化工原理变压吸附论文

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变压吸附技术

变压吸附技术摘要：变压吸附气体分离技术在工业上得到了广泛应用，已逐步成为一种主要的气体分离技术。

它具有能耗低、投资小、流程简单、操作方便、可靠性高、自动化程度高及环境效益好等特点。

简单介绍了变压吸附分离技术的特点，重点介绍了近年来变压吸附技术各方面的进步和变压吸附技术目前所达到的水平(工艺流程、气源、产品回收率、吸附剂、程控阀、自动控制等方面)，并对变压吸附技术未来的发展趋势进行了预测。

l前言变压吸附(PreureSwingAdorption，PSA)的基本原理是利用气体组分在固体材料上吸附特性的差异以及吸附量随压力变化而变化的特性，通过周期性的压力变换过程实现气体的分离或提纯。

该技术于l962年实现工业规模的制氢。

进入70年代后，变压吸附技术获得了迅速的发展，装置数量剧增，规模不断增大，使用范围越来越广，工艺不断完善，成本不断下降，逐渐成为一种主要的、高效节能的气体分离技术。

变压吸附技术在我国的工业应用也有十几年历史。

我国第一套PSA工业装置是西南化工研究设计院设计的，于l982年建于上海吴淞化肥厂，用于从合成氨弛放气中回收氢气。

目前，该院已推广各种PSA工业装置600多套，装置规模从数m3/h到60000m3/h，可以从几十种不同气源中分离提纯十几种气体。

在国内，变压吸附技术已推广应用到以下九个主要领域：1．氢气的提纯；2．二氧化碳的提纯，可直接生产食品级二氧化碳；3．一氧化碳的提纯；4．变换气脱除二氧化碳；5.天然气的净化；6．空气分离制氧；7．空气分离制氮；8．瓦斯气浓缩甲烷；9．浓缩和提纯乙烯。

