Oorzaken van de deactivering van moleculaire zeven in het zuiveringssysteem van een luchtseparatie-eenheid

1. Het effect van een te hoog watergehalte op de activiteit van moleculaire zeven.
De belangrijkste functie van de luchtseparatie-unit is het verwijderen van vocht en koolwaterstoffen uit de lucht om droge lucht te leveren aan de daaropvolgende systemen. De installatie heeft de vorm van een horizontaal stapelbed. De onderste laag, gevuld met geactiveerd aluminiumoxide, heeft een hoogte van 590 mm, de bovenste laag, gevuld met 13x moleculaire zeef, heeft een hoogte van 962 mm. De twee filterlagen worden afwisselend gebruikt. Geactiveerd aluminiumoxide adsorbeert voornamelijk water uit de lucht, terwijl moleculaire zeef koolwaterstoffen adsorbeert door middel van selectieve adsorptie. Op basis van de materiaalsamenstelling en adsorptie-eigenschappen van moleculaire zeef is de adsorptievolgorde als volgt: H₂O > H₂S > NH₃ > SO₂ > CO₂ (adsorptievolgorde van alkalische gassen). H₂O > C₃H₆ > C₂H₂ > C₂H₄, CO₂, C₃H₈ > C₂H₆ > CH₄ (adsorptievolgorde van koolwaterstoffen). Hieruit blijkt dat moleculaire zeef de sterkste adsorptiecapaciteit heeft voor watermoleculen. Het watergehalte van het moleculaire zeefmateriaal is echter te hoog, waardoor vrij water kristalliseert met het moleculaire zeefmateriaal. De temperatuur (220 °C) die wordt bereikt met stoom onder een druk van 2,5 MPa, gebruikt voor hogetemperatuurregeneratie, is zelfs dan niet voldoende om dit kristalwater te verwijderen. Bovendien worden de poriën van het moleculaire zeefmateriaal gevuld met kristalwatermoleculen, waardoor het geen koolwaterstoffen meer kan adsorberen. Hierdoor raakt het moleculaire zeefmateriaal gedeactiveerd, wordt de levensduur verkort en dringen de watermoleculen door in de lagedrukplatenwarmtewisselaar van het rectificatiesysteem. Dit veroorzaakt bevriezing en verstopping van de stromingskanalen in de warmtewisselaar, wat de luchtstroom en de warmteoverdracht beïnvloedt. In ernstige gevallen kan het apparaat zelfs niet meer normaal functioneren.
2. Effect van H2S en SO2 op de activiteit van moleculaire zeven
Door de selectieve adsorptie van moleculaire zeven is de affiniteit voor H₂S en SO₂, naast de hoge adsorptie van watermoleculen, ook beter dan de adsorptie voor CO₂. H₂S en SO₂ bezetten het actieve oppervlak van de moleculaire zeef en reageren met de zure componenten, waardoor de moleculaire zeef vergiftigd en gedeactiveerd raakt en de adsorptiecapaciteit afneemt. Dit verkort de levensduur van de moleculaire zeef.
Samenvattend is het te hoge vochtgehalte, het H2S- en SO2-gehalte in de uitgaande lucht van de luchtkoeltoren de belangrijkste oorzaak van de inactivatie van moleculaire zeven en de verkorting van de levensduur. Door strikte controle van procesindicatoren, de toevoeging van een vochtanalysator aan de uitlaat van de luchtreiniger, een verstandige keuze van fungiciden, tijdige en kwantitatieve dosering van fungiciden, het bijvullen van koelwater in de koeltoren, regelmatige bemonstering en analyse van lekkages in de warmtewisselaar en andere maatregelen, kan een veilige en stabiele werking van de luchtreiniger worden gewaarborgd door tijdige detectie, waarschuwing en aanpassing, waardoor de efficiëntie van de moleculaire zeven grotendeels behouden blijft.