分子篩的特性與作用原理:
分子篩的化學成份為鋁矽酸鹽結晶體(CRYSTALLINE ALUMINO - SILICATES),經由特殊的
化學合成機制,可以得到獨特的單一孔徑(MONO- DISPERSE)、多孔性微結構(POROUS
MICROSTRUCTURE)。吸濕後不會膨脹,不化成溶液,仍然保持乾燥狀態。使用方便,外
觀為圓球狀,造形美觀。它的孔徑大小與氣體分子的尺寸相近。
其次,鋁矽酸鹽所內含的鉀、鈉或鈣原子,會對極性分子產生極強的離子鍵(IONIC FORCE)
,所以可以使分子篩在低濕度下發揮極強的吸濕能力,達到幾乎絕對乾燥的程度。同時分
子篩還可以對其它種類的極性分子,產生極強的吸附作用,例如CO2、H2S、CO、NH3、
OLEFIN、PARAFIN…. 等等。
分子篩的單一孔徑、多孔性微結構的特性,在所有的自然界物質之中,是一項獨一無二的
優異特徵。我們可以選擇適當孔徑的分子篩,使得尺寸較分子篩孔徑小的氣體分子,會擴
散進入分子篩孔洞中而被吸附。另一方面尺寸較分子篩孔徑大的氣體分子,則因無法擴散
進入分子篩孔洞中而被排斥在外,進而達成藉由氣體分子尺寸大小的物性,而進行氣體分
離的功能。這也是它之所以被稱呼為分子篩的原因。
分子篩的種類:
最常用的分子篩有下列四種
TYPE 3A
化學成份為鋁矽酸鉀鹽。孔徑約為3Å
、除了水分子以外,它幾乎不會吸附任何分子。一般
用來作為natural gas dehydration、cracked gas drying、 olefins drying 、ethanol drying
等用途。
通常都是以 TYPE 4A 的分子篩,進行鉀離子交換而製得。
TYPE 4A
化學成份為鋁矽酸鈉鹽。孔徑約為4Å
,是所有分子篩之中,成本最低、應用最普遍、最常
用來作為乾燥系統應用的一種。
TYPE 5A
化學成份為鋁矽酸鈣鹽。孔徑約為5Å
,二價的鈣離子所產生的強離子鍵,使得TYPE 5A 分子
篩適合用來吸附一些低極性分子,例如CO2、H2S…等,它也可以用來對直鍊型及支鍊型碳氫
化合物進行分離。
TYPE 13X
這類X型的分子篩,與前述的A 型分子篩相較起來,具有較大的孔徑,同時也具有較高的吸附
容量,以及較佳的質傳速率。它可以用來移除一些尺寸較大的雜質氣體分子,以及用來分離
氮氣、氧氣,用以製造純氧之用。
分子篩的應用:
◎DEHYDRATION OF
NATURAL GAS AND NATURAL GAS LIQUIDS
◎DRYING AND PURIFYING
FOOD GRADE AND INDUSTRIAL GRADE ETHANOL
◎DRYING AND PURIFYING
OF CRYOGENIC FEED STREAMS
◎OFF GAS RECOVERY
◎AIR SEPERATION
◎REFRIGERATION
◎INSULATING GLASS
INDUSTRY
◎AIR DRYING AND
PURIFICATION
◎STORAGE TANK DRYING
AND TREATING