碳分子篩課件

1、淺談碳分子篩化工0901 趙雙鈴2345碳分子篩是20世紀(jì)七十年代發(fā)展起來(lái)的一種新型吸附劑，是一種優(yōu)良的非極性碳素材料，制氮碳分子篩用于分離空氣富集氮?dú)猓捎贸氐蛪褐频に嚕葌鹘y(tǒng)的深冷高壓制氮工藝具有投資費(fèi)用少，它是目前工程界首選的變壓吸附(簡(jiǎn)稱P.S.A)空分富氮吸附劑。優(yōu)點(diǎn)：投資費(fèi)用少，產(chǎn)氮速度快、氮?dú)獬杀镜团ⅲ荷疃壤鋬龇ǚ蛛x空氣是將空氣液化后，再利用氧、氮的沸點(diǎn)不同將它們分離。應(yīng)用化學(xué)工業(yè)石油天然氣工業(yè)電子工業(yè)食品工業(yè)醫(yī)藥工業(yè)電纜行業(yè)金屬熱處理工作原理：碳分子篩是利用篩分的特性來(lái)達(dá)到分離氧氣、氮?dú)獾哪康?。在分子篩吸附雜質(zhì)氣體時(shí)，大孔和中孔只起到通道的作用，將被吸附的分子運(yùn)送到微孔和

2、亞微孔中，微孔和亞微孔起到吸附作用。碳分子篩內(nèi)部包含有大量的微孔，這些微孔允許動(dòng)力學(xué)尺寸小的分子快速擴(kuò)散到孔內(nèi)，同時(shí)限制大直徑分子的進(jìn)入。由于不同尺寸的氣體分子相對(duì)擴(kuò)散速率存在差異，氣體混合物的組分可以被有效的分離。因此，在制造碳分子篩時(shí)，根據(jù)分子尺寸的大小，碳分子篩內(nèi)部微孔分布應(yīng)在0.280.38nm。在該微孔尺寸范圍內(nèi)，氧氣可以快速通過(guò)微孔孔口擴(kuò)散到孔內(nèi)，而氮?dú)鈪s很難通過(guò)微孔孔口，從而達(dá)到氧、氮分離。微孔孔徑大小是碳分子篩分離氧、氮的基礎(chǔ)，如果孔徑過(guò)大，氧氣、氮?dú)夥肿雍Y都很容易進(jìn)入微孔中，也起不到分離的作用；而孔徑過(guò)小，氧氣、氮?dú)舛疾荒苓M(jìn)入微孔中，也起不到分離的作用。國(guó)產(chǎn)分子篩由于受條件限

3、制，對(duì)孔徑大小控制的不是很好。碳分子篩的原料為椰子殼、煤炭、樹脂等，第一步先經(jīng)加工后粉化，然后與基料揉合，基料主要是增加強(qiáng)度，防止破碎粉化的材料；生產(chǎn)工藝性能差異的四個(gè)階段第一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?dú)?，回收率只?6%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?dú)猓芎南喈?dāng)驚人，不具備大規(guī)模應(yīng)用的條件，這個(gè)階段的分子篩在制取97%、98%純度氮?dú)鈺r(shí)，回收率達(dá)到了37%42%，已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。 第三階段分子篩隨著加工技術(shù)的提高，性能也取得了長(zhǎng)足進(jìn)步，能一次性制得99.99%以上純度的氮?dú)?/p>

4、，在制取99.5%純度氮?dú)鈺r(shí)，回收率達(dá)到了40%第四代分子篩是在二一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?dú)狻Ｔ谥迫?9.99%純度氮?dú)鈺r(shí)，氮?dú)饣厥章蔬_(dá)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。碳分子篩的發(fā)展簡(jiǎn)史到了一九八二年，美國(guó)和日本的氮?dú)猱a(chǎn)量相繼超過(guò)了氧氣，此時(shí)，變壓吸附制取的氮?dú)庖呀?jīng)占氮?dú)饪偖a(chǎn)量的18%左右，由于變壓吸附制氮所占的市場(chǎng)份額越來(lái)越大，世界各主要工業(yè)國(guó)家都投入了資金研發(fā)變壓吸附用碳分子篩，其中，美國(guó)、日本、德國(guó)在技術(shù)上處于領(lǐng)先地位。一直到今天，世界上主要的碳分子篩生產(chǎn)廠家也還是分布在這些國(guó)家。比較著名的有美國(guó)的Calgon公司、普萊克斯公司；日本的巖谷公司、武田公司；德國(guó)的BF公司等。其中，美系分子篩在國(guó)內(nèi)所占市場(chǎng)份額很小，