탄소 분자체(CMS)의 핵심 작동 원리: 동적 분리.

一、다음의 원칙 탄소 분자체 공기(N₂와 O₂)의 분리는 분자 크기나 극성의 정적 평형 흡착에 기반한 것이 아니라 확산 속도의 차이에 기반합니다.

산소(O₂): 운동 직경이 더 작습니다(약 0.346 nm). 탄소 분자체의 미세 기공 내에서 확산 속도가 매우 빠르므로 기공 채널에 빠르게 흡착될 수 있습니다.

질소(N₂): 운동 직경이 약간 더 크다(약 0.364 nm). 미세 기공 내에서의 확산 속도는 산소보다 훨씬 느리다.

질소도 결국 흡착될 수 있지만, 탄소 분자체의 기공 크기는 두 기체가 기공으로 확산되는 속도가 한 자릿수 차이가 나도록 정밀하게 제어됩니다(일반적으로 O₂는 N₂보다 수백 배 빠르게 확산됩니다).

2. 공정 설명 (압력 스윙 흡착, PSA)

압력 스윙 흡착 방식의 질소 발생 시스템은 일반적으로 탄소 분자체로 채워진 두 개의 흡착탑으로 구성됩니다.

흡착 단계: 압축 공기가 흡착탑을 아래에서 위로 통과합니다. 산소, 수증기, 이산화탄소와 같은 불순물은 탄소 분자체에 빠르게 흡착되는 반면, 천천히 확산되는 질소는 대부분 탑을 통과하여 고순도 제품 가스로 배출됩니다.

재생 단계: 이 흡착탑이 포화되기 직전에 시스템은 자동으로 다른 흡착탑으로 전환하여 작동합니다. 포화된 흡착탑은 급속 감압(탈착)을 통해 재생되며, 이 과정에서 흡착된 산소 및 기타 불순물이 대기 중으로 방출됩니다.

두 개의 탑은 흡착과 재생을 번갈아 수행하여 지속적인 질소 생산을 가능하게 합니다.

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