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分子篩在氣體純化係統中的應用

2020-02-08

分子篩在氣體純化係統中的應用

空分設備中,分子篩純化係統設置在空氣預冷係統之後。被壓縮的空氣經過空氣預冷係統冷卻後,空氣中的水分、二氧化碳、乙炔和其他碳氫化合物等仍然存在。如果空氣不經純化處理,被凍結下來的水分和二氧化碳沉積在低溫換熱器、透平膨脹機或精餾塔裏,就會堵塞通道、管路和閥門,乙炔積聚在液氧中更有爆炸的危險。因此分子篩純化係統的作用就是清除空氣中所含的水分、乙炔、二氧化碳、丙烯和丁烯等雜質,從而保證空分設備長期安全、可靠的運行。 

目前,國內空分設備使用的空氣純化器,按放置方式來分有立式和臥式兩種,從結構來分有單層床和雙層床兩種。立式空氣純化器具有占地麵積小的優點,而臥式空氣純化器結構雖然較為簡單,但占地麵積較大,因而使用場合具有局限性。單層床中使用的吸附劑是分子篩,承擔著吸附水分、二氧化碳及碳氫化合物等有害組分。

專業氣體純化係統

單層床和雙層床相比,雙層床具有以下優點:

(1)氧化鋁對空氣中的酸性組分( 例如SO2、NO2、Hcl等)部分可以吸附,而這些酸性組分對分子篩是有害的,因為它可以和分子篩吸附的水分生成酸,使分子篩的晶格受到破壞,即分子篩中毒,損害了分子篩的性能。采用雙層床後,預先用氧化鋁將水吸附,這就對分子篩起了良好的保護作用,延長分子篩的使用壽命。

(2)分子篩對水較氧化鋁有較強的親合力,因而解吸時消耗的能量要多;用氧化鋁來去除水,可降低再生能耗。

(3)吸附水分所需的分子篩用氧化鋁代替,可節省成本,因氧化鋁的價格比分子篩要便宜得多。在相對濕度100 %(即飽和)的空氣中,活性氧化鋁的吸濕性能更優於分子篩,在吸附床下層用氧化鋁吸附飽和空氣中的水分後,待水分的濃度在氧化鋁處降低後,再利用上層的分子篩進行深度吸附。

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