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使用说明

碳分子筛(CMS)使用说明书
 
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本公司拥有近二十余年碳分子筛的科研和生产经验,是国内生产规模大、产品质量优的碳分子筛专业生产企业,也是国家机械部气体分离设备行业协会会员。产品的质量指标在国内一直处于领先地位,并达到进口碳分子筛的质量水平。至今已有数百吨碳分子筛成功地应用于国内外制氮装置。该产品已被国内许多大中型变压吸附制氮机生产厂家指定为配套产品,并出口美洲、亚洲、欧洲各国。
碳分子筛(CMS)是新型的非极性吸附剂,具有在常温、变压条件下吸附空气中氧分子的性能,因而可获得富氮气体。
 
一、产品的主要型号
本公司的碳分子筛产品共分为四种型号
CMS-260   CMS-240   CMS-220    CMS-200    CMS-F    CMS-H

二、碳分子筛空分制氮的原理
该产品属于碳素吸附剂,是由碳组成的多孔物质,孔结构模型为无序堆积碳素结构。碳分子筛是非计量化合物,其重要性质是基于它的微孔结构。它分离空气的能力,取决于空气中各种气体在碳分子筛微孔中的不同扩散速度,或不同的吸附力,或两种效用同时起作用。在平衡条件下,碳分子筛对氮、氧的吸附量相当接近,但氧分子通过碳分子筛微孔的狭窄空隙的扩散速度要比氮分子快得多。碳分子筛空分制氮就是基于这一性能,在远离平衡条件的时间下,使氮分子在气相得到富集。
 
三、碳分子筛空分制氮装置
该装置一般称为制氮机。其工艺流程是采用在常温下变压附法(简称PSA法)。变压吸附为无热源的吸附分离过程。碳分子筛在常温下变压吸附组份(主要是氧分子)的吸附容量因其分压升高而增加,因其分压的下降而减少。这样,碳分子筛在加压时吸附,减压时解吸,放出被吸附的组份,使碳分子筛再生。
变压吸附过程循环操作包括:充压、产气、均压、降压、排气,然后再充压、产气……几个工作阶段。根据流程的再生脱附方法不同,可分为真空再生流程和常压再生流程。在两种流程中,原料空气经空压机压缩调压后,进入冷却器和除油系统,再经干燥进入碳分子筛吸附塔,吸附塔的上部排出产品N2,被吸附的氧气由下部直接排放到大气中实现碳分子筛再生。
PSA制氮机一般包括空压机、冷却过滤器、气动阀门、碳分子筛吸附塔、产品氮气冲器罐,还有程序控制器(真空再生的还需带真空泵)。
 
四、碳分子筛需要控制的条件
1、原料空气的预处理
干净的原料空气进入碳分子筛吸附塔,是非常必要的。因为油蒸汽进入会堵塞碳分子筛的微孔,使分离效果大大降低。原料空气经空压机压缩后,不仅使空气温度升高,而且会有油蒸汽(尤其是有油润滑空压机),因此,需要经过冷却器和除油、干燥等净化系统。因此,碳分子筛对原料空气的要求为:露点≦-40℃;含油量≦0.3PPM;有机气氛<0.1PPM。经处理后的清洁原料空气进入碳分子筛吸附塔进行吸附利用,并可持续再生利用。
2、产品氮气的浓度和产气量
碳分子筛制取氮气,其N2浓度和产气量可根据用户的需要进行任意调节,产气减少,N2浓度将提高,反之,N2则下降。用户可根据实际需要,对二者进行综合考虑,方能得到成本低的氮气。
3、均压时间
碳分子筛制氮过程中,当一个吸附塔吸附结束,需要将此吸附塔内的气体从上下两个方向注入另一个已再生好的吸附塔,使两塔气体压力相同,此过程称吸附塔的均压。选择适当的均压时间,既可回收能量,也可减少吸附塔内的碳分子筛受到冲击产生粉化,延长分子筛的使用寿命。一般选择均压时间为1-3秒。
4、产气时间
由于碳分子筛对氧和氮的吸附速率不同,其吸附O2在短时间内就达到平衡,此时,N2的吸附量很少。吸附时间适当地长些,可以节约原料空气、降低能耗、减少制氮机上阀门开关频率,提高装置的稳定性,延长碳分子筛的使用寿命,一般选择吸附时间为45-90秒。
5、操作压力
吸附压力高,吸附容量也大,因此加压吸附是有利的,但吸附压力过高,空气能耗和装置要求也高,因此需要从综合能耗角度来选择吸附压力。建议一般常压再生流程的吸附压力选0.6~0.8MPa为宜。
6、使用温度
因为吸附过程有放热效应,吸附温度升高,吸附容量下降。制氮机对环境温度的要求为:≦15℃最为适宜。因此选择较低的吸附温度有利于制氮性能的发挥。制氮机的工艺在有条件的情况下,采取降低吸附温度是有利的。
 
五、产品包装和使用
1.本公司产品采用聚乙烯塑料桶包装,包装桶规格为270×300×470mm;净重为20㎏/桶;装料口径为ø40mm;采用真空包装;密封性好。
2.碳分子筛采用真空包装能有效地提高碳分子筛的储存时间。用户必须在使用前再打开包装,严禁装碳分子筛产品长时间暴露在空气中,特别不允许暴露在空气湿度较大或有油类和有有机类物质的环境下。
3.碳分子筛产品在装填过程中必须要严实,可采用震动工具对吸附塔体进行震击,或采用大木锤(大圆木)撞击吸附塔塔体。也可采用更有效的方式方法对碳分子筛进行震实。无论采用什么方式或方法,总之严禁用任何工具直接捣实碳分子筛。