Molekularsieb für die Lufttrennung

Bei der industriellen Trennung von Gasgemischen, die Gas absorbieren können, hat das Adsorptionsverfahren erhebliche Vorteile. Gegenwärtig wird das Adsorptionsverfahren aufgrund der Entwicklung der Adsorptionstechnologie und des Aufkommens neuer Adsorptionsmittel in kryogenen Luftzerlegungsanlagen und bei der atmosphärischen Druckwechseladsorption zur Erzeugung von Sauerstoff und zur Die Anwendung von Stickstoffanlagen ist zu einer Routineentscheidung geworden. Bei der kryogenen Luftzerlegung werden Molekularsiebadsorber in Luftreinigungssystemen eingesetzt, so dass der Kohlendioxidgehalt der Luft weniger als 1 ppm und der Wassergehalt weniger als 5 ppm beträgt. Ein weiteres Verfahren zur Luftzerlegung ist der Einsatz von Molekularsieben zur Gewinnung von Sauerstoff und Stickstoff aus der Luft durch Druckwechseladsorption bei Raumtemperatur.

Je nach Größe der kryogenen Luftzerlegungsanlage kann diese in vertikale Radialstromadsorber und horizontale Radialstromadsorber unterteilt werden.

1. Schematische Darstellung eines horizontalen Molekularsieb-Adsorbers mit radialer Strömung:

Das Adsorptionsmittel des horizontalen Molekularsiebs wird durch die oberen Mannlöcher an beiden Enden geladen, die untere Schicht ist Aluminiumoxid, um Feuchtigkeit aus der Luft zu entfernen, und die obere Schicht ist Molekularsieb, um Kohlendioxid, Acetylen und andere Kohlenwasserstoffe zu entfernen, und die Mitte ist durch eine Trennwand getrennt. Das Molekularsieb-Luftauslassrohr ist mit einem Gasverteiler und einer Staubfilterpatrone ausgestattet, und das Lufteinlassrohr ist mit einem gleichmäßig verteilten Gasleitblech versehen.

     Vorteile: ausgereifte Technologie, einfache Struktur und Prozessgestaltung, einfache Wartung.

     Nachteile: große Bodenfläche, großer Arbeitswiderstand, langsame Durchflussrate, ungleichmäßige Luftverteilung, hoher Energieverbrauch.

2. Schematische Darstellung eines Molekularsiebadsorbers mit vertikaler Radialströmung:

        Der vertikale Adsorber besteht aus einer äußeren Hülle, einem dreischichtigen Gitter und einem zentralen Rohr. Das aktivierte Aluminiumoxid ist in der Zwischenschicht zwischen dem äußeren Gitter und dem mittleren Gitter installiert, und das Molekularsieb ist in der Zwischenschicht zwischen dem mittleren Gitter und dem inneren Gitter installiert. Das Gewicht aller Tonerden und Molekularsiebe wird von einem dreischichtigen Gitter getragen, das am oberen Kopf aufgehängt ist. Der obere Teil des Zylinders ist mit einem Füllrohr zum Einfüllen von Aluminiumoxid und Molekularsieben ausgestattet.

        Wenn der Luftreiniger in Betrieb ist, tritt die Luft von unten ein, durchläuft zunächst die Aluminiumoxidschicht, um die Feuchtigkeit in der Luft zu entfernen, dann die Molekularsiebschicht, um Kohlendioxid, Acetylen und andere Kohlenwasserstoffe zu entfernen, und wird oben aus dem Behälter durch den Filter abgeleitet.

        Wenn der Reiniger regeneriert wird, tritt der verunreinigte Stickstoff aus der Cold Box von oben in den Behälter ein und wird von unten in der entgegengesetzten Richtung wie bei der Adsorption abgeleitet. Der zentrale Zylinder fungiert nicht nur als Filter, sondern die besondere Struktur in der Mitte sorgt dafür, dass die Vorlaufluft oder die regenerierte Rücklaufluft in jedem Abschnitt die gleiche Gasgeschwindigkeit hat, so dass die Adsorptionsgeschwindigkeit und die Adsorptionskapazität jedes Teils des Adsorptionsbetts entlang der axialen Richtung einheitlich sind. Die Adsorptionssättigungszeit ist die gleiche.

    Vorteile: gleichmäßige Luftverteilung, geringer Platzbedarf, geringer Widerstand, schnelle Durchflussrate und niedriger Energieverbrauch.

Nachteile: komplexe Struktur, komplizierte Prozessgestaltung, hohe Herstellungskosten und schwierige Wartung.

Aufgrund der Adsorptionsleistung von 13X Molekularsieb, kann eine lange Zeit von Wasser und Kohlendioxid Adsorption in der Luft, seine Adsorption gehört zu den Gleichgewicht Trennung Typ.

Die Molekularsiebe der JLPM-Serie von Jalon werden hauptsächlich für die kryogene Trocknung von allgemeinen Industriegasen verwendet. Das Reinigungssystem in der Luftzerlegungsanlage entfernt H2O und CO2 sowie die Entschwefelung von Erdgas und anderen Kohlenwasserstoffen (Entfernung von H2S und Mercaptanen) und CO2.

Es ist erwähnenswert, dass North Copper Co. LTD, Yuanqu Smelter Überholung Luftzerlegungsanlage mit hoher Effizienz Molekularsieb, aktivierte Tonerde Projekte verwenden Jianlong JLPM fünften Generation kryogenen Luftzerlegung Molekularsieb. Das Molekularsieb der Anlage wurde am 12. April 2020 ersetzt und am 26. April in Betrieb genommen. Vom 5. bis zum 8. Mai, nach 72 Stunden Volllastbetrieb, liegt der CO2-Gehalt am Ausgang des Molekularsiebadsorbers stabil bei 0,2-0,3 ppm, was den Anforderungen des Kunden an CO2 ≤1 ppm entspricht. Der Adsorptionszyklus wird von 4 auf 8 Stunden verlängert, so dass die Anzahl der Regenerationen des Molekularsiebadsorbers von 6 auf 3 reduziert wird, was nicht nur die Lebensdauer der Ausrüstungsventile und des Molekularsiebs verlängert, sondern auch die Stromlast reduziert und einen erheblichen Energiespareffekt hat.

Das Jalon-Hochleistungsmolekularsieb der fünften Generation JLPM ist ein X-Kristall-Molekularsieb, das sich für Luftvorreinigungsgeräte eignet. Es kann nicht nur effizient CO2 und Wasserdampf adsorbieren, sondern hat auch gute dynamische und physikalische Eigenschaften. Unter Standardprozessbedingungen wirkt JLPM in der Regel synergetisch mit Aluminiumoxid und hat eine sehr hohe Adsorptionskapazität für Wasserdampf und CO2 . Anstelle von 13X-Molekularsieb kann der Adsorptionszyklus nach optimierter Befüllung verdoppelt werden.

Ansonsten wird das Hochleistungsmolekularsieb JLPM der fünften Generation den Konstrukteuren und Betreibern von Luftzerlegungsanlagen zahlreiche Vorteile bringen. Bei der Konstruktion neuer Luftzerlegungsanlagen kann der Einsatz von JLPM die Fläche der Luftzerlegung verkleinern und so die Investitions- und Betriebskosten der Anlagen senken. Bei der Umrüstung alter Anlagen kann der Ersatz durch JLPM-Molekularsieb den Energieverbrauch senken und die Lebensdauer der Anlagen verlängern.