PSA提纯氢气装置自控调节系统及工艺过程参数检测

PSA制氢岗位一、岗位任务变压吸附（Pressure Swing Adsorption简称PSA）是利用吸附剂对吸附质在不同分压下有不同的吸附容量，并且在一定压力下对被分离的气体混合物的某些组份有选择吸附的特性，加压吸附除去原料气中杂质组分。

本装置正是利用此原理对含CO、CH4等杂质成分的原料气进行提纯分离制备合格的原料氢气供后续加氢工段使用。

二、工艺流程来自合成氨厂低温甲醇洗的净化气（温度30℃，压力4.4MpaG，氢气体积分数97.857%）和冷箱富氢气（温度30℃，压力2.6MpaG，氢气体积分数77.38%）的混合气自吸附塔底部进入处于吸附状态的塔内（同时有2个塔处于吸附状态），经不同吸附床层（活性氧化铝、硅胶、分子筛三层）的依次吸附下，原料气中除氢气以外的杂质组分被吸附下来，未被吸附的氢气和微量的CO等从塔顶流出，控制出塔氢气纯度（≥99.9%，CO+CO2≤200ppm），作为产品氢气送往后续乙二醇加氢工段。

当吸附剂饱和时，停止吸附，通过6次均压降，一方面将吸附剂吸附的CO、CH4等杂质解吸出来，顺着吸附方向去置换和顶替吸附剂吸附的氢气（吸附性比CO弱），增加床层死空间中的一氧化碳及其他杂质浓度，另一方面充分回收床层死空间的氢气。

均降结束后，吸附塔内还有较高压力，然后通过顺放步骤，依次顺放降压至3台缓冲罐中储存起来，作为吸附床层自身吹扫气。

顺放结束后，床层内吸附出来的杂质刚好到达吸附床层顶部预留段吸附剂前沿，还没有穿透吸附床层，塔内还有一定压力，然后进行逆放降压，使吸附剂吸附的杂质气体从吸附塔底部自然解吸释放，经解吸气缓冲罐后去解吸气压缩机。

逆放结束后，吸附塔压力已接近常压，此时吸附塔内还有高浓度的杂质气体未释放。

那么，为使吸附剂进一步再生，可通过顺放步骤将缓冲罐中储存的均匀气体对床层从上往下逆向冲洗，进一步降低床层内杂质组分的分压，使吸附剂吸附的杂质释放出来，从而达到彻底再生。

吹扫解吸气和逆放解吸气一起通过解吸气缓冲罐去解吸气压缩机。

山东晨曦6000Nm3/h制氢装置PSA氢提纯单元画面操作说明（上海华西化工科技有限公司编制）8塔运行时为1塔吸附4次均压流程7塔运行时为1塔吸附3次均压流程，6塔运行时为1塔吸附2次均压流程5塔,4塔为1塔吸附2次均压流程，在开车前应先设定运行时间。

当运行时间设定好后，按下“PSA运行按钮”，装置即可进行操作。

一．时间的显示及设定1.显示<制氢工序流程图>画面的下方有“T1”、“T2”、“T3”的显示。

“运行时间”指示当前步序已运行的时间，当前步序所需时间用绿色指示。

“T1”表示步序在1、4、7等步序的时间，“T2”表示2、5、8等步序的时间，“T3”表示3、6、9等步序的时间。

“顺放时间”为5塔、4塔运行时的顺放时间,其最小值为10秒“逆放时间”为4塔运行时的逆放时间,其最小值为20秒2．设定点击《时间设定》按钮，在弹出框中有<时间设定区>，时间的设定在这个区域进行，PSA_T3设定时可参考< 时间设定参考>中的PSA_T3_1的数值进行，其它的时间是相同的。

其中“运行时间T1”和“运行时间T2”的设定是相对固定的，其设定原则如下：当设定好“PSA_T1”和“PSA_T2”后，“PSA_T3”的设定如下：当吸附时间按钮为手动时，可参考〈时间设定参考〉中的“运行时间T3”中的数值进行。

也可手动按如下公式计算：“PSA_T3_1”=9627*95*调整系数 / FT52501-PSA_T1-PSA_T2其中FT52501的值为(T1+T2+T3时间内的进入PSA的平均流量）。

