分子筛系统培训课件

1、分子筛吸附器培训课件，唐建，新港煤气厂，2010年11月。培训内容：1。吸附原理和常用吸附剂2。结构3。吸附器工作流程4。运营管理5。分子筛吸附器6的常见故障。分子筛吸附器事故案例分析。1.吸附原理和常用吸附剂。吸附也称为吸附，这是一种自然现象，即物质和分子的浓度在它们之间的界面上自动变化。研究表明，吸附现象不仅发生在固-气界面，还发生在液-气界面和固-液界面。吸附系统由吸附剂和吸附质组成。我们称具有一定吸附能力的物质为吸附剂，被吸附的物质为吸附质。硅胶、活性氧化铝、惰性氧化铝和分子筛通常用作空气分离和制氧设备的吸附器中的吸附剂。1.吸附原理和常用吸附剂1.1吸附特性一旦吸附剂和被吸附物接触，

2、吸附就会自发发生，这是吸附的一个重要特性。根据热力学定律，自然界中任何能减少自身能量的行为都可以自发进行。例如，水从高处流到低处，热量从高温端传递到低温端，所有这些都是自动进行的，因为结果降低了它们的原始能量。吸附剂的表面吸附其他介质中的分子。该过程的结果是，吸附剂的原始“表面自由能”降低，因此吸附可以自发进行。在压缩空气干燥器中，水蒸气的吸附过程是一个没有任何外部能量的自发过程。1.1.2物理吸附和化学吸附根据吸附剂表面和被吸附物分子之间作用力的不同，吸附可分为物理吸附和化学吸附。对于物理吸附，当吸附剂和被吸附物通过分子间力(也称为“范德华力”)相互吸引时，就会发生吸附。在化学吸附中，被吸附

3、的分子与吸附剂表面的原子相互作用，在吸附剂和被吸附物之间会发生电子转移、原子重排或化学键破坏和形成的现象。物理吸附发生在我们研究的压缩空气吸附干燥范围内。物理吸附具有以下特点：一、吸附原理和常用吸附剂。(1)吸附力小，吸附的气体分子容易返回气相，即容易“解吸”(也称“解吸”)；(2)一般来说，物理吸附过程是可逆的，几乎不需要活化能(即使需要，也很小)，吸附和解吸的速度很快，即一旦吸附剂与被吸附物接触，吸附立即发生；(3)所有吸附过程都是放热反应，物理吸附释放的“吸附热”远小于化学吸附释放的“吸附热”，其热量接近液态吸附质的汽化热或气态冷凝热；(4)物理吸附没有选择性，即任何固体都可以吸附任何气

4、体，只是吸附量不同(吸附量太小的吸附没有实际应用价值)；(5)物理吸附与冷凝有关，因此只有当它低于被吸附物质的沸点时，才能进行物理吸附。1.吸附原理和常用吸附剂一样，1.3吸附容量吸附容量包括静态吸附容量(平衡吸附容量)和动态吸附容量。静态吸附容量是指在吸附剂和被吸附气体(被吸附物)达到完全平衡后(即单位时间的吸附速度和解吸速度相等时)，每单位质量吸附剂吸附的气体量，为： mol/g(或g/g)。动态吸附容量是指当两种或多种混合气体通过吸附床时，吸附气体在吸附塔出口端达到去除精度时，吸附塔内吸附剂吸附的气体量的平均值。在吸附式干燥器中，压缩空气可视为干燥空气和水蒸气的二元混合物。当干燥器出口处

5、的空气达到预定的“露点”时，塔中填充的吸附剂重量中吸附水蒸气的百分比被定义为动态的1.吸附原理和常用吸附剂1.4当吸附热吸附剂与气体或液体混合物接触时，伴随吸附过程的热效应称为“吸附热”，它是表征吸附现象的特征参数之一。对于大多数吸附系统，吸附过程是放热的，而解吸过程是吸热的。吸附热能准确反映吸附剂的活性和吸附能力，有助于吸附剂的选择、吸附设备的能量平衡和吸附过程的控制。物理吸附的吸附热一般接近其被吸附物的液化热(此外，它还含有润湿热，但量很小)。它首先由吸附质的性质决定，其次受吸附剂的性质影响。1.吸附原理和常用吸附剂2。吸附剂：空气分离生产中常用的吸附剂包括硅胶、活性氧化铝、惰性氧化铝和分

