变压吸附技术样本
变压吸附实验报告
变压吸附实验报告变压吸附实验报告引言变压吸附是一种重要的物理现象，广泛应用于化学、环境和材料科学等领域。
本实验旨在通过实验方法探究变压吸附的基本原理和特性，并通过实验数据分析得出相关结论。
实验方法实验采用一台变压吸附仪，样品为活性炭。
首先，将活性炭样品放入吸附仪的试样室中，并将室内温度控制在常温下。
然后，通过调节变压吸附仪的压力，使其在一定范围内变化，并记录吸附仪的压力和吸附量的变化。
实验结果在实验过程中，我们记录了不同压力下吸附量的变化。
实验结果表明，随着压力的增加，吸附量也呈现出增加的趋势。
然而，当压力达到一定值后，吸附量的增加趋势逐渐减缓，直至趋于平稳。
这表明在一定范围内，吸附量与压力之间存在着正相关关系，但吸附饱和度逐渐增加。
实验讨论通过实验结果的分析，我们可以得出以下结论：1. 变压吸附是一种非线性现象。
吸附量与压力之间存在着正相关关系，但并非线性关系。
在低压力下，吸附量的增加速度较快，而在高压力下，增加速度逐渐减缓。
2. 吸附饱和度是一个重要的参数。
吸附饱和度反映了吸附剂的吸附能力。
在实验中，吸附剂的吸附饱和度随着压力的增加而增加，但增幅逐渐减小。
这对于了解吸附过程的动力学特性具有重要意义。
3. 温度对吸附过程有一定影响。
在实验中，我们将温度控制在常温下，但实际应用中，温度的变化可能会对吸附过程产生影响。
进一步的研究可以探究温度对吸附量和吸附饱和度的影响。
实验应用变压吸附在许多领域中具有广泛的应用价值。
例如，在环境科学中，变压吸附可以用于废水处理和大气污染控制。
在化学工程中，变压吸附可以用于分离和纯化混合物。
同时，变压吸附也可以应用于储能技术和气体储存等领域。
通过深入研究变压吸附的原理和特性，可以进一步拓展其应用范围和效果。
结论通过本次实验，我们对变压吸附的基本原理和特性有了更深入的了解。
实验结果表明，变压吸附是一种非线性现象，吸附量与压力之间存在正相关关系，但增加速度逐渐减缓。
吸附饱和度是一个重要的参数，反映了吸附剂的吸附能力。
变压吸附试验实验报告
变压吸附试验实验报告实验目的：本实验旨在通过变压吸附（Pressure Swing Adsorption, PSA）技术，研究气体分离过程中吸附剂对特定气体组分的吸附能力，以及在不同压力条件下的吸附效率，为工业气体分离提供理论依据和实验数据。
实验原理：变压吸附是一种利用吸附剂对不同组分在不同压力下吸附能力差异的分离技术。
在吸附过程中，吸附剂对目标组分的吸附能力随压力的增加而增强。
通过周期性地改变压力，可以实现吸附剂对目标组分的高效分离。
实验材料：1. 吸附剂：活性炭2. 气体混合物：氮气和氧气的混合气体3. 吸附装置：包括压力调节阀、吸附柱、气体流量计等4. 测量设备：压力计、温度计、气体分析仪实验步骤：1. 准备实验材料，将活性炭装入吸附柱中。
2. 将气体混合物通过吸附柱，调节压力至设定值，开始吸附过程。
3. 记录不同压力下的气体流量和组成，观察吸附效果。
4. 改变压力，进行吸附-解吸循环，记录数据。
5. 通过气体分析仪对吸附后的气体进行成分分析。
6. 重复步骤2-5，以获得不同条件下的吸附数据。
实验结果：1. 在低压条件下，吸附剂对氧气的吸附能力较弱，氮气为主要的通过组分。
2. 随着压力的增加，吸附剂对氧气的吸附能力显著增强，氧气的通过量减少。
3. 在吸附-解吸循环过程中，吸附剂表现出良好的循环稳定性和吸附效率。
实验结论：通过本次变压吸附实验，我们发现活性炭作为吸附剂在不同压力条件下对氧气和氮气具有不同的吸附能力。
在工业应用中，可以通过调节压力来实现氧气和氮气的高效分离。
此外，实验结果还表明，活性炭具有良好的循环利用潜力，为工业气体分离提供了一种经济可行的解决方案。
建议：1. 对不同种类的吸附剂进行变压吸附性能测试，以寻找更高效的吸附材料。
2. 进一步优化吸附-解吸循环条件，提高吸附效率和循环稳定性。
3. 将实验结果应用于实际工业生产中，进行规模化的气体分离试验。
本次实验报告到此结束，感谢阅读。
变压吸附实验报告
变压吸附实验报告篇一：分子筛变压吸附研究报告院级本科生科技创新项目研究报告项目名称变压制富氧分子筛延长寿命的研究立项时间XX年10月计划完成时间 XX年12月项目负责人储万熠学院与班级冶金与生态工程学院冶金1302班北京科技大学教务摘要变压吸附制氧关键的因素是制氧吸附剂和制氧工艺。
制氧吸附剂的性能优劣和使用寿命直接影响产品气的氧浓度和收率，氮吸附容量是评价制氧吸附剂性能优劣的一项重要指标。
本课题首先对分子筛进行XRF分析、XRD表征和TEM 表征探究分子筛的物理及化学性质，确定对分子筛造成影响的条件。
ANSYS FLUENT中的多孔介质模型可以模拟多孔介质内的流体流动、“三传一反”。
