变压吸附脱碳应用总结
210000m3/h变换气变压吸附脱碳装置运行总结
P S A . 预脱碳 装 置的 主要设计 工 艺参数 : 处 理变 换气 能力 变换气 压 力 2 1 0 0 0 0 i n / h ; 1 . 7~ 2 . 1 MP a ;
成 ,每塔 在 每 一 个 循 环 周 期 内都 经 历 吸 附 、1 0 级 压力 均升 降 、顺 放 、逆放 、抽 真 空 、预 升 压 、 最终 升 压 ,共 2 6个 步 骤 。 二 段 吸 附 采 用 2 0 — 5 . 1 1 / V时序 ,与 一 段 类 似 ,只是 压 力 均 升 降 采 用 1 1级 ,抽 真 空 由 4 台真 空 泵 完 成 ,每 塔 在 每 一
半成 品气 C O , 含 量 ≤1 6 . 0 %;
回收率 C O 回收率
>9 I 9 . 5 %; 19 > 7 . 0 %;
N , 回收率 I >9 8 . O %;
时进料吸 附,其 余 1 4台吸附塔 分别进行 均压 、
产品气 C O 纯度
[ 收稿 日期]2 0 1 2 - l l - 0 1 [ 作者简介]卢锦永( 1 9 8 4 一) , 女, 广西柳州人 , 助理工程师 柳州化工股份有限公司净化分厂工艺员。
我公 司 老合成 氨 厂净化 系统 原变 压 吸附脱 碳
顺 放 或逆放 、抽 真空 解 吸 。
装置 ( 简称 P S A脱 碳 装 置 ) 的作 用 是 脱 除 变 换 气中的 C O : ,送 出合格 的净 化气 作 为氨 合成 的原 料 气 ,同时 获 得 产 品 气 C O 供 尿 素 、联 碱 等 工 序使 用 。P S A 脱 碳 装 置 采 用 二 段 法 进 行 串 级 脱 碳 ,处 理气 量为 1 5 0 0 0 0 m / h 。随着 合成 氨产 能 的不 断 扩 大 ,该 装 置 已 不 能 满 足 生 产 的要 求 。 2 0 0 9年底 ,为 了配 合 4 0 0 k t / a合 成 氨 技 改 项 目 的进行 ,公 司 决 定 在 P S A脱 碳 装 置 之 前 增 加 1 套 处理 气量 为 2 1 0 0 0 0 I I 1 / h的 P S A 脱 碳 装 置 ( 简称 P S A . 预脱 碳装 置 ) ,与 P S A脱 碳 装置 串联 运 行 。P S A 一 预 脱碳 装 置 于 2 0 1 1 年 6月 底 投 入生
变压吸附脱碳优化改造总结
0 前言
河南 心连 心化 肥有 限公 司为 国家百 万 吨化 肥生 产基 地 , 拥有 1 2 5万 t 尿素、 6 0万 t 复合 肥和 3 0万 t 甲醇 的年 生产 能 力 。 随着 时 间 的 推移 , 心 连 心 公 司
成 本领先 优势 已从 2 0 0 7年 的 2 5 %锐减 至 2 0 1 1 年 的
一
入, 为 了不影 响第 1 小 步程 控 阀关 闭 , 新增程 控 阀
延迟 3 S 后开 启 。其它 部位 功能 不变 。
二气 放入 小气 柜去 吹风 气 回收 ; 改 造 后变 压 吸 附 二
段逆放初期将逆放一初期压力稍高气体部分 回收至
3 改造后运行情况
变压吸附气体分离技术是依靠压力的变化来实 现吸附与再生的 , 因此要回收气体多 , 气体损失小需
工艺流程进行改造后 , 运行效果 良好 , 产品气纯
作者 简介: 宋仁委 ( 1 9 8 6 一 ), 男, 助理工程师 , 从事化工生产和研究工作 , 电话 : ( 0 3 7 3 ) 7 0 8 2 8 3 2 。
第 1期( 上)
宋仁委等 : 变压吸 附脱碳优 化改造总结
图 1 改 造 前 流 程 示 意 图
去后工段
图 2 改造后流程示意 图
表 1 改 造 前 后 对 比
度 以及 气体 回收 率都得 到提 高 。 另 外 改造 投 用 后保 证 了变压 吸附 二段 , 有效 气 体 能够得 到进 一 步 的回收 , 提高 了气体 利 用效率 ; 增 加 了变 压吸 附二 段 吸 附剂 再 生 渠道 , 保 证 了变 压 吸
2 操作工艺调整
变 压 吸 附脱 碳 自动 化程 度 较 高 , 对 现场 管 道进 行改造 后 , 在微 机 操 作 时 序上 也 应 做 相应 调 整 。变 压吸 附脱 碳分 为单 双 两 个 系列 , 以 下为 不 同序 列运
变压吸附脱碳应用的总结
个步骤 , 即吸附、 一均降、 二均降 、 三均降、 逆放、 抽
真空 、 均升 、 三 隔离 、 均 升 、 离 、 均 升 、 冲 , 二 隔 一 终
故障, 能 l 只 台真空 泵 运行 , 连接 全开 , 将 把程 序 8 —3— / V、 3双 6—3 / v的运 行 方 式 手 动切 —3双 换 为 8—3 3 单 v 6 —3单 v方 式运 行 , —/ 、 —3 / 切换
D 20Z P 一 .A 9台 N 0 S J 4 0
v、 )6—3 / ( —3— / V 6—3 / V) —3 V 6 3双 、 —3 单 2种
产品气 缓 冲 罐 : 1台 0 0 22O×9 35 V=3 6 、 0
m , 式椭 圆形封头 ; ]立
方 式 。8 —3V方 式 就是 8台吸 附 塔 运 行 时 , —3 / 总有 3台吸 附处 于 吸附状 态 , 其余 5台 吸 附塔 处 于再生 的不 同阶段 , 台吸 附塔 都 经历 相 同的 1 每 2
2 变 压 吸 附脱 碳生产 工艺 该装 置 采用 8台吸附塔 并联 生产 。分 成对 称 的 2列 , 2台解吸 气缓 冲罐 、 由 2台水 环 式真 空 泵 分 为 2 抽真 空 。其流 程如下 : 有 一定压力 ( 组 具 即 12M a和温度 的变 换气 经冷却器 后进 入气水 分 . P ) 离 器 , 离游离 油水 后 的原料 气 经 流量 计 计量 后 分
解 吸气缓 冲罐 : 2台 0 0 100×310 V=19 5 、 .
