Ao separar industrialmente misturas de gases que podem absorver gás, a operação de adsorção tem vantagens significativas. Atualmente, devido ao desenvolvimento da tecnologia de adsorção e ao aparecimento de novos adsorventes, o processo de adsorção é utilizado em unidades de separação de ar criogénico e ar de adsorção de oscilação da pressão atmosférica para produzir oxigénio e produzir A aplicação de equipamento de azoto tornou-se uma escolha de rotina. Na separação criogénica do ar, os adsorventes de peneira molecular são utilizados em sistemas de purificação do ar, de modo a que o dióxido de carbono no ar seja inferior a 1 ppm e a água seja inferior a 5 ppm. O processo de utilização da peneira molecular para produzir oxigénio e azoto a partir do ar por adsorção por oscilação de pressão à temperatura ambiente também se tornou outro dispositivo de separação do ar.
De acordo com o tamanho da unidade de separação de ar criogénico, esta pode ser dividida em adsorvente de fluxo radial vertical e adsorvente de fluxo radial horizontal.
1. Diagrama esquemático de um adsorvente de peneira molecular de fluxo radial horizontal:
O adsorvente da peneira molecular horizontal é carregado através das câmaras de visita superiores em ambas as extremidades, a camada inferior é alumina para remover a humidade do ar e a camada superior é peneira molecular para remover dióxido de carbono, acetileno e outros hidrocarbonetos, e o meio é separado por uma divisória. O tubo de saída de ar de peneira molecular está equipado com um distribuidor de gás e um cartucho de filtro de pó, e o tubo de entrada de ar está equipado com um deflector de gás uniformemente distribuído.
Vantagens: tecnologia madura, estrutura simples e conceção do processo, fácil manutenção.
Desvantagens: grande área de piso, grande resistência ao trabalho, caudal lento, distribuição irregular do ar, elevado consumo de energia.
2. Diagrama esquemático de um adsorvente de peneira molecular de fluxo radial vertical:
O adsorvente vertical é composto por um invólucro exterior, uma grelha de três camadas e um tubo central. A alumina activada é instalada na camada intermédia entre a grelha exterior e a grelha intermédia, e a peneira molecular é instalada na camada intermédia entre a grelha intermédia e a grelha interior. O peso de toda a alumina e dos crivos moleculares é suportado por uma grelha de três camadas suspensa na cabeça superior. A parte superior do cilindro está equipada com um tubo de carga para encher a alumina e as peneiras moleculares.
Quando o purificador está a funcionar, o ar entra pela parte inferior, passa primeiro pela camada de alumina para remover a humidade do ar, depois passa pela camada de peneira molecular para remover o dióxido de carbono, o acetileno e outros hidrocarbonetos, e é descarregado pela parte superior do recipiente através do filtro.
Quando o purificador é regenerado, o azoto poluído da caixa fria entra pela parte superior do recipiente e é descarregado pela parte inferior, na direção oposta à da adsorção. O cilindro central não só funciona como um filtro, mas a estrutura especial no centro pode assegurar que o ar de avanço ou o ar de refluxo regenerado tem a mesma velocidade de gás em cada secção, de modo que a velocidade de adsorção e a capacidade de adsorção de cada parte do leito de adsorção ao longo da direção axial são uniformes. O tempo de saturação da adsorção é o mesmo.
Vantagens: distribuição uniforme do ar, dimensões reduzidas, pequena resistência, caudal rápido e baixo consumo de energia.
Desvantagens: estrutura complexa, conceção de processos complicada, custo de fabrico elevado e manutenção difícil.
Devido ao desempenho de adsorção da peneira molecular 13X, pode ser um longo período de adsorção de água e dióxido de carbono no ar, a sua adsorção pertence ao tipo de separação de equilíbrio.
As peneiras moleculares da série JLPM da Jalon são utilizadas principalmente para a secagem criogénica de gases industriais em geral. O sistema de purificação na unidade de separação de ar remove H2O e CO2, bem como a dessulfuração de gás natural e outros hidrocarbonetos (remoção de H2S e mercaptanos) e CO2.
Vale a pena mencionar que a North Copper Co. LTD, a unidade de separação de ar de revisão da fundição de Yuanqu utilizando peneira molecular de alta eficiência, os projectos de alumina activada utilizam a peneira molecular de separação de ar criogénica de quinta geração Jianlong JLPM. A peneira molecular do equipamento foi substituída a 12 de abril de 2020, tendo entrado em funcionamento a 26 de abril. De 5 a 8 de maio, após 72 horas de operação em plena carga, o CO2 na saída do adsorvedor de peneira molecular é estável em 0,2-0,3 ppm, o que atende aos requisitos do cliente para CO2 ≤1 ppm. O ciclo de adsorção é alargado de 4 horas para 8 horas, pelo que o número de regenerações do adsorvente de peneira molecular é reduzido de 6 para 3, o que não só prolonga a vida útil das válvulas do equipamento e da peneira molecular, como também reduz a carga de energia e tem um efeito significativo de poupança de energia.
A peneira molecular de alto desempenho de quinta geração Jalon JLPM é uma peneira molecular de cristal X adequada para dispositivos de pré-purificação de ar. Não só pode adsorver eficientemente CO2 e vapor de água, mas também tem boas caraterísticas dinâmicas e caraterísticas físicas. Em condições normais de processo, o JLPM funciona normalmente em sinergia com a alumina e tem uma capacidade de adsorção muito elevada para vapor de água e CO2 . Em vez da peneira molecular 13X, o ciclo de adsorção pode ser duplicado após um enchimento optimizado.
Caso contrário, a peneira molecular de alto desempenho JLPM de quinta geração trará vários benefícios para os projetistas e operadores de separação de ar. Para o projeto de novas unidades de separação de ar, a aplicação de JLPM pode tornar a área de separação de ar mais pequena, reduzindo assim o investimento em equipamento e os custos operacionais; para a transformação de equipamento antigo, a substituição da peneira molecular JLPM pode reduzir o consumo de energia e prolongar a vida útil do equipamento.