吸干机专用活性氧化铝止过选择性能优异的分子筛的脚步,每当厂家有新的分子筛品种研制成功,瑞气总是*一个拿到样品并进行测试。总的说来,分子筛按照性能差异,大至分四个阶段: *一阶段的碳分子筛由于制造工艺的限制,孔径分布很不均匀只能制得纯度为97%、98%左右的氮气,回收率只有26%~34%,能耗较高; 第二阶段的碳分子筛性能有所提高,可以制得99.9%以上纯度的氮气,但能耗相当惊人,不具备大规模应用的条件,这个阶段的分子筛在制取97%、98%纯度氮气时,回收率达到了37%~42%,已经得到了广泛的应用。 第三阶段分子筛随着加工技术的提高,性能也取得了长足进步,能一次性制得99.99%以上纯度的氮气(如果采用瑞气的不等势交叉均压流程,能一次性制得99.999%以上纯度的氮气),在制取99.5%纯度氮气时,回收率达到了40%,比较有代表性的分子筛如德国BF-185、日本武田3K-172、岩谷2GN-H等,都具备了这样的水准。第三代分子筛也是目前应用最普遍的分子筛,国内大多数厂家都在选用。 令人值得自豪的是,国产分子筛近年来进步相当快,其中走在前面的有长兴科博、长兴中泰等到厂家,生产的分子筛性能已经接近进口分子筛的性能,但国产分子筛由于受到条件限制,重现性较差,简单说来就是每一批号的分子筛性能都有一定差异,不如进口分子筛稳定。主要原因是活化造孔及孔结构调整技术还不太成熟,分子筛性能容易产生波动,同时,也可能引起分子筛性能下降较快,在两到三年内性能可能下降15%左右。但由于国产分子筛的价格有较大优势,性能又与第三代进口分子筛接近,还是得到了较广泛的应用。用户也很难分辨出哪种是进口分子筛,哪种是国产分子筛,这就给了一些不法厂商以机会,用国产分子筛代替进口分子筛,打着低价的招牌来欺骗用户,赚取暴利。 第四代分子筛是在二OO一年由日本岩谷公司研制成功的,它与第三代分子筛相比,性能又有了大幅度的提高,配合瑞气的不等势均压技术,能一次性制得99.9995%以上纯度的氮气。在制取99.99%纯度氮气时,氮气回收率达到了惊人的32%,在能源如此紧张的今天,它的意义更显的重要。 那么,是什么原因使岩谷分子筛有如此好的性能呢?碳分子筛是利用筛分的特性来达到分离氧气、氮气的目的。如前图所示,碳分子筛内部包含有大量的微孔,这些微孔允许动力学尺寸小的分子快速扩散到孔内,同时限制大直径分子的进入。由于不同尺寸的气体分子相对扩散速率存在差异,气体混合物的组分可以被有效的分离。因此,在制造碳分子筛时,根据分子尺寸的大小,如表一所示,碳分子筛内部微孔分布应在0.28~0.38nm。在该微孔尺寸范围内,氧气可以快速通过微孔孔口扩散到孔内,而氮气却很难通过微孔孔口,从而达到氧、氮分离。 表一:气体的物性数据 气体 沸点 K 临界温度 K 分子尺寸 空气中的组成% 长,nm 宽,nm O2 90 155 0.39 0.28 21 Ar 87 151 0.384 1.0 N2 77 126 0.41 0.30 78 微孔孔径大小是碳分子筛分离氧、氮的基础,如果也径过大,氧气、 |
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