分子ふるいさまざまな分離および精製プロセスのために、化学および石油化学産業で広く使用されています。それらの重要な用途の1つは、水素ガスの精製です。水素は、アンモニア、メタノール、その他の化学物質の生産など、さまざまな工業プロセスで原料として広く使用されています。ただし、さまざまな方法で生成される水素は、これらの用途にとって常に十分に純粋ではないため、水、二酸化炭素、その他のガスなどの不純物を除去するために精製する必要があります。分子ふるいは、水素ガスの流れからこれらの不純物を除去するのに非常に効果的です。

分子ふるいは、サイズと形状に基づいて分子を選択的に吸着する能力を持つ多孔質材料です。それらは、均一なサイズと形状の相互接続された空洞または毛穴のフレームワークで構成されており、これらの空洞に適合する分子を選択的に吸着させることができます。空洞のサイズは、分子ふるいの合成中に制御でき、特定の用途向けに特性を調整することができます。

水素浄化の場合、分子ふるいは水と水素ガスの流れからの他の不純物を選択的に吸着させるために使用されます。分子ふるいは、水分子やその他の不純物を吸着し、水素分子を通過させます。吸着された不純物は、それを加熱するか、ガス流でパージすることにより、分子ふるいから脱着することができます。

最も一般的に使用されています分子ふるい水素精製は、3Aゼオライトと呼ばれるゼオライトの一種です。このゼオライトは3つのアングストロームの細孔サイズを持っているため、水素よりも分子サイズが大きい他の不純物を選択的に吸着させることができます。また、水に対して非常に選択的であるため、水素の流れから水を除去するのに非常に効果的です。 4aや5aゼオライトなどの他のタイプのゼオライトも水素精製に使用できますが、水に対する選択性が低く、脱着にはより高い温度または圧力が必要になる場合があります。

結論として、分子ふるいは水素ガスの精製に非常に効果的です。これらは、さまざまな用途向けに高純度の水素ガスを生産するために、化学および石油化学産業で広く使用されています。 3Aゼオライトは、水素精製に最も一般的に使用される分子ふるいですが、他のタイプのゼオライトも特定の用途の要件に応じて使用できます。

ゼオライトとは別に、活性炭やシリカゲルなどの他のタイプの分子ふるいは、水素精製にも使用できます。これらの材料は、表面積が高く、毛穴容積が高いため、ガスストリームからの吸着不純物に非常に効果的です。ただし、それらはゼオライトよりも選択的ではなく、再生のために高い温度や圧力を必要とする場合があります。

水素精製に加えて、分子ふるい他のガス分離および精製アプリケーションでも使用されます。それらは、空気、窒素、およびその他のガスストリームから水分と不純物を除去するために使用されます。また、酸素と窒素の空気からの分離、天然ガスからの炭化水素の分離など、分子サイズに基づいてガスを分離するためにも使用されます。

全体として、分子ふるいは、化学および石油化学産業に幅広い用途を持つ汎用性の高い材料です。それらは高純度ガスの生産に不可欠であり、低エネルギー消費、高い選択性、運用の容易さなど、従来の分離方法よりもいくつかの利点を提供します。さまざまな産業プロセスにおける高純度ガスの需要の増加に伴い、分子ふるいの使用は将来成長すると予想されます。