在H2的分离和提纯领域，特别是中小规模制氢，PSA分离技术已占主要地位，一些传统的H2制备及分离方法，如低温法、电解法等，已逐渐被PSA等气体分离技术所取代。

PSA法从合成氨变换气中脱除CO2技术，可使小合成氨厂改变其单一的产品结构，增加液氨产量，降低能耗和操作成本。

PSA分离提纯CO技术为Cl化学碳基合成工业解决了原料气提纯问题。

化工原理论文

化工原理论文
在化工领域中，理论和实践的结合是至关重要的。

随着科学技术的不断发展，化工原理的研究也在不断深入。

本论文将对化工原理进行探讨，主要涉及反应动力学、传质过程和热力学三个方面。

首先，反应动力学是研究化学反应速率和反应机理的一门学科。

化工过程中，反应速率的快慢直接影响到产品的产量和质量。

因此，深入研究反应动力学对于优化化工生产过程具有重要意义。

在实际应用中，我们可以通过实验测定反应速率常数，进而推导出反应级数和反应速率方程。

此外，还可以利用表观活化能和反应平衡常数等参数来分析反应的进行程度和热力学驱动力。

其次，传质过程也是化工原理中的一个重要部分。

在化工过程中，物质的传质是指物质从一处传递到另一处的过程。

在实践中，各种传质方式如扩散、对流和传导等相互作用，进而确定物质的传递速率和浓度分布。

由于传质过程与反应过程密切相关，因此可以通过研究传质过程进一步优化反应过程。

例如，通过选择合适的传质方式和传质设备，可以提高反应效率和产品质量。

最后，热力学是研究能量转化和能量平衡的学科，也是化工原理的重要组成部分。

在化工生产中，控制能量平衡是确保过程稳定和节能的关键。

通过对能量转化的研究，可以确定化工过程中的热力学参数，如焓变、熵变和 Gibbs 自由能等。

利用热力学方程，可以计算化工过程中的能量损失和能量转化效率，
为化工生产提供科学依据。

综上所述，化工原理论文主要涉及反应动力学、传质过程和热力学等方面。

通过深入研究化工原理，可以为化工生产过程的优化和改进提供理论支撑和技术指导。

变压吸附技术在气体分离提纯中的应用

变压吸附技术在气体分离提纯中的应用摘要：变压吸附技术作为一种重要的气体分离与提纯方法，在工业生产和环境保护中具有广泛的应用前景。

本文通过深入探讨变压吸附技术的特点及其在氢气回收与提纯、一氧化碳回收与提纯、回收制取高纯度二氧化碳等方面的应用，展示了其在气体分离提纯领域的重要作用。

关键词：变压吸附技术；气体分离提纯；技术应用引言气体分离与提纯技术在化工、能源、环保等领域具有重要意义。

变压吸附技术作为一种经典的分离方法，通过调节吸附材料在不同压力下的吸附能力，实现了不同气体成分的分离与提纯。

近年来，随着新材料和先进技术的引入，变压吸附技术在气体分离提纯领域得到了更加广泛的应用，极大地促进了相关产业的发展。

1.变压吸附技术概述变压吸附技术是一种重要的气体分离与纯化方法，利用吸附剂在不同压力条件下对气体分子的吸附和解吸现象，实现气体混合物的分离和纯化。

这一技术的特点以及在多个领域的应用，使其在现代工业中具有重要的地位和广阔的前景。

1.1变压吸附技术的特点变压吸附技术是一种重要的分离与吸附过程，其特点在于其能够基于不同吸附材料的特性，通过调节压力来实现气体分离、提纯和吸附。

这一技术被广泛应用于气体分离、气体储存、气体纯化等领域，具有许多独特的特点和优势。

变压吸附技术适用范围广泛。

它可以用于各种气体的分离与纯化，包括氢气、氧气、氮气、一氧化碳等。

吸附材料针对不同种类的气体分子在不同的压力下具有不同的吸附能力，这为变压吸附技术的应用提供了广泛的可能性。

变压吸附技术能够实现高效分离。

通过调节吸附剂的压力，可以实现对气体混合物的高效分离。

对于需要高纯度气体的应用，变压吸附技术可以实现高效的纯化过程，从而获得所需的气体成分。

变压吸附技术具有较好的可控性和灵活性。

通过调节压力和温度等操作参数，可以实现对吸附过程的控制，从而达到更好的分离效果。

这种可控性和灵活性使得变压吸附技术可以根据不同的应用需求进行调整和优化。

变压吸附技术还具有循环利用的优势。

变压吸附工作基本原理

变压吸附工作基本原理变压吸附（pressure swing adsorption，PSA）是一种常用的气体分离和纯化技术，广泛应用于化工、能源、环保等领域。

它的基本原理是利用吸附剂对气体分子的亲和力差异，通过周期性调节操作压力实现吸附剂的吸附和解吸，从而实现气体的分离与纯化。

首先，吸附阶段。

将混合气体通过压缩机压缩至一定的压力，然后进入变压吸附器。

在吸附器中填充有一种或多种吸附剂，如活性炭、分子筛等。

这些吸附剂具有可以对特定气体分子进行选择性吸附的能力。

吸附剂会吸附相对亲和力较大的气体分子，而对亲和力较小的气体分子则不易吸附。

其次，脱附阶段。

随着时间的推移，吸附剂逐渐饱和，即吸附剂上已经充满了吸附气体。

为了实现吸附气体的脱附，需要将吸附器的压力降低到较低的水平，以减少吸附剂与气体分子之间的相互作用力。

这样一来，亲和力较大的气体分子将从吸附剂上解吸下来，进而形成脱附气流。

然后，再生阶段。

为了使吸附剂再次具有吸附能力，需要对其进行再生。

再生是通过将脱附气流进一步抽真空，以减少吸附剂上的压力，从而促进脱附气体分子的解离和脱附。

脱附气流被抽出后，可通过冷却和脱水等处理方式进一步回收相应气体，并用于其他用途。

最后，平衡阶段。

在经历了吸附、脱附和再生等阶段后，变压吸附器重新达到平衡状态。

在平衡状态下，吸附器继续吸附和释放气体，以满足特定的工艺需求。

这个阶段被称为平衡阶段，也是一个动态过程。

平衡阶段的时间可以根据需求灵活调整，以满足不同应用的要求。

通过不断重复上述吸附、脱附、再生和平衡的循环操作，可以实现气体的高效分离和纯化。

变压吸附技术具有操作简便、能耗低、设备结构简单等优点，因此在气体分离和纯化中得到广泛应用。

例如，它可以用于制氧、制氢、天然气脱硫和脱水等方面的工艺中。

总之，变压吸附工作原理是利用吸附剂对气体分子的选择性吸附特性，通过周期性调节操作压力，周期性地吸附和脱附气体分子，实现气体的分离和纯化。

这种工艺具有高效、节能的特点，因此在各个领域都有着广泛的应用前景。

变压吸附的原理

变压吸附的原理
变压吸附是一种重要的分离和纯化技术，它基于吸附剂对不同组分在不同条件
下的吸附选择性，实现了对混合物的分离和纯化。

其原理主要包括吸附平衡、吸附动力学和吸附热力学三个方面。

首先，吸附平衡是变压吸附的基础。

吸附平衡是指在一定条件下，吸附剂上吸
附相和溶液中溶质的浓度达到动态平衡的状态。

在吸附平衡条件下，吸附剂对不同组分有不同的吸附能力，从而实现了混合物的分离。

吸附平衡的建立是变压吸附实现分离的前提。

其次，吸附动力学是影响变压吸附效果的重要因素。

吸附动力学描述了溶质在
吸附剂上的传质过程，包括传质速率和传质机理。

在变压吸附过程中，吸附剂对不同组分的吸附速率不同，这决定了各组分在吸附剂上的停留时间，从而实现了混合物的分离。

了解吸附动力学有助于优化变压吸附工艺，提高分离效率。

最后，吸附热力学也对变压吸附起着重要作用。

吸附热力学描述了吸附过程中
的热力学特性，包括吸附热、吸附焓等参数。

了解吸附热力学有助于选择合适的操作条件，提高变压吸附的效率和经济性。

总的来说，变压吸附的原理是基于吸附剂对不同组分的选择性吸附能力，通过
吸附平衡、吸附动力学和吸附热力学三个方面的调控，实现对混合物的分离和纯化。

深入理解变压吸附的原理，有助于优化工艺条件，提高分离效率，广泛应用于化工、制药、食品等领域。

变压吸附技术的进步及其在石化工业的应用(精)