200000m3/h(标态)变压吸附脱碳装置运行总结
压吸附升压用 , 顺放二 ,逆向放压一 ( 1 气进入 D)
混 合器 缓 冲罐 预升 压 用 , 剩余 的 C 通 过抽 真 空 O 步 骤进 一 步解 吸 , 为 解 吸气放 空 。 作
变压 吸 附装置 主要 设备 参 数见表 2 。
8
、 氮肥
第4 0卷
第 9期
21 0 2年 9月
表 2 变压吸 附装置主要设备参数
设备名称
吸附器( 段 ) 一 吸附器( 段 ) 二 气 液 分 离 器 半 产 品 气 罐 逆 放 气 罐 C 2气 罐 A O
均 衡升 ( 1 和最终 升压 ( R) 所 有 的压力 均 衡 E R) F ,
2 工 艺 流 程 及 主 要 设 备
原料气 ( 变换 气 ) 压 力 2 6 2 7 a 在 .0~ .0MP 、 温 度 ≤4 0℃ 下 进 入 系 统 , 水 分 离 器 除 去 游 离 经 水 后 送 人 一 段 变 压 吸 附 , 流 量 计 计 量 后 进 人 经
约 为 2 6 P 表 压 ) 温 度 为 3 —4 ℃ , . 0 M a( , 5 0
( O ) .0 。 C 2 ≤O 2 %
(P 、 1 P ) 第 级压力均衡 降( 1 ) 第 2级压力均 ED 、 衡降( 2 )第 3 E D 、 级压力均衡均降气组分设计参数 ( 体积分数 ) %
在 二段 变 压 吸 附 中 , 运 行 的任 何 时 刻 总 有 在 4台吸 附器 处 于 吸 附 步 骤 , 由入 口端通 入 半 成 品 气 , 出 口端获 得 ( O ) .% 的净 化 气 。每 在 C : ≤11
( 1 、 终 充 ( r 和 最 终 升 压 ( R) 吸 附 器 E 预 R) F) F 。
变压吸附法脱除二氧化碳的研究
变压吸附法脱除二氧化碳的研究二氧化碳(CO2)是全球变暖的主要原因之一,为了达到减少温室气体排放,降低全球变暖的目标,需要积极推行温室气体污染减排技术,其中包括变压吸附法脱除二氧化碳。
本文重点讨论以变压吸附法脱除二氧化碳的研究进展及其原理、优点、应用及未来发展,旨在为更好地减少温室气体污染提供新的思路和方法。
一、变压吸附法脱除二氧化碳的研究进展1、催化剂为了变压吸附法脱除二氧化碳,科学家们已经研发出了各种催化剂,其中包括金属非金属催化剂(如金属氧化物催化剂),有机非金属催化剂,及金属纳米颗粒催化剂等。
它们比其他类型催化剂可以有效地脱除二氧化碳,并有效地抑制合成气体的产生。
2、变压吸附脱除器变压吸附脱除是一种可以有效降低温室气体排放的技术。
它主要分两步:第一步,压力调节器将带有大量二氧化碳的空气压缩到压力约为3MPa;第二步,通过变压吸附脱除器,利用合适的催化剂将压缩气体中的二氧化碳吸附,并将温室气体安全地脱除。
3、模拟研究为了更好地了解变压吸附法脱除二氧化碳的性能,科学家们对它进行了模拟研究,他们首先利用模拟软件计算温室气体吸附速率、脱除效率,以及变压吸附法脱除温室气体的能耗等,并根据计算结果选择合适的催化剂,并进行了实验验证。
二、变压吸附法脱除二氧化碳的原理变压吸附法脱除二氧化碳的原理是利用低温、低压和合适的催化剂,将二氧化碳从一种混合物中分离出来,并吸附到催化剂表面。
变压吸附法主要分为两步:第一步是充满了二氧化碳混合物的空气通过压力调节器被压缩到压力约为3MPa,第二步是将压缩气体通过变压吸附脱除器,将压缩气体中的二氧化碳吸附到催化剂表面,并且温室气体被安全地脱除。
三、变压吸附法脱除二氧化碳的优点变压吸附法脱除二氧化碳具有以下优点:1、高效:变压吸附法是一种高效的脱除二氧化碳的方法,可以有效地降低温室气体排放。
2、低成本:变压吸附法不需要复杂的设备,并且需要耗费较少能源,可以节约大量的能源和成本。
变压吸附法脱除变换气中CO2技术总结
江苏恒 盛化 肥有 限公 司在新 建 的 10k a合 8 t / 成氨 、0 ta 素装 置 中 , 用变 压 吸 附法 脱 除 30k 尿 / 采
变换 气 中的 C O 。该 工艺采 用成 都天 立 公 司两段
附装 置主要 设备 见表 2 。
2 工 艺流 程
变 压吸 附是利 用 吸附剂对 吸附质在 不 同分 压
p o e s CO2r mo a ,i g a s r t n pr c s ae td frtt l r c s e v l he a o to ft e t -tg r s u e s n d o i o e sp t n e oa p o o
离 气体 混合 物 的 目的 。
变压 吸 附法脱 碳 就 是 根据 上 述 原 理 , 用所 利 选 择 的吸附剂 在 一定 的 吸附 操作 压 力 下 , 择性 选 吸 附变换 气 中 的气 态 水 、 机 硫 、 机 硫 及 C , 有 无 O。 变 换气先 进 入 提 纯段 处 于 吸 附 状 态 的 吸 附床 吸
