空分设备操作技术精选文档.ppt

《空分设备操作技术精选文档.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《空分设备操作技术精选文档.ppt（70页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、空分设备操作技术本讲稿第一页，共七十页 空气纯化系统空气纯化系统原料空气纯化原理及设备原料空气纯化原理及设备主讲人主讲人:杭氧设计院杭氧设计院 林秀娜林秀娜2011年年5月月本讲稿第二页，共七十页 目的：目的：分子筛纯化系统分子筛纯化系统运行在最优化状态安全、节能安全、节能。本讲稿第三页，共七十页空气纯化系统介绍n一、概述n二、分子筛纯化原理n三、流程和设备介绍 n四、事故案例分析本讲稿第四页，共七十页空气纯化系统n一、概述 为了使空分设备长期、安全、可靠地运转，必须设置的纯化设备。用以清除空气中的水分和二氧化碳、乙炔等碳氢化合物n发展动态：发展动态：1950年后期-国外的小型空分设备已采用分

2、子筛纯化流程。n八十年代前八十年代前国内以切换式换热器自清除流程为主n八十年代后期开始八十年代后期开始:国内国内空分设备开始采用分子筛纯化流程。n分子筛纯化流程优点分子筛纯化流程优点：具有纯产品提取量大、操作简便、运转周期长，使用安全可靠等诸多优点。它代表着空分发展的主导方向。本讲稿第五页，共七十页空气纯化系统空气纯化系统n1.分子筛纯化流程作用分子筛纯化流程作用：用用吸附法吸附法吸附法吸附法清除原料空气中的水分、清除原料空气中的水分、乙炔、二氧化碳及一些能吸附的碳氢化合物，保证空分设乙炔、二氧化碳及一些能吸附的碳氢化合物，保证空分设备的正常运行。备的正常运行。n2.、吸附系统功能组成、吸附系

3、统功能组成：吸附吸附-工作（较高压力较高压力0.6MPa(A)下），解吸解吸再生常压下常压下0.116MPa(A）3、设备组成设备组成：分子筛吸附器、加热设备、消声器、阀门、仪分子筛吸附器、加热设备、消声器、阀门、仪电控电控本讲稿第六页，共七十页本讲稿第七页，共七十页空气纯化系统空气纯化系统n二、分子筛纯化原理二、分子筛纯化原理n1.空气成分及有害气体空气成分及有害气体n空分设备的原料气是空气。空气是多组分的混合气体。除氧、氮及稀有气体外，还含有水蒸汽、二氧化碳及碳氢化合物等，另外还有少量灰尘等固体杂质。n2.有害气体危害有害气体危害这些杂质随空气进入空压机，继而进入空分设备是非常有害的。固体

4、杂质会磨损机器运转零件，堵塞冷却设备。本讲稿第八页，共七十页空气纯化系统n水分和二氧化碳会随着空气温度的下降，从 空气中析出，冻结和堵塞气体通道。乙炔和其它碳氢化合物在空分设备内积聚，在一定条件下还会引起爆炸。n 3.空分设备有害气体的安全范围空分设备有害气体的安全范围n水分吸附后达到-60以下，CO2小于1PPm,乙炔小于0.01 PPm等。本讲稿第九页，共七十页空气纯化系统n分子筛流程第一次将净化空气部分分离出来，采用独立单元，因此分子筛流程的空分装置，主换热器已经基本是一个纯换热设备了，不再同时兼具净化空气的作用。本讲稿第十页，共七十页n用分子筛净化空气技术的发展历史：n国外二十世纪五十

5、年代末期国外二十世纪五十年代末期-Linde公司n中国二十世纪二十世纪八十年代引进Linde公司技术发展起来空气纯化系统本讲稿第十一页，共七十页分子筛纯化系统n目前空分采用分子筛纯化系统为主来纯化空气。目前空分采用分子筛纯化系统为主来纯化空气。n吸附器内装填的吸附剂有吸附器内装填的吸附剂有：分子筛分子筛，活性氧化铝活性氧化铝等。n吸附原理介绍吸附原理介绍n为了保证分馏塔的安全，我们需要对空气进行吸附处理。为了保证分馏塔的安全，我们需要对空气进行吸附处理。n1.吸附剂的吸附原理吸附剂的吸附原理n吸附法净除空气中的杂质吸附法净除空气中的杂质n空气中的水分、乙炔、二氧化碳均可用叫做空气中的水分、乙炔

6、、二氧化碳均可用叫做“吸附剂吸附剂”的多孔物质吸附净除。的多孔物质吸附净除。n吸附术语吸附术语n吸附力分类吸附力分类:吸附又可分为吸附又可分为物理吸附物理吸附和和化学吸附化学吸附两类。两类。本讲稿第十二页，共七十页分子筛纯化系统n物理吸附物理吸附:也称为范德华吸附，它是由于分子间的弥散作用及静电作用等引起的；物理吸附热较低，接近液体的汽化或冷凝热，吸附和解吸速度都较快。n化学吸附化学吸附:是由于化学键作用所引起的。n化学吸附由原子间反应生成了表面络合物，吸附热接近化学反应热，需要一定的活化能，其吸附和解吸速度都比物理吸附慢。”本讲稿第十三页，共七十页分子筛纯化系统n吸附热吸附热:n空分吸附中水

