变压吸附原理
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变压吸附制氮工作原理以变压吸附制氮工作原理为标题,我们将详细介绍该技术的原理和应用。
变压吸附制氮是一种利用吸附剂吸附和解吸气体的方法,在工业领域中广泛应用于氮气的制取。
我们需要了解吸附剂的概念。
吸附剂是一种具有较大表面积和可吸附气体的特性的材料。
常见的吸附剂有活性炭、沸石、分子筛等。
吸附剂的表面有很多微小的孔洞和孔道,通过这些孔洞和孔道,吸附剂可以吸附气体分子。
在变压吸附制氮过程中,通常使用两个吸附罐,其中一个吸附罐处于吸附状态,另一个吸附罐处于解吸状态。
整个过程可以分为吸附、解吸和再生三个阶段。
在吸附阶段,氮气通过压缩空气进入吸附罐,吸附剂上的气体分子被吸附到吸附剂的表面上。
由于吸附剂的表面积很大,因此可以吸附大量的氮气。
同时,在吸附罐的另一侧,压缩空气中的氧气和其他杂质被吸附剂过滤掉,只有纯净的氮气通过吸附罐输出。
在解吸阶段,当吸附剂上的吸附氮气达到一定饱和度后,需要将吸附氮气从吸附剂上解吸出来。
此时,关闭进气阀门,通过减压阀将吸附罐内的压力降低,吸附剂上的氮气分子会逐渐解吸出来。
解吸的氮气通过出气阀门输出,同时吸附剂上的压缩空气中的氧气和其他杂质也会被吸附剂吸附。
在再生阶段,当一个吸附罐处于解吸状态时,另一个吸附罐处于再生状态。
通过加热吸附剂,可以将吸附剂上的气体分子从吸附剂上解吸出来,使吸附剂恢复到吸附状态。
加热的方式可以是通过外部加热器加热吸附罐,也可以是通过吸附罐内部的加热装置加热吸附剂。
在再生过程中,吸附剂上的氧气和其他杂质也会被解吸出来,使吸附剂恢复到初始状态。
变压吸附制氮技术的工作原理基于吸附剂对气体的选择性吸附特性。
由于氮气与氧气和其他杂质在吸附剂表面的相互作用力不同,吸附剂可以选择性地吸附氮气,从而实现氮气的分离和制取。
变压吸附制氮技术在工业领域中具有广泛的应用。
例如,在化工、电子、冶金等行业中,常常需要使用纯净的氮气。
利用变压吸附制氮技术,可以从压缩空气中高效地分离出纯净的氮气。
变压吸附制氧原理引言:随着社会发展和人口老龄化趋势的加剧,氧气作为一种重要的医疗气体,广泛应用于临床医学、制药工业等领域。
而变压吸附制氧技术则是一种高效、可靠、节能的制氧方法,本文将从原理、设备和应用三个方面进行介绍。
一、变压吸附制氧的原理变压吸附制氧是利用吸附剂对空气中的氮气进行选择性吸附分离,从而得到高纯度的氧气。
其原理主要包括以下几个步骤:1. 吸附:将空气通过吸附剂床层,吸附剂表面的孔隙结构能够选择性地吸附氮气。
吸附剂通常采用具有大孔隙结构和高吸附容量的物质,如分子筛、活性炭等。
2. 脱附:当吸附剂达到一定饱和程度后,需要进行脱附操作,即通过减压或增加温度等方式,将吸附剂中吸附的氮气释放出来。
释放的氮气经过处理后,可以回收利用或排放到大气中。
3. 再生:脱附后的吸附剂需要进行再生,以恢复其吸附性能。
再生操作一般包括冲洗、干燥和升温等步骤,使吸附剂重新达到适用于吸附氮气的状态。
通过不断循环吸附、脱附和再生操作,变压吸附制氧系统可以持续地产生高纯度的氧气。
二、变压吸附制氧的设备变压吸附制氧设备主要包括压缩空气系统、吸附剂床层、控制系统等组成。
1. 压缩空气系统:负责将大气中的空气经过压缩处理,以提供足够的进气压力。
压缩空气系统通常包括压缩机、冷却器和过滤器等部件。
2. 吸附剂床层:是变压吸附制氧系统的核心组成部分,其结构通常为多个吸附剂床层的组合。
吸附剂床层一般采用多个固定床层的方式,以实现连续的吸附、脱附和再生操作。
3. 控制系统:用于控制整个变压吸附制氧系统的运行,包括压力控制、温度控制、气流控制等。
控制系统可以实现自动化操作,提高制氧效率和稳定性。
三、变压吸附制氧的应用变压吸附制氧技术在医疗、制药、化工等领域具有广泛的应用前景。
1. 医疗领域:变压吸附制氧设备可以用于医院、急救车等场所,为患者提供高纯度的氧气。
氧气可以用于呼吸治疗、手术麻醉、氧疗等医疗操作,对于呼吸系统疾病、心血管疾病等患者具有重要的治疗作用。
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。
变压吸附制氢原理
变压吸附制氢(Pressure Swing Adsorption, PSA)是一种常用的制氢技术,它基于吸附材料对气体的选择性吸附特性。
该技术通过多个吸附塔和周期性变压操作,将空气中的氢气与其他气体分离出来,实现高纯度氢气的产生。
在变压吸附制氢系统中,通常采用炭分子筛(Carbon Molecular Sieve, CMS)作为吸附剂。
