氮气发生器碳分子筛制氮

时间：2024-11-14

氮气发生器碳分子筛制氮

碳分子筛（CMS)是一种新型的非性吸附剂，具有在常温变压下吸附空气中氧分子的性能，因而可获得富氮气体。采用碳分子筛变压吸附法制氮新技术，其显著的特点是:N2产品杂质含量较低，N2浓度和气量根据需要可任意调节，并可通过精制获得O2含量小于5PPm，露点-60℃的高纯度N2。
六十年代，碳分子筛在美国先制造成功并很快推广应用，初，碳分子筛是被用作从空气中分离氧气的吸附剂，后来逐渐应用在制取氮气的装置上。
到了七十年代未、八十年代初，对氮气的需求量不断增加，而变压吸附制氮技术也逐渐成熟起来，进一步推动了碳分子筛制造技术的发展。
到了一九八二年，美国和日本的氮气产量相继过了氧气，此时，变压吸附制取的氮气已经占氮气总产量的18%左右，由于变压吸附制氮所占的市场份额越来越大，世界各主要工业都投入了资金研发变压吸附用碳分子筛，其中，美国、日本、德国在技术上处于地位。
一直到今天，世界上主要的碳分子筛生产厂家也还是分布在这些。比较的有美国的Calgon公司、普莱克斯公司；日本的岩谷公司、武田公司；德国的BF公司等。其中，美系分子筛在国内所占市场份额很小，德系和日系分子筛厂家在国内都有代理公司，因而所占市场份额也是大的。
总的说来，分子筛按照性能差异，大至分四个阶段：
阶段的碳分子筛由于制造工艺的限制，孔径分布很不均匀只能制得纯度为97%、98%左右的氮气，回收率只有26%～34%，能耗较高。
二阶段的碳分子筛性能有所提高，可以制得99.9%以上纯度的氮气，但能耗相当惊人，不具备大规模应用的条件，这个阶段的分子筛在制取97%、98%纯度氮气时，回收率达到了37%～42%，已经得到了广泛的应用。
三阶段分子筛随着加工技术的提高，性能也了长足进步，能一次性制得以上纯度的氮气，在制取99.5%纯度氮气时，回收率达到了40%，比较有代表性的分子筛如德国BF-185、日本武田3K-172、岩谷2GN-H等，都具备了这样的水准。三代分子筛也是目前应用普遍的分子筛，国内大多数厂家都在选用。令人值得自豪的是，国产分子筛近年来进步相当快，其中走在的有长兴科博、威海华泰等到厂家，生产的分子筛性能已经接近进口分子筛的性能，但国产分子筛由于受到条件限制，重现性较差，简单说来就是每一批号的分子筛性能都有差异，不如进口分子筛稳定。主要原因是活化造孔及孔结构调整技术还不太成熟，分子筛性能容易产生波动，同时，也可能引起分子筛性能下降较快，在两到三年内性能可能下降15%左右。但由于国产分子筛的价格有较大优势，性能又与三代进口分子筛接近，还是得到了较广泛的应用。用户也很难分辨出哪种是进口分子筛，哪种是国产分子筛，这就给了一些不法厂商以机会，用国产分子筛代替进口分子筛，打着的招牌来欺骗用户，赚取。
四代分子筛是在2001年由日本岩谷公司研制成功的，它与三代分子筛相比，性能又有了大幅度的提高，能一次性制得99.9995%以上纯度的氮气。在制取纯度氮气时，氮气回收率达到了惊人的32%，在能源如此紧张的今天，它的意义显的重要。用岩谷四代分子筛作为吸附剂的制氮设备，与采用其分子筛作为吸附剂的制氮设备相比，在设备能耗、分子筛装填量、综合经济指标等方面都有明显优势，而且随着产品氮气纯度的提高，这种优势越来越显著。

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