变压吸附技术的进步及其在石化工业的应用李克兵!陈健古共伟(四川天一科技股份有限公司成都!"#$$%摘要变压吸附(&’(*’(+,-./012’34-2.,简称&+0技术是一种用于混合气体分离及净化的高新技术,自该技术工业化以来得到快速发展,已成为一种主要的气体分离净化技术,在工业气体分离领域得到广泛应用。

本文叙述了&+0技术的基本原理及特点,介绍了近年来&+0技术的进展情况,重点阐述了该技术应用于从炼油厂重整氢、催化干气、轻油转化气中提纯氢气的工艺方法及特点。

!变压吸附技术的发展变压吸附(&’(*’(+,-./012’34-2.,简称&+0是一种用于混合气体的分离及净化技术。

其基本原理是运用多孔性固体材料(吸附剂对混合气中各气体组分选择性吸附及各组分在吸附剂上的吸附容量随压力的变化而呈现差异的特性实现混合气体的分离或提纯。

四川天一科技股份有限公司(西南院于5#年代初在国内率先从事变压吸附技术的研究工作,自6#年代初该技术工业化以来,在吸附剂、工艺、控制、阀门等诸多方面做了大量的改进工作。

尤其进入7#年代中期,随着大型化变压吸附装置的不断推广,该技术得以迅猛发展,主要体现在以下几个方面:"8"吸附剂性能不断提高吸附剂性能的好坏,直接影响&+0装置的投资高低、消耗大小及操作稳定与否。

近年来,各研究单位和吸附剂生产厂家投入大量人力及财力进行吸附剂性能的改进工作,力求赶上世界上发达国家生产的吸附剂同等水平,使得吸附剂性能不断提高。

主要表现在吸附剂的吸附量提高、分离系数增加、再生更容易及吸附剂强度增加等方面。

针对炼油和石化行业富氢混合气(如重整尾气、催化干气,加氢尾气等中烃类组分多且含有9%:等高碳烃组分的特点,四川天一科技股份有限公司专门成立了处理这类气体的吸附剂研制攻关小组。

经过大量的实验,终于研制出应用&+0技术一步除去炼油厂混合气除氢气以外所有杂质的专用吸附剂9;0<$$7。

关于变压吸附CO2气体的研究

关于变压吸附CO2气体的研究第一篇：关于变压吸附CO2气体的研究关于变压吸附CO2气体的研究Zan Liu and William H.Green* 化学工程学系，麻省理工学院，77马萨诸塞大道，66-352室，坎布里奇，马萨诸塞州，美国摘要：使用初湿含浸法制备了一种含有氧化镁的用于温室气体CO2的新型吸附剂。

使用特制的高压微量天平系统和热重分析仪得到了可逆吸附等温线,循环稳定,吸附速率。

实验数据表明在180−240°C 的温度范围至少84个吸附周期内,该吸附剂具有相当大的可再生的吸附容量，较低的吸附热和稳定的工作能力。

在此温度范围内新型吸附剂的性能优于合成水滑石和K2CO3改性水滑石。

因此该吸附剂在吸附CO2方面有很好的应用前景。

1.引言：CO2 气体过量排放引起全球气候变暖的观点已经被越来越多的人接受1。

在所有的能源中，化石燃料产生的CO2 排放量是最大的2。

与此同时，煤是最廉价易得的燃料3。

因此，在可预见的未来，煤依然是主要的能源，在发展中国家更是如此。

面对这种困境，新技术应该有更高的能源利用率和更少的CO2 排放量。

目前，伴有碳捕获分离的整体煤气化联合循环发电系统是实现这一目标最可行的方法4。

几种可用的都基于一个相同的前提。

煤在高温高压下与蒸汽和空气分离单元提供的氧一起气化5。

产生的气体在一个气液反应器中变为H2/CO2 混合气体。

混合气体随后冷却，脱除硫，悬浮粒子和CO2，然后再一个气体涡轮发动机中燃烧完成能量转换，废气中的一部分热能被一个热能再利用系统用于驱动一个蒸汽涡轮，产生额外的能量。

与传统的煤粉加工相比，整体煤气化联合循环发电系统有两个重要的特征6。

首先，因为联合循环，整体煤气化联合循环发电系统可以得到跟高的能量效率。

其次，反应器中的气流有更高的压力，有利于硫，汞，氮氧化合物，微粒物质和CO2，使得尾气处理跟便宜。

目前，最先进的CO2 捕获过程包括用物理或化学溶剂洗涤气流，比如单乙醇胺，低温甲醇洗，赛列克索法。

变压吸附分离工业废气二氧化碳论文

变压吸附分离工业废气二氧化碳论文【摘要】变压吸附分离工业废气的二氧化碳工艺能源消耗少，投资较少，不会带来污染问题，效益显著，对分离二氧化碳具有重要作用。

今后在减少二氧化碳排放方面将会发挥更加重要的作用。

1.引言石油、煤炭的大量使用会导致排放到大气中的二氧化碳量急剧上升，其带来的温室效应已经成为影响人类生产、生活各个领域的重要问题。

为了降低二氧化碳的排放量，缓解温室效应，人们尝试运用各种方式方法来提高能源利用效率，寻找替代能源，实现人类社会的可持续发展。

文章主要就利用变压吸附分离工业废气中的二氧化碳进行探讨与分析，并提出具体的工艺策略，希望对工业废气二氧化碳的分离工艺提供借鉴。

2.碳的捕获和存储简介碳的捕获和存储是随着科研的深入和技术的更新发展而出现的新概念，其主要目的是采取相应的技术措施，减少向大气的二氧化碳排放量。

这两个概念最早产生于1977年，具体是指采取相应的措施，将二氧化碳从工业或相关能源中分离出来，输送到一个封存地点，并长期与大气隔绝的过程，从而减少向大气的二氧化碳排放量。

