.com.