Gründe für die Inaktivierung von Molekularsieben im Reinigungssystem einer Luftzerlegungsanlage

1. Die Auswirkung eines übermäßigen Wassergehalts auf die Molekularsiebaktivität
Die Hauptfunktion des Luftreinigers einer Luftzerlegungsanlage besteht darin, Feuchtigkeit und Kohlenwasserstoffe aus der Luft zu entfernen, um nachfolgende Systeme mit trockener Luft zu versorgen. Die Anlage ist als horizontales Etagenbett aufgebaut, die untere Füllhöhe mit aktivierter Tonerde beträgt 590 mm, die obere Füllhöhe mit 13X-Molekularsieb beträgt 962 mm und die beiden Reiniger sind untereinander schaltbar. Aktivierte Tonerde adsorbiert hauptsächlich Wasser aus der Luft, während Molekularsiebe durch ihr molekularselektives Adsorptionsprinzip Kohlenwasserstoffe adsorbieren. Basierend auf der Materialzusammensetzung und den Adsorptionseigenschaften von Molekularsieben lautet die Adsorptionsreihenfolge: H2O > H2S > NH3 > SO2 > CO2 (Adsorptionsreihenfolge alkalischer Gase). H2O > C3H6 > C2H2 > C2H4, CO2, C3H8 > C2H6 > CH4 (Adsorptionsreihenfolge von Kohlenwasserstoffen). Es ist ersichtlich, dass es die stärkste Adsorptionsleistung für Wassermoleküle aufweist. Der Wassergehalt des Molekularsiebs ist jedoch zu hoch, sodass freies Wasser im Molekularsieb kristallisiert. Die Temperatur (220 °C), die der für die Hochtemperaturregeneration verwendete 2,5-MPa-Dampf liefert, kann diesen Teil des Kristallwassers nicht entfernen. Die Porengröße des Molekularsiebs ist mit Kristallwassermolekülen besetzt, sodass es keine weiteren Kohlenwasserstoffe adsorbieren kann. Dies führt zur Deaktivierung des Molekularsiebs, zu einer Verkürzung seiner Lebensdauer und zum Eindringen von Wassermolekülen in den Niederdruck-Plattenwärmetauscher des Rektifikationssystems. Dadurch gefriert und verstopft der Strömungskanal des Wärmetauschers, was den Luftstromkanal und die Wärmeübertragung beeinträchtigt und in schweren Fällen den normalen Betrieb des Geräts einschränkt.
2. Einfluss von H2S und SO2 auf die Molekularsiebaktivität
Aufgrund der selektiven Adsorption von Molekularsieben ist neben der hohen Adsorptionsleistung für Wassermoleküle auch die Affinität zu H2S und SO2 besser als die Adsorptionsleistung für CO2. H2S und SO2 besetzen die aktive Oberfläche des Molekularsiebs, und die sauren Bestandteile reagieren mit dem Molekularsieb. Dies führt zur Vergiftung und Deaktivierung des Molekularsiebs und verringert dessen Adsorptionskapazität. Die Lebensdauer des Molekularsiebs wird verkürzt.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass übermäßiger Feuchtigkeits-, H2S- und SO2-Gasgehalt in der Abluft des Luftzerlegungskühlturms die Hauptursache für die Deaktivierung des Molekularsiebs und die Verkürzung seiner Lebensdauer ist. Durch eine strikte Kontrolle der Prozessindikatoren, die Verwendung eines Feuchtigkeitsanalysators am Auslass des Luftreinigers, eine sinnvolle Auswahl von Fungiziden, eine rechtzeitige Dosierung des Fungizids, die Zugabe von Rohwasser zum Kühlturm, regelmäßige Probenanalysen auf Leckagen im Wärmetauscher und weitere Maßnahmen kann der sichere und stabile Betrieb des Luftreinigers durch rechtzeitige Erkennung, rechtzeitige Warnung und rechtzeitige Anpassung gewährleistet werden. Dies trägt maßgeblich zur Effizienz des Molekularsiebs bei.