Generador d'oxigen per a ús industrial El procés de regeneració d'adsorció que s'utilitza habitualment és l'adsorció de canvi de pressió (PSA). El procés PSA generalment canvia la pressió durant el procés d'adsorció per aconseguir l'adsorció i la desorció. El procés bàsic de PSA és l'adsorció a pressió i la desorció a baixa pressió o pressió atmosfèrica. L'adsorció de canvi de pressió al buit (VPSA) és un procés d'adsorció de canvi de pressió que s'adsorbeix a pressió i es desorbeix a baixa pressió (buit). També és un tipus de procés PSA i actualment s'utilitza àmpliament en la producció d'oxigen en el camp de la separació de gasos.
Principi de procés de producció d'oxigen per adsorció de canvi de pressió
Segons el mecanisme de separació dels components del gas mitjançant l'adsorció de canvi de pressió, els adsorbents es poden dividir en adsorbents selectius cinètics i adsorbents selectius d'equilibri. El primer es separa en funció de la diferència en la velocitat de difusió de les molècules d'adsorbat en els microporus de l'adsorbent, mentre que el segon es separa en funció de la mida de la força de les molècules d'adsorbat als porus de l'adsorbent. L'adsorbent per a la producció d'oxigen per adsorció de canvi de pressió és el tamís molecular de zeolita. El tamís molecular de zeolita utilitzat per a la producció d'oxigen inclou principalment un tamís molecular de zeolita de tipus X (com LiX, NaX, CaX) i un tamís molecular de zeolita de tipus A (com ara CaA).
El tamís molecular de zeolita és un cristall de silicat porós amb una mida de porus de l'ordre de magnitud de la mida molecular. És polar i pertany a un adsorbent selectiu equilibrat. Està compost principalment per forats iònics i esquelets carregats de silici-alumini. El paper principal dels cations en els tamisos moleculars de zeolita és complementar la manca de càrrega positiva dels tetraedres d'òxid d'alumini que constitueixen l'esquelet del tamís molecular. El catió és compartit per un altre tetraedre d'òxid d'alumini o d'òxid de silici, ampliant l'espai tridimensional de la gelosia per formar una estructura de gàbia tridimensional. Els cations de la xarxa tenen l'efecte de punts forts locals de la xarxa positiu, que atrauen electrostàticament les molècules polars. Les molècules d'oxigen i nitrogen no polars produeixen moments dipolars sota polarització, i els dipols induïts produïts tenen efectes d'adsorció amb els dipols inherents de l'adsorbent. En condicions isotèrmiques, la força d'inducció del nitrogen és més gran que la de l'oxigen. La capacitat d'adsorció del nitrogen pel sedàs molecular de zeolita és més gran que la de l'oxigen. Quan l'oxigen i el nitrogen passen a través del llit molecular de la zeolita al mateix temps, les molècules de nitrogen s'adsorbeixen principalment i les molècules d'oxigen s'adsorbeixen menys. Així, l'oxigen i el nitrogen es separen i l'oxigen no adsorbit s'enriqueix i surt com a producte d'oxigen.
El tamís molecular de zeolita de tipus X pertany al sistema cristal·lí isomètric i té una estructura de zeolita octaèdrica cúbica (FAU). El seu esquelet de silici-oxigen i l'estructura de l'esquelet d'alumini-oxigen són els mateixos que els de la zeolita faujasita natural[28]. L'estructura de l'esquelet FAU del tamís molecular de zeolita tipus X conté dues estructures de cavitat tridimensionals. L'estructura de la cavitat gran és supergàbies amb un diàmetre de porus d'uns 13Å, i l'estructura de la cavitat petita són gàbies (sodalita o gàbies) amb un diàmetre de porus d'uns 8Å.
Generalment, els tamisos moleculars sintètics amb estructura de faujasita (FAU) es divideixen en tamisos moleculars de tipus Y (n(SiO2)/n(Al2O3)＞3.0) i tamisos moleculars de tipus X (2.{{8) }} Menor o igual a n(SiO2)/n(Al2O3) Menor o igual a 3.0) segons les diferents relacions molars de silici-alumini del marc [n(SiO2)/n(Al2O3)] . La relació molar de silici-alumini del marc dels tamisos moleculars tipus X (LSX) de baixa relació silici-alumini és entre 2.0-2.2. A causa de la seva baixa relació silici-alumini, té més càrregues negatives, de manera que la seva capacitat d'intercanvi catiònic és gran, la densitat de càrrega és alta i la capacitat d'adsorció és forta; al mateix temps, té una estructura topològica FAU i té el gran volum de porus i la mida dels porus del tamís molecular de zeolita tipus X, i té una gran capacitat d'adsorció. Per tant, els garbells moleculars tipus LSX tenen un excel·lent rendiment d'adsorció [30]. L'ió de liti (Li+) és l'ió metàl·lic amb el radi més petit, té una densitat de càrrega molt alta i té una alta polarització.
Després que el tamís molecular 13X (NaX) es modifiqui mitjançant l'intercanvi de Li + per convertir-se en un tamís molecular Li-LSX d'alt intercanvi, es milloren el coeficient de separació de nitrogen-oxigen i la capacitat d'adsorció de nitrogen i el rendiment d'adsorció selectiva és millor. Per tant, el sedàs molecular Li-LSX s'ha convertit en el millor adsorbent reconegut actualment en la producció d'oxigen d'adsorció de canvi de pressió, i també és l'adsorbent més utilitzat en la producció industrial real.
Etiquetes populars: generador d'oxigen per a ús industrial, generador d'oxigen de la Xina per a ús industrial fabricants, proveïdors
