《空分设备操作技术》PPT课件.ppt

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1、空分设备操作技术培训空气纯化系统原料空气纯化原理及设备主讲人:杭氧设计院林秀娜2011年5月目的：分子筛纯化系统运行在最优化状态—安全、节能。空气纯化系统介绍一、概述二、分子筛纯化原理三、流程和设备介绍四、事故案例分析空气纯化系统一、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。八十年代前—国内以切换式换热器自清除流程为主八十年代后期开始:国内空分设备开始采用分子筛纯化流程。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。

2、它代表着空分发展的主导方向。空气纯化系统1.分子筛纯化流程作用：用吸附法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，保证空分设备的正常运行。2.、吸附系统功能组成：吸附-工作（较高压力~0.6MPa(A)下），解吸—再生[常压下~0.116MPa(A）]3、设备组成：分子筛吸附器、加热设备、消声器、阀门、仪电控空气纯化系统二、分子筛纯化原理1.空气成分及有害气体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。2.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

3、会磨损机器运转零件，堵塞冷却设备。空气纯化系统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。3.空分设备有害气体的安全范围水分吸附后达到-60℃以下，CO2小于1PPm,乙炔小于0.01PPm等。空气纯化系统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。用分子筛净化空气技术的发展历史：国外二十世纪五十年代末期---Linde公司中国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分子筛纯化系统目前空

4、分采用分子筛纯化系统为主来纯化空气。吸附器内装填的吸附剂有：分子筛，活性氧化铝等。吸附原理介绍为了保证分馏塔的安全，我们需要对空气进行吸附处理。1.吸附剂的吸附原理吸附法净除空气中的杂质空气中的水分、乙炔、二氧化碳均可用叫做“吸附剂”的多孔物质吸附净除。吸附术语吸附力分类:吸附又可分为物理吸附和化学吸附两类。分子筛纯化系统物理吸附: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。化学吸附:是由于化学键作用所引起的。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

5、附慢。”分子筛纯化系统吸附热:空分吸附中水分，CO2占主要时，物理吸附占主要，吸附热主要由水分，CO2冷凝潜热产生，所以产生了吸附器前后温度的升高。再生:(解吸或脱附)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，必须进行解吸。固定床吸附原理再生:(解吸或脱附)“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,称之为解吸或脱附。(2)恒温恒压固定床吸附的基本原理当吸附质浓度为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。固定床吸附原理吸附平衡区：吸附剂上的吸附质浓度xe与

6、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，这一区域称为吸附平衡区，传质区：在平衡区以上是正在进行吸附的传质区。未吸附区：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y0。固定床吸附原理转效点：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力，经过吸附柱后的气体中吸附质浓度仍为ye。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τ表示时间，则τb为转效时间

7、。（见图1）固定床吸附原理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和动吸附容量。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（平衡值）。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，故动态吸附容量小于静态