程序包括捕获、运输、封存三个阶段。

实际应用中通过这三个流程实现对碳的捕获和存储，该概念的出现和工业生产的具体应用，主要目的是降低二氧化碳排放量，缓解温室效应，保护人类生存环境。

然而，碳的捕获和存储只是降低二氧化碳排放量，缓解温室气体的一种方案，能否得到具体应用，以及应用效果如何，还受到技术成熟程度、成本、法律法规等的制约。

只有在所有这些因素都具备和完善的前提下，才有可能对该方案进行有效的应用，对其进行推广和普及。

在具体应用中，碳的捕获最为困难，所需要耗费的资金也更多，占到整个工艺流程资金耗费的85%左右。

因此，在实际工作中，关键是要采取有效的措施，实现对碳的有效捕获。

3.二氧化碳分离工艺及捕获系统概述3.1分离工艺的类型与特征。

就其类型来看，分离工艺包括溶剂吸收法、低温蒸馏法、膜分离法、变压吸附法四种不同的工艺类型。

探究变压吸附技术在合成氨行业的应用和发展

探究变压吸附技术在合成氨行业的应用和发展摘要：变压吸附简称为分离技术，起源于上世纪五十年代，是一种高效率的气体净化分离提纯技术。

变压吸附技术是1958年使用到氢气的提纯，1962年实现了工业规模的制氢。

伴随着PSA技术理论的发展及高效专用吸附剂的研制成功，各个国家先后的成立了PSA工业装置。

发展到目前为止，已经在国内推广了将近1700多套的PSA工业装置，并且包含部分起源的净化、分离与提纯等。

本文首先分析了变压吸附技术的发展过程，继而分析了其在合成氨行业中的应用和发展。

关键词：变压吸附技术；合成氨行业；发展一、变压吸附技术论述（一）研究背景发展到现如今，我国的变压吸附气体分离技术处于持续发展的状态，并且发展的规模也在持续扩大，可对十几种气体同时进行提取与分离。

氢气的提纯甚至已经到了99.999%。

当前阶段，我国对于变压吸附技术已经可以实现对少数的烷烃、烯烃进行提纯，可有效的提纯空气中氮气、氧气，并且对一氧化碳、二氧化碳与氢气精心提纯，同时对氢气的提纯应用也相对更多，令氢气提纯逐渐代替电解法与低温法等。

另外，变压吸附气体分离技术的投资相对较小，并且耗能也比较低，提取纯度高等特征也逐渐得到了诸多工厂和公司的应用。

基于此，需将对其技术与应用的研究工作重视起来，合理创造对应应用体系，令变压吸附气体分离技术逐渐变得更加完善健全。

在制氢领域中，变压吸附所占据的比例逐渐变大，装置的规模也在持续扩大。

以我国变压吸附的工艺技术、专用吸附剂和程度控制阀等方面研究和开发处于前沿阶段的天科股份为例，当前天科股份建设投运的1600多套变压吸附工业装置中，大约有70%左右是制氢装置。

这主要因为PSA技术的发展迅猛，PSA工艺的不断完善和真空在再生工艺开发和自适应优化控制系统与专家故障诊断处理系统的广泛应用，令氢气的实际回收率大约提升到了98%左右的水平。

随着吸附剂与程控阀等硬件性能的持续提升，在提升装置的整体性能的同时，令装置投资也到了控制。

变压吸附技术的研究进展

力学与固定床反应器中的传质虽有类似之处，但两者也存在着本质区别，这就是在变压吸
２《０汤年５成都月．
变压吸附技术交流会
附床中，某点的温度、流速及气相组成是随时间而作周期性变化的。正是由于这个特点，变压吸附的动力学过程更复杂，这也是ＰＡＳ的理论落后于应用技术的重要原因之一。至目前，在理论工作上虽然取得了许多进展，但远远不能适应工业应用的要求，特别是主体分
由ＰＡＳ循环设计确定。大都采用数值方法求解控制方程，常用的计算方法有：差分法、特
征线法及正交配置法等。传统的ＰＡＳ循环有四步：加压、吸附、下吹和清洗，Ｓａｓｒｍ如ｋｒｔｏ
循环，对于这种比较简单的ＰＡＳ循环，在理想条件下可以获得分析解，但分析解只能提供
对过程的初步了解，由于过程循环的本质，所以累积误差大。当今用于工业上的ＰＡＳ过程
工业化的ＰＡＳ过程却很少，就其主要原因，一方面是强吸附组分的解吸困难，另一方面就是强吸附组分与其它组分在吸附剂上的分离系数不够大。已工业化的大多数ＰＡＳ过程是基于平衡吸附来完成分离的，这要求各分离气体之间在吸附剂上的分离系数（相对吸附率）
ａ，２ａ偏离１；；；，＞；越大，分离的效果越好。目前运用最广、最为成功是Ｈ的ＰＡ２Ｓ分离提纯，
年代以来，由Ｓ的于ＰＡ应用迅速增长，对工业化的ＰＡＳ过程中已有了一些更精致的设计，但这些设计还不具备应有的许多基本思想，这不仅是因为ＰＡＳ过程的复杂性，而且还是因
为对每一种混合气体一吸附剂体系，在相同的操作条件下，分离结果有很大的不同的原
因１ｏ分一历多步骤现的杂动过其柱（柱）质动〔Ｐ离是个经个来实复态程，分离吸附传＇Ａ３Ｓ＇

