酸素プラントのためのゼオライトの分子ふるいの吸着媒体

現在、酸素プラントで最も使用されているのはゼオライトである。 リチウムグレードゼオライト モレキュラーシーブと ナトリウムゼオライト グレードのモレキュラーシーブをPSAまたはVPSA技術で製造する。

医療用粒状ゼオライト酸素ふるい製造

モレキュラーシーブは、圧力スイング吸着空気分離酸素製造技術における重要な吸着剤です。分子径がゼオライト分子ふるいの細孔より小さい分子は細孔に入ることができますが、異なる分子極性、不飽和度、分極率を利用することができ、空間配置などに起因する吸着強度と拡散速度の差が気体分子を分離します。これは、陽イオンとマイナスに帯電したシリコ-アルミナ骨格からなるゼオライト自体が極性物質であり、静電誘導によって分子を分極させることができるためである。したがって、極性の高い分子、分極しやすい分子ほど吸着されやすい。

ゼオライトモレキュラーシーブは、低吸着物濃度（または高吸着温度）で高い吸着能力を発揮する。その理由は、吸着特性が他の吸着剤と異なるからである。例えば、活性炭の吸着力は分散力の関数であるが、ゼオライトモレキュラーシーブは分散力の関数だけでなく、大きな静電気力も持っている。ゼオライトモレキュラーシーブの結晶空洞は陽イオンを含み、ストックの酸素は負に帯電しているため、陽イオンの周囲に局所的に強い正の電場が発生する。この2つの複合効果により、ゼオライトモレキュラーシーブは特に強力な吸着能力を持つ。

圧力スイング吸着(PSA)は、ここ数十年の間に産業界で新たに台頭してきたガス分離技術である。吸着剤モレキュラーシーブを例に取ろう。これは原料として空気を使用し、一定の圧力と循環条件下で高効率・高選択性の固体吸着剤を使用します。吸着バランスと吸着速度の違い、窒素と酸素の選択的吸着性能により、急速吸着-脱着サイクルを行い、ガス分離と吸着剤リサイクルの目的を達成します。

圧力スイング吸着の主な応用分野は、次の側面を含む：空気浄化、酸素を生成するための圧力スイング吸着空気分離、窒素を生成するための圧力スイング吸着空気分離、水素を生成するための圧力スイング吸着、肥料工場を変換するために圧力スイング吸着を使用し、二酸化炭素を豊富に含むガス源から二酸化炭素を回収する。

その中でも、酸素を製造するための圧力スイング吸着法の利用はますます広がっている。冶金や化学工業など一部の産業にとどまらず、医療、食品、製紙、環境保護、養殖、家庭衛生など、多くの産業で応用されている。

圧力スイング吸着法による酸素製造の分類には、以下の3つがある：

VPSA酸素製造（100m³/h-7500m³/h）吸着圧力約40kPa脱着圧力約50kPa。

PSA の酸素の生産（1m³/h-200m³/h）吸着圧力約 5kg、大気圧の脱着

高速吸着法（1L/min-20L/min）吸着圧力約2kg、大気圧脱着

圧力スイング吸着の応用上の利点

圧力スイング吸着は、サイクルタイムが短く、常温運転でのエネルギー消費量が少なく、投資額が少なく、自動制御が容易である。

その主な利点は以下の通りである：

1.低いエネルギー消費、それは空気が圧縮されるときだけ多くの仕事を消費します。一般的にPSAの圧力は0.2～0.6MPa以下、VPSAは0.06MPa以下、VPSAのエネルギー消費量はPSAよりはるかに低い。吸着剤の再生は加熱を必要とせず、小型真空ポンプによるわずかな作業で済む。VPSAによる酸素製造の消費電力は0.41KWh/m3以下、窒素製造の消費電力は0.27～0.31KWh/m3、コークス炉ガスの水素製造は0.5KWh/m3である。

2.適応性がよく、圧力スイング吸着装置は、生産能力の変更、原料ガスの不純物含有量の変更、および入口圧力などのプロセス条件の変更に応じて微調整することができます。

3.吸着剤の寿命が長い。一般的に、10年以上使用でき、少し新しい吸着剤で延長でき、メンテナンス時間が短く、稼働率が高い。

4.自動化できる。

5.断熱材や冷暖房を使用せず、屋外の常温で運転できる。低圧ブースターメーターを除き、蒸気、水、電気の消費はない。圧力スイング吸着は、産業投資とエネルギー消費を削減する上で大きな意義がある。

医療用粒状酸素ふるい JLOX-100シリーズ分子ふるいとJLOX-500シリーズ分子ふるいは圧力スイング吸着分野で優れた性能を持っている。

酸素発生用高効率モレキュラーシーブJLOX-500シリーズは、X型モレキュラーシーブの新タイプで、主に加圧吸着・大気脱着による圧力スイング吸着酸素発生プロセスに使用されます。窒素吸着能力が高く、窒素と酸素の分離係数に優れています。

JLOX-500シリーズ高効率酸素発生用モレキュラーシーブは、主に圧力スイング吸着式酸素発生装置に使用されます。酸素純度が高く、酸素発生量が多く、吸着速度が速く、寿命が長いという特長があります。5A（CaA）酸素分子篩の代替品として最適です。JLOX-500は、主にPSA工業用酸素製造装置や医療センター用酸素供給装置に使用されています。JLOX-501は、PSA医療用（家庭用）酸素発生器、マイクロ酸素発生器専用の分子ふるいです。

高効率酸素製造分子ふるいJLOX-100シリーズはリチウムX型アルミノシリケート結晶で、国際先進レベルの酸素製造分子ふるいです。鉄鋼、非鉄冶金、化学工業、炉の省エネ化、環境保護、製紙、養殖、医療などの産業で広く使用されています。

高効率酸素分子ふるいJLOX-100シリーズは、主に圧力スイング吸着式酸素発生装置に使用されます。吸着容量が大きく、窒素と酸素の分離係数が高く、脱着が容易であるという特徴があります。窒素吸着能力はA型酸素モレキュラーシーブの約2倍です。また、JLOX-100シリーズは耐摩耗性に優れ、長寿命です。従って、JLOX-100シリーズ酸素富化モレキュラーシーブを酸素製造に使用することで、酸素製造のエネルギー消費と装置の運転コストを大幅に削減することができます。

経済性の向上JLOX-101は、医療用小型酸素発生器（家庭用）に使用される高効率酸素分子ふるいです。

中国の研究・生産会社であるJALONは、各種モレキュラーシーブの研究、製造、販売、サービスを専門としている。

JALONは、モレキュラーシーブ、ゼオライトパウダー、活性化ゼオライトパウダー、活性化アルミナの4つの既存技術に基づく製品カテゴリーを提供している。

同社の主な事業分野は、最新のハイテクガス分離システムに適したモレキュラーシーブ製品の開発と生産である。

JALONの製品とプロジェクトは、アメリカ、ドイツ、フランス、韓国、日本をはじめ、世界各国で販売されています。JALONは完璧な顧客ネットワークを持っています。石油・ガス生産、機械製造、食品工業、石炭、化学、石油化学などの大手企業がJALONのサービスを利用しています。

詳細は以下を参照のこと。 jalonzeolite.com。