分子筛的三种活化方式

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1、分子筛的活化在了解分子筛的活化方式之前我简单的将分子筛是什么，查找 了一些相关资料进行一定了解，但相关资料比较庞杂，以下这种说法 我看来还是比较准确“分子筛是结晶态的硅酸盐或硅铝酸盐，由硅氧 四面体或铝氧四面体通过氧桥键相连而形成。结构中有规整而均匀的 孔道，孔径为分子大小的数量级，它只允许直径比孔径小的分子进入， 因此能将混合物中的分子按大小加以筛分。”当然由于分子筛的种类 比较繁多而用途也各异，而分子筛的吸附原理也并非只是简单的物理 吸附这么简单，有些分子筛同时也具有化学吸附的作用， 物理吸附的 吸附力为分子间作用力，而化学吸附是由化学键的作用力产生得。而 13X分子筛，13X型分子筛的孔

2、径为10A，吸附小于10A任何分子。而分子筛的作用主要是将 压缩空气中的水分和乙炔、二氧化碳、 烃类化合物、及氮氧化物吸附，以符合工艺生产的要求。二氧化碳（C02）和一氧化二氮（N20）会冻结在换热器和冷凝 器的管道中从而堵塞通道。如果碳氢化合物含量过高如烃类，特 别是乙炔，如果累积在主冷凝蒸发器中有可能形成爆炸性混合物。 但是即使用分子筛也未必能将所用的碳氢化合物都除去，特别是丙烷和甲烷，很容易通过分子筛而进入主冷在主冷积聚，这样就只能不断的更新主冷中的液氧将这些碳氢化合物带走，使其维持在一个安全的范围内。除了丙烷和甲烷外还有一些氮氧化合物也 会沉积在换热器和主冷中对设备造成损害，而我们厂也

3、针对氮氧 化合物添加了相应的吸附剂 CAX以保证工艺的正常运行。相应的为了增加13X分子筛的吸附效率，还专门用了活性氧化铝来吸 收空气中的水分，由于颗粒较13X分子筛坚硬也优先吸附水分被 安放在床层的最低端来吸收水分和抵御气流的冲击。各杂质在分子筛中的吸附量如图所示I HyrlrerLPrtimiHT阳ce Moi咅tuw瘵凰書水绘Alumins Layers-氧化祸昙AdsoOnly Watr如po便畋曲水號岂SUPPORT ALUMINA LAYER., 壇駆ft锯展MOLECULAR SIEVELAYERWith Light Hydrocarbona常有軽離氧址舎樹的空岂曲口ACTIVA

4、TED ALUMINA LAYER厝桂乘足爵启AIR INLETAir wrtti 匚rbon Dioxide, WaterVapen Heavy efwJ Lrght Hycfrocarfcons,Acetytene, Oxides of Mitrog&n. and Other Contaminanta空气遊口 -时二知水楚气.武和轻察氢比音韧、乙焕、氨的氧化窃利茸牺沖业物的空m分子筛层上应含有CaX吸收残余的氮氧化合物有时在启停车过程中由于气流过大也会发生冲床的事故，还由于吸附是发生在高压低温利于吸附，低压高温利于解析所以， 因此在启停车过程中压力短暂的降低会影响但吸附剂的吸附容量所以吸附

5、流量不得高于正常工作流量的70%还有改变出口温度也会对床层的吸附量产生很的大影响如图:横坐标是入口温度，竖坐标代表吸附流量。分子的吸附过程根据他的吸附原理一般分为变温吸附和变压吸 附，如果压力不变，在常温或低温的情况下吸附，用高温解吸的 方法，称为变温吸附（简称 TSA）。如果温度不变，在加压的情况下吸附，用减压（抽真空）或常压 解吸的方法，称为变压吸附（简称 PSA。而我们工厂所用的TSA吸附完的分子筛需要活化再生而才能够 投入下一个循环使用，完整的解吸需要加热的污氮气对吸附剂床层进行彻底的吹扫。污氮气从E202流出被加热到大约175C的温度下。最容易 被吸附的水蒸汽将最后被解吸。 在解吸的

6、水蒸汽的温度下， 已经 将所有其他杂质解吸。在开始加热时，加热污氮气首先通过入口处向出口汇聚，但解析过程是一个吸热的过程， 热量在通过床层到达出口时被吸附 剂吸收温度达到最低值，出口温度并随着这热量的逐步前移而升 高。进入冷吹阶段后热量被推动前移出口温度达到最高值，冷吹峰值的高低的是分子筛活化是否彻底的标志。当热量到达氧化铝和解吸水的显著温度时就会有大量的水份析 出这时的温度被称为水的高峰温度。 床层温度升高后达到水的解 吸点（41 C）表示所有的水已被吹除，并没有过多的热量输入。 为了节省能源，操作可能会降低的加热再生步骤的时间或加热器 的输出温度。如果床层温度没有达到水的解吸点，则没有足够

