Anglies molekuliniai sietai (CMS) – tai atskyrimo technologija, galinti atskirti molekules pagal jų dydžio ar poliškumo skirtumus dujų arba skysčio fazėse. Azoto adsorbcijos ir desorbcijos charakteristikos yra labai svarbios, nes jos tiesiogiai lemia pagaminto azoto grynumą. Keletas pagrindinių veiksnių turi įtakos azoto, gauto naudojant anglies molekulinius sietus, grynumui.
Anglies molekulinių sietų fizinė struktūra
Anglies molekuliniai sietai (CMS) turi didelį specifinį paviršiaus plotą ir porėtą struktūrą; jų adsorbcijos ir desorbcijos mechanizmus galima pritaikyti koreguojant porų dydį ir porų sienelių charakteristikas. Todėl porų dydžio ir sienelių savybių skirtumai daro didelę įtaką azoto adsorbcijai ir desorbcijai.
Paprastai anglies molekulinių sietų porų dydis svyruoja nuo 1 iki 10 nanometrų. Nors porų dydžio padidėjimas veda prie laipsniško pusiausvyros adsorbcijos pajėgumo didėjimo, tai tuo pat metu veikia selektyvumą; paprastai mažesni porų dydžiai yra palankesni selektyviai azoto adsorbcijai.
Be to, porų sienelių savybės turi įtakos sijojimo efektyvumui. Porų sienelių hidrofobiškumas arba hidrofiliškumas tiesiogiai lemia ryšį tarp molekulinio poliškumo ir adsorbcijos / desorbcijos elgesio. Per didelis hidrofobiškumas gali sumažinti adsorbcijos ir desorbcijos greitį ir pajėgumus, taip pablogindamas anglies molekulinio sieto veikimą.
Azoto fizikinės ir cheminės savybės
Aplinkos temperatūroje ir slėgyje azotas yra labai stabili medžiaga, kuriai būdingas cheminis inertiškumas ir ne{0}}poliškumas. Todėl jis nėra lengvai reaguojantis su kitomis medžiagomis ir kelia iššūkių, susijusių su adsorbcija ir selektyvia adsorbcija. Šie veiksniai yra ir pagrindas naudoti anglies molekulinius sietus azotui atskirti, ir apsunkinantis veiksnys optimizuojant azoto grynumą.
Veiklos parametrai ir proceso sąlygos
Eksploataciniai parametrai ir proceso sąlygos yra kritiniai veiksniai, darantys įtaką azoto grynumui naudojant anglies molekulinius sietus. Šie parametrai apima azoto ir kitų dujų ar skysčių srautą ir difuzijos atstumus, kontakto laiką, masės perdavimo greitį ir medžiagos dalelių dydį bei tankį. Tokie parametrai tiesiogiai arba netiesiogiai veikia adsorbcijos / desorbcijos kinetiką ir tarpmolekulines jėgas, taip nustatydami molekulinio atskyrimo efektyvumą ir selektyvumą. Sistemingas šių parametrų tyrimas ir analizė yra būtini norint visiškai išnaudoti anglies molekulinių sietų atskyrimo galimybes ir maksimaliai padidinti azoto grynumą.