CMS具有较高的表面积和孔径分布,可以吸附气体,特别是较小分子的气体,如氮气和氧气。
在制氢过程中,气体通过一个压缩机将空气压缩至一定压力,然后进入吸附塔。
吸附塔内部通常填充了大量的CMS颗粒。
当气体进入吸附塔时,氮气和氧气被CMS吸附,而氢气则逃逸出塔。
这样,吸附塔内的气体变为富氢气体,也称为富集气。
富集气被收集并逐渐脱压,压力降低至一个较低的值。
在此压力下,CMS释放吸附的氮气和氧气,恢复吸附塔吸附能力。
此时,吸附塔被认为是再生的。
接下来,另一个吸附塔开始吸附空气中的氮气和氧气。
通过轮流工作的两个吸附塔,可以实现连续的制氢过程。
制氢过程中,氢气的纯度随着循环次数的增加而提高,达到所需纯度后,氢气被输出。
变压吸附制氢技术的优势在于操作简单、设备紧凑、能耗低。
然而,制氢过程中会产生大量的废气,如氮气和氧气,需要进行处理。
同时,制氢过程也受到一定程度的压损,需要定期更换吸附剂。
总而言之,变压吸附制氢技术通过吸附材料对气体的选择性吸附特性,实现了空气中氢气的分离和富集。
该技术在制氢领域具有广泛应用前景。
psa变压吸附制氢原理变压吸附制氢技术是一种新型的制氢方式,其原理是利用吸附剂在不同压力条件下对氢气进行吸附和解吸,从而实现氢气的富集和分离。
该技术具有高效、环保、低能耗等优点,在氢能产业和氢气储存领域具有广阔的应用前景。
本文将从技术原理、吸附剂选择、操作条件和应用前景等方面对psa变压吸附制氢进行深入分析和探讨。
一、技术原理1.1压力摄制吸附技术变压吸附技术是一种基于压力摄制原理的气体分离技术,其基本原理是利用吸附剂对气体进行吸附和解吸,从而实现气体的分离和富集。
在变压吸附制氢过程中,通过改变吸附剂的压力条件,使其在不同压力下对氢气进行吸附和解吸,从而实现氢气的富集和分离。
1.2吸附剂的选择在psa变压吸附制氢过程中,吸附剂的选择是至关重要的。
通常采用的吸附剂包括活性炭、沸石、分子筛等,这些吸附剂具有高比表面积、较大的孔径和良好的吸附选择性,能够很好地实现氢气的吸附和解吸。
1.3操作条件psa变压吸附制氢的操作条件主要包括吸附塔的压力、温度和气流速度等。
通过合理调节这些操作条件,可以实现吸附剂对氢气的高效吸附和解吸,从而实现氢气的富集和分离。
1.4制氢原理在psa变压吸附制氢过程中,气体经过初级净化后,进入吸附塔进行吸附和解吸。
在吸附阶段,高压氢气在吸附剂表面被吸附,其余气体则通过吸附剂层,从而实现氢气的富集。
在解吸阶段,通过减压和加热,吸附剂释放吸附的氢气,从而实现氢气的分离。
最终得到高纯度的氢气产品,同时再生吸附剂,使其恢复到可以再次使用的状态。
二、吸附剂选择2.1活性炭活性炭是一种具有丰富孔道结构的多孔性材料,其比表面积和孔径尺寸可根据需要进行调控。
活性炭具有较好的吸附性能,对氢气具有较高的吸附选择性,适用于psa变压吸附制氢的氢气富集和分离。
2.2沸石沸石是一种具有多孔结构的硅铝酸盐矿物,其具有较高的比表面积和孔径尺寸,可用于psa变压吸附制氢的吸附剂。
沸石能够实现对氢气的高效吸附和解吸,具有良好的吸附选择性和稳定性。
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。
一、实验目的1. 理解变压吸附的原理,掌握其基本操作步骤。
2. 掌握使用碳分子筛作为吸附剂,通过变压吸附方法分离空气中氮气和氧气的操作技能。
3. 分析实验数据,了解压力、温度等参数对吸附效果的影响。
二、实验原理变压吸附(PSA)是一种利用吸附剂对不同气体吸附能力差异,通过改变压力和温度来实现气体分离的方法。
实验中,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。
三、实验材料与仪器1. 实验材料:- 空气- 碳分子筛- 真空泵- 空压机- 气体转子流量计- 氧分析仪- 吸附塔(管径38mm,管长750mm,304不锈钢材质)- 真空泵(旋片式真空泵,抽速2L/s,转速2800r/min,功率370w)- 气体转子流量计(16-160ml/h和25-250ml/h)- 吸附剂(PSA-5A型富氧分子筛,颗粒规格0.4-0.8mm)- 氧分析仪(防爆式氧气浓度传感器,量程0~100%,最小检测量0.01%,输出信号4-20mA,DC24V供电)- 工作压力计(-0.1-0.6MPa,温度计0-100)- 中央处理器(执行速度0.64s,内存容量16K,内建Ethernet支持Modbus TCP及Ethernet/IP通讯协议)- 模拟量模块(高达16位分辨率,总和精度0.5%,内建)2. 实验仪器:- 吸附塔- 真空泵- 空压机- 气体转子流量计- 氧分析仪- 工作压力计- 中央处理器四、实验步骤1. 将吸附塔清洗干净,并填充适量的碳分子筛。
