Phương pháp tách không khí bằng sàng phân tử để sản xuất nitơ chủ yếu dựa vào cấu trúc vi lỗ của vật liệu sàng phân tử để thực hiện việc tách oxy và nitơ. Công nghệ này tách oxy và nitơ bằng cách lọc hỗn hợp khí qua lớp sàng phân tử. Kích thước của các vi lỗ trong vật liệu sàng phân tử có thể được kiểm soát chính xác, cho phép hấp thụ chọn lọc oxy thay vì nitơ. Do đó, công nghệ này có thể thực hiện việc sản xuất nitơ một cách hiệu quả và chính xác.
Nhà máy sản xuất máy tạo khí nitơ bằng hạt sàng phân tử
khu vực ứng dụng
Công nghệ tách không khí sàng phân tử cho sản xuất nitơ đã được áp dụng rộng rãi trong các lĩnh vực khác nhau, bao gồm công nghiệp, y học và nghiên cứu. Ví dụ:
Lĩnh vực công nghiệp. Tách không khí sàng phân tử có thể được sử dụng để cung cấp nitơ trong các ngành công nghiệp như thép, hóa chất, điện tử và thực phẩm.
lĩnh vực y tế. Tách không khí sàng phân tử có thể được sử dụng để cung cấp khí cho các bác sĩ gây mê nitơ khác nhau và tách oxy y tế.
Lĩnh vực nghiên cứu. Tách không khí sàng phân tử có thể được sử dụng để cung cấp nitơ trong nghiên cứu khoa học, phòng thí nghiệm, dụng cụ và các lĩnh vực khác.
Tóm lại, sàng không khí phân tửaration for nitrogen production is an efficient, energy-saving, and environmentally friendly nitrogen preparation technology that has been widely applied in various fields. With the increasing emphasis on environmental protection and energy utilization, the application prospects of this technology will be even broader.
Công nghệ sản xuất nitơ bằng phương pháp tách không khí qua rây phân tử có các ưu điểm sau:
- Hiệu quả và tiết kiệm năng lượng. Công nghệ này không yêu cầu sử dụng các chất tiêu thụ năng lượng như không khí lỏng hoặc không khí nén, và có thể trực tiếp sử dụng không khí để chuẩn bị nitơ, do đó đạt được tiết kiệm năng lượng và giảm chi phí.
- Bảo vệ môi trường. Công nghệ sản xuất nitơ tách không khí sàng phân tử không sản xuất bất kỳ chất ô nhiễm nào, vì vậy nó có thể đạt được sản xuất nitơ xanh.
- Linh hoạt mạnh mẽ. Cấu trúc vi lỗ của vật liệu sàng phân tử có thể được điều chỉnh theo nhu cầu để đạt được sự tách oxy và nitơ dưới áp suất khác nhau.
Công nghệ này cũng có một số nhược điểm, chẳng hạn như:
Các vật liệu sàng phân tử chất lượng cao là cần thiết. Việc chuẩn bị vật liệu sàng phân tử đòi hỏi các quy trình chính xác và nguyên liệu thô tinh khiết cao, vì vậy giá tương đối đắt.
Có một số hạn chế về tuổi thọ của vật liệu sàng phân tử. Tuổi thọ của vật liệu sàng phân tử được giới hạn bởi điều kiện sử dụng, chẳng hạn như tốc độ dòng khí, nhiệt độ hoạt động, v.v.
Các phương pháp chung cho sản xuất nitơ
Hiện tại, có nhiều phương pháp khác nhau để sản xuất nitơ, bao gồm tách khí hấp thụ nhiệt độ môi trường, tách nhiệt độ thấp, tách màng, hấp thụ nén, v.v. Mỗi phương pháp này có lợi thế và nhược điểm riêng của mình, nhưng trong các ứng dụng thực tế, tách nhiệt độ thấp và hấp thụ nén thường được sử dụng.