其最小值在程序中限定为3000，即当流量小于3000NM3/H时，为3000NM3/H。

当吸附时间按钮为自动时，吸附时间“PSA_T3_1”计算的数值就传递给“PSA_T3”。

在此弹出框的左边显示出各个流程的实际运行时间，它们的数据是基于时间设定区的数值进行运算后得出的。

这部分的数值不能进行修改。

烧碱氢气PSA提纯方案1. 简介烧碱氢气是一种常用的实验室气体，广泛应用于化学实验室中。

然而，烧碱氢气通常包含一定量的杂质，例如水分、氧气和其他不纯物质，这会影响实验的结果。

因此，进行烧碱氢气的提纯是非常重要的。

本文档介绍了一种烧碱氢气的PSA（Pressure Swing Adsorption，压力摆动吸附）提纯方案，该方案可以高效地去除烧碱氢气中的杂质，获得高纯度的烧碱氢气。

2. 原理PSA技术利用不同气体在固体吸附剂上吸附的能力不同的原理，通过调节压力来实现吸附和解吸过程。

压力升高时，吸附剂上的杂质被吸附，而原料气体被脱附出来；压力降低时，吸附剂上的杂质被解吸，从而实现杂质的分离。

3. 实施步骤3.1 设备准备首先，确保实验室已配备以下设备和材料：•PSA提纯装置：包括压力摆动吸附柱、电子控制系统等。

•氢气来源：可以是实验室的氢气发生器或气瓶。

•氢气储存容器：用于收集提纯后的氢气。

3.2 PSA提纯操作步骤下面是进行烧碱氢气PSA提纯的具体操作步骤：1.打开氢气源，并将氢气引入PSA提纯装置中的压力摆动吸附柱。

2.调节电子控制系统，设置合适的压力摆动参数，包括吸附压力、脱附压力和摆动周期等。

3.启动电子控制系统，开始进行压力摆动吸附循环。

4.在吸附阶段，杂质会被吸附在固体吸附剂上，纯净的氢气通过吸附柱流出并进入氢气储存容器。

5.在脱附阶段，调整压力，使吸附剂释放吸附的杂质，杂质通过吸附柱流出。

6.重复步骤4和步骤5，直到获得所需纯度的烧碱氢气。

7.关闭氢气源和电子控制系统。

4. 注意事项在进行烧碱氢气PSA提纯时，需要注意以下事项：•确保PSA提纯装置和相关设备的正常运行和维护。

•设置合理的压力摆动参数，以获得较高的提纯效果。

•对于长时间使用的PSA吸附柱，定期检查和更换吸附剂，以保证提纯效果和设备寿命。

•在操作过程中，注意安全操作，避免火源和其他危险因素。

5. 结论烧碱氢气PSA提纯是一种高效、可靠的方法，可以去除烧碱氢气中的杂质，获得高纯度的烧碱氢气。

制氢装置PSA氢提纯单元装置的操作1.压力平衡阶段：将氢气与杂质气体的混合物（通常为CO、CO2、CH4等）进入PSA装置中，首先需要在装置中建立恒定的压力平衡。