PSA空分吸附床由固体吸附剂颗粒填充而成，气-固两相区可作为多孔介质，因此可基于多孔介质模型对变压吸附空分吸附床进行模拟，从而得到床层内气体的流动状态和组分浓度分布情况。
为研究提高分子筛寿命的研究提供可靠有效的实验数据。
Research of Prolong the Life ofPressure-Swinging-Oxygen-Making Molecular Sieve AbstractThe keyfactorof thepressure swinging oxygen making is oxygen adsorbentandoxygenprocess. The quality and service life of oxygen adsorbentdirect impact on the oxygenconcentrationandyield of productgas, nitrogen adsorptioncapacity ofthe oxygensorbentperformanceevaluation ofthe meritsofan important indicator.This paperfirstdo XRFanalysis, XRDandofmolecular TEMcharacterization sieveinquiryto ofphysicalandchemicalproperties theimpact onmolecular determinesievesconditions.The porous medium model in ANSYS FLUENT can simulate fluid flow in porous media. PSA air separation adsorbent bed is filled by a solid sorbent particles, gas - solid two phase region as a porous medium, thus can simulate the pressure swing adsorption airseparation adsorbent bed based on the porous medium model, resulting in the flow state within the bed of gas and component concentration distribution for providing valid and reliable experimental data of improving molecular sieve’s life.目录1引言 ................................................ ................................................... (1)1.1课题研究背景................................................. .. (1)1.2课题研究目的及意义 ................................................ (1)2原矿矿物学分析 ................................................ . (2)2.1分子筛XRF分析 ................................................ (2)2.2 分子筛XRD表征 ................................................ (3)2.3 分子筛TEM表征 ................................................ .. (5)2.4 分子筛孔隙率实验 ................................................ (6)2.4.1 失活实验 ................................................ . (6)2.4.2 活化实验 ................................................ . (6)2.4.3 差热曲线 ................................................ . (7)3 ANSYS FLUENT模拟 ................................................ (8)3.1 模型建立 ................................................ (8)3.2 模拟结果 ................................................ . (11).............................................. . (11)3.2.2 速度云图 ................................................ . (11)3.2.3 温度云图 ................................................ . (12)4 FLUENT模拟结论 ................................................ . (12)参考文献 ................................................ .. (12)1 引言1.1 课题研究背景变压吸附制氧关键的因素是制氧吸附剂和制氧工艺。
变压吸附
瓦斯提浓中的变压吸附及吸附材料一、变压吸附简介变压吸附(PSA)是利用气体各组分在吸附剂上吸附特性的差异以及吸附量随压力变化的原理，通过周期性的压力变化实现气体的分离。
根据吸附剂对混合气中各种组分吸附能力的不同，通过选择合适的吸附剂就可以达到对混合气进行分离提纯的目的。
同一吸附剂对同种气体的吸附量，还随吸附压力的变化而变化：压力越高，吸附量越大。
利用这一特性，可以使吸附剂在高压下吸附，然后通过降压使吸附剂上吸附的气体解吸下来，既实现解析气体的富集，又使吸附剂再生，达到循环利用的目的。
图1 变压吸附过程示意图（常压解吸）变压吸附过程中，主要包括升压过程（A→B），吸附过程（B→C），顺放过程（C→D），逆放过程（D→F）。
二、变压吸附在瓦斯提浓中的应用煤矿瓦斯中的主要成分为CH4、O2及N2，提浓瓦斯即是将CH4与O2、N2有效的分离。
我国《煤矿安全规程》规定,煤层气利用时甲烷体积分数不得低于30%。
而实际上大多数煤矿瓦斯甲烷含量低于30%,因而对此类瓦斯的利用应首先进行甲烷富集,使甲烷含量达到40%后再进行变压吸附脱氧。
图2 变压吸附法提浓煤矿瓦斯的工艺流程框图。
如图2，对于甲烷含量在20%~40%的瓦斯,先采用低压(0.2 MPa)下的变压吸附,将甲烷量富集提高至40%以上,再将富集后的瓦斯升压到0.6 MPa后进行脱氧,而对于甲烷含量大于40%的瓦斯则直接进入脱氧工艺,瓦斯脱氧后进行甲烷浓缩,最终生产压缩天然气(CNG)或液化天然气(LNG)。
三、吸附剂及吸附材料由上述知，瓦斯提浓时需要两种类型吸附剂。
● 瓦斯富集甲烷专用吸附剂图3 甲烷富集专用吸附剂的吸附等温线 ● 脱氧专用吸附剂图4 脱氧专用吸附剂在298 K 时的吸附等温线 瓦斯气中变压吸附剂最早是釆用斜发沸石分子筛，其分离效果较好；近年来也有采用沸石分子筛对CH 4/N 2分离的报道。
但由于其亲水性强,价格高于碳质吸附剂,用于变压吸附适用性不理想。
变压吸附制氧技术方案模板
变压吸附制氧技术方案模板标题：变压吸附制氧技术方案一、背景介绍变压吸附制氧技术（Pressure Swing Adsorption, PSA）是一种通过吸附剂对混合气体进行吸附和解吸的方法，利用吸附剂对气体分子的吸附性能差异，实现氧气从空气中的分离和纯化。
PSA技术由于其高效、低能耗和无化学污染的特点而受到广泛关注和应用。
二、制氧技术方案1.概述本制氧技术方案旨在设计和建造一套高效的PSA制氧系统，以满足工业和医疗领域对纯氧气的需求。
2.工艺流程制氧系统的主要工艺流程包括：压缩空气净化、变压吸附、压缩空气解吸和氧气净化减压。
（1）压缩空气净化：通过使用干燥器、过滤器和油凝结器等设备，将进入系统的压缩空气去除水分、油分和悬浮固体，以提高制氧系统的工作效率和稳定性。
（2）变压吸附：采用两个吸附器交替工作的方式，每个吸附器内装填有选择性吸附剂。
压缩空气进入吸附器时，氮气、二氧化碳等成分被吸附剂吸附，而富含氧气的气体流出吸附器进入下一步解吸过程。
（3）压缩空气解吸：解吸过程通过减压来实现，吸附剂中的氧气被解吸出来，并排入产品管道。
同时，另一个吸附器进行再生，即反吹过程，以清除前一周期中吸附剂残余的杂质。
（4）氧气净化减压：经过解吸过程的氧气进入净化系统，进一步去除残余的杂质，以满足不同应用场景的氧气纯度要求。
随后，通过减压装置，氧气被减压至所需的工作压力并通过出口管道输出。
3.设备选型为了保证制氧系统的高效运行，需要选用符合要求的设备，主要包括：（1）压缩机：选用高效节能的压缩机，可提供足够的压缩空气流量和压力，满足制氧系统的工艺要求。
