分子筛纯化系统介绍.ppt

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1、用户至上 质量第一杭州杭氧股份有限公司空分设备操作技术培训空分设备操作技术培训用户至上 质量第一杭州杭氧股份有限公司 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主讲:杭氧设计院杭氧设计院 林秀娜林秀娜2011年年5月月用户至上 质量第一杭州杭氧股份有限公司 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。用户至上 质量第一杭州杭氧股份有限公司空气纯化系统介绍n一、概述n二、分子筛纯化原理n三、流程和设备介绍 n四、事故案例分析用户至上 质量第一杭州杭氧股份有限公司空气纯化系统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

2、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。用户至上 质量第一杭州杭氧股份有限公司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清除原料空气中的水分、乙炔、二氧化碳及一些能吸附的碳

3、氢化合的水分、乙炔、二氧化碳及一些能吸附的碳氢化合物，保证空分设备的正常运行。物，保证空分设备的正常运行。n2.、吸附系统功能组成、吸附系统功能组成：吸附吸附-工作（较高压力较高压力0.6MPa(A)下下），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、分子筛吸附器、加热设备、消声器、阀门、仪电控阀门、仪电控用户至上 质量第一杭州杭氧股份有限公司用户至上 质量第一杭州杭氧股份有限公司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、

4、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。固体杂质会磨损机器运转零件，堵塞冷却设备。用户至上 质量第一杭州杭氧股份有限公司空气纯化系统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。用户至上 质量第一杭州杭氧股份有限公司空气纯化系统n分子筛流程第一

5、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。用户至上 质量第一杭州杭氧股份有限公司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用户至上 质量第一杭州杭氧股份有限公司分子筛纯化系统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

6、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、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。用户至上 质量第一杭州杭氧股份有限公司分子筛纯化系统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

7、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，吸附和解吸较低，接近液体的汽化或冷凝热，吸附和解吸速度都较快。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。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。吸附和解吸速度都比物理吸附慢。”用户至上 质量第一杭州杭氧股份有限公司分子筛纯化系统n吸附热吸附热:n空分吸附中水分，空分吸附中水分，CO2占主要时，物理吸附占占主要时，物理吸附占主要，吸附热

8、主要由水分，主要，吸附热主要由水分，CO2冷凝潜热产生，冷凝潜热产生，所以产生了吸附器前后温度的升高。所以产生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，吸附容量饱面是有限的，所以不能连续操作，吸附容量饱和时，必须进行解吸。和时，必须进行解吸。用户至上 质量第一杭州杭氧股份有限公司固定床吸附原理n再生再生:(解吸或脱附解吸或脱附)n“气体一固体气体一固体”,这是不均匀界面吸附这是不均匀界面吸附,已被吸已被吸附的原子或分子附的原子或分子,返回到气相中返回到气相中,称之为

9、解吸或称之为解吸或脱附。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当吸附质浓度为当吸附质浓度为ye混合气体开始以恒定流速进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。的吸附剂入口上被吸附。并渐渐趋于饱和。用户至上 质量第一杭州杭氧股份有限公司固定床吸附原理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，气体经过这一段吸附柱时浓度不再发生变化，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衡区。这一区

10、域称为吸附平衡区。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：传质区以上是未吸附区，继续进料，吸附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，只要传质区还附在吸附柱内，气体经过吸附应缩小，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该是柱后吸附质浓度都应该是y0。用户至上 质量第一杭州杭氧股份有限公司固定床吸附原理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。

11、当传质区的尾缘也离开了吸附柱附质浓度开始增加。当传质区的尾缘也离开了吸附柱的出口截面，这时整个吸附柱都达到饱和，对原料气的出口截面，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力，经过吸附柱后的气体中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，用称为转效点，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）用户至上 质量第一杭州杭氧股份有限公司固定床吸附原理n吸附剂的吸附能力以吸附容量来表示。吸附容吸附剂的吸附能力以吸附容量来表示。