s iga srt n P A)i tos gsadtef w set sd a dp it f t ni r pee t w n dopi ( S o n w t e n o he ue , n o s o a e t nae rsne i a hl n r t o dn
法变 压 吸 附 全 回 收 专 利 技 术 , 置 由 提 纯 段 装 ( S — O - 和 净 化 段 ( S . O 一 组 成 。在 P A C I) P A C Ⅱ) 提 纯段 , 可从 吸 附相 获得 C , 积 分 数 I9 . % O 体 > 85 的产 品气 ; 在净 化 段 , 从 非 吸 附 相 获 得 C 体 可 O
变压吸附脱碳工艺的应用
定地送出系统。
变压吸附系统的解吸气来自吸附器的抽真
空阶段, 逆放结束后, 进入抽真空阶段, 真空泵抽
出的解吸气经放空管直接放空。
3.3 主要设备
吸附塔
8台, Φ2 400×7 150, V=23.1m3;
气水分离器 1台, Φ1 000×6 850;
均压罐
3台, Φ1 600×7 150;
水环式真空 泵3台, 2BEC- 42, 132m3/min ( 标
程, 真空泵也可减开1台; 反之, 加负荷时, 则可恢
复为“三塔”流程, 开2台真空泵。
另外, 吸附时间的长短也可以根据生产负荷
的大小灵活调节。高负荷时, 为了降低有效气体
损失率及保证产品气纯度, 吸附时间相应缩短;
反之, 轻负荷时, 则相应延长吸附时间。实际操作
中, 本装置吸附时间根据生产负荷情况控制在适
当的范围内。
该 装 置 由 于 均 压 次 数 多 , 又 有“ 顺 放 ”程 序 ,
因 此 有 效 气 体 损 失 率 低 ,“ 顺 放 ”结 束 时 系 统 压 力
约为2kPa, 如此低的压力为抽真空创造了良好的
条件, 真空度较高, 约- 70kPa, 保证了吸附剂的彻
底解吸。
正常运行后, 对气体组分进行分析检验, 如
指标名称 原料气
吸附剂( 按 10 年计) 循环冷却水 电( 380/220V) 仪表空气
解吸气 + 抽空气 系统压降
单位 Nm3/h kg/h
t/h kW·h Nm3/h Nm3/h MPa
消耗量 12 00
1.6 22.8 182.4 56.7 3 750 0.02 ̄0.04
"""""""""#
低压甲醇系统变压吸附脱碳改造小结
副产的蒸汽供造气使用 ,实现 了造气蒸 汽的 自 给 ,减少 了污染 物排 放量 。
( )蒸汽产量大幅提高 ,燃烧炉 内压力下 2
节电 37k ・ , 6 W h 按年生产 720h 0 计算 ,则年
节 电 26 00 0k ・ 。 4 0 W h
内压力降为 1 15k a — . P 。 ( )节能效果突 出,经 济效益显著 。通过 3
计算 ,改造 前 吨醇消耗 燃 料煤 05 ,改 造后 吨 .0t
醇消耗燃 料煤 02 ,吨醇燃料煤 消耗 降低 了 .2t 02 数 据 来 自 2 0 . 8t( 07年 统 计 报 表 ) ,按 年 产 10k 甲醇计算 ,则年节约燃料煤 2 t 0 t 8k。造气
变脱 来变 换气
图 2 改造后 装置 工 艺流程
每台吸附塔在一次循环 中都必须经历吸附、
压力均衡 降 1 、压 力均衡 降 2 、压力均衡 降 3 、
压力均衡 降 4 、压力 均衡 降 5 、压 力均衡 降 6 、 压力均衡 降 7 、压力 均衡 降 8 、压 力均衡 降 9 、 压力均衡降 1 、回收 ( 0 同时置换 ) 、抽真空、压 力均 衡升 l 、压 力均 衡 升 9 0 、压 力均 衡 升 8 、压 力均 衡升 7 、压 力 均 衡 升 6 、压 力 均 衡 升 5 、压
第 1期
王ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
翔 :低 压 甲醇 系统 变压吸 附脱碳 改 造 小结
・7・ 3
1 3 生产 中存在 的问题及 原 因分 析 .
13 1 生产 中存在的问题 .. ( )净化气 中 C : 量不好 控制 ,达不 到 1 O含 设 计 要 求 的 ≤33 ,最 好 时 也 只 能 控 制 在 .%
无动力变压吸附脱碳装置运行小结
第 3期
王
翔 :无动 力 变压 吸 附脱碳装 置 运行 小结
・ 9・ 2
用 5塔吸附 4次均压吹扫工艺。在提纯段 ,每台 吸附塔在 1 次循环 中依次经历吸附、2 0次均降、 顺放 、逆放 、吹扫、2 0次均升、终升等 4 6个步
骤 ;在净 化段 ,每 台 吸附塔 在 1次循 环 中依次 经
提 纯 系统 共 2 8台 吸附 塔 ,采 用 5塔 吸附 2 0 次 均 压 吹扫 工艺 ;净 化 系 统 共 1 3台吸 附 塔 ,采
【 收稿 日 ]2 1 -1 8 期 00 1- 0
[ 作者简 介】王 艺副主任。 翔 (9 3 ), , 17 一 男 江苏新沂 人 , 净化 车间工
尿素 C 的压力。规格为 ( 380 630X O气 , 4 0 ×1 0
1)m 6 m,V= 0 '。 2 0F / I
4 2 净化段 .
