变压吸附工艺
变压吸附工艺的发展历程
变压吸附工艺的发展历程
20世纪初,变压吸附工艺开始被工业界广泛应用。
最初,这种
技术主要用于气体的分离和纯化,例如氢气的制备和氧气的制备。
随着工业化进程的加速,对分离技术的需求也越来越迫切,变压吸
附工艺逐渐成为了解决这一难题的重要手段。
随着科学技术的不断进步,变压吸附工艺也得到了迅速的发展。
20世纪50年代,随着分子筛和活性炭等新型吸附剂的问世,变压
吸附工艺的效率和适用范围得到了大幅提升。
分子筛和活性炭等新
型吸附剂具有比传统吸附剂更高的吸附能力和选择性,使得变压吸
附工艺在石油化工、环保等领域得到了广泛应用。
21世纪以来,随着纳米技术、材料科学等领域的不断发展,新
型吸附材料的研发和应用不断涌现。
例如,金属有机骨架材料(MOF)和石墨烯等新型材料的引入,使得变压吸附工艺在气体分离、CO2
捕集等方面取得了显著的进展。
总的来说,变压吸附工艺经过了近一个世纪的发展,从最初的
简单应用到如今的高效分离和纯化技术,其在化工、环保等领域的
地位和作用日益凸显。
随着新型材料和技术的不断涌现,相信变压吸附工艺在未来会有更广阔的发展空间。
变压吸附 工艺流程
变压吸附工艺流程变压吸附技术(Pressure Swing Adsorption,PSA)是一种常用的分离纯化技术,广泛应用于工业领域。
其工艺流程包括压缩、去湿、精制、析吸、排空和再循环等几个步骤。
首先,原料气体经过压缩,将其输送到变压吸附系统中。
在压缩过程中,气体的压力增加,使其更易被吸附剂吸附,提高分离效果。
然后,压缩后的气体进入去湿装置,除去其中的水分和湿气。
水分和湿气的存在会影响吸附剂的吸附效果,需要通过去湿工艺将其去除。
接下来,气体进入精制装置,通过特定的吸附剂来进行分离纯化。
吸附剂是一种具有选择吸附性能的材料,它可以根据不同气体的吸附特性来将其分离出来。
在精制过程中,气体与吸附剂接触并被吸附,从而实现不同气体的分离。
吸附剂会选择性地吸附某种气体,而对其他气体则不起作用。
随后,经过精制的气体进入析吸过程,吸附剂释放吸附的气体。
析吸是指经过一定条件的改变,使吸附剂从吸附态变为非吸附态,从而将吸附的气体释放出来。
这样,被分离的气体就可以被收集和利用。
在析吸后,系统需要排空,以将剩余的气体排除。
这样可以保证下一轮循环的初始气体清洁,避免不同批次的气体相互干扰。
最后,系统通过再循环的方式将气体回收。
回收的气体再经过压缩、去湿、精制、析吸等步骤,循环利用。
这样既能节约能源,又能提高工艺流程的经济性和环境友好性。
总之,变压吸附工艺流程是一种高效、可靠的气体分离纯化技术。
通过一系列的步骤,可以将混合气体中的不同成分分离出来,达到纯化和回收的目的。
在工业生产中,变压吸附技术被广泛应用于气体纯化、空气分离、液化天然气分离等领域,发挥着重要的作用。
变压吸附工艺
变压吸附工艺变压吸附啊,就像是气体世界里的超级分拣员,而且是那种超级有个性的。
你想啊,那些气体混合在一起就像一群调皮的小怪兽,乱哄哄地挤成一团。
变压吸附就大摇大摆地走过来,像个有超能力的大侠。
它对这些气体说:“嘿,你们这些小家伙,该各回各家啦!”这个工艺的原理呢,就像是在玩一场神奇的挤压游戏。
通过改变压力,就好比是给气体们来一场压力大冒险。
那些不同的气体啊,在压力变化的时候就像是一群受了惊的小动物,反应各不相同。
有的气体特别胆小,稍微一变压就乖乖地被吸附住了,就像被胶水粘住的小虫子。
而有的气体则比较调皮,怎么变压都还想在外面晃悠,就像那种永远不想回家的野孩子。
这变压吸附的设备呢,看起来就像是一个巨大的迷宫。
气体们就像一群小迷糊,懵懵懂懂地在里面转。
那些吸附剂就像是迷宫里的小陷阱,专门等着气体们上钩呢。
而且啊,这整个过程就像是一场精心编排的舞蹈。
压力在那里起起伏伏,就像音乐的节奏,吸附剂和气体就跟着这个节奏在那里舞动。
有时候我觉得变压吸附就像是一个超级挑剔的美食家。
它只挑选自己喜欢的“气体美食”,把那些不符合它口味的就丢在一边。
那些被选中的气体,就像是被美食家看中的顶级食材,被小心翼翼地收集起来。
要是把气体混合体比作一锅大杂烩的话,变压吸附就是那个拿着大勺在里面挑挑拣拣的大厨。
它能精准地把各种成分给分出来,就像大厨能从一锅乱炖里挑出每一种蔬菜和肉一样神奇。
这个工艺在工业上那可是相当厉害的角色。
就像一个隐藏在幕后的大英雄,默默地把各种气体整理得井井有条。
要是没有它,那些气体估计还在那里乱糟糟地打闹呢,就像一群没有老师管的小学生。
变压吸附还特别像一个时间管理大师。
它能在很短的时间内就把气体们处理得妥妥当当,效率高得吓人。
就像那种眨眼间就能把房间收拾得干干净净的家政高手。
它也像是一个永远不会出错的质检员。
不管气体混合体有多复杂,它都能准确无误地把里面的成分检测出来并且分离开,就像有一双透视眼一样神奇。
变压吸附真的是一个超级有趣又超级实用的工艺,就像一个充满无限魅力的魔法盒,不断给我们带来惊喜呢。
变压吸附工艺介绍
