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分子篩是什么

一種人工合成的具有篩選分子作用的水合硅鋁酸鹽(泡沸石)或天然沸石。其化學(xué)通式為(M′2M)O·Al2O3·xSiO2·yH2O,M′、M分別為一價、二價陽離子如K+Na+Ca2+Ba2+等。它在結(jié)構(gòu)上有許多孔徑均勻的孔道和排列整齊的孔穴,不同孔徑的分子篩把不同大小和形狀分子分開。根據(jù)SiO2Al2O3的分子比不同,得到不同孔徑的分子篩。其型號有:3A(鉀A型)、4A(鈉A型)、5A(鈣A型)、10Z(鈣Z型)、13Z(鈉Z型)、Y(鈉Y型)、鈉絲光沸石型等。它的吸附能力高、選擇性強、耐高溫。廣泛用于有機化工和石油化工,也是煤氣脫水的優(yōu)良吸附劑。在廢氣凈化上也日益受到重視。


分子篩的作用

吸附功能:分子篩對物質(zhì)的吸附來源于物理吸附(范德華力),其晶體孔穴內(nèi)部有很強的極性和庫侖場,對極性分子(如水)和不飽和分子表現(xiàn)出強烈的吸附能力。

篩分功能:分子篩的孔徑分布非常均一,只有分子直徑小于孔穴直徑的物質(zhì)才可能進入分子篩的晶穴內(nèi)部。

通過吸附的優(yōu)先順序和尺寸大小來區(qū)分不同物質(zhì)的分子,所以被形象地稱為分子篩。

分子篩吸濕能力極強,用于氣體的純化處理,保存時應(yīng)避免直接暴露在空氣中。存放時間較長并已經(jīng)吸濕的分子篩使用前應(yīng)進行再生。分子篩忌油和液態(tài)水。使用時應(yīng)盡量避免與油及液態(tài)水接觸。工業(yè)生產(chǎn)中干燥處理的氣體有,空氣,氫氣,氧氣,氮氣,氬氣等。


分子篩壽命影響因素

從分子篩的吸附原理中可知,影響分子篩吸附能力的有以下幾個主要因素∶分子篩型號,溫度,壓力,吸附層厚度,吸附相,流速,吸附物濃度,再生程度以及雜質(zhì)。在特定的生產(chǎn)裝置中,由于許多因素被設(shè)計限定了范圍,所以影響因素被縮小為吸附物濃度,流速,再生程度和雜質(zhì)四個方面,下面分別進行討論。

1)吸附物濃度∶從理論上講,當(dāng)吸附物濃度升高時,分子篩的有效能力增加,但是這只適用于低濃度下。在生產(chǎn)裝置中,由于受總吸附容量的限制,設(shè)計吸附物濃度總是被限制在某一數(shù)值以下。而在具體的生產(chǎn)中,吸附物濃度會受各種因素影響,如天氣、設(shè)備、操作等,往往會造成吸附物濃度超標(biāo),這樣就會使分子篩的使用時間縮短,提前失活。

2)流速∶在分子篩的設(shè)計和使用中,流速均被設(shè)計在湍流范圍內(nèi),如果流速在層流范圍內(nèi),則氣流分布就可能產(chǎn)生溝流,造成吸附物非吸附性突破。故流速越高,則分子篩的吸附效果就越差。同時,流速高還會使分子篩顆粒間發(fā)生劇烈的相互碰撞,降低分子篩的機械強度,

嚴(yán)重的會造成粉化。在生產(chǎn)中,較常出現(xiàn)分子篩由于流速高而損壞這一現(xiàn)象的,往往是由于分子篩的切換太快,造成分子篩受壓突變,分子篩上下壓差增大,引起分子篩顆粒間劇烈碰撞。