6、子筛。硅胶常用于空气分离过程中的液态空气吸附器和液氧吸附器，在我厂1000、3350和3200制氧机过程中使用，但由于工艺配置不同，在4500、10000和16000制氧机过程中不再需要。主要介绍了活性氧化铝、惰性氧化铝和分子筛等常用吸附剂。1.吸附原理和常用吸附剂，13X-APG1/16 bar分子筛和13X球形分子筛指钠型，具有钠型晶体结构，能吸附临界直径为10A的分子，化学式为Na2O * Al2O3 * (2.80.2)二氧化硅* (6-7) H2O，主要用于净化空分设备的原料；所有能吸附在3A、4A和5A子筛上的分子都能吸附13X型。它能吸附大临界直径的分子，如一些芳烃和支链烃；深深

7、吸附H2O和二氧化碳，以及一些碳氢化合物。主要产品技术指标见表1。这里不再详细介绍5A分子筛。一、吸附原理和常用吸附剂。13X分子筛主要产品、单位产品规格及标准球形(812目和48目)条带(1/161/8 )直径(d) mm 1.6-2.5的技术指标见表1。 1.6 3.2粒度% 98 98 98 92 92堆积密度 g/Ml 67.00% 0.66 0.64 0.62 0.61磨损率% wt 0.1 0.1 0.2 0.2抗压强度 N 40 80 100 30 70 CO2吸附 mg/g 180 180 180 180静态水吸附 mg/G 265 265 265 265 265 265 不同

8、温度下吸附剂对水的静态吸附容量(质量分数)/ 25 50 75 100 125 150 250吸附剂13X分子筛22% 21% 18.5% 15% 9% 6% 3.5%活性氧化铝10% 6% 2.5% 2% 1% 0水蒸气分压高于3360为011千帕吸附原理及常用吸附剂、不同吸附剂常温干燥效率吸附剂干气露点/活性氧化铝-70-40 不同再生温度下再生效果的比较再生温度/它具有比表面积大、吸附性能好、耐压、耐磨、耐热、抗压强度高、磨损率低、不粉化、不爆裂等特点。它对冷热突变也有很强的抵抗力。当空气的饱和含水量较高时，吸水性较好，在与分子筛相同高度的床层下，阻力较低。分子式：AL2O3活性氧化铝主

9、要用于去除空气中的水分，强度高，不易破碎。活性氧化铝价格相对较低，因此当处理空气温度较高(15-20)且空气中饱和含水量较大时，在下层设置活性氧化铝并初步干燥空气更为经济节能。因此，在大中型空分设备中，选择双床吸附器是很常见的。1.吸附原理及常用吸附剂惰性氧化铝陶瓷球具有强度高、化学稳定性好、热稳定性好的特点，耐高温高压，不易被酸碱腐蚀。常用作化工反应器中催化剂的支撑剂和覆盖剂。在空气分离的应用中，惰性氧化铝起到支撑吸附剂和均匀分布气流的作用，但它没有吸附功能。惰性氧化铝陶瓷球，2。分子筛吸附器结构，立式双层径向流吸附器示意图，2。分子筛吸附器结构，立式径向流吸附器：其气流径向通过吸附层并垂直

10、放置。与卧式吸附器相比，它在较大的空气分离中节省了土地。然而，其多层吸附剂要求高同心度和高制造成本。并且不便于进入和维护。由于运输的影响，直径不宜过大，所以吸附周期大多设定在0 3小时。在相同的空气分离等级下，4小时内吸附剂的量与卧式吸附器的量相似。2.分子筛吸附器、垂直轴向气流吸附器的结构：气流容易均匀分布，但气流面积受筒体直径的限制，因此只能在10000空分设备中使用。直径太大，很难运输。二是分子筛吸附器的结构，卧式双床吸附，二是分子筛吸附器的结构，卧式双床吸附器目前应用广泛，但由于操作不当，经常造成穿孔事故，造成两种吸附剂混床无法分离，导致空分设备停工。这种故障给大中型设备带来了巨大的损

