ตะแกรงโมเลกุลคาร์บอน

1. ขนาดอนุภาค: 1.0-1.3 มม.

2. ความหนาแน่นรวม: 640-680 กก./ลบ.ม.

3. ระยะเวลาการดูดซับ: 2x60 วินาที

4. ความแข็งแรงรับแรงอัด: ≥70N/ชิ้น

วัตถุประสงค์: ตะแกรงโมเลกุลคาร์บอน (Carbon Molecular Sieves: CMS) เป็นสารดูดซับชนิดใหม่ที่พัฒนาขึ้นในทศวรรษ 1970 เป็นวัสดุคาร์บอนที่ไม่เป็นขั้วที่มีประสิทธิภาพสูง CMS ใช้ในการแยกไนโตรเจนที่อุดมด้วยอากาศ โดยใช้กระบวนการไนโตรเจนความดันต่ำที่อุณหภูมิห้อง ซึ่งมีต้นทุนการลงทุนต่ำกว่ากระบวนการไนโตรเจนความดันสูงแบบเย็นจัดแบบดั้งเดิม มีความเร็วในการผลิตไนโตรเจนสูง และต้นทุนไนโตรเจนต่ำ ดังนั้นจึงเป็นสารดูดซับไนโตรเจนที่อุดมด้วยอากาศที่นิยมใช้ในอุตสาหกรรมวิศวกรรม ไนโตรเจนนี้ถูกนำไปใช้อย่างกว้างขวางในอุตสาหกรรมเคมี อุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซ อุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ อุตสาหกรรมอาหาร อุตสาหกรรมถ่านหิน อุตสาหกรรมยา อุตสาหกรรมสายเคเบิล การอบชุบโลหะ การขนส่งและการจัดเก็บ และด้านอื่นๆ

หลักการทำงาน: ตะแกรงโมเลกุลคาร์บอนใช้คุณสมบัติการกรองเพื่อแยกออกซิเจนและไนโตรเจน ในการดูดซับก๊าซเจือปนด้วยตะแกรงโมเลกุล รูพรุนขนาดใหญ่และขนาดกลางทำหน้าที่เป็นเพียงช่องทางเท่านั้น โมเลกุลที่ถูกดูดซับจะถูกลำเลียงไปยังรูพรุนขนาดเล็กและขนาดเล็กกว่า ซึ่งรูพรุนขนาดเล็กและขนาดเล็กกว่านั้นเป็นปริมาตรการดูดซับที่แท้จริง ดังแสดงในรูปก่อนหน้านี้ ตะแกรงโมเลกุลคาร์บอนมีรูพรุนขนาดเล็กจำนวนมาก ซึ่งช่วยให้โมเลกุลที่มีขนาดเล็กสามารถแพร่เข้าไปในรูพรุนได้อย่างรวดเร็ว ในขณะที่จำกัดการเข้าของโมเลกุลที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่ เนื่องจากความแตกต่างของอัตราการแพร่สัมพัทธ์ของโมเลกุลก๊าซที่มีขนาดต่างกัน ทำให้สามารถแยกส่วนประกอบของส่วนผสมก๊าซได้อย่างมีประสิทธิภาพ ดังนั้น การกระจายตัวของรูพรุนขนาดเล็กในตะแกรงโมเลกุลคาร์บอนควรมีช่วงตั้งแต่ 0.28 นาโนเมตรถึง 0.38 นาโนเมตร ตามขนาดของโมเลกุล ภายในช่วงขนาดรูพรุนระดับไมโคร ออกซิเจนสามารถแพร่เข้าสู่รูพรุนได้อย่างรวดเร็วผ่านทางปากรูพรุน แต่ไนโตรเจนผ่านปากรูพรุนได้ยาก จึงทำให้สามารถแยกออกซิเจนและไนโตรเจนออกจากกันได้ ขนาดรูพรุนระดับไมโครเป็นพื้นฐานของการแยกออกซิเจนและไนโตรเจนโดยใช้ตะแกรงโมเลกุลคาร์บอน หากขนาดรูพรุนใหญ่เกินไป ออกซิเจนและไนโตรเจนจะเข้าสู่รูพรุนระดับไมโครของตะแกรงโมเลกุลได้ง่าย ทำให้ไม่สามารถแยกได้ ในทางกลับกัน หากขนาดรูพรุนเล็กเกินไป ออกซิเจนและไนโตรเจนจะไม่สามารถเข้าสู่รูพรุนระดับไมโครได้ ทำให้ไม่สามารถแยกได้เช่นกัน

อุปกรณ์แยกไนโตรเจนด้วยอากาศโดยใช้ตะแกรงโมเลกุลคาร์บอน: อุปกรณ์นี้โดยทั่วไปเรียกว่าเครื่องผลิตไนโตรเจน กระบวนการทางเทคโนโลยีคือวิธีการดูดซับแบบสลับความดัน (เรียกสั้นๆ ว่าวิธี PSA) ที่อุณหภูมิปกติ การดูดซับแบบสลับความดันเป็นกระบวนการดูดซับและการแยกโดยไม่ใช้แหล่งความร้อน ความสามารถในการดูดซับของตะแกรงโมเลกุลคาร์บอนต่อส่วนประกอบที่ถูกดูดซับ (ส่วนใหญ่เป็นโมเลกุลออกซิเจน) จะถูกดูดซับในระหว่างการเพิ่มความดันและการผลิตก๊าซตามหลักการข้างต้น และการคายประจุจะเกิดขึ้นในระหว่างการลดความดันและการระบายอากาศ เพื่อฟื้นฟูตะแกรงโมเลกุลคาร์บอน ในขณะเดียวกัน ไนโตรเจนที่เข้มข้นในเฟสของก๊าซในชั้นตัวดูดซับจะผ่านชั้นตัวดูดซับไปเป็นก๊าซผลิตภัณฑ์ และแต่ละขั้นตอนเป็นการทำงานแบบวนรอบ การทำงานแบบวนรอบของกระบวนการ PSA ประกอบด้วย: การเพิ่มความดันและการผลิตก๊าซ; ความดันคงที่; การลดความดัน การระบายอากาศ; จากนั้นเพิ่มความดัน การผลิตก๊าซ; หลายขั้นตอนการทำงาน ก่อให้เกิดกระบวนการทำงานแบบวนรอบ ตามวิธีการฟื้นฟูที่แตกต่างกันของกระบวนการ สามารถแบ่งออกเป็นกระบวนการฟื้นฟูด้วยสุญญากาศและกระบวนการฟื้นฟูด้วยบรรยากาศ อุปกรณ์เครื่องผลิตไนโตรเจนแบบ PSA สามารถปรับเปลี่ยนได้ตามความต้องการของผู้ใช้ โดยอาจรวมถึงระบบการกรองอากาศด้วยการอัดอากาศ ระบบการดูดซับแบบสลับแรงดัน ระบบควบคุมโปรแกรมวาล์ว (การสร้างสุญญากาศใหม่ยังต้องใช้ปั๊มสุญญากาศด้วย) และระบบจ่ายไนโตรเจน