Prinċipju tal-Purifikazzjoni tan-Nitroġenu permezz ta 'Assorbiment ta' Swing ta 'Pressjoni fuq Għarbel Molekulari tal-Karbonju

Proċess ta 'assorbiment u separazzjoni komplet huwa ġeneralment magħmul minn operazzjoni taċ-ċiklu ta' assorbiment u desorbiment. Minħabba mezzi ta 'inġinerija differenti biex tinkiseb operazzjoni ta' adsorbiment u desorbiment, il-proċess huwa maqsum f'assorbiment ta 'pressjoni swing u adsorbiment ta' swing tat-temperatura. L-assorbiment tat-tbandil tal-pressjoni jlesti ċ-ċiklu tat-tħaddim ta ’l-assorbiment u d-desorbiment billi jaġġusta l-pressjoni tat-tħaddim (assorbiment tal-pressjoni, desorbiment tad-dekompressjoni), filwaqt li l-assorbiment tat-tbandil tat-temperatura jlesti ċ-ċiklu tat-tħaddim billi jaġġusta t-temperatura (assorbiment tat-tkessiħ, tisħin dassorbiment) biex tlesti l-operazzjoni taċ-ċiklu. L-assorbiment tat-tbandil tal-pressjoni jintuża prinċipalment fil-proċess ta 'assorbiment fiżiku, u l-assorbiment tat-tbandil tat-temperatura jintuża prinċipalment fil-proċess ta' assorbiment kimiku.

Assorbiment ta 'swing swing ta' għarbiel molekulari tal-karbonju huwa li tuża l-arja bħala materja prima u għarbiel molekulari tal-karbonju bħala assorbenti biex tissepara n-nitroġenu u l-ossiġenu fl-arja permezz ta 'assorbiment li jitbandal bil-pressjoni, sabiex jinkiseb l-iskop li jiġi purifikat in-nitroġenu.

L-assorbiment tas-sustanza fuq wiċċ assorbenti (solidu) għandu jgħaddi minn żewġ proċessi: wieħed huwa li jilħaq il-wiċċ solidu permezz ta 'diffużjoni molekulari, l-ieħor huwa li jassorbi fuq il-wiċċ solidu billi Van der Waals" forza jew forza ta 'rbit kimiku. Għalhekk, sabiex tinkiseb is-separazzjoni ta 'taħlitiet permezz ta' adsorbiment, il-komponenti separati għandu jkollhom differenzi ovvji fir-rata ta 'diffużjoni molekulari jew fil-kapaċità ta' adsorbiment tal-wiċċ.

L-assorbiment u s-separazzjoni ta 'N₂u O₂fl-arja minn għarbiel molekulari tal-karbonju hija bbażata fuq id-differenza tar-rata ta 'diffużjoni bejniethom. N₂u O₂huma t - tnejn molekuli mhux polari, u d - dijametri molekulari tagħhom huma viċin ħafna (O₂huwa 0.28nm, N₂huwa 0.3nm). Minħabba l-proprjetajiet fiżiċi simili tagħhom, hemm ftit differenza bejniethom u l-wiċċ tal-għarbiel molekulari tal-karbonju. Għalhekk, mill-perspettiva tat-termodinamika (bilanċ ta 'assorbiment), għarbiel molekulari tal-karbonju m'għandux selettività għal N₂u O₂adsorbiment, allura huwa diffiċli li tisseparahom.

Madankollu, mil-lat kinetiku, għax għarbiel molekulari tal-karbonju huwa adsorbent ta 'separazzjoni tar-rata, il-veloċità tad-diffużjoni ta' N₂u O₂fil-mikropori tal-passatur molekulari tal-karbonju huwa ovvjament differenti. Pereżempju, f'35 ℃, il-veloċità tad-diffużjoni ta 'O₂huwa 2.0 × 106, u l-veloċità ta 'O₂huwa 30 darba aktar mgħaġġel minn dak ta 'N₂. Għalhekk, meta l-arja tikkuntattja għarbiel molekulari tal-karbonju, O₂tkun preferibbilment assorbita fuq għarbiel molekulari tal-karbonju u separata mill-arja,so dak N₂fl-arja jistgħu jiġu ppurifikati. Peress li l-proċess ta 'separazzjoni ta' adsorbiment huwa proċess ta 'rata kkontrollata, il-kontroll tal-ħin ta' adsorbiment (jiġifieri, il-kontroll ta 'adsorbiment--rata ta 'ċiklu ta' desorbiment) hija importanti ħafna. Meta d-dożaġġ ta 'l-adsorbent, il-pressjoni ta' l-adsorbiment u r-rata tal-fluss tal-gass huma ffissati, il-ħin ta 'l-adsorbiment xieraq jista' jiġi determinat billi titkejjel il-kurva ta 'l-avvanz tal-kolonna ta' l-adsorbiment.