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psa制氧常用的分子筛和工作原理是什么?

放大字体  缩小字体 发布日期:2020-02-27  来源:本站  作者:本站编辑  浏览次数:1
核心提示:PSA法分离气体所用吸附剂有碳分子筛、沸石分子筛、活性炭、硅胶以及氧化铝等,其中用于氧氮分离的有碳分子筛和沸石分子筛两种。

PSA法分离气体所用吸附剂有碳分子筛、沸石分子筛、活性炭、硅胶以及氧化铝等,其中用于氧氮分离的有碳分子筛和沸石分子筛两种。

碳分子筛CMS是以烟煤或无烟煤为原料,在流化床中氧化,经粘合剂粘结成型,最后进行炭化使原来的大孔变为适合空分的有效孔径而成。其主要应用于变压吸附分离空气制取氧气,它的有效孔径在0.4nm-0.9nm之间,利用2O和2N分子的动力学直径的差异(2O和2N分子的动力学直径分别0.346nm0.364nm),引起两种气体分子在碳分子筛微孔中扩散速率不同而实现2O和2N的分离。自1948年Emmet发现Saran树脂(氯乙烯和偏二氯乙烯的聚合物)的碳化物具有分子筛效应以来,各国开展了大量工作。目前国际上生产商品CMS的公司主要有德国BF公司、日本Takeda公司以及美国Calgon炭化公司。以CMS为吸附剂的变压吸附分离空气作为中小规模经济地制取氧气的可靠方法,已经在国内外得到广泛应用。

沸石分子筛ZMS是人工合成的硅铝酸盐晶体,加热5到一定程度后失去结晶水,形成很大的比表面积。这种吸附剂由离子孔穴和带负电荷的硅铝骨骼所构成,对极性分子和不饱和键分子有很高的选择性。空气中的2O,2N分离的原理,是基于非极性的2O和2N分子受到极性分子的影响产生偶极,而2O和2N分子的诱导偶极与吸附剂固有的极性偶极具有吸附作用。在等温条件下,2N的诱导力大于2O,因而沸石分子筛吸附剂吸附2N的量大于2O的量,使空气中的氧气和氮气得以分离。早期所用的沸石分子筛主要是5A和13X型。现在国内外对沸石分子筛改良性研究比较多,集中于NaX,CaA,LiX等几个类型。目前我国的沸石分子筛研究也有较大进展,其中北京大学研制的PU-8型沸石分子筛,氮气吸附量大,常温常压下为22ml/g,是传统分子筛的2-3倍,并且在能耗和使用寿命上,都优于传统的沸石分子筛。国外也有相应的新型吸附剂报道,制氧用沸石分子筛具有广阔的前景。

 
关键词: 分子筛
 
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