11、失。为此，杭氧股份有限公司开发了一种新型刚性结构隔板，替代了原来用单层丝网分离两种吸附剂的方案，有效解决了可能出现的混床问题。了解10000和16000分子筛的结构(查阅相关图纸)，2。分子筛吸附器的结构，垂直径向流吸附器，其气流径向穿过吸附层并垂直放置。与卧式吸附器相比，它在较大的空气分离中节省了土地。然而，其多层吸附剂要求高同心度和高制造成本。并且不便于进入和维护。由于运输的影响，直径不宜过大，所以吸附周期大多设定在0 3小时。在相同的空气分离等级下，4小时内吸附剂的量与卧式吸附器的量相似。20，000 30，000空分设备两种结构实际运行参数的比较：结构空气处理工程13x分子筛氧化铝污氮

12、再生平均型量Nm3/h温度周期(H)用量(吨)用量(吨)Nm3/H电耗kW卧式吸附器147000 17 4 56 32 28000 575立式径向流吸附器142000 10 2.5 43 21 27500 630卧式吸附器112003.分子筛吸附器的工作过程；2.模拟分子筛阀动作图。通过演示分子筛吸附系统的工作过程和模拟分子筛阀的动作图，我们有了更好的了解。1.分子筛工作流程演示；3.分子筛吸附器的工作过程；3.分子筛吸附器的工作过程；工艺原理：1 .分子筛纯化系统通常由吸附器组成。吸附器中装有分子筛和活性氧化铝等吸附剂，以吸附和去除空气中的二氧化碳、水分和一些碳氢化合物。分子筛纯化系统的吸附

13、器通常在两个吸附器之间切换。一个吸附饱和后，投入另一个再生吸附器使用。3.分子筛吸附器的工作过程；2.饱和吸附后，吸附剂将失去继续吸附的能力，应在使用前进行再生。再生过程是吸附-解吸的逆过程，即一些碳氢化合物如吸附水、二氧化碳和乙炔被污浊的氮气带走，然后再利用。再生一般分为四个步骤：1 .降压。2.希蒂，3。分子筛吸附器的工作过程。在再生和减压过程中，吸附饱和的吸附器内部压力将降低到再生气体的压力。在加热过程中，吸附剂被低压高温干燥的氮气加热解吸，吸附在里面的杂质被带走。在吹洗和冷却过程中，吸附剂在常温下被干燥的脏氮气吹洗和冷却，直到内部吸附剂的温度冷却下来。加压是将另一个工作吸附器中的空气置

14、换到再生吸附器中以增加压力，吸附器加压后即可投入使用。3.分子筛吸附器的工作过程；4.吸附器中装有一定床高的吸附剂，在一定的压力和温度下进行吸附。吸附剂包括分子筛和活性氧化铝。通常，仅使用分子筛的吸附被称为单床吸附器。使用分子筛和氧化铝吸附剂的吸附器称为双床吸附器。目前，13X -APG分子筛广泛应用于空气分离。利用颗粒内部的多孔性和对极性分子的强亲和力，通过选择性吸附二氧化碳、水分和一些碳氢化合物等杂质，可以净化空气。3.分子筛吸附器的工作过程；5.空气中的二氧化硫、氯化氢、氯气和一氧化氮等有害物质也会被分子筛吸附，吸附后会与分子筛发生反应，破坏分子筛的内部晶格，从而影响分子筛的使用寿命。因

15、此，在大中型空分设备的分子筛纯化系统前设置空气预冷系统，对空气中的酸性成分和氨进行洗涤和纯化，并对空气进行冷却，有利于提高分子筛的使用寿命和吸附能力。3.分子筛吸附器的工作过程；6.活性氧化铝具有抗压强度高、磨损率低、不粉化、不爆裂的特点。它对冷热突变也有很强的抵抗力。当空气的饱和含水量较高时，具有较好的吸水性，在与分子筛相同高度的床层下，阻力较低。活性氧化铝价格相对较低，因此当处理空气温度较高(15-20)且空气中饱和含水量较大时，在下层设置活性氧化铝并初步干燥空气更为经济节能。因此，在大中型空分设备中，选择双床吸附器是很常见的。3.分子筛吸附器的工作过程；7.电加热器的主要部件是电热管。形式有：直管、U形管、带翅片的U形管、PTC管等。直管电热元件易于维