碳分子篩專利

發布時間: 2022-05-28 21:29:29

1、碳分子篩是什麼材質

碳分子篩，是一種優良的非極性碳素材料，制氮碳分子篩用於分離空氣富集氮氣，採用常溫低壓制氮工藝，比傳統的深冷高壓制氮工藝具有投資費用少，產氮速度快、氮氣成本低等優點。因此，它是目前工程界首選的變壓吸附空分富氮吸附劑，這種氮氣在化學工業、石油天然氣工業、電子工業、食品工業、煤炭工業、醫葯工業、電纜行業、金屬熱處理、運輸及儲存等方面廣泛應用。

2、碳分子篩制備工藝

碳分子篩是一種炭質多孔材料,屬於活性炭的一種。由於具有獨特的孔隙結構、表面、機械特性、化學穩定性等獨特性能，可以在分離、純化、催化等多個領域得到應用。

制備分子篩碳的方法，包括以熱固性樹脂為原料的固化物的加熱氧化步驟；加熱氧化處理後的氧化改性物的粉碎步驟；所獲粉碎物的造粒步驟；所獲粒狀物的干餾步驟；干餾步驟所獲碳化物的熱處理步驟；和熱處理後的碳化物的細孔調整步驟。

制備分子篩碳的方法，包括以下步驟：對以熱固性樹脂為原料的固化物進行加熱氧化的步驟；對加熱氧化處理後的氧化改性物進行粉碎的步驟；對所得粉碎物進行造粒的步驟；對所得粒狀物進行干餾的步驟；對干餾步驟所獲碳化物進行熱處理的步驟；和對熱處理後的碳化物的細孔進行調整的步驟。

3、氣調保鮮的氣調技術的發展趨勢

氣調保鮮技術，在國內從上個世紀90年代開始研究，結合國情進行技術開發。經過反復實踐，形成自主創新建庫技術，解決了磚結構儲庫的氣密技術關鍵，精化了技術設備配置，優化了調氣工藝。儲庫降氧採用先進的碳分子篩物理吸附方式，對儲藏的果蔬無任何負作用，完全達到綠色食品的要求，並取得了專利。由於建立了新的氣密結構理念，拓展了建庫思路，可新建亦可改造原有磚結構建築為氣調庫；可增加恆溫庫和冷藏庫的氣調功能。可建成從10噸-500噸以上不同儲量的氣調保鮮庫。為推動氣調保鮮技術的普及和推廣創造了條件，為用戶拓展產業經濟發展提供支持。
氣調技術的研究可追溯到1821年德國生物學家Berard發現水果蔬菜在低氧水平時能減少代謝作用開始。但直到進入20世紀後人們才真正開始氣調的深入研究。60年代美國邁阿密大學教授Stanley Burg首次提出減壓貯藏（Hypobaric Storage）的概念，在隨後的70年代國際上掀起了減壓貯藏的研究熱潮。但由於大型減壓容器的製造要求極高，無法降低造價。此項技術無法實現工業化，一直停留於實驗室階段。近20年來，CA貯藏由於成本相對較低，貯藏效果明顯好於冷藏而獲得了推廣，成為當前國內外氣調貯藏的主流。值得一提的是，我國學者今年來在減壓氣調的研究上取得一定成果，特別是在低成本減壓容器的生產上獲得突破，使減壓貯藏得以工業化推廣成為現實。1997年我國在包頭建成了世界上第一座千噸級（2000噸）減壓貯藏保鮮庫。但是，目前我國在鮮果保藏上與發達國家相比還存在很大差距。據報，在西方發達國家，鮮果的保鮮貯藏量約占水果總產量的40%，其中用氣調冷藏庫貯藏的鮮果占總儲存量的80%。而我國在1996年鮮果儲藏量僅為水果總產量的22%，約1000萬噸，其中冷藏佔50%-60%，而氣調冷藏庫貯藏的不足10萬噸。制約氣調技術在我國推廣的主要原因仍是經濟因素，建造氣調庫的經濟庫容為1000噸，此規模的CA庫投資在1000萬元以上，減壓庫則更貴，需要1800萬。摺合貯藏每公斤儲物的建庫固定資產投入約為9元，這對於果蔬產品價格相對低廉，經濟尚不發達的中國來說顯然還過貴，目前大規模發展氣調保鮮的時機還不成熟。