第一节气体吸附分离的基础知识一、吸附的定义当气体分子运动到固体表面上时,由于固体表面的原子的剩余引力的作用,气体中的一些分子便会暂时停留在固体表面上,这些分子在固体表面上的浓度增大,这种现象称为气体分子在固体表面上的吸附。
相反,固体表面上被吸附的分子返回气体相的过程称为解吸或脱附。
被吸附的气体分子在固体表面上形成的吸附层,称为吸附相。
吸附相的密度比一般气体的密度大得多,有可能接近液体密度。
当气体是混合物时,由于固体表面对不同气体分子的压力差异,使吸附相的组成与气相组成不同,这种气相与吸附相在密度上和组成上的差别构成了气体吸附分离技术的基础。
吸附物质的固体称为吸附剂,被吸附的物质称为吸附质。
伴随吸附过程所释放的的热量叫吸附热,解吸过程所吸收的热量叫解吸热。
气体混合物的吸附热是吸附质的冷凝热和润湿热之和。
不同的吸附剂对各种气体分子的吸附热均不相同。
按吸附质与吸附剂之间引力场的性质,吸附可分为化学吸附和物理吸附。
化学吸附:即吸附过程伴随有化学反应的吸附。
在化学吸附中,吸附质分子和吸附剂表面将发生反应生成表面络合物,其吸附热接近化学反应热。
化学吸附需要一定的活化能才能进行。
通常条件下,化学吸附的吸附或解吸速度都要比物理吸附慢。
石灰石吸附氯气,沸石吸附乙烯都是化学吸附。
物理吸附:也称范德华(van der Waais) 吸附,它是由吸附质分子和吸附剂表面分子之间的引力所引起的,此力也叫作范德华力。
由于固体表面的分子与其内部分子不同,存在剩余的表面自由力场,当气体分子碰到固体表面时,其中一部分就被吸附,并释放出吸附热。
在被吸附的分子中,只有当其热运动的动能足以克服吸附剂引力场的位能时才能重新回到气相,所以在与气体接触的固体表面上总是保留着许多被吸附的分子。
由于分子间的引力所引起的吸附,其吸附热较低,接近吸附质的汽化热或冷凝热,吸附和解吸速度也都较快。
被吸附气体也较容易地从固体表面解吸出来,所以物理吸附是可逆的。
变压吸附脱碳工艺流程及主要设备讲解
变压吸附脱碳工艺流程及主要设备讲解下载温馨提示: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。
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简述变压吸附制氢工艺
关键设备与材料
关键设备与材料
关键设备
变压吸附制氢工艺的关键设备包括
原料气预处理设备:用于去除原料气 中的杂质
吸附塔:装填有吸附剂的吸附塔是实 现氮气和氢气分离的核心设备
压力调节器:用于控制原料气和产品 气的压力
解吸器:使被吸附的氮气解吸
产品气输出设备:用于输出产品气
吸附剂再生设备:在较低压力下使吸 附在吸附剂上的氮气完全解吸
吸附剂再生:完成上述步骤后, 需要对吸附剂进行再生处理,以 便进行下一轮的吸附过程。再生 通常是在较低压力下进行的,以 使吸附在吸附剂上的氮气完全解
吸
1
2
3
4
5
加压吸附:将预处理后的原料气 在加压条件下通过装填有吸附剂 的吸附塔,此时氮气被吸附剂选 择性吸附,而氢气则通过吸附塔
继续前行
产品气处理:解吸后的氮气作为 产品气输出,而氢气则可能需要 进一步处理,如进行纯化或液化
变压吸附制氢工艺的流程 通常包括以下几个步骤
原料气准备:首先,需要将原料 气进行预处理,以去除其中的杂 质,如二氧化碳、水分等,避免 这些杂质对后续的吸附过程产生
影响
工艺流程
减压解吸:经过加压吸附后的吸 附塔,通过减压手段使被吸附的 氮气解吸,同时使氢气继续留在 吸附剂中。这一步实现了氮气和
氢气的分离
简述变压吸附制 氢工艺
指导老师:xxx
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1 工艺流程 2 关键设备与材料
简述变压吸附制氢工艺
变压吸附(PSA)制氢工艺是一种常用的制备氢 气的方法,其通过吸附剂在加压和减压之间变
化,实现对氮气和氢气的选择性吸附和解吸
这种工艺具有高效、环保、操作简便等优点, 广泛应用于工业和实验室领域
变压吸附三个基本步骤
变压吸附三个基本步骤
变压吸附(Pressure Swing Adsorption, PSA)是一种用于分离气体混合物中组分的工艺。
PSA主要包括以下三个基本步骤:
1.吸附:
•混合气体通过吸附器(adsorber)床时,其中的特定组分会被吸附到吸附剂上。
吸附剂通常是多孔性的固体物质,
例如活性炭、分子筛等。
在吸附阶段,吸附剂选择性地吸
附其中的某一种或几种气体成分,而其余成分通过吸附床,
形成富集的气体。
2.脱附(Desorption):
•当吸附床达到饱和,需要进行脱附操作。
这时,通过减压或改变吸附床的操作条件,降低系统的压力,从而使吸附
剂释放之前吸附的气体成分。
这个步骤通常涉及到减压和
/或升温,以推动被吸附的气体从吸附剂表面脱附出来。
3.再生和压力平衡:
•脱附后的吸附床被认为是再生的,可以重新投入使用。
为了保证PSA系统的连续运行,通常使用两个或多个吸附
床,交替进行吸附和脱附。
在这个步骤中,通常通过调整
压力平衡,将另一个床投入吸附阶段,而将先前用于吸附
的床进行脱附和再生。