（2）吸附器：选择适应工艺流程的吸附器，具备较高的吸附能力和稳定性，能够承受高压和周期操作。
（3）变压吸附剂：选择具有高吸附选择性、高吸附容量和较低的压降的吸附剂。
（4）净化器：根据氧气纯度要求选择合适的净化器，确保氧气符合使用标准。
4.控制系统制氧系统的控制系统应具备可靠性、稳定性和灵活性，能够实现自动化控制、故障诊断和远程监控。
变压吸附
变压吸附（简称PSA）：变压吸附技术是以吸附剂（多孔固体物质）内部表面对气体分子的物理吸附为基础，利用吸附剂在相同压力下易吸附高沸点组分、不易吸附低沸点组分和高压下吸附量增加（吸附组分）、减压下吸附量减少（解吸组分）的特性，将原料气在压力下通过吸附剂床层，相对于氢的高沸点杂质组分被选择性吸附，低沸点组分的氢不易吸附而通过吸附剂床层，达到氢和杂质组分的分离。
然后在减压下解吸被吸附的杂质组分使吸附剂获得再生，以利于再次进行杂质的吸附分离。
从粗脱萘来的含萘150mg/Nm3水煤气进入压缩机一级增压至0.2MPa后，进入由2塔组成的精脱萘系统，脱除其中萘、焦油组分。
经过精脱萘系统处理完毕后，送入压缩机二级增压至0.9MPa。
从压缩机出来的气体冷却至≤40℃下进入水分离器出水、进入除油系统除油后，在送入由10各吸附塔组成的PSA-H2系统，从PSA-H2系统出来得到产品氢气。
3.2.3、压缩系统焦炉气经脱萘和脱硫系统处理后进入压缩系统，经增压至0.9MPa。
增压焦炉气由>100℃冷却至40℃分离液态水后进入除油系统。
3.2.4、除油系统压缩机出来的焦炉气经除油系统净化后油含量小于0.1mg/Nm3后进入PSA-H2系统提纯。
3.2.5、PSA-H2系统焦炉气脱除杂质后进入PSA-H2系统，在PSA-H2系统中任一时刻总有3台吸附器处于吸附步骤，由入口端通入净化后的焦炉气，在出口端获得粗氢气。
1、主要选择设备序号设备及规格台数1 粗脱萘器Ф3.8X12.26 42 精脱萘器Ф3.0X9.004 23 电加热器 24 往复式压缩机 25 除油器 16 吸附塔变压制氢107 缓冲罐 1。
变压吸附试验
随着吸附的进行，分子筛对氧的吸附能力下降，排出的氮气中氧气增加，氧气增 加到一定程度时，对两个吸附罐进行切换（50、60、70 秒），原在压力下吸附的罐减 压，脱附出吸附的氧。两罐按时间进行切换，不断制得较纯净的氮气。两罐切换时， 为了避免压力对分子筛的冲击，两罐间有管路联接，中间有平衡阀。
变压吸附制得的氮气纯度有一定的限制，一般能达到 99.99%，如再要求高纯度， 应进行过火燃烧，消耗掉氮气中的氧。
量，并记录氧含量的变化情况，排出氮气储罐中的空气，当氮气罐中排出气体 含量稳定后开始实验。 6. 记录设备运行的条件，包括吸附压力，吸附、脱附转换时间，氮气罐中排出气 体氧含量，脱附时排出气体的氧含量。 7. 改变空气压缩机的出口压力，记录压力变化与氮气纯度的关系。 8. 改变吸附与脱附转换阀门的转换时间，记录氮气中氧的含量与时间的关系。 9. 实验数量要求 3～5 个变量，实验完成后，关闭空气压缩机。
多少？
13 - 4
空
空
吸
压
气
附
机
过
储
罐
滤
罐
1
器
1
2
3
测 氧
7
吸
氮
附
气
罐
储
2
罐
4
5
6
1 空气压缩机 2 过滤器 3 空气储罐 4 分子筛罐 5 氮气储罐 6 流量计 7 测氧仪
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%。
变压吸附工艺技术
PSA装置大型化工艺发展
1、增加吸附塔体积 增加单个吸附塔的体积以增加单个吸附塔的处理能 力。使得装置总规模较大。吸附塔体积太大意味着吸 附塔的直径较大，为了进料塔数(总塔数增加) 原料规模较大，但通过增加同时进料塔数实现原料 分流，使得进入单个吸附塔的原料量处于吸附塔气流 分布的合理范围，主要解决工艺时序及工程配置问题。 3、向复合床发展 根据不同原料气组成配比不同类型的吸附剂，增 加吸附床的吸附容量。
工艺技术发展
二、吸附剂再生工艺的发展
1.3 、二次顺放气交错冲洗再生 利用降压过程中某两个阶段的顺放气用两 储罐分别贮存,第一次用杂质含量较多的顺放 气对床层进行反向冲洗,降低杂质分压,杂质进 行解吸,吸附剂得到一定程度再生;第二次用杂 质含量较少的顺放气对床层进行反向冲洗,进 一步降低杂质分压,杂质进一步解吸,吸附剂得 到彻底再生.
装置规模大型化
400000 300000 200000 100000 0
340000
500 10000
1982 1990
120000 60000
1997
2002
2005
装置能力：每小时处理量(m3)
西南化工研究设计院
Southwest Research and Design Institute of Chemical Industry
