5A分子篩也可表示為CaA分子篩,一般稱為鈣分子篩。因?yàn)?A中的Ca2+與硅鋁酸形成的結(jié)構(gòu)在弱酸性介質(zhì)中較為穩(wěn)定,不易被H+置換,可用于氣體脫硫和脫碳過程。
在低碳烴凈化的過程中,5A分子篩對C2H4-CO2工藝去除CO2為有效,還可以同時降低硫含量。
X、Y型分子篩的窗口由十二元環(huán)構(gòu)成,其窗口尺寸大于A型分子篩,合成過程可以通過調(diào)整硅鋁比得到不同的骨架。
當(dāng)硅鋁比為1.15-1.4時叫X型分子篩,當(dāng)硅鋁比為2.25-2.8時叫Y型分子篩。
通過調(diào)整陽離子可以改變十二圓環(huán)的孔徑,常見的X型分子篩有10X和13X兩種型號。
由于X型分子篩有足夠的進(jìn)入窗口,所以這類分子篩可以吸附復(fù)雜混合物的各種烴類、有機(jī)硫氮氧化合物(呋喃、噻吩、吡啶)和鹵代烴(氯仿、氟利昂)。
新型吸附劑的發(fā)展
隨著吸附劑研究的不斷深入,在分子篩基礎(chǔ)上改性得到了新型分子篩,以提高其某方面的性能。
比如佳安氫源依托自身優(yōu)勢,“產(chǎn)學(xué)研”結(jié)合開發(fā)出新型的JA-01型Cu/Y分子篩,可以顯著提升CO的吸附能力,這是因?yàn)镃O對銅的絡(luò)合作用,JA-01型分子篩有選擇性地吸附CO,從而大大提高了CO的分離系數(shù),有利于提高CO的凈化深度,將其用于燃料氫氣的提純,可使氫氣中CO含量遠(yuǎn)低于其標(biāo)準(zhǔn)要求的0.2ppm。
如采用傳統(tǒng)的5A分子篩作為吸附劑,其效率和可靠性上與JA-01型Cu/Y分子篩相比就會有比較大的差距。
通過陽離子Li+改性的X型分子篩JA-08,對于N2有很好的吸附作用,可以大幅度提高N2以及N2/ H2的選擇性,很容易實(shí)現(xiàn)氫氣中N2的分離。
同樣,對于其它雜質(zhì)如H2S、NH3、H3P等,也是根據(jù)雜質(zhì)的特性,通過大量的基礎(chǔ)研究和試驗(yàn),找到合適的吸附劑載體,或通過改變微觀的庫倫力,或改變其氫鍵作用力、或通過絡(luò)合效應(yīng)等開發(fā)出了JA-13、JA-11、JA-15等多種專有吸附劑。
根據(jù)氣體中各種雜質(zhì)的特性,有針對性的選用這些改性的新型吸附劑,可將雜質(zhì)的含量降到非常低的水平,同時大幅提高提純設(shè)備的工作效率和可靠性。
吸附材料是化學(xué)與化工研究領(lǐng)域的熱門之一,吸附劑的化學(xué)性質(zhì)、晶體結(jié)構(gòu)和窗口尺寸需要根據(jù)吸附質(zhì)的性質(zhì)進(jìn)行設(shè)計。
對于燃料氫氣純化這類有特殊要求的應(yīng)用場景,針對來源不同、雜質(zhì)種類和含量不同的原料氫氣,選擇不同的工藝和吸附劑來處理就顯得尤為重要。