ตัวกรองโมเลกุลสำหรับการแยกอากาศ

04/03/2021
แชร์:

เมื่อทำการแยกส่วนผสมก๊าซในอุตสาหกรรมที่สามารถดูดซับก๊าซได้ กระบวนการดูดซับมีข้อได้เปรียบที่สำคัญ ปัจจุบัน เนื่องจากความก้าวหน้าของเทคโนโลยีการดูดซับและการปรากฏตัวของสารดูดซับชนิดใหม่ กระบวนการดูดซับถูกนำมาใช้ในหน่วยแยกอากาศแบบอุณหภูมิต่ำ (cryogenic air separation units) และระบบดูดซับแบบสวิงความดันบรรยากาศ (atmospheric pressure swing adsorption) เพื่อผลิตออกซิเจนและไนโตรเจน ซึ่งการประยุกต์ใช้ในอุปกรณ์ผลิตก๊าซเหล่านี้ได้กลายเป็นตัวเลือกที่นิยมใช้ทั่วไป ในการแยกอากาศแบบอุณหภูมิต่ำ อุปกรณ์ดูดซับแบบโมเลกุลซีฟถูกใช้ในระบบการกรองอากาศ เพื่อให้ปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์ในอากาศต่ำกว่า 1 ppm และปริมาณน้ำต่ำกว่า 5 ppm นอกจากนี้ กระบวนการใช้อุปกรณ์ดูดซับแบบโมเลกุลซีฟเพื่อผลิตออกซิเจนและไนโตรเจนจากอากาศด้วยวิธีการดูดซับแบบสวิงความดันที่อุณหภูมิห้อง ก็กลายเป็นอุปกรณ์แยกอากาศอีกประเภทหนึ่ง

ตามขนาดของหน่วยแยกอากาศแบบอุณหภูมิต่ำ สามารถแบ่งออกเป็นเครื่องดูดซับแบบไหลรัศมีแนวตั้ง และเครื่องดูดซับแบบไหลรัศมีแนวนอน

1. แผนภาพแสดงหลักการทำงานของเครื่องดูดซับแบบโมเลกุลซีฟที่มีกระแสไหลแบบรัศมีในแนวนอน:

สารดูดซับของโมเลกุลซีฟแบบแนวนอนถูกบรรจุผ่านช่องเปิดด้านบนที่ทั้งสองปลาย ชั้นล่างเป็นอลูมินาเพื่อกำจัดความชื้นจากอากาศ ส่วนชั้นบนเป็นโมเลกุลซีฟเพื่อกำจัดคาร์บอนไดออกไซด์ อะซีทิลีน และไฮโดรคาร์บอนอื่นๆ โดยชั้นกลางถูกแบ่งแยกด้วยผนังกั้น ท่อออกอากาศของโมเลกุลซีฟติดตั้งอุปกรณ์กระจายก๊าซและตลับกรองฝุ่น ส่วนท่อเข้าอากาศติดตั้งแผ่นกั้นเพื่อกระจายก๊าซให้สม่ำเสมอ

     ข้อดี: เทคโนโลยีที่พัฒนาแล้ว โครงสร้างและกระบวนการออกแบบที่เรียบง่าย ดูแลรักษาได้ง่าย

     ข้อเสีย: พื้นที่ติดตั้งกว้าง, ความต้านทานในการทำงานสูง, อัตราการไหลช้า, การกระจายอากาศไม่สม่ำเสมอ, การใช้พลังงานสูง.

2. แผนผังแบบสคีมาติกของเครื่องดูดซับแบบโมเลกุลซีฟที่มีกระแสไหลแบบรัศมีแนวตั้ง:

        เครื่องดูดซับแบบตั้งตรงประกอบด้วยเปลือกนอก ตะแกรงสามชั้น และท่อกลาง อลูมินาที่ผ่านกระบวนการกระตุ้นถูกติดตั้งในชั้นระหว่างตะแกรงนอกและตะแกรงกลาง ส่วนโมเลกุลซีฟถูกติดตั้งในชั้นระหว่างตะแกรงกลางและตะแกรงใน น้ำหนักของอลูมินาและโมเลกุลซีฟทั้งหมดถูกรับน้ำหนักโดยตะแกรงสามชั้นที่แขวนอยู่บนส่วนหัวด้านบน ส่วนบนของกระบอกมีท่อเติมเพื่อเติมอลูมินาและโมเลกุลซีฟ