天科股份PSA装置大型化情况
1、增加吸附塔体积 PSA制氢装置的最大吸附器直径为3.6m， PSA 制 氧装置的最大吸附器直径为5.0m。 2、增加同时进料塔数 制氢PSA装置已开发出14塔工艺，能力达到 170000Nm3/h 3、脱碳PSA装置已开发出20塔工艺，能力达到 200000Nm3/h。 4、已工业化的PSA装置操作最高压力为4.6MPa， 其中制氢的操作压力也是4.6MPa（在中海石油 化学公司），程控阀压力等级为10.0MPa。 5、PSA吸附剂耐硫能力达到3000mg/Nm3
变压吸附(PSA)操作规程
变压吸附（PSA）操作规程第一部分设计基础资料一装置概况1．气体组成原料气：氢气压力5.0Mpa，≤40℃，流量73.63Nm3/h产品氢气副产品解析气≤40℃压力0.02Mpa 流量24Nm3/h2.年运行时间8000小时二.消耗指标仪表空气30 Nm3/h置换用氮气（间断使用）50Nm3/h三.排放物解析气24 Nm3/h第二部分生产工艺介绍一生产工艺原理变压吸附工艺的原理是利用所采用的吸附剂对不同组分的吸附容量随着压力的不同而呈现差异的特性，在吸附剂的选择吸附条件下，加压吸附原料气中的杂质组分，弱吸附组分Ｈ２等通过床层由吸附器顶部排出，从而使氢气与杂质分离。
减压时被吸附的杂质组分脱附，同时吸附剂获得再生。
吸附器内的吸附剂对杂质的吸附是定量的，当吸附剂对杂质的吸附达到一定量后，杂质从吸附剂上能有效的解吸，使吸附剂能重复使用时，吸附分离工艺才有实用意义。
故每个吸附器在实际过程中必须经过吸附和再生阶段。
对每个吸附器而言，制取净化气的过程是间歇的，必须采用多个吸附器循环操作，才能连续制取氢气。
本装置采用四塔流程，简称４－１－２／Ｐ工艺，即采用四个吸附器，单塔进料，二次均压，冲洗解吸循环操作工艺，由程序控制器控制其程控阀门的动作进行切换，整个操作过程都是在环境温度下进行。
二．工艺流程简述来自界外的原料气温度≤４０℃。
压力５．０Ｍｐａ，经调节阀（ＰＣＶ－２０１）减压至１．６Ｍｐａ后进入原料气缓冲罐（Ｖ２０１），压力稳定后进入与四个吸附器（Ｔ０２０１Ａ～Ｄ）及一组程控阀组成的变压吸附系统。
变压吸附系统采用四塔操作，经过吸附、二次均压降、顺放、逆放、冲洗、二次均压升、终充等工艺流程。
原料气自上而下通过其中正处于吸附状态的吸附器，由其内部的吸附剂进行选择性的吸附，原料气中大部分Ｈ２组分在经过吸附气后未被吸附，在吸附压力下从吸附器顶端流出，得到合格的产品气，经调节阀（ＰＣＶ－２０２）调节后进入氢气缓冲罐（Ｖ０２０２），缓冲稳压后经转子流量计（ＦＩＱ－２０１）计量，用管道直接送出界外。
实验三 变压吸附
变压吸附实验利用多孔固体物质的选择性吸附分离和净化气体或液体混合物的过程称为吸附分离。
吸附过程得以实现的基础是固体表面过剩能的存在，这种过剩能可通过范德华力的作用吸引物质附着于固体表面，也可通过化学键合力的作用吸引物质附着于固体表面，前者称为物理吸附，后者称为化学吸附。
一个完整的吸附分离过程通常是由吸附与解吸（脱附）循环操作构成，由于实现吸附和解吸操作的工程手段不同，过程分变压吸附和变温吸附，变压吸附是通过调节操作压力（加压吸附、减压解吸）完成吸附与解吸的操作循环，变温吸附则是通过调节温度（降温吸附，升温解吸）完成循环操作。
变压吸附主要用于物理吸附过程，变温吸附主要用于化学吸附过程。
本实验以空气为原料，以碳分子筛为吸附剂，通过变压吸附的方法分离空气中的氮气和氧气，达到提纯氮气的目的。
一实验目的（1）了解和掌握连续变压吸附过程的基本原理和流程；（2）了解和掌握影响变压吸附效果的主要因素；（3）了解和掌握碳分子筛变压吸附提纯氮气的基本原理；（4）了解和掌握吸附床穿透曲线的测定方法和目的。
二实验原理物质在吸附剂（固体）表面的吸附必须经过两个过程：一是通过分子扩散到达固体表面，二是通过范德华力或化学键合力的作用吸附于固体表面。
因此，要利用吸附实现混合物的分离，被分离组分必须在分子扩散速率或表面吸附能力上存在明显差异。
碳分子筛吸附分离空气中N2和O2就是基于两者在扩散速率上的差异。
N2和O2都是非极性分子，分子直径十分接近（O2为0.28nm，N2为0.3nm），由于两者的物性相近，与碳分子筛表面的结合力差异不大，因此，从热力学（吸收平衡）角度看，碳分子筛对N2和O2的吸附并无选择性，难于使两者分离。
然而，从动力学角度看，由于碳分子筛是一种速率分离型吸附剂，N2和O2在碳分子筛微孔内的扩散速度存在明显差异，如：35℃时，O2的扩散速度为2.0×106，O2的速度比N2快30倍，因此当空气与碳分子筛接触时，O2将优先吸附于碳分子筛而从空气中分离出来，使得空气中的N2得以提纯。
二氧化碳变压吸附技术技术.
