分子篩曲線

1、分子篩曲線2009022223:38分子篩純化器利用常溫吸附、高溫解吸來(lái)達(dá)到連續(xù)凈化空氣的目的，在這一交變過(guò)程中，特別需要對(duì)其進(jìn)、出口溫度加以監(jiān)控，以掌握其使用情況。在吸附過(guò)程中，空氣進(jìn)、出純化器的兩條溫度變化曲線被稱(chēng)為“吸附溫度曲線”；在再生過(guò)程中，污氮?dú)膺M(jìn)、出純化器的兩條溫度變化曲線被稱(chēng)為“再生溫度曲線”。1、吸附溫度曲線：吸附溫度曲線：一般情況下，只要空氣預(yù)冷系統(tǒng)正常，空氣進(jìn)純化器溫度就不會(huì)變化，因而溫度曲線是一條水平的直線。而空

2、氣出純化器溫度除剛開(kāi)始的一段時(shí)間較高外，以后變化也極小，因而也近似是一條直線。典型的吸附溫度曲線如圖1所示?？諝庠诮?jīng)過(guò)純化器后，溫度會(huì)有所升高。這是因?yàn)榭諝庵械乃趾投趸急环肿雍Y吸附，而吸附是個(gè)放熱過(guò)程。對(duì)于全低壓流程空分設(shè)備而言，空氣進(jìn)純化器壓力在0.5Mpa（G）左右，空氣進(jìn)純化器溫度約為10～15℃左右。在這種情況下，空氣進(jìn)出純化器溫度之差約為4～6℃。如果空氣進(jìn)純化器溫度升高，則溫差也相應(yīng)會(huì)有所增大，這是因?yàn)榭諝鉁囟壬呤沟?/p>

3、空氣中水含量增多。如果在純化器使用過(guò)程中（剛開(kāi)始使用的一段時(shí)間除外），出純化器空氣溫度突然升高，而進(jìn)純化器溫度和壓力卻較為穩(wěn)定，這種情況往往顯示空氣已經(jīng)將空冷塔的水帶入分子篩純化器了（如安龍3200m3h制氧機(jī)分子篩進(jìn)水事故時(shí)，就出現(xiàn)了運(yùn)行中的分子篩進(jìn)水導(dǎo)致出純化器空氣溫度突然升高的現(xiàn)象）。在分子篩純化器由再生轉(zhuǎn)為使用，吸附工作剛開(kāi)始的一段時(shí)間內(nèi)，空氣出純化器溫度較高，這時(shí)出口溫度要比進(jìn)口高出20℃以上。這種現(xiàn)象除了是由于再生過(guò)程中的冷

4、吹不徹底造成的以外，還由于純化器在切換至使用前的升壓過(guò)程中釋放吸附熱所造成的。在空分設(shè)備中用于吸附水分和二氧化碳的13X分子篩，除對(duì)極性分子如水和二氧化碳等具有吸附能力外，對(duì)非極性的氮?dú)夂脱鯕庖灿幸欢ǖ奈阶饔?。升壓過(guò)程是一個(gè)壓力上升的過(guò)程，隨著壓力升高，分子篩的靜吸附容量增大，更多的氮?dú)夂脱鯕獗环肿雍Y所吸附。而這個(gè)過(guò)程同樣是個(gè)放熱的過(guò)程，這種放熱使得分子篩床層溫度升高。當(dāng)升壓后的純化器轉(zhuǎn)為使用時(shí)，空氣將分子篩床層的熱量帶出來(lái)，從而引起

5、出口溫度的升高（由于升壓閥的位置不同，故升壓過(guò)程中空氣進(jìn)出口溫度的變化也不同，如1﹟14000m3h制氧機(jī)分子篩升壓閥在分子篩純化器后，故在升壓過(guò)程中空氣進(jìn)口溫度的溫升遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于空氣出口的溫升。而2﹟14000m3h制氧機(jī)因?yàn)樯龎洪y在純化器前，其溫度變化就大不相同）。一般來(lái)說(shuō)，加熱階段主要解吸的是分子篩床層的中上部，并且將熱量貯存在分子篩床層中。23冷吹階段（冷吹階段（C－D）在冷吹階段，一方面利用加熱階段貯存在分子篩床層中的熱量繼續(xù)解吸

