碳分子篩（CMS）使用說明書

 

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因爲專業  

本公司擁有近二十餘年碳分子篩的科研和生產經驗，是國內生產規模大、產品質量優的碳分子篩專業生產企業，也是國家機械部氣體分離設備行業協會會員。產品的質量指標達到進口碳分子篩的質量水準。至今已有數百噸碳分子篩成功地應用於國內外製氮裝置。該產品已被國內許多大中型變壓吸附制氮機生產廠家 爲配套產品，並出口美洲、亞洲、歐洲各國。

碳分子篩（CMS）是新型的非極 附劑，具有在常溫、變壓條件下吸附空氣中氧分子的性能，因而可獲得富氮氣體。

 

一、產品的主要型號

本公司的碳分子篩產品共分爲四種型號

CMS-260   CMS-240   CMS-220    CMS-200      

 

 

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，孔結構模型爲無序堆積碳素結構。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，或兩種效用同時起作用。在平衡條件下，碳分子篩對氮、氧的吸附量相當接近，但氧分子通過碳分子篩微孔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，在遠離平衡條件的時間下，使氮分子在氣相得到富集。

 

 

 

三、碳分子篩空分制氮裝置

該裝置一般稱爲制氮機。其工藝流程是採用在常溫下變壓附法（簡稱PSA法）。變壓吸附爲無熱源的吸附分離過程。碳分子篩在常溫下變壓吸附組份（主要是氧分子）的吸附容量因其分壓升高而增加，因其分壓的下降而減少。這樣，碳分子篩在加壓時吸附，減壓時解吸，放出被吸附的組份，使碳分子篩再生。

變壓吸附過程迴圈操作包括：充壓、產氣、均壓、降壓、排氣，然後再充壓、產氣……幾個工作階段。根據流程的再生脫附方法不同，可分爲真空再生流程和常壓再生流程。在兩種流程中，原料空氣經空壓機壓縮調壓後，進入冷卻器和除油系統，再經乾燥進入碳分子篩吸附塔，吸附塔的上部排出產品N2，被吸附的氧氣由下部直接排放到大氣中實現碳分子篩再生。

PSA制氮機一般包括空壓機、冷卻過濾器、氣動閥門、碳分子篩吸附塔、產品氮氣衝器罐，還有程式控制器（真空再生的還需帶真空泵）。

 

四、碳分子篩需要控制的條件

 

1、原料空氣的預處理

乾淨的原料空氣進入碳分子篩吸附塔，是非常必要的。因爲油蒸汽進入會堵塞碳分子篩的微孔，使分離效果大大降低。原料空氣經空壓機壓縮後，不僅使空氣溫度升高，而且會有油蒸汽（尤其是有油潤滑空壓機），因此，需要經過冷卻器和除油、乾燥等淨化系統。因此，碳分子篩對原料空氣的要求爲： ≦-40℃；含油量≦0.3PPM；有機氣氛<0.1PPM。經處理後的清潔原料空氣進入碳分子篩吸附塔進行吸附利用，並可持續再生利用。

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，產氣減少，N2濃度將提高，反之，N2則下降。用戶可根據實際需要，對二者進行綜合考慮，方能得到成本低的氮氣。

3、均壓時間

碳分子篩制氮過程中，當一個吸附塔吸附結束，需要將此吸附塔內的氣體從上下兩個方向注入另一個已再生好的吸附塔，使兩塔氣體壓力相同，此過程稱吸附塔的均壓。選擇適當的均壓時間，既可回收能量，也可減少吸附塔內的碳分子篩受到衝擊產生粉化，延長分子篩的使用壽命。一般選擇均壓時間爲1-3秒。

4、產氣時間

由於碳分子篩對氧和氮的吸附速率不同，其吸附O2在短時間內就達到平衡，此時，N2的吸附量很少。吸附時間適當地長些，可以節約原料空氣、降低能耗、減少制氮機上閥門開關頻率，提高裝置的穩定性，延長碳分子篩的使用壽命，一般選擇吸附時間爲45-90秒。

5、操作壓力

吸附壓力高，吸附容量也大，因此加壓吸附是有利的，但吸附壓力過高，空氣能耗和裝置要求也高，因此需要從綜合能耗角度來選擇吸附壓力。建議一般常壓再生流程的吸附壓力選0.6~0.8MPa爲宜。

6、使用溫度

因爲吸附過程有放熱效應，吸附溫度升高，吸附容量下降。制氮機對環境溫度的要求爲：≦15℃ 爲適宜。因此選擇較低的吸附溫度有利於制氮性能的發揮。制氮機的工藝在有條件的情況下，採取降低吸附溫度是有利的。

 

 

五、產品包裝和使用

 

1．本公司產品採用聚乙烯塑料桶包裝，包裝桶規格爲270×300×470mm；淨重爲20㎏/桶；裝料口徑爲ø40mm；採用真空包裝；密封性好。

2．碳分子篩採用真空包裝能有效地提高碳分子篩的儲存時間。用戶必須在使用前再打開包裝，嚴禁裝碳分子篩產品長時間暴露在空氣中，特別不允許暴露在空氣溼度較大或有油類和有有機類物質的環境下。

3．碳分子篩產品在裝填過程中必須要嚴實，可採用震動工具對吸附塔體進行震擊，或採用大木錘（大圓木）撞擊吸附塔塔體。也可採用 有效的方式方法對碳分子篩進行震實。無論採用什麼方式或方法，總之嚴禁用任何工具直接搗實碳分子篩。

 

六、碳分子篩 換步驟

1. 卸掉機器壓力，打開吸附塔頂蓋，掏出分子篩，

2. 有氧化鋁的，掏出過篩再裝入。（可選擇）

3. 裝入碳分子篩，邊裝邊震動（參考 項第3小條），把碳分子篩震實，蓋上頂蓋上緊鏍絲。