意义就是在吸附器内存在着hz这一长度区,正在吸附被吸附物质而尚达到分子筛的饱和吸附容量。随着吸附过程的进行B—B线下移,A—A线也向下移动。hz保持一个相对稳定的长度。显然,到达转效点时,整个床层长度hT达到设计指定的吸附容量。
式中:
G1-吸附剂吸附水的量,kg/h; τ-周期时间,h;
ρB-吸附剂的堆积密度,kg/m3;
X-吸附剂的设计湿容量,kg-水/100kg吸附剂; D-标准化后的床层直径,m 得:
hT=127.4×13.125×8/660×8×0.82=3.96m 由图3—2—22图可查出vg=12.5m/min
式中:
G1-吸附剂吸附水的量,kg/d
D-吸附剂床层直径,m 得:
q=0.05305×13.125×24/0.82=26.11 kg/m2·h
q?0.05305hT?127.4G1??BXD2 G1D23.3转效点计算 校核吸附周期,只有?考下表:
动态吸附容量数据表 B≥操作周期才能满足要求。分子筛有效吸附容量参
活性氧化铝 硅胶 分子筛 4~7kgH2O/100kg(吸附剂) 7~9kgH2O/100kg(吸附剂) 9~12kgH2O/100kg(吸附剂) 分子筛的有效吸附容量为9~12kgH2O/100kg(吸附剂)的70%,则按分子筛有效吸附容量8kgH2O/100kg分子筛。
?B?式中:
0.01x?bhTq
?B—到达转效点时间,h
x—选用分子筛的有效吸附容量,%
hT—整个床层长度,m
得:
?B=0.01×8×660×3.96/26.11=8.0h
转效点和操作周期一样,则所选周期符合要求。
3.4 气体通过床层压力将计算
规范中规定吸附时气体通过床层的压降宜小于等于0.035MPa,不宜高于
0.055 Mpa,否则应重新调整空塔气速。
?p L式中:
?p—压降,kpa
?Bu?g?C?gvg2
L—床层高度,m
u—气体粘度,mPa·s
?g—气体流速,m/min ?g—气体操作状态密度,kg/m
3
得:
?p=2.0[4.155×0.0113×12.50)+0.00135×28.073×(12.5)
2
]=13.02KP/m
分子筛 3.2mm直径球形 3.2mm圆柱条形 1.6mm直径球形 1.6mm圆柱条形 B 4.155 5.357 11.278 17.660 C 0.00135 0.00188 0.00207 0.00319 3.5分子筛的量和体积
吸附器需装分子筛的量:105/0.08=1312.5kg,分子筛体积为:1312.5/660=1.99m3
3.6 分子筛进口及出口过滤器
原料气进吸附器前要设过滤器,应滤去气流中携带的铁锈,油类,醇类等杂质。这个过滤器可用常规四望过滤器,也可单设分离器。出吸附器的气体在进入下一工序前也要设过滤器。
4吸附塔结构
吸附塔结构如下图所示,干燥器由床层支撑梁和支撑栅板、顶部和底部的气体进口、出口管嘴和分配器(这是由于脱水和再生分别是两股物流从两个方向通过吸附剂床层,因此,顶部和底部都是气体进出口)、装料口和排料口以及取样口、温度计插孔等组成。
在支撑栅板上有一层10~20目的不锈钢滤网,防止吸附剂或瓷球随进入气流下沉。滤网上放置的瓷球共两层,上层高约50~75mm,瓷球直径为6mm,下层高约50~75mm,瓷球直径为12mm,支撑栅板下的支撑梁应能承受住床层的静载荷(吸附剂等的重量)及动载荷(气体流动压降)。
分配器(还有挡板)的作用是使进入吸附塔的气体(尤其是从顶部进入的湿气,气流量很大)以径向、低速流向吸附剂床层。床层顶部也放置瓷球,高约100~150mm,瓷球直径为12~50mm,瓷球层下面是一层起支托作用的不锈钢浮动滤网。这层瓷球的
作用主要是改善进口气流的分布并防止因涡流引起吸附剂的移动和破碎。吸附剂床层装入分子筛。
结 论
分子筛是一种人工合成的无机吸附剂,是一种高效、高选择性的固体吸附剂。
它具有均一的孔径和极高的比表面积、热稳定性好、吸附性能强、内表面积大、强度高等特点,广泛应用于天然气脱水工业。在设计压力、温度下,选取4A球形,直径为3.2mm的分子筛,设计出了满足该脱水工艺要求的吸附塔直径为800mm,高为2000m。
参考文献
[1] 梁平,天然气集输技术,石油工业出版社,2008-05
[2] 油田油气技术设计技术手册,石油工业出版社,1994-12
[3] 王遇东,天然气处理原理与工艺,中国石化出版,2011-2-25