这一阶段的目的是使吸附剂床达到与混合物相平衡的状态，通常需要保持数十分钟至数小时。

2.吸附阶段：当压力平衡达到后，装置开始进行吸附阶段。

此时，瞬时开启进料阀门，以恒定流量将混合气流入PSA柱床。

吸附床是由吸附剂填充而成，一般使用硅胶、沸石或活性炭等具有吸附性能的材料。

在吸附阶段，混合气体中的杂质气体会被吸附剂选择性地吸附，而氢气则通过吸附剂层流经，进入下一轮的吸附柱。

3.平衡阶段：在吸附阶段结束后，需要进行平衡阶段，以确保吸附剂的饱和度。

在这个阶段，气流关闭，进料阀门关闭，吸附柱中残留的气体被释放出来，以平衡吸附剂的状态。

4.脱附阶段：当平衡阶段结束后，装置进入脱附阶段。

此时，瞬时关闭进料阀门，打开脱附阀门，通过减压来减少吸附柱内的压力，从而将吸附剂上的吸附气体释放出来。

该阶段通常采用较低的压力下进行，在脱附过程中需要控制脱附速度，以避免压力过快导致吸附剂的破坏。

5.再生阶段：在脱附阶段结束后，吸附柱内的吸附剂已经饱和，需要进行再生。

再生过程中，需要使用逆向流进行冲洗，以去除吸附剂上的残余杂质气体。

通过调节再生气体的压力和流量，可以有效地去除吸附剂上的杂质。

6.压缩阶段：再生后的吸附剂已经恢复到初始状态，可以进行下一轮的吸附阶段。

在压缩阶段，需要通过压缩机将氢气压缩至所需的压力水平，以便用于后续的工艺或应用。

以上便是PSA氢提纯单元装置的基本操作流程，由压力平衡、吸附、平衡、脱附、再生和压缩组成。

不同的PSA装置可能会有一些细微的差异，但总体操作流程大致相同。

操作人员需要严格按照工艺要求进行操作，确保装置的正常运行和氢气的提纯效果。

工艺原理：
变压吸附(PSA)技术是：利用不同吸附剂对不同物质的吸附能力，吸附速度和吸附容量的不同，以及吸附剂对混合气体中各种组分的吸附容量随压力而变化的物理特性。

采用自动控制阀门开关，自动实现升压吸附、降压解析的气体分离过程。

应用领域：
PSA提纯氢：
我公司成功地从合成氨厂的变换气、弛放气、精练气，炼油厂的催化裂化气、石油裂解气，钢铁厂的焦炉煤气、水煤气，三氯氢硅合成尾气、多晶硅还原尾气和多种富氢混合（H2 大于25%，P大于0.6MPa）尾气中提纯出纯氢和高纯氢。

现已广泛用于：电子、冶金、热处理、通讯等行业作为保护气。

用于油脂、香料、糖醇、（山梨醇、木醇糠醇）双氧水、炼油、染料等加氢。

用于石化、医药农药中间体、有机合成、等行业。

PSA：空气分离，提取O2、N2
PSA：氨碳分离，提取NH3、CO2、CO等。

变压吸附（PSA）法变换气制氢操作手册（工艺部分）XXXX化工有限公司2009年9月第一章前言第二章工艺说明第一节装置概述第二节一段系统工作原理和过程实施第三节二段系统工作过程第四节工艺流程第三章变压吸附装置的开停车第一节系统的置换第二节系统仪器仪表及自控系统开车前的准备工作第三节系统试车第四节系统运行调节第五节系统停车第六节系统停车后的再启动第四章安全技术第一节概述第二节本装置有害物质对人体的危害及预防措施第三节装置的安全设施第四节氢气系统运行安全要点第五节消防第六节安全生产基本注意事项第五章安全规程第一章前言本装置是采用两段法变压吸附（Pressure Swing Adsorption简称PSA）工艺分离原料气，获得合格的二氧化碳及产品氢气。

其中一段将原料气中二氧化碳分离提浓(≥98。

5％）后送往下工段,脱除部分二氧化碳后的中间气再经二段完全脱除CO2及其他杂质气体，使产品氢气中H2含量≥99.9%。

装置设计参数如下:原料气组成（V）:H2 N2 CO2 CO CH441～43% 0。

5~2% 55～60％ 0.5～2% ～1。

0%处理能力：4500Nm3/h中间气CO2含量：10％(V）产品氢气中H2含量：≥99。

9％产品气CO2浓度：≥98。

5%吸附压力：一段0。

72～0.977 MPa（G）二段0.7～0.957 MPa（G)吸附温度：≤40 ℃本装置为吹扫解吸PSA脱碳工艺，就本工艺特点而言，氢气中杂质含量越低，氢气等气体回收率就越低。

所以操作中不应单纯追求氢气的纯度，而应视实际需要,控制适当纯度，以获较高的经济效益。

在启动和运转这套装置前,要求操作人员透彻地阅读这份操作手册，因为不适当的操作会导致运行性能低劣和吸附剂损坏。

本手册中所涉及压力均为表压，组成浓度均为体积百分数,以下不再专门标注。

第二章工艺说明第一节装置概述本装置由两个系统组成,即一段和二段。

一段采用12个吸附塔1塔同时吸附8次均压吹扫工艺，二段采用4个吸附塔1塔同时吸附1次均压2次吹扫工艺，其示意图如图1-1所示。

山东晨曦6000Nm3/h制氢装置PSA氢提纯单元画面操作说明（上海华西化工科技有限公司编制）8塔运行时为1塔吸附4次均压流程7塔运行时为1塔吸附3次均压流程，6塔运行时为1塔吸附2次均压流程5塔,4塔为1塔吸附2次均压流程，在开车前应先设定运行时间。