7、分，空分吸附中水分，CO2占主要时，物理吸附占主要，占主要时，物理吸附占主要，吸附热主要由水分，吸附热主要由水分，CO2冷凝潜热产生，所以产生冷凝潜热产生，所以产生了吸附器前后温度的升高。了吸附器前后温度的升高。n再生再生:(解吸或脱附解吸或脱附)n由于分子筛等吸附剂是固体，它的多孔吸附表面由于分子筛等吸附剂是固体，它的多孔吸附表面是有限的，所以不能连续操作，吸附容量饱和时，是有限的，所以不能连续操作，吸附容量饱和时，必须进行解吸。必须进行解吸。本讲稿第十四页，共七十页固定床吸附原理n再生再生:(解吸或脱附解吸或脱附)n“气体一固体”,这是不均匀界面吸附,已被吸附的原子或分子,返回到气相中,称

8、之为解吸或脱附。n(2)恒温恒压固定床吸附的基本原理恒温恒压固定床吸附的基本原理n当吸附质浓度为ye混合气体开始以恒定流速进入吸附器时，吸附质首先在靠近吸附器进口端的吸附剂入口上被吸附。并渐渐趋于饱和。本讲稿第十五页，共七十页固定床吸附原理n吸附平衡区：吸附平衡区：吸附剂上的吸附质浓度吸附剂上的吸附质浓度xe与进气浓度与进气浓度ye平衡，气平衡，气体经过这一段吸附柱时浓度不再发生变化，这一区域称为吸附平体经过这一段吸附柱时浓度不再发生变化，这一区域称为吸附平衡区，衡区，n传质区：传质区：在平衡区以上是正在进行吸附的传质区。在平衡区以上是正在进行吸附的传质区。n未吸附区：未吸附区：传质区以上是未

9、吸附区，继续进料，吸附器中传传质区以上是未吸附区，继续进料，吸附器中传质区逐渐下移，平衡区慢慢扩大，未吸附区相应缩小，只要质区逐渐下移，平衡区慢慢扩大，未吸附区相应缩小，只要传质区还附在吸附柱内，气体经过吸附柱后吸附质浓度都应传质区还附在吸附柱内，气体经过吸附柱后吸附质浓度都应该是该是y0。本讲稿第十六页，共七十页固定床吸附原理n转效点：转效点：当传质区前缘移出吸附柱，则流出气体中吸附质浓度当传质区前缘移出吸附柱，则流出气体中吸附质浓度开始增加。当传质区的尾缘也离开了吸附柱的出口截面，这时开始增加。当传质区的尾缘也离开了吸附柱的出口截面，这时整个吸附柱都达到饱和，对原料气的吸附质不再具有吸附能

10、力，整个吸附柱都达到饱和，对原料气的吸附质不再具有吸附能力，经过吸附柱后的气体中吸附质浓度仍为经过吸附柱后的气体中吸附质浓度仍为ye。n当传质区前缘开始达到吸附器出口截面时，这一点即称当传质区前缘开始达到吸附器出口截面时，这一点即称为转效点，用为转效点，用表示时间，则表示时间，则b为转效时间为转效时间。（见图1）本讲稿第十七页，共七十页固定床吸附原理n吸附剂的吸附能力以吸附容量来表示。吸附容量分为静吸附容量静吸附容量和动吸附容量动吸附容量。n静吸附容量静吸附容量：是在一定温度和被吸附组分浓度一定的情况下每单位重量或单位体积的吸附剂到达平衡时所能吸附物质的最大量，即吸附剂的吸附容量能达到的最大值

11、（平衡值）。本讲稿第十八页，共七十页动吸附容量n动吸附容量：动吸附容量：是吸附剂到达“转效点”时的吸附值（吸附器内单位吸附剂的平均吸附容量）。由于气体连续流过吸附剂表面，未达饱和就已流走，故故动态吸动态吸附容量小于静态吸附容量附容量小于静态吸附容量。本讲稿第十九页，共七十页1：吸附剂在不同温度下对水分的静吸附容量吸附剂在不同温度下对水分的静吸附容量温度255075100125 150 250分子分子筛筛 222118.515963.5活性活性氧化氧化铝铝 1062.5310 注：上表在水蒸汽分压力0.1KPa的实验数据 本讲稿第二十页，共七十页吸附剂(3)吸附剂种类 吸附剂:一切固体都有吸附能

