分子筛吸脱附

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分子筛吸附VOCs与微波脱附性能研究

分子筛吸附VOCs与微波脱附性能研究作者：刘倩杜昭张美然来源：《河北科技大学学报》2020年第02期摘要：為筛选适于吸附VOCs与微波脱附的分子筛，并研究其孔径、铝氧四面体、平衡阳离子等性能的影响因素，采用7种吸附剂（K-A，Na-A，Ca-A，Ca-X，Na-X，Na-Y和Na-ZSM5沸石分子筛）和3种VOCs吸附质（苯、甲醇、正己烷）进行了实验研究，利用BET，XRD表征方法对分子筛的孔径、比表面积、孔容和晶胞参数等进行了测试。

结果表明：分子筛孔径较大、VOCs极性较大时，吸附量较高;采用不同铝氧四面体结构含量（Na-X，Na-Y，Na-A和Na-ZSM5）及不同平衡阳离子（K-A，Na-A，Ca_A和Ca-X，Na-X）分子筛进行微波脱附时，铝氧四面体结构含量高的分子筛更适用于微波脱附，平衡阳离子为Na+的分子筛吸波能力强于K+和Ca2+;经5次循环静态吸附、微波脱附，分子筛微波脱附的结构性能稳定。

研究成果可为分子筛吸附VOCs与微波脱附新方法的工业化应用提供重要参考。

关键词：催化化学;吸附;分子筛;吸附质;微波脱附中图分类号：X511文献标识码：A doi：10.7535/hbkd.2020yx02006挥发性有机化合物（VOCs）是指常温下饱和蒸汽压大于70Pa、常压下沸点在260℃以下的有机化合物。

这类有机化合物一般具有特殊的气味和毒性，相当一部分还有致癌、易燃、易爆炸等特点，也是造成灰霾、光化学烟雾等大气环境问题的重要因素。

总之，VOCs的排放对人体健康、生态环境都造成了严重危害。

因此，去除VOCs在环境保护中成为亟待解决的问题之一。

吸附法处理VOCs因操作简单、技术成熟、去除效率高等特点而得到广泛应用，它是通过利用多孔性吸附剂来去除VOCs的。

吸附剂的比表面积和孔径等物理性质不同，对VOCs的吸附效果也不同，其中沸石分子筛和活性炭是最常用的VOCs吸附剂。

吸附剂能否快速、高效脱附也是影响其工业化应用的关键。

分子筛吸附再生工艺流程

分子筛吸附再生工艺流程英文回答：Molecular sieve adsorption and regeneration is a process used to separate and purify gases and liquids. It involves the use of a molecular sieve, which is a material with a highly porous structure that can selectively adsorb certain molecules while allowing others to pass through.The process typically consists of several steps. In the adsorption step, the feed gas or liquid is passed through a bed of molecular sieves. The sieves selectively adsorb the target molecules, while allowing the desired molecules to pass through. This results in the separation andpurification of the desired product.Once the molecular sieves become saturated with the adsorbed molecules, they need to be regenerated to restore their adsorption capacity. The regeneration process involves desorbing the adsorbed molecules from the sieves,typically by using heat or pressure swing adsorption (PSA) techniques.In heat regeneration, the saturated molecular sieves are heated to a high temperature, which causes the adsorbed molecules to desorb and be released. The desorbed molecules are then removed from the system, either by purging with an inert gas or by using a vacuum. The regenerated molecular sieves can then be reused for adsorption.In PSA regeneration, the molecular sieves are subjected to alternating cycles of adsorption and desorption. During the adsorption phase, the sieves selectively adsorb the target molecules, while during the desorption phase, a purge gas is introduced to desorb the adsorbed molecules. The desorbed molecules are then removed from the system, and the process is repeated.The choice of regeneration method depends on various factors, including the nature of the adsorbed molecules, the desired purity of the product, and the economics of the process. Heat regeneration is often preferred for large-scale industrial applications, while PSA regeneration is suitable for smaller-scale operations or when high purityis required.In summary, the molecular sieve adsorption and regeneration process involves selectively adsorbing target molecules using molecular sieves and then regenerating the sieves to restore their adsorption capacity. This processis widely used in various industries for gas and liquid separation and purification.中文回答：分子筛吸附再生是一种用于气体和液体分离和纯化的工艺流程。

某分子筛吸附脱水工艺设计-画流程图和平面布置图

重庆科技学院课程设计报告院（系）: 石油与天然气工程学院专业班级:油气储运工程学生姓名:美女学号: 22222222 设计地点（单位）石油与安全科技大楼K713设计题目:某分子筛吸附脱水工艺设计—画流程图和平面布置图完成日期： 2014 年 6月 19 日指导教师评语:成绩（五级记分制）:指导教师（签字）:引言中国天然气生产主要经历了两个阶段：第一阶段（1949-1995年）为起步阶段，天然气年产量由0.112亿立方米增至174亿立方米，年均增长仅3.8亿立方米；第二阶段（1995-2009年）为快速发展阶段，天然气年产量由174亿立方米增长到841亿立方米，期间累计增长量是1995年前的近4倍，年均增长高达47.6亿立方米。

中国天然气产量开始高速增长始于2004年，之前的同比增长率大多不超过10%，而2004年之后，以年均约18%的增速增长。

权威机构分析，天然气将是未来世界一次能源中发展最快的一种。

因此，提高天然气的质量是刻不容缓的事情。

其中天然气脱水是提升天然气的质量一个重要环节。

天然气的脱水方法多种多样，按其原理可归纳为低温冷凝法、吸收脱水法和吸附脱水法三种。

吸附法脱水由于其具有高的脱水深度、装置简单、占地面积小等优点，在天然气深度脱水、深冷液化和海上平台等方面居于不可动摇的地位。

目录引言 (I)摘要 (1)1基本设计 (2)1.1 设计原则 (2)1.2气质工况及处理规模 (2)2分子筛脱水工艺流程 (3)2.1分子筛的选择 (3)2.2流程选择 (3)2.3再生方法选择 (5)2.4工艺参数优选 (6)2.5工艺流程图见附录一 (6)2.6分子筛脱水工艺流程介绍 (6)2.7注意事项 (7)3平面布置图 (8)3.1站面平面布置基本要求 (8)3.2设备平面布置图见附录二 (8)4总结 (10)参考文献 (11)附录一 (12)附录二 (13)摘要本设计中原料气的压力为5MPa，温度为26℃，设计规模为12万方/天，要求脱水到1ppm以下。