12、吸附容量分为量分为静吸附容量静吸附容量和和动吸附容量。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（平衡值）。的吸附容量能达到的最大值（平衡值）。用户至上 质量第一杭州杭氧股份有限公司动吸附容量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

13、吸附容量附容量小于静态吸附容量。用户至上 质量第一杭州杭氧股份有限公司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 用户至上 质量第一杭州杭氧股份有限公司吸附剂(3)吸附剂种类 吸附剂吸附剂:一切固体都有吸附能力一切固体都有吸附能力,但并但并不都是吸附剂不都是吸附剂.吸附剂必须具备适当的吸附剂必须具备适当的表面结构、表面积、孔隙大小和分布，表面结构、表面积、孔隙大小和分布，使其具有很强的

14、吸附力。使其具有很强的吸附力。常用的吸附剂常用的吸附剂:空分设备中为纯化空气空分设备中为纯化空气有分子筛、活性氧化铝、硅胶等。有分子筛、活性氧化铝、硅胶等。用户至上 质量第一杭州杭氧股份有限公司分子筛 a 分子筛分子筛 分子筛经加热失去结晶水，晶体内形成许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。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，把各种组分因此，它可以根据分子的大小，把各种组分

15、分离，分离，“分子筛分子筛”亦由此得名。亦由此得名。用户至上 质量第一杭州杭氧股份有限公司分子筛类型:分子筛是人工合成泡沸石，硅铝酸盐的晶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、体，呈白色粉末，加入粘结剂后可挤压成条状、片状和球状。片状和球状。在空分上常用分子筛在空分上常用分子筛13X-APG13X-APG，1.1.球状有球状有4X84X8目，目，(4mm)(4mm)2.2.球状有球状有8x128x12目目,(2.38mm),(2.38mm)3.3.条状有条状有1/161/16”,(1.6mm,L=3-6mm),(1.6mm,L=3-6mm)现有些厂家有新

16、开发的分子筛现有些厂家有新开发的分子筛,吸附能力吸附能力提高提高(10%),(10%),可降低能耗或延长工作时间可降低能耗或延长工作时间用户至上 质量第一杭州杭氧股份有限公司用户至上 质量第一杭州杭氧股份有限公司分子筛分子筛的化学通式为：Me x/n(A(AlO2x(SiO2)ymH2OMe阳离子，主要是阳离子，主要是Na+、Ca+、K+；nX/n能置换原子价能置换原子价n的阳离子数的阳离子数;n式中式中n金属离子的价数；金属离子的价数；n xAlO2分子数；分子数；n ySiO2的分子数；的分子数；n m结晶水的分子数。结晶水的分子数。用户至上 质量第一杭州杭氧股份有限公司分子筛 13X型的

17、分子筛化学通式型的分子筛化学通式Na86(AlO2)86(SiO2)106.mH2O 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。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。分子筛对每种组分的吸附容量都将减少。用户至上 质量第一杭州杭氧股份有限公司吸附原理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

18、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(C3 3H H6 6)、丁烷（、丁烷（C C4 4H H1010）、）、丁烯（丁烯（C C4 4H H8 8）。）。用户至上 质量第一杭州杭氧股份有限公司吸附原理吸附原理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。用户至上 质量第一杭州杭氧股份有限公司吸附物质n可将上述吸附用表3、表4示出：表3：分子筛透

19、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、丁烯丁烷、丙稀、丁烯(水水).).用户至上 质量第一杭州杭氧股份有限公司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 用户至上 质量第一杭州杭氧股份有限公司用户至上 质量第一杭州杭氧股份有限公司b.活性氧化铝 活性氧

20、化铝是用碱从铝盐溶液或用酸从铝盐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，然后经过溶液中沉淀出水合氧化铝，然后经过老化老化、洗涤洗涤、胶溶胶溶、干燥干燥和成型得到和成型得到氢氧化铝氢氧化铝，再，再经脱水而得氧化铝。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。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。学稳定性和机械强度的固体吸附剂。用户至上 质量第一杭州杭氧股份有限公司活性氧化铝 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为原料，经过干燥、高温快速脱水，然后经再水化料，经过干燥、高温快速脱水，然后经

