二氧化碳变压吸附技术技术
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。
二氧化碳变压吸附技术原理
二氧化碳变压吸附技术原理一、引言二氧化碳是一种重要的温室气体,对全球气候变化产生重要影响。
因此,减少二氧化碳的排放已成为全球各国的共同目标。
二氧化碳变压吸附技术是一种有效的二氧化碳捕获和分离方法,具有广泛的应用前景。
本文将介绍二氧化碳变压吸附技术的原理及其在二氧化碳捕获中的应用。
二、原理二氧化碳变压吸附技术是利用吸附剂对二氧化碳的选择性吸附能力,将二氧化碳从气相中吸附到固相吸附剂上,实现二氧化碳的捕获和分离。
其原理基于吸附剂与二氧化碳之间的相互作用力。
在二氧化碳变压吸附技术中,常用的吸附剂主要包括活性炭、金属有机骨架材料(MOF)、多孔性有机聚合物(POP)等。
这些吸附剂具有高比表面积和丰富的孔隙结构,能够提供大量的吸附位点,增加二氧化碳与吸附剂的接触面积和接触机会。
吸附剂与二氧化碳之间的吸附作用主要有物理吸附和化学吸附两种。
物理吸附是指吸附剂上的吸附位点通过范德华力与二氧化碳分子之间的相互作用吸附。
化学吸附则是指吸附剂上的吸附位点与二氧化碳分子之间发生化学键的形成。
这两种吸附作用都可以通过调节吸附剂的孔径、表面化学性质和操作条件等参数来实现。
三、应用二氧化碳变压吸附技术在二氧化碳捕获中具有广泛的应用前景。
首先,该技术可以应用于二氧化碳的排放源捕获。
例如,对燃煤发电厂、钢铁厂等工业源进行二氧化碳捕获,可以有效地减少大气中的二氧化碳排放量。
其次,该技术还可以应用于天然气的脱硫和脱酸处理。
通过利用二氧化碳变压吸附技术,可以将天然气中的硫化氢和二氧化碳等有害气体捕获和分离,提高天然气的纯度和质量。
此外,该技术还可以应用于石油精炼、化学工业等领域的二氧化碳捕获和分离。
在二氧化碳变压吸附技术的应用中,还存在一些挑战和问题需要解决。
首先,吸附剂的选择和设计是关键。
需要选择具有高吸附容量、高选择性和稳定性的吸附剂,以实现高效的二氧化碳捕获和分离。
其次,吸附剂的再生和循环利用也是一个重要问题。
需要开发高效的再生方法,将吸附剂上吸附的二氧化碳释放出来,实现吸附剂的循环利用。
烟道气低浓度二氧化碳的变压吸附法
A№ct:A
based
olrl Oil
three-bed plrl抬6ure swing
adsorption(PS.A)鸵删ve
dioxide from
low concentration c02 from flue
desorl晴ion印糊聆OR
the enrichment of
the
gas肿studied.The influence of adsorptlo.pl馈棚Ie and time,purge pressure and time,and Collcenl枷oll of c02 and recovery骶investigated.The results show that:①The PsA technology
相反的变化趋势。其原因在于,置换时间的增加能 够加大置换气量,这有利于将吸附床置换清洗的更
吸附压力/]f,.P8:l—450;扣q50;3.-250
彻底,使解吸得到的二氧化碳气体浓度升高,但是大
图3
吸附压力和吸附时间对二氧化碳
浓度的影响
的置换气量意味着产品二氧化碳气体流量的减少, 也即降低二氧化碳气体的回收率;置换压力的提高
回收率的影响 由图3、图4可知,随着吸附时间的增加,二氧
化碳的浓度和回收率都是先增加而后缓慢减小,都 存在一个极值点,此极值点对应的吸附时间为最佳 吸附时间;此外还可得出随着吸附压力的升高,二氧 化碳的浓度和回收率也在升高。从图3还可以看
出,吸附压力不同,最佳吸附时间也不同。
因素 水平吸附压力/吸附时间/置换压力/置换时间/解吸压力/
首先进入缓冲罐,然后经真空压缩机升压后进入产 品气缓冲罐,作为吸附床的置换气。达到饱和的吸
变压吸附提纯二氧化碳技术应用
变压吸附提纯二氧化碳技术应用【摘要】目前许多化肥厂因为原料的改变,使得二氧化碳的回收率不能满足氨碳的平衡。
如何实现变压吸附技术的应用是时下人们关心的焦点。
本文即围绕这一问题展开,重点阐述了怎样应用变压吸附法提纯技术来提高二氧化碳的回收率,变压吸附法提纯二氧化碳技术的应用,以及应用此项技术产生的经济效益和社会效益等相关问题。
【关键词】变压吸附技术及应用提纯二氧化碳对于在工业而言,二氧化碳脱除、提纯是一门学问,当前工业上经常用到的二氧化碳分离法包括溶剂吸收法、变压吸附法以及膜分离法等,不同的方法应用选择上、经济性以及实用性方面都存在着较大的差异性。
实践中可以看到,目前工业生产过程中最常用到的脱碳法主要是变压吸附法以及溶剂吸收法,尤其是变压吸附(PSA)法因生产工艺比较简单,而且操作相对比较简便、无腐蚀、无污染,加之其耗能低,目前已经实现了生产工业化。
