Skābekļa ģenerators rūpnieciskai lietošanai Parasti izmantotais adsorbcijas reģenerācijas process ir spiediena svārstību adsorbcija (PSA). PSA process parasti maina spiedienu adsorbcijas procesa laikā, lai panāktu adsorbciju un desorbciju. Pamata PSA process ir adsorbcija zem spiediena un desorbcija zemā spiedienā vai atmosfēras spiedienā. Vakuuma spiediena svārstību adsorbcija (VPSA) ir spiediena svārstību adsorbcijas process, kas adsorbējas zem spiediena un desorbējas zem spiediena (vakuums). Tas ir arī PSA procesa veids, un pašlaik to plaši izmanto skābekļa ražošanā gāzu atdalīšanas jomā.
Skābekļa ražošanas procesa princips ar spiediena svārstību adsorbciju
Saskaņā ar gāzes komponentu atdalīšanas mehānismu ar spiediena svārstību adsorbciju, adsorbentus var iedalīt kinētiskajos selektīvos adsorbentos un līdzsvara selektīvos adsorbentos. Pirmo atdala, pamatojoties uz adsorbāta molekulu difūzijas ātruma atšķirībām adsorbenta mikroporās, bet otro atdala, pamatojoties uz adsorbāta molekulu spēka lielumu adsorbenta porās. Adsorbents skābekļa ražošanai ar spiediena svārstību adsorbciju ir ceolīta molekulārais siets. Ceolīta molekulārais siets, ko izmanto skābekļa ražošanai, galvenokārt ietver X tipa ceolīta (piemēram, LiX, NaX, CaX) molekulāro sietu un A tipa ceolīta (piemēram, CaA) molekulāro sietu.
Ceolīta molekulārais siets ir porains silikāta kristāls ar poru izmēru, kas atbilst molekulārajiem izmēriem. Tas ir polārs un pieder pie līdzsvarota selektīva adsorbenta. Tas galvenokārt sastāv no jonu caurumiem un lādētiem silīcija-alumīnija skeletiem. Katjonu galvenā loma ceolīta molekulārajos sietos ir papildināt alumīnija oksīda tetraedru, kas veido molekulārā sieta skeletu, pozitīvā lādiņa trūkumu. Katjonu dala cits alumīnija oksīda vai silīcija oksīda tetraedrs, paplašinot režģa trīsdimensiju telpu, veidojot trīsdimensiju būra struktūru. Režģa katjoniem ir lokālu spēcīgu pozitīvu režģa punktu ietekme, kas elektrostatiski piesaista polārās molekulas. Nepolāras skābekļa un slāpekļa molekulas rada dipola momentus polarizācijas apstākļos, un radītajiem inducētajiem dipoliem ir adsorbcijas efekts ar adsorbenta raksturīgajiem dipoliem. Izotermiskos apstākļos slāpekļa indukcijas spēks ir lielāks nekā skābekļa. Slāpekļa adsorbcijas spēja ar ceolīta molekulāro sietu ir lielāka nekā skābekļa adsorbcijas spēja. Kad skābeklis un slāpeklis vienlaikus iziet cauri ceolīta molekulārā sieta slānim, slāpekļa molekulas galvenokārt adsorbējas, un skābekļa molekulas tiek adsorbētas mazāk. Tādējādi skābeklis un slāpeklis tiek atdalīti, un neadsorbētais skābeklis tiek bagātināts un tiek izvadīts kā skābekļa produkts.
X tipa ceolīta molekulārais siets pieder izometriskajai kristālu sistēmai, un tam ir kubiskā oktaedriskā ceolīta struktūra (FAU). Tā silīcija-skābekļa karkasa un alumīnija-skābekļa karkasa struktūra ir tāda pati kā dabiskajam faujasīta ceolītam[28]. X tipa ceolīta molekulārā sieta FAU skeleta struktūra satur divas trīsdimensiju dobuma struktūras. Lielā dobuma struktūra ir superbūri ar poru diametru aptuveni 13Å, un mazā dobuma struktūra ir būri (sodalīts vai būri) ar poru diametru aptuveni 8Å.
Parasti sintētiskos molekulāros sietus ar faujasīta struktūru (FAU) iedala Y tipa molekulārajos sietos (n(SiO2)/n(Al2O3)＞3.0) un X tipa molekulārajos sietos (2.{{8) }} Mazāks vai vienāds ar n(SiO2)/n(Al2O3) Mazāks vai vienāds ar 3.0) saskaņā ar dažādām silīcija un alumīnija molārām attiecībām [n(SiO2)/n(Al2O3)] . Karkasa silīcija-alumīnija molārā attiecība zemas silīcija-alumīnija attiecības X (LSX) tipa molekulārajiem sietiem ir no 2.0-2.2. Tā kā silīcija un alumīnija karkasa attiecība ir zema, tai ir vairāk negatīvu lādiņu, tāpēc tā katjonu apmaiņas jauda ir liela, lādiņa blīvums ir augsts un adsorbcijas spēja ir spēcīga; tajā pašā laikā tam ir FAU topoloģiskā struktūra, kā arī pašam X tipa ceolīta molekulārajam sietam ir liels poru tilpums un poru izmērs, un tam ir liela adsorbcijas spēja. Tāpēc LSX tipa molekulārajiem sietiem ir lieliska adsorbcijas veiktspēja [30]. Litija jons (Li+) ir metāla jons ar mazāko rādiusu, tam ir ļoti augsts lādiņa blīvums un augsta polarizējamība.
Pēc tam, kad 13X (NaX) molekulārais siets ir pārveidots ar Li + apmaiņu, lai kļūtu par augstas apmaiņas Li-LSX molekulāro sietu, tiek uzlabots slāpekļa-skābekļa atdalīšanas koeficients un slāpekļa adsorbcijas spēja, un selektīvās adsorbcijas veiktspēja ir labāka. Tāpēc Li-LSX molekulārais siets ir kļuvis par labāko adsorbentu, kas pašlaik ir atzīts spiediena svārstību adsorbcijas skābekļa ražošanā, un tas ir arī visplašāk izmantotais adsorbents faktiskajā rūpnieciskajā ražošanā.
Populāri tagi: skābekļa ģenerators rūpnieciskai lietošanai, Ķīnas skābekļa ģenerators rūpnieciskai lietošanai ražotājiem, piegādātājiem