浅谈变压吸附(PSA)

参考文献： [1]陈连璋沸石分子筛催化大连大连理工大学出版社 1990 [2]江楚标．低温法小型空分设备[J]．深冷技术．2002．作者：董格婷，1980年8月，女，助理工程师，研究方向是煤化工（煤制甲醇），陕西神木化学工业有限公司。
98
FORTUNE WORLD 2010
度和压力的均匀，并且径向均匀度较差，这就使得吸附床的死体积大，产氧率低。因此，开发具有良好的均流速和均压力的气体分布器可以最大限度地发挥吸附剂的效率，并可以降低吸附器的高径比。
以往对变压吸附的研究主要依靠试验手段，然而，对于流速相对较低，内部又装有吸附剂的吸附器内的流场，采用试验的手段无法研究，因此，可以采用数值分析的方法对吸附器内的三维流场进行研究，找到影响气流分布的原因，并在此基础上对吸附器的结构进行改进，使得气体分布器有较好的布气效果，为大型变压吸附制氧装置提供了保障。
2．3 工艺流程不同的吸附剂具有不同的吸附性能，运行时需要不同的工艺条件，因此，根据吸附剂的特性，研究适合该吸附剂吸附分离的工艺条件，可以充分的挖掘吸附剂的吸附潜力，发挥装置的最大效率，以最低的生产成本获得最大的产品氧气，另外，良好的变压吸附工艺可以降低吸附的失效速度，保证吸附装置的使用寿命。
回收装置的加工能力，同时还可以提高渣油的掺炼，减少Sox和NOx的产生。
2、变压吸附空分制氧的关键问题 2．1 吸附剂吸附剂是变压吸附制氧的核心，吸附剂的吸附分离性能直接决定着制氧装置的能耗、体积以及使用寿命等，因此研究高效的制氧吸附剂始终是变压吸附制氧研究的核心方向。变压吸附制氧常用的吸附剂主要是CaA型分子筛，但是，该分子筛的吸附容量小，分离系数低，单位氧气的能耗较高。因此，CaA型分子筛限制了变压吸附制氧装置的生产规模。目前，吸附分离性能较好的是锂分子筛，其吸附量大、高选择性、低吸附压力的特性可以提高装置的氧收率和分子筛的产率，从而降低装置的能耗、体积和吸附剂用量。B a l k h等研究发现，L i X 沸石的氮气吸附容量比N a X提高约 50%,分离系数13X从3倍提高到7倍，工业应用中P S A流程的能量消耗的决定性因素是操作压力比，用5A沸石或13X沸石做吸附剂，工业上一般采用4及以上的压力比，低于此值，氧气的回收率急剧下降，同时产品气纯度很难保持在95%，而采用L i X分子筛，压力可以降致2左右，较低的操作压力比意味着解压力的提高，从而降低了真空装置的投资和操作费用，这一点对工业应用尤为有利。 LiLSX（低硅铝比锂X沸）对N2有很高的吸附量，并且对N2、O2的选择性比L i X（S i/ A1=12～13）高，R e g e认为100%L i交换的 LSX（Li 100% LSX）吸附N2的量是LiX的15 倍，是目前用于空分制氧最好的吸附剂，目前美国研制的新型沸石分子筛吸附剂具有高的吸附选择性和吸附容量，使用真空解吸法就可以得到纯度为99.95%的氮及99.5%的氧，而投资仅为目前变压吸附法的1/3～1/2，能耗降低 25%-30%，据此用吸附剂可以加速吸附氧气，可分别制氮和制氧，也可以同时制氮、氧。 2．2 吸附器的结构吸附器的结构是吸附剂效率发挥和吸附工艺得以实现的保障，变压吸附空分制氧的吸附器空塔流速较高、高径比较小，直径较大，因此，吸附器结构中最重要的就是气体分布问题。吸附器内的理想流动状态是平推流动，但是，普通的气体分布器很难达到同一截面的速

