分子筛的三种活化方式之欧阳主创编

1、欧阳主创编2021.02.17分子师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"

2、;X分子筛，“X型分子筛的孔径 为10(1,吸附小于ion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烘、二氧化 碳、炷类化合物、及氮氧化物吸附，以符合工艺生产的要求。二氧化碳(CO2)和一氧化二氮(120)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 如绘类，特别是乙块，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

3、器和主 冷中对设备造成损害，而我们厂也针对氮氧化合物添加了相 应的吸附剂cnx,以保证工艺的正常运行。相应的为了增加 ISX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"X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分子筛层上应含有CoX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

4、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nn）o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PHI）。而我们工厂所用的TJB,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。污氮气从流出被加热到大约I75°c的温度下。 最容易被吸附的水蒸汽将最后被解吸。在解吸的水蒸汽的温 度下，己经将所有其他杂质解吸。在开始加热时，加

5、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岀口温 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 份析岀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（川。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岀温度。如果床层温度没有达到水的解吸点，则没有足够的热量来解 析所有的水蒸汽。为了防止杂质和水分的残留，操作

6、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。Tin再生模式是如上而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T«l再生 的过程中有多余的热量放出。IUIII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

7、生气体 出口温度TII808n/Bo如在曲线上表示就是岀口温度曲线刚 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。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&5。和I00C （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岀 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

8、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 总的吸附时间不变。TPffl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P«l模式再生，也就是说分子筛 层用Tin的模式将吸附物除去，而氧化铝层用psn的方式将 水分除去，也就是说，较uiiii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TWI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TII82in/Bo氧化铝层中

9、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 岀。tmii的时间运行方式和iuiii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。IUIH和TPHI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，Tin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，Him,TMII保持在THI模式循环运行，直到T$ll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THI模式设 时间一致。一旦我们打开UUH和TPHI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