1 二氧化碳分离方法概述1.1 溶剂吸收法对于溶剂吸收法而言,作为一种传统的脱碳方式,实践中主要包括物理、化学两种吸收方法,该种吸收法业已在国内合成氨脱碳生产过程中得到了广泛的应用。
对于物理吸收法而言,其主要是利用交替二氧化碳、有机溶剂间的压力、温度,来吸收二氧化碳,从而实现二氧化碳分离、处理之目的。
对于化学吸收法而言,其主要是利用相关的化学溶剂,在吸收塔中通过化学反应,促使二氧化碳进入到溶剂之中,形成的富液引入到脱吸塔中,经加热分解、吸收、脱吸,最终提纯二氧化碳。
化学吸收法,具有得到的产品纯度高、一次性处理二氧化碳量大等特点。
但这种吸收峰也存在着不足之处,针对其存在的不足,人们相继发明了膜分离方法与变压吸附法。
1.2 膜分离法所谓膜分离法,即混合气体中的二氧化碳和其他气体经过膜材料时,利用其穿过的速度不同,将二氧化碳、其他组分有效地分离开来。
在当前工业生产过程中,应用最多的分离膜主要有聚酰胺膜、聚砜膜、醋酸纤维素膜以及聚醚砜膜等。
从实践来看,膜分离法具有投资少、耗能低以及实际操作简单方便等优点。
二氧化碳变压吸附技术原理
二氧化碳变压吸附技术原理一、引言随着工业化进程的加快和人们对环境问题的日益关注,温室气体二氧化碳(CO2)的排放问题已经成为全球关注的焦点。
为了减少二氧化碳的排放并降低温室效应,二氧化碳的捕获和储存技术备受关注。
其中,二氧化碳变压吸附技术是一种被广泛应用的方法,本文将深入探讨该技术的原理。
二、二氧化碳变压吸附技术原理二氧化碳变压吸附技术是利用吸附剂对二氧化碳进行捕获和分离的一种方法。
吸附剂通常是多孔材料,如活性炭、金属有机骨架材料(MOFs)等。
该技术基于吸附剂对二氧化碳和其他气体在不同压力下的吸附性能差异,通过调节压力实现对二氧化碳的捕获和释放。
1. 吸附过程在吸附过程中,吸附剂与气相中的二氧化碳接触,二氧化碳分子会进入吸附剂的孔隙中,并与吸附剂表面发生相互作用。
这种相互作用可以是物理吸附或化学吸附。
物理吸附是指二氧化碳分子与吸附剂之间的范德华力和静电作用力,而化学吸附是指二氧化碳分子与吸附剂表面发生化学键形成化合物。
2. 压力变化在二氧化碳变压吸附技术中,通过改变系统压力可以实现吸附和解吸的转换。
当压力较低时,吸附剂对二氧化碳的吸附能力较强,二氧化碳分子被吸附在吸附剂上。
而当压力升高时,吸附剂对二氧化碳的吸附能力减弱,二氧化碳分子被解吸出来并释放到气相中。
3. 温度调控除了压力调控外,温度也是影响二氧化碳吸附和解吸的重要因素。
通常情况下,温度升高会降低吸附剂对二氧化碳的吸附能力,从而促进二氧化碳的解吸。
因此,在二氧化碳变压吸附技术中,通过调节温度可以实现二氧化碳的释放。
三、应用二氧化碳变压吸附技术具有很广泛的应用前景。
首先,该技术可以应用于煤炭电厂和工业生产等领域,实现对二氧化碳的捕获和减排。
其次,二氧化碳变压吸附技术还可以用于二氧化碳的分离和回收,例如在天然气净化过程中,可以利用该技术将二氧化碳从天然气中分离出来。
此外,二氧化碳变压吸附技术还可以在二氧化碳的储存和利用方面发挥重要作用,例如将捕获的二氧化碳储存起来,或者将其转化成其他有用的化学品。
变压吸附二氧化碳技术
(5)产品的回收率得到很大的提高
(6)分离性能得到很大的提升。
PSA—CO2存在的问题
需要改进变压吸附循环设计或研发 亲二氧化碳的吸附剂材料。 压力降的存在对系统产生不利影响。 吸附剂的吸附性能和吸附效率受到
多方面影响。
吸附剂的选择
较大的比表面积、空隙率和较高的分离效率 ①工作能力,由在高压和低压下的不同吸附能 力决定; ②选择性,指二氧化碳在废气中应远远比其它 气体容易被吸附剂所吸附; ③平衡等温线类型; ④热效应,吸附过程中热效应越小越好。
变压吸附工作基本步骤
压力下吸附
升压
减压解吸
变压吸附回收提纯二氧化碳的工艺
废气
原料气体 压缩
TSA 预处理
PSA 压缩机
变压吸附分离技术的进展
(1)实现多次均压
(2)可以来用抽真空工艺 (3)采用多床层多种吸附剂装填方式,取消 了某些气源的预处理及后处理工序 (4)变压吸附适用气源更加广泛
研 究 背 景
二氧化碳分离工艺类型
溶剂吸收法
变压吸附法
CO2
膜分离法
低温分离法
变压吸附二氧化碳的优点
①低能耗,适用气体压 力范围大 ②工艺流程简单 ③产品纯度高且可灵活 调节 ④装置自动化程度高 ⑤吸附剂使用周期长 ⑥环境效益好,不会产 生新的污染
变压吸附的原理
变压吸附(PSA)的基本原理是利 用气体组份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。
变压吸附二氧化碳技术应用
目 录
1 2 3 4 5
研究背景 分离工艺类型 变压吸附介绍 PSA—CO2流程 展望
研究背景
