空気分離装置の浄化システムにおける分子ふるいの不活性化の理由

1、過剰な水分含有量が分子ふるい活性に与える影響
空気分離ユニット浄化装置の主な機能は、空気中の水分と炭化水素分を除去し、後続システムに乾燥空気を提供することです。装置の構造は水平二段ベッドの形で、下部の活性アルミナ充填高さは590mm、上部の13X分子ふるい充填高さは962mmで、2つの浄化装置は互いに切り替えて使用されます。その中で、活性アルミナは主に空気中の水分を吸着し、分子ふるいは分子選択吸着原理を利用して炭化水素を吸着します。分子ふるいの材料組成と吸着特性に基づくと、吸着順序は次のとおりです。H2O> H2S> NH3> SO2 > CO2（アルカリ性ガスの吸着順序）。H2O> C3H6> C2H2> C2H4、CO2、C3H8> C2H6> CH4（炭化水素の吸着順序）。水分子に対する吸着性能が最も強いことがわかります。しかし、分子ふるいの水分含有量が高すぎるため、自由水が分子ふるいと結晶水を形成します。高温再生に使用される2.5MPa蒸気の温度（220℃）でも、この部分の結晶水を除去できず、分子ふるいの細孔が結晶水分子に占有されているため、炭化水素を吸着し続けることができません。その結果、分子ふるいは失活し、使用寿命が短縮されるだけでなく、水分子が精留システムの低圧プレート熱交換器に入り込み、熱交換器の流路が凍結して閉塞し、熱交換器の通気路と伝熱効果に影響を与え、深刻な場合には装置が正常に作動しなくなります。
2. 分子ふるい活性に対するH2SとSO2の影響
分子ふるいは選択吸着性を有しており、水分子に対する高い吸着性能に加え、H2SおよびSO2に対する親和性もCO2に対する吸着性能よりも優れています。H2SおよびSO2は分子ふるいの活性表面を占有し、酸性成分が分子ふるいと反応することで分子ふるいが被毒・失活し、吸着能力が低下します。これにより、分子ふるいの寿命が短くなります。
まとめると、空気分離式空冷塔出口空気中の水分含有量、H2S、SO2ガス含有量の過剰は、分子ふるいの不活性化と寿命短縮の主な原因です。プロセス指標の厳格な管理、浄水器出口水分計の設置、殺菌剤の種類の適切な選択、殺菌剤の適時定量投与、水冷塔への原水投入、熱交換器の漏れの定期的なサンプリング分析などの対策を講じることで、浄水器の安全かつ安定した運転を実現し、適時検知、適時警告、適時調整を行い、分子ふるいの使用効率を大幅に確保することができます。