分子筛吸附原理

分子筛吸附原理
分子筛吸附原理是指利用分子筛材料的微孔结构和化学性质，将分子筛内的气体或液体分子通过物理吸附或化学吸附的方式吸附并分离。

分子筛材料是一种具有规则排列的微孔结构，其孔径大小和分子大小具有一定的选择性，可以通过调节分子筛孔径大小来选择性地吸附目标分子。

物理吸附是指分子通过分子间的范德华力，即吸引力相互作用而与分子筛表面相互作用。

分子筛材料是吸附材料，其表面上带有一定的电荷，可以通过范德华力与气体或液体分子发生相互作用。

物理吸附具有可逆性，吸附剂可以从分子筛表面解吸，因此可以进行循环使用。

化学吸附是指分子在与分子筛表面发生化学反应后与其形成化学键。

分子筛材料具有一定的化学活性，可以与特定的分子发生化学反应，形成化学键。

化学吸附具有较高的选择性和吸附容量，但是一般来说不可逆，吸附剂无法从分子筛表面解吸。

分子筛吸附原理的关键在于合适的分子筛材料的选择和优化孔径大小，根据目标分子的大小和化学性质选择对应的分子筛材料，并通过调节吸附条件来实现高效的分离和提纯。

分子筛吸附在化工、制药、生物技术等领域具有重要的应用价值，可以用于气体分离、溶剂回收、催化剂的制备等方面。

4种分子筛对vocs静态吸附与脱附性能研究

第４８卷第１２期２０１９年１２月应㊀用㊀化㊀工ＡｐｐｌｉｅｄＣｈｅｍｉｃａｌＩｎｄｕｓｔｒｙＶｏｌ.４８Ｎｏ.１２Ｄｅｃ.２０１９收稿日期:２０１９￣０２￣１２㊀㊀修改稿日期:２０１９￣０４￣１８基金项目:河北省科技支撑计划(１７３９７６１２１Ｄ)ꎻ河北省重点研发计划项目(１８２７３７１２Ｄ)ꎻ２０１８年省级战略新兴产业发展专项资金(３６０１０２)作者简介:杨宇轩(１９９４－)ꎬ男ꎬ河北廊坊人ꎬ硕士研究生ꎬ师从杜昭教授ꎬ研究方向为大气污染控制工程ꎮ电话:１５７３３１０７７９７ꎬＥ－ｍａｉｌ:ｙｙｘ９２９＠ｖｉｐ.ｑｑ.ｃｏｍ通讯联系人:杜昭ꎬＥ－ｍａｉｌ:２８６６４８８５＠ｑｑ.ｃｏｍ４种分子筛对ＶＯＣｓ静态吸附与脱附性能研究杨宇轩１ꎬ２ꎬ３ꎬ杜昭１ꎬ２ꎬ３ꎬ刘倩１ꎬ２ꎬ３(１.河北科技大学环境科学与工程学院ꎬ河北石家庄㊀０５００１８ꎻ２.挥发性有机物与恶臭污染防治技术国家地方联合工程研究中心ꎬ河北石家庄㊀０５００１８ꎻ３.河北省大气污染防治中心ꎬ河北石家庄㊀０５００１８)摘㊀要:采用干燥器￣静态吸附法测定３Ａ㊁４Ａ㊁５Ａ㊁１０Ｘ四种分子筛对甲醇㊁苯㊁正己烷等ＶＯＣｓ的吸附性能ꎮ结果表明ꎬ１０Ｘ分子筛在吸附量上明显高于其它３种分子筛ꎬ对苯㊁甲醇㊁正己烷的吸附量分别达到了９６ꎬ８８ꎬ７５ｍｇ/ｇꎮ微波脱附和热脱附的脱附能力差别甚微ꎬ微波脱附时间短ꎮ分子筛再生率>９５％ꎬ与之前吸附量相当ꎬ未对分子筛的内部结构产生影响ꎮ关键词:分子筛ꎻＶＯＣｓꎻ吸附量ꎻ脱附再生中图分类号:ＴＱ０２８.１＋５㊀㊀文献标识码:Ａ㊀㊀文章编号:１６７１－３２０６(２０１９)１２－２９３０－０３ＳｔｕｄｙｏｎｓｔａｔｉｃａｄｓｏｒｐｔｉｏｎａｎｄｄｅｓｏｒｐｔｉｏｎｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＶＯＣｓｂｙｍｏｌｅｃｕｌａｒｓｉｅｖｅｓＹＡＮＧＹｕ￣ｘｕａｎ１ꎬ２ꎬ３ꎬＤＵＺｈａｏ１ꎬ２ꎬ３ꎬＬＩＵＱｉａｎ１ꎬ２ꎬ３(１.ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬＨｅｂｅｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬＳｈｉｊｉａｚｈｕａｎｇ０５００１８ꎬＣｈｉｎａꎻ２.ＮａｔｉｏｎａｌＬｏｃａｌＪｏｉｎｔＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒｆｏｒＶｏｌａｔｉｌｅＯｒｇａｎｉｃＣｏｍｐｏｕｎｄｓａｎｄＯｄｏｒｏｕｓＰｏｌｌｕｔｉｏｎＣｏｎｔｒｏｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬＳｈｉｊｉａｚｈｕａｎｇ０５００１８ꎬＣｈｉｎａꎻ３.ＨｅｂｅｉＰｒｏｖｉｅｎｃｅＡｉｒＰｏｌｌｕｔｉｏｎａｎｄＣｏｎｔｒｏｌＰｒｏｍｏｔｉｏｎＣｅｎｔｅｒꎬＳｈｉｊｉａｚｈｕａｎｇ０５００１８ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｔｈｅａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｆｏｕｒｍｏｌｅｃｕｌａｒｓｉｅｖｅｓ(３Ａꎬ４Ａꎬ５Ａꎬ１０Ｘ)ｏｎＶＯＣｓｓｕｃｈａｓｍｅｔｈａｎｏｌꎬｂｅｎｚｅｎｅａｎｄｎ￣ｈｅｘａｎｅｗａｓｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ.Ｔｈｅａｄｓｏｒｐｔｉｏｎａｍｏｕｎｔｏｆ１０Ｘｍｏｌｅｃｕｌａｒｓｉｅｖｅｗａｓｓｉｇ￣ｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｈｉｇｈｅｒｔｈａｎｔｈａｔｏｆｔｈｅｏｔｈｅｒｔｈｒｅｅｍｏｌｅｃｕｌａｒｓｉｅｖｅｓꎬａｎｄｔｈｅａｄｓｏｒｐｔｉｏｎａｍｏｕｎｔｓｏｆｂｅｎｚｅｎｅꎬｍｅｔｈａｎｏｌａｎｄｎ￣ｈｅｘａｎｅｒｅａｃｈｅｄ９６ꎬ８８ꎬ７５ｍｇ/ｇꎬｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ.Ｔｈｅｒｅｉｓｎｏｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｉｎｔｈｅｄｅｓｏｒｐｔｉｏｎａ￣ｂｉｌｉｔｙｂｅｔｗｅｅｎｍｉｃｒｏｗａｖｅｄｅｓｏｒｐｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｒｍａｌｄｅｓｏｒｐｔｉｏｎ.Ａｆｔｅｒｔｈｅｄｅｓｏｒｂｅｄｍｏｌｅｃｕｌａｒｓｉｅｖｅｉｓｒｅ￣ａｄ￣ｓｏｒｂｅｄꎬｉｔｉｓａｌｍｏｓｔｔｈｅｓａｍｅａｓｔｈｅｐｒｅｖｉｏｕｓａｄｓｏｒｐｔｉｏｎａｍｏｕｎｔꎬａｎｄｄｏｅｓｎｏｔａｆｆｅｃｔｔｈｅｉｎｔｅｒｎａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｔｈｅｍｏｌｅｃｕｌａｒｓｉｅｖｅ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｍｏｌｅｃｕｌａｒｓｉｅｖｅꎻＶＯＣｓꎻａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｃａｐａｃｉｔｙꎻｄｅｓｏｒｐｔｉｏｎｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ㊀㊀挥发性有机化合物(ＶＯＣｓ)通常指在常压下沸点低于２５０ħꎬ或在室温下(２５ħ)饱和蒸气压大于１３３.３２Ｐａ的任何有机化合物ꎬ是空气中所有的有机化合物的总称ꎮ一些挥发性有机化合物表现出强烈的毒性㊁刺激性㊁致癌性ꎬ并带特殊气味ꎬ对人体有极大的损害[１]ꎮ吸附法是处理低浓度ＶＯＣ的有效方法ꎬ由于其成熟的技术和高加工效率[２￣５]ꎮ吸附法是通过吸附剂对ＶＯＣｓ进行选择吸附净化处理后ꎬ然后排入大气当中ꎮ由于吸附剂的种类㊁比表面积㊁孔径等物理性质的不同ꎬ其对ＶＯＣｓ的吸附效果肯定也不同[６￣８]ꎮ本文采用静态吸附法ꎬ研究不同型号分子筛对不同性质ＶＯＣｓ的吸附量ꎬ分析影响吸附量的主要因素ꎻ分别采用热脱附与微波脱附时分子筛进行脱附ꎬ得出更经济㊁高效㊁清洁的脱附方法ꎬ为吸附剂工业化使用提供理论依据ꎮ１㊀实验部分１.１㊀试剂与仪器甲醇㊁苯㊁正己烷均为分析纯ꎬ动力学直径和极性见表１ꎻ３Ａ分子筛㊁４Ａ分子筛㊁５Ａ分子筛㊁１０Ｘ分第１２期杨宇轩等:４种分子筛对ＶＯＣｓ静态吸附与脱附性能研究子筛均为优级纯ꎬ参数见表２ꎮ表１㊀ＶＯＣｓ的参数Ｔａｂｌｅ１㊀ＰａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆＶＯＣｓＶＯＣｓ动力学直径/ｎｍ极性沸点/ħ甲醇０.４３６６４.７苯０.５８３.３８０正己烷０.６６０.