碳的捕获和存储这一概念最早出 现于1977年,它是指将二氧化碳从工 业或相关能源的源分离出来,输送到 一个封存地点,并长期与大气隔绝的 过程。它主要包括捕获、运输和封存 三个阶段,在当今工业生产中都存在 着这三个过程,其目的是为了减少二 氧化碳排放量,减缓温室效应。
二氧化碳变压吸附技术技术概述
PSA工艺路线
两种工作步骤
2018/11/12
PSA工艺路线:
两种工艺路线的选择
真空再生流程的特点: 优点是操作压力低,产品收率高,但缺点是需要增加真空泵和能耗。 冲洗再生流程的特点: 优点是正压下即可完成,缺点是会多损失部分有效气体;
究竟采用何种工艺,主要视原料气的组成、压力、 回收率要求以及工厂的资金和场地等情况而定。 本装置为油田伴生气回收CH4,脱除CO2装置; 需要较高的CH4回收率,CO2不易解析;故采用真空在 生流程。
变压吸附技术介绍
2018/11/12
PSA气体提纯技术特点
与深冷、膜分离、化学吸收等气体分离与提纯技术相比,变压吸附技术 之所以能得到如此迅速的发展是与其具有的下列特点分不开的。 ⑴ 产品纯度高:对于绝大多数气源,变压吸附几乎可除去其中的所有杂质, 得到纯度大达90-99.999%的产品。 ⑵ 工艺流程短:对于含有多种杂质的气体,在大多数情况下变压吸附都可 以一步将各种杂质脱除而获得所需产品。 ⑶ 原料气适应性强:对于杂质包括H2O、N2、O2、CO、CO2、烃类、硫化物、 氮氧化物等多种组分的复杂气源,均可利用变压吸附予以提纯。 ⑷ 操作弹性大:变压吸附氢提纯装置的操作弹性一般可达30~120% ⑸ 产品纯度易调节:只需调整运行参数,变压吸附氢提纯装置即可得到各 种不同纯度的产品以用于不同的目的。 ⑹ 操作简便:变压吸附装置的设备简单、运转设备少,且全部是自动化操 作,开停车一般只需0.5~2小时。 ⑺ 能耗低、运行费用小:变压吸附装置一般都在常温和中、低压力下进行, 且正常操作下吸附剂可与装置同寿命。
N2、 CO CH4 、C02 CO2 C2.C3
2018/11/12
再生前的吸附塔状态
变压吸附技术回收二氧化碳的方法
变压吸附技术回收二氧化碳的方法作者:王振来源:《华东科技》2013年第01期【摘要】变压吸附技术就是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。
变压吸附分离技术正在加速占领工业气体分离的市场。
所以进一步研究变压吸附技术具有十分重要的作用。
【关键词】变压吸附技术;工业领域;二氧化碳回收温室气体CO2是一种重要的化工原料,可以应用在食品、轻工、冶金、化工、医药等行业,向大气中排放不仅污染环境,也造成资源浪费。
因此回收相关生产装置的二氧化碳尾气,是一种利国利民的好事,且具有一定的经济效益。
合成氨厂变压吸附脱碳尾气中CO2的体积分数达到85%左右,完全可以回收加工后作为一种产品。
目前回收提浓CO2气体的方法有溶剂法、膜分离法、变压吸附(PSA)法、精馏法等方法。
其中溶剂法投资大、流程长、能耗高、设备腐蚀严重、开停车麻烦、运行费用高。
膜分离法回收CO2,成本高,长期运行的可靠性有待进一步解决。
精馏法能耗相对较高,产品回收率低,应用更少。
相对而言,国内目前CO2的回收采用变压吸附法的较多。
1 回收二氧化碳技术方案1.1 技术方案一技术一技术流程框图见下图1。
该技术方案的工艺流程为合成氨装置变压吸附脱碳尾气首先经过缓冲罐将其中的水分、固体杂质进行初步分离后,进行压缩。
因为压缩后气体温度升高,经利用部分液体CO2产品或装置其它设备的尾气将其降低温度后,再次将其中的水分等杂质脱除出来。
经压缩、分离大多数杂质后的气体可以进入变压吸附装置,进行提浓操作,将其中大部分的杂质气体脱除掉。
经变压吸附后的CO2气体因为仍含有部分杂质气体,尤其是含硫化合物,需要再经过脱硫工序将其中的含硫化合物脱除掉。
脱硫后的CO2气体再经过冷却液化后,将其中不能液化的气体分离开来,就可以作为产品储运。
1.2 技术方案二技术二技术流程框图见下图2。
该技术方案的工艺流程为原料气经缓冲后,进行压缩,利用其它设备的中间产品将气体降温后,送入脱硫装置,将其中的有机硫以及无机硫都脱除干净,利用液化CO2后剩余的冷量将气体初步降温后,将其中的水分等杂质脱除掉,然后进行液化。
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
近年来,全球气候变化和能源危机的加剧,脱除二氧化碳在一定程
度上成为可行的解决方案之一。
变压吸附法脱除二氧化碳是一种很有
前景和价值的技术。
下面,就对变压吸附法脱除二氧化碳的研究进行
详细的论述。
一、变压吸附法的原理
变压吸附法是将二氧化碳通过发生反应来转化成三元(五元)碳醇的
方法,将其吸附在变压吸附剂的表面上。
这种反应的发生,伴随着可
以得到一定数量的甲烷。