4、碳分子篩的使用說明

一、產品的主要型號
ZTCMS-185 ZTCMS-200 ZTCMS-220
二、碳分子篩空分制氮的原理
該產品屬於碳素吸附劑，是由碳組成的多孔物質，孔結構模型為無序堆積碳素結構。碳分子篩是非計量化合物，其重要性質是基於它的微孔結構。它分離空氣的能力，取決於空氣中各種氣體在碳分子篩微孔中的不同擴散速度，或不同的吸附力，或兩種效應同時起作用。在平衡條件下，碳分子篩對氧和氮的吸附量相當接近，但氧分子通過碳分子篩微孔系統的狹窄空隙的擴散速度要比氮分子快得多，碳分子篩空分制氮就是基於這一性能，在遠未達到平衡條件的時間之前，通過PSA工藝流程使氮氣從空氣中分離出來。
三、碳分子篩空分制氮裝置
該裝置一般稱為制氮機。其工藝流程是採用在常溫下變壓吸附法（簡稱P.S.A法），變壓吸附為無熱源的吸附分離過程，碳分子篩對被吸附組份（主要是氧分子）的吸附容量因上述原理在充壓、產氣時吸附，在降壓排氣時解吸，使碳分子篩再生。同時，床層氣相富集的氮氣穿過床層成為產品氣，各步驟連為循環操作。
變壓吸附過程循環操作包括：充壓、產氣；均壓；降壓、排氣；然後再充壓、產氣；……幾個工作階段，形成循環操作過程。其根據流程的再生方法不同，可分為真空再生流程和常壓再生流程。
P.S.A制氮機設備根據用戶的需要可包括空氣壓縮純化系統、變壓吸附系統、閥門程序控制系統（真空再生的還需帶有真空泵），及氮氣供應系統。
四、碳分子篩制氮需要控制的條件
1、空氣壓縮純化過程
純原料空氣進入碳分子篩吸附塔，是非常必要的，因為顆粒及有機氣氛進入吸附塔會堵塞碳分子篩的微孔，並逐漸使碳分子篩的分離性能降低。
純化原料空氣的方法有：1使空壓機的進氣口遠離有灰塵、油霧、有機氣氛的場所；2通過冷干機、吸附劑凈化系統等，最後經處理後的原料空氣進入碳分子篩吸附塔。
2、產品氮氣的濃度和產氣量
碳分子篩製取氮氣，其N2濃度和產氣量可根據用戶的需要進行任意調節，在產氣時間及操作壓力確定時，調低產氣量，N2濃度將提高，反之，N2濃度則下降。用戶可根據實際需要調節。
3、均壓時間
碳分子篩制氮過程，當一個吸附塔吸附結束時，可將此吸附塔內的有壓氣體從上下兩個方向注入另一個已再生好的吸附塔中，並使兩塔氣體壓力相同，此一過程稱為吸附塔的均壓，選擇適當的均壓時間，即可回收能量，也可以減緩吸附塔內的分子篩受到的沖擊，從而達到延長碳分子篩的使用壽命。參考伐門的切換速度一般選擇均壓時間為1～3秒。
4、產氣時間
根據碳分子篩對氧和氮的吸擴散速率不同，其吸附O2在短時間內就達到平衡，此時，N2的吸附量很少，較短的產氣時間，可有效的提高碳分子篩的產氣率，但同時也增加了伐門的動作頻率，因此伐門的性能也很重要。一般選擇吸附時間為30～120秒。小型高純制氮機推薦使用短的產氣時間，大型低濃度推薦使用長的產氣時間。
5、操作壓力
碳分子篩在動力學效應的同時，又具有平衡吸附效應，吸附質分壓高，吸附容量也高，因此加壓吸附是有利的，但吸附壓力太高，對空壓機的選型要求也增高，另外常壓再生與真空再生兩個流程對吸附壓力要求也不同，綜合各項因素，建議常壓再生流程的吸附壓力選為5～8Kg/cm2為宜；真空再生流程的吸附壓力選擇為3～5Kg/cm2為宜。
6、使用溫度
作為吸附劑選擇較低的吸附溫度有利於碳分子篩性能的發揮，制氮機工藝在有條件的情況下，採取降低吸附溫度是有利的。
五、產品的包裝和使用
1、本產品出廠時按企業標准嚴格檢測，確保質量指標合格。
2、產品採用塑料桶密封包裝，密封性好，填裝使用時再打開，嚴防吸潮。
3、填裝須嚴實，可用合適的方法振實，勿用棒頭直接搗之。
低於原料氣N2壓力0.1Mpa
溫度: ≤40℃
系統構成
PSA—N2精製裝置有混合器、催化反應器、後冷卻器、旋風分離器、過濾器、吸附式乾燥器、氧分析儀、流量計以及產品氮氣緩沖罐組成。流程簡圖。根據持續監測出的實際氧含量，調節進入原料氣中的配氫量。為了使過量氫達到最小值，採用經特殊設計的混合裝置和具有高精度的氫氣控制系統。混合氣然後進入一催化反應器，在反應器內氫氣與氧氣發生放熱反應，轉化為水蒸氣。經一後冷卻器可使大部分水蒸氣冷凝下來，並經過高效水分離器除去冷凝水。隨後根據所需產品氣露點，由一冷干機或吸附式乾燥器進行乾燥。冷干機可獲得常壓露點為-25℃的產品氣，露點低於-40℃時需使用吸附式乾燥器。產品氣純度通過氧分儀連續進行監測。當產品氣純度低於客戶要求時放空。整套系統全部通過自控操作，無需操作人員。

5、國家標准碳分子篩

國家標準是有的
因為我們國內的廠家不多
而國外就德國與日本
所以更多的算是行業內的標准
有CMS 180、CMS200、CMS220、CM2240、CMS260、CMS280、CMS300

