Sauerstoffgenerator für den industriellen EinsatzDas häufig verwendete Adsorptionsregenerationsverfahren ist die Druckwechseladsorption (PSA). Der PSA-Prozess verändert im Allgemeinen den Druck während des Adsorptionsprozesses, um Adsorption und Desorption zu erreichen. Der grundlegende PSA-Prozess ist die Adsorption unter Druck und die Desorption unter niedrigem Druck oder Atmosphärendruck. Die Vakuum-Druckwechseladsorption (VPSA) ist ein Druckwechseladsorptionsverfahren, bei dem unter Druck adsorbiert und unter niedrigem Druck (Vakuum) desorbiert wird. Es handelt sich ebenfalls um eine Art PSA-Verfahren und wird derzeit häufig bei der Sauerstoffproduktion im Bereich der Gastrennung eingesetzt.
Verfahrensprinzip der Sauerstofferzeugung durch Druckwechseladsorption
Entsprechend dem Trennungsmechanismus von Gaskomponenten durch Druckwechseladsorption können Adsorbentien in kinetisch selektive Adsorbentien und gleichgewichtsselektive Adsorbentien unterteilt werden. Ersteres wird auf der Grundlage des Unterschieds in der Diffusionsgeschwindigkeit der Adsorbatmoleküle in den Mikroporen des Adsorbens getrennt, während letzteres auf der Grundlage der Größe der Kraft der Adsorbatmoleküle in den Poren des Adsorbens getrennt wird. Das Adsorptionsmittel für die Sauerstoffproduktion durch Druckwechseladsorption ist ein Zeolith-Molekularsieb. Das für die Sauerstoffproduktion verwendete Zeolith-Molekularsieb umfasst hauptsächlich Zeolith-Molekularsiebe vom X-Typ (wie LiX, NaX, CaX) und Zeolith-Molekularsiebe vom A-Typ (wie CaA).
Zeolith-Molekularsieb ist ein poröser Silikatkristall mit einer Porengröße in der Größenordnung der Molekülgröße. Es ist polar und gehört zu den ausgewogenen selektiven Adsorptionsmitteln. Es besteht hauptsächlich aus Ionenlöchern und geladenen Silizium-Aluminium-Skeletten. Die Hauptaufgabe von Kationen in Zeolith-Molekularsieben besteht darin, die fehlende positive Ladung der Aluminiumoxid-Tetraeder zu ergänzen, die das Molekularsieb-Gerüst bilden. Das Kation wird von einem weiteren Aluminiumoxid- oder Siliziumoxid-Tetraeder geteilt, wodurch der dreidimensionale Raum des Gitters erweitert wird, um eine dreidimensionale Käfigstruktur zu bilden. Die Kationen im Gitter wirken als lokal stark positive Gitterpunkte, die polare Moleküle elektrostatisch anziehen. Unpolare Sauerstoff- und Stickstoffmoleküle erzeugen unter Polarisation Dipolmomente, und die erzeugten induzierten Dipole haben Adsorptionseffekte mit den inhärenten Dipolen des Adsorbens. Unter isothermen Bedingungen ist die Induktionskraft von Stickstoff größer als die von Sauerstoff. Die Adsorptionskapazität von Stickstoff durch Zeolith-Molekularsiebe ist größer als die von Sauerstoff. Wenn Sauerstoff und Stickstoff gleichzeitig durch das Zeolith-Molekularsiebbett strömen, werden hauptsächlich Stickstoffmoleküle adsorbiert und Sauerstoffmoleküle weniger adsorbiert. Dadurch werden Sauerstoff und Stickstoff getrennt und der nicht adsorbierte Sauerstoff angereichert und als Sauerstoffprodukt ausgegeben.
Zeolith-Molekularsiebe vom X-Typ gehören zum isometrischen Kristallsystem und haben eine kubisch-oktaedrische Zeolithstruktur (FAU). Seine Silizium-Sauerstoff-Gerüst- und Aluminium-Sauerstoff-Gerüststruktur sind die gleichen wie die des natürlichen Faujasit-Zeoliths[28]. Die FAU-Gerüststruktur des X-Typ-Zeolith-Molekularsiebs enthält zwei dreidimensionale Hohlraumstrukturen. Die große Hohlraumstruktur besteht aus Superkäfigen mit einem Porendurchmesser von etwa 13 Å, und die kleine Hohlraumstruktur besteht aus Käfigen (Sodalit oder Käfige) mit einem Porendurchmesser von etwa 8 Å.
Im Allgemeinen werden synthetische Molekularsiebe mit Faujasit-Struktur (FAU) in Molekularsiebe vom Y-Typ (n(SiO2)/n(Al2O3)＞3.0) und Molekularsiebe vom X-Typ (2.{{8) unterteilt }} Kleiner als oder gleich n(SiO2)/n(Al2O3) Kleiner als oder gleich 3.0) entsprechend den unterschiedlichen Gerüst-Molverhältnissen von Silicium und Aluminium [n(SiO2)/n(Al2O3)] . Das Gerüst-Silizium-Aluminium-Molverhältnis von Molekularsieben vom Typ X (LSX) mit niedrigem Silizium-Aluminium-Verhältnis liegt zwischen 2,0-2,2. Aufgrund seines geringen Gerüst-Silizium-Aluminium-Verhältnisses weist es mehr negative Ladungen auf, sodass seine Kationenaustauschkapazität groß ist, die Ladungsdichte hoch ist und die Adsorptionskapazität stark ist; Gleichzeitig weist es eine topologische FAU-Struktur auf und weist das große Porenvolumen und die Porengröße des X-Typ-Zeolith-Molekularsiebs selbst sowie eine große Adsorptionskapazität auf. Daher weisen Molekularsiebe vom Typ LSX eine hervorragende Adsorptionsleistung auf [30]. Lithiumion (Li+) ist das Metallion mit dem kleinsten Radius, hat eine sehr hohe Ladungsdichte und eine hohe Polarisierbarkeit.
Nachdem das 13X (NaX)-Molekularsieb durch Li+-Austausch zu einem Li-LSX-Molekularsieb mit hohem Austausch modifiziert wurde, werden der Stickstoff-Sauerstoff-Trennkoeffizient und die Stickstoffadsorptionskapazität verbessert und die selektive Adsorptionsleistung ist besser. Daher hat sich das Li-LSX-Molekularsieb zum derzeit besten Adsorptionsmittel für die Sauerstoffproduktion durch Druckwechseladsorption entwickelt und ist außerdem das am häufigsten verwendete Adsorptionsmittel in der tatsächlichen industriellen Produktion.
Beliebte label: Sauerstoffgenerator für den industriellen Einsatz, China Sauerstoffgenerator für den industriellen Einsatz, Hersteller, Lieferanten
