氮气制氮机设备用碳分子筛(CMS)介绍

　　【TOKA螺杆空压机网】变压吸附式制氮机用碳分子筛（CMS)是一种新型的非极性吸附剂，具有在常温变压下吸附空气中氧分子的性能，因而可获得富 氮气体。采用碳分子筛变压吸附法制氮新技术，其最显 著的特点是:N2产品杂质含 量较低，N2浓度和气量根据 需要可任意调节，并可通过精制获得O2含量小于5PPm， 露点低于-60℃的高纯度N2。
六十年代，碳分子筛在美国最先制造成功并很快推广应用，最初，碳分子筛是被用作从空气中分离氧气的吸附剂，后来逐渐应用在制取氮气的装置上。
到了七十年代未、八十年代初，世界各国对氮气的需求量不断增加，而变压吸附制氮技术也逐渐成熟起来，进一步推动了碳分子筛制造技术的发展。
到了一九八二年，美国和日本的氮气产量相继超过了氧气，此时，变压吸附制取的氮气已经占氮气总产量的18%左右，由于变压吸附制氮所占的市场份额越来越大，世界各主要工业国家都投入了资金研发变压吸附用碳分子筛，其中，美国、日本、德国在技术上处于领先地位。
一直到今天，世界上主要的碳分子筛生产厂家也还是分布在这些国家。比较著名的有美国的Calgon公司、普莱克斯公司；日本的岩谷公司、武田公司；德国的BF公司等。其中，美系分子筛在国内所占市场份额很小，德系和日系分子筛厂家在国内都有代理公司，因而所占市场份额也是最大的。
总的说来，氮气设备分子筛按照性能差异，大至分四个阶段：
第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，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、威海华泰等到厂家，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。
第四代分子筛是在二〇〇一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，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。用岩谷第四代分子筛作为吸附剂的制氮设备，与采用其分子筛作为吸附剂的制氮设备相比，在设备能耗、分子筛装填量、综合经济指标等方面都有明显优势，而且随着产品氮气纯度的提高，这种优势越来越显著。
现今工业发展中，有许多行业已经开始使用氮气来生产或辅助生产产品，应用之广，对此我们有必要了解变压吸附制氮机产生的原理 。
变压吸附制氮机是一种新型气体吸附分离技术语它有产品纯度高，一可在室温和不高的压力下工作，节能经济，设备简单，操作，维护简便，连续循环操作，可完全达到自动化。变压吸附制氮机是按变压吸附技术设计、制造的氮气发生设备。通常使用两吸附塔并联，由全自动控制系统按特定可编程序严格控制时序，交替进行加压吸附和解压再生，完成氮氧分离，获得所需高纯度的氮气。变压吸附制氮机的特点锋华独到的分子筛装填技术和完美的总体设计，在制氮浓度和产气量相同时耗电量最省，运行成本最低。采用目前国际性能最好的分子筛，结合独特的气体分布技术和特定的工艺流程，使分子筛发挥最大能效，使氮气回收率最佳主要是基于碳分子筛对氧和氮的吸附速率不同，碳分子筛优先吸附氧，而氮大部分富集于不吸附相中。碳分子筛本身具有加压时对氧的吸附容量增加，减压时对氧的吸附量减少的特性。利用这种变压吸附的特性，实现氧气和氮气的分离，得到我们所需要的气体组分。由于吸附剂有一定的吸附容量，当吸附饱和时就需要再生，所以单吸附床的吸附是间歇式的，为保证连续供气，采用双吸附塔并联交替进行吸附，一塔工作一塔再生，连续产生氮气
产品特点
氮气在自然界中分布很广，是空气的主要成份，主要以单质分子氮的形式存在于大气之中，在干燥的空气之中，N2的体积占空气的78.03%，因此，空气是制取氮气的最大原料库，它取之不尽，用之不竭。