21、再水化和活化等制备工艺制取的和活化等制备工艺制取的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，不具有抗压强度高、磨耗低，不粉化，不爆裂等独特的优点，其抗冷热的突变性也很强，爆裂等独特的优点，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。在极恶劣的工作条件下，也能承担吸附作用。吸水性能好。吸水性能好。用户至上 质量第一杭州杭氧股份有限公司活性氧化铝 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，

22、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.用户至上 质量第一杭州杭氧股份有限公司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分压力（或浓度）压力（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。所度以后，吸附容量大体上与分压力无关了。所以应尽量降低吸附

23、过程的温度，温度降低，饱以应尽量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。和水分含量也减少，有利于吸附。用户至上 质量第一杭州杭氧股份有限公司2.影响吸附性能的因素影响吸附性能的因素 与气体（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

24、善程度与再生温度有反之越小，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。关，也与再生气体中含有多少吸附质有关。用户至上 质量第一杭州杭氧股份有限公司 影响吸附性能的因素再生 3.吸附剂的再生吸附剂的再生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,从而使吸附剂从而使吸附剂恢复吸附能力称为恢复吸附能力称为“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，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），被吸附的量达到了最大值（即饱和），“动平衡动平衡”是指吸附和解吸的吸附质是指吸附和解吸的吸附质

25、,分子数相等，处于平衡状分子数相等，处于平衡状态，此时吸附剂失去了吸附能力。态，此时吸附剂失去了吸附能力。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析的量。前吸附的量大于解析的量。用户至上 质量第一杭州杭氧股份有限公司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。碳赶走，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。再生是利用解析过程。再生是

26、利用吸附温度越高，压力越低，吸附容量越小的特性吸附温度越高，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，吸进行的，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。附剂吸附不住吸附质时，吸附质就逃逸了。所以所以再生在再生在低压低压、高温高温下进行。下进行。用户至上 质量第一杭州杭氧股份有限公司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。附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空气中的乙炔、丙烯、丁烷在吸附器切换之前一般可纯化至

27、前一般可纯化至 10-4ppm、在解析过程中，、在解析过程中，大部分乙炔在大部分乙炔在10分钟之内解析掉，解析气中分钟之内解析掉，解析气中乙炔的最高含量在加热开始后乙炔的最高含量在加热开始后15分钟左右。分钟左右。用户至上 质量第一杭州杭氧股份有限公司再生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。用户

28、至上 质量第一杭州杭氧股份有限公司再生n实际上，在再生结束的时候，吸收层的温度不实际上，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，残留在一定均匀，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。吸附层中的吸附组分量当然也会产生梯度。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，分子筛筛再生再生温度也从最先开始的温度也从最先开始的300300左右下降到左右下降到160160左左右，甚至右，甚至还还可到可到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，前者吸附容量，前者吸附容量仅仅增加增加3%3

29、%，但再生气体所需的但再生气体所需的热热量却要增加量却要增加30%30%。用户至上 质量第一杭州杭氧股份有限公司再生n从设备运转的经济性考虑，以后逐渐将再生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气体的进口温度降到160左右。随着温度左右。随着温度的降低，其吸附容量略有降低。但相差不大，的降低，其吸附容量略有降低。但相差不大，在实际使用中也能很好地运转。在实际使用中也能很好地运转。n在再生加热温度为在再生加热温度为200时，吹冷峰值温度时，吹冷峰值温度可达可达160左右，这是吸附器的最佳运转工左右，这是吸附器的最佳运转工况。况。用户至上 质量第一杭州杭氧股份有限公司再生n 分四

30、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左右，这时被吸附的水分和二氧化碳均能解析。再生左右，这时被吸附的水分和二氧化碳均能解析。再生时间也有关系时间也有关系.再生气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，容器体其吸附剂用量增多，容器体积变大，气体通过床层