总体来说,PSA是一种通过周期性地调整压力来实现气体分离的方法。
它在吸附和脱附阶段的交替操作中,实现了对气体混合物中特
定成分的高效分离。
这种技术广泛应用于气体纯化、气体分离和气体富集等工业和实验室领域。
变压吸附工艺流程图
变压吸附工艺流程图变压吸附(PSA)工艺是一种通过变压循环吸附材料来分离混合物的技术。
下面是一个基本的变压吸附工艺流程图:1. 进料与预处理:原料气体通过进料口进入系统。
如果有必要,进料气体会首先经过预处理单元进行除湿、去除油和除尘等处理,以保证气体的质量。
2. 压缩:经过预处理的气体被送入压缩机中,通过压缩将气体压缩到更高的压力。
这一步骤的目的是提高吸附材料吸附气体的能力。
3. 吸附:压缩后的气体进入吸附器(也称为吸附柱或吸附塔),吸附器里装有吸附剂(通常是颗粒状的固体物质)。
吸附剂有选择性地吸附气体中的某些成分,将其从混合物中分离出来。
吸附过程通常是通过物理吸附或化学吸附实现的。
4. 缓压:当吸附器中的压力达到一定的限制时,需要将压力缓慢地释放掉,以便吸附剂重新获得吸附能力。
这一步骤称为缓压。
5. 排放:经过缓压后的尾气被排放出系统,可进一步经过处理或直接排放到大气中。
6. 脱附:为了将吸附剂中吸附的物质释放出来,需要将吸附器的压力降低到非常低的程度。
这一步骤称为脱附。
7. 冲洗:脱附后,吸附器需要进行一次冲洗,以去除吸附器内残留的吸附剂和吸附的物质。
冲洗通常使用一种与吸附剂不发生反应的流体来进行。
8. 再生:冲洗后,吸附器需要进行再生,以使吸附器重新具备吸附能力。
再生通常包括将吸附剂暴露在适当的温度和压力下,以将吸附剂中吸附的物质彻底脱除。
9. 准备下一个周期:再生后,吸附器恢复到初始的工作状态,准备好进行下一个吸附周期。
PSA工艺是一种高效、灵活、节能的分离技术,在气体分离、气体净化等领域有广泛的应用。
通过合理设计和控制各个环节的参数,可以实现对混合物中不同成分的高纯度分离和回收。
《变压吸附法富集低浓度煤层气中甲烷的工艺与过程研究》
《变压吸附法富集低浓度煤层气中甲烷的工艺与过程研究》篇一一、引言随着煤层气的开采和利用日益受到重视,如何有效地从低浓度煤层气中提取甲烷成为了关键的技术难题。
变压吸附法作为一种新型的分离技术,因其具有高效、节能、环保等优点,被广泛应用于煤层气中甲烷的富集。
本文将详细探讨变压吸附法富集低浓度煤层气中甲烷的工艺与过程。
二、变压吸附法的基本原理变压吸附法是一种基于气体吸附特性的分离技术。
其基本原理是利用吸附剂在不同压力下对气体组分的吸附能力差异,实现气体的分离和富集。
在低浓度煤层气中,甲烷的含量较低,通过变压吸附法,利用特定的吸附剂在特定压力下对甲烷的高效吸附能力,从而达到甲烷的富集。
三、变压吸附法富集甲烷的工艺流程1. 预处理:对原始低浓度煤层气进行除尘、除水等预处理,以减少杂质对后续工艺的影响。
2. 压缩:将预处理后的气体进行压缩,提高其压力,为后续的吸附过程提供条件。
3. 吸附:将压缩后的气体通过吸附剂床层,利用吸附剂对甲烷的高效吸附能力进行甲烷的吸附富集。
4. 解析:将吸附剂床层降低压力或加热,使甲烷从吸附剂中解析出来,得到富集的甲烷气体。
5. 循环:解析出的甲烷气体可进行进一步的处理和利用,同时将解析后的吸附剂进行再生,循环使用。
四、变压吸附法富集甲烷的过程研究1. 吸附剂的选择:选择合适的吸附剂是变压吸附法的关键。
常用的吸附剂有活性炭、分子筛等。
针对低浓度煤层气的特点,应选择具有高甲烷吸附能力、高选择性、低成本、易再生的吸附剂。
2. 操作条件的优化:操作条件如压力、温度、流速等对变压吸附法的效果有重要影响。
通过实验和模拟,找到最佳的操作条件,提高甲烷的富集效果。
3. 工艺参数的调整:根据实际情况,对工艺参数如压缩比、解析比、循环时间等进行调整,以达到最佳的富集效果。
五、结论变压吸附法是一种有效的低浓度煤层气中甲烷富集技术。
通过选择合适的吸附剂、优化操作条件和调整工艺参数,可以实现甲烷的高效富集。
变压吸附制氮机的工艺流程简介
变压吸附制氮机的工艺流程简介
变压吸附制氮机是一种利用吸附材料吸附和解吸气体的原理来分离空气中的氮气和其他成分的设备。
它的工艺流程主要包括以下几个步骤:
1. 压缩空气进入压缩机:将进入制氮机的空气经过压缩机进行压缩,增加空气的压力。
2. 空气冷却:经过压缩的空气进入冷却器进行冷却,降低空气的温度。
3. 氧氮分离:冷却后的空气进入变压吸附装置,吸附装置内装有吸附材料,其中通入的空气中的氮气会被吸附材料吸附,而氧气和其他成分则通过。
4. 吸附材料再生:当吸附材料饱和或达到一定程度时,需要将吸附材料中的吸附气体解吸出来,这个过程称为再生。
再生可以通过调节吸附装置的压力和温度来实现。
5. 氮气收集:通过氮气储存罐或管道将解吸出的氮气收集起来,并供应给需要的地方使用。
6. 重复循环:以上步骤循环进行,一边进行吸附和氧氮分离,一边进行吸附材料再生,保证持续地生产氮气。
这是变压吸附制氮机的基本工艺流程,具体的操作和控制参数可以根据不同的设备和应用场景来进行调整。