０６８１表２㊀分子筛的参数Ｔａｂｌｅ２㊀Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｍｏｌｅｃｕｌａｒｓｉｅｖｅｓ分子筛孔隙/ｎｍ外观/ｍｍ比表面积/(ｍ２ｇ－１)３Ａ０.３３６８２.２４Ａ０.４２.５５４１.８５Ａ０.５１.５４８６.４１０Ｘ０.９４３５４.３㊀㊀Ｂ１２４Ｓ电子天平ꎻＤＨＧ￣９０３０电热鼓风干燥箱ꎻＭＩＣＨＥＭＭＤ６微波消解系统ꎻＮＯＶＡ２０００ｅ孔径及比表面积分析仪等ꎮ１.２㊀静态吸附[９]将４种分子筛置于１５０ħ烘箱中活化４ｈꎬ除去分子筛表面吸附的杂质以及水分ꎮ量取苯㊁甲醇㊁正己烷１５０ｍＬꎬ分别置于２００ｍＬ烧杯中ꎬ将烧杯分别置于干燥器中ꎮ称量３Ａ分子筛㊁４Ａ分子筛㊁５Ａ分子筛㊁１０Ｘ分子筛各５ｇꎬ置于表面皿中ꎬ将表面皿放入盛有ＶＯＣｓ的干燥器ꎮ常温(２０ħ)下进行静态吸附ꎬ每隔１ｈ取样称重ꎮ当称重质量不再变化时(分子筛的吸附量已饱和)ꎬ取出分子筛ꎬ并用密封袋密封保存ꎬ并计算吸附量ꎮ１.３㊀脱附１.３.１㊀热解吸[１０￣１１]㊀吸附饱和的分子筛采用电热风箱进行热风脱附ꎬ由室温开始加热ꎬ温度为４００ħꎬ间隔１５ｍｉｎ取出称重ꎬ时间为１ｈꎮ１.３.２㊀微波脱附[１２]㊀将吸附饱和的分子筛放入微波解析器中ꎬ以８００Ｗ功率ꎬ由常温２５ħ开始微波加热ꎬ每间隔１ｍｉｎ取出称重ꎬ当其质量不再发生变化时ꎬ即分子筛已脱附完全ꎮ２㊀结果与讨论２.１㊀时间对吸附量的影响４种分子筛对ＶＯＣｓ的静态吸附结果见表３和图１~图３ꎮ表３㊀分子筛对ＶＯＣｓ静态吸附量Ｔａｂｌｅ３㊀Ｓｔａｔｉｓｔｉｃｓｏｆａｄｓｏｒｐｔｉｏｎａｍｏｕｎｔ分子筛苯吸附量/(ｍｇｇ－１)甲醇吸附量/(ｍｇｇ－１)正己烷吸附量/(ｍｇｇ－１)３Ａ７２６０５５４Ａ６２５５４４５Ａ６０６５３６１０Ｘ９６８８７５图１㊀甲醇的静态吸附曲线图Ｆｉｇ.１㊀Ｓｔａｔｉｃａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｃｕｒｖｅｏｆｍｅｔｈａｎｏｌ图２㊀苯的静态吸附曲线图Ｆｉｇ.２㊀Ｓｔａｔｉｃａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｃｕｒｖｅｏｆｂｅｎｚｅｎｅ图３㊀正己烷的静态吸附曲线图Ｆｉｇ.３㊀Ｓｔａｔｉｃａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｃｕｒｖｅｏｆｎ￣ｈｅｘａｎｅ㊀㊀由表３和图１~图３可知ꎬ１０Ｘ分子筛对３种ＶＯＣｓ具有突出的吸附效果ꎬ反应２２ｈ时基本达到吸附平衡ꎬ对苯的吸附量达９６ｍｇ/ｇꎬ对甲醇吸附量８８ｍｇ/ｇꎬ３Ａ㊁４Ａ㊁５Ａ分子筛的甲醇吸附量接近ꎬ分别为６０ꎬ５５ꎬ６５ｍｇ/ｇꎬ在吸附苯和正己烷的过程中ꎬ１０Ｘ分子筛都具有非常突出的吸附性能ꎮ１０Ｘ分子筛对甲醇的吸附与活性炭㊁纳米活性炭对比ꎬ见图４ꎮ㊀㊀由图４可知ꎬ１０Ｘ分子筛对甲醇的吸附量与普通活性炭相当ꎬ分别为８８ꎬ９７ｍｇ/ｇꎬ但低于纳米活性炭３７５ｍｇ/ｇ的吸附量ꎮ吸附能力上来说ꎬ１０Ｘ分子筛的吸附量小于活性炭吸附量ꎮ１３９２应用化工第４８卷图４㊀分子筛与活性炭对甲醇的吸附量Ｆｉｇ.４㊀Ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎａｍｏｕｎｔｏｆｍｅｔｈａｎｏｌ２.２㊀脱附以吸附效果最佳的１０Ｘ分子筛分别进行热脱附和微波脱附ꎬ结果见表４㊁表５ꎮ表４㊀１０Ｘ分子筛热脱附率Ｔａｂｌｅ４㊀１０Ｘｍｏｌｅｃｕｌａｒｓｉｅｖｅｓｔｈｅｒｍａｌｄｅｓｏｒｐｔｉｏｎｒａｔｅ时间/ｍｉｎ苯脱附率/％甲醇脱附率/％正己烷脱附率/％１５５６５６３８３０７０８０７１４５９９９２９０６０１００９７９８表５㊀１０Ｘ分子筛微波脱附率Ｔａｂｌｅ５㊀１０Ｘｚｅｏｌｉｔｅｍｉｃｒｏｗａｖｅｄｅｓｏｒｐｔｉｏｎｒａｔｅ时间/ｍｉｎ苯脱附率/％甲醇脱附率/％正己烷脱附率/％１４８５８５０２５１６４６１５８１９０８２１０９６１０８１０１１５１０５１２０１１７３０１１４１２６１１８㊀㊀由表４和表５可知ꎬ无论是微波脱附还是热脱附ꎬ基本上都可以脱附完全ꎬ两者脱附率可达９５％以上ꎮ微波脱附因为具有超高温的特性ꎬ把分子筛内部的结晶水除去ꎬ造成脱附后的重量少于原重ꎬ而热脱附相对来说脱附温度处于可控状态ꎬ没有出现脱除结晶水的情况(在热脱附之前使用热重分析仪对分子筛进行预实验ꎬ得到可脱附完全的温度)ꎮ２.３㊀分子筛的再吸附实验经微波和热脱附的１０Ｘ分子筛在室温２０ħ下进行静态吸附ꎬ结果见表６ꎮ表６㊀１０Ｘ分子筛再吸附数据Ｔａｂｌｅ６㊀Ｒｅｓｏｒｐｔｉｏｎｏｆ１０Ｘｍｏｌｅｃｕｌａｒｓｉｅｖｅ项目微波再生热再生苯甲醇正己烷苯甲醇正己烷原始吸附量/(ｍｇｇ－１)９６８８７５９６８８７５再生后吸附量/(ｍｇｇ－１)９３８８８６８３７４７１再利用率/％９６.９１００１１４.７８６.４８４.１９４.７㊀㊀由表６可知ꎬ微波脱附和热脱附二者再吸附率都很高ꎬ脱附方式的不同没有影响到再吸附的效果ꎬ不会对分子筛内部结构造成影响ꎮ微波脱附具有快速㊁高效㊁回收效率高等优点ꎬ比热脱附更加方便㊁高效ꎮ３㊀结论(１)４种分子筛(３Ａ㊁４Ａ㊁５Ａ㊁１０Ｘ)当中ꎬ１０Ｘ分子筛对３种ＶＯＣｓ(苯㊁甲醇㊁正己烷)均具有最大的吸附量ꎬ可知吸附量和孔径大小成正比ꎮ(２)将吸附饱和的分子筛进行微波脱附和热脱附ꎬ脱附效率都达到了９５％以上ꎬ微波脱附比热脱附更加方便㊁高效ꎬ且清洁ꎮ就微波脱附而言ꎬ甲醇在各时段的脱附效率均高于苯与正己烷ꎬ原因是极性越大ꎬ吸收微波的能力越强ꎬ从而脱附效率越大ꎮ(３)经微波和热脱附的１０Ｘ分子筛在２０ħ下进行静态吸附ꎬ分子筛具有与原来相同的吸附性能ꎮ１０Ｘ分子筛对苯的原始吸附量为９６ｍｇ/ｇꎬ微波再生后吸附量９３.３ｍｇ/ｇꎬ分子筛的再利用率都达到９０％以上ꎬ表明脱附方式并没有对分子筛性能造成影响ꎮ参考文献:[１]㊀付永川ꎬ钱炜ꎬ杨海蓉ꎬ等.活性炭微波脱附再生[Ｊ].广东化工ꎬ２０１７ꎬ４４(８):１２５￣１２６.[２]常仁芹.微波适应型吸附剂表面有机分子微波脱附再生研究[Ｄ].杭州:浙江工业大学ꎬ２０１４:１０５￣１１２. [３]常仁芹ꎬ周瑛ꎬ卢晗锋ꎬ等.微波加热脱附回收Ｙ分子筛吸附的酮类有机分子[Ｊ].环境工程学报ꎬ２０１４ꎬ８(１２):５３９９￣５４０５.[４]ＸｉＹꎬＹｉＨꎬＴａｎｇＸꎬｅｔａｌ.Ｂｅｈａｖｉｏｒｓａｎｄｋｉｎｅｔｉｃｓｏｆｔｏｌｕ￣ｅｎｅａｄｓｏｒｐｔｉｏｎＤｅｓｏｒｐｔｉｏｎｏｎａｃｔｉｖａｔｅｄｃａｒｂｏｎｓｗｉｔｈｖａｒｙｉｎｇｐｏｒｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｃｉ￣ｅｎｃｅｓꎬ２０１８ꎬ６７(５):１０７￣１１７.[５]陈云琳ꎬ祖志楠ꎬ魏琳ꎬ等.介孔分子筛在挥发性有机化合物吸附中的研究进展[Ｊ].现代化工ꎬ２０１１ꎬ３１(２):１３￣１６.[６]顾勇义.ＺＳＭ￣５沸石分子筛吸附￣脱附ＶＯＣｓ性能的研究[Ｄ].杭州:浙江工业大学ꎬ２０１２.[７]ＳａｎｚＯꎬＤｅｌｇａｄｏＪＪꎬＮａｖａｒｒｏＰꎬｅｔａｌ.ＶＯＣｓｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｃａｔａｌｙｓｅｄｂｙｐｌａｔｉｎｕｍｓｕｐｐｏｒｔｅｄｏｎｍａｎｇａｎｅｓｅｏｃｔａｈｅｄｒａｌｍｏｌｅｃｕｌａｒｓｉｅｖｅｓ[Ｊ].ＡｐｐｌｉｅｄＣａｔａｌｙｓｉｓＢＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌꎬ２０１１ꎬ１１０:２３１￣２３７.[８]卢晗锋ꎬ周春何ꎬ周瑛ꎬ等.气相低浓度甲苯在超稳Ｙ分子筛的吸附￣脱附性能[Ｊ].高校化学工程学报ꎬ２０１２ꎬ２６(２):３３８￣３４３.[９]周春何ꎬ卢晗锋ꎬ曾立ꎬ等.沸石分子筛和活性炭吸附/脱附甲苯性能对比[Ｊ].环境污染与防治ꎬ２００９ꎬ３１(４):３８￣４１.[１０]李文明ꎬ袁东ꎬ付大友ꎬ等.活性炭和分子筛对甲醛㊁苯和甲苯吸附质的热脱附研究[Ｊ].广东农业科学ꎬ２０１１ꎬ３８(４):１３９￣１４０.[１１]龚健.５Ａ分子筛对正庚烷的吸附㊁脱附性质的研究[Ｊ].石油化工ꎬ１９８７(８):５６３￣５６６.[１２]郭昊乾ꎬ屈文山ꎬ李晓峰ꎬ等.自制ＺＳＭ￣５分子筛对甲苯气体的吸附￣脱附性能[Ｊ].化工环保ꎬ２０１３ꎬ３３(２):９８￣１０２.２３９２。

