在空氣壓力升高時(shí),碳分子篩將大量吸附氧氣、二氧化碳和水分。當(dāng)壓力降到常壓時(shí),碳分子篩對(duì)氧氣、二氧化碳和水分的吸附量非常小。
變壓吸附設(shè)備主要由A、B二只裝有碳分子篩的吸附塔和控制系統(tǒng)組成。當(dāng)壓縮空氣(壓力一般為O.8MPa)從下至上通過A塔時(shí),氧氣、二氧化碳和水分被碳分子篩所吸附,而氮?dú)鈩t被通過并從塔頂流出。當(dāng)A塔內(nèi)分子篩吸附飽和時(shí)便切換到B塔進(jìn)行上述吸附過程并同時(shí)對(duì)A塔分子篩進(jìn)行再生。
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膜分離技術(shù)是二十世紀(jì)中期發(fā)展起來的一種高新技術(shù),近二、三十年來,在世界上得到了飛速的發(fā)展,膜分離技術(shù)正在為人類帶來巨大的利益。薄膜對(duì)某些氣體組具有選擇性滲透和擴(kuò)散的特性,因此可以達(dá)到分離氣體的目的。中空纖維膜實(shí)際上是具有相同內(nèi)外徑的若干微孔管纖維膜,其結(jié)構(gòu)與列管式換熱器相似。纖維束相互獨(dú)立,在膜組兩端用環(huán)氧樹脂進(jìn)行密封。數(shù)十萬根纖維捆在一起用來提供所需的表面積。
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本系列裝置采用催化脫氧+吸附干燥方法,除去氮?dú)庵械难?、水、二氧化碳和塵等雜質(zhì),獲取高純氮?dú)?。普氮和加入的氫氣?jīng)靜態(tài)混合后進(jìn)入熱交換器,利用除氧塔出口熱量預(yù)熱入口氣,然后進(jìn)入裝有高效加氫脫氧催化劑的脫氧塔,普氮中的氧雜質(zhì)與氫氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成水被除去,同時(shí)放出大量熱量,1%含氧量發(fā)生反應(yīng)時(shí)放熱大約可形成200℃溫度。接著經(jīng)過熱交換器,再進(jìn)入干燥過濾裝置脫除水、二氧化碳及塵粒等雜質(zhì),從而獲得高純氮?dú)狻?
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無論是催化脫氧還是化學(xué)脫氧,都需要?dú)錃?,可是有些地區(qū)缺少氫氣來源,專門設(shè)置氨分解等制氫裝置,生產(chǎn)環(huán)境又不允許或者用戶不愿使用,因此,我們采用碳載純化裝置,在一定溫度下,氮?dú)庵杏嘌跖c碳催化劑發(fā)生氧化(燃燒)反應(yīng),生成二氧化碳,在經(jīng)凈化裝置除去二氧化碳及水份,經(jīng)精密過濾器除去氮?dú)庵械碾s質(zhì),得到高純度氮?dú)猓?9.9995%),其特點(diǎn)是要求定期添加碳脫氧劑和不需要使用氫氣。
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根據(jù)“PSA”變壓吸附原理精心研制的制氧設(shè)備,采用優(yōu)質(zhì)制氧沸石分子篩為吸附劑,直接在常溫下從空氣中分離制取氧氣。經(jīng)過;爭(zhēng)化干燥預(yù)處理的壓縮空氣,在變壓吸附作用下,實(shí)現(xiàn)氧氮分離。由分子篩選擇吸附的特性,氮在沸石分子篩內(nèi)被吸附,氧在氣相中得到富集,作為產(chǎn)品輸出。本系統(tǒng)設(shè)置兩個(gè)吸附塔,一塔吸附產(chǎn)氧,一塔脫附再生,循環(huán)交替,連續(xù)生產(chǎn)氧氣。
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