然后,在一定压力、温度条件下,将三元
(五元)碳醇和甲烷从吸附剂表面上解吸出来,从而获得三元(五元)碳醇和甲烷。
二、变压吸附法的优势
1.变压吸附法技术具有很强的可操作性:通过调节压力、温度等参数,可以实现对不同特性的氦气的有效吸附,具有较高的吸附率;
2.变压吸附法能够实现安全处理:由于变压吸附法不需要使用毒性物质,所以可以实现安全处理,不会带来环境和健康方面的影响;
3.变压吸附法可以大量收集二氧化碳:变压吸附法可有效收集浓度不
同的二氧化碳,可以实现有效利用和重复利用。
三、变压吸附法的应用
1.工业烟气治理:烟气中的二氧化碳和其他有害物质大部分可以通过变压吸附法有效的脱除,使得其可以进入大气环境中;
2.生物冷冻:变压吸附法可以有效的减少冷冻器中氦气,从而有效减少冷冻方式所需要的能量;
3.新能源应用:通过将二氧化碳转换成液态碳醇,可以被用于各种新能源的研发和应用中。
综上所述,变压吸附法脱除二氧化碳具有很多的优势,并且已经在工业烟气治理、生物冷冻和新能源应用中得到了广泛应用。
它拥有广阔的发展前景,有望成为实现经济可持续发展的重要手段。
二氧化碳变压吸附技术原理
二氧化碳变压吸附技术原理引言:在当前的环境保护与气候变化问题日益突出的背景下,二氧化碳的减排与再利用成为了全球关注的焦点。
而二氧化碳变压吸附技术作为一种有效的二氧化碳捕集和分离方法,引起了广泛的关注。
本文将对二氧化碳变压吸附技术的原理进行详细阐述。
一、二氧化碳的变压吸附过程二氧化碳变压吸附技术是利用吸附剂对二氧化碳进行捕集和分离的一种方法。
吸附剂通常是一种多孔材料,具有较大的比表面积和吸附容量。
吸附剂的选择对于二氧化碳的捕集效率和循环利用具有重要影响。
二氧化碳的变压吸附过程可分为吸附和解吸两个阶段。
在吸附阶段,二氧化碳通过与吸附剂表面的相互作用力发生吸附,从气相转变为吸附相。
而在解吸阶段,通过改变吸附剂的温度或压力等条件,使吸附相中的二氧化碳从吸附剂表面解吸出来,恢复为气相。
二、二氧化碳的吸附机制二氧化碳的吸附机制主要包括物理吸附和化学吸附两种方式。
物理吸附是指二氧化碳与吸附剂之间的范德华力作用,吸附剂表面的孔隙结构对吸附效果有重要影响。
而化学吸附是指二氧化碳与吸附剂之间发生化学键形成化合物,这种吸附方式可以增加二氧化碳的吸附容量和选择性。
三、二氧化碳的变压吸附模型为了更好地理解和模拟二氧化碳的变压吸附过程,研究人员提出了多种吸附模型。
其中最常用的是Langmuir模型和Freundlich模型。
Langmuir模型假设吸附剂表面的吸附位点是均匀分布的,吸附过程符合单分子层吸附。
而Freundlich模型则假设吸附位点的分布是不均匀的,吸附过程符合多分子层吸附。
四、二氧化碳的变压吸附条件二氧化碳的变压吸附过程受到吸附剂的选择和吸附条件的控制。
吸附剂的选择应考虑其吸附容量、选择性和稳定性等因素。
而吸附条件包括温度、压力和流速等参数的控制。
温度的升高可以促进二氧化碳的解吸,压力的升高可以增加吸附剂的吸附容量,而流速的调控可以影响吸附剂与二氧化碳之间的接触时间和质量传递效率。
五、二氧化碳变压吸附技术的应用前景二氧化碳变压吸附技术在二氧化碳捕集和分离领域具有广阔的应用前景。
从变换气中分离氢,氮气和纯二氧化碳的变压吸附方法
从变换气中分离氢,氮气和纯二氧化碳的变压
吸附方法
1 变换气中分离氢、氮气和纯二氧化碳的变压吸附方法
变换气是有机物分子杂化混合物,是同时含有氢气、氮气、纯二
氧化碳以及其他气体的混合物,是重要的工业原料,从变换气中分离氢、氮气和纯二氧化碳,是高科技制备高品质工业原料的重要环节。
变压吸附是常用的变换气中分离氢气、氮气和纯二氧化碳的方法。
在变压吸附方法中,通常分三步操作:吸附步、变压步和洗脱步。
在
吸附步中,利用某种吸附剂将混合物中的氢气、氮气和纯气体分离,
在变压步中,改变剂的压力,将氢气、氮气和纯二氧化碳从吸附剂上
强制吸出;在最后一步,就是洗脱步,洗去剂中分离出的氢气和纯气体,使吸附剂重新处于准备吸附状态,从而实现循环可用。
由于变压吸附的操作过程简单,操作条件稳定,分离效率高,因
此变压吸附方法在变换气中分离氢气、氮气和纯二氧化碳方面得到了
广泛应用。
在实际工作中,为了提高变压吸附法的分离效率,研究者
在变压吸附方法的基础上,利用新型吸附剂、改善设备结构,改进分
离工艺,研制出适用于变换气中分离氢气、氮气和纯二氧化碳的现代
化工艺,从而更好地满足产业的发展需求。
总之,变换气中分离氢气、氮气和纯二氧化碳的变压吸附法,是
现代化的高科技装备,它不仅能满足工业工艺的要求,而且也能实现
节能、降低成本、减少污染,极大地改善了生产性能和环境污染,成为现代工业实践中非常重要的一种分离方法。
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。
