在高原地区,寒冷的气候条件使进人吸附塔的气体温度降低,导致分子筛吸氮、氧的能力增强,使得分子筛表面被占据的比例增加,在高、低压反复循环中可用来提纯的有效分子筛量减少,因此,不利于氮、氧分离。
温度对制氧分子筛的影响包括两个方面,一是不同温度下分子筛对N2的吸量;二是分子筛在不同温度下解吸水分的能力。
(1)温度对分子筛吸附氮气的影响
分子筛对N2的吸附量受温度的影响显著。在变压吸附过程中,根据吸附原可知、加压吸附是放热过程,床层温度升高,降压解吸是吸热过程,床层温度下降研究表明吸附解吸周期时间小于10min时床层温差约2C;当循环周期超60min时温差达10C。对于制氧过程,吸附与解吸循环周期时间较短,一般从秒到几十秒不等.在加压和降压过程中引起的升温与降温几乎相互抵消,因此,泪度变化不明显。但是,当环境温度降低时,进入吸附塔的气体温度也随之降低。
在高原地区,昼夜温差大,冬季时间长,这一特点决定了吸附剂在一天内要T作在不同温度点,早晚温度低,中午温度高;一年中夏季温度高,冬季温度低,如同变温吸附一样,两个不同的温度状态决定了产氧浓度和产氧流量随昼夜和季节周期性波动。早晚温度低时,吸附剂对氮氧吸附能力增强,两种气体均难以解吸,分子筛具有吸附的表面被占据,可以利用的吸附表面减少,相当于分子筛质量减少,高制氧能力降低,产氧浓度低,氧流量减少;中午温度升高,分子筛脱附能力增分子筛表面有更多的活性表面用来吸附下一循环进入吸附塔的空气,有效分子质量增加,氧浓度上升,氧流量增加。
高原制氧机(2)温度对高原制氧机分子筛解析水分的影响。
温度的变化还会影响分子筛对水分的吸附和解吸。分子筛是一种对水亲和力强的吸附剂,实现解吸过程非常困难。环境温度较低,导致解吸过程床层变冷低了分子筛上的水蒸气分压,分子筛孔内解吸蒸发同样数量的水分,要消耗更多清洗气体。环境温度升高,水的饱和蒸气压增大,冷凝水蒸发,留在分子筛表面的怜凝水减少,清洗时只需少量的产品气即可达到较好的效果,节省了产品气用量,可以提高氧气的流量和浓度。
高原制氧机综合个方面因素可以知道,温度对变压吸附制氧系统的影响还是较大的,尤其是在混度波动较大的高原环境,季节变化和昼夜更替使环境大气温度周期性波动,直接影响进入吸附塔的压缩空的温度和成分,使用于吸附分离的分子筛性能下降,降低变压吸附系统的产氧能力。