( ) 吸附塔 1 完 成 吸附操 作 的主 要 设 备 ,共 1 3台。规 格 为 ( 320× 0 ) m , 4 0 680X 4 2 m,V=7. 18m ,设
1 选择 无 动力 变压 吸 附的理 由
工艺分离变换气 ,获得供 尿素工段使 用 的合格 C: O 及合成氨使用的氨合成原料气 。装置设计参
数如 下 : 变换 气 组 成 ( 积 分 数 ) 体
A . 8 ,H 0饱 和 r 1% 0 2
H 5.2 ,N : 2 1%
l . 8 , CO22 . 6% , CO . 7 , CH4 1 0 52% 74 38% . 9% ,
变压吸附的基本原理是利用吸附剂对吸附质
在 不 同分压 下 有不 同 的吸 附容量 ,并 在 一定压 力
变压吸附脱碳装置运行总结
7
变压 吸 附脱 碳 装 置 运行 总结
马蓉 英 王厚 健 (河北 东光化 工有 限公 司 061600)
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
0 前言
河北 东 光 化 工 有 限 公 司 “18 ·30工 程 ”于 2009年 7月 23 13生 产 出合 格 尿 素 产 品 ,开 车 一 次成 功 。 装 置 生 产 能 力 为 年 产 180 kt合 成 氨 、 300 kt尿 素 ,脱 碳 系统 采 用抽 真 空 变 压 吸 附 (简 称 VPSA)技 术 ,设计 处 理能 力为 160 000 m /h,总 投 资 4 800万 元 。 目前 运 行 已近 1年 半 的时 间 ,运 行情 况 良好 ,各项 指 标基 本达 到 了设计 要求 。
1 选 择 思 路
2006年 ,河 北 东 光 化 工 有 限 公 司 在 合 成 氨 、 尿 素装置 扩 大产 能 时 ,原来 配套 的湿 法 碳 酸 丙 烯 酯脱 碳装 置设 计 能 力 为 80 kt/a,已不 能 满 足 生 产 的需 要 ,需 增 设 新 装 置 提 高 生 产 能力 。变 压 吸 附 脱 碳 作为 新 型工 艺技 术 ,因操 作简 单 、维 修 率低及 运行 成本 低 等优 势 ,得到 了许 多企 业 的青 睐 ,变 压 吸 附设计 有抽 真 空流 程 和吹扫 流程 。这 2种 工 艺 都有 应用 企业 ,尤 其是 吹 扫流 程 ,山东省 的大部分 企业 都采 用此 流程 。经过 多方 考察 、论 证 ,发 现抽 真空 流程 的气 体 损 失 少 于 吹 扫 流程 ,最 后 确 定采 用抽 真空 流 程 ,处 理 气 量 为 40 000 m /h 总 投 资 约 1 200万元 。2007年 开始 新 建 “l8·30工 程 ” 时 ,从 环保 节 能角 度 出 发 ,脱 碳 系 统 仍 选 用 VPSA 技 术 。该 装 置 由 2套 真 空变 压 吸 附 单元 ,即提 纯 段 (VPSA I)和净 化 段 (VPSAⅡ)组 成 。VPSA I 采 用 1849流程 ,由 18台吸 附塔 ,采用 4塔 吸 附 、 9次 均压 、3塔 抽 真 空 工 艺 组 成 ;VPSA II采 用 18— 4—10流 程 ,由 l8台 吸 附塔 ,采 用 4塔 吸 附 、1O次 均压 、3塔 抽 真 空工艺 组 成 。
变压吸附原理及应用
变压吸附原理及应用变压吸附(Pressure Swing Adsorption, PSA)是一种广泛应用于气体分离和纯化过程中的技术。
它基于气体分子在固体吸附剂表面的吸附和解吸特性,通过改变操作压力来实现对不同成分的气体分离。
1.吸附:气体混合物从底部通入吸附器中,与固体吸附剂表面发生物理或化学吸附。
不同成分的气体因为与吸附剂表面的相互作用力不同,吸附量也不同。
2.压力升降:在吸附阶段结束后,通过减小吸附器内的压力,或者提高吸附剂旁边压力,使固体吸附剂解吸已吸附的气体。
3.解吸:通过调整操作压力,使吸附剂中的气体解吸,并从顶部排出。
4.冲洗:在解吸阶段结束后,通过用较高压力的逆流气体冲洗吸附剂,去除残留的吸附物。
5.循环:经过冲洗的吸附剂可再次用于下一周期。
变压吸附的原理与质量平衡、动力学平衡、传质平衡等理论相结合,通过选择合适的吸附剂、适当的操作压力和温度,可以实现对多种气体的高效分离和纯化。
以下是几种常见的变压吸附应用:1.气体纯化:变压吸附常用于天然气处理、空分设备、气体瓶装等过程中,用于去除杂质气体,提高纯度。
例如,通过选择合适的吸附剂,可以从天然气中去除二氧化碳、水分等不希望的成分,提高天然气的质量。
2.氧氮分离:变压吸附广泛用于氧氮分离过程中,如从空气中制备高纯度氧气。
通过选择具有选择性吸附特性的吸附剂,可以实现对氧气和氮气的分离。
3.氢气纯化:变压吸附可以用于氢气纯化过程中,如从合成气中去除杂质气体。
