Načelo čiščenja dušika z adsorpcijo z nihajnim tlakom na ogljikovem molekularnem situ

Celoten postopek adsorpcije in ločevanja je običajno sestavljen iz postopka adsorpcije in desorpcije. Zaradi različnih inženirskih načinov za doseganje postopka adsorpcije in desorpcije je postopek razdeljen na adsorpcijo nihanja tlaka in adsorpcijo nihanja temperature. Tlačna nihajna adsorpcija zaključi operacijski cikel adsorpcije in desorpcije s prilagoditvijo obratovalnega tlaka (adsorpcija pod tlakom, dekompresijska desorpcija), medtem ko temperaturna nihajna adsorpcija zaključi obratovalni cikel s prilagoditvijo temperature (hladilna adsorpcija, ogrevanje desorpcijo) za dokončanje cikla. Tlačna nihajna adsorpcija se v glavnem uporablja v fizikalnem adsorpcijskem postopku, temperaturna nihajna adsorpcija pa v glavnem v kemijski adsorpcijski fazi.

Tlačna nihajna adsorpcija ogljikovo molekularno sito je uporaba zraka kot surovine in molekularno sito ogljika kot adsorbenta za ločevanje dušika in kisika v zraku z nihajno adsorpcijo, da se doseže namen čiščenja dušika.

Adsorpcija snovi na površini adsorbenta (trdna) mora potekati po dveh postopkih: eden je doseči trdno površino z molekularno difuzijo, drugi pa adsorbirati na trdni površini z Van der Waals" sila ali kemična vezna sila. Zato morajo imeti ločene komponente očitne razlike v hitrosti molekularne difuzije ali površinski adsorpcijski zmogljivosti, da se loči zmes z adsorpcijo.

Adsorpcija in ločevanje N₂in O₂v zraku mimo ogljikovo molekularno sito temelji na razliki hitrosti difuzije med njima. N₂in O₂sta obe nepolarni molekuli in njuni molekularni premeri so zelo blizu (O₂je 0.28 nm, N₂je 0.3 nm). Zaradi podobnih fizikalnih lastnosti je med njimi in površino ogljikovega molekularnega sita majhna razlika. Zato z vidika termodinamike (absorpcijsko ravnotežje) ogljikovo molekularno sito nima selektivnosti za N₂in O₂adsorpcijo, zato jih je težko ločiti.

Vendar pa s kinetičnega vidika, ker ogljikovo molekularno sito je adsorbent za ločevanje hitrosti, hitrost difuzije N₂in O₂v mikroporih ogljikovega molekularnega sita je očitno drugačen. Na primer pri 35 ℃, hitrost difuzije O₂je 2.0 × 106, in hitrost O₂je 30-krat hitrejši od N₂. Ko zrak pride v stik z molekularnim sitom iz ogljika, O₂bo prednostno adsorbiran na molekularno sito ogljika in ločen od zraka,so da N₂v zraku se lahko očisti. Ker je postopek ločevanja adsorpcije postopek s hitrostjo, je nadzor časa adsorpcije (to je nadzora adsorpcije--stopnja desorpcijskega cikla) ​​je zelo pomembna. Ko so odmerek adsorbenta, adsorpcijski tlak in pretok plina določeni, lahko ustrezen čas adsorpcije določimo z merjenjem prebojne krivulje adsorpcijske kolone.