分子篩的三種活化方式

1、在了解分子篩的活化方式之前我簡單的將分子篩是什么，查找 了一些相關(guān)資料進(jìn)行一定了解，但相關(guān)資料比較龐雜，以下這種說法 我看來還是比較準(zhǔn)確“分子篩是結(jié)晶態(tài)的硅酸鹽或硅鋁酸鹽，由硅氧 四面體或鋁氧四面體通過氧橋鍵相連而形成。結(jié)構(gòu)中有規(guī)整而均勻的 孔道，孔徑為分子大小的數(shù)量級，它只允許直徑比孔徑小的分子進(jìn)入， 因此能將混合物中的分子按大小加以篩分?！碑?dāng)然由于分子篩的種類 比較繁多而用途也各異，而分子篩的吸附原理也并非只是簡單的物理 吸附這么簡單，有些分子篩同時(shí)也具有化學(xué)吸附的作用， 物理吸附的 吸附力為分子間作用力，而化學(xué)吸附是由化學(xué)鍵的作用力產(chǎn)生得。而 13X分子篩，13X型分子篩的孔徑為10A,

2、吸附小于10A任何分子。而分子篩的作用主要是將 壓縮空氣中的水分和乙烘、二氧化 碳、燒類化合物、及氮氧化物吸附，以符合工藝生產(chǎn)的要求。二氧化碳（CO2和一氧化二氮（N2O會凍結(jié)在換熱器和 冷凝器的管道中從而堵塞通道。如果碳?xì)浠衔锖窟^高如燃 類，特別是乙烘，如果累積在主冷凝蒸發(fā)器中有可能形成爆炸性 混合物。但是即使用分子篩也未必能將所用的碳?xì)浠衔锒汲?去，特別是 丙烷和甲烷，很容易通過分子篩而進(jìn)入主冷在主冷 積聚，這樣就只能不斷的更新主冷中的液氧將這些碳?xì)浠衔飵?走，使其維持在一個(gè)安全的范圍內(nèi)。除了丙烷和甲烷外還有一些氮氧化合物也會沉積在換熱器和主冷中對設(shè)備造成損害，而我們廠也針對氮氧化

3、合物添加了相應(yīng)的吸附劑CAX以保證工藝的正 常運(yùn)行。相應(yīng)的為了增加13X分子篩的吸附效率，還專門用了活性氧化鋁來吸收空氣中的水分，由于顆粒較13X分子篩堅(jiān)硬也優(yōu)先吸附水分被安放在床層的最低端來吸收水分和抵御氣流的沖擊。各雜質(zhì)在分子篩中的吸附量如圖所示分子篩層上應(yīng)含有CaX吸收殘余的氮氧化合物。有時(shí)在啟停車過程中由于氣流過大也會發(fā)生沖床的事故，還由于吸附是發(fā)生在高壓低溫利于吸附，低壓高溫利于解析所以，因此在啟停車過程中壓力短暫的降低會影響但吸附劑的吸附容量所以吸附流量不得高于正常工作流量的70%。還有改變出口溫度也會對床層的吸附量產(chǎn)生很的大影響如圖：橫坐標(biāo)是入口溫度，豎坐標(biāo)代表吸附流量。分子的吸

4、附過程根據(jù)他的吸附原理一般分為變溫吸附和變壓吸附，如果壓力不變，在常溫或低溫的情況下吸附，用高溫解吸的方法，稱為變溫吸附（簡稱TSA） 。如果溫度不變，在加壓的情況下吸附，用減壓（抽真空）或常壓解吸的方法，稱為變壓吸附（簡稱PSA） 。而我們工廠所用的TSA吸附完的分子篩需要活化再生而才能夠投入下一個(gè)循環(huán)使用，完整的解吸需要加熱的污氮?dú)鈱ξ絼┐矊舆M(jìn)行徹底的吹掃。污氮?dú)鈴?E202流出被加熱到大約175c的溫度下。最容易 被吸附的水蒸汽將最后被解吸。 在解吸的水蒸汽的溫度下， 已經(jīng) 將所有其他雜質(zhì)解吸。在開始加熱時(shí)，加熱污氮?dú)馐紫韧ㄟ^入口處向出口匯聚，但解析過程是一個(gè)吸熱的過程， 熱量在通過床

5、層到達(dá)出口時(shí)被吸附 劑吸收溫度達(dá)到最低值，出口溫度弁隨著這熱量的逐步前移而升 高。進(jìn)入冷吹階段后熱量被推動前移出口溫度達(dá)到最高值，冷吹峰值的高低的是分子篩活化是否徹底的標(biāo)志。當(dāng)熱量到達(dá)氧化鋁和解吸水的顯著溫度時(shí)就會有大量的水份析 出這時(shí)的溫度被稱為水的高峰溫度。 床層溫度升高后達(dá)到水的解 吸點(diǎn)（41° C）,表示所有的水已被吹除，弁沒有過多的熱量輸入。 為了節(jié)省能源，操作可能會降低的加熱再生步驟的時(shí)間或加熱器 的輸出溫度。如果床層溫度沒有達(dá)到水的解吸點(diǎn)，則沒有足夠的熱量來解析所 有的水蒸汽。為了防止雜質(zhì)和水分的殘留， 操作時(shí)應(yīng)增加加熱再 生步驟的時(shí)間或加熱器的輸出溫度。下面是出口溫度