本装置工艺流程：
2018/12/10
本装置工艺流程
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本装置工艺流程
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操作参数：
预处理塔
主 要 参 数 操作条件 吸附压力（MPa） ～0.35MPa（G） 吸附温度（℃） ≤40℃（或环境温度） 再生压力（MPa） 0.02～0.05MPa（G） 再生温度（℃）进口 160 再生温度（℃）出口 120 切换时间（h） 10 A:吸附 D :逆放 H:加热 C:冷却 FR：升压
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PSA工艺路线：
产品 产品 产品 减压气 减压气
再生过程
纯净 区
纯净
传质 区
传质 区
纯净 区 纯净 区
传质 区
饱和 区
饱和 区
饱和 区
传质 区
原料 吸附初
原料 吸附中
原料 吸附末 均压减压 均压减压
解吸气 逆向减压
解吸气 冲洗或 抽真空
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吸附的概念及分类
• 吸附是指：当两种相态不同的物质接触时，其中密度 较低物质的分子在密度较高的物质表面被富集的现象 和过程。其实质就是在两相的交界面上，物质的浓度 会自动发生变化的现象和过程。 • 化学吸附：有化学反应，有化合物生成。 • 活性吸附：有络合化合物生成。 • 毛细管凝缩：在吸附剂孔隙中有凝结现象。 • 物理吸附：无化学反应，依靠分子力进行吸附，速度 很快，吸附热很小，吸附过程完全可逆。 • 变压吸附（PSA）气体分离装置中的吸附主要为物理 吸附。
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操作参数：
吸附塔
主 要 参 数 操作条件 吸附压力（MPa） ～0.35MPa（G） 吸附温度（℃） ≤40℃（或环境温度） 操作压力（MPa） 0.35～-0.07MPa（G） 切换时间（min） 10(一个吸附周期） A:吸附 1D、2D :均压降 1R、2R:均压升 D:逆放 V:抽真空 FR：升压 O :隔离
变压吸附制氧技术方案模板
ZY-1000/80Nm3/h变压吸附制氧技术方案目录第一章：公司简介第二章：变压吸附制氧简介第三章：技术方案第四章:近两年变压吸附设备部分业绩表第五章：公司投资成功案例一、公司简介成都宏达新元科技有限公司是一家专业从事气体设备及气体产品应用研究开发的专业公司。
公司的核心业务包括：设备销售、租赁、整改★VPSA真空变压吸附制氧★PSA变压吸附制氧设备★制氮设备、氮气纯化装置★LNG系统成套设备和LNG泵企业拥有现代化标准生产车间和大批专业从事VPSA真空变压吸附、PSA变压吸附、气体分离及机械技术人员，为气体及气体设备领域用户提供独特的产品、服务、技术咨询和解决方案。
我公司下辖的企业有四川简阳天欣气体公司和广西百色聚源气体公司，为客户提供优质高纯度的气体。
企业还在四川省内与成都欣国力低温公司、简阳川空通用机械厂建立了良好的合作关系。
我公司于2011年3月17日在梧州市苍梧县工商行政管理处登记注册成立的广西川桂气体科技有限公司。
其性质为有限责任。
注册资金2000万元人民币。
我们将不断完善售后服务、改善设备工艺、加强质量管理，并与研究机构密切配合，为广大用户提供更出色的产品与服务。
二、变压吸附制氧技术简介变压吸附制氧技术是近几十年发展起来的一种空分制氧工艺。
与传统的深冷空分制氧装置相比，变压吸附制氧装置具有投资少、能耗低、运行维护费用低、工艺条件温和（常温、低压）、工艺流程简单、自动化程度高、操作灵活性高（可随时开停）、建设工期短和安全性好等优点，因此得到国内外大型气体公司和研究机构的广泛关注，并纷纷投入巨大的人力物力研究开发。
自九十年代国外开发成功高效锂基制氧分子筛后，变压吸附空分制氧技术开始迅猛发展并得到广泛应用。
目前，在很多用氧场合下变压吸附空分制氧可替代深冷空分制氧，并且装置的经济性明显优于传统的深冷空分制氧装置。
2.1．变压吸附空气分离制氧原理空气中的主要组份是氮和氧，因此可选择对氮和氧具有不同吸附选择性的吸附剂，设计适当的工艺过程，使氮和氧分离制得氧气。
实习报告变压吸附
实习报告——变压吸附2.1原料本装置为甲醇裂解气，原料气组成见表2—1表2—1 原料气组成甲醇裂解气组成H2CO CO2甲醇等有机物ΣV% 74.5 0.6 24.9 微量100 甲醇裂解气进装置压力：≥0.9Mpa温度：≤40℃流量：～470Nm³/h（物料平衡计算值，以产纯氢300Nm³/h计）2.2产品产品氢气流量：300Nm³/h产品氢气质量：H2≥99.998%产品氢气压力：≥0.8Mpa温度：≤40℃2.3副产品解吸气压力：0.02Mpa温度：40℃流量：～170Nm³/h（物料平衡计算值，以产纯氢300Nm³/h 计）2.4工艺原理及方法提纯氢气的原料气中的主要组分是H2，其它杂质组份是CO、CO2和H2O等，本装置采用变压吸附技术（PSA）从原料气中分离除去杂质组份获得提纯的氢气产品。