2. 启动空压机,调节气体流量计,使空气以一定流速通过吸附塔。
3. 启动真空泵,将吸附塔内气体抽至一定压力。
4. 记录吸附塔内压力和气体流量数据。
5. 将吸附塔内气体升温至一定温度,使吸附剂解吸,记录解吸过程中的压力和气体流量数据。
6. 重复步骤3-5,观察吸附剂再生效果。
7. 记录实验过程中氧气浓度变化,分析变压吸附对氧气浓度的影响。
psa变压吸附制氢原理变压吸附制氢(Pressure Swing Adsorption,PSA)是一种常见的氢气分离和纯化技术,用于从混合气体中提纯氢气。
该技术的原理是利用吸附剂对气体分子的吸附和解吸特性,在不同压力下实现对氢气的分离和纯化。
本文将重点介绍PSA制氢的原理、设备和应用,以及相关的优缺点和发展趋势。
一、PSA制氢的原理PSA制氢的原理基于吸附剂对气体分子的吸附和解吸特性。
通常情况下,PSA系统包括两个吸附塔或更多,并在一定的压力下进行交替工作。
工作过程主要包括吸附、脱附、再生和压力升降四个步骤。
1.吸附PSA系统的吸附塔含有一种或多种高效的吸附剂,如活性炭、分子筛等。
当混合气体进入吸附塔时,氢气分子由于具有较高的吸附性能,会被吸附剂吸附,而其它气体分子则较少被吸附。
2.脱附随着吸附塔中氢气的逐渐吸附,吸附塔内的压力逐渐上升。
当压力上升到一定程度时,吸附剂对氢气的吸附能力会降低,从而使已吸附的氢气分子开始脱附。
此时,吸附塔内的氢气会随着逆流的惰性气体流动而脱附出来。
3.再生当吸附塔内的吸附剂饱和吸附后,需要对吸附塔进行再生,使吸附剂重新具备吸附性能。
通常采用减压或加热等方法来实现吸附剂的再生,从而使吸附塔恢复到初始状态。
4.压力升降PSA系统需要在不同的压力下进行吸附、脱附和再生,通过控制阀门和压缩机等设备来实现吸附塔的压力升降。
通常情况下,一个吸附塔进行吸附操作,而另一个吸附塔进行再生操作,随后通过压力升降的方式进行切换工作。
综上所述,PSA制氢的原理是利用吸附剂对气体分子的吸附和解吸特性,在不同压力下实现对氢气的分离和纯化。
通过交替操作不同的吸附塔,实现了对混合气体中氢气的分离和纯化。
二、PSA制氢的设备PSA制氢的主要设备包括吸附塔、气体压缩机、阀门、控制系统等。
下面将分别介绍吸附塔和气体压缩机等设备的主要特点和作用。
1.吸附塔吸附塔是PSA制氢的核心设备,用于进行气体的吸附、脱附和再生操作。
变压吸附技术的基来源理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,利用吸附剂在同样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添 (吸附组分 ) 、减压下吸附量减少(解吸组分 )的特征,将原料气在高压力下通过吸附剂床层,相关于氢的高沸点杂质组分被选择性吸附,低沸点组分的氢不(组份在吸附剂上的吸附等温线)易吸附而经过吸附剂床层,达到氢和杂质组分的分别,而后在减压下解吸被吸附的杂质组分使吸附剂获取重生,以于下一次再次进行吸附分别杂质 . 这类高压力下吸附杂质提纯氢气、减压下解吸杂质使吸附剂重生的循环即是变压吸附过程.在变压吸附过程中吸附床内吸附剂解吸是依赖降低杂质分压实现的,常用方法是:1.降低吸附床压力 (泄压 ),2. 用产品组分冲刷 ,3.由真空泵抽吸图 1-1表示说明吸附床的吸附、解吸过程 .常压解吸 (见图1-1,a)升压过程 (A-B):经解吸重生后的吸附床处于过程的最低压 P1、床内杂质吸留量为 Q1(A 点).在此条件下用产品组分升压到吸附压力 P3,床内杂质吸留量 Q 1 不变 (B 点).吸附过程 (B-C):在恒定的吸附压力下原料气不停进入吸附床,同时输出产品组分 . 吸附床内杂质组分的吸留量逐渐增添,当抵达规定的吸留量 Q3时 (C 点) 停止进入原料气,吸附停止 . 此时吸附床内仍预留有一部分未吸附杂质的吸附剂( 如吸附剂所有被吸附杂质,吸留量可为 Q4,C’点 )顺放过程 (C-D):沿着进入原料气输出产品的方向降低压力,流出的气体仍为产品组分,用于其他吸附床升压或冲刷 .在此过程中,随床内压力不停降落,吸附剂上的杂质被不停解吸,解吸的杂质又持续被未充足吸附杂质的吸附剂吸附,所以杂质并未走开吸附床,床内杂质吸留量 Q3 不变 . 当吸附床降压到 D 点时,床内吸附剂所有被杂质占用,压力为P2逆放过程 (D-E):开始逆着进入原料气输出产品的方向降低压力,直到变压吸附过程的最低压力P1(往常靠近大气压力 ),床内大多数吸留的杂质随气流排出器外,床内吸流量为Q2.冲刷过程 (E-A):依据实验测定的吸附等温线,在压力P1 下吸附床仍有一部分杂质吸留量,为使这部分杂质尽可能解吸,要求床内压力进一步降低 . 在此利用其他吸附床顺向降压过程排出的产品组分,在过程最低压力 P1 下进行逆向冲刷不停降低杂质分压使杂质解吸并随冲刷气带出吸附床 . 经必定程度冲刷后,床内杂质吸留量降低到过程的最低量 Q1 时,重生停止。