变压吸附工艺流程
变压吸附工艺流程物料在精馏低塔系统处理完毕后,剩余的不凝气体经过预热器预热进入吸附塔,乙炔和氯乙烯被吸附下来,无法被吸附剂吸附下来的其他气体通过尾排阀门排放到大气中。
吸附饱和的吸附塔经过压力均降,逆放,抽空一,抽空二,抽冲,抽空三,压力均升,终充8个步骤进行处理,塔内吸附的乙炔和氯乙烯完全解吸出来,通过压力差和真空泵送入转化。
下面将变压吸附的9个步骤进行分步介绍:1、吸附不凝气体在尾排前进入预热器,原料气在预热器内加热到40℃后,通过KV1阀送到吸附塔内。
六塔流程为两个塔同时进行吸附,其他四个塔进行处理。
原料气内氯乙烯和乙炔在吸附塔内被吸附下来,剩余未被吸附的气体,经过KV2阀到达尾排,通过压力调节阀门排放至空气中。
此过程需要的时间为804S,压力比精馏系统的压力低0.02MPa,在0.47~0.49 MPa。
总时间的设定是根据原料气流量、净化气内的氯乙烯和乙炔含量决定的。
如精馏系统出现波动,变压吸附的压力也同时跟着波动。
所以,我们在操作时,要保证精馏压力及原料气的流量稳定。
当精馏停车时,系统通过KV10,KV11或KV15,KV16阀切换至直排;精馏压力低到设定值(0.45 MPa)时,系统自动进行切换。
2、压力均降吸附结束后,饱和的吸附塔在设定好的T2步骤进行压力降,通过KV5和KV9阀,将吸附塔内的压力泄入中间罐内。
均降步骤在16S 就可完成,剩余的时间留给抽空三,使得抽空三步压力尽可能的抽至-0.09MPa吸附塔的解吸更彻底。
吸附塔压力由0.48MPa降至0.22MPa。
3、逆放均压结束后,吸附塔的逆放为T4和T6步骤,共计130S。
此时,吸附塔的压力通过KV17阀进入转化二级混脱,为防止转化压力波动,控制HV102阀门的开度调节,使气体的压力缓慢释放。
压力由0.22MPa降至0.04~0.05MPa。
HV102的斜率系数为1.00,阀门的最小开度为25%,最大开度为100%。
4、抽空一逆放结束后为吸附塔的T8抽空一,打开KV18或KV19阀控制HV102阀门的开度,真空泵设定的时间为132S,达到要求的真空度-0.05 MPa 。
《变压吸附法富集低浓度煤层气中甲烷的工艺与过程研究》
《变压吸附法富集低浓度煤层气中甲烷的工艺与过程研究》篇一一、引言随着煤层气开采的日益普及,如何有效富集其中的甲烷成为了研究的热点。
低浓度煤层气中甲烷的富集对于提高能源利用效率、减少环境污染具有重要意义。
变压吸附法作为一种有效的气体分离技术,在煤层气甲烷富集领域得到了广泛应用。
本文将详细探讨变压吸附法的工艺流程、操作原理及其在低浓度煤层气甲烷富集中的应用。
二、变压吸附法概述变压吸附法是一种通过改变压力和吸附剂的性质来实现气体分离的技术。
其基本原理是利用吸附剂在不同压力下对气体组分吸附能力的差异,达到分离目的。
该方法具有操作简便、投资成本低、能耗小等优点,因此在煤层气甲烷富集领域具有广泛的应用前景。
三、工艺流程1. 原料气预处理:首先对低浓度煤层气进行除尘、脱硫等预处理,以降低杂质对吸附过程的影响。
2. 吸附过程:将预处理后的原料气通过吸附塔,利用吸附剂对甲烷的吸附作用,实现甲烷与其他气体的分离。
3. 降压解吸:通过降低吸附塔的压力,使吸附剂上的甲烷解吸出来,实现甲烷的回收。
4. 循环利用:解吸出的甲烷经过冷凝、分离等后处理,得到高纯度的甲烷产品,同时吸附剂得到再生,进入下一轮的吸附过程。
四、操作原理变压吸附法的核心在于吸附剂的选择和操作条件的控制。
常用的吸附剂包括活性炭、分子筛等,这些吸附剂对甲烷具有较高的吸附能力。
通过改变操作压力,使甲烷在吸附剂上的吸附量发生变化,从而达到分离的目的。
在吸附过程中,原料气中的甲烷被吸附剂吸附,其他气体组分则通过;在解吸过程中,降低压力使吸附剂上的甲烷解吸出来。
五、影响因素及优化措施1. 影响因素:影响变压吸附法富集低浓度煤层气中甲烷的因素包括原料气的组成、操作压力、吸附剂种类及性能等。
2. 优化措施:针对不同煤层气的特点,选择合适的吸附剂和操作条件;通过改进工艺流程,提高甲烷的回收率和纯度;加强设备的维护和保养,确保设备的稳定运行。
六、应用前景变压吸附法在低浓度煤层气甲烷富集领域具有广阔的应用前景。
变压吸附工艺流程
变压吸附工艺流程
《变压吸附工艺流程》
变压吸附工艺是一种用于气体分离和纯化的重要技术。
在这种工艺中,通过变化吸附剂的压力来实现对气体的吸附和解吸。
这种工艺的流程非常复杂,需要严格控制各个环节,以下是一般的变压吸附工艺流程:
1. 吸附塔充填:首先,将吸附塔充填有吸附剂。
吸附剂通常是一种多孔物质,比如活性炭或分子筛,具有较大的比表面积和吸附能力。
2. 吸附:待吸附剂充填完毕后,将需要处理的气体进入吸附塔。
由于吸附剂的存在,气体中的特定成分将被吸附在吸附剂表面上,而其他成分则能够通过。
3. 降压解吸:当吸附塔中的吸附剂吸附饱和后,需要进行解吸操作。
这时,通过降低吸附塔内的压力,让吸附剂释放吸附的成分,从而实现气体的纯化。
4. 冲洗:在解吸后,为了保持吸附塔的性能,通常还需要进行冲洗操作,将残留在吸附剂中的杂质清洗掉。
