分子筛纯化系统能耗影响因素-卧式和立式吸附器特点

分子筛纯化系统能耗影响因素，卧式和立式吸附器特点

近年来,空分设备技术取得了长足进步,空分设备的制造能力已达到12万m3/h等级。

分子筛纯化系统是空气进入冷箱前对空气进行净化处理的关键部机,用于清除空气中的水分、二氧化碳、乙炔及碳氢化合物等物质,防止低温设备堵塞、甚至爆炸,保证空分设备长期安全、可靠运行。分子筛纯化系统通常由两台分子筛吸附器、加热设备、阀门、管道和仪电控组成。两台吸附器中台吸附另一台再生,待一台吸附饱和后,另台再生好的吸附器投入工作,切换吸附。

分子筛纯化系统的运行能耗主要由两部分组成:

（1）吸附时克服空气流经分子筛吸附器、阀门、管道所需的能耗;

（2）再生所需的能耗,包括再生加热时的热能消耗、加热/吹冷时的污氮气消耗以及克服污氮气流经加热设备、吸附器、消声器、管道和阀门等的阻力消耗等。

分子筛纯化系统吸附器的主要结构形式有水平床和立式径向流两种。

立式或卧式水平床吸附器,空气从吸附器床层的下平面进入,从床层的上平面流出。床层一般是双层,下层为活性氧化铝,上层为分子筛。该结构形式的吸附器在国内已经使用近30年,设计日益成熟,解决了内部支撑栅架防分子筛泄漏、床层均布等难题,运行稳定可靠。在制造方面,具有制造成本相对较低,装、卸料方便等优点。在使用方面,用户的检查、维修也相对简单并积累了丰富的经验,因此在国内空分领域占主要份额。水平床吸附器的缺点是气体进、出口都需要一定的均布空间，床层体积占设备总体积的35%左右，因此设备空间利用率校低。对于大型空分设备分子筛纯化系统,水平床吸附器体积较大,并且因为卧式放置占地面积也较大。在节能上采取控制床层高度和气体流速等措施,减小阻力降。由于床层长径比的关系,一般吸附器阻力控制在小于6kPa。

立式径向流吸附器由上封头、下封头、筒体3层同心多孔圆筒、内置粉末过滤器、上接管、下接管和裙座等组成。

空气从外周流道径向进入,穿过活性氧化铝外层和分子内层从中心管流出。床层空间体积占设备总体租的50%左右,空间有效利用率较高,因此吸附器的体积、重量可以减小，并且因为立式安装占地面积也较小。在制造方面,由于内部由多个同心床层组成,制造要求高、难度大、成本高。在使用方面,内部空间狭小,装、卸料维修难度大,对内部网格牢固度和使用寿命要求也更高。

立式径向流吸附器由于直径变化,空气流经的每个圆周而的流速都不同,因此内、外圈的吸附能力不同,并且床层沿高度方向的均匀性难以做到一致,床层的厚度受到限制,加上周向通气迎风面大,床层阻力相对较小,设备阻力可以控制在小于4kPa。由于床层的厚度受到限制,吸附时间较短，一般为4小时。立式径向流吸附器内部不通气段占比相对较大，在20000m3/h及以下空分设备中优势不明显。

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