        เมื่อเครื่องกรองอากาศกำลังทำงาน อากาศจะไหลเข้าจากด้านล่าง ผ่านชั้นอะลูมินาเพื่อกำจัดความชื้นในอากาศก่อน จากนั้นผ่านชั้นโมเลกุลซีฟเพื่อกำจัดคาร์บอนไดออกไซด์ อะเซทิลีน และไฮโดรคาร์บอนอื่นๆ ก่อนที่จะถูกปล่อยออกทางส่วนบนของถังผ่านตัวกรอง

        เมื่อเครื่องกรองได้รับการฟื้นฟู ไนโตรเจนที่ปนเปื้อนจากห้องเย็นจะไหลเข้าจากด้านบนของถังและถูกปล่อยออกทางด้านล่าง ซึ่งทิศทางตรงกันข้ามกับทิศทางการดูดซับ กระบอกกลางไม่เพียงทำหน้าที่เป็นตัวกรอง แต่โครงสร้างพิเศษที่ส่วนกลางยังช่วยรับประกันว่าอากาศที่ไหลไปข้างหน้าหรืออากาศที่ไหลย้อนกลับหลังการฟื้นฟูจะมีความเร็วของก๊าซเท่ากันในทุกส่วน ทำให้ความเร็วการดูดซับและความจุการดูดซับของทุกส่วนของชั้นดูดซับตามทิศทางแกนเป็นไปอย่างสม่ำเสมอ และเวลาถึงจุดอิ่มตัวของการดูดซับก็เท่ากัน

    ข้อดี: การกระจายอากาศอย่างสม่ำเสมอ, ขนาดเครื่องเล็ก, ความต้านทานต่ำ, อัตราการไหลเร็ว และการใช้พลังงานต่ำ

ข้อเสีย: โครงสร้างที่ซับซ้อน การออกแบบกระบวนการที่ยุ่งยาก ต้นทุนการผลิตสูง และการบำรุงรักษาที่ยากลำบาก

เนื่องจากประสิทธิภาพการดูดซับของโมเลกุลไซฟ์ 13X ซึ่งสามารถดูดซับน้ำและคาร์บอนไดออกไซด์ในอากาศได้เป็นระยะเวลานาน การดูดซับนี้จึงจัดอยู่ในประเภทการแยกแบบสมดุล

ตัวกรองโมเลกุลซีรีส์ JLPM ของ Jalon ใช้หลักๆ สำหรับการอบแห้งแบบอุณหภูมิต่ำของก๊าซอุตสาหกรรมทั่วไป ระบบการกรองในหน่วยแยกอากาศจะกำจัด H₂O และ CO₂ รวมถึงก๊าซธรรมชาติและการกำจัดกำมะถันจากไฮโดรคาร์บอน (การกำจัด H₂S และเมอร์แคปแทน) และ CO₂

ควรกล่าวถึงว่า บริษัท North Copper Co. LTD ได้ปรับปรุงหน่วยแยกอากาศที่โรงหลอม Yuanqu โดยใช้โมเลกุลซีฟประสิทธิภาพสูง ส่วนโครงการใช้อลูมินาที่ผ่านกระบวนการกระตุ้นใช้โมเลกุลซีฟแยกอากาศแบบอุณหภูมิต่ำรุ่นที่ 5 JLPM ของ Jianlong อุปกรณ์โมเลกุลซีฟได้รับการเปลี่ยนใหม่เมื่อวันที่ 12 เมษายน 2020 และเริ่มดำเนินการเมื่อวันที่ 26 เมษายน หลังจากดำเนินการเต็มกำลังเป็นเวลา 72 ชั่วโมง ตั้งแต่วันที่ 5 พฤษภาคม ถึงวันที่ 8 พฤษภาคม ระดับ CO2 ที่ทางออกของเครื่องดูดซับโมเลกุลซีฟคงที่อยู่ที่ 0.2-0.3 ppm ซึ่งตรงตามข้อกำหนดของลูกค้าที่ระดับ CO2 ≤1 ppm วงจรการดูดซับถูกขยายจาก 4 ชั่วโมงเป็น 8 ชั่วโมง ทำให้จำนวนการฟื้นฟูตัวดูดซับโมเลกุลลดลงจาก 6 ครั้งเป็น 3 ครั้ง ซึ่งไม่เพียงแต่ช่วยยืดอายุการใช้งานของวาล์วอุปกรณ์และตัวดูดซับโมเลกุล แต่ยังลดภาระการใช้ไฟฟ้า และมีผลในการประหยัดพลังงานอย่างมีนัยสำคัญ