7、的热量来解析所 有的水蒸汽。为了防止杂质和水分的残留， 操作时应增加加热再 生步骤的时间或加热器的输出温度。下面是出口温度和空气中的杂质析出时的曲线 TOTAL REACTIVATION TIME TOTAL REACTIVATION TIMEREACTIVATIONOUTLETTEMPERATURE(TI-1808A/B)A HOT REACTIVATION TIME HEATER OFF讣 COOLDOWN TIME TOTAL REACTIVATION TIME再活化吹扫开始后不久，曲线将下降，然后再上升。然后， 趋势水平时，清除二氧化碳。第二扁平线是在解吸点的水气。平 线的长度表示被解

8、吸的水的相对量。 行的时间越长， 更多的水被 释放。然后，阴影部分是多余的热量的峰值温度曲线，碳氢化合 物和其他污染物在不同的点沿下条曲线脱附。TSA 再生模式是如上面曲线所示有大部分热量浪费加热了 床层，吹除时产生冷吹峰值，而阴影部分表示TSA再生的过程中 有多余的热量放出。LWH 模式的理论是提供足够的能量，加热再生气体，除去 分子筛层和氧化铝层的吸附物。 其计算基点是再生气体出口温度 TI1808A/B。如在曲线上表示就是出口温度曲线刚好无限接近第 二条曲线。有少量的废热产生。热峰 （冷吹峰值） - 加热器提 供更多的热量来除去二氧化碳和水分是必要的， 这多余的热量由 再生气体带出。 “

9、低余热”再生的目标是尽量减少这种热峰。再 生能量被最小化， 通过减少输入的热量到床层上， 直到离开床层 温度是在65和100C（以往的再生的典型值）之间的热峰。这 被称为低余热为较低的多余能量离开床层。 分子筛完全再生彻底 时用最小热量以减少能耗。冷吹 - 热峰退出床后床继续进行冷吹直到再生气体出口 是略高于进料气体的温度。额外冷吹 - 更多的冷却气体被引入到床层， 这将进一步冷 却吸附剂。 这个过程不会带来任何效益， 应尽量降低再生流速和 调整加热和冷却时间。 无论加热时间怎么调整则总得吸附时间不 变，泄压，并行，充压时间也不会改变只会改变加热时间而加热 时间减少的量会增加到冷吹时间中，以使

10、总的吸附时间不变。TPSA模式适用于只提供足够的能量将分子筛层的吸附物除 去。在氧化铝层中使用 PSA模式再生，也就是说分子筛层用 TSA 的模式将吸附物除去，而氧化铝层用PSA的方式将水分除去，也 就是说，较 LWH 模式更为节能，再生过程中不会出现的任何显 著的热量峰值。这种方式使TSA的床层的再生所需的总热量保持 在最小量。计算基点是分子筛和氧化铝的中间点TI1821A/B。氧化铝层中的水分是通过降压脱附的方式来进行再生， 用大量的污 氮气将氧化铝层中的水分带出。 TPSA的时间运行方式和LWH模 式一样。虽然床层在线时，控制逻辑监视通过床层温度，压力和流 量，从这些信息中，它是能够计算

11、床上所经过的吸附量，然后， 根据由操作者所提供的加热器设定值和需要的再生气流量， 由内 部计算出可用的加热时间。 加热时间的计算公式比较复杂不大理 解在这就不写了。LWH和TPSA模式可以在任何时候打开和关闭。 当程序处于 脱机状态时， 它仍能够获取数据计算热负荷和加热时间。 当打开 它，TSA程序通过加热时间设置从程序中计算出的下一个周期的 加热时间，但是当工厂重新启动后，LWH, TPSA保持在TSA模式 循环运行，直到TSA正常运行，并运行一个周期，然后程序模式 化，当你把它关掉，加热时间和 TSA 模式设置时间一致。一旦我们打开LWH和TPSA模式，观察从程序计算的下一 个周期的加热时间和冷却时间。 保持在 100 摄氏度的热峰温度设 定点。观察热峰温度和 CO2 两个或三个周期。减少热量的峰值 设定点在每周期降低 5 摄氏度。，确保热峰温度不低于 70摄氏度 和C02没有穿透。一旦发现热峰降低或 C02出现穿透，提高的 热峰值设定点，以确保完全再生。