Penapis molekul karbon, sebagai komponen teras dari PSA Nitrogen Generator , adalah bahan penjerapan dengan struktur microporous. Saiz dan bentuk micropores ini direka dengan teliti untuk selektif menyerap molekul saiz dan polariti tertentu. Dalam penjana nitrogen PSA, tugas utama penapis molekul karbon adalah untuk memisahkan oksigen dan nitrogen di udara.
Terdapat perbezaan yang signifikan dalam saiz dan kadar penyebaran molekul oksigen dan nitrogen di udara. Molekul oksigen (O₂) lebih kecil, dengan diameter kira -kira 0.346 nanometer dan kadar penyebaran yang lebih tinggi; manakala molekul nitrogen (N₂) lebih besar, dengan diameter kira -kira 0.364 nanometer dan kadar penyebaran yang agak rendah. Apabila udara melewati saringan molekul karbon, perbezaan ini menjadi kunci kepada pemisahan.
Di bawah tekanan, molekul oksigen di udara boleh memasuki micropores saringan molekul karbon lebih cepat disebabkan oleh diameternya yang lebih kecil dan kadar penyebaran yang lebih tinggi. Micropores ini mempunyai daya penjerapan yang kuat pada molekul oksigen, supaya molekul oksigen tegas terserap di permukaan dan di dalam saringan molekul karbon. Pada masa yang sama, molekul nitrogen tidak mudah memasuki mikropores saringan molekul karbon kerana diameternya yang besar dan kadar penyebaran yang rendah, sehingga mereka diperkaya dalam fasa gas.
Apabila proses penjerapan diteruskan, kepekatan molekul oksigen dalam penapis molekul karbon secara beransur -ansur meningkat, manakala molekul nitrogen secara beransur -ansur dikecualikan daripada fasa gas. Apabila penjerapan mencapai ketepuan, molekul oksigen yang terserap boleh diserap dari penapis molekul karbon dengan mengurangkan tekanan atau memperkenalkan gas lengai untuk pembersihan, dengan itu mencapai pertumbuhan semula penapis molekul karbon. Proses ini adalah kitaran, dan nitrogen boleh dihasilkan secara berterusan dari udara.
Berdasarkan prestasi penjerapan dan kesan kinetik saringan molekul karbon, penjana nitrogen PSA mencapai pemisahan oksigen dan nitrogen yang berkesan di udara. Prinsip kerjanya dapat diringkaskan seperti berikut:
Penjerapan tekanan: Udara memasuki menara penjerapan penjana nitrogen PSA dan melewati lapisan penapis molekul karbon di bawah tekanan. Pada masa ini, molekul oksigen diserap oleh penapis molekul karbon, manakala molekul nitrogen diperkaya dalam fasa gas.
Pengurangan tekanan yang disamakan: Apabila molekul oksigen di menara penjerapan mencapai ketepuan, tekanan dalam menara penjerapan secara beransur -ansur dikurangkan dengan menyesuaikan injap. Proses ini membantu mengurangkan penggunaan tenaga dan meningkatkan kesucian nitrogen.
Penjanaan terbalik: Semasa mengurangkan tekanan, gas lengai (seperti nitrogen itu sendiri) diperkenalkan untuk pembersihan, supaya molekul oksigen terserap diserap dari penapis molekul karbon. Proses ini mencapai penjanaan semula penapis molekul karbon dan bersedia untuk proses penjerapan pusingan seterusnya.
Flushing and Boosting: Selepas regenerasi terbalik, gas sisa di menara penjerapan akan dikeluarkan lagi oleh langkah pembilasan, dan langkah meningkatkan digunakan untuk menyediakan untuk proses penjerapan pusingan seterusnya.
Melalui kitaran langkah -langkah di atas, penjana nitrogen PSA boleh terus menghasilkan nitrogen dari udara. Proses ini bukan sahaja cekap dan menjimatkan tenaga, tetapi juga mesra alam dan bebas pencemaran. Berbanding dengan pengeluaran nitrogen kriogenik atau kimia tradisional, penjana nitrogen PSA mempunyai kelebihan prestasi yang signifikan:
Kecekapan tinggi dan penjimatan tenaga: Penjana nitrogen PSA mempunyai penggunaan tenaga yang rendah dan kos operasi yang agak rendah.
Mesra Alam Sekitar dan Percuma: Seluruh proses pengeluaran nitrogen tidak memerlukan penggunaan reagen kimia atau penjanaan sisa berbahaya, yang mesra alam.
Mudah untuk beroperasi: Penjana nitrogen PSA moden biasanya menggunakan kawalan mikrokomputer atau kawalan program PLC, yang menyedari operasi automatik sepenuhnya dan mengurangkan kesukaran dan intensiti buruh operasi.
Pelbagai aplikasi: penjana nitrogen PSA boleh menyesuaikan kesucian nitrogen dan aliran mengikut keperluan sebenar, dan sesuai untuk pelbagai bidang perindustrian dan senario aplikasi.33