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。
变压吸附基本原理变压吸附(Pressure Swing Adsorption,简称PSA)是一种广泛应用于气体分离和纯化过程中的技术。
其基本原理是利用吸附材料对气体组分的吸附能力不同,通过改变压力和吸附剂之间的接触状态来实现气体的分离和富集。
变压吸附技术通常用于处理高纯度气体或多组分混合气体,以获得所需纯度的特定气体。
其中,最常见的应用是空气分离中的氮气和氧气的分离。
变压吸附过程通常包括三个关键步骤:吸附、脱附和冲洗。
在吸附阶段,混合气体通过吸附器的床层,其中装填有选择性吸附剂。
吸附剂通常是多孔的固体材料,如活性炭、硅胶等,具有大量的孔隙和表面积,以提供大量的吸附位点。
当气体混合物与吸附剂接触时,吸附剂表面的孔隙会吸附气体分子。
吸附剂选择性吸附不同气体成分的能力是基于它们与吸附剂之间的相互作用性质,如极性、分子尺寸和亲和性等。
在脱附阶段,吸附剂经过一段时间的吸附后,需要被再次脱附以释放被吸附的气体。
这是通过减小吸附器的压力来实现的。
降低压力会减少气体与吸附剂的相互作用力,从而使吸附剂上的气体分子脱附。
吸附剂的脱附性能取决于吸附剂和气体的性质,如吸附剂的孔径大小、吸附剂材料、吸附剂的厚度等。
脱附后的气体经过净化处理后即可获得高纯度的所需气体。
在冲洗阶段,通常使用惰性气体(如空气或氮气)将吸附剂中残留的被吸附气体进一步冲洗出去。
这有助于提高下一轮吸附的效果。
变压吸附过程的关键是通过连续循环吸附剂床的操作来实现高效的气体分离。
在一个吸附器中,当床A通过吸附、脱附和冲洗阶段进行气体分离时,床B同时进行再生。
当床A完成一次周期后,床B切换到分离操作,而床A进行再生。
这样,吸附器可以实现连续的气体分离过程。
变压吸附技术的运行参数可以通过吸附剂的选择和操作条件的调整来调节。
例如,改变压力、温度和吸附剂床厚度可以影响气体分离效果。
此外,吸附剂的再生和再利用也是一个重要的技术问题,以提高吸附剂的使用寿命和降低操作成本。
psa变压吸附制氢原理变压吸附制氢是一种新型的氢气制备技术,其原理是利用吸附剂对氢气进行吸附和解吸,通过变压操作实现氢气的高效制备。
本文将对psa变压吸附制氢的原理进行详细分析,包括吸附原理、变压操作原理和氢气制备过程等方面。
一、吸附原理1.1吸附剂的选择吸附剂是psa变压吸附制氢技术的核心部件,其选择直接影响氢气制备的效果。
目前常用的吸附剂主要包括活性炭、分子筛和金属有机骨架材料等。
这些吸附剂具有高比表面积、可控孔径和良好的吸附特性,能够有效地吸附和解吸氢气。
1.2吸附过程在psa变压吸附制氢过程中,氢气会在吸附剂表面进行吸附。
吸附剂的表面具有一定的亲和力,可以吸附氢气分子。
一般来说,吸附剂对氢气的吸附能力与氢气的分压成正比,即在较高的氢气分压下可以实现较大量的吸附。
1.3解吸过程在制备氢气的过程中,需要对吸附剂进行解吸操作,将吸附的氢气释放出来。
解吸过程可以通过降低氢气的分压或提高吸附剂的温度来实现。
解吸后的氢气可以进行收集和储存,用于实际应用。
二、变压操作原理2.1变压装置psa变压吸附制氢技术通过变压操作实现氢气的高效制备。
变压操作一般包括压缩和膨胀两个过程,需要借助变压装置来实现。
变压装置可以根据实际需要采用压缩机、膨胀机和容器等设备,通过控制氢气的压力和温度来实现吸附和解吸。
2.2变压操作过程在psa变压吸附制氢过程中,变压操作是关键的步骤之一。
正常情况下,需要先通过压缩机将原始气体压缩,然后经过变压装置进行变压操作,将氢气的压力提高到吸附剂的适宜吸附压力。
在维持一定的压力情况下,吸附剂会吸附大量的氢气,从而实现氢气的富集。
2.3变压效果变压操作的效果直接影响氢气制备的效率和质量。
通过合理的变压操作可以实现氢气的高效制备,提高氢气的纯度和产量。
而且,变压操作还可以根据实际需要调整,可以灵活应对不同的氢气制备要求。
三、氢气制备过程3.1原始气体处理psa变压吸附制氢技术的氢气制备过程通常需要对原始气体进行处理。
变压吸附工艺原理变压吸附工艺原理本装置采用变压吸附技术回收氯乙烯分馏尾气中的氯乙烯和乙炔,同时使净化后气体达标排放。
