在空氣壓力升高時,碳分子篩將大量吸附氧氣、二氧化碳和水分。當壓力降到常壓時,碳分子篩對氧氣、二氧化碳和水分的吸附量非常小。
變壓吸附設備主要由A、B二只裝有碳分子篩的吸附塔和控制系統(tǒng)組成。當壓縮空氣(壓力一般為O.8MPa)從下至上通過A塔時,氧氣、二氧化碳和水分被碳分子篩所吸附,而氮氣則被通過并從塔頂流出。當A塔內(nèi)分子篩吸附飽和時便切換到B塔進行上述吸附過程并同時對A塔分子篩進行再生。
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膜分離技術是二十世紀中期發(fā)展起來的一種高新技術,近二、三十年來,在世界上得到了飛速的發(fā)展,膜分離技術正在為人類帶來巨大的利益。薄膜對某些氣體組具有選擇性滲透和擴散的特性,因此可以達到分離氣體的目的。中空纖維膜實際上是具有相同內(nèi)外徑的若干微孔管纖維膜,其結(jié)構與列管式換熱器相似。纖維束相互獨立,在膜組兩端用環(huán)氧樹脂進行密封。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,除去氮氣中的氧、水、二氧化碳和塵等雜質(zhì),獲取高純氮氣。普氮和加入的氫氣經(jīng)靜態(tài)混合后進入熱交換器,利用除氧塔出口熱量預熱入口氣,然后進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)生化學反應生成水被除去,同時放出大量熱量,1%含氧量發(fā)生反應時放熱大約可形成200℃溫度。接著經(jīng)過熱交換器,再進入干燥過濾裝置脫除水、二氧化碳及塵粒等雜質(zhì),從而獲得高純氮氣。
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無論是催化脫氧還是化學脫氧,都需要氫氣,可是有些地區(qū)缺少氫氣來源,專門設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,氮氣中余氧與碳催化劑發(fā)生氧化(燃燒)反應,生成二氧化碳,在經(jīng)凈化裝置除去二氧化碳及水份,經(jīng)精密過濾器除去氮氣中的雜質(zhì),得到高純度氮氣(99.9995%),其特點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;爭化干燥預處理的壓縮空氣,在變壓吸附作用下,實現(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)設置兩個吸附塔,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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