分子筛吸附原理

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外表吸附剂 上的物理现象，这种固体吸附剂具有大量微孔的活性外表，吸附质 的分子受到吸附剂外表引力的作用，从而固定在上面。引力的大小取决 于：吸附剂外表的构造微孔率；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：假如增加压力。吸附才能增加；降低温度，吸附才能增加。因此，在吸附时，要使压力升到最高，温度降到最低。解吸时， 那么要使压力降到最低 ，温度升到最高。带有吸附床的净化工艺也叫空气净化的“枯燥一脱除CO工艺。2J 1 1o1 1 1iiV5I 1 I1 i |1 14V311OFICL-lfLCL-：:：DOF；：L-1F；L-：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展降温。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02与C0，另一台处于再生状态。2吸附阶段由于氧化铝吸附C0的效果很差，故它主要用于吸附H0,而位于 22其后的分子筛那么处理 枯燥后含有C0的空气。2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C0的才能。假如有意外情况发生使2水份带入了分子筛，惟有高温特殊再生见10 章才可以使其恢复原有 的吸附性能。下列图显示了吸附质在临近穿透的时刻在吸附阶段完毕CO与HO在两种吸附床层中及给定时间内的含量分布图。22X初吓t世沽*瀚世Wil匹妙;肚绅羔吸附器必须在吸附质的前锋抵达吸附出口之前进展再生即在穿透之 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。用加热的枯燥气 体，解吸并带走所吸附的吸附质。然后，用未加热的枯燥气体，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阶段该阶段完毕的条件备注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平安的低温联锁(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。预堆设参X .0満統盛v_i;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：翻开V2, V4：翻开步进条件：V1, V2 , V3, V4 开PDSL2：无压差报警 切换时间到第二步吸附器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 闭反应直心祸X-17r-i?；:：L- jFT；JL-：?Q)O-E：.：5F；：L-11 1 1亶：1 1V51 1 I打1 I-rJlo-JJE-?1FK叫PD5L-S F；【C第二步吸附器R01：降压状态吸附器R02：吸附状态 阀门动作：V10：翻开步进条件：V10开PSL1：低压报警PSL1计时第四步吸附器R01：吹除状态 吸附器R02：吸附状态 阀门动作：V6 :翻开V8 :翻开步进条件：V6和V8开直心祸X-171 ? 1111V61 ? 1vs1 1 J1 1J1 1 |_1 1V3i i.2L Fl._.r-i?；:：L- jFT；JL-：?Q)O-E：.：5F；：L-1二第五步吸附器R01：加热状态吸附器R02：吸附状态 阀门动作：V10 :关闭步进条件：加热计时完毕无TSL报警报警：检查加温时间吸附器R01：冷却吸附器R02：吸附 阀门动作： 无步进条件： 冷却计时完毕无TSH报警 报警：检查降温时间1 1 1广、1 1 11 11 1 11 1V51 1 |_1 I4I I I| 1V3FT【:L-1FT：O-F：壬：F；：L-1Y：.L-：-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R01：升压状态吸附器R02：吸附状态阀门动作:V11：翻开步进条件：PDSL1: 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。注：吸附器升压、降压时间缩短的可能性，应使气流在吸附器内的穿行速度不超出允 许范围，以减少机械损耗。调节再生气的流量是为了能在要求的时间内完成吸附剂的再 生。调整平安的加热温度。 调节加热的时间，以便使吸附器出口气流温度实际超过要求的温度峰值 t2, t3, t4, 。调节 PDSL 和PSL 到20kPa。在再生期间，再生气流在吸附器进、出口处的温度分布，见于下列图 ：从吸附器入口曲线，可以识别出加热阶段和冷却阶段。温度曲线中 的衰减部份是由于 再生吸附器上游的金属余热而形成的管道，无旁通的加热器。吸附器出口的温度曲线，依次对应着各个再生步骤在该再生过程中CO2的解吸不重要，固不考虑。当时间到达tl时，吸附器的热端面的前锋还未抵达水份饱和的 吸附区域，水的解吸是在 冷状态下进展。在时间处于t1和t2之间时，热端面的前锋已经抵达水份饱和的 吸附域，水份的解吸如今 已是在热状态下进展了，并且解吸加剧。从再生开场起，吸附器出口的气流中，水份就是饱和的。 当到达t2时，水份已被完全解吸，导入吸附器的过剩热量以热 峰的形式呈现出来(t2, t3, t4)。到t3时刻，冷却开场，进入吸附器的冷端面前锋随即在出口呈 现出来。出吸附器的气流 温度以类似于吸附器冷却时的入口温度的规律 递减。并趋近于冷却温度Tref,当其与Tref的温差到达时，再生便告完 成。虚线示意的是使用完全枯燥的吸附剂时吸附器出口的温度曲 线。“典型故障阀门故障堵塞，泄漏等；升压和降压期间，由于压力调节开关动作失常导致循环中 止；蒸汽加热器泄漏，导致再生气流含湿由水份分析控制； 加热与冷却超时再生气量缺乏 ；再生温度太低再生气量太大；两台吸附器的压降不等，切换行期间引起进冷箱空气冷箱 的压力波动，给装置 调节带来困难 ；吸附剂破损现象，即由于受气流冲击使吸附剂颗粒破碎， 形成粉尘降压，升 压速度过快。