煤化工变压吸附工艺技术研究

煤化工变压吸附工艺技术研究发布时间：2022-10-11T03:05:00.898Z 来源：《建筑实践》2022年10期5月（下）作者：冯沛垚李森林[导读] 吸附分离技术具有投资较少、运行费用较低、操作灵活简单冯沛垚李森林山东华鲁恒升化工股份有限公司山东德州 253000摘要：吸附分离技术具有投资较少、运行费用较低、操作灵活简单、对环境污染较小、产品纯度较高、原料气源适应范围较宽等特点，这使得此技术在钢铁、石油化工等行业受到了重视，现已在制氢工艺上得到了广泛地应用。

集散控制系统（DCS）具有自治性、协调性、灵活性、分散性、便捷性、可靠性等特点，并且由于其良好的图形界面、方便的组态软件和丰富的控制算法，以及开放的联网能力等等优点，成为了工业生产中主要过程控制系统。

关键字：变压吸附，DCS，吸附时间，纯度，收率干气制氢装置采用变压吸附技术（PSA）,运用集散控制系统（DCS），将上游催化装置所产生富含氢气的干气瓦斯气体，通过PSA变压吸附干气制氢装置，对氢气进行提纯处理，来供给下游柴油加氢装置使用。

1绪论在工业不断发展的今天，汽油柴油对于现代化社会的发展,起到了至关重要的作用。

在生产生活中，人们对于油品的要求标准也在不断的提高。

伴随着石油炼化工业以及相关的石油化学工业的飞速发展，氢气的消耗量也正在高速的增长，与此同时，有许许多多的工业，如有机合成工业、电子工业、冶金工业等都迫切地需要大量氢气，因此扩大氢生产资源，开发新的制氢工艺以及改进现有制氢工艺，受到人们的普遍关注，这使得制氢技术得到了快速发展。

扩大氢气需求量来源的一条重要途径就是从许多富含有氢气的工业废气中回收提纯氢气。

事实上在很多的工业部门都存在着大量富含氢气的废气可以利用。

这些气体中，除氢气以外的杂质有：N2、CH4、CO、C02、H20、NH3、H2S以及少量烃类等成分，这些杂质可以采用变压吸附技术除去，达到分离提纯回收氢气的目的。

变压吸附体分离提纯技术是通过压力的变化，来实现气体的吸附分离提纯过程，以及吸附剂的再生过程[1]。

变压吸附法原理

变压吸附法原理嘿，朋友们！今天咱来聊聊变压吸附法原理。

这玩意儿啊，就好像是个神奇的魔法盒子！你看啊，变压吸附法就像是个聪明的分拣员。

想象一下，有一堆各种各样的气体分子，就像一群调皮的小孩子在乱跑。

而变压吸附法呢，它有特殊的“魔法道具”，也就是吸附剂啦，能把这些气体分子给区分开来。

当压力高的时候呀，这些气体分子就一股脑地涌过来，被吸附剂紧紧抱住。

这就好比是在一个拥挤的游乐场里，孩子们都往好玩的游乐设施那跑。

然后呢，当压力降低的时候，嘿，有些气体分子就被放出来啦！就好像是游乐设施玩够了，孩子们又跑出来去别的地方玩了。

这里面的吸附剂可重要啦！它就像是个有魔力的筛子，只让它喜欢的气体分子留下来。

不同的吸附剂就像是不同口味的糖果，有的喜欢氧气，有的喜欢氮气，各有所爱呀！而且哦，变压吸附法特别灵活。

它可以根据我们的需要，不断地调整压力，让想要的气体分子进进出出。

这多神奇啊！就好像我们可以随意地控制游乐场的入口和出口，想让哪些孩子进去玩，就让哪些进去。

你说这变压吸附法是不是很有意思？它在好多地方都大显身手呢！比如在工业上，能帮我们分离出高纯度的气体，这可太重要啦！没有它，好多产品可都生产不出来呢。

在我们的生活中，变压吸附法也在悄悄发挥作用呢。

也许你每天用的某个东西，就是靠它帮忙生产出来的哦。

总之啊，变压吸附法原理就像是一个充满奥秘和惊喜的世界。

它让我们能更高效地利用气体，创造出更多有用的东西。

是不是很厉害呀？所以啊，可别小瞧了这个看似普通的技术，它背后的魔力可大着呢！它就像是一个默默工作的小英雄，为我们的生活带来了很多便利和惊喜。

我们真应该好好感谢它呀！。

对变压吸附法制氮技术的探讨

气（见图２）。
哪
空压系统薯誊
用户自配
１～
氮气缓冲罐、精密过滤器、放空装置、调压装置、流量计等
同的特性，降低压力使碳分子筛解除对氧的吸附，这一过程称为再生。变压吸附法通常使用两塔并联，交替进行加压吸附和解压再生，从而获得连续的氮气流（见图１）。
使空气中的水汽凝结成水，通过分水过滤器分离并过滤后，由
５
排污阀排出，使压缩空气露点达到一１０℃ ，经精密过滤器过滤＞０．１Ｉ．ｔｍ的微粒及油水，过滤精度大于０．Ｏ１ｐ＿ｍ；再经活性
收稿日期：２０１３－０９ — ０９
上部位阀门流经氮气缓冲罐后，再经过精密过滤器过滤后输送到用气点。吸附器操作程序见表１。
１．３缓冲及放空系统
当产品氮气纯度达不到设定值时向空中排放，简称放空
１１－艺流程
原料空气经空压机压缩后进入后级空气储罐，大部分油、液态水、灰尘附着于容器壁后流到罐底并定期从排污阀排出，
一
炭吸附油微量的油雾，得到洁净的压缩空气通过管道进入氮氧
【关．ｔ词】制氮