二氧化碳吸附技术
二氧化碳吸附技术摘要:一、引言二、二氧化碳吸附技术的研究背景和意义三、二氧化碳吸附技术的原理和方法四、二氧化碳吸附技术的应用案例五、二氧化碳吸附技术的发展趋势和展望六、结论正文:一、引言随着全球气候变暖和环境污染问题日益严重,减少二氧化碳排放成为当前世界面临的重要问题。
二氧化碳吸附技术作为一种有效减少二氧化碳排放的手段,近年来得到了广泛的关注和研究。
本文将从二氧化碳吸附技术的研究背景和意义、原理和方法、应用案例、发展趋势和展望等方面进行详细介绍。
二、二氧化碳吸附技术的研究背景和意义二氧化碳(CO2)是造成温室效应的主要气体,其排放量不断增加导致全球气候变暖和环境恶化。
减少二氧化碳排放,提高能源利用效率,已成为全球共同关注的问题。
二氧化碳吸附技术作为一种有效的二氧化碳减排手段,具有广泛的应用前景。
三、二氧化碳吸附技术的原理和方法二氧化碳吸附技术是指利用吸附剂对二氧化碳进行选择性吸附,从而实现二氧化碳的分离和浓缩。
常见的二氧化碳吸附剂包括活性炭、分子筛、硅胶等。
二氧化碳吸附技术的方法主要包括静态吸附法、动态吸附法和变压吸附法等。
四、二氧化碳吸附技术的应用案例1.工业废气处理:工业生产过程中产生的废气中含有大量二氧化碳,采用二氧化碳吸附技术可以有效减少废气中二氧化碳的排放。
2.炼厂气分离:在石油炼制过程中,采用二氧化碳吸附技术可以实现炼厂气的分离和提纯。
3.碳捕获与储存:在燃煤电厂和钢铁厂等高碳排放行业,采用二氧化碳吸附技术可以实现碳捕获与储存,降低二氧化碳排放。
五、二氧化碳吸附技术的发展趋势和展望随着二氧化碳吸附技术的不断发展和应用,未来将呈现以下趋势:1.吸附剂材料的研发和优化:研究新型高性能吸附剂材料,提高二氧化碳吸附效率和稳定性。
2.吸附工艺的创新:研发高效、节能的吸附工艺,降低二氧化碳吸附过程中的能耗。
3.集成与优化:实现二氧化碳吸附技术与其他减排技术的集成与优化,提高整体减排效果。
六、结论二氧化碳吸附技术作为一种有效的二氧化碳减排手段,在工业生产、炼厂气分离和碳捕获与储存等领域具有广泛的应用前景。
二氧化碳吸附技术
二氧化碳吸附技术【实用版】目录一、引言二、二氧化碳吸附技术的研究背景和意义1.环境问题2.能源问题三、二氧化碳吸附技术的原理与方法1.吸附剂的选择2.吸附工艺四、二氧化碳吸附技术的应用案例1.工业废气处理2.油脂工业五、二氧化碳吸附技术的发展趋势六、总结正文一、引言随着工业化和城市化的加速发展,环境污染和能源短缺问题日益严重,其中二氧化碳排放量的增加导致的气候变化问题已成为全球关注的焦点。
因此,研究二氧化碳吸附技术具有重要的现实意义和科学价值。
二、二氧化碳吸附技术的研究背景和意义1.环境问题二氧化碳是导致温室效应的主要气体,其排放量的不断增加导致全球气候变暖,海平面上升,极端气候事件频发等问题。
因此,减少二氧化碳排放,降低大气中二氧化碳浓度,是应对气候变化的重要措施之一。
2.能源问题二氧化碳不仅是一种温室气体,还是一种宝贵的碳资源。
通过二氧化碳吸附技术,可以将大气中的二氧化碳捕获、浓缩、转化和利用,从而实现碳循环和碳中和,为我国能源转型和碳减排提供技术支持。
三、二氧化碳吸附技术的原理与方法1.吸附剂的选择吸附剂是二氧化碳吸附技术的核心,其性能直接影响到二氧化碳的吸附效果。
目前,常用的吸附剂包括活性炭、分子筛、硅胶、金属有机骨架等。
2.吸附工艺二氧化碳吸附工艺主要包括静态吸附和动态吸附两种。
静态吸附是指将吸附剂与二氧化碳混合,达到平衡后分离出吸附了二氧化碳的吸附剂。
动态吸附则是通过流动床或固定床吸附装置,使二氧化碳在吸附剂床层中流动,实现连续吸附。
四、二氧化碳吸附技术的应用案例1.工业废气处理工业生产过程中产生的废气含有大量二氧化碳,采用二氧化碳吸附技术可以有效减少废气中的二氧化碳含量,降低环境污染。
2.油脂工业在油脂工业中,二氧化碳吸附技术可以用于脱色、脱臭等工艺,提高食用油的品质。
此外,通过二氧化碳吸附技术,还可以从食用油中提取高纯度的脂肪酸甲酯,用于生物柴油生产。
五、二氧化碳吸附技术的发展趋势随着技术的发展,二氧化碳吸附技术在环保和能源领域的应用将越来越广泛。
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
2018/12/10
本装置工艺流程
2018/12/10
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
2018/12/10
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
2018/12/10
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。
2018/12/10
