탄소 분자체

1. 입자 직경: 1.0-1.3mm

2. 부피 밀도: 640-680kg/m³

3. 흡착 시간: 2회 x 60초

4. 압축 강도: 개당 70N 이상

목적: 탄소 분자체는 1970년대에 개발된 새로운 흡착제로, 우수한 비극성 탄소 소재입니다. 탄소 분자체(CMS)는 상온 저압 질소 추출 공정을 이용하여 공기 중 질소 농축을 위한 흡착제로 사용됩니다. 기존의 저온 고압 질소 추출 공정에 비해 투자 비용이 적고, 질소 생산 속도가 빠르며, 질소 비용이 저렴합니다. 따라서, 탄소 분자체는 엔지니어링 산업에서 압력 스윙 흡착(PSA) 방식의 공기 중 질소 농축 흡착제로 널리 사용되고 있으며, 추출된 질소는 화학, 석유, 가스, 전자, 식품, 석탄, 제약, 케이블, 금속 열처리, 운송 및 저장 등 다양한 분야에서 활용됩니다.

작동 원리: 탄소 분자체는 체질 특성을 이용하여 산소와 질소를 분리하는 물질입니다. 분자체를 이용한 불순물 기체 흡착에서, 큰 기공과 중간 기공은 단순히 통로 역할만 하며, 흡착된 분자는 미세 기공과 초미세 기공으로 이동합니다. 이 미세 기공과 초미세 기공이 실제 흡착이 일어나는 공간입니다. 위 그림에서 볼 수 있듯이, 탄소 분자체는 수많은 미세 기공을 가지고 있어, 크기가 작은 분자는 기공 내부로 빠르게 확산될 수 있는 반면, 직경이 큰 분자는 진입을 제한합니다. 크기가 다른 기체 분자들의 상대적인 확산 속도 차이로 인해 기체 혼합물의 구성 성분을 효과적으로 분리할 수 있습니다. 따라서 탄소 분자체 내 미세 기공의 분포는 분자 크기에 따라 0.28nm에서 0.38nm 범위여야 합니다. 미세 기공 크기 범위 내에서 산소는 기공 구멍을 통해 빠르게 확산될 수 있지만 질소는 기공 구멍을 통과하기 어렵기 때문에 산소와 질소의 분리가 가능합니다. 미세 기공 크기는 탄소 분자체를 이용한 산소와 질소 분리의 기본 원리입니다. 기공 크기가 너무 크면 산소와 질소가 분자체 미세 기공으로 쉽게 들어가 분리 기능을 제대로 수행할 수 없고, 반대로 기공 크기가 너무 작으면 산소와 질소가 미세 기공으로 들어가지 못해 분리 기능을 수행할 수 없습니다.

탄소 분자체 공기 분리 질소 장치: 이 장치는 일반적으로 질소 장치로 알려져 있습니다. 기술 공정은 상온에서 압력 스윙 흡착법(PSA법)을 사용합니다. 압력 스윙 흡착법은 열원 없이 흡착 및 분리가 이루어지는 공정입니다. 탄소 분자체는 상기 원리에 따라 가압 및 가스 생성 과정에서 흡착 성분(주로 산소 분자)을 흡착하고, 감압 및 배기 과정에서 탈착하여 탄소 분자체를 재생합니다. 동시에, 흡착층에 농축된 질소는 흡착층을 통과하여 생산 가스가 되며, 각 단계는 순환적으로 진행됩니다. PSA 공정의 순환 과정은 가압 및 가스 생성; 균일 압력; 단계적 감압 및 배기; 다시 가압 및 가스 생성 등 여러 단계로 구성되며, 이러한 단계들이 순환적으로 반복됩니다. 재생 방식에 따라 진공 재생 공정과 대기압 재생 공정으로 나눌 수 있습니다. PSA 질소 제조 장비는 사용자의 요구에 따라 공기 압축 정화 시스템, 압력 스윙 흡착 시스템, 밸브 프로그램 제어 시스템(진공 재생에는 진공 펌프도 필요함) 및 질소 공급 시스템을 포함할 수 있습니다.