某分子筛吸附脱水工艺设计——再生工艺计算(内容清晰)

重庆科技学院《油气集输工程》课程设计报告学院: 石油与天然气工程学院专业班级:学生姓名:学号:设计地点（单位） K804 设计题目: 某分子筛吸附脱水工艺设计——再生工艺计算完成日期：年月日指导教师评语:成绩（五级记分制）:指导教师（签字）:________________摘要井口流出的天然气几乎都为气相水所饱和，甚至会携带一定量的液态水。

天然气中水分的存在往往会造成严重的后果：含有CO2和H2S的天然气在有水存在的情况下形成酸而腐蚀管路和设备；在一定条件下形成天然气水合物而堵塞阀门、管道和设备；降低管道输送能力，造成不必要的动力消耗。

水分在天然气的存在是非常不利的事，因此，需要脱水的要求更为严格。

天然气脱水的方法一般包括低温法、溶剂吸收法、固体吸附法、化学反应法和膜分离法等。

低温法脱水是利用高压天然气节流膨胀降温或利用气波机膨胀降温而实现的，这种工艺适合于高压天然气；而对于低压天然气，若要使用则必须增压，从而影响了过程的经济性。

溶剂吸收法和固体吸附法目前在天然气工业中应用较广泛。

本文主要研究固体吸附法脱水。

固体吸附法就是利用多孔固体颗粒选择性地吸附流体中一定组分在其内外表面上，从而使流体混合物得以分离的方法。

具有一定吸附能力的固体材料称为吸附剂，被吸附的物质称为吸附质。

而本文的固体吸附剂以分子筛作为探讨的对象。

分子筛具有很好的选择吸附性、在高温下吸附脱水等优点，尤其是在气体和液体进行深度脱水时特别适合。

分子筛在使用过程中被气体中所含水量饱和，为了使分子筛能够继续循环使用，就有了分子筛的再生工艺过程。

本文主要通过选取合适的分子筛然后计算分子筛的吸附水量，和吸附的双塔轮换过程和轮换时间，通过要脱附的水量计算出再生气的气量以及冷凝气的气量，和所需加热炉的热量，以此来探讨分子筛的再生工艺过程。

关键词：分子筛再生工艺再生气冷凝气热量目录摘要 (2)1 绪论 (4)1.1 国内外现状 (4)1.2脱水系统吸附剂的选择 (5)1.3分子筛的种类与特点 (6)1.4 分子筛吸附脱水原理流程 (7)1.4.1 吸附周期 (8)1.4.2 再生过程 (8)1.4.3 再生操作 (9)1.4.4 再生加热与冷却 (10)2 再生工艺计算 (12)2.1物性基础 (12)2.1.1天然气的基本组成 (12)2.1.2工艺选择 (12)2.2 在生热负荷计算 (13)2.3 再生气量计算 (15)2.3 冷却气量计算 (16)2.4再生气空塔速度计算 (17)3 总结 (19)参考文献 (20)1 绪论1.1 国内外现状天然气作为清洁优质能源，在近年来，其世界总气产量和消费量呈持续增长的趋势。

高分子树脂与介孔分子筛吸附-脱附VOCs性能对比

高分子树脂与介孔分子筛吸附-脱附VOCs性能对比黄海凤;顾勇义;殷操;周春何;卢晗锋【摘要】采用溶剂热法制备介孔聚二乙烯基苯(PDVB)树脂,并以介孔分子筛MCM-41、SBA-15为参照,从吸附-脱附甲苯、邻二甲苯、均三甲苯性能和高湿度下的疏水性能方面对其进行对比研究.结果表明,PDVB具有最大的比表面积1219.1m2/g,其对低浓度甲苯吸附量约为介孔分子筛的2倍,同时吸附性能几乎不受水汽影响.随着VOCs分子尺寸增加,3种吸附剂对VOCs的饱和吸附量均有所增加,但PDVB的穿透吸附量明显高于分子筛.热重分析表明,在200℃以下3种吸附剂上吸附的有机分子均能脱附完全,具有优良的脱附再生性能.%Polydivinylbenzene(PDVB) resin with mesopore was synthesized by solvothermal method. Its hydrophobicity in high humidity and adsorption-desorption of toluene, o-xylene and mesitylene were investigated, and were compared with those of the mesoporous molecular sieves (MCM-41 and SBA-15). PDVB resin had a maximum surface area of 1219.1 m2/g. The adsorption capacity of toluene on PDVB was about twice as that of the mesoporous molecular sieves. Furthermore, its adsorption property was not affected by the presence of water vapour. For the three adsorbents tested, the amount of typical VOCs adsorbed increased with the increasing of the sizes of VOCs molecules. The breakthrough adsorption capacity of VOCs on PDVB was significantly higher than that of the mesoporous materials. TGA results showed that the adsorbed VOCs on all three adsorbents desorbed completely below 200 ℃, demonstrating their good desorption property.【期刊名称】《中国环境科学》【年(卷),期】2012(032)001【总页数】7页(P62-68)【关键词】聚二乙烯基苯(PDVB);介孔分子筛;VOCs;吸附/脱附【作者】黄海凤;顾勇义;殷操;周春何;卢晗锋【作者单位】浙江工业大学生物与环境工程学院,浙江杭州310014;浙江工业大学生物与环境工程学院,浙江杭州310014;浙江工业大学生物与环境工程学院,浙江杭州310014;丽水市环境监测站,浙江丽水323000;浙江工业大学化学工程与材料科学学院,催化反应工程研究所,浙江杭州310014【正文语种】中文【中图分类】X511挥发性有机化合物(VOCs)主要来自石油化工、橡胶、油漆等行业中的排放,会对自然环境和人体健康造成严重影响[1],对这类有毒有害气体工业上广泛采用吸附技术进行治理[2-5].目前常用的VOCs吸附剂是活性炭和沸石分子筛[6-7],其孔尺寸通常小于2.0nm,在应用中孔道易堵塞、易燃易爆、强吸湿[8-10],使其工业应用受到很大限制.同时一些较大有机分子(如二甲苯、三甲苯)较难在孔道内扩散,无法进入孔道内部,导致吸附效果差[11].吸附树脂作为高分子聚合物吸附剂,由于具有物理化学性质稳定,化学结构和孔结构可调,容易脱附等特点,已被广泛运用于去除水溶液中有机污染物的吸附研究[12-14],其所具有的大比表面积、特有的孔道结构和表面性质使之表现出巨大的吸附潜力.介孔结构的PDVB材料作为吸附树脂的一种,具有优良的疏水性和吸附特性[15],但其在吸附VOCs方面的应用研究较少[16-17],与其他介孔材料吸附性能的对比研究也鲜见报道.本研究采用溶剂热法制备吸附树脂 PDVB,选用典型的全硅介孔分子筛MCM-41、SBA-15为参照,通过BET手段表征其结构特征,从其吸附甲苯性能、疏水性能方面进行对比研究,并进一步对比考察其对大分子 VOCs的吸附和脱附性能,从而为PDVB对VOCs的吸附应用提供参考.十六烷基三甲基溴化铵(CTAB,上海博奥生物科技有限公司,AR);聚乙氧基聚丙氧基聚乙氧基三嵌段共聚物(P123,EO20 PO70 EO20,美国Aldrich公司);正硅酸乙酯(上海五联化工,AR);盐酸、甲苯、邻二甲苯、均三甲苯(衢州巨化试剂有限公司,AR);二乙烯基苯(DVB,美国 Sigma-Aldrich公司);偶氮二异丁腈(AIBN,上海试四赫维化工有限公司,CP);四氢呋喃(THF,国药集团化学试剂有限公司,AR).1.2.1 PDVB的合成采用溶剂热方法合成[15].将2g DVB溶解于40mL THF中,再加入0.05g AIBN,室温下搅拌 4h,然后移入聚四氟乙烯内衬的晶化釜,110℃晶化48h后,冷却,待四氢呋喃自然挥发后,得到PDVB.1.2.2 MCM-41的合成采用碱性条件下水热合成[18].将CTAB、NaOH溶于去离子水中,30℃下搅拌10min后,再逐滴加入正硅酸乙酯,继续搅拌2h后,移入聚四氟乙烯内衬的晶化釜,110℃晶化24h后,冷却、抽滤、洗涤、烘干,以2℃/min的速率升至550℃,在该温度下焙烧5h去除模板剂,得到MCM-41.1.2.3 SBA-15的合成 SBA-15的合成参考文献[18].将 6g三嵌段共聚物 P123溶于225mL1.6mol/L的盐酸溶液,在40℃水浴中搅拌10min后,加入5.25gNaCl,继续搅拌10min后,逐滴加入 13.8mL正硅酸乙酯,滴定完成后,继续搅拌 90min后,移入聚四氟乙烯内衬的晶化釜, 100℃晶化 3h后,冷却、抽滤、洗涤、烘干,以2℃/min的速率升至500℃,在该温度下焙烧 5h去除模板剂,得到SBA-15.1.3.1 比表面积、孔结构测定吸附剂的比表面积和孔容在MicromeriticsASAP2020C型吸附仪上测定.样品的比表面积采用 BET法计算;孔径分布的测定采用BJH法,并以吸脱附等温线的脱附线为基准.1.3.2 热重分析热重实验在 STA409PC型热重分析仪上进行,用 50mL/min氩气保护,在30~300℃的范围内程序升温,以3℃/min的速率上升.整个吸附系统由VOCs发生器、气体流量控制系统、吸附床等组成[18].吸附剂经筛分后成型为20~30目的颗粒状样品;取1g样品装入吸附床层,PDVB和分子筛分别在150℃和200℃下用空气脱附 2h,除去吸附剂中的水汽和少量有机物;最后用空气为载气,分为3路,一路气进入VOCs发生器,一路气进入水汽发生器,另一路为稀释气,通过调节 3路气的流量来控制进入吸附剂的VOCs浓度和相对湿度.吸附量通过吸附曲线积分计算得出,计算公式如下:式中: q为单位质量吸附剂对VOCs的平衡吸附量, g/g; F为气体总流速,mL/min; Ci为吸附i min后出口VOCs浓度,mg/m3; C0为入口VOCs浓度, mg/m3; W 为吸附剂的填装量,g;t为吸附时间, min;ts为吸附平衡时间, min.由图1a可看出,3种吸附剂均为典型的Ⅳ型吸附等温线,且在中压段均有一个明显的滞后环[19],这说明所合成吸附剂内均存在介孔区域. MCM-41和SBA-15的等温线在中分压段曲线上翘,呈现明显的拐点特征,这是由于 N2在均匀规整的介孔孔道内发生了毛细凝聚作用,使吸附量迅速增加;在高分压段,N2吸附量随 P/P0的增加平缓增加,表明N2在介孔孔道内吸附达到平衡.而PDVB树脂对N2吸附量随分压增大一直增大,导致吸附平台存在一定斜率,这主要是介孔的存在并在其表面发生多层吸附所致.由图1b可见,3种吸附剂的孔径分布都较为集中且各不相同,其中 SBA-15平均孔径最大, PDVB树脂其次,MCM-41最小.由表1可见,PDVB树脂具有最大的比表面积,达到 1219.1m2/g,远高于其他 2种介孔分子筛吸附剂;孔容更是远高于微孔类吸附剂[18],表明介孔吸附剂存在较大的吸附潜能,其中PDVB树脂达到最大的1.2cm3/g;平均孔径由大到小依次为5.2,3.9,3.1nm,大小顺序和图 1(b)保持一致.由图2可见,SBA-15和MCM-41吸附曲线相接近,而PDVB树脂吸附时间远远滞后于2种介孔分子筛,这说明SBA-15和MCM-41对低浓度甲苯的吸附性能相差不大,而PDVB树脂显示出优异的吸附性能.从表2给出的吸附数据亦可得到证实,PDVB树脂对1500mg/m3甲苯的饱和吸附量和穿透吸附量分别为0.071,0.049g/g,大约是平均孔径最小的MCM-41的2倍,相比孔径最大的SBA-15也有大幅提高,但3种吸附剂在单位面积上所吸附的甲苯分子数却相差不大,且均没有在吸附剂表面完全覆盖[20],这表明3种介孔吸附剂对低浓度甲苯均为单分子层吸附,吸附剂比表面积越大,单位质量吸附量越大,而孔径不是影响吸附甲苯性能的主要因素.在对VOCs的吸附过程中,水汽是一个重要的影响因素[9].由图3a可以看出,随着相对湿度的增大,PDVB树脂对甲苯的吸附曲线逐渐变缓,而饱和吸附量却没有发生变化(表3),这说明在吸附过程中,水分子仅对甲苯分子的扩散产生了一定的影响,对甲苯分子最终在树脂表面的附着没有影响,也说明PDVB树脂具有良好的疏水性.相比较之下,MCM-41和SBA-15 2种介孔分子筛受水气影响很大,由图3b、3c可以看出,随着相对湿度的增大,其对甲苯的吸附穿透曲线逐渐后移,同时从表3可看出,其对甲苯的饱和吸附量逐渐减小,由干气条件下的 0.038,0.048g/g均降低到0.013g/g,相反其对水的吸附量逐渐增大至0.097,0.11g/g,远远大于甲苯的吸附量,这说明水汽对介孔分子筛吸附有很大影响,在工业应用上存在一定限制.由图4可见,随VOCs动力学直径增大(甲苯<邻二甲苯<均三甲苯),样品的吸附饱和时间和穿透时间均延长,这是因为随着吸附质分子动力学直径增大,孔壁叠加作用力增强[21-22],吸附剂单位面积上所吸附的VOCs分子数增多,如表4所示,相对应其对VOCs分子的饱和吸附量和穿透吸附量都得到大幅提高.所不同的是,3种吸附剂随吸附质分子动力学直径增大,其吸附量增幅不同.吸附质分子与吸附剂孔壁之间存在孔壁叠加效应,SBA-15孔径最大,其孔壁叠加效应变化不明显,吸附量增幅不大;MCM-41孔径最小,孔壁对吸附质的叠加效应更强,单位面积吸附 VOCs分子数更多,对均三甲苯的吸附量是邻二甲苯吸附量的3倍,增幅尤为显著;而 PDVB由吸附邻二甲苯的0.147g/g提升为吸附均三甲苯的 0.231g/g,吸附量大约增加了1倍,增幅不及MCM-41显著,但其对邻二甲苯的饱和吸附量是介孔分子筛的 2倍左右,对均三甲苯的饱和吸附量也和MCM-41相差不大.同时注意到PDVB对VOCs的穿透吸附量也都高于 2种分子筛,分析认为PDVB材料的大比表面积保证其有更多的吸附位,同时其介孔孔道结构有利于大分子VOCs在孔道内的扩散,加快吸附速率,这从图4中d、e 2条吸附穿透曲线也可明显看出,这说明具有介孔孔径的PDVB材料对大分子VOCs的吸附具有更大的工业应用优势.由图5可见,3种吸附不同VOCs的吸附剂,其TG (热失重)曲线从200℃左右开始基本保持水平,即样品质量与初始质量的比值基本保持不变,样品不再失重,说明3种吸附剂上所吸附的不同VOCs均可在200℃左右脱附完全.对TG曲线进行一次微分计算,得到DTG(微分热重)曲线,如图6所示.在甲苯的DTG 曲线中,作为同种材料的 2种介孔分子筛,表面性质相同,SBA-15由于具有最大孔径,其对甲苯分子的吸附力要小于MCM-41,同时较大孔径更有利于脱附分子的扩散,使得其对甲苯的脱附峰表现为向低温偏移;而PDVB吸附树脂孔径居于二者之间,其脱附峰却在120~200℃出现,说明PDVB材料孔道表面对甲苯的吸附键能更强,这种表面性质对低浓度甲苯的吸附优于介孔分子筛.同时随着VOC分子增大,分子筛均出现2个脱附峰,分别在30~120℃和120~200℃,这是因为分子筛孔道表面存在强弱不同的吸附位,处于弱吸附位上的吸附质分子由于吸附键能较小,率先脱附出来;而PDVB吸附树脂表面物理化学性质均一、稳定,仅在120~200℃出现1个脱附峰.由图6(b、c)对比可以看出,相比于分子筛对邻二甲苯的2个脱附峰,均三甲苯在120~200℃范围的脱附峰明显得到加强,说明随着VOCs动力学直径增加,其脱附温度逐渐升高,这是因为 VOC分子与分子筛之间的孔壁叠加作用力随分子动力学直径增加而增大,这点也从表2和表4中VOCs吸附量随分子动力学直径的增加而增大这一现象得到证明.而PDVB吸附树脂脱附甲苯、邻二甲苯、均三甲苯的温度分别为145,150,154℃,其脱附温度变化不大,这说明PDVB材料的孔道结构和稳定的表面性质可以保证其对 VOCs良好的脱附性能.3.1 采用溶剂热法制备的PDVB具有介孔孔道(3.9nm)和大比表面积(1219.1m2/g),对甲苯的吸附量远高于MCM-41和SBA-15 2种介孔分子筛,表现出最好的吸附性能; 且PDVB吸附树脂基本不受水汽的影响,对甲苯的吸附量基本不变,表现出良好的疏水性.3.2 PDVB在大分子VOCs的穿透吸附量方面比介孔分子筛表现出更大优势.3.3 3种吸附剂均能在200℃下将有机分子基本脱附完全,具有优良的脱附再生性能.【相关文献】[1] Faisal I Khan, Aloke Kr Ghoshal. 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分子筛及其用途

