因為分子篩吸附劑對吸附介質的溫度要求比較嚴格,其入口溫度必須低于15℃才能正常工作,一般為8~15℃,而用普通冷卻水將空氣冷卻到分子篩所需的溫度范圍內是很困難的。
若分子篩吸附凈化流程未采用冷凍預冷系統,則必然導致分子篩入口溫度升高。從理論計算中可以看出,氣相介質溫度每升高1℃,就會增加約5%的分子篩負荷。因此,在可能的情況下,要充分利用氮氣的冷量和干燥度,在水冷卻塔中將冷卻水冷卻至低溫度。
另外,為了抵消因溫度升高而引起的負荷增加,需要從設計上對分子篩純化進行改進。如:增加分子篩吸附能力,將罐體結構由水平向垂直方向改變,縮短純化周期,減少分子篩加熱、冷吹時間等。
這種措施的優缺點是:
1)減少了冷凍機冷卻系統的一次性設計投資,但要加大純化系統的投資;
2)要減少純氮氣的產量,以便有足夠多的污氮來冷卻水;
3)立式罐的截面積較小,使氣流分配較均勻;
4)提高了分子篩床的高度,增加了分子篩的阻力,使氧氣產品能耗增加;
5)隨季節的變化,通過分子篩床層的氣體溫度變化大,使空分生產不夠穩定