变压吸附技术样本
变压吸附实验报告
变压吸附实验报告变压吸附实验报告引言变压吸附是一种重要的物理现象，广泛应用于化学、环境和材料科学等领域。
本实验旨在通过实验方法探究变压吸附的基本原理和特性，并通过实验数据分析得出相关结论。
实验方法实验采用一台变压吸附仪，样品为活性炭。
首先，将活性炭样品放入吸附仪的试样室中，并将室内温度控制在常温下。
然后，通过调节变压吸附仪的压力，使其在一定范围内变化，并记录吸附仪的压力和吸附量的变化。
实验结果在实验过程中，我们记录了不同压力下吸附量的变化。
实验结果表明，随着压力的增加，吸附量也呈现出增加的趋势。
然而，当压力达到一定值后，吸附量的增加趋势逐渐减缓，直至趋于平稳。
这表明在一定范围内，吸附量与压力之间存在着正相关关系，但吸附饱和度逐渐增加。
实验讨论通过实验结果的分析，我们可以得出以下结论：1. 变压吸附是一种非线性现象。
吸附量与压力之间存在着正相关关系，但并非线性关系。
在低压力下，吸附量的增加速度较快，而在高压力下，增加速度逐渐减缓。
2. 吸附饱和度是一个重要的参数。
吸附饱和度反映了吸附剂的吸附能力。
在实验中，吸附剂的吸附饱和度随着压力的增加而增加，但增幅逐渐减小。
这对于了解吸附过程的动力学特性具有重要意义。
3. 温度对吸附过程有一定影响。
在实验中，我们将温度控制在常温下，但实际应用中，温度的变化可能会对吸附过程产生影响。
进一步的研究可以探究温度对吸附量和吸附饱和度的影响。
实验应用变压吸附在许多领域中具有广泛的应用价值。
例如，在环境科学中，变压吸附可以用于废水处理和大气污染控制。
在化学工程中，变压吸附可以用于分离和纯化混合物。
同时，变压吸附也可以应用于储能技术和气体储存等领域。
通过深入研究变压吸附的原理和特性，可以进一步拓展其应用范围和效果。
结论通过本次实验，我们对变压吸附的基本原理和特性有了更深入的了解。
实验结果表明，变压吸附是一种非线性现象，吸附量与压力之间存在正相关关系，但增加速度逐渐减缓。
吸附饱和度是一个重要的参数，反映了吸附剂的吸附能力。
变压吸附试验实验报告
变压吸附试验实验报告实验目的：本实验旨在通过变压吸附（Pressure Swing Adsorption, PSA）技术，研究气体分离过程中吸附剂对特定气体组分的吸附能力，以及在不同压力条件下的吸附效率，为工业气体分离提供理论依据和实验数据。
实验原理：变压吸附是一种利用吸附剂对不同组分在不同压力下吸附能力差异的分离技术。
在吸附过程中，吸附剂对目标组分的吸附能力随压力的增加而增强。
通过周期性地改变压力，可以实现吸附剂对目标组分的高效分离。
实验材料：1. 吸附剂：活性炭2. 气体混合物：氮气和氧气的混合气体3. 吸附装置：包括压力调节阀、吸附柱、气体流量计等4. 测量设备：压力计、温度计、气体分析仪实验步骤：1. 准备实验材料，将活性炭装入吸附柱中。
2. 将气体混合物通过吸附柱，调节压力至设定值，开始吸附过程。
3. 记录不同压力下的气体流量和组成，观察吸附效果。
4. 改变压力，进行吸附-解吸循环，记录数据。
5. 通过气体分析仪对吸附后的气体进行成分分析。
6. 重复步骤2-5，以获得不同条件下的吸附数据。
实验结果：1. 在低压条件下，吸附剂对氧气的吸附能力较弱，氮气为主要的通过组分。
2. 随着压力的增加，吸附剂对氧气的吸附能力显著增强，氧气的通过量减少。
3. 在吸附-解吸循环过程中，吸附剂表现出良好的循环稳定性和吸附效率。
实验结论：通过本次变压吸附实验，我们发现活性炭作为吸附剂在不同压力条件下对氧气和氮气具有不同的吸附能力。
在工业应用中，可以通过调节压力来实现氧气和氮气的高效分离。
此外，实验结果还表明，活性炭具有良好的循环利用潜力，为工业气体分离提供了一种经济可行的解决方案。
建议：1. 对不同种类的吸附剂进行变压吸附性能测试，以寻找更高效的吸附材料。
2. 进一步优化吸附-解吸循环条件，提高吸附效率和循环稳定性。
3. 将实验结果应用于实际工业生产中，进行规模化的气体分离试验。
本次实验报告到此结束，感谢阅读。
变压吸附实验报告
变压吸附实验报告篇一：分子筛变压吸附研究报告院级本科生科技创新项目研究报告项目名称变压制富氧分子筛延长寿命的研究立项时间XX年10月计划完成时间 XX年12月项目负责人储万熠学院与班级冶金与生态工程学院冶金1302班北京科技大学教务摘要变压吸附制氧关键的因素是制氧吸附剂和制氧工艺。
制氧吸附剂的性能优劣和使用寿命直接影响产品气的氧浓度和收率，氮吸附容量是评价制氧吸附剂性能优劣的一项重要指标。
本课题首先对分子筛进行XRF分析、XRD表征和TEM 表征探究分子筛的物理及化学性质，确定对分子筛造成影响的条件。
ANSYS FLUENT中的多孔介质模型可以模拟多孔介质内的流体流动、“三传一反”。
PSA空分吸附床由固体吸附剂颗粒填充而成，气-固两相区可作为多孔介质，因此可基于多孔介质模型对变压吸附空分吸附床进行模拟，从而得到床层内气体的流动状态和组分浓度分布情况。
为研究提高分子筛寿命的研究提供可靠有效的实验数据。