6、下部的活性氧化鋁，另一方面將床層中的熱量帶出來(lái)，從而為再次投入使用作準(zhǔn)備。冷吹開(kāi)始后，污氮?dú)膺M(jìn)口溫度迅速下降，但出口溫度還會(huì)繼續(xù)上升，一直達(dá)到某個(gè)最高點(diǎn)后，才會(huì)逐漸下降。冷吹階段的污氮?dú)獬隹跍囟茸兓€（以下簡(jiǎn)稱(chēng)冷吹曲線）特別重要。冷吹曲線上的最高溫度點(diǎn)稱(chēng)為“冷吹峰值”，它是再生過(guò)程是否完善的主要標(biāo)志。床層中的分子篩在再生過(guò)程中溫度自上而下是遞減的，所以最底層的分子篩總是再生得最不徹底。對(duì)于雙層床分子篩純化器，如果冷吹峰值達(dá)到100℃，

7、則說(shuō)明純化器內(nèi)上部的分子篩和下部的活性氧化鋁都已再生好了（靠近筒體的邊緣區(qū)因存在散熱問(wèn)題除外）。影響冷吹峰值的因素主要是加熱階段進(jìn)純化器的再生污氮?dú)獾臏囟雀叩?、流量大小以及加熱時(shí)間的長(zhǎng)短等等。此外，如果在上一個(gè)使用周期中分子篩吸附了太多的水分和二氧化碳（即吸附飽和），而在再生時(shí)也沒(méi)有增加再生熱量，則冷吹峰值會(huì)下降（如1﹟14000m3h制氧機(jī)發(fā)生分子篩吸附飽和事故時(shí)就出現(xiàn)了冷吹峰值大幅下降的現(xiàn)象）。如果分子篩在使用過(guò)程進(jìn)水，則冷吹峰值也

8、會(huì)顯著下降。如果冷吹曲線上會(huì)出現(xiàn)多個(gè)峰值，則說(shuō)明分子篩床層不平整。良好的分子篩床層，在任何一個(gè)水平截面上的溫度梯度應(yīng)該較小，這樣的床層在再生過(guò)程中，最底層的分子篩各處溫度差不多始終相等，溫度變化曲線也相同。而儀表所記錄下的是各處出來(lái)的氣體混合在一起后的溫度變化曲線，可以認(rèn)為是一系列的波形曲線綜合在一起后所形成的曲線。由于這一系列的波形曲線均相同且無(wú)相位差，故綜合成的曲線形狀不會(huì)有所改變。在另一種情況下，當(dāng)分子篩床層厚薄不均勻時(shí)，較薄處分

9、子篩量少而流過(guò)的氣量多，分子篩溫度變化得就比較快，而較厚處情況正好相反。這樣最底層的各處不是同時(shí)達(dá)到峰值，綜合成的波形曲線中就有可能出現(xiàn)兩個(gè)甚至三個(gè)峰值。一般來(lái)說(shuō)，分子篩床層不平整時(shí)，冷吹曲線的形狀也會(huì)變得“矮”和“胖”一些。冷吹結(jié)束時(shí)的污氮?dú)獬黾兓鳒囟仁橇硪粋€(gè)需要加以控制的指標(biāo)，該溫度如果過(guò)高，則純化器由再生轉(zhuǎn)為使用時(shí)空氣就會(huì)將這一部分熱量帶入主板式換熱器，近而對(duì)其工作狀況產(chǎn)生不良影響。該溫度主要由冷吹時(shí)間、再生氣流量以及加熱過(guò)程中