PSA 장치에서 분자 체가 분쇄되는 7가지 원인

1. 원료 가스에 수분이 포함되어 있다

분자체는 강력한 수분 흡수력과 물에 대한 높은 친화력을 가지고 있습니다. 일단 수분을 흡수한 후에는 일반적인 물리적 방법으로는 이를 탈착하기 어렵습니다. PSA 시스템에서는 상온 조건에서 수분을 제거하기가 거의 불가능하여, 분자체 흡착 용량이 현저히 감소하고 시스템 압력이 상승하게 됩니다. 분자체가 수분을 흡수한 후에는 횡방향 내압이 크게 저하되어, PSA 시스템의 빈번한 압력 균등화 과정에서 분자체가 쉽게 손상됩니다.

2. 높은 시스템 압력

분자체는 다공성 구조를 가진 입자입니다. PSA의 초기 설계 단계에서는 분자체의 내압성을 충분히 고려해야 합니다. 고압은 흡착에는 유리하지만, 충전층의 변동을 유발합니다. 충전층의 변동으로 인해 분자체 입자 간의 마찰이 발생하여 분말이 생성되고, 이로 인해 분자체의 미세 기공이 막혀 기능이 상실되며, 흡착 용량이 크게 감소하고 시스템 압력이 상승합니다. 이러한 현상은 점차 악화되어 결국 충전층에서 다량의 분말이 배출됩니다.

3. 분자 체의 충진 품질이 나쁘면 분말화가 발생한다

분자체이 너무 헐겁게 채워져 있고 충전량이 충분하지 않을 경우, 분자체 간의 마찰이 가장 커져 분자체가 쉽게 분쇄될 수 있습니다.

4. 흡착탑 내의 분배판과 여과면화의 층 두께 편차가 크다.

분자체 충진 시 내부 분할판과 여과면사의 층간 오차가 크면 숨겨진 틈이 발생합니다. 시스템 압력이 높아지면 이러한 틈을 통해 분자체가 유출되어 분자체가 지나치게 느슨해지고, 이에 따라 겉부피 밀도가 감소하여 분자체가 분쇄됩니다.

5. 잦은 시스템 전환 및 압력 균등화

PSA 시스템 설계 시에는 분자 체의 최적 충전량과 전환 주기를 고려하여, 분자 체의 가스 생산 효율이 일정 합리적인 범위 내에 유지되도록 해야 합니다. 전환 주기를 짧게 설정하면 가스 생산 속도는 증가하지만, 분자 체 간의 마모가 심해져 분자 체가 분쇄될 수 있습니다.

6. 배기 질소에 대한 높은 내성

PSA 시스템의 배기 질소에 대한 저항은 작습니다. 이를 통해 흡착된 물질을 완전히 탈착시켜 효율을 높일 수 있습니다. 그렇지 않으면 다음 사이클에서 시스템 내 압력이 상승하고, 분자 체의 유효 흡착 용량이 급격히 떨어지게 됩니다. 장기간 가동 시 분자 체가 분말화되기 쉽습니다.

7. 흡착기 내부의 사전 조임 스프링이 작다

흡착기 내부의 예압 스프링은 분말이 배출된 후 체의 틈새 높이를 적시에 보충할 수 있으며, 스프링의 작동점 높이는 흡착기 내부 구간에 가해지는 최대 압력보다 커야 합니다. 그렇지 않으면 분자체 틈새가 제때 채워지지 않아 부피 밀도가 감소하고, 결국 침대가 심각하게 가라앉아 대량의 분말이 배출될 수 있습니다.