分子筛在泄压、加热、冷吹、充压时底部温度都有什么变化？为什么？

分子筛在泄压、加热、冷吹、充压时底部温度都有什么变化？为什么？

泄压时底部温度基本不会有变化；
, b4 X, j; \/ g5 I: F5 s7 W7 o加热时底部温度先降后升；
冷吹时底部温度先升后降；
* I! q- h0 z& Q9 v* l/ S充压时底部温度变化不大。

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相对于较为简单的吸附温度曲线而言，再生温度曲线要复杂一些。典型的再生温度曲线如图2所示
2．1 卸压阶段

2．1 卸压阶段
   
分子筛纯化器在较高的工作压力下(O．5MPa以上)完成吸附任务，而在较低的压力下(10kPa左右)进行脱附再生。在纯化器由吸附转为再生时，首先将纯化器内的压力降下来。压力下降时，分子筛静吸附容量减小，原来被分子筛所吸附的气体分子或水分子，便有部分会从分子筛中解吸出来。
1 U( z# o' |; S5 X$ D' k% l: O    与吸附过程的放热效应相对应，脱附再生过程是个需要吸收热量的过程。在卸压阶段，脱附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。受此影响，空气进口(污氮气出口)和空气出口(污氮气进口)温度已开始下降。见图2AB段。
, s$ R. S7 V! v" N, W- f  q% z2．2 加热阶段
0 g% o- `7 x/ Q' b" ]    加热阶段开始后，虽然污氮气进口温度迅速升高，但出口温度还会继续下降，一直可达到—10％左右，然后才会逐渐升高。经再生加热器加热过的高温污氮气，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了上部的分子筛，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，到达底部时，已经很低了，所以污氮气出口温度不会很快升高。
: f" c7 d2 r: u8 i9 p/ o    加热阶段需要加以监控的主要是污氮气进口温度，它和污氮气流量、加热时间等一起体现了带入纯化器中的热量的多少。污氮气进口温度主要由加热蒸汽的压力和温度以及污氮气的流量等因素所决定。有时，加热器后的疏水2S出现故障，冷凝水不能被及时排除，因加热器内的有效换热面积减少，污氮气进纯化器温度就会下降。
    一般来说，加热阶段主要解吸的是分子筛床层的中上部，并且．将热量贮存在分子筛床层中。见图2BC段。
' o6 x$ d$ \1 o" A3 冷吹阶段
0 X$ `; c# h2 U+ k* m    在冷吹阶段，一方面利用加热阶段贮存在分子筛床层中的热量继续解吸下部的分子筛，另一方面将床层中的热量带出来，从而为再次投入使用作准备。冷吹开始后，污氮气进口温度迅速下降，但出口温度还会继续上升，一直达到某个最高点后，才会逐渐下降。见图2CD段。
  r+ {; v: Y6 j: C. K  d; h    冷吹阶段的污氮气出口温度变化曲线(以下简称冷吹曲线)特别重要。冷吹曲线上的最高温度点称为“冷吹峰值”，它是再生过程是否彻底的主要标志。床层中的分子筛在再生过程中温度自上而下是递减的，所以最底层的分子筛总是再生得最不彻底。如果冷吹峰值达到160℃，则说明纯化器内的所有分子筛都已经在此温度之上再生过(*近筒体的边缘区因存在散热问题除外)。
    影响冷吹峰值的因素主要是加热阶段进纯化器污氮气的温度高低、流量大小以及加热时间的长短等。此外，如果在上一个使用周期中分子筛吸附了更多的水分和二氧化碳，则冷吹峰值会下降。如果分子筛进水，冷吹峰值会显著下降。
    有时，冷吹曲线上会出现两个峰值，我们称之为“二次峰值”现象，如图3所示。根据我们使用分子筛纯化器十几年来的经验，这种“二次峰值”现象是分子筛床层不平整的典型特征。
" A3 ^2 K% W2 v" Z. z1 k) ?    良好的分子筛床层，在任何一个水平截面上的温度梯度应该较小，这样的床层在再生过程中，最底层的分子筛各处温度差不多始终相等，温度变化曲线也相同。而仪表所记录下的是各处出来的气体混合在一起后的温度变化曲线，可以认为是一系列的波形曲线综合在一起后所形成的曲线。由于这一系列的波形曲线均相同且无相位差，故综合成的曲线形状不会有所改变。
( |$ G" Q! T1 {7 H. m4 c/ h  I* Q* J: V    在另一种情况下，当分子筛床层厚薄不均匀时，较薄处分子筛量少而流过的气量多，分子筛温度变化得就比较快，而较厚处情况正好相反。这样最底层的各处不是同时达到峰值，综合成的波形曲线中就有可能出现两个甚至三个峰值。一般来说，分子筛床层不平整时，冷吹曲线的形状也会变得“矮”和“胖”一些。
1 O5 `6 Q- @' V& v" m2 @    冷吹结束时的污氮气出纯化器温度是另一个需要加以控制的指标，它主要由冷吹时间、再生气流量以及加热过程中带入热量多少等因素决定。一般来说，分子筛床层不平整时，冷吹到指定温度需要更长的时间。
2．4 充压阶段;
! z8 R8 z% o- ?( g) ^( |- C3 K    充压阶段的纯化器内压力是增加的，前面已经叙述，这是空气中杂质被分子筛吸附，而床层温度升高的过程。受床层温度升高以及保温层中残余热量的影响，污氮气进出口温度都会上升。
本文节选自 孙全海的论文《分子筛纯化器温度曲线的观察与分析》全文查看：http://www.kongfen.cc/tech/201301/08/1632.html

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