Sàng phân tửđược sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp hóa chất và hóa dầu cho các quá trình tách và tinh chế khác nhau. Một trong những ứng dụng quan trọng của chúng là làm sạch khí hydro. Hydro được sử dụng rộng rãi làm nguyên liệu trong các quy trình công nghiệp khác nhau, chẳng hạn như sản xuất amoniac, metanol và các hóa chất khác. Tuy nhiên, hydro được tạo ra bằng nhiều phương pháp khác nhau không phải lúc nào cũng đủ tinh khiết cho các ứng dụng này và nó cần được tinh chế để loại bỏ các tạp chất như nước, carbon dioxide và các loại khí khác. Sàng phân tử rất hiệu quả trong việc loại bỏ các tạp chất này khỏi dòng khí hydro.

Sàng phân tử là vật liệu xốp có khả năng hấp phụ có chọn lọc các phân tử dựa trên kích thước và hình dạng của chúng. Chúng bao gồm một khung gồm các khoang hoặc lỗ rỗng liên kết với nhau có kích thước và hình dạng đồng nhất, cho phép chúng hấp thụ có chọn lọc các phân tử phù hợp với các khoang này. Kích thước của các khoang có thể được kiểm soát trong quá trình tổng hợp sàng phân tử, giúp điều chỉnh các đặc tính của chúng cho các ứng dụng cụ thể.

Trong trường hợp tinh chế hydro, sàng phân tử được sử dụng để hấp thụ có chọn lọc nước và các tạp chất khác từ dòng khí hydro. Sàng phân tử hấp phụ các phân tử nước và các tạp chất khác, đồng thời cho phép các phân tử hydro đi qua. Các tạp chất bị hấp phụ sau đó có thể được giải hấp khỏi rây phân tử bằng cách đun nóng hoặc làm sạch bằng dòng khí.

Được sử dụng phổ biến nhấtsàng phân tửđể tinh chế hydro là một loại zeolite được gọi là zeolite 3A. Zeolite này có kích thước lỗ rỗng là 3 angstrom, cho phép nó hấp thụ có chọn lọc nước và các tạp chất khác có kích thước phân tử lớn hơn hydro. Nó cũng có tính chọn lọc cao đối với nước nên rất hiệu quả trong việc loại bỏ nước khỏi dòng hydro. Các loại zeolit ​​khác, chẳng hạn như zeolit ​​4A và 5A, cũng có thể được sử dụng để tinh chế hydro, nhưng chúng ít chọn lọc hơn đối với nước và có thể yêu cầu nhiệt độ hoặc áp suất cao hơn để giải hấp.

Tóm lại, sàng phân tử rất hiệu quả trong việc lọc khí hydro. Chúng được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp hóa chất và hóa dầu để sản xuất khí hydro có độ tinh khiết cao cho các ứng dụng khác nhau. Zeolite 3A là sàng phân tử được sử dụng phổ biến nhất để tinh chế hydro, nhưng các loại zeolit ​​khác cũng có thể được sử dụng tùy thuộc vào yêu cầu ứng dụng cụ thể.

Ngoài zeolit, các loại sàng phân tử khác như than hoạt tính và silica gel cũng có thể được sử dụng để tinh chế hydro. Những vật liệu này có diện tích bề mặt cao và thể tích lỗ xốp lớn, khiến chúng rất hiệu quả trong việc hấp phụ tạp chất từ ​​dòng khí. Tuy nhiên, chúng ít chọn lọc hơn zeolit ​​và có thể yêu cầu nhiệt độ hoặc áp suất cao hơn để tái sinh.

Ngoài việc tinh chế hydro,sàng phân tửcũng được sử dụng trong các ứng dụng tách và lọc khí khác. Chúng được sử dụng để loại bỏ độ ẩm và tạp chất từ ​​không khí, nitơ và các dòng khí khác. Chúng cũng được sử dụng để tách các loại khí dựa trên kích thước phân tử của chúng, chẳng hạn như tách oxy và nitơ khỏi không khí và tách hydrocarbon khỏi khí tự nhiên.

Nhìn chung, sàng phân tử là vật liệu linh hoạt có nhiều ứng dụng trong ngành hóa chất và hóa dầu. Chúng rất cần thiết để sản xuất khí có độ tinh khiết cao và mang lại một số lợi thế so với các phương pháp tách truyền thống, chẳng hạn như tiêu thụ năng lượng thấp, độ chọn lọc cao và dễ vận hành. Với nhu cầu ngày càng tăng về khí có độ tinh khiết cao trong các quy trình công nghiệp khác nhau, việc sử dụng sàng phân tử dự kiến ​​sẽ phát triển trong tương lai.