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
变压吸附制二氧化碳装置..
变压吸附制二氧化碳装置技术方案及报价书报价单位:四川同盛科技有限责任公司联系人:马文君四川自贡鸿福水泥有限公司CO2 气体回收技术方案第一部分公司简介1.4 四川同盛科技有限责任公司变压吸附技术的特点:变压吸附(PSA)技术是近 30 多年来发展起来的一项新型气体分离与净化技术。
其技术核心由工艺流程、吸附剂、吸附塔、程控阀门、控制技术等方面组成。
在工艺流程上,四川同盛科技有限责任公司开发的多塔(5~20 塔)流程都具有因地制宜从实际出发的特点,可根据原料气组成、压力、产品质量、装置规模的不同有机地将 TSA、PSA、VPSA、多段 PSA技术结合在一起,为用户提供最合理、最经济的工艺解决方案;在吸附剂研究上,同盛科技对国内外主要吸附剂生产厂家生产的吸附剂进行了大量的试验评选,筛选出了多种性能优良、价格适中的工业吸附剂。
在吸附塔上,四川同盛科技有限责任公司开发了气体分布效果更好、床层死空间更小的新型结构吸附塔。
在控制系统上,同盛科技开发“变压吸附专家系统”软件包可实现多塔连续自动切塔与恢复操作、变压吸附压力自适应调节、装置参数自动优化、系统安全联锁等功能,达到了国外先进水平。
第二部分工艺技术方案的选择及推荐意见1.0 工艺技术方案的选提纯 CO2 的方法有多种,大致可以分为化学吸收法、物理吸收法和物理吸附法三类为了达到经济合理的建设原则,本方案选择了化学吸收法的 MEA 法(方案一)和物理吸附法的 PSA 法(方案二)作为比较,为询价方最终决策提供依据。
1.1 方案一,新型 MEA 化学吸收法化学吸收法是利用 CO2 为酸性气体可以与碱性物质反应的原理进行吸收分离。
常用的碱性吸收剂有:碱金属碳酸盐水溶液,乙醇胺水溶液等。
其中碳酸钠溶液吸收法具有工艺技术成熟、设备简单和投资少的特点,国内不少以石灰窑气为气源的工厂采用此法生产商品 CO2 ,但该法的主要缺点是生产率低。
因此,本方案采用目前先进的 MEA 法作为技术方案。
二氧化碳变压吸附气体分离实验装置技术方案
二氧化碳变压吸附气体分离实验装置技术方案下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成,希望大家下载以后,能够帮助大家解决实际的问题。
文档下载后可定制随意修改,请根据实际需要进行相应的调整和使用,谢谢!并且,本店铺为大家提供各种各样类型的实用资料,如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等,如想了解不同资料格式和写法,敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by the editor. I hope that after you download them, they can help yousolve practical problems. The document can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you!In addition, our shop provides you with various types of practical materials, such as educational essays, diary appreciation, sentence excerpts, ancient poems, classic articles, topic composition, work summary, word parsing, copy excerpts,other materials and so on, want to know different data formats and writing methods, please pay attention!随着工业化进程的不断加快,二氧化碳排放量不断增加,对环境和气候产生了严重影响。
co2变压吸附
CO2变压吸附(Pressure Swing Adsorption,PSA)是一种用于分离和捕获二氧化碳的技术。
该技术主要基于吸附剂对CO2和其他气体(如氮气、甲烷等)的选择性吸附差异,通过改变压力来实现CO2的分离和富集。
CO2变压吸附过程主要包括以下几个步骤:
1. 吸附:在高压下,吸附剂吸附CO2,使其与其他气体分离。
吸附过程通常在吸附塔内进行。
2. 解吸:降低压力,使吸附在吸附剂上的CO2解吸出来。
解吸过程通常在解吸塔内进行。
3. 再生:为了使吸附剂能够持续吸附CO2,需要对解吸出的CO2进行再生。
再生过程可以是升温、降压或其他方法。
