Сегодня мы хотели бы узнать об атмосферном диоксиде углерода (CO2) и устройстве для удаления CO2, производимом нашей компанией.
В марте 2015 года Национальное управление океанических и атмосферных исследований (NOAA) объявило, что глобальная концентрация диоксида углерода впервые превысила 400 ppm, что стало результатом анализа проб воздуха, взятых из чистых районов по всему миру.
Это произошло впервые с момента начала наблюдений в 1958 году и является результатом увеличения на 120 ppm с момента индустриализации в 1750-х годах.
*ppm (частиц на миллион): Используется для обозначения того, сколько частей на миллион составляет определенное количество.
Диоксид углерода, также называемый CO2, — это газ, образующийся при полном сгорании углерода или его соединений, а также при дыхании или брожении организмов. Он занимает около 0,035% атмосферы, поэтому его удельный вес нельзя назвать высоким, но это газ, который оказывает такое же большое влияние на нашу жизнь, как и кислород.
Живые организмы, включая человека, разлагают органические вещества посредством дыхания, получая при этом необходимую для жизни энергию, и диоксид углерода также образуется в этом процессе!
Помимо азота и кислорода, воздух, которым мы дышим, содержит небольшие количества диоксида углерода (CO2). Сегодня концентрация CO2 в окружающем нас воздухе составляет около 410 ppm. Во время сжатия воздуха компрессором CO2 не добавляется и не удаляется.
Поэтому сжатый воздух также содержит небольшое количество CO2. Как и воздух, которым мы дышим, CO2 не вреден для большинства применений сжатого воздуха.
Тем не менее, почему нам необходимо удалять CO2 из сжатого воздуха?
Как упоминалось ранее, CO2 в сжатом воздухе не вреден для большинства применений. Однако некоторые приложения требуют сверхсухого воздуха без CO2.
В этих приложениях, если два вещества, содержащиеся в сжатом воздухе, используются без адекватного удаления, качество конечного продукта может быть серьезно скомпрометировано.
Вот несколько примеров:
CO2 отрицательно влияет на срок службы и качество химического сырья, используемого в литиевых аккумуляторных элементах. В промышленной газовой отрасли, когда воздух разделяется на азот, кислород и аргон, CO2 замерзает в холодном блоке воздухоразделительной установки.
Это препятствует разделению воздуха и газов, что приводит к потере производства и простоям. Приборы в лабораторных условиях требуют очищенного воздуха с минимальным содержанием влаги и CO2 для получения стабильных и последовательных результатов измерений.
Технологии разделения смешанных газов включают низкотемпературное разделение, абсорбцию, мембранное разделение и адсорбцию.
Метод двойной адсорбции — это технология, использующая принцип селективной адсорбции газовых смесей на поверхности твердого тела, имеющего микропоры, и роль адсорбента очень важна.
Углеродное молекулярное сито (CMS) — это углеродный адсорбент с постоянным размером пор. Диоксид углерода и метан, являющиеся парниковыми газами, могут быть разделены с использованием свойства пропускать только молекулы размером меньше размера пор.
Углеродные молекулярные сита обладают высокой скоростью адсорбции и десорбции, потому что поры размером, аналогичным размеру молекул газа, равномерно распределены по поверхности. Это делает его широко используемым материалом для процессов разделения газов.
В целом, он используется для разделения кислорода и азота или метана и диоксида углерода из воздуха посредством «адсорбции при переменном давлении» (PSA), процесса получения газа и очистки.
Диоксид углерода имеет более высокую скорость адсорбции, чем метан, а кислород даже превосходит азот.
Углеродные молекулярные сита могут разделять конкретные газы, используя разницу в скоростях диффузии этих молекул. По сравнению с другими методами разделения газов, он не требует большого количества энергии или дорогостоящего оборудования, поэтому он экономичен и высокоэффективен.
Кроме того, по сравнению с полимерными мембранами и цеолитными молекулярными ситами, он обладает преимуществами высокой селективной сепарации для пластинчатых молекул, гидрофобной (низкое сродство к воде) поверхностью, химической стойкостью и термостойкостью, а также может быть переработан.
Работа нашего устройства для удаления CO2 полностью автоматизирована в соответствии с последовательностью ПЛК или микрокомпьютера.
Сжатый воздух, содержащий влагу и CO2, поступает в нижнюю часть двух адсорбционных башен, где происходит процесс адсорбции, а затем проходит через слой адсорбента и перемещается в верхнюю часть. В процессе перемещения в верхнюю часть влага и CO2 отделяются от сжатого воздуха из-за разницы в скорости диффузии через поры адсорбента, и подается сухой сжатый воздух, из которого удален CO2.
Из двух адсорбционных башен одна адсорбционная башня выполняет процесс адсорбции, а другая адсорбционная башня выполняет процесс регенерации. Процесс регенерации состоит из процесса нагрева и процесса охлаждения. Процесс нагрева использует высокотемпературный воздух, нагретый электрическим нагревателем, для десорбции влаги и компонентов CO2, адсорбированных на адсорбенте, и последующего их выделения в атмосферу.
Процесс охлаждения — это процесс регенерации, который охлаждает нагретый адсорбент для обеспечения хорошей адсорбции. После завершения процесса регенерации нагрева и охлаждения выполняется процесс динамического давления, заключающийся в повышении давления в регенерационной башне до того же давления, что и давление подачи. После завершения процесса динамического давления две адсорбционные башни переключаются, и адсорбционная башня, в которой выполнялся процесс адсорбции, проходит процесс регенерации, а процесс адсорбции выполняется в адсорбционной башне, в которой выполнялся процесс регенерации.
Эта серия процессов полностью автоматизирована в соответствии с заданной последовательностью, и сухой воздух, из которого удален CO2, подается непрерывно.
Как удалить CO2 из воздуха?
Мы производим/поставляем специализированные установки для удаления CO2 с проверенными конструкциями, аналогичными нашим конструкциям адсорбционных осушителей воздуха.
Нижняя часть адсорбционной башни нашего устройства для удаления CO2 содержит активированный оксид алюминия для удаления влаги из сжатого воздуха, а верхняя часть заполнена молекулярными ситами для поглощения небольшого количества влаги и CO2, что позволяет эффективно поглощать влагу и CO2 из сжатого воздуха.
Обычно он удаляет CO2 с точкой росы ниже -65℃ и содержанием 5 ppm или менее.
Устройство для удаления CO2, разработанное и произведенное нашей компанией, подходит для использования в помещении и на открытом воздухе и изготовлено из углеродистой или нержавеющей стали. Ниже представлена фотография места установки нашего устройства для удаления CO2.