31、的压力降也大、空压机的排压积变大，气体通过床层的压力降也大、空压机的排压也要相应提高，这增加了能耗。也要相应提高，这增加了能耗。用户至上 质量第一杭州杭氧股份有限公司三、空气纯化系统流程和设备的介绍n1.流程v1.1 流程以及测点n1 1）PISPIS，PDISPDIS，与，与V1205V1205，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

32、流程介绍四种流程介绍v1.2 1.2 时间程序控制图（总则：出口阀门先开，再时间程序控制图（总则：出口阀门先开，再开进口阀门）开进口阀门）用户至上 质量第一杭州杭氧股份有限公司流程 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。大阀门处于保位状态大阀门处于保位状态.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

33、n1）V1217、V1219等的与压力稳定的关系等的与压力稳定的关系。用户至上 质量第一杭州杭氧股份有限公司流程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。用户至上 质量第一杭州杭氧股份有限公司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气体的纯化设备是空分系统中不可缺少

34、的一个重要组成部分。净除杂质不仅提高了原料气的重要组成部分。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，管路局部部洁净度，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，位集结、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严重的甚至会发生爆炸，造成重大的停产事故和不必要的经济损失。和不必要的经济损失。2.设备用户至上 质量第一杭州杭氧股份有限公司吸附器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.杭氧自八十年代初，在引进林德技术的基础上，杭氧自八十年代初，在引进林德技术的基础上，开发研制了

35、第一套分子筛吸附器，用于六千空开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设备的配套，至今，也已生产了一千以上空分吸附器几百多套分吸附器几百多套。n经过摸索和改进提高，结构不断完善发展，设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。目前杭氧已开发成计与制造技术已日趋成熟。目前杭氧已开发成功多套功多套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（径向吸附器型式分为：卧式、立式、同心床（径向流）三种吸附器。流）三种吸附器。用户至

36、上 质量第一杭州杭氧股份有限公司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，进气口与封头端部也距离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吸附性能不同，造成吸附剂的浪费和能耗增加。子筛床面的吸附性能不同

37、，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。器的再生能耗。用户至上 质量第一杭州杭氧股份有限公司三万空分吸附器用户至上 质量第一杭州杭氧股份有限公司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，使特大型吸附器设备返修率低，达到了国际先进水平。型吸附器设备返修率低，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、零件与壳体间只能断

38、承受热胀冷缩，因此零件间、零件与壳体间只能活动连接，但同时又要防止活动连接，但同时又要防止1.63mm的颗粒不能的颗粒不能漏下床面，这对于特大型吸附器，床面面积达到漏下床面，这对于特大型吸附器，床面面积达到100m2以上以上,其防漏难度很大。以前分子筛泄露事其防漏难度很大。以前分子筛泄露事故时有发生，带来较大损失。而现在研制的防漏技故时有发生，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器制术的成功应用，解决了这一制约大型卧式吸附器制造的瓶颈问题。造的瓶颈问题。用户至上 质量第一杭州杭氧股份有限公司吸附器n3.上部空气出口，氮气进口悬空活动固定着上部空气出口，氮气进

39、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圆管孔式均布器，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再生气的流速，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。的丝网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，包括圆在氮气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。管至两端封头处也用圆板焊死。用户至上 质量第一杭州杭氧股份有限公司吸附器n四：研制了四：研制了新型隔板装置新型隔板装置，有效地解决了两种吸附剂，有效地解决了两种吸附剂混床问题。混床问题。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

40、造成的吸附剂混合失效，可能带来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。该装置很好防止了这种事故的发生。万元损失。该装置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的使用效果，近年来，我公司生产的吸附器未再有混床事故的发生。床事故的发生。用户至上 质量第一杭州杭氧股份有限公司吸附器n4.对于大直径容器的鞍式支座，也与以往不对于大直径容器的鞍式支座，也与以往不同，不用地脚螺