4. 循环:将吸附、解吸和再生过程反复进行,实现CO2的连续分离和富集。
CO2变压吸附技术在以下几个方面具有优势:
1. 高效分离:PSA技术可以实现高纯度的CO2分离,有助于降低碳排放。
2. 能源利用率高:PSA过程可与燃煤、燃气等发电厂的烟气处理系统相结合,提高能源利用率。
3. 环保:CO2捕获和储存有助于减缓全球气候变暖,符合我国低碳发展战略。
4. 广泛应用:CO2变压吸附技术可应用于电力、石油化工、钢铁等行业,减少CO2排放。
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2020/4/6 水
☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆
强
PSA原理:
吸附等温线
吸
变压吸附
附
⊿Qp
量 ⊿Qtp
⊿Qt
B
A T1
T2 D
温度 T2>T1 C
P1
P2
组分分压
2020/4/6
Langmuir 吸附等温方程来描述:
Ai K 1 Xi P 1 K 2 Xi P
(Ai:吸附质 i 的平衡吸附量, K1、K2: 吸附常数 ,
2020/4/6
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
工远程关闭加热器。 • 在按下紧急停车按钮后,HSC-2114远程关闭加热器。
PIC-3112控制说明: • 在自动控制状态下,PIC-3112压力给定越高,PV-3112开启度越小,输
出由PLC自动完成PID控制。 • 在自动控制状态下,PV-3112的开启度可人工在0—100%灵活开启。
工艺设备一览表
1
1100 1100
1
1
2000 2000
1
2
1200 2400
1
90
90
1
365 365
4
1200 4800
1
1050 1050
1
1050 1050
注意事项: 吸附剂装填
1) 由于吸附剂均具有较强的吸水性,特别是分子筛吸附剂的吸水性极 强,一旦吸水,在常温下无法再生。所以在吸附剂运输过程中,应保证吸附 剂的完好 密封和干燥状态。
变压吸附技术介绍
2020/4/6
PSA气体提纯技术特点
与深冷、膜分离、化学吸收等气体分离与提纯技术相比,变压吸附技术 之所以能得到如此迅速的发展是与其具有的下列特点分不开的。 ⑴ 产品纯度高:对于绝大多数气源,变压吸附几乎可除去其中的所有杂质, 得到纯度大达90-99.999%的产品。 ⑵ 工艺流程短:对于含有多种杂质的气体,在大多数情况下变压吸附都可 以一步将各种杂质脱除而获得所需产品。 ⑶ 原料气适应性强:对于杂质包括H2O、N2、O2、CO、CO2、烃类、硫化物、 氮氧化物等多种组分的复杂气源,均可利用变压吸附予以提纯。 ⑷ 操作弹性大:变压吸附氢提纯装置的操作弹性一般可达30~120% ⑸ 产品纯度易调节:只需调整运行参数,变压吸附氢提纯装置即可得到各 种不同纯度的产品以用于不同的目的。 ⑹ 操作简便:变压吸附装置的设备简单、运转设备少,且全部是自动化操 作,开停车一般只需0.5~2小时。 ⑺ 能耗低、运行费用小:变压吸附装置一般都在常温和中、低压力下进行, 且正常操作下吸附剂可与装置同寿命。
PLC自动完成PID控制。 • 在手动控制状态下,TY-2114的值可人工在0—100%灵活开启。 • 在预处理时序联锁状态下,当预处理塔两台均未处于加热状态时,强制关
闭电加热炉电源。 • 在电加热炉出口温度联锁状态下,当TAHH-2114高高报发生时,强制关
闭电加热炉电源。 • 当电加热炉表温度TAHH-2113高高报发生时,强制关闭电加热炉电源。 • 当再生气流量度FALL-2112低低报发生时,强制关闭电加热炉电源。 • 在手动控制状态下,HSO-2114可人工远程开启加热器,HSC-2114可人
PIC-1108控制说明: • 在自动控制状态下,PIC-1108压力给定值越高,VFD-1108频率越高,输出由
PIC自动完成PID控制。 • 在手动控制状态下,VFD-1108的频率可人工在0—100%灵活开启。
FIC-2112控制说明: • 在自动控制状态下,FIC-2112流量给定越高,FV-2112开启度越小,输出由
P:吸附压力,Xi:吸附质 i 的摩尔组成)。
PSA原理:
几种常见组分的吸附等温线
Adsorption Isthern (STATIC SORB AT 38C)
Volume Adsorption
H2 Ar O2 N2 CO CH4 CO2 C2 C3
10
100
200
300
400
500
600
700
800
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
T1
T2
T3
T4 T1
T2
T3
T4
T1
T2
T3
T4 T1