3)雜質(zhì)∶大氣中主要含氧、氮、氬等氣體,且它們的含量基本不變。但大氣中還有各種各樣的雜質(zhì),它們的含量會因地理環(huán)境不同而不同,還受天氣、風(fēng)向和季節(jié)等影響。特別是在工廠林立的工業(yè)區(qū),空氣中雜質(zhì)的含量就更高,而且種類多。還有在生產(chǎn)過程中,由于工藝或機械的要求,會造成某些物質(zhì)泄漏到壓縮空氣中。這時當(dāng)雜質(zhì)被吸附在分子篩孔內(nèi)時,由于部分雜質(zhì)與分子篩的吸附力特別強,即使再生也不易排除。在再生時,還有些雜質(zhì)受高溫作用而在微孔內(nèi)發(fā)生化學(xué)變化,產(chǎn)生的物質(zhì)吸附在微孔內(nèi),造成微孔的空間減少,分子篩的活性自然就降低,時間一長分子篩的活性就徹底消失。

幾年前,廣州石化總廠化肥廠的空分裝置,就由于壓縮機的缸體使用潤滑油潤滑,在生產(chǎn)過程中,潤滑油泄漏到壓縮空氣中,通過排油水裝置也未能排凈。結(jié)果,運行一段時間后,分子篩就被油污染,活性大大減低,吸附和再生間隔越來越短,

 

 

最后只能全部更換。后來查明了原因,取消了用潤滑油對壓縮機缸體的潤滑,在以后的生產(chǎn)中,分子篩的吸附力一直保持較高。

4)再生效果∶分子篩的再生越徹底,它的活性就恢復(fù)得越好,吸附力也就越高。再生時間短,再生效果就不好。在生產(chǎn)中,當(dāng)分餾塔工況發(fā)生變化時,可能導(dǎo)致再生氣量不足,則被吸附物質(zhì)解吸不完全,分子篩的活性就降低。

在某些空分裝置里,對再生氣體的加熱是采用蒸汽加熱的。在再生時,由于加熱器的損壞,使蒸汽泄漏到再生氣體中,因而,再生氣體含有大量水份。從圖1和圖2中可以看出,分子篩對水的吸附力很強,而且有效吸附力與溫度的依賴關(guān)系不大。即使在200℃時,吸附力還很顯著,而且有較高的保持能力。在實際生產(chǎn)中,再生溫度一般控制在170~220℃。所以,再生加熱器泄漏后,再生過程反而變成了分子篩吸附水的過程。再生后的分子篩中仍吸附有大量的水份。當(dāng)分子篩重新進行吸附操作時,其活性必然下降,有可能讓水等物質(zhì)進入分餾塔,并造成危害。

 

 


分子篩粉化原因分析

    (1)分子篩吸附器設(shè)計不合理,氣體分布器分布不均勻,出現(xiàn)少量偏流現(xiàn)象,造成部分分子篩通過的氣流量大,流速快,在吸附器內(nèi)形成氣體旋流現(xiàn)象,部分分子篩相互摩擦而粉化,進而堵塞換熱通道。

(2)吸附器出現(xiàn)故障,突然關(guān)閉或打開,大氣流、高壓力氣流沖擊分子篩,破壞吸附器床層,分子篩發(fā)生粉化。

(3)分子篩升壓、降壓管線設(shè)計不合理或閥門設(shè)置不合理,升壓、降壓過快,氣流量大,使分子篩磨損而粉化

(4)再生開始加熱時,如果氣壓過快,大氣流沖刷分子篩;由加熱步驟轉(zhuǎn)到吹冷步驟時,切換閥不能平穩(wěn)啟、閉,再生氣流波動沖刷分子篩。

(5)采用蒸汽加熱器加熱再生時,如果加熱器泄漏,部分水蒸氣進入吸附器,造成分子篩性能下降,粉化。

(6)空冷塔進水,水分進入分子篩吸附器,泡分子篩,使分子篩性能下降,粉化。

(7)分子篩加熱再生到吹冷再生時,如果切換不合理,再生氣流量突然增大或減小,對分子篩造成沖刷,使其嚴(yán)重粉化。

(8)壓縮機組啟動時分子篩純化系統(tǒng)同時啟動,大氣流、高溫度造成分子篇負荷過大,使分子篩性能下降,粉化。

 