所谓变压吸附就是利用吸附剂对混合气体中不同组份吸附容量的差异且对同一组份的吸附量随压力变化而呈现差异的特性吸附剂在加压时选择吸附原料气中的氯乙烯和乙炔等吸附能力交强的组份,吸附能力交弱的组份如氢气和氮气等作为净化气由吸附塔出口排出,排放至大气或输出到后续工段。
减压(逆向放压及抽真空)时吸附的氯乙烯和乙炔得到解吸、解吸气经解吸气缓冲罐混合后返回PVC生产系统,同时吸附剂获得再生。
工艺过程实施:本装置的主工艺流程为5—1—3VP工艺,即5个吸附塔在任意时刻有1塔进料3次均压带顺放抽空及冲洗解吸工艺,每个吸附塔在一次循环中需要经历吸附、顺向放压1、顺向放压2、压力均衡1降、压力均衡2降、压力均衡3降、逆向放压、抽空及抽空冲洗、压力均衡3升、压力均衡2升、压力均衡1升及最终压力等十二个步骤。
工艺流程(变压吸附):自尾气冷凝器防空的尾气在一定压力和温度下进入本装置界区,先经原料气加热器加热至20——40℃,然后竟流量计计量后经管道和程控阀1进入吸附塔。
尾气中的氯乙烯和乙炔气体被吸附剂吸留下来,净化气则从程控阀2排出,通过管道吸附压力调节阀、流量计计量后输出外界进入防空总管。
本装置解吸气作为产品气分两部分排出,第一部分是吸附塔逆向放压的排出气体,该部分气体经程控阀6排出吸附塔,通过管道、程控阀进入解吸气缓冲罐A、经调节阀进入解吸气缓冲罐B和抽空气混均后进入鼓风机升压后输出到后续系统;另一部分为真空解吸气,经程控阀3及管道有真空泵A、B抽出,经真空泵后冷却器冷却后进入缓冲罐B,和来自解吸气缓冲罐A的逆放气混合后进入鼓风机升压,升压后气体经管道、程控阀、止回阀输出界区外进入氯乙烯生产系统。
变压吸附法回收精馏尾气中的氯乙烯一、原料气自全凝器及低塔顶的尾气,经尾气冷凝器回收部分氯乙烯,其余气体即为变压吸附系统的原料气。
变压吸附制氧变压吸附原理:当两种相态不同的物质接触的时候,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。
具有吸附作用的物质(一般为密度相对较大的多孔固体)被称为吸附剂,被吸附的物质(一般为密度相对较小的气体或液体)称为吸附质。
变压吸附是因为压力不同而吸附剂吸附性能的差异来选择性吸附气体分离的过程。
一:双塔流程变压吸附制氮变压吸附制氮流程简介一定压力的空气经空气预处理系统除去油、尘及大部分的汽态水份后,洁净空气从进气端进入系统吸附塔,流经吸附塔内的吸附剂,吸附塔装有碳分子筛,洁净空气中大部分的氧分子被分子筛吸附,氮分子则被富集起来,从出气端流出。
当吸附塔内碳分子筛吸附饱和后,关闭进气阀和出气阀,打开排气阀,使该吸附塔分子筛解吸再生。
由两塔或多塔组成的吸附分离系统在PLC系统的控制下通过程控阀门的起闭而循环切换完成连续制氮。
一脉科技变压吸附制氧技术特点1:拥有自主专利,采用先进的专利吸附器及不等势均压工艺流程,氮气回收率及产率大幅提高优点一、长寿命PN5的工艺特征决定了:吸附塔上部的气流方向在整个PSA循环过程中总是向下的,并与CMS的重力方向具有一致性。
这一特点使:①、CMS在吸附塔内无须任何压紧就完全处于静止状态,使用寿命超长;②、抛弃了传统工艺依赖压紧机构使CMS处于静止的方式,避免了压紧机构因固有缺陷或出现故障时造成CMS粉化(或外喷)。
优点二、超节能“阶梯式软起动”均压工艺使氮气含量较高的解吸气体得以回收,实现了CMS的吸附“负荷”从低到高的渐进过程,这一特点使:①、空气利用率提高,空气消耗量降低;②、避免了氧气“穿透”,维持了理想的吸附浓度曲线,使制氮纯度更高。
2:模块化设计,便于快速安装和调试,设备规整美观3:收率,产率较高,能耗较常规的变压吸附制氮设备低8%-15%4:独特的进气方式,采用先进的气体分布和吸附塔结构5:采用大法兰结构吸附塔与德国分子筛配套的“暴风雪式”分子筛装填技术,装填密度高达700kg/m3.CMS6:全自动无人操作,不合格气自动排放7:我司已于可乐丽株式会社达成合作协议,其向我司提供分子筛为岩谷第四代产品1.5GN-H8:采用与进口分子筛配套的吸附塔技术,可实现分子筛寿命达10年9:采用一步法制取到合格氮气,一步法优点如下:工艺流程短,设备数量少,操作维护简单,故障率低,节约空间,二:多塔流程变压吸附制氮基本工艺过程装置去除空气中的氧气、二氧化碳、水份,分离并提出氮气。
变压吸附技术的基本原理变压吸附(Pressure Swing Adsorption, PSA)技术是一种广泛应用于气体分离和纯化领域的技术。
它通过对气体与吸附剂之间的相互作用差异进行利用,实现气体的分离和纯化。
其基本原理包括吸附、压力变化和再生三个关键步骤。
在变压吸附过程中,气体混合物通过一系列固定床(或旋转瓶)中的吸附剂。
当气体与吸附剂接触时,由于两者之间的相互作用差异,气体组分中的一部分被吸附剂选择性地吸附,而其他组分则通过吸附剂床层。