首先什么是分子筛？分子筛是指具有均匀的微孔，其孔径与一般分子大小相当的一类物质。

分子筛的应用非常广泛，可以作高效干燥剂、选择性吸附剂、催化剂、离子交换剂等，但是使用化学原料合成分子筛的成本很高。

常用分子筛为结晶态的硅酸盐或硅铝酸盐，是由硅氧四面体或铝氧四面体通过氧桥键相连而形成分子尺寸大小（通常为0.3~2 nm）的孔道和空腔体系，因吸附分子大小和形状不同而具有筛分大小不同的流体分子的能力。

一、工作原理1.吸附功能分子筛对物质的吸附来源于物理吸附（范德华力），其晶体孔穴内部有很强的极性和库仑场，对极性分子（如水）和不饱和分子表现出强烈的吸附能力。

2.筛分功能分子筛的孔径分布非常均一，只有分子直径小于孔穴直径的物质才可能进入分子筛的晶穴内部。

通过吸附的优先顺序和尺寸大小来区分不同物质的分子，所以被形象的称为“分子筛”。

3.结构由此构成的蛋白多糖聚合体曲折盘绕，形成多微孔的筛状结构，称为分子筛。

分子筛只允许小于其微孔的物质通过，对大于其微孔的大分子物质、细菌等则具有屏障作用。

使基质成为限制细菌等有害物质扩散的防御屏障。

二、什么是吸附材料？吸附材料也称吸附剂，是一种能有效从气体或液体中吸附其中某些成分的固体物质。

吸附材料应具有大的比表面、适宜的孔结构及表面结构；对吸附质（VOCs）有强烈的吸附能力；不与吸附质（VOCs）和介质发生化学反应。

常见的吸附材料有：活性炭、硅胶、氧化铝、分子筛、天然黏土等。

可用于VOCs 吸附、防毒面具、水体净化等等。

三、吸附材料的主要参数饱和吸附容量：吸附容量是单位重量吸附剂达到吸附饱和时能吸附的吸附质（VOC）的量，单位为mg/g。

不同VOCs，由于化学性质不同，沸点不同，饱和吸附量差别很大，可用等温吸附线测量饱和吸附量。

分子筛与其他吸附剂相比，吸附性能好，在较高的温度下仍有很高的吸附量，但在循环稳定性、持久性等方面仍存在一些问题需解决。

分子筛吸附脱附工作原理有机废气在吸附风机的作用下由进气口进入前置过滤箱体中，前置过滤器将废气中的颗粒物过滤、阻截，避免颗粒物进入吸附层堵塞分子筛微孔，影响净化效果。

分子筛烘干机,分子筛干燥设备技术参数及工作原理

分子筛烘干机，分子筛干燥设备技术参数及工作原理
简介
分子筛干燥设备是一种高效的干燥设备，能够在较短时间内将物料进行干燥。

它采用分子筛作为干燥剂，通过分子筛的吸附作用，将物料中的水分脱除。

该设备广泛应用于医药、化工、食品等领域中。

技术参数
设备外观
分子筛烘干机的外观尺寸为 1200mm×800mm×1600mm（长×宽×高），外壳
采用不锈钢制作，具有良好的耐腐蚀性能。

干燥效率
分子筛干燥设备具有高效的干燥效率，可将物料中的水分降至 0.01%以下。

烘干温度控制范围
分子筛烘干机的烘干温度控制范围为常温至200℃，可根据实际需求进行调节。

生产能力
分子筛烘干机的生产能力为100kg/h，可根据不同配置选择不同生产能力的设备。

工作原理
分子筛干燥设备的工作原理是通过分子筛对水分进行吸附脱除的过程。

分子筛
是一种具有微孔结构的材料，其孔径大小与物料中的水分子大小相当，因此分子筛能够将物料中的水分吸附进去。

分子筛干燥设备的干燥过程包括吸附和脱附两个阶段。

在吸附阶段，物料中的
水分被分子筛吸附进去，使物料逐渐变干。

在脱附阶段，通过加热分子筛，水分被脱附出来，分子筛重新变干，准备下一轮干燥。

分子筛烘干机是一种高效、节能、环保的干燥设备。

它具有干燥速度快、干燥
效率高、干燥温度易于控制、操作简单等优点，被广泛使用于制药、化工、食品等行业中。

分子筛脱附问题回答

分子筛脱附
分子筛脱附是一种利用分子筛材料对气体或液体中的分子进行选择性
吸附和脱附的技术。

分子筛材料具有特殊的孔道结构，可以根据分子
的大小、形状和极性等特性进行选择性吸附，从而实现对混合物中不
同成分的分离和纯化。

分子筛脱附技术在化学、制药、石油化工等领域有着广泛的应用。

例如，在石油化工生产中，分子筛脱附技术可以用于分离和纯化烃类化
合物，提高产品纯度和质量；在制药工业中，分子筛脱附技术可以用
于分离和纯化药物中的杂质，提高药物的纯度和效果。

