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发表于 2012-12-22 13:56:16
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渗氮专用氨气纯化设备、氨气干燥设备
.NH3脱水干燥纯化工艺
NH3脱水干燥工艺原理:
氨气中水份的脱除主要采用的是选择吸附的原理,选择吸附是利用固体吸附剂对气体中各级分的吸附能力不同,达到分离或纯化气体的目的。一切固体物质表面都有一种不饱和力场,其作用范围相当于分子直径大小。因此对于接触固体物质的表面的气体分子具有一定的吸附作用。只有多孔物质具有很大的内表面积,才有明显的吸附效应。对于氨气中水份的吸附主要采用物理吸附的方式,物理吸附时,吸附剂和吸附质之间同时存在吸附和解吸的作用。在一定的温度下,解吸速度等于吸附速度时,达到吸附平衡。
吸附剂的选择
吸附剂对各种气体和选择吸附能力,主要取决于吸附剂的组成和结构,气体分子的大小和极性,以及吸附的条件(如温度和压力)等.
常用气体分子的大小
气体名称 分子的临界直径(埃) 分子的长度(埃)
氢气H2 2.4 3.0
氮气N2 3.0~3.64 4.09
氧气O2 3.4~3.8 3.8
水蒸汽H2O 2.7~3.1 3.2
氨气NH3 3.65~3.8 -
分子筛型号 有效孔径(埃)
钾A(3A) 3.0(3.2)
钠A(4A) 4.2(4.8)
钙A(5A) 5.0(5.5)
钠X(13X) 9.0(10.0)
硅胶(细孔) 20以下
活性氧化铝 10~20
由于我们是脱除氨气的水份根据表三及表四我们可知对于采用分子筛吸附采用3A分子筛吸附是最合适的4A分子筛的有效孔径比氨气分子小,不吸附氨气,又比水蒸汽的分子直径大,因此能够吸附氨气的水份。
四、氨气干燥的工艺流程
氨气干燥脱水的工艺流程如图一所示,主要包括干燥塔、管道冷却器、精密氨过滤器、切换阀门、电气控制部分。干燥塔内设有加热装置,并于外筒内设有冷却水盘管,分子筛装于塔内,干燥塔外设保温装置。从图一我们可知,工艺中设有两只干燥塔,当其中一只干燥塔工作时处于常温吸附氨气中的水份,输出干燥的氨气供后级使用,另一只塔处于再生过程,再生过程主要是对再生干燥塔内的吸附剂进行加热,然后利用干燥的纯氮或惰性气体将吸附剂中的水蒸气在高温状态下解吸出来。再生塔床层温度在300~350℃维持4~6小时后,再生干燥塔停止加热,再生干燥氮气或惰性气体不停继续对再生干燥塔进行吹扫,直至室温.处于备用状态,直至两塔切换,两塔切换后,原工作的干燥塔变成再生塔,原再生塔变成工作塔,两塔轮流,以实现连续供气.
五、氨气干燥纯化装置的特点
不产生二次污染气体
再生结束前留有一部分时间,阀门自动切换,再生氮气停止供应,利用干燥的氨气对刚刚再生好的干燥塔进行吹扫置换,将塔内残余的氮气或惰性气体置换出来,以避免塔体处于工作干燥过程中的气体二次污染。
氨气脱水深度及稳定性的保证措施
1)吸附的温度:冷却水盘管在氨气干燥装置中的使用,干燥塔处于工作时,让工作的塔体始终处于低温状态,冷却水的温度越低,工作的塔体吸附剂温度也越低。吸附剂吸附氨气中的水份容量也会相应增加(吸附温度对于吸附量的影响),并且吸附深度也会变好。
吸附温度对于吸附量的影响
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