吸附温度曲线: 正常情况下,空气进纯化器温度基本不变,所以温度曲线是一条水平的直线。而空气出纯化器温度一开始会上升,以后逐渐下降后稳定成一条直线。因为空气中的水分和二氧化碳被分子筛吸附的过程是个放热的过程。压力升高后,分子筛的静吸附容量增大,这种放热过程使得分子筛床层温度升高。投用时空气将分子筛床层的热量带出来,从而引起出口温度比入口空气温度高。设计人员在设计时已经考虑这部分的温升,所以此温差不会影响主换热器的换热。 A-B段温升原因:分子筛在使用前的充压过程中随着压力升高,分子筛的吸附容量增大,更多的氮气和氧气被分子筛所吸附,吸附热使得床层温度升高。当吸附器转为使用时,空气将分子筛床层的热量带出来,从而引起出口温度的升高。为减缓这种温度升高现象给冷箱操作造成的周期性影响,可以适当增加“并行”的时间。 再生温度曲线:根据再生的不同阶段,将曲线分为四个部分 泄压阶段(B-C):因压力降低而分子筛静吸附容量减小,被吸附的气体分子便有部分从分子筛中解吸出来。解吸过程是吸热过程,而在泄压阶段,解吸所需热量只能来自于分子筛床层本身,因而使得床层温度下降。所以污氮气出口(空气进口)和污氮气入口(空气出口)温度随泄压的进行逐渐下降。 加热阶段(D-E): 1, 加热阶段开始后,污氮气进口温度迅速升高,但是出口温度还会继续下降然后才会逐渐升高。原因:高温污氮气在由上而下通过分子筛床层时,首先使得床层上部的分子筛温度升高并对上部的分子筛进行再生,在此过程中,污氮气的热量一方面传递给上部的分子筛,另一方面被解吸出来的二氧化碳和水分带走了,故污氮气本身的温度迅速下降,到达纯化器底部时,温度已经很低了,所以污氮气出口的温度会先下降。 2, 虽然污氮温度在下部已经降低了,此阶段低温的污氮气虽不再是热载体,但对于吸附饱和的分子筛起到了清洗的作用,使分子筛因表面吸附质浓度降低而解吸,解吸时吸收了低温污氮气的热量,致使污氮气出口温度在加热阶段会逐渐降低,并形成整个曲线的最低点。 3, 加热阶段需要监控污氮进口温度、污氮气流量。污氮气进口温度主要由电加热器的运行状况及污氮气的实际流量所决定。这些参数体现了带入分子筛的总热量。 冷吹阶段(E-F): 1, 冷吹阶段一方面利用加热阶段储存在分子筛床层中的热量继续再生下层的分子筛和活性氧化铝,另一方面将床层中的热量带出。冷却开始后污氮气进口温度迅速下降,直至与污氮气的温度相等。但污氮气出口温度会继续上升,知道达到冷吹峰值后,才会逐渐下降。 2, 冷吹阶段需要重点监控的参数是污氮气出口温度,并且冷吹峰值是再生过程是否完善的主要标志。床层中的分子筛在再生过程中温度自上而下递减的,所以最底层的分子筛总是再生的最不彻底。如果冷吹峰值达到一定的温度,则可以证明最下层的活性氧化铝得到了充分再生。 3, 冷吹阶段末期,污氮出口温度的最低温度是分子筛冷却是否彻底的主要标志。如果该温度过高,则纯化器由再生转为吸附时空气就会将这一部分热量带入主板式换热器对工况产生不良影响。该温度主要由冷吹时间、再生气量及加热过程中带入热量多少等因素决定。 充压阶段(F-G): 充压阶段随着吸附器内压力的升高,吸附器进出口温度都会有所升高,如吸附的情况所述。 |
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