当运行时间设定好后，按下“PSA运行按钮”，装置即可进行操作。

一．时间的显示及设定1.显示<制氢工序流程图>画面的下方有“T1”、“T2”、“T3”的显示。

“运行时间”指示当前步序已运行的时间，当前步序所需时间用绿色指示。

“T1”表示步序在1、4、7等步序的时间，“T2”表示2、5、8等步序的时间，“T3”表示3、6、9等步序的时间。

“顺放时间”为5塔、4塔运行时的顺放时间,其最小值为10秒“逆放时间”为4塔运行时的逆放时间,其最小值为20秒2．设定点击《时间设定》按钮，在弹出框中有<时间设定区>，时间的设定在这个区域进行，PSA_T3设定时可参考< 时间设定参考>中的PSA_T3_1的数值进行，其它的时间是相同的。

其中“运行时间T1”和“运行时间T2”的设定是相对固定的，其设定原则如下：当设定好“PSA_T1”和“PSA_T2”后，“PSA_T3”的设定如下：当吸附时间按钮为手动时，可参考〈时间设定参考〉中的“运行时间T3”中的数值进行。

也可手动按如下公式计算：“PSA_T3_1”=9627*95*调整系数 / FT52501-PSA_T1-PSA_T2其中FT52501的值为(T1+T2+T3时间内的进入PSA的平均流量）。