6、和空氣中的雜質(zhì)析出時(shí)的曲線REACTIVATIONOUTLETTEMPERATURE(TI-1808A/B)OUTLET PEAK, AS INDICATED ON TI-1808A/B再活化吹掃開始后不久，曲線將下降，然后再上升。然后，趨勢水平時(shí)，清除二氧化碳。第二扁平線是在解吸點(diǎn)的水氣。平線的長度表示被解吸的水的相對量。行的時(shí)間越長，更多的水被釋放。然后，陰影部分是多余的熱量的峰值溫度曲線，碳?xì)浠衔锖推渌廴疚镌诓煌狞c(diǎn)沿下條曲線脫附。TSA 再生模式是如上面曲線所示有大部分熱量浪費(fèi)加熱了床層，吹除時(shí)產(chǎn)生冷吹峰值，而陰影部分表示TSA再生的過程中 有多余的熱量放出。LWH模式的理論是提供

7、足夠的能量，加熱再生氣體，除去分子篩層和氧化鋁層的吸附物。其計(jì)算基點(diǎn)是再生氣體出口溫度TI1808A/B 。如在曲線上表示就是出口溫度曲線剛好無限接近第二條曲線。有少量的廢熱產(chǎn)生。熱峰（冷吹峰值）- 加熱器提供更多的熱量來除去二氧化碳和水分是必要的，這多余的熱量由再生氣體帶出。 “低余熱”再生的目標(biāo)是盡量減少這種熱峰。再生能量被最小化，通過減少輸入的熱量到床層上，直到離開床層溫度是在65°和100（以往的再生的典型值）之間的熱峰。這被稱為低余熱為較低的多余能量離開床層。分子篩完全再生徹底時(shí)用最小熱量以減少能耗。冷吹 - 熱峰退出床后床繼續(xù)進(jìn)行冷吹直到再生氣體出口是略高于進(jìn)料氣體的溫度

8、。額外冷吹- 更多的冷卻氣體被引入到床層，這將進(jìn)一步冷卻吸附劑。這個(gè)過程不會帶來任何效益，應(yīng)盡量降低再生流速和調(diào)整加熱和冷卻時(shí)間。無論加熱時(shí)間怎么調(diào)整則總得吸附時(shí)間不變，泄壓，并行，充壓時(shí)間也不會改變只會改變加熱時(shí)間而加熱 時(shí)間減少的量會增加到冷吹時(shí)間中，以使總的吸附時(shí)間不變。TPSA模式適用于只提供足夠的能量將分子篩層的吸附物除去。在氧化鋁層中使用 PSA模式再生，也就是說分子篩層用 TSA 的模式將吸附物除去，而氧化鋁層用PSA的方式將水分除去，也 就是說，較LWH（式更為節(jié)能，再生過程中不會出現(xiàn)的任何顯著 的熱量峰值。這種方式使TSA的床層的再生所需的總熱量保持在 最小量。計(jì)算基點(diǎn)是分子

9、篩和氧化鋁的中間點(diǎn)TI1821A/B 。氧化鋁層中的水分是通過降壓脫附的方式來進(jìn)行再生，用大量的污氮?dú)鈱⒀趸X層中的水分帶出。TPSA的時(shí)間運(yùn)行方式和 LWH英式 一樣。雖然床層在線時(shí)，控制邏輯監(jiān)視通過床層溫度，壓力和流量，從這些信息中，它是能夠計(jì)算床上所經(jīng)過的吸附量，然后，根據(jù)由操作者所提供的加熱器設(shè)定值和需要的再生氣流量，由內(nèi)部計(jì)算出可用的加熱時(shí)間。加熱時(shí)間的計(jì)算公式比較復(fù)雜不大理解在這就不寫了。lwhK tpsA英式可以在任何時(shí)候打開和關(guān)閉。當(dāng)程序處于脫機(jī)狀態(tài)時(shí)，它仍能夠獲取數(shù)據(jù)計(jì)算熱負(fù)荷和加熱時(shí)間。當(dāng)打開它，TSA程序通過加熱時(shí)間設(shè)置從程序中計(jì)算出的下一個(gè)周期的加熱時(shí)間，但是當(dāng)工廠重新啟動后，LWH TPSA保持在TSA模式循環(huán)運(yùn)行，直到TSA正常運(yùn)行，并運(yùn)行一個(gè)周期，然后程序模式 化，當(dāng)你把它關(guān)掉，加熱時(shí)間和 TSA模式設(shè)置時(shí)間一致。一旦我們打開LWHm TPSA英