浅谈变压吸附制氮技术及其应用

浅谈变压吸附制氮技术及其应用摘要：随着科学技术的发展，变压吸附技术逐步引入制氮过程，并发挥着越来越重要的作用。

本文重点阐述了变压吸附制氮技术要点和应用，并结合工作经验对其发展方向进行了分析，希望能为同行研究人士带来参考价值。

关键词：变压吸附；制氮技术；应用引言氮气在化工生产中的应用越来越普遍，如易燃易爆物料的惰性保护、特殊物料的防氧化、储罐及容器的冲氮排氧、化纤、精细化工、石油化工等过程，氮气浓度要求一般在98%以上。

工业上大规模制氮装置一般是利用传统的深冷法。

该法是把空气深冷液化，利用氧和氮的沸点不同，进行精馏分离提取，特点是制氮量大，氮气纯度高，但工艺流程较复杂，设备制造、安装、调试等要求高，投资多，设备占地面积大，适用于大规模集中制氮的场合。

一、变压吸附制氮技术的原理变压吸附技术，简称PSA。

变压吸附制氮技术的原理，简单来说，就是利用吸附剂于不同压力的吸附容量不同而实现不同气体的吸附，从而实现氮、氧分离。

也就是说利用吸附剂对于气体分子的物理吸附作用，通过调节压力大小从而实现对物系的有效分离。

当气体分子经过固体表面时，因固体表面分子作用，气体分子会聚集于固体表面，致使固体表面气体分子浓度加大，此为吸附过程；若将压力减小，固体表面气体分子就会得到释放，重新返回气体当中，此时吸附剂就得到重生，可实现持续吸附作用。

二、变压吸附制氮技术的类型变压吸附制氮技术的分型主要以吸附剂为标准，主要有碳分子筛制氮技术和沸石分子筛制氮技术。

碳分子筛，简称CMS，是一种非极性速度分离性吸附材料，其生产原料为煤，并利用纸张进行粘结，通过一定加工而形成活性炭。

活性炭表面拥有大量微孔晶体，可作为一种半永久吸附剂来使用。

在利用活性炭作为制氮过程的吸附剂时，因碳分子筛上的氧气其扩散速度相比于氮气来说要快得多，因此碳分子筛可吸收大量氧气，最终留下多数氮气通过碳分子筛自吸附塔流出，从而得到所需高浓度气体——氮气。

沸石，简称ZMS，是一种硅铝酸盐晶体，具普通晶体结构及特征。

变压吸附空分的吸附剂进展

变压吸附空分的吸附剂进展专论综述韩跃斌,王一平,边守军,郭翠梨,张金利(天津大学化工学院　300072)摘要:介绍了沸石分子筛和碳分子筛(CMS )的改性情况。

讨论了LiX 和LiAgX 沸石分子筛的吸附机理,对比了它们在工业应用中的优缺点;讨论了碳分子筛的制备条件对吸附性能的影响。

展望了空分吸附剂的进一步发展。

关键词:变压吸附(PSA );空分;吸附剂;沸石;碳分子筛中图分类号:TQ02811+5　文献标识码:A 文章编号:100129219(1999)05243206收稿日期:19982122150　前言目前,变压吸附(PSA )空气分离装置因为操作灵活方便、投资少、性能好,在中小规模空分领域已经确立了它的优势,并且正不断向大型化发展,其重要性日渐显著。

对它的研究已成为化工领域的一个热点。

吸附剂是PSA 空分技术的基础,吸附剂的性能直接影响最终分离效果,甚至影响工艺步骤的选择和PSA 的生命力。

当前对吸附剂的研究极为活跃,既有对原有吸附剂的改性,又有新型吸附剂的合成,本文主要讨论沸石分子筛和碳分子筛(CMS )的改性两方面的内容。

1　沸石分子筛吸附剂的研究111　LiX 沸石的研究沸石优先吸附N 2是因为与O 2相比,N 2有较大的四极矩,因而N 2与沸石骨架中的阳离子之间的作用力较强[1]。

以CaA 沸石为例,Monte Carol 模拟的结果表明,就阳离子与N 2四极矩之间的作用而言,Ca2+-N 2的势能是Ca 2+-O 2的4倍。

就此结论出发,Li +是半径最小的阳离子,与N 2更容易靠近,它与N 2的作用更强,LiX 沸石对N 2的吸附容量应该更大。

因此近几年来在沸石分子筛领域,对锂离子交换沸石研究较多,发现它具有优良的吸附性能。

Baklh 等人[2]发现,用LiX 沸石作吸附剂对氮气的吸附容量,比用NaX (13X )沸石的吸附容量高出50%。

Lagree 等人[3]用两塔流程真空解吸制氮,常温操作,原料空气预干燥后,用LiX 和NaX 作吸附剂进行实验,结果在纯度相同的情况下,产品氮的收率LiX 沸石比NaX 沸石高50%。

