答:分子篩雙層床是指在純化器的空氣進口處,先裝一定量的活性氧化鋁,其上再加裝一層分子篩。進入分子篩純化器的加工空氣含水量是達到飽和的。中壓小型制氧機的中壓分子篩純化器空氣入純化器的溫度為30℃時,加工空氣的含水量為30.3g/m3;對大型全低壓分子篩純化流程,空氣入純化器的溫度一般設計為8~15℃,假若空氣的溫度為10℃,則其中的飽和含水量為9.35g/m3。純化器首先吸附空氣中的水分,吸附水分后,勢必影響對二氧化碳分子的吸附。
對比活性氧化鋁與分子篩吸附水的特性可知:活性氧化鋁對于含水量較高的空氣,吸附容量比較大,但是隨著空氣含水量的減少,吸附容量下降很快。而分子篩即使在含水量很低的情況下,同樣具有較強的吸水性(見圖34)。并且,鋁膠解吸水分容易,可降低再生溫度;它對水分的吸附熱也比分子篩小,使空氣溫升小,有利于后部分子篩對CO2的吸附;鋁膠還具有抗酸性,對分子篩能起到保護作用。基于這些特點,有的純化器采用了雙層床結構,在空氣入純化器進I=I側,裝一層活性氧化鋁。它先將空氣所含的大部分水分清除掉,而分子篩則主要用于清除二氧化碳、乙炔及其他碳氫化合物。采用雙層吸附床,可以延長純化器的使用時間。在進行活性氧化鋁-分子篩雙層床試驗得出:純化器的有效工作時間延長了25%~30%。
此外,分子篩單床層對于水分解吸較為困難,其再生溫度要求控制在300~320℃,加熱終了溫度控制在100~120℃。而活性氧化鋁的再生溫度只需要控制在200~220℃,加熱終了溫度控制在30~50℃即可。因此,雙層床在再生時,加熱時間可以縮短,約為單層床加熱時間的1/2~1/3。這樣不但可以節電能或蒸汽,(據統計,每年電耗可減少50%~60%)而且加熱和冷吹的時間也很充裕,還為低壓廢蒸汽的利用提供了條件,能夠有效地保證純化器徹底再生。
活性氧化鋁顆粒較大,且堅硬,機械強度較高,吸水不龜裂、粉化,所以雙層床的活性氧化鋁層可以減少分子篩粉化,延長分子篩的壽命。活性氧化鋁層處于加工空氣入口處,還可以起到均勻分配空氣的作用。
從中壓雙層床純化器使用實踐證明,純化空氣的程度比單層床更高。空氣的干燥程度由原來露點為-60℃降到-66~-70℃,凈化后空氣中二氧化碳含量也降低。因此,空分設備的運轉周期也就可以延長。
但是,雙層床要求設計計算精確,而且在使用時不能偏離設計工況。否則要靠增大兩種吸附劑的裝載量來保證其性能。此外,兩種不同的吸附劑裝在同一吸附器中,界面必須隔離,使雙床層的壓降較大,還需解決隔離層的熱膨脹問題。因此,有的場合仍傾向于采用簡單的單床層結構。
對比活性氧化鋁與分子篩吸附水的特性可知:活性氧化鋁對于含水量較高的空氣,吸附容量比較大,但是隨著空氣含水量的減少,吸附容量下降很快。而分子篩即使在含水量很低的情況下,同樣具有較強的吸水性(見圖34)。并且,鋁膠解吸水分容易,可降低再生溫度;它對水分的吸附熱也比分子篩小,使空氣溫升小,有利于后部分子篩對CO2的吸附;鋁膠還具有抗酸性,對分子篩能起到保護作用。基于這些特點,有的純化器采用了雙層床結構,在空氣入純化器進I=I側,裝一層活性氧化鋁。它先將空氣所含的大部分水分清除掉,而分子篩則主要用于清除二氧化碳、乙炔及其他碳氫化合物。采用雙層吸附床,可以延長純化器的使用時間。在進行活性氧化鋁-分子篩雙層床試驗得出:純化器的有效工作時間延長了25%~30%。
此外,分子篩單床層對于水分解吸較為困難,其再生溫度要求控制在300~320℃,加熱終了溫度控制在100~120℃。而活性氧化鋁的再生溫度只需要控制在200~220℃,加熱終了溫度控制在30~50℃即可。因此,雙層床在再生時,加熱時間可以縮短,約為單層床加熱時間的1/2~1/3。這樣不但可以節電能或蒸汽,(據統計,每年電耗可減少50%~60%)而且加熱和冷吹的時間也很充裕,還為低壓廢蒸汽的利用提供了條件,能夠有效地保證純化器徹底再生。
活性氧化鋁顆粒較大,且堅硬,機械強度較高,吸水不龜裂、粉化,所以雙層床的活性氧化鋁層可以減少分子篩粉化,延長分子篩的壽命。活性氧化鋁層處于加工空氣入口處,還可以起到均勻分配空氣的作用。
從中壓雙層床純化器使用實踐證明,純化空氣的程度比單層床更高。空氣的干燥程度由原來露點為-60℃降到-66~-70℃,凈化后空氣中二氧化碳含量也降低。因此,空分設備的運轉周期也就可以延長。
但是,雙層床要求設計計算精確,而且在使用時不能偏離設計工況。否則要靠增大兩種吸附劑的裝載量來保證其性能。此外,兩種不同的吸附劑裝在同一吸附器中,界面必須隔離,使雙床層的壓降較大,還需解決隔離層的熱膨脹問題。因此,有的場合仍傾向于采用簡單的單床層結構。