Молекулярни сита: Магическите сита на технологията за разделяне на въздуха
Какво точно представляват молекулярните сита?
Молекулярните сита действат като интелигентни сита в микроскопичния свят, съставени предимно от алумосиликатни кристали. Тези порести материали са надупчени с еднакви, наномащабни канали-с диаметри на порите, вариращи от само 0,3 до 1 нанометър (приблизително-сто-хилядна от дебелината на човешка коса). Чрез регулиране на съотношението силиций-към-алуминий, размерът на порите може да бъде персонализиран, подобно на смяна на мрежа с различни-размери на отворите. Обичайните молекулярни сита 13X съдържат натриеви йони, докато типовете 5A са богати на калциеви йони; тези метални йони действат като вратари, помагайки за сортирането на газовите молекули въз основа на размера.
Как молекулярните сита овладяват отделянето на газ?
Сортиране на-размер: С диаметри от 0,346 nm за кислород и 0,364 nm за азот, молекулярно сито с пори от 0,4 nm позволява на кислорода да преминава преференциално.
Адсорбционна конкуренция: Азотът се адсорбира по-лесно в каналите на ситото, отколкото кислородът-подобно на магнит, който привлича железни стърготини-позволявайки разделянето на газа.
Контрол на налягането: Молекулярните сита агресивно адсорбират газ под високо налягане и лесно го освобождават, когато налягането падне; тази характеристика им позволява да бъдат използвани повторно десетки хиляди пъти.
Разнообразни приложения в технологията за разделяне на въздуха
Молекулярните сита играят основна роля в инсталациите за разделяне на въздуха:
Предварителна-обработка: Те първо абсорбират влагата и въглеродния диоксид от въздуха, като ефективно „измиват“ въздуха чист.
Производство на кислород: Те улавят азота в порите си, като същевременно позволяват на кислорода да премине за събиране, постигайки нива на чистота до 95%.
Извличане на редки газове: Те могат също така да отделят редки газове като аргон с прецизност, сравнима с хроматографите, открити в химическите лаборатории.