Jalon JLPM ซึ่งเป็นตัวกรองโมเลกุลประสิทธิภาพสูงรุ่นที่ 5 เป็นตัวกรองโมเลกุลแบบ X-crystal ที่เหมาะสำหรับอุปกรณ์การกรองอากาศขั้นต้น ไม่เพียงแต่สามารถดูดซับ CO₂ และไอน้ำได้อย่างมีประสิทธิภาพ แต่ยังมีคุณสมบัติทางพลวัตและคุณสมบัติทางกายภาพที่ดีอีกด้วย ภายใต้เงื่อนไขกระบวนการมาตรฐาน JLPM มักทำงานร่วมกับอลูมินาอย่างเสริมฤทธิ์กัน และมีความจุการดูดซับไอน้ำและ CO₂ ที่สูงมาก เมื่อใช้แทนตัวกรองโมเลกุล 13X วงจรการดูดซับสามารถเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าได้หลังจากปรับการบรรจุให้เหมาะสม

นอกจากนี้ ตัวกรองโมเลกุลประสิทธิภาพสูงรุ่นที่ 5 JLPM จะนำประโยชน์หลายประการมาให้กับผู้ออกแบบและผู้ดำเนินการระบบแยกอากาศ สำหรับการออกแบบหน่วยแยกอากาศใหม่ การใช้ JLPM สามารถลดพื้นที่ของระบบแยกอากาศได้ ซึ่งช่วยลดค่าใช้จ่ายในการลงทุนอุปกรณ์และค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานได้ ส่วนสำหรับการปรับปรุงอุปกรณ์เก่า การเปลี่ยนมาใช้ตัวกรองโมเลกุล JLPM สามารถลดการบริโภคพลังงานและยืดอายุการใช้งานของอุปกรณ์ได้

กำลังมองหาโซลูชันสำหรับโมเลกุลซีฟอยู่หรือไม่?

JALON JLOED โมเลกุลไซฟ์ที่ใช้ในการกำจัดน้ำจากอิเล็กโทรไลต์

จดหมายฉบับนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อแจ้งให้ท่านทราบว่า เราได้ทำการประเมินผลิตภัณฑ์ Molecular Sieve JLOED 3.0-5.0 MM จากบริษัท Luoyang Jalon Micro-nano New Materials Co., Ltd เพื่อใช้ในการทำให้ตัวทำละลายอินทรีย์แห้ง สำหรับการผลิตอิเล็กโทรไลต์สำหรับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน สารละลายอินทรีย์ที่ได้จากการผ่านกระบวนการด้วยผลิตภัณฑ์ Molecular Sieve JLOED 3.0-5.0 MM ที่ศูนย์วิจัยและพัฒนา รวมถึงโรงงานผลิตของเราในเมืองชิโก รัฐแคลิฟอร์เนีย สหรัฐอเมริกา ได้ผ่านมาตรฐานที่กำหนดไว้ โดยมีปริมาณความชื้นต่ำมาก ต่ำกว่า 10 ppm ผลิตภัณฑ์ Molecular Sieve นี้ตรงตามข้อกำหนดด้านคุณภาพของเรา และขอแนะนำอย่างยิ่งให้ใช้ในอุตสาหกรรมแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนสำหรับการทำให้สารละลายอินทรีย์แห้ง เรายังขอขอบคุณการสนับสนุนทางเทคนิคจากบริษัทด้วย