变压吸附技术是以吸附剂（多孔固体物质）内部表面气体分子的物理吸附为基础，那个吸附剂在相同压力下易吸附高沸点组份、不易吸附低沸点组份和高压下吸附量增加（吸附组份）、减压下吸附量减小（吸附组份）的特性。
将原料气在压力下通过吸附剂床层，相对于氢的高沸点杂质组份被选择性吸附，低沸点组份的氢不易吸附而通过吸附剂床层，达到氢和杂质组份的分离。
然后在减压下解吸被吸附的杂质组份使吸附剂获得再生，以利用下一次再进行吸附分离杂质。
这种压力下吸附杂质提纯氢气、减压下解吸杂质使吸附剂再生的循环便是变压吸附过程。
2.5工艺步骤本装置主工艺为5—1—3/V工艺（以下简称1#工艺），即5塔1塔进料3次均压抽真空工艺，当某一吸附器出现故障时装置可切换为四塔流程，采用4—1—2/V工艺（以下简称2#工艺）。
以下以1#工艺为主对PSA工艺过程进行介绍。
以5—1—3/V方式运行时，其中一台吸附器处于进入原料气、产出氢气的吸附步骤，其余四台吸附器处于吸附剂再生的不同步骤。
每个吸附器经历相同的步骤程序，以表3—1方式排列，即可达到原料气不断输入、产品氢连续稳定输出。
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表 3 常见 CO2气源及含量
变压吸附的特点
变压吸附气体分离工艺在石油、 化工、 冶金、 电子、 国防、 医 疗、 环境保护等方面得到了广泛的应用 , 与其它气体分离技术相比 , 变压吸附 技术具有以下优点 :
1 ．低能耗 , PSA 工艺适应的压力范围较广 , 一些有压力的气源能够省 去再次加压的能耗。 PSA在常温下操作 , 能够省去加热或冷却的能耗。
9 ．环境效益好 , 除因原料气的特性外 , PSA 装置的运行不会造成新的 环境污染 , 几乎无”三废”产生。
3、 变压吸附技术的应用现状
3 ． 1 变压吸附提氢技术
由于制备氢气的原料和方法很多 , 加上许多工业尾气含有较高的氢气 , 因 此有许多不同的分离提纯氢气的流程。表 1 列出了比较常见的分离提纯氢气的 方法 , 并对不同方法的特点及适用范围进行了简单的比较。
过去的几年中 , 空分设备继续向更大型和低能耗的方向发展 , PSA 和膜 分离装置在数量和规模上迅速增加 , 使 PSA制氧 ( 氟) 量在总的氧 ( 氮) 产量中所 占比例逐年上升。进入 90 年代以来 , PSA 制氧 ( 氮 ) 量每年以 30％左右的幅度递 增。预计在今后十年还会有更大的发展。据报道在美国 PSA制氧能力的增长速 率是低温法的 4—6 倍。
3~15 或更高
0.5~3.0
1.0~8.0
高 , 原料产品
压力降 /MPa
0.1
0.2
压力比为 2~6
原料氢最小
30 含量 /V%
15~20
15
原料的预处 理
需预处理
可不预处理 需预处理
产品中的 CO 原料气中 CO
<10μg/g
含量
的 30%
几百μ g/g
操作弹性 /% 20~100
10~100
烧气
天然气燃烧烟道 10
气
8.5~10
膜分离法工艺较简单 , 操作方便 , 能耗低 , 经济合理 , 缺点是常常需要 前级处理、 脱水和过滤 , 且很难得到高纯度的 CO2。但仍不失为一种较好的分 离 CO2 的方法。
PSA 分离提纯 CO2技术于 1986 年实现工业化 , 能够从多种含 CO2 的气源中 分离提纯 CO2, 满足 CO2 的多种工业用途。表 3 列举了可作为 PSA提纯 C02 的常 见气源及组成。四川天一科技股份有限公司推广的 PSA分离提纯 CO2 装置已有 20 多套。
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。该技术已成功的为 国外引进的几套羰基合成装置相配套。 PSA提纯 CO2技术可从廉价的工业废气 制取食品级 CO2。另外 , PSA 技术还能够应用于气体中 NOx的脱除、 硫化物的 脱除、 某些有机有毒气体的脱除与回收等 , 在尾气治理、 环境保护等方面也 有广阔的应用前景。
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变压吸附气体分离技术的应用和发展
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当前所 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。
4 ．装置由计算机控制 , 自动化程度高 , 操作方便 , 每班只需稍加巡视 即可 , 装置能够实现全自动操作。开停车简单迅速 , 一般开车半小时左右就可 得到合格产品 , 数分钟就可完成停车。
5 ．装置调节能力强 , 操作弹性大 , PSA 装置稍加调节就能够改变生产 负荷 , 而且在不同负荷下生产时产品质量能够保持不变 , 仅回收率稍有变化。 变压吸附装置对原料气中杂质含量和压力等条件改变也有很强的适应能力 , 调 节范围很宽。
