分子篩在氣體純化系統中的應用

分子篩在氣體純化系統中的應用

空分設備中,分子篩純化系統設置在空氣預冷系統之后。被壓縮的空氣經過空氣預冷系統冷卻后,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里,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。因此分子篩純化系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面積小的優點，而臥式空氣純化器結構雖然較為簡單，但占地面積較大，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。

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。采用雙層床后，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于分子篩，在吸附床下層用氧化鋁吸附飽和空氣中的水分后,待水分的濃度在氧化鋁處降低后,再利用上層的分子篩進行深度吸附。