分子筛在气体纯化系统中的应用

分子筛在气体纯化系统中的应用

空分设备中,分子筛纯化系统设置在空气预冷系统之后。被压缩的空气经过空气预冷系统冷却后,空气中的水分、二氧化碳、乙炔和其他碳氢化合物等仍然存在。如果空气不经纯化处理,被冻结下来的水分和二氧化碳沉积在低温换热器、透平膨胀机或精馏塔里,就会堵塞通道、管路和阀门,乙炔积聚在液氧中更有爆炸的危险。因此分子筛纯化系统的作用就是清除空气中所含的水分、乙炔、二氧化碳、丙烯和丁烯等杂质,从而保证空分设备长期安全、可靠的运行。 

目前，国内空分设备使用的空气纯化器，按放置方式来分有立式和卧式两种，从结构来分有单层床和双层床两种。立式空气纯化器具有占地面积小的优点，而卧式空气纯化器结构虽然较为简单，但占地面积较大，因而使用场合具有局限性。单层床中使用的吸附剂是分子筛，承担着吸附水分、二氧化碳及碳氢化合物等有害组分。

单层床和双层床相比，双层床具有以下优点：

（1）氧化铝对空气中的酸性组分( 例如SO2、NO2、Hcl等)部分可以吸附，而这些酸性组分对分子筛是有害的，因为它可以和分子筛吸附的水分生成酸，使分子筛的晶格受到破坏，即分子筛中毒，损害了分子筛的性能。采用双层床后，预先用氧化铝将水吸附，这就对分子筛起了良好的保护作用，延长分子筛的使用寿命。

（2）分子筛对水较氧化铝有较强的亲合力，因而解吸时消耗的能量要多；用氧化铝来去除水，可降低再生能耗。

（3）吸附水分所需的分子筛用氧化铝代替，可节省成本，因氧化铝的价格比分子筛要便宜得多。在相对湿度100 %(即饱和)的空气中,活性氧化铝的吸湿性能更优于分子筛，在吸附床下层用氧化铝吸附饱和空气中的水分后,待水分的浓度在氧化铝处降低后,再利用上层的分子筛进行深度吸附。