Μοριακά κόσκιναχρησιμοποιούνται ευρέως στις χημικές και πετροχημικές βιομηχανίες για διάφορες διαδικασίες διαχωρισμού και καθαρισμού. Μία από τις σημαντικές εφαρμογές τους είναι ο καθαρισμός του αερίου υδρογόνου. Το υδρογόνο χρησιμοποιείται ευρέως ως πρώτη ύλη σε διάφορες βιομηχανικές διεργασίες, όπως η παραγωγή αμμωνίας, μεθανόλης και άλλων χημικών ουσιών. Ωστόσο, το υδρογόνο που παράγεται με διάφορες μεθόδους δεν είναι πάντα αρκετά καθαρό για αυτές τις εφαρμογές και πρέπει να καθαριστεί για την απομάκρυνση ακαθαρσιών όπως το νερό, το διοξείδιο του άνθρακα και άλλα αέρια. Τα μοριακά κόσκινα είναι πολύ αποτελεσματικά στην αφαίρεση αυτών των ακαθαρσιών από ρεύματα αερίου υδρογόνου.

Τα μοριακά κόσκινα είναι πορώδη υλικά που έχουν τη δυνατότητα να προσροφούν επιλεκτικά μόρια με βάση το μέγεθος και το σχήμα τους. Αποτελούνται από ένα πλαίσιο διασυνδεδεμένων κοιλοτήτων ή πόρων που έχουν ομοιόμορφο μέγεθος και σχήμα, το οποίο τους επιτρέπει να προσροφούν επιλεκτικά μόρια που ταιριάζουν σε αυτές τις κοιλότητες. Το μέγεθος των κοιλοτήτων μπορεί να ελεγχθεί κατά τη διάρκεια της σύνθεσης του μοριακού κόσκινου, γεγονός που καθιστά δυνατή την προσαρμογή των ιδιοτήτων τους για συγκεκριμένες εφαρμογές.

Στην περίπτωση του καθαρισμού υδρογόνου, τα μοριακά κόσκινα χρησιμοποιούνται για την επιλεκτική προσρόφηση του νερού και άλλων ακαθαρσιών από το ρεύμα αερίου υδρογόνου. Το μοριακό κόσκινο προσροφά τα μόρια του νερού και άλλες ακαθαρσίες, επιτρέποντας παράλληλα τα μόρια υδρογόνου να περάσουν. Οι προσροφημένες ακαθαρσίες μπορούν στη συνέχεια να αποθαρρυνθούν από το μοριακό κόσκινο με θέρμανση ή με καθαρισμό του με ρεύμα αερίου.

Το πιο συχνά χρησιμοποιούμενομοριακό κόσκινοΓια τον καθαρισμό υδρογόνου είναι ένας τύπος ζεόλιθου που ονομάζεται 3Α ζεόλιθος. Αυτός ο ζεόλιθος έχει μέγεθος πόρων 3 angstroms, το οποίο του επιτρέπει να προσροφάται επιλεκτικά το νερό και άλλες ακαθαρσίες που έχουν μεγαλύτερο μοριακό μέγεθος από το υδρογόνο. Είναι επίσης εξαιρετικά επιλεκτικό προς το νερό, γεγονός που το καθιστά πολύ αποτελεσματικό στην απομάκρυνση του νερού από το ρεύμα υδρογόνου. Άλλοι τύποι ζεόλιθων, όπως 4Α και 5Α ζεολίτες, μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν για τον καθαρισμό του υδρογόνου, αλλά είναι λιγότερο επιλεκτικοί προς το νερό και μπορεί να απαιτούν υψηλότερες θερμοκρασίες ή πιέσεις για εκρόφηση.

Συμπερασματικά, τα μοριακά κόσκινα είναι πολύ αποτελεσματικά στον καθαρισμό του αερίου υδρογόνου. Χρησιμοποιούνται ευρέως στις χημικές και πετροχημικές βιομηχανίες για την παραγωγή αερίου υδρογόνου υψηλής καθαρότητας για διάφορες εφαρμογές. Ο ζεόλιθος 3Α είναι το πιο συχνά χρησιμοποιούμενο μοριακό κόσκινο για καθαρισμό υδρογόνου, αλλά μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν άλλοι τύποι ζεόλιθων ανάλογα με τις συγκεκριμένες απαιτήσεις εφαρμογής.

Εκτός από τους ζεόλιθους, άλλοι τύποι μοριακών πεταλούδων, όπως ενεργοποιημένος άνθρακας και πυριτίας πηκτής, μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν για τον καθαρισμό του υδρογόνου. Αυτά τα υλικά έχουν υψηλή επιφάνεια και υψηλό όγκο πόρων, γεγονός που τα καθιστά πολύ αποτελεσματικά σε προσροφητικές ακαθαρσίες από ρεύματα αερίου. Ωστόσο, είναι λιγότερο επιλεκτικοί από τους ζεόλιθους και μπορεί να απαιτούν υψηλότερες θερμοκρασίες ή πιέσεις για αναγέννηση.

Εκτός από τον καθαρισμό υδρογόνου,μοριακά κόσκιναχρησιμοποιούνται επίσης σε άλλες εφαρμογές διαχωρισμού και καθαρισμού αερίων. Χρησιμοποιούνται για την απομάκρυνση της υγρασίας και των ακαθαρσιών από τον αέρα, το άζωτο και άλλα ρεύματα αερίου. Χρησιμοποιούνται επίσης για τον διαχωρισμό των αερίων με βάση το μοριακό τους μέγεθος, όπως ο διαχωρισμός του οξυγόνου και του αζώτου από τον αέρα και ο διαχωρισμός των υδρογονανθράκων από το φυσικό αέριο.

Συνολικά, τα μοριακά κόσκινα είναι ευπροσάρμοστα υλικά που έχουν ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών στις χημικές και πετροχημικές βιομηχανίες. Είναι απαραίτητα για την παραγωγή αερίων υψηλής καθαρότητας και προσφέρουν πολλά πλεονεκτήματα έναντι των παραδοσιακών μεθόδων διαχωρισμού, όπως η χαμηλή κατανάλωση ενέργειας, η υψηλή επιλεκτικότητα και η ευκολία λειτουργίας. Με την αυξανόμενη ζήτηση για αέρια υψηλής καθαρότητας σε διάφορες βιομηχανικές διεργασίες, η χρήση μοριακών κόστη αναμένεται να αυξηθεί στο μέλλον.