吸附过程中,与吸附剂表面相互作用较弱的组分向前进一步,流出吸附剂床;而与吸附剂表面相互作用较强的组分则被留在吸附剂上。
通过控制气体混合物进出口的通路和调整吸附剂床的含气量,可以使得特定组分被有效地分离和富集。
吸附过程中主要依靠物理吸附和化学吸附两种机制。
物理吸附是通过吸附剂孔道的吸力将气体分子固定在吸附剂表面,由于物理力的作用力较弱,因此吸附能力较差。
而化学吸附则是通过与吸附剂表面化学键结合来实现吸附,具有较强的吸附能力。
吸附过程中,需要将吸附剂上被吸附组分的浓度降至最低,以充分利用吸附剂的吸附能力。
此时,需要通过调节进出口的压力差来实现。
通常情况下,吸附剂饱和后,进口增加压力,使其脱附,即从吸附剂表面解吸出来,然后通过排空通道排除。
这样,吸附剂就可以再次用于新的吸附过程。
再生是变压吸附过程中的一个重要环节。
在再生过程中,吸附剂需要重新获得其吸附能力以进行下一轮吸附过程。
常见的再生方法有两种:压力变化再生和热再生。
压力变化再生是通过改变进出口的压力差,实现吸附剂的再生。
而热再生则是通过加热吸附剂,使吸附剂表面的吸附物质脱附。
总之,变压吸附技术是一种利用固体吸附剂对气体进行分离和纯化的技术。
通过吸附、压力变化和再生三个基本步骤,实现了气体的分离和富集。
这一技术被广泛应用于天然气纯化、空气制氧、乙烯分离等领域,并取得了很好的效果。
psa变压吸附制氢原理变压吸附(Pressure Swing Adsorption, PSA)制氢技术是一种利用吸附剂对气体进行分离的方法,通过适当的压力调节和吸附剂的选择,可以实现将氢气从混合气体中分离出来。
PSA制氢技术已经被广泛应用于工业生产中,包括氢气的制备、精制及补充。
一、PSA制氢原理在PSA制氢过程中,主要有吸附、脱附、减压和再生等四个步骤,下面将详细介绍PSA制氢的工作原理。
1.吸附阶段在吸附阶段,混合气体首先被送入吸附塔中,吸附剂吸附出其中的氢气。
吸附剂通常为有机或无机多孔质材料,如活性炭、分子筛等。
由于氢气具有较高的亲和力,因此会优先被吸附在吸附剂的表面上,而其他气体如氮气、二氧化碳等则较难被吸附。
2.压缩阶段当吸附剂吸附满氢气后,压缩机开始工作,将吸附塔内的压力升高,从而促使未被吸附的气体分子迅速通过吸附剂层,进入下一个吸附塔。
3.脱附阶段在高压下,吸附剂开始释放吸附的氢气。
由于吸附剂的选择和操作条件的不同,吸附剂对不同气体的吸附性能存在差异,使得各种气体在释放时需要不同的时间。
因此,需要设计适当的程序和控制系统来确保吸附剂能够释放出大部分已吸附的氢气。
4.减压阶段当吸附塔内的压力降至一定程度时,需要进行减压,以便将脱附后的吸附剂中残留的氢气全部抽出。
此外,减压还可以促进吸附剂的再生过程。
5.再生阶段在吸附完成后,吸附塔需要进行再生,以恢复吸附剂的吸附性能。
通常采用气流对吸附剂进行再生,将残余的氢气和其他杂质从吸附剂表面排出,使吸附剂恢复到适合再次吸附的状态。
以上四个步骤便构成了PSA制氢的工作过程。
在整个过程中,通过适当的压力和吸附剂的选择,可以实现氢气的高效分离和纯度的提高。
二、PSA制氢的应用PSA制氢技术在工业生产中有着广泛的应用。
以下将列举一些PSA 制氢技术的应用领域:1.氢气制备PSA制氢技术可应用于氢气的工业制备。
在工业上,通常采用甲烷蒸汽重整或石油加氢等方法生产氢气,而这些方法会产生含有氮气、二氧化碳等其他杂质的混合气体。
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。
变压吸附原理在吸附平衡情况下,任何一种吸附剂在吸附同一气体时,气体压力越高,则吸附剂的吸附量越大。
反之,压力越低,则吸附量越小。
在空气压力升高时,碳分子筛将大量吸附氧气、二氧化碳和水分。
当压力降到常压时,碳分子筛对氧气、二氧化碳和水分的吸附量非常小。
变压吸附设备主要由A、B二只装有碳分子筛的吸附塔和控制系统组成。
当压缩空气从下至上通过A塔时,氧气、二氧化碳和水分被碳分子筛所吸附,而氮气则被通过并从塔顶流出。
当A塔内分子筛吸附饱和时便切换到B塔进行上述吸附过程并同时对A塔分子筛进行再生。
所谓再生,即将吸附塔内气体排至大气从而使压力迅速降低至常压,使分子筛吸附的氧气、二氧化碳和水分从分子筛内释放出来的过程,整个吸附,再生过程为120秒。
然气制氢由天然气蒸汽转化制转化气和变压吸附(PSA)提纯氢气(H2)两部分组成,压缩并脱硫后天然气与水蒸汽混合后,在镍催化剂的作用下于820~950℃将天然气物质转化为氢气(H2)、一氧化碳(CO)和二氧化碳(CO2)的转化气,转化气可以通过变换将一氧化碳(CO)变换为氢气(H2),成为变换气,然后,转化气或者变换气通过变压吸附(PSA)过程,得到高纯度的氢气(H2)。