l 前言 变压吸附 (Pressure Swing Adsorption, 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 , 经过 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。 变压吸附技术在中国的工业应用也有十几年历史。中国第一套 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。当前 , 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, 能够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 :
序号
CO2 来源
1
天然气油田
2 合成氨副产气 3 石油炼制副产气
4 发酵工业副产气
乙二醇工业副产 5
气
6
石灰窑尾气
7
炼钢副产气
8 燃煤锅炉烟道气
9 焦炭及重量油燃
含量 /V% 80~90 98~99 98~99 95~99
91
35~45 18~21 18~19 10~17
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6 ．投资小 , 操作费用低 , 维护简单 , 检修时间少 , 开工率高。
7 ．吸附剂使用周期长。一般能够使用十年以上。
8 ．装置可靠性高。变压吸附装置一般只有程序控制阀是运动部件 , 而 当前国内外的程序控制阀经过多年研究改进后 , 使用寿命长 , 故障率极低 , 装 置可靠性很高 , 而且由于计算机专家诊断系统的开发应用 , 具有故障自动诊断 , 吸附塔自动切换等功 能 , 使装置的可靠性进一步提高。
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石油工业是最大的氢气用户 , 从世界范围看 , 石油工业用氢量占氢气总 耗量的 35％左右。这些氢绝大多数是用石油或煤转化精制而成。随着各国环保 要求的提高。对油品的要求将越来越高 , 使炼油工业对氢气的需求更多 , 氢气 供求之间的矛盾更加突出。 PSA提氢技术在石化系统的应用近年来有较快增 长。中国石化行业从 80 年代开始引进 PSA提氢技术 , 最初引进的提氢装置主要 以烃类转化气为原料。现在 , 石化系统所用原料气已不局限于烃类转化气 , 许 多炼厂废气都可作为 PSA提氢原料气。表 2 列举了近年来国内石化行业采用的 部分 PSA提氢装置的简单情况。
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到 1995 年以后 , 国内新建 PSA提氢装置几乎都采用国产技术 , 国外公司近年在 国内基本没有新的大型 PSA提氢装置投建。
3 ．2 变压吸附制氧或制氮
当前 , 制氧或制氮市场依然为低温法、 PSA 和膜分离技术激烈竞争的 局面。空分装置主要占据大型制氮和制氧市场。中小型制氧或制氮装置市场上 , PSA和膜分离所占份额继续扩大。
表 2 近年石化系统采用的部分 PSA提氢装置概况
建设单位
大庆油田化工总厂 镇海炼化公司 辽阳化纤公司 格尔木炼油厂
吉化公司有机合成 厂
济南炼油厂 濮阳甲醇厂 胜利石油化工总厂
装置处理能力 /Nm3h-1 50000 50000 40000 8500
5800
15000 7000
1
原料气种类 产品氢纯度 /%
3 ． 3 PSA提纯 CO技术
一氧化碳是 C1化学的基础原料气 , 但提纯方法不多 , 以往国内采用精 馏法或 Cosorb 法提纯 CO, 但这两种方法的预处理系统复杂 , 设备多 , 投资大 , 操作成本高 , 效果不理想。四川天一科技股份有限公司开发的二段法 PSA分离 提纯 CO工艺 , 其投资仅为 Cosorb 法的 65％ , 生产成本为 Cosorb 法的 60％ , 能耗为 Cosorb 法的 68％, 使中国 CO的分离技术达到国际领先水平。
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几种氢气纯化技术比较
表1
项目 规模 /Nm3h-1
膜分离
变压吸附 深冷分离
100~10000 100~100000 5000~100000
氢纯度 /V%
80~99
99~99.999
90~99
氢回收率 /%
75~85
80~95
最高 98
操作压力 /MPa
50~100
投资
低
低
较高
能耗
低
低
较高
操作难易
简单
简单
较难
PSA 提氢技术是 PSA发展最早、 推广最多的一种工艺 , 最早在化工行 业应用 , 仅国内就有 200 多套 , 冶金行业应用也较多 , 如用 PSA法从焦炉气中
3
提氢耗电约 0.5kWh／m, 远低于电解法制氢的耗电。中国几大钢铁企业纷纷采 用 PSA技术取代电解法制氢。