空气分离装置净化系统中分子筛失活的原因

1、过量水分对分子筛活性的影响
空气分离装置净化器的主要功能是去除空气中的水分和烃类物质，为后续系统提供干燥空气。该设备采用卧式结构，下层活性氧化铝填料高度为590mm，上层13X分子筛填料高度为962mm，两层净化器交替运行。其中，活性氧化铝主要吸附空气中的水分，分子筛则利用其分子选择性吸附原理吸附烃类物质。根据分子筛的材料组成和吸附性能，其对碱性气体的吸附顺序为：H₂O > H₂S > NH₃ > SO₂ > CO₂；对烃类物质的吸附顺序为：H₂O > C₃H₆ > C₂H₂ > C₂H₄, CO₂, C₃H₈ > C₂H₆ > CH₄。由此可见，分子筛对水分子具有最强的吸附性能。然而，分子筛的含水量过高，游离水会与分子筛形成结晶水。即使采用2.5MPa蒸汽进行高温再生，其温度（220℃）也无法去除这部分结晶水，导致分子筛的孔隙被结晶水分子占据，无法继续吸附烃类。结果，分子筛失活，使用寿命缩短，且结晶水分子进入精馏系统的低压板式换热器，造成换热器流道冻结堵塞，影响换热器的气流通道和传热效果，严重时甚至会导致设备无法正常运行。
2. H2S和SO2对分子筛活性的影响
由于分子筛具有选择性吸附特性，除了对水分子具有较高的吸附能力外，其对H₂S和SO₂的亲和力也优于对CO₂的吸附性能。H₂S和SO₂会占据分子筛的活性表面，这些酸性组分会与分子筛发生反应，导致分子筛中毒失活，从而降低其吸附容量，缩短分子筛的使用寿命。
综上所述，空气分离式空气冷却塔出口空气中过高的水分、H₂S和SO₂气体含量是导致分子筛失活和使用寿命缩短的主要原因。通过严格控制工艺指标、加装净化器出口水分分析仪、合理选择杀菌剂种类、及时定量施用杀菌剂、向冷却塔补充原水、定期取样分析换热器泄漏等措施，可以对净化器的安全稳定运行起到及时检测、及时预警和及时调整的作用，从而在很大程度上保证分子筛的高效利用。