天然气制氢气也是一个比较传统的技术,以前常用于大规模的氢气供应场合,例如5000m3/h以上的氢气供应量。
我们根据中国氢气用户分散而且规模较小的特点,开发了低投资和低消耗的天然气蒸汽转化制氢技术,非常适合中小规模的氢气需求场合。
在天然气丰富的地区,天然气制氢是最好的选择。
我公司已经为国内和国外用户建设了这类装置和转让了技术。
典型装置中国石油天然气股份有限公司吉林油田分公司天然气制氢装置天然气制氢的主要技术:天然气蒸汽一段转化技术,适合中小规模的制氢。
天然气蒸汽一段转化串接纯氧二段转化技术,适合于中大规模的制氢。
天然气两段换热式转化技术,适合中等规模的制氢技术。
天然气部分氧化制氢,适合大规模的制氢。
焦炉气部分氧化制氢,适合焦炉气资源丰富的地区。
产品特点氢气规模:200~100,000m3/h氢气纯度:99~99.999%氢气压力:0.5~3.5MPa适用领域:双氧水、山梨醇、TDI、MDI、苯胺加氢等精细化工或医药中间体加氢过程,炼油厂加氢过程等。
技术特点采用独特的热能回收技术,将转化炉的热效率提高;设计优良的废热锅炉,为制氢装置的长周期运转,提供可靠的保障;专有的转化炉烟气流动方式,燃料气的消耗更低。
无扰动切换吸附塔的变压吸附(PSA)提纯氢气大大提高了系统的可靠性。
技术原理1 天然气的蒸汽转化天然气的蒸汽转化是以水蒸汽为氧化剂,在镍催化剂的作用下将天然气转化为氢气(H2)、一氧化碳(CO)和二氧化碳(CO2)的转化气。
这一过程为吸热过程故需外供热量,转化所需的热量由转化炉辐射段燃烧燃料气提供。
在镍催化剂存在下其主要反应如下:CH4+H2O→CO+3H2+QCO+H2O→CO2+H2+Q2 变压吸附变压吸附(PSA)循环是吸附和再生的循环,吸附过程是吸附剂在加压时吸附混合气中的某些组份,未被吸附组份通过吸附器层流出,当吸附剂被强吸附组分饱和以后,吸附塔需要进入再生过程,也就是解吸或脱附过程。
在变压吸附(PSA)过程中吸附器内吸附剂解吸是依靠降低杂质分压实现的,在工业装置上可以采用的方法有:1)降低吸附器压力(泄压)•2)对吸附器抽真空‚3)用产品组分冲洗转化炉示意图变压吸附分离技术及其在粉末冶金行业中的应用摘要:简单介绍了变压吸附气体分高技术的工艺特点、技术进展和在我国的应用情况,对变压吸附各种不同的工艺在粉末冶金生产过程中的应用进行了展望,预计该技术在粉末冶金行业将舍得到迅速推广,为生产厂家带来良好的经济效益,促进粉末冶金技术的进步。
在许多粉末制备和烧结过程中气氛对产品质量影响很大。
因此必须对气氛进行控制。
如适宜的烧结气氛可以防治和减少周围环境对烧结产品的有害反应。
排除有害杂质,维持或改变烧结材料中的有用成分,从而保证烧结顺利进行和产品质量稳定。
随着粉末冶金技术的发展和粉末冶金制品性能的提高,对粉末制备和烧结气氛的要求将会更加严格。
为了能方便有效地控制气氛组成,离不开气体的制备、分离和提纯工艺。
合理的分离提纯工艺,可以简化工艺操作、降低产品成本、提高产品质量,以及促进粉末冶金技术的应用和发展。
变压吸附(Pressure swing adsorption,PSA)工艺是近十几年来飞速发展的一种非低温法气体分离和提纯技术,与传统的气体分离工艺相比,具有投资小、能耗低、工艺简单、自动化程度高、操作方便可靠、产品质量高等优点,已在化工、石油炼制、冶金、采矿、电子、食品、科研、航天、医药、环保等方面得到了广泛的应用。
粉末冶金过程中涉及的许多气体,如H2、N2、O2、CH4、CO、CO2等,都可以利用变压吸附技术进行分离或提纯。
可以预计,随着粉末冶金行业的发展和对变压吸附技术的了解,这种新型的气体分离工艺将在粉末冶金行业得到广泛推广和应用。
1 变压吸附气体分离和提纯技术1.1 工艺过程变压吸附(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。
吸附剂对不同气体的吸附特性是不同的。
利用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,还随吸附压力和温度的变化而变化:压力越高,吸附量越大;温度越高,吸附量越小。
利用这一特性,可以使吸附剂在高压或低温下吸附,然后通过降压或升温使吸附剂上吸附的气体解吸下来,使吸附剂再生,达到循环利用的目的。
利用温度的变化使吸附剂吸附或再生的工艺过程称为变温吸附,利用压力的变化使吸附剂吸附或再生的工艺过程称为变压吸附。
1.2 特点变压吸附气体分离技术作为非低温法的代表,工业应用领域迅速发展,并进一步向大型化发展。
