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碳分子篩粉化的原因分析：

變壓吸附（PSA）制氮機(jī)工作流程：

中壓吸附：由于碳分子篩表面的微孔大小與氧分子直徑大小相差無幾，在中壓情況下，碳分子篩會選擇吸附壓縮空氣中的氧氣，對氮?dú)獠晃?，故氮?dú)庥晌剿敳苛鞒觯瑥亩鴮?shí)現(xiàn)產(chǎn)氮。

常壓再生：在迅速放空情況下，碳分子篩會釋放所吸附的氧氣，使分子篩得到再生，以便下一次使用。

兩塔均壓：一吸附塔工作結(jié)束后，在兩秒（時(shí)間可設(shè)定）內(nèi)，工作結(jié)束塔的氣體向準(zhǔn)備工作的吸附塔吹氣，這樣減少升壓時(shí)間，同時(shí)壓力變化較從大氣壓升至工作壓力小，減少分子篩沖刷，增加產(chǎn)氣量。

反吹沖洗：工作塔會由少量氮?dú)鈱Ψ趴账M(jìn)行沖洗，將分子篩中沒有放空的余氧趕掉，是再生塔的分子篩再生更充分。 氮?dú)馍龎海豪玫獨(dú)饩彌_罐的純氣對吸附塔進(jìn)行升壓，提高產(chǎn)氣率，提高氣體純度，實(shí)現(xiàn)開機(jī)以后快速達(dá)到指定純度。

變壓吸附裝置最讓人頭疼的問題就是碳分子篩的粉化問題,尤其是稍微大一點(diǎn)的制氮設(shè)備。

分析認(rèn)為，造成碳分子篩粉化的原因主要存在以下幾個(gè)方面：

1、空壓機(jī)排氣壓力過高

制氮機(jī)前端的螺桿式空氣壓縮機(jī)，排氣壓力通常是7-8Bar,壓縮空氣進(jìn)入制氮機(jī)，經(jīng)過變壓吸附后，排出的氮?dú)獬隹趬毫νǔ?-6Bar；有些客戶為了得到高壓氮?dú)?，設(shè)置前端螺桿空氣壓縮機(jī)的排氣壓力大于9Bar, 當(dāng)氣流進(jìn)入吸附塔時(shí)氣流壓力過大，對碳分子篩產(chǎn)生的沖擊也大，容易將吸附劑擊碎產(chǎn)生粉化。同時(shí)，進(jìn)氣壓力超過了碳分子篩的上限，導(dǎo)致通用碳分子篩的整體所受沖擊力及顆粒之間相對摩擦力增大，造成粉化。

解決辦法：降低空壓機(jī)出口壓力，減少碳分子篩顆粒受力強(qiáng)度。選擇合理的床層安插，如安插惰性氧化鋁層、活性氧化鋁層后再安插分子篩層，既可以合理分派氣流，避免沖擊，又可以到達(dá)凈化的目標(biāo)；

2、制氮機(jī)吸附罐設(shè)計(jì)方面的問題

有些制造廠家，一直沿用較早的生產(chǎn)制氮設(shè)備的設(shè)計(jì)圖紙。以前設(shè)計(jì)的吸附塔高徑比為2.1，對于一些小型的制氮裝置來說，高徑比大是有益于提高產(chǎn)品的純度及回收率，而且不存在裝填吸附劑困難這一問題。但是稍微大一些的制氮設(shè)備，吸附塔高度越高，分子篩的空隙率也越大，壓緊的難度也增大，造成了吸附劑的松動，加劇了吸附劑在運(yùn)動過程中的磨損；這是不可避免的物理現(xiàn)象。

解決辦法：將吸附塔的高徑比改為1.5，這樣加料時(shí)可以加的更加緊湊，以后的裝置都采用類似的高徑比，經(jīng)過我們的客戶實(shí)踐證明，這個(gè)高徑比是比較合適的。

3. 進(jìn)吸附塔的原料氣帶水

一般采用的是活性炭吸附器作為原料預(yù)處理器，以除去原料氣中的水分，但是在設(shè)計(jì)時(shí)考慮不周，設(shè)計(jì)容量太小，造成進(jìn)吸附塔的原料氣帶水。吸附劑吸水后，抗壓強(qiáng)度大幅下降，當(dāng)受氣流沖擊后吸附劑之間相互撞擊，造成吸附劑的大量破碎粉化。

改進(jìn)方法：由于水分對吸附劑的粉化影響很大，吸取以往的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，在以后的系統(tǒng)配置上，不但活性炭儲罐容量加大，而且在壓縮空氣的預(yù)處理中增加微熱再生，是活性炭一直保持活性，保證進(jìn)入吸附塔的氣源含水量不高于規(guī)定值，從而保證吸附劑的正常工作。

4.吸附器的氣流分布器

一般的氣流分布器沿用了原來的蓮花狀氣流分布器，實(shí)踐證明，這種結(jié)構(gòu)的氣流分布器效果還是不錯的，但缺點(diǎn)是部分氣流會直接沖擊碳分子篩，會加劇吸附劑的粉化情況。同時(shí)，進(jìn)氣管采用直管中間進(jìn)氣，氣流沖擊大，也是加劇碳分子篩粉化的一個(gè)原因。

5. 吸附器的篩板

裝置容量增大后，在設(shè)計(jì)時(shí)考慮了篩板的強(qiáng)度加強(qiáng)，但是在安裝的水平度和篩板周圍的開孔處理上沒有特殊要求，篩板的水平度不好和上下篩板的密封性不好會對椰墊的壓緊效果產(chǎn)生影響。

改進(jìn)方法：在篩板的設(shè)計(jì)中，要考慮篩板強(qiáng)度的加強(qiáng)，直徑加大后強(qiáng)度要重點(diǎn)考慮，另外在篩板安裝時(shí)要嚴(yán)格控制水平度，并且篩板邊圍不允許開孔。篩板制作不允許拼接要用整塊板制作。

6.裝填盡量夯實(shí) 或多或少，在我們更換裝填碳分子篩后，裝置運(yùn)行一段時(shí)間后吸附劑就會下沉，造成在吸附塔上部有部分空間存在，使得吸附劑在此空間內(nèi)隨氣流來回運(yùn)動，使吸附劑顆粒之間、吸附劑顆粒與出口鋼絲網(wǎng)之間發(fā)生碰撞，造成吸附劑粉化。

改進(jìn)方法：在沿用以往加料裝置的基礎(chǔ)上，盡量合理裝填碳分子篩，使碳分子篩的間隙減小，保證裝填盡可能壓緊。