Proses Adsorpsi dan Desorpsi Saringan Molekuler Karbon

I. Proses Adsorpsi: "Penangkapan Oksigen" di Bawah Tekanan

Adsorpsi adalah tahap di mana saringan molekul karbon "Menangkap" gas pengotor dan memperkaya nitrogen, dengan tekanan sebagai kekuatan pendorong utama. Aplikasi industri biasanya mengadopsi mode bergantian menara ganda untuk memastikan produksi gas berkelanjutan, dan proses adsorpsi menara tunggal dapat dibagi menjadi tiga langkah:

1. Pra-perlakuan Umpan: Pemurnian Udara "Bahan Baku"

Udara bukanlah zat murni; ia mengandung kotoran seperti minyak, air, dan debu, yang dapat menyumbat pori-pori mikro saringan molekuler karbon dan memperpendek masa pakainya. Oleh karena itu, udara terkompresi terlebih dahulu melewati sistem pra-perlakuan — penghilang minyak untuk menghilangkan noda minyak, pengering untuk menghilangkan kelembapan, dan filter untuk mencegat debu — akhirnya mendapatkan udara terkompresi yang bersih dan kering dengan tekanan yang dinaikkan menjadi 6-8 bar, siap untuk adsorpsi.

2. Adsorpsi Selektif: "Penyaringan" Oksigen dan Nitrogen yang Tepat

Setelah memasuki menara adsorpsi, udara bertekanan bersih memungkinkan molekul-molekul kecil seperti oksigen, karbon dioksida, dan uap air sisa untuk berdifusi dengan cepat ke dalam mikropori saringan molekuler karbon dan teradsorpsi dengan kuat pada dinding pori. Sebaliknya, molekul nitrogen, karena laju difusinya yang lambat dan interaksi yang lemah dengan mikropori, hampir tidak teradsorpsi. Molekul-molekul tersebut mengalir ke atas sepanjang lapisan bed dan akhirnya dikeluarkan dari bagian atas menara sebagai produk nitrogen dengan kemurnian 99,9%-99,999%, yang kemudian dikumpulkan dan disimpan.

3. Saturasi Adsorpsi: "Keadaan Kritis" Sebelum Beralih

Saat proses adsorpsi berlangsung, mikropori saringan molekuler karbon secara bertahap terisi oleh pengotor seperti molekul oksigen, dan kapasitas adsorpsi mencapai kejenuhan. Proses ini biasanya hanya memakan waktu sekitar 1 menit. Pada saat ini, tekanan di dalam menara dipertahankan pada tekanan adsorpsi, dan sistem secara otomatis memicu perintah peralihan untuk mempersiapkan langkah desorpsi dan regenerasi selanjutnya.

II. Proses Desorpsi: "Ritual Regenerasi" Setelah Penurunan Tekanan

Desorpsi (juga dikenal sebagai desorpsi) adalah langkah kunci bagi saringan molekuler karbon untuk melepaskan pengotor yang teradsorpsi dan mengembalikan kapasitas adsorpsi, dengan logika inti "memecah keseimbangan adsorpsi dengan menurunkan tekanan". Demikian pula, dengan mengambil contoh satu menara, proses desorpsi dibagi menjadi empat langkah untuk memastikan regenerasi menyeluruh:

1. Penyeimbangan dan Penurunan Tekanan: Sebuah "Penghubung Transisi" Daur Ulang Energi

Menara yang jenuh dengan adsorpsi menghentikan pemasukan udara dan dihubungkan sebentar (sekitar 10-30 detik) ke menara lain di ujung desorpsi dengan tekanan lebih rendah untuk mencapai penyeimbangan tekanan. Langkah ini tidak hanya dengan cepat mengurangi tekanan menara yang jenuh tetapi juga memulihkan sebagian energi tekanan untuk meningkatkan tekanan menara lain, menyeimbangkan efisiensi dan penghematan energi.

2. Desorpsi dan Pembuangan: "Saluran Pelepasan" untuk Impuritas

Setelah tekanan seimbang, menara jenuh dihubungkan ke atmosfer melalui katup buang, dan tekanan turun tajam hingga mendekati tekanan atmosfer. Pada titik ini, keseimbangan adsorpsi di dalam mikropori saringan molekuler karbon terganggu, dan pengotor yang sebelumnya teradsorpsi seperti oksigen, karbon dioksida, dan uap air terdesorpsi dari dinding pori dan dikeluarkan dari menara bersama aliran udara (gas buang terutama oksigen dan dapat langsung dikeluarkan).

3. Peningkatan Pembilasan: "Langkah Kunci" untuk Pembersihan Mendalam

Untuk menghilangkan kotoran sisa secara menyeluruh di dalam menara dan menghindari pengaruh terhadap efek adsorpsi selanjutnya, sistem ini memasukkan 5%-15% nitrogen produk untuk membersihkan menara adsorpsi. Nitrogen dengan kemurnian tinggi dapat menggantikan gas buang yang mengandung oksigen sisa di dalam menara dan lebih lanjut mengaktifkan aktivitas adsorpsi saringan molekuler karbon.

4. Persiapan Peningkatan Tekanan: Mempersiapkan Siklus Berikutnya

Setelah pembilasan, tekanan menara desorpsi dinaikkan kembali ke tekanan adsorpsi melalui penyeimbangan tekanan ulang atau udara terkompresi tambahan, sehingga menyelesaikan seluruh proses regenerasi. Kemudian menunggu untuk berganti dengan menara lain dan memasuki siklus adsorpsi berikutnya.

Jika ada minat atau pertanyaan, silakan kunjungi kami di www.carbon-cms.com.