現在國內的最高標准還只有CMS300

6、什麼是活性炭？活性炭是幹嘛的？

使用活性炭，無非是想清除新房子之中的甲醛，活性炭的確能清除一部分的甲醛，但是市場上活性炭的品牌眾多，一旦選錯，沒能及時清除房子之中的甲醛，很有可能甲醛中毒，清除甲醛的方法不止一種，下面為您介紹使用活性炭的注意事項，以及一些除醛小妙招。

1.將門窗全部打開，促進空氣的循環，這樣可以通過空氣的流動將有害氣體排放到室外，操作簡單又有效。不過此方法應保持通風時間持久，也可以用大型風扇來加強風力，輔助通風。如此循環往復，強制通風一個月，室內的異味會大幅度的降低。一些能挪動的傢具，盡量放置通風口，異味可直接排出到室外。

4.綠植、蘆薈、仙人掌、綠蘿等植物對甲醛有著一定的吸收能力，能夠通過光合作用將周圍的甲醛慢慢地消耗掉。因為是植物，所以非常安全，不會產生其他的有害作用。但是要注意，植物吸收甲醛是有限的，只能作為除甲醛的綜合治理方法之一。

5.新風系統和通風去除甲醛方法類似，但是在使用時不用開窗，其輸送至室內的空氣是經過過濾的，pm2.5超標時也是使用，缺點就是價格相對較高，安裝需在裝修前進行。

6.市面上有很多除甲醛公司，方法眾多技術也是參差不齊，有些公司治理後容易反復，這也是大家對除甲醛公司褒貶不一的原因，推薦聘請大品牌的除醛公司，這樣後期的效果才能得到保障▪

7、碳分子篩的市場分析

長期以來，碳分子篩成為日本和德國壟斷的產品，2000年以前國內80%的份額被其佔有，國際市場上更是如此。碳分子篩技術通過長興化工廠引進國內，國內碳分子篩廠家主要分布在長興、山東、宣城、等地。國產分子篩逐步搶佔了大部分市場份額，但要想在這個行業做大做強，必須自主創新，提高產品性能指標，打破技術貿易壁壘。
未來幾年，碳分子篩產品將向高指標、高強度、高堆密度方向發展，低指標低檔次的產品將會被淘汰，空分設備將趨向小型化，對分子篩行業提出了更高的要求，因此如抓住當前的良好時機，擴大生產，逐步改變國際國內對於中國產碳分子篩低價低質的認識，迅速搶占國內國際市場，將有可能在兩到三年內成為行業排頭兵。碳分子篩（英文名carbon molecular sieves）是新型的非極性吸附劑，具有在常溫變壓下吸附空氣中氧分子的性能，因而可獲得富氮氣體。它分離空氣的能力取決於空氣中各種氣體在碳分子篩微孔中的不同擴散速度、或不同的吸附力、或兩種效應同時起作用，碳分子篩PSA空分制氮就是基於這一性能。
我國碳分子篩的研發是在上個世紀八十年代開始的，比美國晚大約二十年。當時國際市場有供應的主要是德國BF和日本武田產的碳分子篩，價格約在20萬元/噸，但其產氮量為100NM3/h.t左右，到九十年代升級為產氮量185NM3/h.t。當時國產碳分子篩（長興中泰的前身長興化工廠產）的產氮量只有140NM3/h.t，指標雖然落後有近30%的差距，但也改寫了中國只能依賴進口碳分子篩的歷史，實現了從無到有的一次飛躍！又由於國產碳分子篩的價格低廉，從而迫使進口碳分子篩的價格有了大幅度的下降，為國家節約了外匯的同時也推動了國內PSA制氮裝置的蓬勃發展。
國產碳分子篩經過了廿十多年的發展後，現取得了突破性的進展，產氮量達到220至260NM3/h.t。經國內外製氮機生產企業，將我公司生產的碳分子篩與國外品牌碳分子篩在同機型上多次開機比較，證明了我國生產的碳分子篩技術質量已躋身於世界先進行列，其中產氣性能及時間響應已超出國際水平，得到了國內外PSA制氮行業的一致好評。碳分子篩產品在國內已廣泛應用於煤田、石油、化工、金屬熱處理、電子製造、食品保鮮等行業，並遠銷美、歐、亞各國，且其出口量早已超越了當年的進口量，再次改寫了中國碳分子篩沒有出口的歷史，實現了從進到出的第二次飛躍！
在國產碳分子篩以質優價廉熱銷全球的同時，碳分子篩及制氮裝置還有很多工作要做。一是積極研製環保型碳分子篩生產工藝，以為碳分子篩企業向大中型規模化企業發展創造基礎；二是碳分子篩品牌針對不同的用氮場所的工藝要求，可再細分為以節能型、普氮型及長周期型等；再者，在行業方面，積極探索同行間友好競爭發展模式，如強強聯合和資本聯合等，以創造國際品牌企業。
我們相信通過進一步的努力，我國的碳分子篩會做得更好更強大。