พลังงานนาโนเทค

ผลิตภัณฑ์ที่เกี่ยวข้อง
โครงการระบบแยกอากาศด้วยอุณหภูมิต่ำ
บริษัท Yuntianhua United Commerce Co., Ltd. โครงการเครื่องแยกอากาศแบบอุณหภูมิต่ำ 52000 Nm3/ชุด

บริษัท Luoyang Jalon Micro-nano New Materials Co., Ltd. ซีรีส์ JLPM ของตัวกรองโมเลกุล (molecular sieves) ใช้หลักๆ สำหรับการอบแห้งแบบอุณหภูมิต่ำของก๊าซอุตสาหกรรมทั่วไป ระบบการกรองในหน่วยแยกอากาศจะกำจัด H₂O และ CO₂ รวมถึงก๊าซธรรมชาติและการกำจัดกำมะถันจากไฮโดรคาร์บอน (การกำจัด H₂S และเมอร์แคปแทน) และ CO₂

 

ควรกล่าวถึงว่า บริษัท Yuntianhua United Commerce Co., Ltd. ได้ดำเนินการโครงการหน่วยแยกอากาศแบบอุณหภูมิต่ำ (Cryogenic air separation unit) ขนาด 52,000 Nm³/h โดยวิธีการออกแบบและผลิตหน่วยแยกอากาศนี้ใช้ระบบดูดซับแบบไหลรัศมีแนวตั้ง (vertical radial flow design) สำหรับเครื่องดูดซับ (adsorber) มีกำลังการประมวลผล 311,352 Nm³/h, ความดันการดูดซับ 5.13 Bar (A) โดยใช้ตัวกรองโมเลกุลประสิทธิภาพสูงรุ่น JLPM3 ของบริษัทเรา 92 ตัน และอลูมินาที่ผ่านกระบวนการกระตุ้น 107 ตัน ซึ่งสามารถรับประกันได้ว่าปริมาณ CO₂ ในอากาศเฉลี่ยอยู่ที่ 1,000 parts per million (2,000 PPM) พร้อมทั้งการทำงานที่เสถียรของอุปกรณ์ และปริมาณ CO₂ ที่ส่งออกผ่านตัวกรองโมเลกุลต่ำกว่า 0.1 PPM.

โมเลกุลซีฟประสิทธิภาพสูงรุ่นที่ 5 JLPM1 เป็นโมเลกุลซีฟขั้นสูงที่ใช้ในหน่วยการกรองเบื้องต้น (APPU) ของอุปกรณ์แยกอากาศ เมื่อเทียบกับรุ่นก่อนๆ โมเลกุลซีฟประสิทธิภาพสูงรุ่นที่ 5 JLPM1 มีความสามารถในการดูดซับ CO₂ ที่ดีขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ โมเลกุลซีฟประสิทธิภาพสูงรุ่นที่ 5 JLPM1 จะนำประโยชน์หลายประการมาให้กับผู้ออกแบบและผู้ดำเนินการระบบแยกอากาศ ในการออกแบบโรงงานแยกอากาศใหม่ การใช้ตัวกรองโมเลกุลประสิทธิภาพสูงรุ่นที่ 5 JLPM1 สามารถทำให้ระบบแยกอากาศใช้พื้นที่น้อยลง ซึ่งช่วยลดค่าใช้จ่ายในการลงทุนอุปกรณ์และค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานได้ นอกจากนี้ ตัวกรองโมเลกุลประสิทธิภาพสูงรุ่นที่ 5 JLPM1 ยังสามารถใช้สำหรับการปรับปรุงอุปกรณ์เก่า ซึ่งช่วยลดการบริโภคพลังงานหรือเพิ่มกำลังการผลิตของระบบแยกอากาศได้

ผลิตภัณฑ์ที่เกี่ยวข้อง
บริษัท Zhuhai Yueyufeng Iron and Steel Co., Ltd. โครงการผลิตออกซิเจนด้วยระบบดูดซับความดันแบบสวิง (VPSA) ความจุ 30,000 Nm³/h

ตัวกรองโมเลกุลออกซิเจนเป็นวัสดุสำคัญที่ช่วยรับประกันการทำงานของอุปกรณ์ผลิตออกซิเจนแบบ VPSA โครงการนี้ถือเป็นตัวอย่างความสำเร็จอีกหนึ่งของตัวกรองโมเลกุลออกซิเจนประสิทธิภาพสูงแบบลิเธียม JLOX-103 ของเรา