变压吸附工艺计算（论文资料）

变压吸附制氧项目----造气富氧气化工艺计算一、空气气化基本数据：1#造气装置合成氨日产量1050吨，小时产量43.75吨；吨氨半水煤气按3250Nm3计，半水煤气流量=142187.5 Nm3/h，造气系统总空气流量=1.05×142187.5=149297 Nm3/h=2488.3 Nm3/min（相当于D600风机4.9台，按85%打气量计算）。

二、富氧气化基本数据：总氧（折100%纯氧）流量=149297×21%=31352 Nm3/h。

变压吸附富氧空气流量8813Nm3/h,氧气浓度80%，折纯氧流量7050Nm3/h,改造后造气鼓风机提供的纯氧流量为31352-7050=24302Nm3/h，鼓风机流量,24302/21%=115726(115723)Nm3/h=1928Nm3/min（相当于D600风机3.78台，按85%打气量计算）。

三、变压吸附投运后富氧浓度：改造前空气中氧气浓度为21%，改造后混合氧气浓度为（7050+24302）÷（7050+115726）=25.53%。

回收补氮：--------吹风空气流量-------吹风空气中氧浓度制气补氮：-------制气空气流量-------制气空气中氧浓度计划上加氮中富氧气体氧浓度控制在35%，有3500 m3富氧气体（80%）通入上加氮，3500 m3富氧气体（80%）送入吹风。

则：上加氮所需21%空气量=（8813×80%）-8813/2×35%/（35%-21%）=14160Nm3/h吹风中所需21%空气量=115726-14160=101565 Nm3/h吹风中富氧气体氧浓度=（101565×21%+3525）/（101565+8813/2）=23.65%。

四、煤炭节约预估（1）、吹风气流量（改造前后）减少量、热值、折合煤炭量（2）、炉渣残碳变化量：------折合煤炭量（3）、吹风带出物变化量：-----折合煤炭量富氧制气后减少的吹风气量：=（（149297 Nm3/h－115726Nm3/h）×78%+8813×20%）/73.8%=35830 Nm3/h吹风气：焓值：吹风气中O2：0.8%，H2:2.9%，CO:5.45%，CO2:16.0%，CH4:0.8%,N2:74.05%。

变压吸附专著

变压吸附专著变压吸附是一种常用的分离纯化技术，广泛应用于化工、环保、制药等领域。

它利用物质在不同压力下的吸附性质差异，通过调节压力来实现混合物的分离。

本文将介绍变压吸附的原理、应用以及未来的发展方向。

变压吸附的原理基于的是分子在吸附剂表面的相互作用力。

吸附剂通常是一种多孔材料，如活性炭、分子筛等，具有较大的比表面积和一定的孔径分布。

当混合物进入吸附塔时，吸附剂表面的空间将被混合物中的组分占据。

不同组分在吸附剂表面的吸附程度不同，因此可以通过调节压力来控制不同组分的吸附和解吸过程。

变压吸附的应用广泛，其中最为重要的应用之一就是气体分离。

例如，用于天然气的甲烷/乙烷分离、空分装置中的氧/氮分离等。

此外，变压吸附还可用于固体吸附、液体吸附、气体净化等领域。

例如，可利用吸附剂对污染物进行吸附，实现废水的处理和大气污染物的去除。

随着科学技术的不断发展，变压吸附技术也在不断研究和改进。

一方面，研究人员致力于提高吸附剂的性能，使其具有更大的比表面积、更均匀的孔径分布和更好的稳定性。

另一方面，人们还在探索新的吸附剂材料，例如金属有机骨架材料（MOF）和氢氧化金属等。

此外，变压吸附技术还与其他技术相结合，形成了新的分离纯化方法。

例如，与膜分离、渗透汽化等技术相结合，可以实现高效的分离和回收。

与传统的蒸馏方法相比，变压吸附技术具有能耗低、操作简单、适用范围广等优点。

总之，变压吸附作为一种重要的分离纯化技术，已经在各个领域得到了广泛应用。

随着科学技术的不断发展，它将在未来扮演更为重要的角色。

我们有理由相信，在不久的将来，变压吸附技术将成为一种全新的分离纯化方法，并在能源、环境等领域发挥更大的作用。

医药化工的变压吸附(PSA)制氮技术探讨

医药化工的变压吸附（PSA）制氮技术探讨Discussion on the Pressure Swing Absorption （PSA）Nitrogen Production Technology in Pharmaceutical Chemical IndustrySHANG Cheng-xi（Chengde Nursing Vocational College，Hebei Chengde 0*****，China）Abstract：In chemical production，nitrogen is inert gas，relatively stable chemical properties; it is not easy to react with other substances，thus widely used as shielding gas，gas seal and etc. In pharmaceutical production，the use of nitrogen is more. At present the nitrogen production technologies mainly include pressure swing adsorption （PSA）method，low temperature method and membrane separation. Application of PSA is the widest. In this article，the pressure swing absorption （PSA）nitrogen production technology in pharmaceutical chemical industry was introduced.Key words：Medicine and chemical industry; PSA nitrogen production technology; Nitrogen production近几年我国的化工事业快速的发展，氮气作为化工行业较为受欢迎的一种气体，被广泛的应用在冶金、制药、电子等生产中。