12、力,但并不都是吸附剂.吸附剂必须具备适当的表面结构、表面积、孔隙大小和分布，使其具有很强的吸附力。常用的吸附剂:空分设备中为纯化空气有分子筛、活性氧化铝、硅胶等。本讲稿第二十一页，共七十页分子筛 a 分子筛 分子筛经加热失去结晶水，晶体内形成许多孔穴，其孔径大小与被吸附气体分子直径相近，且非常均匀。它能把小于孔径的分子吸进孔隙内，把大于孔径的分子挡在孔隙外。因此，它可以根据分子的大小，把各种组分分离，“分子筛”亦由此得名。本讲稿第二十二页，共七十页分子筛类型:分子筛是人工合成泡沸石，硅铝酸盐的晶体，呈白色粉末，加入粘结剂后可挤压成条状、片状和球状。在空分上常用分子筛13X-APG，1.球状有4

13、X8目，(4mm)2.球状有8x12目,(2.38mm)3.条状有1/16”,(1.6mm,L=3-6mm)现有些厂家有新开发的分子筛,吸附能力提高(10%),可降低能耗或延长工作时间本讲稿第二十三页，共七十页本讲稿第二十四页，共七十页分子筛分子筛的化学通式为：Me x/n(AlO2x(SiO2)ymH2OMe阳离子，主要是Na+、Ca+、K+；nX/n能置换原子价n的阳离子数;n式中n金属离子的价数；n xAlO2分子数；n ySiO2的分子数；n m结晶水的分子数。本讲稿第二十五页，共七十页分子筛 13X型的分子筛化学通式型的分子筛化学通式Na86(AlO2)86(SiO2)106.mH2

14、O 能吸附临界直径能吸附临界直径 C2H2 CO2。由于是共吸附，势必会使分子筛对每种组分。由于是共吸附，势必会使分子筛对每种组分的吸附容量都将减少。的吸附容量都将减少。本讲稿第三十二页，共七十页吸附原理n在出吸附剂床层的空气中很快会出现甲在出吸附剂床层的空气中很快会出现甲烷（烷（CHCH4 4）,乙烷乙烷(C(C2 2H H6 6),),接着乙烯接着乙烯(C(C2 2H H4 4),),丙烷丙烷(C(C3 3H H8 8)几乎与二氧化碳同时在出吸附几乎与二氧化碳同时在出吸附剂层的空气中出现。以后才依次出现乙剂层的空气中出现。以后才依次出现乙炔（炔（C C2 2H H2 2）,丙烯丙烯(C(C

15、3 3H H6 6)、丁烷（、丁烷（C C4 4H H1010）、）、丁烯（丁烯（C C4 4H H8 8）。）。本讲稿第三十三页，共七十页吸附原理吸附原理n由于吸附器在工作周期内必须在出口空由于吸附器在工作周期内必须在出口空气中出现二氧化碳之前结束，即切换。气中出现二氧化碳之前结束，即切换。这表明乙炔、丙烯、丁烷、丁烯不能随这表明乙炔、丙烯、丁烷、丁烯不能随空气进入空分设备内。空气进入空分设备内。本讲稿第三十四页，共七十页吸附物质n可将上述吸附用表3、表4示出：表3：分子筛透过和吸附杂质 透过透过甲烷、乙烷、丙烷、甲烷、乙烷、丙烷、乙烯乙烯 吸附吸附(二氧化碳二氧化碳)乙炔、乙炔、丁烷、丙稀

16、、丁烯丁烷、丙稀、丁烯(水水).).本讲稿第三十五页，共七十页n表4：杂质穿透分子筛床层顺序 甲烷甲烷 立即穿透立即穿透 乙烷乙烷 几乎立即穿透几乎立即穿透 二氧化碳、丙烷、二氧化碳、丙烷、乙烯乙烯 几乎同时穿透，但按几乎同时穿透，但按相反顺序相反顺序 乙炔、丙稀乙炔、丙稀 迟一些穿透迟一些穿透 丁烷、丁烯丁烷、丁烯 较迟一些穿透较迟一些穿透 水水 很迟穿透很迟穿透 本讲稿第三十六页，共七十页本讲稿第三十七页，共七十页b.活性氧化铝 活性氧化铝是用碱从铝盐溶液或用酸从铝盐溶液中活性氧化铝是用碱从铝盐溶液或用酸从铝盐溶液中沉淀出水合氧化铝，然后经过沉淀出水合氧化铝，然后经过老化老化、洗涤洗涤、胶

17、溶胶溶、干燥干燥和成型得到和成型得到氢氧化铝氢氧化铝，再经脱水而得氧化铝。，再经脱水而得氧化铝。其化学式为其化学式为AlAl2 2OO3 3。它是白色具有较好的化学。它是白色具有较好的化学稳定性和机械强度的固体吸附剂。稳定性和机械强度的固体吸附剂。本讲稿第三十八页，共七十页活性氧化铝 现在使用的活性氧化铝是以现在使用的活性氧化铝是以三水铝石三水铝石为原料，为原料，经过干燥、高温快速脱水，然后经再水化和活化经过干燥、高温快速脱水，然后经再水化和活化等制备工艺制取的等制备工艺制取的X X型干燥剂型干燥剂。特点特点:具有抗压强度高、磨耗低，不粉化，不爆具有抗压强度高、磨耗低，不粉化，不爆裂等独特的优