通过选择具有较高吸附选择性的吸附剂,可以实现对碳氧化物、二氧化碳等杂质气体的去除,提高氢气纯度。
4.气体储存:变压吸附也可以用于气体储存和储运过程中,如储存高纯度氢气、罐装工业气体等。
通过控制适当的操作压力和许用压力,可以实现对气体的稳定储存和快速释放。
5.有机溶剂回收:变压吸附可以用于有机溶剂回收过程中,如从废气中回收溶剂,减少环境污染和资源浪费。
通过选择适当的吸附剂和优化操作条件,可以高效回收溶剂,提高工业生产的可持续性。
变压吸附实验实验心得怎么写
变压吸附实验实验心得怎么写
变压吸附技术是近3多年来发展起来的一项新型气体分离与净
化技术。
变压吸附气体分离装置中的吸附主要为物理吸附。
通过这次实验,我了解了任何一种吸附对于同一被吸附气体(吸附质)来说,在吸附平衡情况下,温度越低,压力越高,吸附量越大。
反之,温度越高,压力越低,则吸附量越小。
因此,气体的吸附分离方法,通常采用变温吸附或变压吸附两种循环过程。
如果压力不变,在常温或低温的情况下吸附,用高温解吸的方法,称为变温吸附(简称TSA)。
显然,变温吸附是通过改变温度来进行吸附和解吸的。
变温吸附操作是在低温(常温)吸附等温线和高温吸附等温线之间的垂线进行,由于吸附剂的比热容较大,热导率(导热系数)较小,升温和降温都需要较长的时间,操作上比较麻烦,因此变温吸附主要用于含吸附质较少的气体净化方面。
如果温度不变,在加压的情况下吸附,用减压(抽真空)或常压解吸的方法,称为变压吸附。
变压吸附操作由于吸附剂的热导率较小,吸附热和解吸热所引起的吸附剂床层温度变化不大,故可将其看成等温过程,它的工况近似地沿着常温吸附等温线进行,在较高压力下吸附,在较低压力下解吸。
变压吸附既然沿着吸附等温线进行,从静态吸附平衡来看,吸附等温线的斜率对它的是影响很大的。
变压吸附脱碳装置运行总结
变压吸附脱碳装置运行总结刘文军(广西柳州化工股份有限公司 545002)0 前言广西柳州化工股份有限公司老合成氨系统共有两套脱碳装置,1套使用碳酸丙烯酯(PC)物理吸收工艺,1套使用MDE A化学吸收工艺。
随着国家节能减排政策以及市场的发展,公司决定采用变压吸附脱碳技术(简称PS A)对原有两套脱碳装置进行改造。
1 P AS脱碳装置工艺流程P AS脱碳工艺流程见图1。
该装置设计处理能力为150000m3/h(标态)变换气脱除CO2,操作压力按2.5MPa设计。
该装置采用两段变压吸附法提纯净化气并回收变换气中的CO2,分别由PS A2Ⅰ及PS A2Ⅱ组成(简称Ⅰ段吸附及Ⅱ段吸附)。
Ⅰ段吸附采用2025210/V时序,即20台吸附塔,10级均升降,任一时刻总有5台吸附塔处于吸附步骤,抽真空(V)由8台真空泵完成。
每台塔在每一个循环周期内都经历吸附、10级均升降、顺放、逆放、抽真空、预升压、最终升压,共有26个步骤。
Ⅱ段吸附采用2025211/V时序,与Ⅰ段类似,只是均升降采用11级,抽真空由4台真空泵完成。
每台塔在每一个循环周期内都经历吸附、11级均升降、逆放、抽真空、最终升压,共26个步骤。
整个工艺程序各步骤运行共由484台程控阀执行,在DCS 控制下按时序要求完成。
图1 P AS脱碳工艺流程2 装置设计和建设中的问题2.1 工艺设计中有效气收率PS A作为一种物理吸附工艺,存在一个有效气的损耗,这是该工艺的一个瓶颈问题。
设计有效气收率(体积分数)H2≥99.5%,CO≥96.0%和N2≥98.0%,采用10级均压降等技术来确保达到该收率。
而在实际生产运行中有效气的收率受装置能力、生产负荷、气体组分、操作压力、气温高低、净化气CO2纯度、设备容器空间、吸附剂装填量、吸附剂再生、工作循环时间、程控阀运行状况等多种因素的影响,并非采用了10级均压降就一定能达到H2有效气收率≥99.5%(体积分数)。
2.2 装置压力等级及设备的选配该装置按操作压力2.5MPa进行工艺设计,设计院提供的图纸设备压力等级按P N4.0MPa 选型,因此在设备选型匹配上存在不少问题。
变压吸附脱碳装置运行总结
2 变 压 吸 附脱 碳 工 艺流 程
该 套变 压吸 附脱碳 装置 于 20 0 8年 3月 动工 ,
20 0 9年 7月 投 运 , 投 资约 27 0万元 。采用 两 总 0 段 吸 附 法 , S 12 序 采 用 1 ——1 一2 / P A P A. 1 1 221 D 1 R V S
08 .
72 .
18 .
04 .
2
小氮肥
第3 9卷
第 2期
21 0 1年 2
造 气 炉 电磁 换 向 阀 的密 闭测 试 小 结
孟 薇
( 东临沂 久泰 能 源科技 有 限公 司 26 1 ) 山 70 7
维护 , 一般都 能 很 可靠 地 工 作 。 电磁 换 向阀线 圈 在 电源切 断后 , 阀芯应该 到达 其确定 的位置 , 并应 该密 闭情况 良好 。如果 到位后 阀芯 与 阀体 配合 间
真 卒泵
产 品CO!