其最小值在程序中限定为3000，即当流量小于3000NM3/H时，为3000NM3/H。

当吸附时间按钮为自动时，吸附时间“PSA_T3_1”计算的数值就传递给“PSA_T3”。

在此弹出框的左边显示出各个流程的实际运行时间，它们的数据是基于时间设定区的数值进行运算后得出的。

这部分的数值不能进行修改。

制氢装置PSA氢提纯单元工艺过程说明制氢装置中的PSA氢提纯单元是一种常用的氢气分离技术，通过物理吸附分离原理，将氢气与其他气体分离，从而提高氢气的纯度。

下面是PSA氢提纯单元的工艺过程说明。

1.原料气体净化：制氢装置通常使用自然气、煤气或重油等作为氢气的原料。

这些原料气体中含有杂质，如硫化物、氨、甲烷和水蒸气等，需要通过吸收、吸附和干燥等步骤对原料气体进行净化。

其中，常用的吸附剂有活性炭等。

2.压缩：经过净化后的原料气体被压缩到一定的压力。

压缩的作用是增加气体分子的密度，提高后续吸附步骤中气体分子与吸附剂之间的碰撞机会，以增加分离效果。

3.吸附：经过压缩的原料气体进入吸附器中，通过选择性吸附杂质气体，实现与氢分离。

这里通常使用分子筛作为吸附剂。

分子筛是一种多孔的固体材料，具有可调节的孔径，可以选择性吸附不同大小的气体分子。

4.脱附：吸附完杂质气体后，需要对吸附器进行脱附操作。

通常有两种方式进行脱附，即压力脱附和减压脱附。

压力脱附是通过减小吸附器内的压力，降低气体与吸附剂之间的吸附力，使吸附在吸附剂上的气体分子释放出来。

减压脱附是通过减小吸附器内的压力，使吸附在吸附剂上的气体分子在减压过程中直接从吸附剂上脱附出来。

5.氢气回收：脱附后的氢气进入氢气纯化装置进行进一步的氢气纯化，以提高氢气的纯度。

常见的纯化方法包括压力摩尔吸附（PSA）、液相吸附和热循环等。

6.氢气储存：纯化后的氢气被储存在高压储氢容器中，以备后续使用。

以上是PSA氢提纯单元的工艺过程说明。

通过这一单元，制氢装置能够从原料气体中分离出高纯度的氢气，以满足不同行业的需求，如化工、能源和电力等领域。

1000Nm3/h 制氢装置变压吸附系统说明：（此说明书不是最终版，供参考）变压吸附操作运行说明书二零零八年七月目录前言第一章工艺第一节PSA工作原理和基本工作步骤第二节PSA工作过程第二章自动调节系统及工艺过程参数检测第一节程序控制系统（KC—201）第二节自动调节系统功能说明第三节流量控制功能说明第四节盘装仪表第五节现场工艺参数检测点第三章开车第一节初次开车前的准备工作第二节投料启动第四章停车和停车后再启动第一节正常停车第二节紧急停车第三节临时停车第四节长期停车第五节停车后再启动第五章故障与处理方法第六章安全技术第一节氢气的性质第二节装置的安全设施第三节氢气系统运行安全要点第四节消防第五节安全生产基本注意事项附：PSA工段管道及仪表流程图- 1 -前言本装置采用变压吸附（简称PSA）法提纯氢气，原料气组成改变操作条件可以生产不同纯度的氢气，纯度可达99.99%以上。

由于甲醇转化气、产品H2均属易燃、易爆物，本装置的操作压力在1.2Mpa左右。

而产品纯度、产品回收率以及生产的稳定性在很大程度上取决于操作水平的高低，因此必须对操作过程给予足够的重视。

在PSA系统运行之前，有关生产管理、操作及维修人员必须熟悉本说明书，并经考核合格后方能上岗。

本说明书涉及到的压力均为表压，浓度为摩尔百分数，流量则指标准状态下的流量。

第一章工艺PSA提纯氢气装置是由六台吸附塔（T201A～F，下简称A、B、C、D、E、F塔）、一台产品气缓冲罐(V201)和一系列程控阀等组成。

压力～1.2Mpa的甲醇裂解转化气进入吸附塔(T201A、B、C、D、E、F)进行吸附，得到的产品气经过产品气缓冲罐(V201)的缓冲之后去用户。

杂质气体即尾气通过放空总管放空。

第一节PSA工作原理和基本工作步骤一PSA工作原理：采用PSA气体分离技术从甲醇裂解转化气中提纯氢气的原理是利用吸附剂对不同吸附介质的选择性和吸附剂对吸附介质的吸附容量随压力改变而变化的特性。

.变压吸附提氢装置操作手册（成都华西工业气体有限公司编制）目录序言 (3)第一章概述 (4)第一节前言 (4)第二节装置概貌 (6)2.1装置规模 (6)2.2装置组成 (6)2.3工艺流程 (6)2.4 非标设备设备一览表 (6)第三节设计基础 (7)3.1 原料气规格 (7)3.2 产品规格 (7)第二章工艺过程说明 (8)第一节吸附工艺原理 (8)1.1基本原理 (8)1.2吸附剂及吸附力 (9)1.3吸附平衡 (12)1.4工业吸附分离流程及其相关参数 (13)1.5工业吸附分离流程的主要工序 (15)第二节工艺流程说明 (16)2.1流程简述 (16)2.2 工艺步序说明 (17)2.3 控制功能说明 (18)2.4工艺参数的设定 (19)2.5报警、联锁功能说明 (20)第三章装置的操作 (21)第一节装置的开车 (21)1.1首次开车准备 ........................................................................................ 错误！未定义书签。

1.2 首次开车 (21)1.3正常开车步骤 (22)1.4开车阶段的调整 (22)第二节装置的运行 (23)2.1产品纯度的调整 (23)2.2装置参数的调节 (23)2.3 吸附塔的切除 (24)2.4 操作注意事项 (25)第三节装置的停车 (26)3.1正常停车 (26)3.2 紧急停车 (26)3.3 临时停车 (26)第四章安全规程 (28)5.1概要 (28)5.2 超压保护 (28)5.3 安全阀 (29)5.4废气处理 (29)5.5火灾防护 (29)5.6进入容器前的安全准备工作 (31)5.7其它安全措施 (32)序言本操作手册是成都华西工业气体有限公司专为内蒙庆华集团内蒙煤化有限公司13000Nm3/h－H2装置编写的。

用于向自控人员提供编程组态的依据和向装置操作人员提供正确的操作步骤，以及预防和处理事故的方法。