分子篩純化系統(tǒng)能耗影響因素-臥式和立式吸附器特點(diǎn)

分子篩純化系統(tǒng)能耗影響因素，臥式和立式吸附器特點(diǎn)

近年來,空分設(shè)備技術(shù)取得了長(zhǎng)足進(jìn)步,空分設(shè)備的制造能力已達(dá)到12萬m3/h等級(jí)。

分子篩純化系統(tǒng)是空氣進(jìn)入冷箱前對(duì)空氣進(jìn)行凈化處理的關(guān)鍵部機(jī),用于清除空氣中的水分、二氧化碳、乙炔及碳?xì)浠衔锏任镔|(zhì),防止低溫設(shè)備堵塞、甚至爆炸,保證空分設(shè)備長(zhǎng)期安全、可靠運(yùn)行。分子篩純化系統(tǒng)通常由兩臺(tái)分子篩吸附器、加熱設(shè)備、閥門、管道和儀電控組成。兩臺(tái)吸附器中臺(tái)吸附另一臺(tái)再生,待一臺(tái)吸附飽和后,另臺(tái)再生好的吸附器投入工作,切換吸附。

分子篩純化系統(tǒng)的運(yùn)行能耗主要由兩部分組成:

（1）吸附時(shí)克服空氣流經(jīng)分子篩吸附器、閥門、管道所需的能耗;

（2）再生所需的能耗,包括再生加熱時(shí)的熱能消耗、加熱/吹冷時(shí)的污氮?dú)庀囊约翱朔鄣獨(dú)饬鹘?jīng)加熱設(shè)備、吸附器、消聲器、管道和閥門等的阻力消耗等。

分子篩純化系統(tǒng)吸附器的主要結(jié)構(gòu)形式有水平床和立式徑向流兩種。

立式或臥式水平床吸附器,空氣從吸附器床層的下平面進(jìn)入,從床層的上平面流出。床層一般是雙層,下層為活性氧化鋁,上層為分子篩。該結(jié)構(gòu)形式的吸附器在國(guó)內(nèi)已經(jīng)使用近30年,設(shè)計(jì)日益成熟,解決了內(nèi)部支撐柵架防分子篩泄漏、床層均布等難題,運(yùn)行穩(wěn)定可靠。在制造方面,具有制造成本相對(duì)較低,裝、卸料方便等優(yōu)點(diǎn)。在使用方面,用戶的檢查、維修也相對(duì)簡(jiǎn)單并積累了豐富的經(jīng)驗(yàn),因此在國(guó)內(nèi)空分領(lǐng)域占主要份額。水平床吸附器的缺點(diǎn)是氣體進(jìn)、出口都需要一定的均布空間，床層體積占設(shè)備總體積的35%左右，因此設(shè)備空間利用率校低。對(duì)于大型空分設(shè)備分子篩純化系統(tǒng),水平床吸附器體積較大,并且因?yàn)榕P式放置占地面積也較大。在節(jié)能上采取控制床層高度和氣體流速等措施,減小阻力降。由于床層長(zhǎng)徑比的關(guān)系,一般吸附器阻力控制在小于6kPa。

立式徑向流吸附器由上封頭、下封頭、筒體3層同心多孔圓筒、內(nèi)置粉末過濾器、上接管、下接管和裙座等組成。

空氣從外周流道徑向進(jìn)入,穿過活性氧化鋁外層和分子內(nèi)層從中心管流出。床層空間體積占設(shè)備總體租的50%左右,空間有效利用率較高,因此吸附器的體積、重量可以減小，并且因?yàn)榱⑹桨惭b占地面積也較小。在制造方面,由于內(nèi)部由多個(gè)同心床層組成,制造要求高、難度大、成本高。在使用方面,內(nèi)部空間狹小,裝、卸料維修難度大,對(duì)內(nèi)部網(wǎng)格牢固度和使用壽命要求也更高。

立式徑向流吸附器由于直徑變化,空氣流經(jīng)的每個(gè)圓周而的流速都不同,因此內(nèi)、外圈的吸附能力不同,并且床層沿高度方向的均勻性難以做到一致,床層的厚度受到限制,加上周向通氣迎風(fēng)面大,床層阻力相對(duì)較小,設(shè)備阻力可以控制在小于4kPa。由于床層的厚度受到限制,吸附時(shí)間較短，一般為4小時(shí)。立式徑向流吸附器內(nèi)部不通氣段占比相對(duì)較大，在20000m3/h及以下空分設(shè)備中優(yōu)勢(shì)不明顯。

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