18、点，其抗冷热的突变性也很强，在裂等独特的优点，其抗冷热的突变性也很强，在极恶劣的工作条件下，也能承担吸附作用。吸水极恶劣的工作条件下，也能承担吸附作用。吸水性能好。性能好。本讲稿第三十九页，共七十页活性氧化铝 我们现在常用活性氧化铝来初步吸附水我们现在常用活性氧化铝来初步吸附水分。颗粒分。颗粒3-5mm.3-5mm.放在下层。放在下层。c惰性氧化铝惰性氧化铝 30-65%30-65%的的AlAl2 2OO3 3含量，含量，SiOSiO2 2等组成。铺于等组成。铺于床层底层，用于分布气流。在床面分布床层底层，用于分布气流。在床面分布好的吸附器内，可以不用好的吸附器内，可以不用.本讲稿第四十页，共

19、七十页2.影响吸附性能的因素-温度、浓度n吸附容量的大小受多种因素的影响，主要有：附容量的大小受多种因素的影响，主要有：n 吸附过程的吸附过程的温度温度和被吸附组分的和被吸附组分的分压分压力（或浓度）力（或浓度）的影响。的影响。n随水蒸汽分压力增加而增大，但增大到一定程度以随水蒸汽分压力增加而增大，但增大到一定程度以后，吸附容量大体上与分压力无关了。所以应尽量后，吸附容量大体上与分压力无关了。所以应尽量降低吸附过程的温度，温度降低，饱和水分含量也降低吸附过程的温度，温度降低，饱和水分含量也减少，有利于吸附。减少，有利于吸附。本讲稿第四十一页，共七十页2.影响吸附性能的因素影响吸附性能的因素 与

20、气体（或液体）的流速有关与气体（或液体）的流速有关n流速越高，吸附效果越差，动吸附容量越小。流速越高，吸附效果越差，动吸附容量越小。气体湿度的影响气体湿度的影响n分子筛对相对湿度较低的气体干燥能力较大。分子筛对相对湿度较低的气体干燥能力较大。与吸附剂的再生完善程度有关与吸附剂的再生完善程度有关 吸附剂解吸再生越彻底，吸附容量就吸附剂解吸再生越彻底，吸附容量就 越大，越大，反之越小，而再生的完善程度与再生温度有关，反之越小，而再生的完善程度与再生温度有关，也与再生气体中含有多少吸附质有关。也与再生气体中含有多少吸附质有关。本讲稿第四十二页，共七十页 影响吸附性能的因素再生 3.吸附剂的再生吸附剂

21、的再生n为使吸附质从吸附剂表面上解脱出来为使吸附质从吸附剂表面上解脱出来,从而使吸附剂恢复从而使吸附剂恢复吸附能力称为吸附能力称为“解吸解吸”(或或“再生再生”)。n在吸附质与吸附剂充分接触后，终将达到动平衡，被在吸附质与吸附剂充分接触后，终将达到动平衡，被吸附的量达到了最大值（即饱和），吸附的量达到了最大值（即饱和），“动平衡动平衡”是指吸附是指吸附和解吸的吸附质和解吸的吸附质,分子数相等，处于平衡状态，此时吸附分子数相等，处于平衡状态，此时吸附剂失去了吸附能力。剂失去了吸附能力。n吸附和解析事实上是同时进行的，只不过未达饱和前吸附吸附和解析事实上是同时进行的，只不过未达饱和前吸附的量大于解

22、析的量。的量大于解析的量。本讲稿第四十三页，共七十页影响吸附性能的因素再生n 吸附剂被吸附质饱和以后就失去了吸附的能力，吸附剂被吸附质饱和以后就失去了吸附的能力，应当进行再生，把所吸附的水分，乙炔和二氧化碳应当进行再生，把所吸附的水分，乙炔和二氧化碳赶走，然后再继续使用。赶走，然后再继续使用。n 再生是吸附的逆过程再生是吸附的逆过程解析过程。再生是利用吸附解析过程。再生是利用吸附温度越高，压力越低，吸附容量越小的特性进行的，温度越高，压力越低，吸附容量越小的特性进行的，因为气体温度升高，分子动能增大，吸附剂吸附不因为气体温度升高，分子动能增大，吸附剂吸附不住吸附质时，吸附质就逃逸了。住吸附质时