5. 再生:如果吸附剂经过多次使用后吸附性能下降,就需要进行再生操作。
这一步通常包括加热或冷却吸附塔,让吸附剂恢复吸附能力。
总的来说,变压吸附工艺流程包括吸附、解吸、冲洗和再生四个基本步骤。
通过严格控制这些步骤,可以实现对气体的高效分离和纯化,符合工业生产需求。
浅谈PSA变压吸附制氢工艺及优化
浅谈PSA变压吸附制氢工艺及优化摘要:随着能源和环境问题的日益严重,氢能作为一种清洁、高效的能源载体,正逐渐成为全球能源转型的重要方向。
PSA变压吸附制氢工艺是一种广泛应用的制氢技术,具有工艺简单、能耗低、操作方便等优点。
本文将介绍PSA变压吸附制氢工艺的原理、流程,并提出几点优化建议,以提高氢气回收率,减少能源消耗,降低生产成本,同时提高产品质量和竞争力。
关键词:PSA;变压吸附;制氢工艺;优化1.PSA变压吸附制氢工艺原理及流程PSA变压吸附制氢工艺是一种物理分离技术,利用吸附剂在不同压力下对气体组分的吸附容量不同的特性,通过周期性的加压和减压操作,实现不同组分的分离。
具体来说,PSA工艺通过以下步骤实现制氢:1.1进料气预处理进料气通常含有一定量的水蒸气、二氧化碳等杂质,这些杂质不仅会影响吸附剂的性能,还会缩短其使用寿命。
因此,为了确保吸附剂能够持续稳定地工作,需要对进料气进行预处理,以去除这些杂质。
预处理方法多种多样,常用的包括冷却、干燥、压缩等。
在冷却处理中,进料气通过一系列的冷却器,被冷却介质所冷却,使得水蒸气等杂质冷凝成液态或固态,然后通过分离器等装置将其去除。
干燥处理则是通过干燥剂将进料气中的水分吸收,以降低其湿度,保证吸附剂不受潮。
压缩处理则是通过压缩机将进料气加压,使得杂质分子在高压下更容易从气态变为液态或固态,进而被去除。
1.2吸附塔分离经过预处理后的进料气进入吸附塔,这是实现氢气分离的核心装置。
在吸附塔中,吸附剂装填在塔内,通过周期性的加压和减压操作,实现不同组分的分离。
在加压阶段,吸附剂对氢气组分进行吸附,使得氢气被固定在吸附剂表面,而其他组分则无法被吸附,从而从塔顶排出。
这个阶段中,氢气被选择性吸附在吸附剂表面,为后续的分离奠定了基础。
在减压阶段,吸附在吸附剂表面的氢气组分被解吸出来,并从塔底排出。
随着压力的降低,氢气分子逐渐离开吸附剂表面,从而实现与其他组分的分离。
变压吸附工艺流程
变压吸附工艺流程物料在精馏低塔系统处理完毕后,剩余的不凝气体经过预热器预热进入吸附塔,乙炔和氯乙烯被吸附下来,无法被吸附剂吸附下来的其他气体通过尾排阀门排放到大气中。
吸附饱和的吸附塔经过压力均降,逆放,抽空一,抽空二,抽冲,抽空三,压力均升,终充8个步骤进行处理,塔内吸附的乙炔和氯乙烯完全解吸出来,通过压力差和真空泵送入转化。
下面将变压吸附的9个步骤进行分步介绍:1、吸附不凝气体在尾排前进入预热器,原料气在预热器内加热到40℃后,通过KV1阀送到吸附塔内。
六塔流程为两个塔同时进行吸附,其他四个塔进行处理。
原料气内氯乙烯和乙炔在吸附塔内被吸附下来,剩余未被吸附的气体,经过KV2阀到达尾排,通过压力调节阀门排放至空气中。
此过程需要的时间为804S,压力比精馏系统的压力低0.02MPa,在0.47~0.49 MPa。
总时间的设定是根据原料气流量、净化气内的氯乙烯和乙炔含量决定的。
如精馏系统出现波动,变压吸附的压力也同时跟着波动。
所以,我们在操作时,要保证精馏压力及原料气的流量稳定。
当精馏停车时,系统通过KV10,KV11或KV15,KV16阀切换至直排;精馏压力低到设定值(0.45 MPa)时,系统自动进行切换。
2、压力均降吸附结束后,饱和的吸附塔在设定好的T2步骤进行压力降,通过KV5和KV9阀,将吸附塔内的压力泄入中间罐内。
均降步骤在16S 就可完成,剩余的时间留给抽空三,使得抽空三步压力尽可能的抽至-0.09MPa吸附塔的解吸更彻底。
吸附塔压力由0.48MPa降至0.22MPa。
3、逆放均压结束后,吸附塔的逆放为T4和T6步骤,共计130S。
此时,吸附塔的压力通过KV17阀进入转化二级混脱,为防止转化压力波动,控制HV102阀门的开度调节,使气体的压力缓慢释放。
压力由0.22MPa降至0.04~0.05MPa。
HV102的斜率系数为1.00,阀门的最小开度为25%,最大开度为100%。
4、抽空一逆放结束后为吸附塔的T8抽空一,打开KV18或KV19阀控制HV102阀门的开度,真空泵设定的时间为132S,达到要求的真空度-0.05 MPa 。
变压吸附工艺流程
变压吸附工艺流程变压吸附(Pressure Swing Adsorption,PSA)是一种用于气体分离和纯化的工艺。
它利用吸附剂对气体分子的吸附力不同的特性,通过改变压力来实现气体的分离和纯化。
变压吸附工艺流程主要包括压缩、冷却、吸附、解吸、等压、脱附、再压缩和废气排放等步骤。
首先是压缩阶段。
被处理的原始气体经过压缩机增加压力,使得气体达到吸附器的工作压力。
在压缩的过程中,原始气体的温度会上升,需要通过冷却装置将其降温以便进一步处理。
接下来是吸附阶段。