图 1 变 压 吸 附 脱 碳 装 置 工 艺 流 程
3 变压 吸 附脱 碳 装 置 主 要 设 备
变 压 吸附脱 碳装 置 主要设 备参数 见 表 1 。
表 1 变 压 吸 附脱 碳 装 置 主 要 设 备 参 数
1 原 MD A脱 碳 装 置 存 在 的 问题 E
小 氮肥
第3 9卷
第 2期
21 0 1年 2月
变 压 吸 附 脱 碳 装 置 运 行 总 结
原 中秋 潘伟峰
( 山西 阳煤 丰喜 集 团股份 有 限公 司临猗 分公 司 0 4 0 ) 4 1 0
程见 图 1 。
_次 顺 放 气 Ⅲ 1 原料气 净 化 气
0 前 言
变压吸附法脱除二氧化碳的研究
变压吸附法脱除二氧化碳的研究随着科技的发展,二氧化碳排放量不断增加,已成为当今时代极其突出的环境问题之一。
其中,石油和煤炭燃烧活动每年释放数以十亿吨计的二氧化碳,而汽车尾气排放等活动也释放了大量二氧化碳。
因此,脱除二氧化碳对减少温室气体排放量和改善环境空气质量至关重要。
以变压吸附法脱除二氧化碳是解决二氧化碳排放问题的一种有效方法,因此,研究变压吸附法脱除二氧化碳的技术及其应用具有重要的意义。
变压吸附法是一种通过利用吸附剂对气体进行分离的方法,其主要包括吸附和脱除两个过程。
在吸附过程中,气体首先进入吸附器,在其中经过吸附剂的吸附作用和温度的影响,二氧化碳被吸附在吸附剂的表面上。
在脱除过程中,当变压吸附器的压力降低时,从吸附剂中吸附的二氧化碳被释放出来,从而实现对二氧化碳的脱除。
变压吸附法脱除二氧化碳有许多优点,其中最重要的是效率高。
变压吸附器的技术先进,具有良好的温度控制和压力可控性,使其能够有效地脱除二氧化碳。
另外,变压吸附法也具有良好的经济性,通常情况下,较低的操作成本可以实现更高的二氧化碳脱除效果。
目前,变压吸附法已被广泛应用于工业气体的净化技术中,以脱除各种气态污染物,包括二氧化碳。
在燃料电池、机动汽车、制冷设备等领域中,变压吸附法也发挥着重要作用。
在未来,变压吸附法将在电力工业、能源发电、天然气净化、化工行业中发挥更大的作用,从而有效地减少二氧化碳的排放量。
从上述叙述中可以看出,变压吸附法是一种有效的脱除二氧化碳的方法,它具有效率高、经济性好等优点,可在工业气体净化、燃料电池、机动汽车、制冷设备等领域中发挥重要作用,因此,无论是从环境保护的角度还是从可持续发展的角度,都极其重要。
然而,变压吸附法脱除二氧化碳仍存在着一定的不足。
首先,吸附剂的成本较高,这限制了其在大规模作业中的使用;其次,由于变压吸附法的工艺复杂,设备操作和维护费用较大,因此可能影响其效率和经济性。
为了克服变压吸附法脱除二氧化碳中存在的不足,需要进行大量的研究和探索。
变压吸附实验报告结论
变压吸附实验报告结论引言变压吸附是一种常用的分离和纯净化技术,其原理是利用吸附剂表面的孔隙结构和化学性质来吸附和分离混合物中的组分。
在变压吸附实验中,我们通过改变吸附剂的压力和温度来研究吸附过程的影响因素,并得到了一些有价值的结论。
实验目的本实验的目的是通过变压吸附实验研究吸附剂对混合物中的组分的吸附能力,并分析吸附过程对压力和温度的依赖关系。
结论经过实验,我们得到了以下结论:1. 吸附剂的压力对吸附能力有重要影响实验结果表明,随着压力的增加,吸附剂对混合物中组分的吸附能力增强。
这是因为增加压力能够提高吸附剂表面的吸附位点密度,从而增加混合物中分子与吸附剂之间的相互作用。
因此,在实际应用中,通过增加压力可以增强吸附过程,提高纯化效果。
2. 温度对吸附过程具有复杂影响根据实验结果,我们发现温度对吸附过程具有复杂的影响。
在低温下,吸附剂的吸附能力较高,但随着温度的升高,吸附能力逐渐降低。
这是因为温度的升高会增加分子的动能,从而减弱分子与吸附剂之间的相互作用力。
但是,在一定温度范围内,适当的升温可以促进吸附剂的再生,提高吸附剂的稳定性和寿命。
3. 吸附过程的反应动力学与吸附剂性质有关实验结果还显示,吸附过程的反应动力学与吸附剂的物理和化学性质有关。
吸附剂的孔隙结构、表面活性和化学组成等特性影响着吸附剂对混合物中组分的选择性吸附和分离能力。
因此,在应用变压吸附技术时,需要选择合适的吸附剂,以实现高效、选择性的分离纯化。
4. 吸附剂的再生能力影响其循环使用性能实验中观察到,吸附剂在多次循环使用后,吸附能力会逐渐降低。
这是由于吸附剂表面的活性位点被吸附的组分占据,导致吸附剂的再生能力下降。
因此,为了保持吸附剂的长期稳定性和高效性,需要定期进行再生处理或更换吸附剂。
结束语通过变压吸附实验,我们得到了有关吸附剂吸附能力、温度影响、反应动力学和再生能力等方面的重要结论。
这些结论对于进一步理解和应用变压吸附技术具有重要意义,并为相关领域的研究和实践提供了有益的参考和指导。
变压吸附脱碳技术的应用
变压吸附脱碳技术的应用一、前言化肥厂是一九六六年投产的3000吨 /年规模的小合成氨厂,经过三十多年的发展与改造,现已达到年产4万吨合成氨的能力。
1995年我厂采用了由西南化工研究设计院(现四川天一科技股份有限公司)设计的5000Nm3/h变压吸附脱除变换气中CO2装置,以生产液氨和氨水为目的,并且分别于1998年和2000年对原5000Nm3/h脱碳装置进行改造。
现该装置已达到处理变换气气量9000Nm3/h的能力,目前该装置生产运行正常。
二、变压吸附脱碳原理与工艺过程2.1 变压吸附脱碳原理变压吸附的基本原理是利用吸附剂对吸附质在不同分压下有不同的吸附容量、吸附速度和吸附力,并在一定压力下对被分离的气体混合物的各组分有选择吸附的特性,加压时吸附原料气中的杂质组分,减压时脱附这些杂质而使吸附剂获得再生。
因此采用多个吸附器,循环地变动各吸附器压力就可达到连续分离气体混合物的目的。