23、，吸附质就逃逸了。所以再生在所以再生在低压低压、高温高温下进行。下进行。本讲稿第四十四页，共七十页影响吸附性能的因素n吸附剂的再生温度应该是对于该吸附质的吸附吸附剂的再生温度应该是对于该吸附质的吸附容量等于零时的温度，称为完全再生。容量等于零时的温度，称为完全再生。n空气中的乙炔、丙烯、丁烷在吸附器切换之前空气中的乙炔、丙烯、丁烷在吸附器切换之前一般可纯化至一般可纯化至 10-4ppm、在解析过程中，大部分、在解析过程中，大部分乙炔在乙炔在10分钟之内解析掉，解析气中乙炔的最高含分钟之内解析掉，解析气中乙炔的最高含量在加热开始后量在加热开始后15分钟左右。分钟左右。本讲稿第四十五页，共七十页再

24、生n（1）吸附剂的再生及能耗）吸附剂的再生及能耗n再生的基本机理是破坏吸附的动态平衡，再生的基本机理是破坏吸附的动态平衡，人为地使吸附表面上停留的吸附质分子人为地使吸附表面上停留的吸附质分子不断减少，最后达到完全脱附的目的。不断减少，最后达到完全脱附的目的。因此，再生是传质和传热同时发生的复因此，再生是传质和传热同时发生的复杂过程。杂过程。本讲稿第四十六页，共七十页再生n实际上，在再生结束的时候，吸收层的温度不一定均实际上，在再生结束的时候，吸收层的温度不一定均匀，再生气的出口和入口部位，残留在吸附层中的吸匀，再生气的出口和入口部位，残留在吸附层中的吸附组分量当然也会产生梯度。附组分量当然也会

25、产生梯度。n随着分子随着分子筛筛流程使用流程使用经验经验的的积积累，分子累，分子筛筛再生温度也再生温度也从最先开始的从最先开始的300300左右下降到左右下降到160160左右，甚至左右，甚至还还可可到到100100左右。在再生温度左右。在再生温度300300和和200200比比较时较时，前者，前者吸附容量吸附容量仅仅增加增加3%3%，但再生气体所需的，但再生气体所需的热热量却要增量却要增加加30%30%。本讲稿第四十七页，共七十页再生n从设备运转的经济性考虑，以后逐渐将再生气体的从设备运转的经济性考虑，以后逐渐将再生气体的进口温度降到进口温度降到160左右。随着温度的降低，其吸左右。随着温度

26、的降低，其吸附容量略有降低。但相差不大，在实际使用中也能附容量略有降低。但相差不大，在实际使用中也能很好地运转。很好地运转。n在再生加热温度为在再生加热温度为200时，吹冷峰值温度可时，吹冷峰值温度可达达160左右，这是吸附器的最佳运转工况。左右，这是吸附器的最佳运转工况。本讲稿第四十八页，共七十页再生n 分四步分四步:1.降压降压 2.加温加温 3.吹冷吹冷 4.升压升压 5.切换切换n在再生加热温度为在再生加热温度为170时，吹冷峰值温度可达时，吹冷峰值温度可达130左左右，这时被吸附的水分和二氧化碳均能解析。再生时间右，这时被吸附的水分和二氧化碳均能解析。再生时间也有关系也有关系.再生气

27、量也有关系再生气量也有关系.可调整。可调整。nQ总总=CMt*T（时间）（时间）n由于电加热器的功率有限，活化时可以降低流量，增加时间和由于电加热器的功率有限，活化时可以降低流量，增加时间和tt。n而工作周期长（而工作周期长（4 48h8h）,其吸附剂用量增多，容器体积变其吸附剂用量增多，容器体积变大，气体通过床层的压力降也大、空压机的排压也要相应大，气体通过床层的压力降也大、空压机的排压也要相应提高，这增加了能耗。提高，这增加了能耗。本讲稿第四十九页，共七十页三、空气纯化系统流程和设备的介绍n1.流程n1.1 流程以及测点n1 1）PISPIS，PDISPDIS，与，与V1205V1205，

28、V1206V1206、V1207V1207的关系。的关系。n 2 2）污氮流量的调整与吹冷峰值的关系）污氮流量的调整与吹冷峰值的关系n 3 3）分电加热器流程，关注）分电加热器流程，关注TIASTIAS，TCTCn 4 4）蒸汽加热器流程等，进口阀的自调）蒸汽加热器流程等，进口阀的自调 5)5)四种流程介绍四种流程介绍n1.2 1.2 时间程序控制图（总则：出口阀门先开，再开进时间程序控制图（总则：出口阀门先开，再开进口阀门）口阀门）本讲稿第五十页，共七十页流程 1.3.1.3.突突然然断断电电时时阀阀门门状状态态：气气动动阀阀门门在在断断电电时时关关闭闭。大大阀阀门处于保位状态门处于保位状态

