углеродные молекулярные сита

 Когда углеродные молекулярные сита Упомянутые углеродные молекулярные сита (УМС) чаще всего ассоциируются с адсорбцией при переменном давлении (PSA) для производства азота. Однако с усовершенствованием технологий их получения границы применения этого материала постоянно расширяются. Обладая хорошо развитой пористой структурой, равномерным распределением размеров пор и превосходной термической стабильностью, углеродные молекулярные сита демонстрируют незаменимую ценность в таких высокотехнологичных областях, как улавливание CO₂, очистка водорода, нефтехимическое разделение и каталитическая конверсия, становясь ключевым материалом, способствующим модернизации низкоуглеродной промышленности и высокотехнологичного производства. В соответствии с целями «двойного углерода», улавливание и разделение CO₂ стали важным направлением исследований. Углеродные молекулярные сита, как твердые адсорбенты, демонстрируют выдающиеся характеристики в разделении CO₂. Их микропористая структура обеспечивает точное молекулярное просеивание CO₂ из таких газов, как CH₄ и H₂, что делает их особенно подходящими для очистки природного газа и разделения метана угольных пластов. По сравнению с традиционным методом аминной абсорбции, метод адсорбции с использованием углеродных молекулярных сит является некоррозионным, не вызывает вторичного загрязнения и потребляет меньше энергии. Он может эффективно снизить выбросы CO₂ из промышленных отходящих газов и способствовать углеродной нейтральности. Исследования показали, что с помощью модификаций (например, путем введения иерархической пористой структуры и регулирования объема микропор) можно значительно улучшить адсорбционную способность CO₂ и коэффициент разделения углеродных молекулярных сит, что еще больше расширяет области их применения в области улавливания углерода. Водородная энергетика, являясь основой чистой энергии, предъявляет чрезвычайно высокие требования к разделительным материалам в процессе очистки. Благодаря возможности регулирования размера пор на уровне менее ангстрема, углеродные молекулярные сита могут эффективно отделять H₂ от примесей, таких как CH₄ и CO₂. Новые типы углеродных молекулярных сит достигли точного контроля размера пор на уровне 0,1 ангстрема благодаря таким технологиям, как активация градиента концентрации CO₂ и двойной сшивки полиимида. Их селективность по H₂/CH₄ может достигать 3807-6538 с заметно улучшенной проницаемостью для H₂, а энергопотребление при разделении составляет всего 1/3-1/5 от традиционного метода дистилляции. Это значительно снижает стоимость очистки водорода и способствует промышленному внедрению водородной энергетики. В нефтехимической отрасли углеродные молекулярные сита решили общеотраслевую проблему разделения олефинов и парафинов. Пропилен и пропан, а также этилен и этан имеют минимальные различия в молекулярном размере, что приводит к высокому энергопотреблению и низкой эффективности традиционных процессов разделения. Углеродные молекулярные сита нового типа создают однородную микропористую структуру благодаря точной технологии пиролиза-перегруппировки, обеспечивая коэффициент адсорбции C₃H₆/C₃H₈, превышающий 100. Некоторые из их показателей преодолели верхнюю границу Робсона, что позволяет эффективно разделять вышеупомянутые пары газов, повышая чистоту и выход нефтехимической продукции и снижая энергопотребление при производстве. Углеродные молекулярные сита также обладают уникальными преимуществами в качестве катализаторов или носителей катализаторов. В процессе переработки биомассы они позволяют осуществлять комплексную конверсию целлюлозы, гемицеллюлозы и лигнина, избегая образования большого количества кислотосодержащих отходов и снижая загрязнение окружающей среды и проблемы коксования. Их обильная микропористая структура обеспечивает достаточное количество каталитически активных центров; путем загрузки металлических активных центров их можно применять в таких реакциях, как гидрирование и дегидрирование, объединяя функции молекулярного сита и катализа и способствуя развитию экологически чистых химических процессов. Если у вас есть какие-либо вопросы или вас что-то заинтересовало, добро пожаловать к нам! www.carbon-cms.com.

