【国瓷百科】制氧机里分子筛,小身材里大文章


发布时间:

2024-01-04

一、分子筛制氧起源

1962年美国联合碳化物公司(UCC)发现了分子筛气体的选择性特性,并在实验设备上实现了对少数不同气体的分离,随即研制成功了世界上第一台制氢工业装置。随着分子筛材料与工艺的不断提升,七十年代中期美国和德国首先将PSA技术应用于空气分离并在化工领域得到应用,到八十年代中期,化学工业的发展为分子筛性能的提高起到了关键作用,使设备小型化成为可能。1985年美国的praxair公司研制的第一台小型制氧机的问世标志着PSA技术小型化的开始。九十年代初产品意义上的医用制氧机开始出现。

制氧与镇江:众所周知,镇江是制氧机产业最为发达的地区之一。其实,制氧和镇江还有更深层次的渊源。1992年以前,制氧主要使用钙筛。1992年美国科学家R.T. YANG教授在《SCIENCE》上发表研究文章《Lithium type X zeolite as a superior sorbent for air separation》,对锂基低硅X型分子筛进行了系统研究,展示出LILSX对于氮氧分离的优异性能及巨大的工业应用前景。R.T. YANG,中文名为杨祖保,1942年出生于中国江苏镇江,化学工程专家,美国国家工程院院士、台湾“中央研究院”院士、中国工程院外籍院士,美国密歇根大学John B.Fenn杰出大学工程讲座教授。

 

                                             

二、分子筛变压吸附制氧原理

原理:利用分子筛的吸附和解吸原理从空气中分离出高纯度氧气。

分子筛的晶体是笼型结构,有非常发达的晶穴,在晶穴中具有非常强的阳离子和氧负离子,构成了极性极强的分子筛,而氧和氮是非极性分子,当氧氮通过极性分子筛时,在极性分子作用下,氧氮产生了诱导偶极,而氧氮的诱导偶极和分子筛的极性作用产生一种诱导力,而容易极化的氮产生的诱导力远远大于氧产生的诱导力,因此分子筛对氮的吸附容量大于对氧的吸附容量,所以氮被分子筛优先吸附而富集于分子筛的固相中,氧富集于非固相中,这就是氧的产品气。

分子筛具有加压时对氮的吸附容量增加,减压时吸附容量减少的特点,因此可采用分子筛加压时吸附氮,减压时氮从分子筛解吸出来的方法来实现变压吸附制氧

三、国瓷分子筛的优势

更高氮吸附容量:国瓷公司凭借积累的分子筛、催化剂的生产经验和技术,开发出GCL-060AS高效锂筛,氮吸附容量高达27mL/g。其他同行的锂基制氧分子筛氮吸附容量多在22-24mL/g。在达到同等流量与氧浓度的条件下,GCL-060AS更加高效。与此同时,GCL-060AS由于颗粒尺寸更大,强度更高,系统内的阻力更小,在便携式制氧机中使用,可以实现续航更久。

更高产氧量:在工业VPSA制氧中,国瓷GCL-150分子筛通过高效离子交换和独特造孔技术,实现更高上锂率和孔隙率,单吨分子筛可以实现更高产氧量,尤其是在93%高浓度制氧条件下拥有独特优势。

制氧分子筛