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杭州聚同電子有限公司

氮氣發生器碳分子篩制氮

時間:2024-6-17閱讀:388

碳分子篩(CMS)是一種新型的非極性吸附劑,具有在常溫變壓下吸附空氣中氧分子的性能,因而可獲得富氮氣體。采用碳分子篩變壓吸附法制氮新技術,其顯著的特點是:N2產品雜質含量較低,N2濃度和氣量根據需要可任意調節,并可通過精制獲得O2含量小于5PPm, 露點低于-60℃的高純度N2。
六十年代,碳分子篩在美國先制造成功并很快推廣應用,初,碳分子篩是被用作從空氣中分離氧氣的吸附劑,后來逐漸應用在制取氮氣的裝置上。
  到了七十年代未、八十年代初,世界各國對氮氣的需求量不斷增加,而變壓吸附制氮技術也逐漸成熟起來,進一步推動了碳分子篩制造技術的發展。
  到了一九八二年,美國和日本的氮氣產量相繼超過了氧氣,此時,變壓吸附制取的氮氣已經占氮氣總產量的18%左右,由于變壓吸附制氮所占的市場fen額越來越大,世界各主要工業都投入了資金研發變壓吸附用碳分子篩,其中,美國、日本、德國在技術上處于地位。
  一直到今天,世界上主要的碳分子篩生產廠家也還是分布在這些。比較的有美國的Calgon公司、普萊克斯公司;日本的巖谷公司、武田公司;德國的BF公司等。其中,美系分子篩在國內所占市場fen額很小,德系和日系分子篩廠家在國內都有代理公司,因而所占市場fen額也是大的。
總的說來,分子篩按照性能差異,大至分四個階段:
  階段的碳分子篩由于制造工藝的限制,孔徑分布很不均勻只能制得純度為97%、98%左右的氮氣,回收率只有26%~34%,能耗較高。
  第二階段的碳分子篩性能有所提高,可以制得99.9%以上純度的氮氣,但能耗相當驚人,不具備大規模應用的條件,這個階段的分子篩在制取97%、98%純度氮氣時,回收率達到了37%~42%,已經得到了廣泛的應用。
第三階段分子篩隨著加工技術的提高,性能也取得了長足進步,能一次性制得99.99%以上純度的氮氣,在制取99.5%純度氮氣時,回收率達到了40%,比較有代表性的分子篩如德國BF-185、日本武田3K-172、巖谷2GN-H等,都具備了這樣的水準。第三代分子篩也是目前應用普遍的分子篩,國內大多數廠家都在選用。令人值得自豪的是,國產分子篩近年來進步相當快,其中走在前面的有長興科博、威海華泰等到廠家,生產的分子篩性能已經接近進口分子篩的性能,但國產分子篩由于受到條件限制,重現性較差,簡單說來就是每一批號的分子篩性能都有差異,不如進口分子篩穩定。主要原因是活化造孔及孔結構調整技術還不太成熟,分子篩性能容易產生波動,同時,也可能引起分子篩性能下降較快,在兩到三年內性能可能下降15%左右。但由于國產分子篩的價格有較大優勢,性能又與第三代進口分子篩接近,還是得到了較廣泛的應用。用戶也很難分辨出哪種是進口分子篩,哪種是國產分子篩,這就給了一些不法廠商以機會,用國產分子篩代替進口分子篩,打著低價的招牌來欺騙用戶,賺取暴利。
  第四代分子篩是在2001年由日本巖谷公司研制成功的,它與第三代分子篩相比,性能又有了大幅度的提高,能一次性制得99.9995%以上純度的氮氣。在制取99.99%純度氮氣時,氮氣回收率達到了驚人的32%,在能源如此緊張的今天,它的意義更顯的重要。用巖谷第四代分子篩作為吸附劑的制氮設備,與采用其分子篩作為吸附劑的制氮設備相比,在設備能耗、分子篩裝填量、綜合經濟指標等方面都有明顯優勢,而且隨著產品氮氣純度的提高,這種優勢越來越顯著。

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