 

โครงการผลิตออกซิเจนด้วยระบบดูดซับแบบสวิงความดัน (VPSA) ความจุ 30,000 Nm³/h ของบริษัท Zhuhai Yueyufeng Iron and Steel Co., Ltd. ซึ่งได้รับการออกแบบและก่อสร้างโดยบริษัท CSSC Huanggang Precious Metals Co., Ltd. ได้เริ่มดำเนินการอย่างประสบความสำเร็จเมื่อวันที่ 27 มิถุนายน 2019 นับถึงวันที่ 29 พฤษภาคม 2020 อุปกรณ์ดังกล่าวได้ทำงานอย่างเสถียรเป็นเวลา 11 เดือน และทุกตัวชี้วัดล้วนดีกว่าตัวชี้วัดตามการออกแบบ โครงการนี้ได้รับการยอมรับและคำชมอย่างสูงจากลูกค้า และสร้างผลประโยชน์สะสมให้บริษัทได้ 150 ล้านหยวนต่อปี นอกจากนี้ โครงการนี้ยังได้นำระบบการผลิตออกซิเจนแบบอัจฉริยะ การควบคุมแบบเคลื่อนที่ และการตรวจสอบระยะไกลมาใช้ในการกำกับดูแลการผลิต ซึ่งช่วยส่งเสริมการพัฒนาอุตสาหกรรมให้เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและอัจฉริยะ

 

โครงการนี้ใช้เครื่องผลิตออกซิเจนแบบดูดซับด้วยแรงดันสลับ (VPSA) จำนวน 4 ชุดที่ทำงานแบบขนาน โดยเครื่องแต่ละชุดได้รับการออกแบบให้ผลิตออกซิเจนได้ 7500Nm3/h ด้วยความบริสุทธิ์ 80% อุปกรณ์ดังกล่าวถูกบรรจุด้วยตัวกรองโมเลกุลออกซิเจนประสิทธิภาพสูงแบบลิเธียม JLOX-103 ของบริษัทเรา (Luoyang Jalon Micro Nano New Materials Co., Ltd.) จำนวน 68 ตัน โดยปริมาณออกซิเจนที่ผลิตได้จริงอยู่ที่ 7,650 Nm³/h และความเข้มข้นของออกซิเจนอยู่ที่ 82.31 TP3T ขึ้นไป อุปกรณ์ 4 ชุดในโครงการนี้บรรจุตัวกรองโมเลกุลออกซิเจน JLOX-103 ของบริษัทเราจำนวน 272 ตัน โดยปริมาณการผลิตออกซิเจนรวมมากกว่า 30,000 Nm³/h

 

ตัวกรองโมเลกุลออกซิเจนเป็นวัสดุสำคัญที่ช่วยรับประกันการทำงานของอุปกรณ์ผลิตออกซิเจนแบบ VPSA โครงการนี้ถือเป็นตัวอย่างความสำเร็จอีกหนึ่งของตัวกรองโมเลกุลออกซิเจนประสิทธิภาพสูงแบบลิเธียม JLOX-103 ของบริษัทเรา

บริษัท Luoyang Jalon Micro-nano New Materials Co., Ltd. ซีรีส์ JLOX-100 ของตัวกรองโมเลกุลผลิตออกซิเจนประสิทธิภาพสูง เป็นผลึกอลูมิโนซิลิเกตประเภทลิเธียม X ซึ่งถือเป็นตัวกรองโมเลกุลผลิตออกซิเจนที่มีระดับความก้าวหน้าระดับนานาชาติ ใช้อย่างแพร่หลายใน: อุตสาหกรรมเหล็กและเหล็กกล้า, อุตสาหกรรมโลหะที่ไม่ใช่เหล็ก, อุตสาหกรรมเคมี, การปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงานของเตาเผา, การคุ้มครองสิ่งแวดล้อม, การผลิตกระดาษ, การเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำ, การดูแลสุขภาพ และอุตสาหกรรมอื่น ๆ

ผลิตภัณฑ์ที่เกี่ยวข้อง