分子筛脱附技术的优点在于其选择性强、操作简便、成本低廉等特点。

与传统的分离技术相比，分子筛脱附技术具有更高的效率和更低的能耗，可以实现对混合物中微量成分的高效分离和纯化。

然而，分子筛脱附技术也存在一些局限性。

首先，分子筛材料的孔径
大小和形状限制了其对不同分子的选择性，因此需要根据具体应用场
景选择合适的分子筛材料。

其次，分子筛脱附过程中需要对温度、压力、流速等参数进行精确控制，否则会影响分离效果和产率。

此外，
分子筛材料的制备和再生也需要一定的技术和设备支持。

总的来说，分子筛脱附技术是一种高效、环保、经济的分离技术，具有广泛的应用前景。

随着分子筛材料的不断发展和完善，分子筛脱附技术将在更多领域得到应用，并为人类社会的发展做出更大的贡献。

分子筛吸脱附浓缩燃烧

分子筛吸脱附浓缩燃烧是一种处理大风量、低浓度VOCs 废气的有效方法。

其过程包括以下几个步骤：
废气通过风机输送，经过分子筛转轮吸附区。

在这个区域，VOCs被分子筛吸附，而净化后的气体直接排放。

由于吸附是放热的，因此净化后的排气会有1～5℃的温升。

当分子筛转轮吸附区吸附饱和时，分子筛转轮块体转动至解析区。

在这个区域，VOCs分子从转轮上解析脱附。

解析温度通常为150～180℃。

解析完成后，解析区转轮块体转动至冷却区。

经过冷却降温后，转轮块体恢复吸附能力。

此时，冷却区排气温度约为60～90℃。

在转动电机驱动下，转轮不断转动，从而实现吸附、解析、冷却循环进行，确保废气处理持续稳定的运行。

通常，各反应区的进、出气端均设置有温度监控装置及温度异常报警装置。

通过对各路气体温度实时监测，并及时反馈和控制，从而确保整个处理工艺的稳定运行。

这种方法的优点是可以在较低的温度下和较短的时间内完成化学反应过程，能耗低，设备要求较低。

然而，其缺点是投资较高。

以上信息仅供参考，如需了解更多信息，建议咨询环保专家或查阅相关文献资料。

甲基噻吩在HY分子筛上的吸附、脱附及转化行为

文章编号:0253⁃2409(2015)05⁃0614⁃06　收稿日期:2014⁃10⁃27;修回日期:2015⁃01⁃31㊂　基金项目:国家自然科学基金(21476101,21376114);辽宁省自然科学基金(2013020122);中国石油天然气股份有限公司(10⁃01A⁃01⁃01⁃01)㊂甲基噻吩在HY 分子筛上的吸附㊁脱附及转化行为赵胜楠1,莫周胜2,秦玉才1,宋艳芬1,石利飞1,朱萌萌1,宋丽娟1,2,段林海1(1.辽宁石油化工大学辽宁省石油化工催化科学与技术重点实验室,辽宁抚顺　113001;2.中国石油大学(华东)化学化工学院,山东青岛　266555)摘　要:由NH 4Y 分子筛制备了HY 分子筛,运用N 2吸附㊁NH 3⁃TPD 和Py⁃FTIR 等手段表征HY 分子筛的物化性能;采用智能重量分析仪(IGA )方法研究了甲基噻吩(2⁃甲基噻吩㊁3⁃甲基噻吩)在HY 分子筛上的吸附⁃脱附行为;采用程序升温脱附⁃质谱(TPD⁃MS )联用手段研究了甲基噻吩在HY 分子筛上的转化行为㊂结果表明,在200℃下2⁃甲基噻吩和3⁃甲基噻吩在HY 分子筛中的强B 酸上发生强化学吸附作用,与B 酸结合后生成了甲基噻吩的碳正离子结构进而发生了歧化反应㊁脱烷基反应以及裂化反应;与2⁃甲基噻吩不同的是,3⁃甲基噻吩与HY 通过一定的氢转移反应生成了3⁃甲基四氢噻吩,且200℃吸附条件下3⁃甲基噻吩比2⁃甲基噻吩更容易发生裂化反应㊂关键词:甲基噻吩;HY ;吸附;歧化;脱烷基;催化裂化中图分类号:O 643 文献标识码:AAdsorption ,desorption and conversion of methylthiophene on HY zeoliteZHAO Sheng⁃nan 1,MO Zhou⁃sheng 2,QIN Yu⁃cai 1,SONG Yan⁃fen 1,SHI Li⁃fei 1,ZHU Meng⁃meng 1,SONG Li⁃juan 1,2,DUAN Lin⁃hai 1(1.Key Laboratory of Petrochemical Catalytic Science and Technology ,Liaoning Province ,Liaoning Shihua University ,Fushun 113001,China ;2.College of Chemistry &Chemical Engineering ,China University of Petroleum (East China ),Qingdao 266555,China )Abstract :HY zeolite obtained from NH 4Y was characterized by N 2physisorption ,NH 3⁃TPD ,and in⁃situ Py⁃FTIR.The adsorption ,desorption ,and conversion of methylthiophene on the HY zeolite was investigated by using the intelligent gravimetric analysis (IGA )and temperature programmed desorption⁃mass spectrum (TPD⁃MS ).The results indicated that 2⁃methylthiophene and 3⁃methylthiophene are strongly chemisorbed on the strong Brönsted acid sites of HY zeolite ,which promote the disproportionation ,dealkylation and cracking reactions at 200℃.Compared with 2⁃methylthiophene ,3⁃methylthiophene is prone to crack and form 3⁃methyltetrahydrothiophene via the hydrogen transfer reactions.Key words :methylthiophene ;HY zeolite ;adsorption ;disproportionation ;aealkylation ;catalytic cracking 随着中国汽油硫含量新标准的实施,降低汽油硫含量的研究面临着越来越严峻的挑战㊂由于商品汽油中的硫主要来自于催化裂化汽油(Fluid Catalytic Cracking ),因此,降低FCC 汽油中的硫含量是获得低硫产品的关键[1]㊂FCC 汽油中噻吩类硫化物约占总硫量的60%(质量分数),并主要以噻吩及烷基噻吩为主[2,3],传统的加氢脱硫工艺对去除硫醇类和硫醚类化合物很有效,但对二苯并噻吩等大分子硫化物的脱除效果不佳,并且加氢过程中高辛烷值烯烃组分被饱和会造成辛烷值显著降低,加氢装置投资大㊁操作费用高㊁操作条件苛刻,导致汽油成本明显上升[4,5]㊂而选择性吸附脱硫则具有高效低耗㊁超深度脱硫且不改变油品性能等优势[6,7]㊂现阶段研究表明,吸附脱硫技术的关键是吸附剂的吸附硫容量及硫化物的选择性,而吸附剂的酸性对两者的影响较大,特别是B 酸对硫化物的催化作用,直接影响到吸附硫容量和吸附剂的再生性能[8]㊂目前,在这方面的研究主要以集中于噻吩在Y 型分子筛上的吸附㊁脱附和转化机理,而关于甲基噻吩在Y 型分子筛上的转化机理却鲜有报道[9~11]㊂Corma 等[12]发现与噻吩相比,带有侧链的烷基噻吩活性较高并且易形成碳正离子,因此,其吸收H -的能力更强;并且认为短侧链(侧链碳数小于等于3)的烷基噻吩主要发生脱烷基和异构化反应㊂吴群英等[13]也对2⁃丁基噻吩的转化行为进行了研究,发现2⁃丁基噻吩在催化裂化过程中主要反应有侧链裂化㊁裂化脱硫㊁脱烷基反应㊁异构化㊁侧链环化和缩合反应㊂但是,这些研究并未第43卷第5期2015年5月燃　料　化　学　学　报Journal of Fuel Chemistry and Technology Vol.43No.5May 2015从催化活性中心(即B酸位)与甲基噻吩作用机制的方面给出较为具体的实验研究㊂因此,研究催化活性中心与甲基噻吩的作用机理对于解释吸附与催化过程中存在的问题,对于高效吸附剂改进具有一定的指导价值㊂此外,由于Y分子筛也是FCC催化剂活性组分,研究也有利于对FCC条件下原位降硫催化剂的设计和研发[11]㊂制备了具有强B酸的HY分子筛,采用N2吸附测试样品的结构性能;采用氨气程序升温脱附技术(NH3⁃TPD)和原位吡啶红外光谱技术(Py⁃FTIR)表征样品的酸性能;采用智能重量分析仪(Intelligent Gravimetric Analyser)研究了2⁃甲基噻吩和3⁃甲基噻吩在HY分子筛上的吸附⁃脱附行为,并采用程序升温脱附⁃质谱联用技术(TPD⁃MS),研究2⁃甲基噻吩和3⁃甲基噻吩在活性中心上的催化转化过程㊂1　实验部分1.1　样品与试剂HY分子筛由NH4Y分子筛(南开大学催化剂厂)在空气中以1℃/min的升温速率由室温升到450℃焙烧4h制备得到,2⁃甲基噻吩(纯度98%)和3⁃甲基噻吩(纯度99%)来自上海百灵威化学试剂有限公司㊂1.2　样品孔结构和酸性能表征采用美国麦克(Micromeritics)公司生产的ASAP2020型物理吸附仪于-196℃条件下进行N2吸附⁃脱附等温线测试,计算样品的孔结构及比表面积数据㊂采用美国麦克公司生产的Auto Chem II 型化学吸附仪进行NH3⁃TPD测定分子筛酸强度分布;采用Py⁃FTIR表征样品的酸类型,红外光谱谱图由PE公司生产的Spectrum TM GX型红外光谱仪测得㊂1.3　2⁃甲基噻吩和3⁃甲基噻吩在HY上的吸附⁃脱附以及转化行为采用英国Hiden Analytical Limited公司生产的智能重量分析仪(IGA)⁃质谱(MS)联用技术研究200℃下2⁃甲基噻吩㊁3⁃甲基噻吩在HY上的吸附㊁脱附以及转化行为㊂将一定量的分子筛样品装入样品舟中,升温到400℃,在高真空(<10-5Pa)下活化样品4h,自然冷却到室温㊂在200℃恒温条件下采用IGA分别测定2⁃甲基噻吩和3⁃甲基噻吩在分子筛上的吸附⁃脱附等温线㊂然后以10℃/min的升温速率升温至500℃进行程序升温脱附,并分别由IGA和MS记录样品的质量变化和脱附尾气中产生的物质,采用程序升温脱附⁃质谱法(TPD⁃MS)探究烷基噻吩在活性中心上的催化转化过程㊂2　