碳分子筛的吸附与解析过程

一、吸附过程：加压下的“捕氧行动”

吸附是碳分子筛“捕捉”杂质气体、富集氮气的阶段，核心驱动力是压力。工业上通常采用双塔交替模式，确保连续产气，单塔吸附过程可分为三步：

1. 进料预处理：净化空气“原料”

空气并非纯净物，含有油、水、灰尘等杂质，这些物质会堵塞碳分子筛微孔、缩短其寿命。因此，压缩空气首先要经过预处理系统——除油器去除油污、干燥机脱除水分、过滤器拦截灰尘，最终得到洁净干燥的压缩空气，压力升至6-8 bar，为吸附做好准备。

2. 选择性吸附：精准“筛分”氧氮

洁净压缩空气进入吸附塔后，在压力作用下，氧分子、二氧化碳、残留水汽等小分子快速扩散进入碳分子筛微孔，被牢牢吸附在孔壁上；而氮分子因扩散速度慢、与微孔的作用力弱，几乎不被吸附，顺着床层向上流动，最终从塔顶排出，成为纯度可达99.9%-99.999%的产品氮气，被收集储存。

3. 吸附饱和：切换前的“临界状态”

随着吸附持续进行，碳分子筛的微孔逐渐被氧分子等杂质填满，吸附能力达到饱和。这个过程通常仅需1分钟左右，此时塔内压力维持在吸附压力，系统会自动触发切换指令，为下一步解析再生做准备。

二、解析过程：减压后的“再生仪式”

解析（也称脱附）是碳分子筛释放吸附的杂质、恢复吸附能力的关键步骤，核心逻辑是“降压破环吸附平衡”。同样以单塔为例，解析过程分为四步，确保再生彻底：

1. 均压降压：回收能量的“过渡环节”

吸附饱和的塔体停止进气，与另一座处于解析末期、压力较低的塔体短暂连通（约10-30秒），实现压力均衡。这一步既能快速降低饱和塔的压力，又能回收部分压力能，为另一座塔升压，兼顾效率与节能。

2. 脱附排气：杂质的“释放通道”

均压结束后，饱和塔通过排气阀与大气连通，压力骤降至近常压。此时，碳分子筛微孔内的吸附平衡被打破，之前吸附的氧分子、二氧化碳、水汽等杂质从孔壁脱附，随气流排出塔外（废气主要成分为氧气，可直接排放）。

3. 冲洗强化：深度清洁的“关键一步”

为了彻底清除塔内残留的杂质，避免影响下一轮吸附效果，系统会引入5%-15%的产品氮气，逆向冲洗吸附塔。高纯度氮气能置换出塔内残留的含氧废气，进一步激活碳分子筛的吸附活性。

4. 升压准备：迎接下一轮循环

冲洗完成后，通过再次均压或补充少量压缩空气，使解析后的塔体压力回升至吸附压力，完成再生全过程，等待与另一座塔切换，进入下一轮吸附循环。

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