与其他气体分离技术相比,变压吸附技术具有以下特点:(1)能耗低,这是因为PSA工艺所要求的压力较低,一些有压力的气源可以省去再次加压的能耗,在常温下操作,可以省去加热或冷却的能耗;(2)产品纯度高且可灵活调节,如PSA制氢,产品纯度可达99.999%,并且可根据工艺需要随意调节氢的纯度,调节后对整套装置的操作几乎没有影响;(3)工艺流程简单,可实现多种气体的分离、对水、硫化物、氨、烃类等杂质有较强的承受能力,无需复杂的预处理工序;(4)装置有计算机控制,自动化纯度高,操作方便,开停车简单迅速,通常开车0.5h左右就可以生产出合格产品;(5)装置调节能力强,操作弹性大,在30%~120%的负荷内开车,工艺调整不大;(6)投资小,操作费用低,维护简单、使用寿命长;(7)环境效益好,除原料气的特性外,PSA装置的运行不会造成新的环境污染、几乎无“三废”产生。
1.3 研究进展PSA技术的广泛应用,促进了PSA技术的快速发展。
近年PSA技术的进展主要体现在以下几个方面。
(1)PSA工艺日臻完善采用抽空工艺,极大地提高了产品的回收率;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,减少了投资和消耗。
(2)PSA适用气源更加广泛PSA技术所用气源可以达几十种,以前某些不能使用的因产品组分含量太低或杂质组分极难解吸的气源,因PSA技术的提高,使其可以回收利用。
目前以各种工业废气为原料提纯氢气的PSA装置仅国内就有二百多套投入使用。
(3)产品回收率逐步提高现在PSA制氢的收率最高可达95%以上。
(4)吸附剂吸附分离性能不断提高表现在吸附剂的吸附量提高、分离系数的提高、杂质组分吸附前沿的降低、再生比较容易、吸附剂强度的提高等几个方面.给PSA工艺的改进提供了充足的空间。
(5)程序控制阀的改进程控阀是PSA装置实现正常运转、可靠工作的关键设备,对程控阀的要求远较一般阀门高。
四川天一科技股份有限公司针对PSA工艺的不同要求,研制开发了如高性能提升阀、适用于低压差大通径的双偏心和三偏心蝶阀、逻辑导向阀、组合阀、单向阀、波纹管截止阀、四通球阀、管道阀、高低选自动阀等多种适用PSA工艺的专用程控阀、获得多项专利。
阀门密封寿命可达60万次以上,整体寿命可以大于15年。
(6)计算机专家诊断系统的应用PSA装置程序控制阀门多,开关频繁,对自动化纯度要求较高。
四川天一科技股份有限公司开发研制的“计算机专家诊断处理系统”,使PSA装置的控制水平达到世界一流水平。
应用该系统后,当PSA装置局部出现故障后,可以通过检测故障信息,及时准确地判定故障原因、故障范围和影响程度,迅速将故障部位隔离出去,并利用剩余完好设备,组成新的工艺流程,启动相应控制程序,维持系统继续运行,此时可以对故障部位进行维修。
当故障处理好后,可自动或手动将装置恢复到原流程运行,极大地提高了PSA 装置的抗干扰能力和运行的可靠性、安全性。
1.4 在我国的应用现状变压吸附在我国起步较晚,但发展速度却很快,四川天一科技股份有限公司(西南化工研究设计院)最早在国内将PSA技术实现工业化,已经推广各种工业装置六百多套,使我国的变压吸附技术在许多方面处于国际领先地位。
目前,我国变压吸附技术的应用领域有:氢气的提纯、二氧化碳的提纯(可直接生产食品级二氧化碳)、一氧化碳的提纯、变换气脱除二氧化碳、天然气的净化、空气分离制氧、空气分离制氮、瓦斯气浓缩甲烷、浓缩和提纯乙烯、气体干燥、气体脱硫等等。
1.4.1 氢气的分离提纯由于制备氢气的原料气种类很多,组成变化很大,有许多不同的提纯工艺。
表1对常用的分离提纯氢气的方法进行了简单的比较。
工业装置就是由西南化工研究院开发设计,1982年建于上海吴淞化肥厂的从合成氨弛放气回收氢气装置。
从合成氨弛放气中回收氢气是合成氨厂普遍采用的节能措施。
目前有两百多套从各种工业废气中提纯氢气的PSA装置投入使用。
冶金工业早期的氢气均由电解法提供,但钢厂有丰富的含氢气源(如焦炉煤气),用PSA法从焦炉气中提氢耗电约0.5kw·h/m3,而电解法制氢耗电为6—7kw·h/m3。
目前,我国几大钢铁企业纷纷采用PSA技术取代电解法制氢。
石油炼制过程需要大量的氢气,同时石油加工过程中又产生大量的含氢尾气(如加氢裂化尾气、催化重整副产气、回炼渣油的催化裂化干气等),均可采用PSA 技术回收利用。
1.4,2 变换气脱碳利用变压吸附可以脱出原料气中的CO2。
目前,PSA脱碳装置最大的处理量可达50000m3/h以上,在我国已有近70套各种规模的PSA脱碳装置。
1.4.3 CO的分离提纯一氧化碳是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。