分子筛脱水工艺是一种基于物理吸附原理的高效分离技术,通过分子筛的微孔结构选择性吸附水分子,实现有机溶剂、天然气(LNG)、生物沼气的深度脱水。相比于氧化铝干燥,分子筛对水的吸附能力更强,尤其在低湿度环境下(露点可降至-60℃),适合深度脱水;适合深度脱水;而活性氧化铝在较高湿度下吸附效率更优,但干燥深度较低(露点约-40℃)。
一、分子筛脱水原理
其核心原理在于分子筛(如3A型)的孔径(约3Å)与水分子直径(2.7Å)高度匹配,通过极性吸附作用范德华力将水分子锁定在晶体空腔中,而乙醇、烃类等大分子因尺寸排斥无法进入孔道,从而实现高效分离。
常采用固定床吸附塔系统,典型流程包含两塔或多塔循环切换。当含湿气体(如天然气)流经固定床吸附塔时,水分子被截留在分子筛孔道内,干燥气出口露点可降至-40℃以下。一塔在加压条件下进行吸附脱水,另一塔通过高温(约200-300℃)再生气流(如过热干气)在真空或低压环境下脱附水分,完成再生后经冷却恢复吸附能力。
二、分子筛脱水特点
分子筛脱水工艺优势显著,脱水后产品含水量可降至0.5%以下,脱水精度可达ppm级,脱水效率>99.5%。兼具操作稳定、能耗低、无共沸剂污染等特点,广泛应用于天然气露点控制及LPG脱水等领域。
三、分子筛脱水流程
分子筛脱水该工艺主要包含吸附、再生、冷却三大阶段,具体流程如下:
吸附阶段
原料气湿气首先经过预处理系统去除杂质颗粒,随后进入分子筛吸附塔。在温度40℃以下的条件下,水分子被分子筛微孔捕获,干燥后的气体经粉尘过滤器处理后输出。此阶段需严格控制流速(防止床层扰动)和进料浓度(避免吸附热导致床层温度骤升),吸附周期通常设定为8-12小时,具体根据分子筛装填量和原料含水量动态调整。
再生阶段
当吸附塔接近饱和时,系统切换至另一个再生塔,采用变温吸附(TSA)技术实现分子筛活化,包含3个关键步骤:
高温反洗:将干燥后的产品气加热至200-300℃后逆向通入床层,破坏水分子与分子筛的物理键合,脱附水蒸气随载气排出;
冷却:用干燥后的常温产品气将床层温度降至常温,确保下一吸附周期的高效运行。
工业装置通常采用双塔实现连续生产。一塔吸附时另一塔同步进行再生与冷却,通过气动阀自动切换流程。
四、设备应用范围及性能
✅ 能源领域:天然气脱水(防管道腐蚀/冰堵)、处理后露点≤-70℃,满足LNG液化;
✅ 化工领域:乙醇精制脱水(浓度≥99.9%)、烷烃提纯;
✅ 深度脱水:远优于硅胶(露点-40℃)与氧化铝(露点-60℃)。
✅ 工业气体(如氢气、氦气):露点≤-60℃,保障下游催化反应安全。
五、分子筛设备技术参数
名称 | 指标 |
规格型号 | 1万~10万m3/d |
处理温度 | 10~40℃ |
处理压力 | 根据原料气决定 |
脱水性能 | 脱除效率≥99.5% |
六、分子筛与氧化铝区别
特性 | 分子筛 | 活性氧化铝 |
选择性 | 高(孔径均匀) | 低(孔径分布广) |
吸附深度 | 极低露点(-70℃) | 中等露点(-40℃) |
机械强度 | 较低,易粉化 | 高,耐压耐磨 |
再生温度 | 200-350℃(需严格控制) | 150-300℃(较易操作) |
典型应用 | 高纯度气体、电子工业 | 压缩空气干燥、水质处理 |
七、设备生产工期
1、质保期:1年(不包含耗材及人为损坏);
2、交货期:90天;