结果与讨论图1为HY的N2吸附脱附等温线以及孔径分布曲线,属于典型的Ⅰ型吸附等温线,其在相对压力较低的情况下吸附量迅速上升,在升到一定相对压力后达到饱和吸附量出现微孔填充现象,并且结合孔径分布曲线充分地说明了HY为微孔结构分子筛,焙烧过程没有破坏孔道结构㊂表1为HY的孔结构参数㊂由表1也可知,其比表面积和孔容属于典型Y分子筛孔结构参数㊂图1　HY的N2吸附⁃脱附等温线和HK法微孔孔径分布曲线Figure1　N2adsorption⁃desorption isotherms on HY zeolite and the micropore size distributions of HY表1　HY的表面积和孔结构参数Table1　Textural properties of the HY zeolite SampleSurface areaA/(m2㊃g-1)Pore volumev/(cm3㊃g-1)ABETAmicvtotalvmic HY6866080.3880.319 图2为HY的NH3⁃TPD谱图㊂由图2可知, HY存在两个NH3脱附峰,两个脱附温度分别在216和345℃附近的脱附峰,这说明HY分子筛同时含有大量的弱酸和强酸中心;另一方面,由HY的Py⁃FTIR谱图(见图3)可知,HY存在3个羟基吸收峰,分别归属于无酸性的脱铝硅羟基窝羟基和尾端硅羟基(3740cm-1)和两种分别位于超笼(3644cm-1)和SOD笼(3554cm-1)中表现为B酸中心的硅铝桥羟基[14]㊂516第5期赵胜楠等:甲基噻吩在HY分子筛上的吸附㊁脱附及转化行为　图2　HY的NH3⁃TPD谱图Figure2　NH3⁃TPD profile of HY zeolite 1540和1455cm-1分别为吡啶吸附在B酸和L酸位的特征峰[15],400℃脱附后这两个峰强度仍然很强,结合NH3⁃TPD可知,HY具有强B酸中心㊂图4为200℃下2⁃甲基噻吩和3⁃甲基噻吩在HY分子筛上的吸附⁃脱附等温线㊂由图4可知,当压力达到吸附质的饱和蒸气压时,吸附并未达到平衡,而是随压力的增大呈明显的上升趋势,并且由脱附曲线可以看出,2⁃甲基噻吩和3⁃甲基噻吩在HY 上吸附后几乎不脱附,这与N2吸附⁃脱附曲线所得的Ⅰ型等温线明显不同,这说明2⁃甲基噻吩和3⁃甲基噻吩在HY分子筛上发生了剧烈的化学反应生成了难以脱附的物质㊂图5为2⁃甲基噻吩㊁3⁃甲基噻吩在HY上以10℃/min升温至500℃的程序升温脱附曲线㊂图3　HY本底(a)及150℃(b)和400℃(c)脱附0.5h后的Py⁃FTIR谱图Figure3　Py-FTIR spectra of HY zeolitea:background;b:degassed at150℃for0.5h;c:degassed at400℃for0.5h图4　200℃下2⁃甲基噻吩和3⁃甲基噻吩在HY上的吸附⁃脱附等温线Figure4　Adsorption and desorption isotherms of2⁃methylthiophene and3⁃methylthiophene in HY at200℃a:3⁃methylthiophene;b:2⁃methylthiophene■:adsorption;□:desorption 由图5可知,2⁃甲基噻吩和3⁃甲基噻吩HY分子筛上均具有一个高温脱附峰,这说明2⁃甲基噻吩和3⁃甲基噻吩在HY上存在一种强化学吸附过程,该过程是HY中的B酸与2⁃甲基噻吩和3⁃甲基噻吩中噻吩环的C=C之间的作用所引起的;同时从脱附情况来看,2⁃甲基噻吩和3⁃甲基噻吩均剩余40%左右的物质未脱附,是由于该温度下两种吸附质在分子筛上发生了强烈的反应生成了与吸附剂间作用力较强的物质,也可能是由于高温下2⁃甲基噻吩和3⁃甲基噻吩在HY的吸附位上发生了结焦反应从而难以脱附下来㊂图6为2⁃甲基噻吩在HY上200℃吸附后程序升温过程的脱附尾气的质谱谱图㊂由图6可知,2⁃甲基噻吩在HY吸附后并反应产生了多种物质,其中,m/z=34表示H2S㊁m/z=84表示噻吩㊁m/z=97表示2⁃甲基噻吩㊁m/z=112表示二甲基噻吩㊂由图6还可以看出,H2S㊁噻吩与二甲基噻吩的信号是同时产生的并且变化趋势相同,这说明三者是2⁃甲基噻吩反应后同时产生的㊂具体的反应过程示意图见图7,噻吩有两个来源,一个是2⁃甲基噻吩发生的脱616　燃　料　化　学　学　报第43卷烷基反应[16],另一个是2⁃甲基噻吩在B 酸上先发生质子化反应生成2⁃甲基噻吩的正碳离子结构再与其他吸附的2⁃甲基噻吩发生歧化反应后的产物[17]㊂2⁃甲基噻吩发生歧化反应的同时还生产二甲基噻吩㊂因此,噻吩的产量要多于二甲基噻吩㊂由图6可知,H 2S 的信号主要与2⁃甲基噻吩的信号相对应,说明H 2S 主要来源于2⁃甲基噻吩在HY 中的B 酸上的质子化后自身的裂解反应㊂图5　2⁃甲基噻吩和3⁃甲基噻吩在HY 上的TG⁃DTG 曲线Figure 5　TG⁃DTG profiles of 2⁃methylthiophene (a )and 3⁃methylthiophene (b )adsorbed on the HYzeolite图6　2⁃甲基噻吩在HY 上的脱附尾气MS 谱图Figure 6　MS signals of 2⁃methylthiophene desorbedfrom the HY zeolitea :m /z =34(H 2S );b :m /z =84(thiophene );c :m /z =97(2⁃methylthiophene );d :m /z =112(dimethylthiophene)图7　200℃时2⁃甲基噻吩的转化行为Figure 7　Conversion of 2⁃methylthiopheneon the HY zeolite at 200℃ 图8为3⁃甲基噻吩在HY 分子筛上200℃吸附后程序升温过程的脱附尾气质谱检测谱图㊂图8　3⁃甲基噻吩在HY 上的脱附尾气的MS 谱图Figure 8　MS curves of 3⁃methylthiophenedesorbed from the HY zeolitea :m /z =34(H 2S );b :m /z =84(thiophene );c :m /z =97(3⁃methylthiophene );d :m /z =102(3⁃methyltetrahydrothiophene );e :m /z =112(dimethylthiophene ) 由图8可以看出,3⁃甲基噻吩与HY 反应后生成的产物中也有H 2S ㊁噻吩㊁二甲基噻吩,这说明3⁃甲基噻吩同样先与HY 中的B 酸发生了质子化反应后,再与其他3⁃甲基噻吩发生歧化反应生成了噻吩和二甲基噻吩㊂与2⁃甲基噻吩不同的是,3⁃甲基噻吩在HY 上吸附后生成了少量的3⁃甲基四氢噻吩(m /z =102),且3⁃甲基四氢噻吩的信号与H 2S 的信号变化趋势相同,这说明它的来源可能是3⁃甲基噻吩与质子化的3⁃甲基噻吩裂化产生的烃类发生了氢转移反应[18,19],具体反应过程见图9㊂716第5期赵胜楠等:甲基噻吩在HY 分子筛上的吸附㊁脱附及转化行为图9　200℃时3⁃甲基噻吩的转化行为Figure 9　Scheme for the conversion of 3⁃methylthiopheneon the HY zeolite at 200℃ 对比2⁃甲基噻吩的MS 谱图可以看出,3⁃甲基噻吩与HY 反应后产生的二甲基噻吩的含量多于噻吩的含量,这是因为3⁃甲基四氢噻吩裂化后产生的饱和C 4碳正离子跟噻吩发生了烷基化反应,生成了烷基噻吩,再转化生成了二甲基噻吩,因此,二甲基噻吩的产量多于噻吩[20,21];且3⁃甲基噻吩与HY 反应后产生的H 2S 的含量要明显多于2⁃甲基噻吩与HY 反应后产生的含量,这是3⁃甲基噻吩与B 酸发生质子化反应后形成的正碳离子结构要比2⁃甲基噻吩更容易发生裂化反应的原因㊂3　结　论HY 分子筛具有典型的微孔结构,具有强B 酸中心㊂在200℃的条件下,2⁃甲基噻吩和3⁃甲基噻吩与分子筛HY 中的强B 酸之间具有强化学吸附作用,该过程是由于HY 中的B 酸与2⁃甲基噻吩和3⁃甲基噻吩中噻吩环的C =C 之间的作用㊂在2⁃甲基噻吩和3⁃甲基噻吩吸附在HY 分子筛上的活性位的过程中,首先与HY 中的B 酸发生质子化反应生成甲基噻吩的碳正离子结构继而发生了歧化反应㊁脱烷基反应以及裂化反应,即分子筛表面的B 酸中心是甲基噻吩发生催化转化反应的活性中心㊂与2⁃甲基噻吩相比3⁃甲基噻吩发生质子化反应后通过一定的氢转移反应生成了3⁃甲基四氢噻吩,且在200℃吸附的条件下3⁃甲基噻吩在HY 上比2⁃甲基噻吩更容易发生裂化反应㊂参考文献[1]　LIU B ,ZHU Y ,LIU S ,MAO J.Adsorption equilibrium of thiophenic sulfur compounds on the Cu⁃BTC metal⁃organic framework [J ].JChem Eng Data ,2012,57(4):1326⁃1330.[2]　山红红,李春义,赵博艺,杜峰,杨朝和,张建芳.FCC 汽油中硫分布和催化脱硫研究[J ].石油大学学报(自然科学版),2001,25(6):78⁃80.(SHAN Hong⁃hong ,LI Chun⁃yi ,ZHAO Bo⁃yi ,DU Feng ,YANG Chao⁃he ,ZHANG Jian⁃fang.Study on distribution of sulfur compounds in FCC gasoline and catalytic desulfuration [J ].J Univ Petrol (Nat Sci Edi ),2001,25(6):78⁃80.)[3]　殷长龙,夏道宏.催化裂化汽油中类型硫含量分布[J 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乙炔_丙烯在多种分子筛上的吸附和脱附性质

