탄소 분자체 분말화

분말화 탄소 분자체 (CMS)는 사용, 운송 또는 보관 중에 입자가 갈라지고 부서져 미세 분말을 형성하는 현상을 말합니다. 이는 CMS의 수명, 흡착 성능 및 장비 작동 안정성을 저해하는 심각한 문제이며, 특히 질소/산소 발생을 위한 압력 스윙 흡착(PSA) 공정에서 흔히 발생합니다.

I. 주요 원인 분말

1. 기계적 응력

• 적재, 운송 및 보관 중 충격: 적재 중 고고도 낙하 및 운송 중 심한 충격은 CMS 입자 간의 충돌 및 압출을 유발하여 표면 손상 또는 내부 균열을 초래합니다. 이러한 균열은 이후 사용 시 확장되어 미세 분말을 형성합니다.
• 베드 압력 차이 변동: PSA 공정에서 흡착 및 탈착 중 급격한 압력 변화는 CMS 베드의 반복적인 팽창 및 수축을 유발하여 입자 간 마찰을 증가시키고 장기간 반복 시 위축을 초래합니다. 또한, 과도하게 높은 가스 유속은 캐비테이션 현상을 일으켜 입자 표면을 마모시킵니다.
• 장비 진동: 흡착탑 자체 및 보조 장비의 지속적인 진동이 CMS 베드에 전달되어 입자 마모를 가속화합니다.

2. 부적절한 작동 조건

• 급격한 온도 변화: CMS는 열 안정성이 제한적입니다. 재생 과정 중 과도하게 높은 가열 온도(200℃ 이상) 또는 흡착탑 내부의 급격한 온도 상승 및 하강은 CMS 내부에 불균일한 열 응력을 발생시켜 격자 파손을 유발할 수 있습니다.
• 수분 및 불순물의 영향: 공급 가스에 과도한 수분이 함유되면 CMS가 수분을 흡수하여 기공 구조가 팽창하고 입자 구조가 손상됩니다. 또한 수분은 불순물과 반응하여 부식성 물질을 생성하고 CMS 표면을 침식시킬 수 있습니다. 뿐만 아니라, 공급 가스에 포함된 오일, 먼지 및 기타 불순물은 CMS 기공을 막아 국부적인 과열이나 압력 집중을 유발하고 간접적으로 위축을 악화시킵니다.
• 흡착제 포화 과부하: 흡착 포화 상태에 도달한 후 CMS를 적시에 탈착하지 못하면 기공 내에 흡착물 분자가 축적되어 내부 압력이 발생하고, 이로 인해 입자가 균열됩니다.

3. 제품의 고유한 품질 결함

• 부적절한 성형 공정: 결합제 첨가량이 부족하거나 생산 과정에서 소성 온도 또는 시간을 제대로 제어하지 못하면 CMS 입자의 기계적 강도가 낮아지고 압축 및 내마모성이 떨어집니다.
• 불균일한 입자 크기 및 기공 분포: 입자 크기의 과도한 차이 또는 결함 있는 기공 구조(예: 미세 기공의 집중 및 넓은 기공 크기 분포)는 입자의 구조적 안정성을 저하시켜 응력 하에서 균열이 발생하기 쉽게 만듭니다.

II. 위축의 예방 및 해결 조치

1. 보관, 운송 및 적재 프로세스 최적화

• 운송 중 심한 충격을 방지하기 위해 충격 방지 포장을 채택하고, 충전 시 유동층 적재 또는 층상 저속 적재를 채택하며, 고층에서 떨어뜨리는 것을 엄격히 금지하고, 적재 후 다짐을 실시하여 충전층의 공극률을 줄여야 합니다.
• 흡착탑 바닥에 스테인리스 스틸 와이어 메쉬와 석영 모래 쿠션을 깔고, 상단에 압력망 또는 탄성 글랜드를 설치하여 흡착층의 팽창 및 수축으로 인한 변위를 제한합니다.

2. 운전 조건을 엄격하게 관리하십시오

• 급격한 압력 차이를 방지하기 위해 PSA 시스템의 압력 전환 속도를 안정화하고, 캐비테이션으로 인한 표면 손상을 방지하기 위해 공급 가스 유속을 설계 범위 내로 제어해야 합니다.
• 과열을 방지하기 위해 재생 온도는 150℃~180℃ 사이로 유지해야 합니다. 공급 가스는 전처리(냉각, 탈수, 탈유, 집진)를 거쳐야 하며, 흡착탑으로 유입되는 가스의 이슬점은 -40℃ 미만이고 오일 함량은 0.01mg/m³ 미만이어야 합니다.

3. 고품질 탄소 분자체를 선택하십시오

• 압축 강도가 높고(입자당 방사형 압축 강도 ≥100N) 내마모성이 우수한 제품을 우선시하고, 공급업체에게 성형 공정 및 강도 시험 보고서를 제공하도록 요구하십시오.
• 작동 조건에 따라 적절한 입자 크기(예: 3~5mm 원기둥형 분자체)를 선택하여 입자 크기 불균일로 인한 응력 집중을 줄이십시오.

4. 정기 유지보수 및 모니터링

• 흡착탑의 압력차, 생성 가스의 순도 및 필터 압력차를 정기적으로 점검하십시오. 필터 ​​압력차가 급격히 상승하는 것은 CMS 위축이 심화되고 있음을 나타내므로, 그 원인을 적시에 조사해야 합니다.
• 축적된 미세 분말을 제거하기 위해 CMS 베드에 대한 정기적인 검사 및 청소를 수행하고, 위축이 심한 경우 CMS의 일부 또는 전체를 적시에 교체하십시오.

III. P 이후 치료 계획가루

가루가 심하게 날리는 경우에는 다음과 같은 조치를 취하십시오.

1.환기 장비를 끄고 흡착탑 맨홀을 열어 흡착층 내부의 미세 분말과 손상된 입자를 청소하십시오.

2.전처리 시스템(건조기, 필터)에 이상이 없는지 확인하고, 이상이 있는 부품은 수리하거나 교체하십시오.

3.새로운 CMS를 보완하고 다시 로드 및 압축하여 균일한 베드를 확보하십시오.

4.위축이 다시 발생하지 않도록 작동 매개변수(예: 압력 전환 시간 및 재생 온도)를 조정하십시오.

더 자세한 정보를 원하시면 다음 웹사이트를 방문하세요. www.carbon-cms.com.