原始气体进入吸附器,通过高效的吸附剂(如活性炭、分子筛等)吸附剂对气体分子进行吸附,将其中的杂质分离出来。
吸附器通常由多个吸附床组成,其中有一部分吸附床用于吸附,而另一部分则进行解吸。
然后是解吸阶段。
随着吸附床的吸附能力逐渐减弱,需要进行解吸操作以恢复吸附剂的吸附能力。
通过降低吸附床的压力,使得吸附剂对吸附的气体分子脱附,流出吸附床,进入下一个处理阶段。
接下来是等压阶段。
在等压阶段,吸附床的压力保持稳定,以确保吸附剂对气体分子的吸附能力恢复到最佳状态。
此阶段通常比较短暂,时间取决于吸附床的设计和工艺要求。
然后是脱附阶段。
在脱附阶段,将已经饱和的吸附床与大气接触,以去除残留的气体分子。
通常通过将大量的废气排放到大气中来实现脱附。
再压缩阶段将废气进行再次压缩,以便转换成有用的能源或其他产品。
再压缩后的气体可以用于其他工艺或者废气处理。
最后是废气排放阶段。
在处理过程中产生的废气通常含有一定的气体成分,需要进行排放或者进一步处理。
废气排放通常需要符合环保法规和标准。
变压吸附工艺流程通过不同的压力操作,实现气体的分离和纯化。
它广泛应用于许多领域,如气体分离、制气、气体纯化等。
通过合理的工艺设计和操作控制,可以实现高效、稳定的气体分离和纯化,满足各种工艺需求。
变压吸附工艺分析
变压吸附工艺分析变压吸附(PSA)技术是近3数年来发展起来旳一项新型气体分离与净化技术。
变压吸附(PSA)气体分离装置中旳吸附重要为物理吸附。
变压吸附气体分离工艺过程旳实现重要是依托吸附剂在吸附过程中所具有旳两个基本性质:一是对不一样组分旳吸附能力不一样,而是吸附质在吸附剂上旳吸附容量随吸附质旳分压上升而增长,随吸附温度旳上升而下降。
运用吸附剂旳第一种特性,实现了对混合气体中某些组分旳分离、提纯;运用吸附剂旳第二个性质,实现吸附剂在低温高压下吸附、在高温低压下解吸再生。
一.基本原理任何一种吸附对于同一被吸附气体(吸附质)来说,在吸附平衡状况下,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,气体旳吸附分离措施,一般采用变温吸附或变压吸附两种循环过程。
假如压力不变,在常温或低温旳状况下吸附,用高温解吸旳措施,称为变温吸附(简称TSA)。
显然,变温吸附是通过变化温度来进行吸附和解吸旳。
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旳垂线进行,由于吸附剂旳比热容较大,热导率(导热系数)较小,升温和降温都需要较长旳时间,操作上比较麻烦,因此变温吸附重要用于含吸附质较少旳气体净化方面。
假如温度不变,在加压旳状况下吸附,用减压(抽真空)或常压解吸旳措施,称为变压吸附。
变压吸附操作由于吸附剂旳热导率较小,吸附热和解吸热所引起旳吸附剂床层温度变化不大,故可将其当作等温过程,它旳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,吸附等温线旳斜率对它旳是影响很大旳。
吸附常常是在压力环境下进行旳,变压吸附提出了加压和减压相结合旳措施,它一般是由加压吸附、减压再构成旳吸附一解吸系统。
在等温旳状况下,运用加压吸附和减压解吸组合成吸附操作循环过程。
吸附剂对吸附质旳吸附量伴随压力旳升高而增长,并伴随压力旳减少而减少,同步在减压(降至常压或抽真空)过程中,放出被吸附旳气体,使吸附剂再生,外界不需要供应热量便可进行吸附剂旳再生。
变压吸附制氧工艺流程
变压吸附制氧工艺流程
变压吸附制氧工艺是一种通过变压吸附技术来提取空气中氧气的方法。
其工艺流程如下:
1. 空气压缩:将空气通过压缩机进行压缩,以增加其密度和浓度。
2. 冷却除湿:压缩后的空气经过空气冷却器进行冷却,将其中的水蒸气凝结成水分离出去,以降低吸附剂的湿度。
3. 净化:通过过滤器和干燥剂等净化设备,去除空气中的杂质和油污。
4. 空气分离:将净化后的空气进入变压吸附机,吸附剂通过吸附作用选择性地吸附空气中的氮气,从而使氧气向出口流动。
5. 熔解:将制出来的高纯度氧气通过加热方式达到液体状态。
6. 储存:将液态氧气进行储存,方便以后用于不同的工业和医疗领域。
以上就是变压吸附制氧工艺流程,需要注意的是,在吸附剂饱和后,需要进行脱附和再生操作,将其重新恢复到可用状态。
变压吸附技术与工艺
附过程所释放的热量叫吸附热,解吸过程所吸收的热量叫解吸热。气 体混合物的吸附热是吸附质的冷凝热和润湿热之和。不同的吸附剂对 各种气体分子的吸附热均不相同。
按吸附质与吸附剂之间引力场的性质,吸附可分为化学吸附和物 理吸附。
化学吸附:即吸附过程伴随有化学反应的吸附。在化学吸附中, 吸附质分子和吸附剂表面将发生反应生成表面络合物,其吸附热接近 化学反应热。化学吸附需要一定的活化能才能进行。通常条件下,化 学吸附的吸附或解吸速度都要比物理吸附慢。石灰石吸附氯气,沸石 吸附乙烯都是化学吸附。
3.吸附平衡和等温吸附线—吸附的热力学基础 吸附刚开始时吸附剂存在大量的活性表面,被吸附的吸附质分子
