מסננת פחמן מולקולרית ליצירת חנקן

Feb 06, 2024 השאר הודעה

בתעשייה המודרנית, חנקן הוא גז חשוב מאוד, בשימוש נרחב בתחומים שונים. מסננת מולקולרית פחמנית ליצירת חנקן היא אחד הציוד העיקרי להשגת חנקן. במחולל החנקן, מסננת פחמן מולקולרית כמרכיב מפתח, ממלאת תפקיד חיוני.

 

image001

מסננת פחמן מולקולרית עבור חנקן גנרטו היא סוג של חומר המשתמש במבנה הנקבובי ובתכונות הספיחה של פחמן כדי להשיג הפרדת גזים. יש לו שטח פנים ספציפי גבוה ומבנה מיקרו-נקביות שופע, שיכול לממש ספיחה סלקטיבית של מולקולות גז שונות. במחוללי חנקן, נעשה שימוש במסננות מולקולריות פחמן להפרדת חנקן מהאוויר כדי לענות על הביקוש לחנקן בתחומים שונים. עקרון העבודה מבוסס על קצבי הדיפוזיה השונים של מולקולות חמצן וגזי חנקן על פני המסננת המולקולרית. למולקולות גז בעלות קטרים ​​קטנים יותר (כגון חמצן) יש קצב דיפוזיה מהיר יותר על זאוליט הפחמן, כך שקל יותר להיכנס למיקרונקבוביות של זאוליט הפחמן. עם זאת, קצב הדיפוזיה של מולקולות גז בעלות קטרים ​​גדולים יותר (כגון חנקן) איטי יותר, ומספר המיקרו-נקבוביות הנכנסות למסננת המולקולרית הפחמנית קטן יחסית. הבדל זה בסלקטיביות גורם למסננת הפחמן המולקולרית להשיג העשרת חמצן בשלב הספיחה והעשרת חנקן בשלב הגז תוך זמן קצר, ובכך להשיג הפרדה של חמצן וחנקן.

במחולל החנקן, מסננת הפחמן המולקולרית ליצירת חנקן מונחת במגדל הספיחה. כאשר האוויר עובר דרך מגדל הספיחה, המסננת המולקולרית הפחמנית סופגת את מולקולות החמצן שבה, ומולקולות החנקן בורחות דרך מגדל הספיחה. עם התקדמות תהליך הספיחה, מולקולות החמצן על מסננת הפחמן המולקולרית עלו בהדרגה, וכתוצאה מכך ירידה ביכולת הספיחה. בשלב זה, יש צורך לחדש את מסננת הפחמן המולקולרית על ידי ספיחה בתנופת לחץ (PSA) כדי לשחזר את יכולת הספיגה שלה. בתהליך ההתחדשות מופחת הלחץ במגדל הספיחה, כך שמולקולות החמצן נספגות מהמסננת המולקולרית של הפחמן, בעוד אוויר חדש נכנס למגדל הספיחה לסיבוב הבא של תהליך הספיחה. מחזור זה ממשיך להפריד חנקן מהאוויר.

1
2

כמרכיב מפתח במחולל החנקן, מסננת פחמן מולקולרית מממשת את המטרה של הפרדת חנקן מהאוויר ביעילות על ידי המבנה הנקבובי הייחודי שלו ותכונות הספיחה שלו. עקרון העבודה הפשוט והיעיל שלו הופך את מחולל החנקן למקור אמין של חנקן. עם ההתקדמות המתמשכת של המדע והטכנולוגיה, מאמינים כי היישום העתידי של מסננת מולקולרית פחמן בתחום הפרדת החנקן יהיה נרחב ומעמיק יותר.