变压吸附原理解析.doc

?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+Q CO+H2O→CO2+H2+Q 2 ?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、