天然氣行業(yè)詞匯

* 來源: * 作者: * 發(fā)表時(shí)間: 2020-08-27 23:48:39 * 瀏覽: 92

吸附的氣體分子與固體表面碰撞并損失一定量的動(dòng)能的現(xiàn)象稱為吸附。由于吸附分子（或被吸附物）與固體（或吸附劑）之間相互作用的性質(zhì)，吸附分為物理吸附和化學(xué)吸附兩類。物理吸附的特征是：氣體分子可以在固體表面的任何位置吸附和冷凝，吸??附劑和吸附劑之間的力是分子之間的內(nèi)聚力（或范德華力）或內(nèi)聚力。該力比較弱，因此吸附分子時(shí)釋放的熱量相對較小。吸附劑的選擇基于許多因素，例如吸附物質(zhì)的極性，沸點(diǎn)，分子直徑，吸附劑的孔徑和吸附溫度。在特殊的氣體凈化過程中，可以使用固體吸附去除氣體中的雜質(zhì)，數(shù)量級為10-6至10-8。化學(xué)吸附的特征是大多數(shù)分子解離成原子或原子團(tuán)被吸附在固體表面上。該力的性質(zhì)是化學(xué)鍵合力，即，電子在吸附分子和吸附劑之間轉(zhuǎn)移或共享以產(chǎn)生化學(xué)鍵。由于化學(xué)鍵合力的范圍只有一個(gè)原子的距離，因此化學(xué)吸附只能是一個(gè)原子層，但結(jié)合力較大，吸附過程中釋放的熱量也較大。化學(xué)吸附具有化學(xué)反應(yīng)的性質(zhì)。它對可以吸附的分子類型具有選擇性，并且對于可以吸附的分子有多種能量選擇，即大于特定能量的分子可以被吸附，并且可以分為兩類：變溫吸附和壓力擺動(dòng)吸附。變溫吸附主要是指低溫吸附。該過程可以產(chǎn)生高純度和超高純度的氣體。變壓吸附可產(chǎn)生純度為991999％的高純度氣體（如高純度氫）。對不同氣體具有選擇性吸附能力的多孔材料稱為吸附劑。用于氣體分離的吸附劑為：硅膠，活性炭，分子篩，氧化鋁和對某些組分具有選擇性吸附能力的特殊吸附劑。分子篩是一種堿金屬硅鋁酸鹽晶體。它的組形成腔狀單位細(xì)胞。每個(gè)晶胞都有幾個(gè)小孔（窗口）。高溫焙燒后，水分被排出，空泡狀的晶胞通過窗口連通，形成許多實(shí)心的網(wǎng)格狀孔或隧道狀的微孔通道，直接從表面通向內(nèi)部，形成內(nèi)部表面積大，可以物理吸收大量氣體。分子篩的孔徑通常在3倍，10-12?1倍和10-7cm之間。目前，通常使用通過PSA空氣分離生產(chǎn)氮?dú)獾?A，4A，5A，13X分子篩和碳分子篩。椰子殼活性炭的吸附量較大，但磨耗率較差。硅膠廣泛用于去除氣體中的水分，也適用于去除氫源中的氮，氧，氬和其他雜質(zhì)。它具有高吸附能力，不易粉碎。衡量吸附劑的主要指標(biāo)是：對不同氣體雜質(zhì)的吸附能力，磨損率，松密度，比表面積，壓碎強(qiáng)度等。低溫吸附的基本原理是利用吸附劑的吸附能力這一特性。不同氣體的溫度和壓力會(huì)有所不同。在選擇性吸附吸附劑的條件下，混合物中的雜質(zhì)組分在低溫和高壓下被吸附。排出未吸附的產(chǎn)物氣體，并升高或降低溫度或用純凈氣體吹掃溫度，以解吸這些雜質(zhì)以再生吸附劑。兩個(gè)吸附器并聯(lián)連接以進(jìn)行交換，以達(dá)到連續(xù)產(chǎn)生所需產(chǎn)物氣的目的。這是變溫吸附過程。對于某些氣體，可以使用吸附膨脹法從吸附相中獲得產(chǎn)物。這種方法是有限的進(jìn)行小規(guī)模生產(chǎn)。吸附劑的交換周期取決于氣體成分，壓力，溫度，流速，吸附劑的吸附容量和填充量。它應(yīng)該基于技術(shù)和經(jīng)濟(jì)分析來確定，通常在幾個(gè)小時(shí)到幾十個(gè)小時(shí)之間。吸附劑的選擇取決于分離對象。主要分為三類，分別是分子篩，活性炭和硅膠，其次是氧化鋁和其他特殊吸附劑。低溫吸附的主要優(yōu)點(diǎn)是凈化深度高，通常可以去除10-6至10-8數(shù)量級的雜質(zhì)，適用于大規(guī)模生產(chǎn)超純氣體。它廣泛應(yīng)用于空氣分離和凈化，稀有氣體凈化，天然氣分離和凈化，特殊氣體制備和各種尾氣分離等領(lǐng)域。 PSA的基本原理是利用吸附劑對不同氣體的吸附能力隨壓力變化的特性。在選擇性吸附劑的條件下，混合物中的雜質(zhì)（或產(chǎn)物）基團(tuán)在壓力下被吸附。對這些雜質(zhì)（或產(chǎn)物）進(jìn)行減壓和解吸，使吸附劑再生，從而達(dá)到連續(xù)生產(chǎn)所需產(chǎn)物氣的目的。由于產(chǎn)品的不同要求，可以在氣相或吸附相中獲得，這構(gòu)成了變壓吸附的不同工藝步驟。

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