工業的にガスを吸着できる混合ガスを分離する場合、吸着操作には大きな利点がある。現在、吸着技術の発展と新しい吸着剤の出現により、吸着プロセスは極低温空気分離装置と大気圧スイング吸着空気で使用され、酸素を生成し、窒素装置のアプリケーションは、日常的な選択肢となっています。極低温空気分離では、分子ふるい吸着装置が空気浄化装置に使用され、空気中の二酸化炭素は1ppm以下、水は5ppm以下になります。また、モレキュラーシーブを用いて、常温で圧力スイング吸着により空気から酸素と窒素を生成するプロセスも、空気分離装置の1つとなっています。
極低温空気分離ユニットの大きさによって、垂直ラジアルフロー吸着器と水平ラジアルフロー吸着器に分けられる。
1.水平ラジアルフロー分子ふるい吸着器の模式図:
横型モレキュラーシーブの吸着剤は両端の上部マンホールから充填され、下層は空気中の水分を除去するアルミナ、上層は二酸化炭素、アセチレンなどの炭化水素を除去するモレキュラーシーブで、中間は仕切りで分離されています。モレキュラーシーブ空気出口パイプにはガス分配器とダストフィルターカートリッジが装備され、空気入口パイプにはガス均一分配バッフルが装備されています。
利点:成熟した技術、シンプルな構造とプロセス設計、容易なメンテナンス。
欠点:床面積が広い、作動抵抗が大きい、流量が遅い、空気分布が不均一、エネルギー消費が大きい。
2.垂直ラジアルフロー分子ふるい吸着器の模式図:
垂直吸着器は、外殻、3層グリッド、中央チューブで構成される。活性アルミナは外側グリッドと中間グリッドの間の中間層に設置され、モレキュラーシーブは中間グリッドと内側グリッドの間の中間層に設置される。すべてのアルミナとモレキュラーシーブの重量は、上部ヘッドに吊り下げられた3層のグリッドによって支えられている。シリンダー上部には、アルミナとモレキュラーシーブを充填するための充填管が装備されている。
清浄機が作動しているとき、空気は底から入り、まずアルミナ層を通過して空気中の水分を除去し、次にモレキュラーシーブ層を通過して二酸化炭素、アセチレン、その他の炭化水素を除去し、フィルターを通って容器の上部から排出される。
浄化器の再生時、コールドボックスからの汚染窒素は容器の上部から入り、下部から排出され、吸着時とは逆の方向に排出される。中央のシリンダーはフィルターとして機能するだけでなく、中央の特殊な構造により、前方空気または再生された逆流空気が各セクションで同じガス速度を持つようにすることができ、吸着床の軸方向に沿った各部分の吸着速度と吸着容量が均一になります。吸着飽和時間は同じである。
利点:均一な空気分布、小さな設置面積、小さな抵抗、速い流量、低いエネルギー消費。
短所:構造が複雑、工程設計が複雑、製造コストが高い、メンテナンスが難しい。
13Xモレキュラーシーブの吸着性能により、空気中の水と二酸化炭素を長期間吸着することができ、その吸着はバランス分離タイプに属します。
ジャロンのモレキュラーシーブJLPMシリーズは、主に一般産業ガスの低温乾燥に使用されています。空気分離装置内の精製システムにより、H2OやCO2の除去、天然ガスなどの炭化水素の脱硫(H2Sやメルカプタンの除去)やCO2の除去を行います。
特筆すべきは、北銅(North Copper Co.LTD.、遠衢製錬所のオーバーホール空気分離装置は高効率のモレキュラーシーブを使用し、活性アルミナプロジェクトはJianlong JLPM第5世代の低温空気分離モレキュラーシーブを使用しています。2020年4月12日に装置分子篩を交換し、4月26日に運転開始した。5月5日から5月8日まで72時間全負荷運転した後、分子ふるい吸着器出口のCO2は0.2~0.3ppmで安定しており、CO2≦1ppmという顧客の要求を満たしています。吸着サイクルが4時間から8時間に延長されたため、分子ふるい吸着器の再生回数が6回から3回に減少し、装置バルブと分子ふるいの寿命が延びただけでなく、電力負荷も低減され、大きな省エネ効果が得られました。
ジャロン第5世代高性能モレキュラーシーブJLPMは、空気前浄化装置に適したX結晶モレキュラーシーブです。CO2や水蒸気を効率よく吸着するだけでなく、動的特性や物理的特性も優れています。標準的なプロセス条件下では、JLPMは通常アルミナと相乗的に作用し、水蒸気とCO2に対して非常に高い吸着能力を発揮します。13Xモレキュラーシーブの代わりに、最適な充填により吸着サイクルを2倍にすることができます。
その他、第5世代の高性能モレキュラーシーブJLPMは、空気分離設計者と空気分離オペレーターに複数のメリットをもたらします。新しい空気分離装置の設計では、JLPMを適用することで空気分離の面積を小さくすることができ、それによって装置の投資と運転コストを削減することができます。