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变压吸附制氮气的基本原理如何?

放大字体  缩小字体发布日期:2012-04-26  浏览次数:797

   碳分子筛可以同时吸附空气中的氧和氮,其吸附量也都随着压力的升高而升高,如图1所示,而且在同一压力下氧和氮的平衡吸附量无明显的差异。因而,仅凭压力的变化很难完成氧和氮的有效分离。如果进一步考虑吸附的速度的话,就能将氧和氮的吸附特性有效地区分开来。氧的分子

图1氧氮吸附等压平衡线

 

   直径比氮小,因而扩散速度比氮快数百倍,故碳分子筛吸附氧的速度也很快,吸附约lmin就达到90%以上;而此时氮的吸附量仅有5%左右,所以此时吸附的大体上都是氧气,而剩下的大体上都是氮气。这样,如果将吸附时间控制在lmin以内的话,就可以将氧和氮初步分离开来,见图2所示。

图2氧氮动力学吸附曲线

Q-平衡吸附量;g-瞬时吸附量

 

   也就是说,吸附和解吸是靠压力差来实现的,压力升高时吸附,压力下降时解吸。而区分氧和氮是靠两者被吸附的速度差,通过控制吸附时间来实现的,将时间控制得很短,氧已充分吸附,而氮还未来得及吸附,就停止了吸附过程。因而变压吸附制氮要有压力的变化,也要将时间控制在lmin以内。

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