是否有現(xiàn)貨: | 是 | 類型: | 其它 |
型號(hào): | Kr | 規(guī)格: | 球狀 |
商標(biāo): | 科瑞 | 包裝: | 桶裝 |
產(chǎn)量: | 1000 |
工藝原理
吸附是指:當(dāng)兩種相態(tài)不同的物質(zhì)接觸時(shí),其中密度較低物質(zhì)的分子在密度較高的物質(zhì)表面被富集的現(xiàn)象和過(guò)程。具有吸附作用的物質(zhì)(一般為密度相對(duì)較大的多孔固體)被稱為吸附劑,被吸附的物質(zhì)(一般為密度相對(duì)較小的氣體或液體)稱為吸附質(zhì)。吸附按其性質(zhì)的不同可分為四大類,即:化學(xué)吸附、活 附、毛細(xì)管凝縮和物理吸附。變壓吸附(PSA)氣體分離裝置中的吸附主要為物理吸附。
物理吸附是指依靠吸附劑與吸附質(zhì)分子間的分子力(包括范德華力和電磁力)進(jìn)行的吸附。其特點(diǎn)是:吸附過(guò)程中沒(méi)有化學(xué)反應(yīng),吸附過(guò)程進(jìn)行的極快,參與吸附的各相物質(zhì)間的動(dòng)態(tài)平衡在瞬間即可完成,并且這種吸附是完全可逆的。
變壓吸附氣體分離工藝過(guò)程之所以得以實(shí)現(xiàn)是由于吸附劑在這種物理吸附中所具有的兩個(gè)基本性質(zhì):一是對(duì)不同組分的吸附能力不同,二是吸附質(zhì)在吸附劑上的吸附容量隨吸附質(zhì)的分壓上升而增加,隨吸附溫度的上升而下降。利用吸附劑的第一個(gè)性質(zhì),可實(shí)現(xiàn)對(duì)混合氣體中某些組分的優(yōu)先吸附而使其它組分得以提純;利用吸附劑的第二個(gè)性質(zhì),可實(shí)現(xiàn)吸附劑在低溫、高壓下吸附而在高溫、低壓下解吸再生,從而構(gòu)成吸附劑的吸附與再生循環(huán),達(dá)到連續(xù)分離氣體的目的。
吸附劑:
工業(yè)PSA-H2裝置所選用的吸附劑都是具有較大比表面積的固體顆粒,主要有:活性氧化鋁類、活性炭類、硅膠類和分子篩類吸附劑;另外還有針對(duì)某種組分選擇 附而研制的特殊吸附材料,如CO 吸附劑和碳分子篩等。吸附劑 重要的物理特征包括孔容積、孔徑分布、表面積和表面性質(zhì)等。不同的吸附劑由于有不同的孔隙大小分布、不同的比表面積和不同的表面性質(zhì),因而對(duì)混合氣體中的各組分具有不同的吸附能力和吸附容量。
吸附劑對(duì)各種氣體的吸附性能主要是通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定的吸附等溫線和動(dòng)態(tài)下的穿透曲線來(lái)評(píng)價(jià)的。優(yōu)良的吸附性能和較大的吸附容量是實(shí)現(xiàn)吸附分離的基本條件。
同時(shí),要在工業(yè)上實(shí)現(xiàn)有效的分離,還必須考慮吸附劑對(duì)各組分的分離系數(shù)應(yīng)盡可能大。所謂分離系數(shù)是指:在達(dá)到吸附平衡時(shí),(弱吸附組分在吸附床死空間中殘余量/弱吸附組分在吸附床中的總量)與(強(qiáng)吸附組分在吸附床死空間中殘余量/強(qiáng)吸附組分在吸附床中的總量)之比。分離系數(shù)越大,分離越容易。一般而言,變壓吸附氣體分離裝置中的吸附劑分離系數(shù)不宜小于3。
另外,在工業(yè)變壓吸附過(guò)程中還應(yīng)考慮吸附與解吸間的矛盾。一般而言,吸附越容易則解吸越困難。如對(duì)于C5、C6等強(qiáng)吸附質(zhì),就應(yīng)選擇吸附能力相對(duì)較弱的吸附劑如硅膠等,以使吸附容量適當(dāng)而解吸較容易;而對(duì)于N2、O2、CO等弱吸附質(zhì),就應(yīng)選擇吸附能力相對(duì)較強(qiáng)的吸附劑如分子篩等,以使吸附容量 、分離系數(shù) 。
此外,在吸附過(guò)程中,由于吸附床內(nèi)壓力是周期性變化的,吸附劑要經(jīng)受氣流的頻繁沖刷,因而吸附劑還應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和抗磨性。
在變壓吸附氣體分離裝置常用的幾種吸附劑中,活性氧化鋁類屬于對(duì)水有強(qiáng)親和力的固體,一般采用三水合鋁或三水鋁礦的熱脫水或熱活化法制備,主要用于氣體的干燥。
硅膠類吸附劑屬于一種合成的無(wú)定形二氧化硅,它是膠態(tài)二氧化硅球形粒子的剛性連續(xù)網(wǎng)絡(luò),一般是由硅酸鈉溶液和無(wú)機(jī)酸混合來(lái)制備的,硅膠不僅對(duì)水有極強(qiáng)的親和力,而且對(duì)烴類和CO2等組分也有較強(qiáng)的吸附能力。
活性炭類吸附劑的特點(diǎn)是:其表面所具有的氧化物基團(tuán)和無(wú)機(jī)物雜質(zhì)使表面性質(zhì)表現(xiàn)為弱極性或無(wú)極性,加上活性炭所具有的特別大的內(nèi)表面積,使得活性炭成為一種能大量吸附多種弱極性和非極性有機(jī)分子的廣譜耐水型吸附劑。
沸石分子篩類吸附劑是一種含堿 素的結(jié)晶態(tài)偏 酸鹽,屬于強(qiáng)極 附劑,有著非常一致的孔徑結(jié)構(gòu)和極強(qiáng)的吸附選擇性,對(duì)CO、CH4、N2、Ar、O2等均具有較高的吸附能力。
碳分子篩是一種以碳為原料,經(jīng)特殊的碳沉積工藝加工而成的專門(mén)用于提純空氣中的氮?dú)獾? 吸附劑,使其孔徑分布非常集中,只比氧分子直徑略大,因此非常有利于對(duì)空氣中氮氧的分離。
對(duì)于組成復(fù)雜的氣源,在實(shí)際應(yīng)用中常常需要多種吸附劑,按吸附性能依次分層裝填組成復(fù)合吸附床,才能達(dá)到分離所需產(chǎn)品組分的目的。