Nguyên tắc và quy trình sản xuất nitơ từ sàng phân tử
Sản xuất nitơ bằng sàng phân tử là một công nghệ tách nitơ ở nhiệt độ thấp. Nguyên lý của nó là sử dụng khả năng hấp thụ và nhả khí của các sàng phân tử để tách khí từ không khí thông qua sự thay đổi áp suất và nhiệt độ, từ đó thu được nitơ tinh khiết.
Quá trình cụ thể như sau:
Sau khi xử lý trước, không khí vào đơn vị sản xuất nitơ.
Không khí trước tiên đi qua một thiết bị hấp thụ thay thế để loại bỏ các tạp chất như độ ẩm và carbon dioxide.
Không khí đi vào cột hấp thụ sàng phân tử, nơi các phân tử nitơ được bắt lựa chọn ở nhiệt độ thấp, trong khi các phân tử khí khác như oxy được giải phóng nhanh chóng.
Sau khi các phân tử nitơ trong cột hấp thụ sàng phân tử được bão hòa, nitơ tinh khiết được giải phóng từ cột hấp thụ sàng phân tử thông qua các bước như cột khử hấp và dao động áp suất.
Không khí là một nguyên liệu công nghiệp thô rẻ tiền có chứa nitơ, oxy, argon, cũng như độ ẩm, carbon dioxide và hydrogen sulfide. Oxy được tạo ra từ tách không khí có thể được sử dụng cho sản xuất thép, và oxy tinh khiết và oxy làm giàu không khí cũng có thể được sử dụng cho nấu chảy Kim loại màu và lên men sinh học; Nitơ thu được từ tách không khí có thể được sử dụng trong sản xuất phân bón, công nghiệp luyện Kim, chất làm lạnh, vv. Tuy nhiên, trong cả hai ứng dụng trực tiếp và gián tiếp của không khí, cần phải loại bỏ độ ẩm và chất như carbon dioxide từ không khí. Bởi vì những thành phần này thường gây hại nghiêm trọng.
Sấy không khí với sàng phân tử rất thuận tiện và hiệu quả. Nó có thể loại bỏ hoàn toàn độ ẩm ở nhiệt độ và áp suất phòng. Ở áp suất trung bình và cao, ngoài việc mất nước, nó cũng có thể đồng thời loại bỏ carbon dioxide và axetylen. Hơn nữa, trong cùng một điều kiện, khí khô với sàng phân tử có thể đạt được điểm sương thấp hơn sử dụng silica gel, và khả năng hấp phụ cao hơn 3-4 lần.
Trước khi sử dụng phân tách không khí sàng phân tử để sản xuất oxy, trước hết cần phải loại bỏ độ ẩm, carbon dioxide và axetylen khỏi không khí. Nếu không, nước và cacbon dioxit có thể gây đóng băng của hệ thống phân đoạn nhiệt độ thấp, trong khi axetylen có thể gây ra các vụ nổ.
Nước, carbon dioxide và acetylene là các phân tử phân cực cao hoặc không bão hòa, và sàng phân tử có ái lực mạnh đối với chúng. Thứ tự ái lực là H2O ≥ C2H2 ≥ CO2, do đó, mức độ làm sạch không khí chủ yếu được xác định bởi hiệu quả của việc loại bỏ CO2.
Hoạt động động học của sàng phân tử đối với hấp phụ CO2 có liên quan đến nhiệt độ, áp suất không khí và tốc độ dòng chảy. Thực tế đã chỉ ra rằng sử dụng sàng phân tử 13X và 5A dưới áp suất trung bình và cao có thể đồng thời loại bỏ độ ẩm, carbon dioxide và axetylen từ không khí. Khi sử dụng một máy tạo khí oxy để sản xuất oxy, không khí nén có thể được gửi đến một tháp chưng cất để phân tách đông lạnh thành nitơ và oxy sau khi được hấp phụ bởi một sàng phân tử.