分子筛吸附原理.docVIP

. . 分子筛吸附原理 吸附是一种把气态和液态物质（吸附质）固定在固体表面（吸附剂）上的物理现象，这种固体（吸附剂）具有大量微孔的活性表面，吸附质的分子受到吸附剂表面引力的作用，从而固定在上面。引力的大小取决于： 吸附剂表面的构造（微孔率） ； 吸附质的分压 ； 温度。 吸附伴随着放热，是一种可逆的现象。类似于凝结： 如果增加压力。吸附能力增加 ； 降低温度，吸附能力增加。 因此，在吸附时，要使压力升到最高，温度降到最低。解吸时，则要使压力降到最低 ，温度升到最高。 带有吸附床的净化工艺 也叫空气净化的“干燥－脱除CO2”工艺。 为使空气获得较低的净化前温度，常用制冷机组或空气水冷塔对其进行降温。（图中的“X10”表示预冷设备。） 净化装置位于空气压缩机、空气预冷系统之后，为了保持净化器工作的连续性，需要使用两台吸附器。当一台工作时（即正在脱除H2O与CO2），另一台处于再生状态。 吸附阶段 由于氧化铝吸附CO2的效果很差，故它主要用于吸附H2O，而位于其后的分子筛则处理 干燥后含有 CO2的空气。 注：分子筛具有很强的吸水性，因此，在吸附和再生期间绝不能让分子筛与水份接触而降低其吸附CO2的能力。如果有意外情况发生使水份带入了分子筛，惟有高温特殊再生（见10 章）才能够使其恢复原有的吸附性能。 下图显示了吸附质在临近穿透的时刻（在吸附阶段结束），CO2与H2O在两种吸附床层 中及给定时间内的含量分布图。 吸附器必须在吸附质的前锋抵达吸附出口之前进行再生（即在穿透之前）。 再生阶段: 再生就是利用压力和温度两方面的因素，将吸附器里的吸附质排出去。 首先，将吸附器降压至较低的压力（大气压力）。用加热的干燥气体，解吸并带走所吸附的吸附质。然后，用未加热的干燥气体，将热端面推向铝胶床层，直至其出口，这样。吸附剂又恢复到随之而来的吸附阶段时的正常温度。 过程见图示 ： 吸附器1 净化 净化 升压 冷却 加热 降压 时间 升压冷却加热 升压 冷却 加热 降压 净化 时间 即为 ： 吸附净化 ； 降压 ； 用加热的干气体吹扫吸附器 ； 用未经加热的干气体吹扫吸附器 ； 升压。 在有其他中间过程的大型装置中，该循环过程可能更为复杂。 下表列出了大型装置的各个阶段，并附有步进条件。 吸附器 1 FOR BOTTLE 1 阶 段 该阶段结束的条件 备 注 1 并联 阀门动作完成 2 空气切断 阀门动作完成 3 降压 低压联锁(PSL)的时间延续 4 吹除 阀门动作完成 调节流量 5 加热 时间延续 电或蒸汽加热安全的低温联锁(TSL) 6 冷却 时间延续 高温切断联锁控制(TSH) 7 污氮切断 阀门动作完成 8 升压 低压差联锁(PDSL)的时间延续 9 待用 切换周期的时间延续 各步逐可以由下面的图示说明。 例如 ： 吸附器R01处于再生状态 ； 吸附器R02处于工作状态。 第一步吸附器 第一步 吸附器R01：处于吸附状态 吸附器R02：并联状态 阀门动作： V1，V3：打开 V2，V4：打开 步进条件： V1，V2 ，V3，V4 开 PDSL－2：无压差报警 切换时间到 第二步吸附器 第二步 吸附器R01：切断状态 吸附器R02：吸附状态 阀门动作： V2：关闭 V4：关闭 步进条件： V2与V4关 闭反馈 第三步吸附器 第三步 吸附器R01：降压状态 吸附器R02：吸附状态 阀门动作： V10：打开 步进条件： V10 开 PSL－1：低压报警 PSL－1 计时 第四步吸附器 第四步 吸附器R01：吹除状态 吸附器R02：吸附状态 阀门动作： V6：打开 V8：打开 步进条件： V6和V8 开 第五步吸附器 第五步 吸附器R01：加热状态 吸附器R02：吸附状态 阀门动作： V10：关闭 步进条件： 加热计时结束 无TSL报警 报警：检查加温时间 第六步吸附器 第六步 吸附器R01：冷却 吸附器R02：吸附 阀门动作： 无 步进条件： 冷却计时结束 无TSH报警 报警：检查降温时间 第七步吸附器 第七步 吸附器R01：切断状态 吸附器R02：吸附状态 阀门动作： V6：关闭 V8：关闭 步进条件： V6与V8 关 报警 第八步吸附器 第八步 吸附器R01：升压状态 吸附器R02：吸附状态 阀门动作： V11：打开 步进条件： PDSL－1: 无压差 报警 调节 为了减少热量损耗和机械疲劳，最好使吸附器切换的循环周期尽可能长，而升压和降 压时间尽可能短，以减少再生后的等待时间。