41、栓固定在基础座上。由于自同，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。所以固身重量及高径比关系，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，定支座端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而在活动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，此板四薄板，在其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。周用固定条焊接，以防摩擦活动板移位。用户至上 质量第一杭州杭氧股份有限公司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：当人员进入事故：当人员进入吸附

42、器之前，应先以足够的空气进行置换，以彻底驱吸附器之前，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除残余污氮气体，同时对设备内空气的含氧量含氧量进行分进行分析，应析，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，）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。起某些地方先穿透。用户至上 质量第一杭州杭氧股份有限公司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

43、当地人为延长再，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生侧吸附器降压时间，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器空气处理量，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口阀必须关闭。待降压到比污氮压力稍高时-30kpa，应及时关闭降压阀，防止污氮通过降，应及时关闭降压阀，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压阀进入吸附器。并对设备内空气含氧量进行分析，应行分析，应大于大于20%氧氧，确保人身安全。，确保人身安全。用户至上 质量第一杭州杭氧股份有限公司n同心床同心床吸附器是立式结构。已在杭氧大型空分吸附器是立式结构。已在杭氧大

44、型空分上配置使用该吸附器。上配置使用该吸附器。n该结构的吸附床处在两个圆柱形筛网筒之间，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，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。道流向外筒四周，经底部排出。n杭氧杭氧2002年进行研发年进行研发,2009年在河南信阳年在河南信阳20000空分上进行了工业性使用，取得成功。空分上进行了工业性使用，取得成功。2）同心床（径向流）吸附器用户至上 质量第一杭州杭氧股份有限公司杭氧制造的同心床吸附器用户至上 质量第

45、一杭州杭氧股份有限公司径向流吸附器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附剂用量设计。吸度可较薄，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。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，

46、对小设备而言，就显得不经济了。工费时，对小设备而言，就显得不经济了。用户至上 质量第一杭州杭氧股份有限公司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，注意防止操作不当，进水。进水严重，可能只能换分子筛。可能只能换分子筛。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。缝情况，有泄露，要修补。用户至上 质量第一杭州杭氧股份有限公司2.加热

47、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）电加热器由壳体、电加热元件、管板、连接线、控制等组成。接线、控制等组成。n2）常用电热元件的种类有：光管直管元件）常用电热元件的种类有：光管直管元件（较多）、（较多）、U形管、形管、U形绕翅片式、形绕翅片式、PTC管、管、不锈钢电热元件管。不锈钢电热元件管。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，在在大大型电加热器上。型电加热器上。用户至上 质量第一杭州杭氧股份有限公司电加热器用户至上 质量第一杭州杭氧股份有限公司加热设备nb)U形管：用在小功率电加热器上。形管：用在小功率电加热器

48、上。nc)U形形绕绕翅翅片片：换换热热面面积积提提高高，单单支支元元件的功率较大。件的功率较大。15kw/支。支。用户至上 质量第一杭州杭氧股份有限公司电加热器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种方种方式保护。流量、温度双重保护。式保护。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

49、使用多台电加热器经常轮换使用,有利于保护电加热有利于保护电加热元件元件.用户至上 质量第一杭州杭氧股份有限公司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。用户至上 质量第一杭州杭氧股份有限公司蒸汽加热器使用注意事项n对于蒸汽的要求：饱和蒸汽较好。过热蒸汽对于蒸汽的要求：饱和蒸汽较好。过热蒸汽多采用降温措施到饱和温度。多采用降温措施到饱和温度。n因为气气换热，效率低，需换

50、热面积大。检因为气气换热，效率低，需换热面积大。检修复杂。温度高低要与压力相匹配修复杂。温度高低要与压力相匹配.n2.如蒸汽过热，热水能量利用差。如蒸汽过热，热水能量利用差。n3.蒸汽加热器分组介绍蒸汽加热器分组介绍.n4。停用蒸汽加热器后，内部各管程水必须。停用蒸汽加热器后，内部各管程水必须排空，防止冬天胀裂。排空，防止冬天胀裂。用户至上 质量第一杭州杭氧股份有限公司四、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，