29、.i.i.短时停车后启动，阀门原位置再走。短时停车后启动，阀门原位置再走。nii.ii.较长时间停车后阀门要关闭较长时间停车后阀门要关闭.n再启动，工作的吸附器必须充气后再接着走原步骤。再启动，工作的吸附器必须充气后再接着走原步骤。n1.4 阀门和管道安装时注意点阀门和管道安装时注意点n1）V1217、V1219等的与压力稳定的关系等的与压力稳定的关系。本讲稿第五十一页，共七十页流程n2）电加热器后至吸附器间阀门和管道电加热器后至吸附器间阀门和管道尽量就近布置，且保温严密。尽量就近布置，且保温严密。V1211、V1212与吸附器间距尽量接近，与吸附器间距尽量接近，V1217管后接入点靠近管后接

30、入点靠近 V1211、V1212，使，使吹冷管和加温管道共用段减少，以减少吹冷管和加温管道共用段减少，以减少加热时管道热损。加热时管道热损。本讲稿第五十二页，共七十页n1。吸附器吸附器 n气体的纯化设备是空分系统中不可缺少的一个重气体的纯化设备是空分系统中不可缺少的一个重要组成部分。净除杂质不仅提高了原料气的洁净要组成部分。净除杂质不仅提高了原料气的洁净度，而且防止了杂质在设备，管路局部部位集结、度，而且防止了杂质在设备，管路局部部位集结、堵塞，否则将会影响设备的正常运行，严重的甚堵塞，否则将会影响设备的正常运行，严重的甚至会发生爆炸，造成重大的停产事故和不必要的至会发生爆炸，造成重大的停产事

31、故和不必要的经济损失。经济损失。2.设备本讲稿第五十三页，共七十页吸附器n八十年代后期，从林德引进分子筛吸附器技术八十年代后期，从林德引进分子筛吸附器技术.杭杭氧自八十年代初，在引进林德技术的基础上，开氧自八十年代初，在引进林德技术的基础上，开发研制了第一套分子筛吸附器，用于六千空分设发研制了第一套分子筛吸附器，用于六千空分设备的配套，至今，也已生产了一千以上空分吸附备的配套，至今，也已生产了一千以上空分吸附器几百多套器几百多套。n经过摸索和改进提高，结构不断完善发展，设计与制经过摸索和改进提高，结构不断完善发展，设计与制造技术已日趋成熟。目前杭氧已开发成功多套造技术已日趋成熟。目前杭氧已开发

32、成功多套60000Mm3/h氧气空分设备氧气空分设备.n并对八万、十二万氧气空分进行技术储备并对八万、十二万氧气空分进行技术储备.n吸附器型式分为：卧式、立式、同心床（径向流）三吸附器型式分为：卧式、立式、同心床（径向流）三种吸附器。种吸附器。本讲稿第五十四页，共七十页1)新结构吸附器n吸附器工作特点：吸附器工作特点：循环工作，疲劳破坏。循环工作，疲劳破坏。n强度计算考虑疲劳破坏因素。强度计算考虑疲劳破坏因素。n主要结构如下：主要结构如下：n1.下部进口：下部进口：na,a,空气进口气体分布装置空气进口气体分布装置-已取得发明专利授权。已取得发明专利授权。n在大型卧式吸附器越来越长时，进气口与

33、封头端部也距离较远，在大型卧式吸附器越来越长时，进气口与封头端部也距离较远，进口局部区域与端部的气流分布不匀，容易导致分子筛床面的进口局部区域与端部的气流分布不匀，容易导致分子筛床面的吸附性能不同，造成吸附剂的浪费和能耗增加。吸附性能不同，造成吸附剂的浪费和能耗增加。n 杭氧气体分布装置的使用，可有效降低能耗，减小吸附器杭氧气体分布装置的使用，可有效降低能耗，减小吸附器的再生能耗。的再生能耗。本讲稿第五十五页，共七十页吸附器吸附器支承栅架防漏技术支承栅架防漏技术n2.研制了分子筛吸附器研制了分子筛吸附器支承栅架防漏技术支承栅架防漏技术，使特大型吸，使特大型吸附器设备返修率低，达到了国际先进水平

34、。附器设备返修率低，达到了国际先进水平。n 由于吸附器内部压力、温度交替变化，内件要不断承受热由于吸附器内部压力、温度交替变化，内件要不断承受热胀冷缩，因此零件间、零件与壳体间只能活动连接，但同时胀冷缩，因此零件间、零件与壳体间只能活动连接，但同时又要防止又要防止1.63mm的颗粒不能漏下床面，这对于特大型吸的颗粒不能漏下床面，这对于特大型吸附器，床面面积达到附器，床面面积达到100m2以上以上,其防漏难度很大。以前其防漏难度很大。以前分子筛泄露事故时有发生，带来较大损失。而现在研制分子筛泄露事故时有发生，带来较大损失。而现在研制的防漏技术的成功应用，解决了这一制约大型卧式吸附的防漏技术的成功