数大大超过离开表面的分子数。随着吸附的进行,吸附剂表面逐渐被 吸附质分子遮盖,吸附剂表面再吸附的能力下降,直到吸附速度等于 解吸速度时,就表示吸附达到了平衡。在密闭的容器内,吸附剂与吸 附质充分接触,呈平衡时为静态吸附平衡。含有一定量吸附质的惰性 气流通过吸附剂固定床,吸附质在流动状态下被吸附剂吸附,最后达 到的平衡为动态平衡。
q=kh.c 式中:q—吸附剂的吸附量;
kh—亨利系数; c—吸附质在气体中的浓度。 对于压力很低的气相吸附,多数情况下,能服从此定律,而且只 限于吸附量占形成单分子层吸附量的 10%以下,即吸附面最多只有 10%大表面被吸附物质所覆盖,才能适用这个方程。 朗格谬尔(Langmair)方程 假设在等温下,对于均匀的吸附表面,吸附质分子之间没有相互 作用力,形成单分子层吸附,由此推导出的等温方程称为朗格谬尔方 程。在吸附速率和解吸速率相等时为:
q=f(P,T) 式中:q—单位重量(或体积)吸附剂所吸附的物质量(吸附量);
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变压吸附工艺
变压吸附工艺在国内已经有20年的发展历程,由最初的技术水增低下,收率低导致推广不利的局面,到逐渐更新技术,提高收率。
目录
1原理
2用途
▪脱除变换气中的二氧化碳
▪用在尿素生产中
3装置生产运行表明
4去掉动力设备的全吹扫工艺
5装置改进状况
6优化后数据
7全吹扫工艺已经开车运行企业
8与传统比较
1原理
PSA装置的设计其实取决于净化气要求的CO2的百分比(V),越高则可在均压设计上加多,以多回收气,尽量做到放空压力低,气体损失小。
一段法因为要求PSA装置就将出口CO2控制在0.2%以下,均压次数过多将直接污染吸附器出口,导致难以控制CO2浓度,所以一段法均压数不宜过多。
这样,一段法放空压力高,气体中CO2浓度不高,有效的减少气体损失大。
在次种情况下,经过大时的实地工作,从理论到实际试验,成都天立化工科技有限公司开发出了两段法,将PSA装置分为第一段和第二段两段独立的装置,在第一段中间气出口控制在7%-8%,可以多设定均压次数以降低逆放压力和提高放空气体中CO2浓度,有效的减少气体。
第二段将出口CO2控制在2%以下,且将第二段放空气体返回到第一段吸附器回收。
这样就达到了提高放空气中CO2浓度的问题,相应的减少了有效气体损失。
在两段法推出后,在化肥厂得到了广泛的应用。
2用途
目前,变压吸附工艺在化肥厂主要用于以下两种用途。
脱除变换气中的二氧化碳
一种是脱除变换气中的二氧化碳,生产液氨和联醇,这种方法不回收二氧化碳,而且应用较为普遍。
用在尿素生产中
另一种工艺是用在尿素生产中,除了要将变换气中的二氧化碳脱至0.2%以下外,还必须把二氧化碳提纯到98.5%以上送尿素生产,此种工艺要求比第一种要高,因为在保证有效气体收率下又要提纯二氧化碳,难度相对大一些。
但是,不管是哪种脱碳,为提高有效气体收率,就必须提高解吸收空气中的二氧化碳的浓度,减少其中有效气体的含量。
所以,前述两种工艺,设计思路上是完全一样的。
3装置生产运行表明
该装置自2000年11月23日投运一次成功,2H后得到合格的氢氮气和二氧化碳气体,生产运行表明:
1)装置采用DCS控制,增强了稳定必减轻了劳动强度。
2)CO2在压缩二出口被脱除,同等气量下4M20压缩机智负荷下降(吨氨节电
40KWh),解决了三段PC脱碳中超压问题。
3)净化气中的总硫在吸咐床中被脱除,省去了二次脱硫。
4)净化气中CO2〈0.2%,降低了精炼负荷。
5)因在吸附过程中损失约3.5%的氮气,使造气制气效率提高,煤耗约有降低。
6)由传统的湿法脱碳改为干法脱碳后,消除了溶剂损耗,而吸附剂使用寿命
长,进一步降低了操作费用。
(注:全国吸附剂生产商中,山东辛化集团与四川某科技股份有限公司联手协作开发的变压吸附专用硅胶,针对变压吸附气体分离技术研究开发的专用吸附剂。
通过特殊的吸附剂生产工艺,控制吸附剂的孔径分布和孔容,改变吸附剂的表面物理化学性质,使其具有吸附容量大,吸附、脱碳速度快,吸附选择性强,分离系数高的特点,包装和规格可根据用户需求定制。
本产品由四川某科技股份有限公司监制。
)
7)工艺简单,开停车方便,设备维修费用低。
在本装置中,无任何气体返回系统,吨氨电耗在98KWH左右,在无任何气体返回系统的情况下,氢气收率97%,氮气收率为92%:在气体返回系统的情况下,氢气收率99%,氮气收率为96%。
两段法变压吸附尿素脱碳工艺的优势已经体现出来,变压吸附尿素脱碳工艺的优势已经体现出来,变压吸附尿素脱碳在低压下(如0.65MPA)也能很好地将净化气中的二氧化碳控制在0.1%-0.2%(V)以内,操作稳定方便。
而湿法脱碳需要在较高压力下(如1.6MPA)才能将净化气中的二氧化碳控制在0.2%(V)以内,碳丙脱碳需要在更高压力下(一般2.7MPA)才能将净化气中的二氧化碳控制在0.2%(V)以内。
湿法脱碳需要把变换气中的硫化氢脱到20-30mg\Nm3以下,而变压吸附尿素脱碳则不需要对变换气进行脱硫,变换气可直接进入变填充吸附尿素脱碳装置。