 

建議:如若其他因素正常,在裝填分子篩時注意檢查篩網(wǎng),保證篩網(wǎng)鋪放平整不破損;分子篩裝滿壓實,不要留有空隙,以防氣流沖擊發(fā)生摩擦粉化。

 


分子篩和氧化鋁的作用和區(qū)別

在空分中,我們通常用氧化鋁來主要吸水,分子篩來主要吸附 CO2(如有需要,也需要專門的分子篩來吸附 N2O)。氧化鋁對應(yīng)分子篩主要的優(yōu)劣勢是氧化鋁對水的吸附在高濃度水含量下容量很大,但是低水含量吸附大大下降,即沒辦法把水分脫除得很干凈;反之,分子篩在低水含量時吸附能力影響不大,但是高水含量時吸附容量沒有氧化鋁大


分子篩裝填注意事項

一,首先,分子篩床沒有大的間隙,應(yīng)鋪裝鋼筋網(wǎng)片,不然未來會很不便;

1.罐裝時需要挑選大晴天。還需要運載裝裁機,以避免油進到和殘渣進到。

2.2個罐里的分子篩應(yīng)勻稱。

3.搞好監(jiān)管,保證罐裝人員的防護設(shè)備損壞,以避免分泌物和殘渣進到。在其中只有許多被考慮到做為參照。

分子篩填充的具體流程

二,首先查驗工程圖紙,確定三氧化二鋁和分子篩的填充部位和填充量。如果是單面屏障,一般是三氧化二鋁和分子篩中間的挪動不銹鋼篩網(wǎng)。如果是兩層格珊,那么就更強了。我已經(jīng)完成了(如今,大中型空氣分離的設(shè)計方案一般是多層的)。

1.確定格珊的安裝品質(zhì)以保證無縫拼接,并應(yīng)保證格珊固定不動地腳螺栓不容易松脫。

2.填充后,應(yīng)將其鋪平而不用以填充。三氧化二鋁和分子篩的流通性十分強,而且沒有花銷。

3.除排出孔外,盡量開啟全部孔,并安裝風(fēng)機以控制氣體在儲水箱中流動性。人員需要穿深鞋,要穿襪子。當(dāng)分子篩與汗水觸碰時,會散發(fā)出很多的發(fā)熱量。自始至終配戴防塵面罩,填充物中會發(fā)生很多塵土。儲存罐中有手動式實際操作,需要有些人監(jiān)管檢修口。按時聯(lián)絡(luò)內(nèi)部人員。

填好安全性相關(guān)的事宜

三,進到容器內(nèi)部需要密閉空間進到許可證書。進到人員應(yīng)接納密閉空間安全教育培訓(xùn)。容器中人員的防塵面罩需要配戴防毒面罩,整套護目鏡,進到容器并穿上連身褲,皮靴和全身安全帶。

1.需要應(yīng)用O2計進到容器的內(nèi)部,外界需要專業(yè)人員按時與內(nèi)部職工開展溝通交流。進場時間不可大于30分鐘,每30分鐘一次,您需要離去容器并歇息10分鐘,隨后才可以進到。

2.為了好地制止儲水箱忽然發(fā)生安全事故,需要將救生設(shè)備索掛在群體外邊并聯(lián)接到人員的安全帶插扣上,并可以應(yīng)用高壓避雷器開展救治。

3.不銹鋼桶中的真空值很有可能比較弱。開啟槍管膛線上的排氣管螺絲以去掉槍管膛線中的真空泵。

4.在提高的過程中,應(yīng)特別注意避免物件爆出和碰撞安全事故。

5.禁止施工人員的手機上帶上鎖匙等鎖匙等小物件。進到以前,請拿出以上小物件,由特定人員將其放到電子柜中,隨后儲放在安全性的地區(qū)。充注口頂部周邊不可有臟物,以制止其在充注全過程中落入容器中。




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