35、应用，解决了这一制约大型卧式吸附器制造的瓶颈问题。器制造的瓶颈问题。本讲稿第五十六页，共七十页吸附器n3.上部空气出口，氮气进口悬空活动固定着圆上部空气出口，氮气进口悬空活动固定着圆管孔式均布器，它以一定的流通面积控制再生管孔式均布器，它以一定的流通面积控制再生气的流速，而用压条焊接在均布器外围的丝网气的流速，而用压条焊接在均布器外围的丝网又将工作时随空气携带的粉末过滤掉。在氮气又将工作时随空气携带的粉末过滤掉。在氮气进口处一段距离圆管均无孔，包括圆管至两端进口处一段距离圆管均无孔，包括圆管至两端封头处也用圆板焊死。封头处也用圆板焊死。本讲稿第五十七页，共七十页吸附器n四：研制了四：研制了新型

36、隔板装置新型隔板装置，有效地解决了两种吸附剂混床，有效地解决了两种吸附剂混床问题。问题。2008年取得发明专利授权年取得发明专利授权n因空分操作失误而造成的吸附剂混合失效，可能带来的空分停因空分操作失误而造成的吸附剂混合失效，可能带来的空分停产事故，时有发生，一次事故有时造成上百万元损失。该装置产事故，时有发生，一次事故有时造成上百万元损失。该装置很好防止了这种事故的发生。很好防止了这种事故的发生。n 已应用到杭氧所有的双层床吸附器中，获得了满意的使已应用到杭氧所有的双层床吸附器中，获得了满意的使用效果，近年来，我公司生产的吸附器未再有混床事故用效果，近年来，我公司生产的吸附器未再有混床事故的

37、发生。的发生。本讲稿第五十八页，共七十页吸附器n4.对于大直径容器的鞍式支座，也与以往不同，对于大直径容器的鞍式支座，也与以往不同，不用地脚螺栓固定在基础座上。由于自身重量不用地脚螺栓固定在基础座上。由于自身重量及高径比关系，已足够稳定。所以固定支座端及高径比关系，已足够稳定。所以固定支座端直接放在浇埋于基础座上的钢板上，而在活动直接放在浇埋于基础座上的钢板上，而在活动支座端下部再焊平面光滑的不锈钢薄板，在其支座端下部再焊平面光滑的不锈钢薄板，在其下部放置聚四氟乙烯板，此板四周用固定条焊下部放置聚四氟乙烯板，此板四周用固定条焊接，以防摩擦活动板移位。接，以防摩擦活动板移位。本讲稿第五十九页，共

38、七十页5.填装和检修要求：n注意：注意：1）吸附器内）吸附器内可能有氮气窒息可能有氮气窒息事故：当人员进入吸事故：当人员进入吸附器之前，应先以足够的空气进行置换，以彻底驱除残余附器之前，应先以足够的空气进行置换，以彻底驱除残余污氮气体，同时对设备内空气的污氮气体，同时对设备内空气的含氧量含氧量进行分析，应进行分析，应大于大于20%，以确保人身安全。，以确保人身安全。n2）填装分子筛、氧化铝层时，由于空气穿过床层时，传质区平）填装分子筛、氧化铝层时，由于空气穿过床层时，传质区平行移动。因此要求每层平整，高低不平会引起某些地方先穿透。行移动。因此要求每层平整，高低不平会引起某些地方先穿透。本讲稿第

39、六十页，共七十页6.临时检修的最佳时机和方法：n检修最好停车进行.n选择检修台在选择检修台在降压末期降压末期，适当地人为延长再生侧，适当地人为延长再生侧吸附器降压时间，提前降低工作侧吸附器空气处吸附器降压时间，提前降低工作侧吸附器空气处理量，此时再生侧吸附器污氮进出口阀必须关闭。理量，此时再生侧吸附器污氮进出口阀必须关闭。待降压到比污氮压力稍高时待降压到比污氮压力稍高时-50kpa，应及时关闭，应及时关闭降压阀，防止污氮通过降压阀进入吸附器。并对降压阀，防止污氮通过降压阀进入吸附器。并对设备内空气含氧量进行分析，应设备内空气含氧量进行分析，应大于大于20%氧氧，确保人身安全。确保人身安全。本讲

40、稿第六十一页，共七十页n同心床吸附器是立式结构。杭氧公司有部分大型空分配套吸附器配此种型式。n该结构的吸附床处在两个圆柱形筛网筒之间，加工空气从底部进入，从外筒内四周流向中心，经顶部排出。再生污氮从顶部进入，从中心通道流向外筒四周，经底部排出。n杭氧2002年进行研发,2009年在河南信阳20000空分上进行了工业性使用，取得成功。2）同心床（径向流）吸附器本讲稿第六十二页，共七十页径向流吸附器n其优点在于：占地面积小。阻力较低其优点在于：占地面积小。阻力较低。n再生加热时圆柱筛筒可自由热胀冷缩。吸附剂装填厚度可较薄，再生加热时圆柱筛筒可自由热胀冷缩。吸附剂装填厚度可较薄，其高度可根据需要的吸