变压吸附尿素脱碳所用的吸附剂对人体没有毒性,对脱碳设备也没有腐蚀性。
所有湿法脱碳均有不同程度的损耗,因此而增加的操作过程中,不会消耗吸附剂,因操作失误使吸附剂失活,可通过加温活化恢复到原来的性能。
对湿法脱碳而言,操作一段时间后,溶剂将发生起泡和降解,脱碳效果降低,操作费用增高。
变压吸附尿素脱碳所用的吸附剂在正常操作条件下,其性能不会下降,非常稳定。
在本工艺中,变压吸附的优势已经一展无余,保证了性能,运行费用大大优于湿法脱碳。
4去掉动力设备的全吹扫工艺
为了进一步提高有效气体收率以及降低运行成本,成都天立化工科技有限公司技术人员又从吸附剂选型,工艺技术,程控阀寿合等方面进行深入细致的开发研究和不断改进,在宜化的几个PSA装置上反复论证,不断实验,开发出了成熟的去掉所有动力设备的变压吸附工艺。
本新工艺,在原来的专利技术的两段法变压吸附尿素脱碳工艺基础上,减少了无用气体的排放量,降低了排放气体中有效气体的含量,利用本身气体压变的动能化替真空设备,从而达到了进一步提高有效气体的收率和吨氨消耗想当于原来十分之一的效果。
并且,新工艺已经成功运用在了目前世界上最大气量的装置上。
山东瑞星生物化工股份有限公司14600NM3/H变压吸附脱附装置,是成都天立化工科技有限公司建成的世界上最大的和技术最先进的变压吸附脱碳置,装置于2005年1月投产,一次开车成功,产品二氧化碳纯度98.2%-98.5%。
整装置去掉了所有的动力设备,除仪表和液压泵站处,没有任何电耗,PSA尿素脱装置工艺简单,操作稳定,能耗低,维修费用低,净化提纯指标好而稳定。
5装置改进状况
本装置的流程之前工艺的基础上有了以下改进:
1)提纯段通过调整优化流程,达到了可以回必净化段更多气体以及保证产品
气CO2纯度的;
2)提纯段去掉了所有动力设备,完全依靠自身解吸和净化段放空气体过来吹
扫解吸,达到了降低动力消耗的目的:低动力消耗的目的,实现了重大的技术突破;
3)提纯段的均压方式进行了调整优化,且取得了良好的效果,使得有效气体
回收的更充分;
4)净化段根据净化气要求来设置合理的均压次数,目的是为自身吹扫的气源
得到保证以及保证净化气指标;
5)净化段对均压的方式也进行了调整优化,使得有效气体回收的更充分;
6)净化段设置了吹扫这一全新的工序,利用本身的气体对自身进行吹扫解
吸,其作用完全代替了动力设备,而且实践证明效果更优于动力设备。
6优化后数据
经过以上的改进优化,开车后本装置运行稳定,气体放空的气量减少,放空气体中的有效气体减少,而且送尿素用的产品气二氧化碳指标稳定,净化气的二氧化碳指标控制灵活。
实际运行吨氨电耗4度左右,冷却水每小时1T左右。
合成氨产量与原来的碳丙相比提高2%左右。
于2005年8月开车的渤海化工集团天津碱厂处理变换4000NM3/H变压吸附脱碳装置(生产纯碱),比之前的全吹扫工艺流程进行了细节调整。
本装置难度相对大,因为原料组成CO224.13%,
H236.9%CH22.33%,N24.03%,可以看到CO含量很高,而CO2的含量低于CO含量,对于脱碳工艺来说,这种成分最不利因为CO2的分才低于CO分压,这样,CO被大量吸收,直接带来整个装置CO收率相当。
CO的收率问题,一直是个难题,多年来难参摆脱收率低的局面,特别是针对上述气体成分,更加困难,成都天立化工科技有限公司在山东瑞星装置的基础上,又时流程加以优化,天津碱厂处理变换气40000NM3/H变压吸驸脱碳装置开车后,COH2收率达到了98%。
经过不断的总结经验,及时纠正思路不当之处,调整,优化工艺。
湖北宜化集团贵州兴义化肥厂设计的处理变换气12000NM3/H变压吸附脱附脱碳装置(生产尿素)变换压力为2.0MPA变压吸附第一段和第二段吸附压力为1.8-1.9MPA,净化气中二氧化碳含量0.5%(V)第二段的放空气基本上完全返回逄一段回收,而第一段的放空气体中二氧化碳浓度又在新工艺的调整下又有增高,大幅度减速少了有效气体的排放量。
7全吹扫工艺已经开车运行企业
除上述装置之外,目前国内多装置采用此全吹扫工艺已经开车运行的有:湖北枝江三宁化工有限公司处理变换气30000NM3/H变压附脱碳装置(生产液氨),辽宁风城化肥厂处进变换气21000NM3/H变压吸附脱碳装置(生产液氨),湖南安乡化肥厂处进变换气1500NM3/H变压吸附脱碳装置(生产液氨),其中年产量过16万T的装置有:内蒙乌拉山化肥厂处理变换气96000NM3/H变压吸附脱碳装置、湖南当阳华强化工有限公司处理变换气88000nm3/H变压吸附脱附碳装置,净化气中二氧化碳含量一般在0.2%(V),氢气回收率大于99.5%(V)氮气回收率大于98%(V),没有动力设备电耗。
8与传统比较
在近几年不断的技术创新中,两段法变压吸附专利技术应用遍及全国,与传统的NHD法,改良碳丙法(PC),改良MDEA法及改良热钾碱法等相比,具有流程简单,工艺操作简便弹性大,运行费用低自动化程度等优点,两段法变压吸附技术取代正在运行的上述湿法脱碳装置,不到两年的时间内即可收回全部投资,随着能源的紧张,两段法变压吸附专利技术省电和节煤的优势更趋明显。