I. Процесс адсорбции: «Захват кислорода» под давлениемАдсорбция — это стадия, на которой углеродные молекулярные сита «Улавливание» примесных газов и обогащение азотом происходит за счет давления как основной движущей силы. В промышленных приложениях обычно используется двухбашенный режим чередования для обеспечения непрерывного производства газа, а однобашенный процесс адсорбции можно разделить на три этапа: 1. Предварительная обработка сырья: очистка воздуха от «сырья».Воздух — это не чистое вещество; он содержит примеси, такие как масло, вода и пыль, которые могут закупоривать микропоры углеродных молекулярных сит и сокращать срок их службы. Поэтому сжатый воздух сначала проходит через систему предварительной обработки — маслоотделитель для удаления масляных пятен, осушитель для удаления влаги и фильтр для улавливания пыли — в результате чего получается чистый и сухой сжатый воздух с давлением 6-8 бар, готовый к адсорбции. 2. Селективная адсорбция: точное «фильтрование» кислорода и азота.После попадания в адсорбционную башню чистый сжатый воздух под давлением позволяет мелким молекулам, таким как кислород, углекислый газ и остаточный водяной пар, быстро диффундировать в микропоры углеродного молекулярного сита и прочно адсорбироваться на стенках пор. В отличие от них, молекулы азота, из-за низкой скорости диффузии и слабого взаимодействия с микропорами, практически не адсорбируются. Они поднимаются вверх вдоль слоя адсорбента и, наконец, выводятся из верхней части башни в виде продукта — азота чистотой 99,9%-99,999%, который собирается и хранится. 3. Насыщение адсорбции: «критическое состояние» перед переключением.В процессе адсорбции микропоры углеродного молекулярного сита постепенно заполняются примесями, такими как молекулы кислорода, и адсорбционная способность достигает насыщения. Этот процесс обычно занимает всего около 1 минуты. В это время давление внутри башни поддерживается на уровне адсорбционного давления, и система автоматически подает команду на переключение для подготовки к следующему этапу десорбции и регенерации.  II. Процесс десорбции: «Ритуал регенерации» после снижения давления.Десорбция (также известная как десорбция) — ключевой этап для углеродных молекулярных сит, позволяющий высвободить адсорбированные примеси и восстановить адсорбционную способность. Основная идея заключается в «нарушении адсорбционного равновесия путем снижения давления». Аналогично, на примере одной башни процесс десорбции разделен на четыре этапа для обеспечения полной регенерации: 1. Выравнивание и снижение давления: переходный этап в процессе рециркуляции энергии.В конце процесса десорбции башня, насыщенная адсорбционным раствором, прекращает подачу воздуха и на короткое время (примерно на 10-30 секунд) соединяется с другой башней с более низким давлением для выравнивания давления. Этот шаг не только быстро снижает давление в насыщенной башне, но и позволяет частично восстановить энергию давления для повышения давления в другой башне, обеспечивая баланс между эффективностью и энергосбережением. 2. Десорбция и отвод: «канал высвобождения» примесей.После выравнивания давления насыщенная башня соединяется с атмосферой через выпускной клапан, и давление резко падает почти до атмосферного. В этот момент нарушается адсорбционное равновесие внутри микропор углеродного молекулярного сита, и ранее адсорбированные примеси, такие как кислород, диоксид углерода и водяной пар, десорбируются со стенок пор и выводятся из башни с потоком воздуха (выхлопной газ состоит в основном из кислорода и может быть выведен непосредственно наружу). 3. Улучшение промывки: «ключевой шаг» для глубокой очистки.Для тщательного удаления остаточных примесей в башне и во избежание влияния на последующий эффект адсорбции, система вводит 5–15% азота в качестве продукта для обратной промывки адсорбционной башни. Азот высокой чистоты может вытеснить остаточные кислородсодержащие отходящие газы из башни и дополнительно активировать адсорбционную активность углеродного молекулярного сита. 4. Подготовка к повышению давления: подготовка к следующему циклуПосле промывки давление в десорбированной башне повышается до давления адсорбции путем повторного выравнивания давления или подачи дополнительного сжатого воздуха, завершая весь процесс регенерации. Затем она ожидает переключения на другую башню и переходит в следующий цикл адсорбции. Если у вас есть какие-либо вопросы или вас что-то заинтересовало, добро пожаловать к нам! www.carbon-cms.com.