Generátor kyslíka pre priemyselné využitie Bežne používaným procesom adsorpčnej regenerácie je adsorpcia pri kolísaní tlaku (PSA). Proces PSA vo všeobecnosti mení tlak počas adsorpčného procesu, aby sa dosiahla adsorpcia a desorpcia. Základným procesom PSA je adsorpcia pod tlakom a desorpcia pri nízkom tlaku alebo atmosférickom tlaku. Adsorpcia s výkyvom tlaku vo vákuu (VPSA) je proces adsorpcie s výkyvom tlaku, ktorý sa adsorbuje pod tlakom a desorbuje pri nízkom tlaku (vákuum). Je to tiež typ procesu PSA a v súčasnosti je široko používaný pri výrobe kyslíka v oblasti separácie plynov.
Princíp procesu výroby kyslíka adsorpciou pri kolísaní tlaku
Podľa mechanizmu separácie plynných zložiek adsorpciou pri kolísaní tlaku možno adsorbenty rozdeliť na kinetické selektívne adsorbenty a rovnovážne selektívne adsorbenty. Prvý sa oddeľuje na základe rozdielu v rýchlosti difúzie molekúl adsorbátu v mikropóroch adsorbentu, zatiaľ čo druhý sa oddeľuje na základe veľkosti sily molekúl adsorbátu v póroch adsorbentu. Adsorbentom na výrobu kyslíka adsorpciou s kolísaním tlaku je zeolitové molekulové sito. Zeolitové molekulové sito používané na výrobu kyslíka zahŕňa hlavne molekulové sito zeolitu typu X (ako je LiX, NaX, CaX) a molekulové sito zeolitu typu A (ako je CaA).
Zeolitové molekulové sito je porézny kremičitanový kryštál s veľkosťou pórov rádovo veľkosti molekuly. Je polárny a patrí k vyváženému selektívnemu adsorbentu. Skladá sa hlavne z iónových dier a nabitých kremíkovo-hliníkových skeletov. Hlavnou úlohou katiónov v molekulových sitách zeolitu je doplniť chýbajúci kladný náboj tetraedrónov oxidu hlinitého, ktoré tvoria kostru molekulového sita. Katión je zdieľaný ďalším štvorstenom oxidu hlinitého alebo oxidu kremičitého, čím sa rozširuje trojrozmerný priestor mriežky a vytvára sa trojrozmerná klietka. Katióny v mriežke majú vplyv na lokálne silné pozitívne body mriežky, ktoré elektrostaticky priťahujú polárne molekuly. Nepolárne molekuly kyslíka a dusíka vytvárajú pri polarizácii dipólové momenty a vytvorené indukované dipóly majú adsorpčné účinky s inherentnými dipólmi adsorbentu. Za izotermických podmienok je indukčná sila dusíka väčšia ako sila kyslíka. Adsorpčná kapacita dusíka molekulovým sitom zeolitu je väčšia ako kapacita kyslíka. Keď kyslík a dusík prechádzajú cez vrstvu molekulového sita zeolitu súčasne, molekuly dusíka sa adsorbujú hlavne a molekuly kyslíka sú adsorbované menej. Takto sa oddelí kyslík a dusík a neadsorbovaný kyslík sa obohatí a uvoľní sa ako kyslíkový produkt.
Molekulové sito zeolitu typu X patrí do izometrického kryštálového systému a má kubickú oktaedrickú štruktúru zeolitu (FAU). Jeho silikónovo-kyslíkový skelet a hliníkovo-kyslíkový skelet sú rovnaké ako u prírodného faujasitového zeolitu[28]. Štruktúra skeletu FAU zeolitového molekulového sita typu X obsahuje dve trojrozmerné štruktúry dutiny. Štruktúrou veľkej dutiny sú superklietky s priemerom pórov približne 13 Á a štruktúrou malej dutiny sú klietky (sodalit alebo klietky) s priemerom pórov približne 8 Á.
Vo všeobecnosti sa syntetické molekulové sitá so štruktúrou faujasitu (FAU) delia na molekulové sitá typu Y (n(SiO2)/n(Al2O3)＞3.0) a molekulové sitá typu X (2.{{8). }} Menšie alebo rovné n(SiO2)/n(Al2O3) Menšie alebo rovné 3.0) podľa rôznych rámcových molárnych pomerov kremík-hliník [n(SiO2)/n(Al2O3)] . Rámcový molárny pomer kremík-hliník molekulových sít typu X (LSX) s nízkym pomerom kremíka a hliníka je medzi 2.{21}}.2. Vzhľadom na nízky pomer kremíka a hliníka má viac negatívnych nábojov, takže jeho kapacita výmeny katiónov je veľká, hustota náboja je vysoká a adsorpčná kapacita je silná; súčasne má topologickú štruktúru FAU a má veľký objem pórov a veľkosť pórov samotného molekulového sita zeolitu typu X a má veľkú adsorpčnú kapacitu. Preto molekulové sitá typu LSX majú vynikajúcu adsorpčnú výkonnosť [30]. Lítiový ión (Li+) je kovový ión s najmenším polomerom, má veľmi vysokú hustotu náboja a má vysokú polarizáciu.
Po modifikácii molekulového sita 13X (NaX) výmenou Li+, aby sa stalo vysokovýmenným molekulovým sitom Li-LSX, sa zlepšil separačný koeficient dusík-kyslík a kapacita adsorpcie dusíka a výkon selektívnej adsorpcie je lepší. Molekulové sito Li-LSX sa preto stalo najlepším adsorbentom v súčasnosti uznávaným pri výrobe adsorpčného kyslíka s kolísaním tlaku a je tiež najrozšírenejším adsorbentom v skutočnej priemyselnej výrobe.
Populárne Tagy: generátor kyslíka pre priemyselné použitie, Čína generátor kyslíka pre priemyselné použitie výrobcov, dodávateľov