合成氨变换气中主要含有饱和水、无机硫、有机硫、二氧化碳、一氧化碳、甲烷、氮气、氩气、氢气。
在一定温度和压力下,吸附剂对上述气体的吸附力和吸附容量依次减弱和减少,即合成氨变换气通过吸附剂时,在前的组分优先被吸附,即使吸附剂吸附了在后面的组分,在前的组分也能把它置换出来,不同种类的吸附剂对同一种气体组分的吸附力和吸附容量有很大差异。
本装置所装填的吸附剂有三种,它们是活性氧化铝、活性炭、硅胶,分别对合成氨变换气中的饱和水、无机硫、有机硫、二氧化碳等进行吸附,经脱碳后的净化气中CO2含量可在0.2%以下,氢气的回收率可大于95%。
2.2工艺流程及过程该装置采用四塔二均式变压吸附工艺,其主要设备由一台气水分离器、一台缓冲罐、一台真空罐、四台吸附器、五台真空泵(W-300)组成,由21套程控切换阀采用微机自动控制。
其流程叙述如下:具有一定压力(0.7MPa)和温度(常温)的变换气进入气水分离器,分离出游离水后的原料气经流量计FIQ101计量和流量调节阀调节后分布到各吸附器,脱除有害气体(CO2、H2S等)后的净化气进入缓冲罐,后经流量计FIQ102计量和调节压力阀输出界外,被吸附剂吸附的气体经过减压后分两部分排出,一部分由逆向放空时排出,另一部分经真空泵抽吸放空,同时吸附剂获得再生。
变压吸附在沼气脱碳中的应用
变压吸附在沼气脱碳中的应用发布时间:2021-11-16T02:50:06.644Z 来源:《中国科技人才》2021年第22期作者:王珊珊王丹[导读] 文章主要是采用到吸附法对沼气中CH4-CO2的混合物进行了分离分析,在四塔变压吸附装置上展开了实验,然后分别检测了变压吸附脱碳前后砌体中的CH4和CO2的具体体积含量。
青岛天人环境股份有限公司山东省青岛市 266000摘要:文章主要是采用到吸附法对沼气中CH4-CO2的混合物进行了分离分析,在四塔变压吸附装置上展开了实验,然后分别检测了变压吸附脱碳前后砌体中的CH4和CO2的具体体积含量。
关键字:变压吸附;沼气脱碳;活性炭1、前言沼气主要是应用在民用炊事、生活照明以及发电中,其的功能单一且效率较低,为此可以利用到提纯分离技术使得沼气成为高热值的甲烷,能够用来取代天然气,或者可以加压成为汽车燃料进行使用,是当前国内外沼气行业开发的新方向。
2、试验2.1、吸附剂PSA工艺的基本条件是优异的吸附性能吸附剂。
首先,它易于再生,并且有必要尽可能多地使得具有良好的吸附选择性的组件,这取决于活性炭:硅胶可以是良好的吸附选择性吸附在气体中,选择两个吸附剂。
填充方法是下层是硅胶,上层是第一层硅胶是活性炭。
2.2、四塔变压吸附脱碳试验流程沼气(饲料气)通过塔a从底部和0.4MPa压力的底部吸附CO 2。
不可可及时的CH从吸附塔的顶部取出,其中大部分是产品的输出,另一个部分用于其他吸附柱的最终压力。
吸附步骤在停止吸附前部和塔的出口端停止之前停止,使得吸附柱的吸附前端和出口关闭,并且保持未使用的吸附剂在完成吸附步骤的两端之间,塔a停止进入进料并且连接到塔架的出口端,塔c的出口端处于压力均衡过程中的最低压力。
在压力均衡之后,两列的压力是吸附压力的1/2。
此时,塔式的吸附前面向前移动,但它尚未到达塔的出口。
均衡气体的纯度与产品的纯度基本相同。
该步骤称为塔C的均衡和提升,其在吸附塔的死区中恢复大部分产品组件和能量。
变压吸附脱碳技术
变压吸附脱碳技术变压吸附脱碳技术在合成氨和尿素生产过程中,都需要除去大量的CO2组份,其脱碳过程均在变换工序后。
经变换后的变换气,CO2含量通常在18%~35%。
脱除变换气中CO2的方法很多,从大类来分,可分为湿法和干法,湿法可根据吸收机理的不同,分为化学吸收法、物理吸收法和物理-化学综合吸收法;干法即变压吸附(PSA)法。
变压吸附法脱除变换气中CO2是利用吸附剂对CO2的吸附力很强,而对H2、N2、C O等的吸附力相对较弱的特性,压力状态下(一般为0.7~1.5MPa)吸附CO2以及吸附力更强的H2O、硫化物等杂质,在真空状态下脱附这些杂质,使CO2与H2、N2等组分得以有效的分离,同时使吸附剂获得再生。
PSA干法脱碳技术在1991年开始进入工业应用,由于其显著的优越性,目前已得到越来越广泛的应用。
PSA干法脱碳技术主要有以下特点:(1)操作方便,流程简单,无设备腐蚀问题,能耗低,操作中不消耗蒸汽,装置运行费用低。
(2)CH4在变换气中一般为0.7~0.9%,经PSA脱碳后CH4含量可降低到0. 2~0.4%,使合成系统的弛放气大大减少。
(3)以煤为原料的氨厂变换气中一般H2S约为50~200mg/m3,有机硫为20~50ppm,其主要组分为COS、CS2、硫醇、硫醚等,在经PSA脱碳后净化气中H2 S含量可降至0.5mg/m3,有机硫除COS 外可全部除去。
(4)由于PSA技术对变换气净化度高(氢氮气中CO2含量≤0.2%),可采用甲烷化代替铜洗,节省蒸汽和冷冻量消耗,免除铜洗液污染环境。
由于气体净化度高,硫化物、NH3等杂质均为ppm级,使有联醇工序的合成氨厂甲醇质量大大提高,且将延长甲醇催化剂使用寿命。
针对合成氨生产厂家的不同需要,在脱碳工序,变压吸附脱碳技术的用于主要有以下三种类型:●用来替代碳化以增产液氨为目的的PSA脱碳工艺变换气经PSA脱碳后氢氮气中CO2含量小于0.2%,直接进铜洗或甲烷化工序。
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变压吸附脱碳应用总结
江 静
(四川成都玉龙化工有限公司 610300)
0 前言
四川成都玉龙化工有限公司原有1套湿法
(MDE A )脱碳装置,与年产60kt 尿素装置配套。
通过近几年节能技改扩建,尿素装置生产能力已达180kt/a,原湿法脱碳装置已不能满足生产需要。
经考察和分析,公司决定新建1套处理低变