Research of Prolong the Life ofPressure-Swinging-Oxygen-Making Molecular Sieve AbstractThe keyfactorof thepressure swinging oxygen making is oxygen adsorbentandoxygenprocess. The quality and service life of oxygen adsorbentdirect impact on the oxygenconcentrationandyield of productgas, nitrogen adsorptioncapacity ofthe oxygensorbentperformanceevaluation ofthe meritsofan important indicator.This paperfirstdo XRFanalysis, XRDandofmolecular TEMcharacterization sieveinquiryto ofphysicalandchemicalproperties theimpact onmolecular determinesievesconditions.The porous medium model in ANSYS FLUENT can simulate fluid flow in porous media. PSA air separation adsorbent bed is filled by a solid sorbent particles, gas - solid two phase region as a porous medium, thus can simulate the pressure swing adsorption airseparation adsorbent bed based on the porous medium model, resulting in the flow state within the bed of gas and component concentration distribution for providing valid and reliable experimental data of improving molecular sieve’s life.目录1引言 ................................................ ................................................... (1)1.1课题研究背景................................................. .. (1)1.2课题研究目的及意义 ................................................ (1)2原矿矿物学分析 ................................................ . (2)2.1分子筛XRF分析 ................................................ (2)2.2 分子筛XRD表征 ................................................ (3)2.3 分子筛TEM表征 ................................................ .. (5)2.4 分子筛孔隙率实验 ................................................ (6)2.4.1 失活实验 ................................................ . (6)2.4.2 活化实验 ................................................ . (6)2.4.3 差热曲线 ................................................ . (7)3 ANSYS FLUENT模拟 ................................................ (8)3.1 模型建立 ................................................ (8)3.2 模拟结果 ................................................ . (11).............................................. . (11)3.2.2 速度云图 ................................................ . (11)3.2.3 温度云图 ................................................ . (12)4 FLUENT模拟结论 ................................................ . (12)参考文献 ................................................ .. (12)1 引言1.1 课题研究背景变压吸附制氧关键的因素是制氧吸附剂和制氧工艺。
变压吸附
瓦斯提浓中的变压吸附及吸附材料一、变压吸附简介变压吸附(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。
根据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，还随吸附压力的变化而变化：压力越高，吸附量越大。
利用这一特性，可以使吸附剂在高压下吸附，然后通过降压使吸附剂上吸附的气体解吸下来，既实现解析气体的富集，又使吸附剂再生，达到循环利用的目的。