41、附剂用量设计。吸附器底部和顶部只有其高度可根据需要的吸附剂用量设计。吸附器底部和顶部只有简单的缓冲板，使空气和污氮均匀流过而不要装导向板。简单的缓冲板，使空气和污氮均匀流过而不要装导向板。n缺点：制造费用高，再生污氮用量较多。缺点：制造费用高，再生污氮用量较多。n因为设计采用了一些刚性连结和严格的工艺加工，加工费时，因为设计采用了一些刚性连结和严格的工艺加工，加工费时，对小设备而言，就显得不经济了。对小设备而言，就显得不经济了。本讲稿第六十三页，共七十页5）吸附器在日常维护时注意事项：n5）吸附器在日常维护时注意事项：）吸附器在日常维护时注意事项：n1.注意防止操作不当，进水。进水严重，可能注

42、意防止操作不当，进水。进水严重，可能只能换分子筛。只能换分子筛。n2.检查床面平整度。检查床面平整度。n3.检查粉化情况，时间长了，要筛除粉末。检查粉化情况，时间长了，要筛除粉末。n电加热器的流程，可活化一次。检查床下边缝情电加热器的流程，可活化一次。检查床下边缝情况，有泄露，要修补。况，有泄露，要修补。本讲稿第六十四页，共七十页2.加热设备 电加热器电加热器-严禁无气通电严禁无气通电n1）电加热器由壳体、电加热元件、管板、连接线、）电加热器由壳体、电加热元件、管板、连接线、控制等组成。控制等组成。n2）常用电热元件的种类有：光管直管元件（较多）常用电热元件的种类有：光管直管元件（较多）、U形

43、管、形管、U形绕翅片式、形绕翅片式、PTC管、不锈钢电热元管、不锈钢电热元件管。件管。na)光光管管直直管管元元件件（较较多多）：拆拆换换方方便便，在在大大型型电电加加热器上。热器上。本讲稿第六十五页，共七十页电加热器n1）结构介绍：）结构介绍：n1.进气口上进下出，是接线端处于低温。进气口上进下出，是接线端处于低温。n2.分组控制，分组控制，n2）注意事项：）注意事项：n1.外壳不锈钢在外壳不锈钢在650度以上，防止干烧，目前度以上，防止干烧，目前2种方式种方式保护。流量、温度双重保护。保护。流量、温度双重保护。n2.控制上采用固定组投用，调功器调节等。控制上采用固定组投用，调功器调节等。n

44、严防电热管烧裂。严防电热管烧裂。n3.多台电加热器经常轮换使用多台电加热器经常轮换使用,有利于保护电加热元件有利于保护电加热元件.本讲稿第六十六页，共七十页3.蒸汽加热器n1.光管光管钢管、不锈钢管钢管、不锈钢管n2.翅片胀管式翅片胀管式热阻较大，热阻较大，n3.翅片滚压管翅片滚压管热阻小，但换热面积热阻小，但换热面积比翅片胀管小比翅片胀管小n类型：类型：n1.杭氧新型节能型换热器用第三种管。杭氧新型节能型换热器用第三种管。本讲稿第六十七页，共七十页蒸汽加热器n对于蒸汽的要求：饱和蒸汽较好。过热蒸汽多对于蒸汽的要求：饱和蒸汽较好。过热蒸汽多采用降温措施到饱和温度。采用降温措施到饱和温度。n因为

45、气气换热，效率低，需换热面积大。检修复因为气气换热，效率低，需换热面积大。检修复杂。温度高低要与压力相匹配杂。温度高低要与压力相匹配.n2.如蒸汽过热，热水能量没有利用。如蒸汽过热，热水能量没有利用。n 3.蒸汽加热器分组介绍蒸汽加热器分组介绍.本讲稿第六十八页，共七十页四、案例分析n1.人身安全人身安全n 注意氮气窒息。特别是检修时间的选择。注意氮气窒息。特别是检修时间的选择。n2.分子筛带水操作问题分子筛带水操作问题n1）在水处理时防止发泡后带水。）在水处理时防止发泡后带水。n2）带水过多，需要再次煅烧，去掉结晶水。）带水过多，需要再次煅烧，去掉结晶水。n需要加温活化。加温到需要加温活化。加温到220活化，延长加温时间。活化，延长加温时间。n1.蒸汽加热器泄漏，带水。蒸汽加热器泄漏，带水。本讲稿第六十九页，共七十页操作注意事项n3.操作压力不当，导致冲床。（杭氧新结构基本操作压力不当，导致冲床。（杭氧新结构基本可以防止冲床）可以防止冲床）n节能节能n4 加热管线不要设置过长。并与吹冷管线分开。加热管线不要设置过长。并与吹冷管线分开。n5.操作时注意吹冷温度不需过高。可以调整气操作时注意吹冷温度不需过高。可以调整气量、或温度。量、或温度。本讲稿第七十页，共七十页