气35000m 3
/h (标态)的变压吸附(PS A )装置。
1 工艺流程及主要设备
(1)成都玉龙化工公司设计选用“五系列”,
提纯段和净化段串联,提纯段和净化段2组塔
(提纯塔和净化塔各25台)分别抽空,13次均压流程。
低变气压力为1.8MPa (表压)、温度≤40℃,经油水分离器分离游离水后从PS A 装置的
提纯塔底部进入从顶部出来,再进入净化塔底部,变换气中CO 2被吸附剂所吸附,净化塔出口气体为合格氢氮气。
当吸附一定时间后,该吸附塔转为再生,经过13次均压降,将压力降低到接近常压后,真空泵从提纯塔抽出的气体即为高纯度CO 2产品气,真空泵从净化塔抽出的气体通过循环压缩机加压后送回低变气入口重新吸附。
变压吸附工艺流程简图见图1。
图1 变压吸附工艺流程简图
(2)主要设备参数见表1。
2 运行及改造情况
该变压吸附装置于2006年12月开始土建,2007年5月装置试运行。
原设计为“两系列”,以
表1 主要设备参数
设备名称规格、型号数量/台
吸附塔Φ1800mm (提纯塔)Φ1600mm (净化塔)
2525缓冲罐Φ3000mm 2水分离器Φ800mm
1泵站
NP 21002水环式真空泵
Z BE Ⅲ250
2BE32422BE12253235CO 2循环压缩机
VW 224.62/0.32191水泵
I S802502200B I S12521002200A
12
13个塔为1个系列,试运行期间存在的最大问题
是处理气量达不到设计能力。
经设计单位多次试验研究,提出技术改造方案,更改工艺流程,由原
来“两系列”改为“五系列”
(每5个吸附塔为1个系列),增加吸附塔抽空能力,更换少量新研制的高效脱碳吸附剂。
2008年5月改造完成后,各项技术指标均优于设计值,并于2008年11月通过了72h “四系列”运行考核。
3 经济效益
该套装置总投资2500万元(包括后期改造新增加的费用),设计“五系列”运行,考核验收的“四系列”已能满足生产要求,实际生产负荷可达
到40000m 3
/h (标态),超过设计负荷,并且所有工艺指标优于设计指标。
PS A 脱碳与MDEA 脱碳综合能耗比较见表2。
与MDEA 脱碳综合能耗比较,以蒸汽140元/t 、电0.4元/(k W ・h )、循环水1.8元/t 计,PS A 脱碳吨氨消耗80.82元,MDE A 脱碳吨氨消耗146.80元。
PS A 脱碳年少更换20tMDEA 溶液,以MDE A 溶液19000元/t 计,年节约费用为38万元。
以120kt/a 合成氨计,PS A 脱碳比MDEA 脱碳可节约829.76万元。
合成氨系统脱碳泵的节能改造
郭 飞
(安徽临泉化工股份有限公司 236400)
0 前言
安徽临泉化工股份有限公司合成氨系统共有3套碳酸丙烯酯(PC)脱碳装置。
该装置中所选用多级泵的设定工况值大多高于系统实际运行所需值,致使脱碳泵长期偏离正常工况运行,电耗较高。
为此,上海国立节能环保工程科技有限公司采用全三元技术,在不改变电机、泵体、管线设备以及保证达到指定流量和压力的情况下,结合现场实际的运行工况,对D450×60×7型脱碳泵的叶轮进行了优化设计改造,降低了电机工作电流,达到了节能降耗的目的。
1 存在的问题
1#脱碳系统原设计为60kt/a合成氨的生产能力,脱碳吸收塔为Ф2600mm,随着本公司生产能力的提高,其处理气量也随之上升。
2004年对1#脱碳系统的吸收及再生设备进行了改造。
目前该系统处理气量为62470m3/h(标态),净化气中φ(CO
2
)为1.0%~1.5%,正常生产时运行2台D450×60×7型脱碳泵(450m3/h),总流量为800~900m3/h,进口阀门不节流,出口阀门开度为30%。
该系统2007年全年平均吨氨电耗为118.35k W・h。
2#脱碳系统原设计为150kt/a合成氨的生产能力,脱碳吸收塔为Ф3200mm。
2005年对2#脱碳系统吸收设备进行了改造,增加Ф2600mm脱碳吸收塔1台。
目前,2#脱碳系统Ф3200mm塔处理气量为81420m3/h(标态),Φ2600mm塔为40300m3/h(标态),而净化气中φ(CO
2
)为1.0%~1.5%。
正常生产时,夏季运行3台D450×60×7型脱碳泵,总流量在1100~1300m3/h;冬
季运行2台D450×60×7型脱碳泵和1台200DJ43×9型脱碳泵(280m3/h),总流量为1000~1100m3/h。
由于脱碳系统脱碳塔目前经
常带液,生产工艺指标不正常,净化气中φ(CO
2
)在1.5%~1.9%,进口阀门不节流,出口阀门开度为30%。
该系统2007年全年平均吨氨电耗为82.44k W・h。
2种脱碳泵额定参数见表1。
2 节能改造的理由
(1)由于脱碳选型的偏差,脱碳泵的额定流
表2 PS A脱碳与MDE A脱碳综合能耗比较项目PS A MDEA
负荷/(m3・h-1,标态)3500035000
吨氨耗电/(k W・h)14472
吨氨耗水/t12.915.0
吨氨耗蒸汽/t00.65
折标煤/kg17.70103.56
4 存在的问题
(1)由于整套装置所涉及程控阀、运转设备较多,1个系列出现故障,系统不能减量运行,只能停车均压后才能转换运行。
为避免系统大幅度波动,2套脱碳装置同时运行,造成合成氨能耗偏高。
(2)2套脱碳装置共用1套循环水系统,PS A 装置所用的真空泵为水环式真空泵,抽真空时溶解一定量的CO
2
,造成循环水的pH值只有4~5;同时有少量吸附剂粉尘被带入循环水系统,造成循环水中所加入的缓蚀阻垢剂不起作用,致使整个循环水系统水质恶化。
目前已对PS A脱碳系统的循环水进行改造,单独进行闭路循环。
(3)该装置真空泵和压缩机设计偏大,造成电耗较高。
(收稿日期 2009202205)。