the va lues rep o rted in lite ra tu re up to now.
K e y w o rd s: ace ty lene; p rop y lene; adso rp tion; deso rp tion; zeo lites
乙炔和丙烯的吸附具有重要的应用和理论研究意义。首先 ,乙炔和丙烯均为重要的化工合成原料 , 而乙炔和丙烯在固体吸附剂上的吸附、脱附规律 ,是其作为反应物进行催化研究 [ 1 ] 的基础。特别是近年来环境催化领域的氮氧化物选择催化还原较多用到还原剂丙烯 [ 2, 3 ] 和乙炔 [ 4～7 ] 。其次 , 乙炔和丙烯存在于多种工业尾气中。例如 ,石油烃蒸汽裂解而来的乙烯中含有 0. 1% ～3. 0%的乙炔 ;石油的催化裂化和延迟焦化过程中 ,副产大量含丙烯的炼厂气。因此 ,乙炔和丙烯分别作为炔烃和烯烃的代表物 ,其吸附和脱附规律也是实现炔烃和烯烃吸附分离的应用基础。李军等报道了 CXN 天然沸石对丙烯的吸附和脱附性能 [ 8 ] ,朱英刚等用改性的活性炭和硅胶吸附 ,研究了由石油气中分离丙烯和丙烷 [ 9 ] 。但新的吸附剂亟待研究 ,以提高两者的吸附分离性能。再者 ,在空气分离装置中乙炔和丙烯是很危险的杂
A d so rp t ion a n d d e so rp t ion of a ce ty le n e a n d p rop y le n e on ze o lite s
ZHAN G S h i2x in, W AN G X in2p ing, J IA C u i2y ing, CH EN J ing, W AN G Y i2jing
7: s ix2w ay crossover va lve; 8: tem p e ra tu re con tro lo r

江苏分子筛制氮机工作原理

江苏分子筛制氮机工作原理
江苏分子筛制氮机的工作原理是利用分子筛吸附剂对空气中的氧气进行吸附分离，从而实现制氮的目的。

具体工作流程如下：
1. 空气进入气体压缩机，被压缩至一定压力。

2. 压缩空气进入气体预处理器，通过滤芯去除空气中的灰尘、水分等杂质，以保护分子筛吸附剂的正常工作。

3. 经过预处理后的空气进入分子筛吸附器，其中装填有特殊的分子筛吸附剂。

4. 在分子筛吸附器中，氧气分子的大小和极性较大，容易被分子筛吸附剂吸附，而氮气分子的大小较小，不能被吸附剂吸附，因此氮气通过分子筛吸附器，而氧气被吸附下来。

5. 当分子筛吸附器中的吸附剂饱和时，需要进行再生。

再生一般分为两个步骤：脱附和排放。

- 脱附：通过降低分子筛吸附器的压力或升高温度，使吸附
剂吸附的氧气分子释放出来。

- 排放：将释放的氧气排放出系统。

6. 再生后的分子筛吸附器重新进入工作状态，进行下一轮的氮气制备。

7. 分离得到的氮气通过气体输送管道输送至需要的地方使用。

通过以上工作原理，江苏分子筛制氮机能够高效地将空气中的氧气与氮气进行分离，得到纯度较高的氮气。

分子筛吸附法制无水乙醇的机理及工艺

分子筛吸附法制无水乙醇的机理及工艺因乙醇-水物系存在最低恒沸点，故采用普通方法精馏所制得的酒精，其酒精含量不会大于95.57%(m/m)，为了提高酒精浓度，必须采取特殊的方法才能实现。

目前工业上无水乙醇的生产方法主要有恒沸精馏、萃取精馏、吸附和膜分离等方法。

在吸附法乙醇脱水中分子筛吸附技术具有能耗低、脱水能力强、产品质量稳定等优点，工业化应用比较普遍"。

本文主要对该技术作较为全面的介绍，以期为行业中相关工作的开展提供一定参考资料。

1分子筛脱水的原理分子筛是一种具有立方晶格的硅铝酸盐化合物。

它具有均匀的微孔结构，分子筛的孔穴直径大小均匀，这些孔穴能把比其直径小的分子吸附到孔腔的内部，并对极性分子和不饱和分子具有优先吸附能力，因而能把极性程度不同，饱和程度不同，分子大小不同及沸点不同的分子分离开来，即具有“筛分”分子的作用，故称分子筛。

对于乙醇一水物系来说，由于水和乙醇的临界分子直径分别是2.7埃和4.7埃，因此，水分子可以进入3埃分子筛内部，并被分子筛对水的强极性吸引作用吸附在分子筛内部，而乙醇分子则被阻挡在外，从而实现对水与乙醇的选择性吸附分离凹。

2分子筛变温变压吸附技术生产无水乙醇工艺流程分子筛脱水制备无水乙醇在工艺选择上，根据高浓度酒精的来源不同，可以采用液相乙醇汽化进分子筛脱水工艺流程或蒸馏塔汽相乙醇进分子筛脱水工艺流程。

2.1液相乙醇汽化进分子筛脱水工艺流程液相乙醇汽化进分子筛脱水工艺流程如图1所示。

浓度95%(v/v)的液相乙醇先经过预热器预热，再通过蒸汽加热器进入蒸发器，蒸发产生的乙醇蒸汽经蒸汽过热器过热后进入分子筛A塔。

乙醇蒸汽中的水分子流经分子筛填料层过程中，因分子筛的微孔对水分子有很强的亲和力，就将水分子吸附在微孔内，吸附以后的乙醇蒸气经过冷凝、冷却以后得到浓度为99.5%(v/v)以上的无水乙醇。

分子筛A塔吸附接近饱和时，自动切换至分子筛B塔进料吸附，此时分子筛A塔转入脱附过程。

转轮分子筛吸附脱附时间

转轮分子筛吸附脱附时间1. 引言转轮分子筛是一种广泛应用于分离和吸附过程中的材料。

它具有高比表面积、可控孔径大小和优良的吸附性能，被广泛用于气体分离、催化剂载体和环境污染治理等领域。

转轮分子筛的吸附脱附时间是评估其吸附性能和应用效果的重要指标之一。

2. 转轮分子筛的工作原理转轮分子筛是由多个分子筛层堆叠而成的结构，每个分子筛层之间通过转轮连接。

转轮分子筛的工作原理是利用分子筛的孔道结构和吸附性能，将需要分离或吸附的物质通过分子筛层进行传递和分离。

3. 吸附脱附时间的定义吸附脱附时间是指在一定条件下，转轮分子筛从吸附到脱附的时间间隔。

吸附脱附时间直接关系到转轮分子筛的工作效率和应用效果。

4. 影响吸附脱附时间的因素4.1 温度温度是影响吸附脱附时间的重要因素之一。

一般来说，随着温度的升高，吸附脱附时间会缩短。

这是因为在较高温度下，分子的热运动增加，有利于分子在分子筛孔道中的扩散和脱附。

4.2 压力压力也会对吸附脱附时间产生影响。

较高的压力可以增加物质在分子筛层中的吸附速率，从而缩短吸附脱附时间。

4.3 物质性质不同物质的性质也会对吸附脱附时间产生影响。

例如，分子大小、极性和化学结构等因素都会影响物质在分子筛层中的扩散速率和吸附性能，进而影响吸附脱附时间。

4.4 分子筛性能分子筛的孔径大小、比表面积和吸附性能等因素也会对吸附脱附时间产生影响。

一般来说，孔径较大、比表面积较大且吸附性能较好的分子筛，吸附脱附时间会相对较短。

5. 测定吸附脱附时间的方法5.1 吸附实验可以通过在一定温度和压力下，将需要吸附的物质与转轮分子筛接触一段时间，然后通过测定物质浓度的变化来确定吸附脱附时间。

5.2 表征分析可以通过扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）和比表面积分析仪等设备，对转轮分子筛的形貌、孔径大小和比表面积等进行表征分析，从而间接推测吸附脱附时间。

6. 应用领域转轮分子筛的吸附脱附时间在许多领域都有广泛应用。