T2
T3
T4
1A
A
A
A
1D 2D D
V
V
V
V
2R 1R O
FR FR
2 1R O
升压过程 用处理后的气体逆着吸附方向将吸附塔加压至吸附压力,至此吸附塔就又可以 进行下一次吸附了。 预处理单元、2台吸附罐、1台电加热器、1台冷却器构成。
2020/4/6
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)
一氧化碳
☆☆☆☆☆
二氧化碳
☆☆☆☆☆☆
乙烷
☆☆☆☆☆☆
乙烯
☆☆☆☆☆☆☆
丙烷
☆☆☆☆☆☆☆
异丁烷
☆☆☆☆☆☆☆☆
丙烯
☆☆☆☆☆☆☆☆
硫化氢
☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆
硫醇
☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆
苯
☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆
甲苯
☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆
乙基苯
☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆
苯乙烯
☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆
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。
2020/4/6
吸附剂
1.活性氧化铝 2.硅胶 3.活性炭 4.沸石分子筛 5.碳分子筛
2020/4/6
PSA原理:
不同气体在沸石分子筛上的吸附力排序
氦气
☆
弱
氢气
☆
氩气
☆☆
氧气
☆☆
氮气
☆☆☆
甲烷
☆☆☆☆☆
降压过程 吸附塔逆着吸附方向,即朝着入口端卸压,气体去放空管。
加热脱附杂质 装置采用净化后气体加热至160℃,逆着吸附方向吹扫吸附层,使吸附杂质在 加温下得以完全脱附,再生后的解吸气冷缺后并至净化气体。
冷却吸附剂 脱附完毕后,停止加热再生气,用常温再生气逆着进气方向吹扫吸附床层,使 之冷却至吸附温度。吹冷后的解吸气也冷却后并至净化气体。
传质 区
饱和 区
纯净 区
传质 区
纯净 区
解吸气
解吸气
均压减压
逆向减压
冲洗或 抽真空
2020/4/6
N2、 CO
CH4 、C02
CO2 C2.C3
再生前的吸附塔状态
本装置设计参数:
1.1装置处理能力
4000Nm3/d
1.2装置设计操作弹性
50~110%
1.3设计条件
原料气名称:
油田 伴生气
原料气进装置压力: 40-100KPa(G)
2020/4/6
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
2) 在吸附剂装填前,应严格检查吸附塔底部分布器的完好性,然后采 用干燥的仪表空气进行彻底置换。
T1
T2
T3
T4
T1
T2
T3
T4
T201
A
A
A
A
D
C
FR
T202
D
H
C
FR
A
A
A
A
2020/4/6
预处理流程叙述:
来自压缩工序的气体进入预处理塔,在吸附剂的选择吸附下,原料气中的绝大 部分C5+被脱除,再进入变压吸附单元。
变温吸附的工作过程包括: 吸附过程
原料气中C5+重烃类杂质在常温下被吸附下来,净化后的气体去变压吸附提浓 CO2吸附塔。当预处理塔吸附饱和后即转入再生过程。
FR FR A
A
A
A
1D
2D
D
V
V
V
V
2R
3V
V
V
2R 1R O
FR FR A
A
A
A
1D 2D D
V
4 1D 2D D
V
V
V
V
2R 1R O
FR FR A
A
A
A
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变压吸附流程叙述:
变压吸附单元由4台吸附罐、2台缓冲罐、1台真空泵构成。 在吸附塔中原料气中CO2被选择性吸附下来,净化后的气体去燃烧。 当吸附塔中吸附杂质的传质区前沿(称为吸附前沿)到达床层出口预留段某 一位置时,停止吸附,转入再生过程。 吸附剂的再生过程依次如下: a.均压降压过程 这是在吸附过程结束后,顺着吸附方向将塔内的较高压力的气体放入 其它已完成再生的较低压力吸附塔的过程,这一过程不仅是降压过程,更 是增浓CO2的过程,本流程共包括了二次连续的均压降压过程。 b逆放过程 在均压结束、吸附前沿已达到床层出口后,逆着吸附方向将吸附塔压 力降至接近常压,此时被吸附的CO2开始从吸附剂中大量解吸出来,解吸 气放空。 c真空过程 逆放结束后,为使吸附剂得到彻底的再生,用真空泵对床层抽真空, 进一步降低吸附质组分的分压,并将吸附质解吸出来。解吸气放空。