图1 变压吸附过程示意图（常压解吸）变压吸附过程中，主要包括升压过程（A→B），吸附过程（B→C），顺放过程（C→D），逆放过程（D→F）。
二、变压吸附在瓦斯提浓中的应用煤矿瓦斯中的主要成分为CH4、O2及N2，提浓瓦斯即是将CH4与O2、N2有效的分离。
我国《煤矿安全规程》规定,煤层气利用时甲烷体积分数不得低于30%。
而实际上大多数煤矿瓦斯甲烷含量低于30%,因而对此类瓦斯的利用应首先进行甲烷富集,使甲烷含量达到40%后再进行变压吸附脱氧。
图2 变压吸附法提浓煤矿瓦斯的工艺流程框图。
如图2，对于甲烷含量在20%~40%的瓦斯,先采用低压(0.2 MPa)下的变压吸附,将甲烷量富集提高至40%以上,再将富集后的瓦斯升压到0.6 MPa后进行脱氧,而对于甲烷含量大于40%的瓦斯则直接进入脱氧工艺,瓦斯脱氧后进行甲烷浓缩,最终生产压缩天然气(CNG)或液化天然气(LNG)。
三、吸附剂及吸附材料由上述知，瓦斯提浓时需要两种类型吸附剂。
● 瓦斯富集甲烷专用吸附剂图3 甲烷富集专用吸附剂的吸附等温线 ● 脱氧专用吸附剂图4 脱氧专用吸附剂在298 K 时的吸附等温线 瓦斯气中变压吸附剂最早是釆用斜发沸石分子筛，其分离效果较好；近年来也有采用沸石分子筛对CH 4/N 2分离的报道。
但由于其亲水性强,价格高于碳质吸附剂,用于变压吸附适用性不理想。
变压吸附制氧技术方案模板
变压吸附制氧技术方案模板标题：变压吸附制氧技术方案一、背景介绍变压吸附制氧技术（Pressure Swing Adsorption, PSA）是一种通过吸附剂对混合气体进行吸附和解吸的方法，利用吸附剂对气体分子的吸附性能差异，实现氧气从空气中的分离和纯化。
PSA技术由于其高效、低能耗和无化学污染的特点而受到广泛关注和应用。
二、制氧技术方案1.概述本制氧技术方案旨在设计和建造一套高效的PSA制氧系统，以满足工业和医疗领域对纯氧气的需求。
2.工艺流程制氧系统的主要工艺流程包括：压缩空气净化、变压吸附、压缩空气解吸和氧气净化减压。
（1）压缩空气净化：通过使用干燥器、过滤器和油凝结器等设备，将进入系统的压缩空气去除水分、油分和悬浮固体，以提高制氧系统的工作效率和稳定性。
（2）变压吸附：采用两个吸附器交替工作的方式，每个吸附器内装填有选择性吸附剂。
压缩空气进入吸附器时，氮气、二氧化碳等成分被吸附剂吸附，而富含氧气的气体流出吸附器进入下一步解吸过程。
（3）压缩空气解吸：解吸过程通过减压来实现，吸附剂中的氧气被解吸出来，并排入产品管道。
同时，另一个吸附器进行再生，即反吹过程，以清除前一周期中吸附剂残余的杂质。
（4）氧气净化减压：经过解吸过程的氧气进入净化系统，进一步去除残余的杂质，以满足不同应用场景的氧气纯度要求。
随后，通过减压装置，氧气被减压至所需的工作压力并通过出口管道输出。
3.设备选型为了保证制氧系统的高效运行，需要选用符合要求的设备，主要包括：（1）压缩机：选用高效节能的压缩机，可提供足够的压缩空气流量和压力，满足制氧系统的工艺要求。
（2）吸附器：选择适应工艺流程的吸附器，具备较高的吸附能力和稳定性，能够承受高压和周期操作。
（3）变压吸附剂：选择具有高吸附选择性、高吸附容量和较低的压降的吸附剂。
（4）净化器：根据氧气纯度要求选择合适的净化器，确保氧气符合使用标准。
4.控制系统制氧系统的控制系统应具备可靠性、稳定性和灵活性，能够实现自动化控制、故障诊断和远程监控。
变压吸附
变压吸附（简称PSA）：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，利用吸附剂在相同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加（吸附组分）、减压下吸附量减少（解吸组分）的特性，将原料气在压力下通过吸附剂床层，相对于氢的高沸点杂质组分被选择性吸附，低沸点组分的氢不易吸附而通过吸附剂床层，达到氢和杂质组分的分离。
然后在减压下解吸被吸附的杂质组分使吸附剂获得再生，以利于再次进行杂质的吸附分离。
从粗脱萘来的含萘150mg/Nm3水煤气进入压缩机一级增压至0.2MPa后，进入由2塔组成的精脱萘系统，脱除其中萘、焦油组分。
经过精脱萘系统处理完毕后，送入压缩机二级增压至0.9MPa。
从压缩机出来的气体冷却至≤40℃下进入水分离器出水、进入除油系统除油后，在送入由10各吸附塔组成的PSA-H2系统，从PSA-H2系统出来得到产品氢气。
3.2.3、压缩系统焦炉气经脱萘和脱硫系统处理后进入压缩系统，经增压至0.9MPa。
增压焦炉气由>100℃冷却至40℃分离液态水后进入除油系统。
3.2.4、除油系统压缩机出来的焦炉气经除油系统净化后油含量小于0.1mg/Nm3后进入PSA-H2系统提纯。
3.2.5、PSA-H2系统焦炉气脱除杂质后进入PSA-H2系统，在PSA-H2系统中任一时刻总有3台吸附器处于吸附步骤，由入口端通入净化后的焦炉气，在出口端获得粗氢气。
1、主要选择设备序号设备及规格台数1 粗脱萘器Ф3.8X12.26 42 精脱萘器Ф3.0X9.004 23 电加热器 24 往复式压缩机 25 除油器 16 吸附塔变压制氢107 缓冲罐 1。
变压吸附试验
随着吸附的进行，分子筛对氧的吸附能力下降，排出的氮气中氧气增加，氧气增 加到一定程度时，对两个吸附罐进行切换（50、60、70 秒），原在压力下吸附的罐减 压，脱附出吸附的氧。两罐按时间进行切换，不断制得较纯净的氮气。两罐切换时， 为了避免压力对分子筛的冲击，两罐间有管路联接，中间有平衡阀。
变压吸附制得的氮气纯度有一定的限制，一般能达到 99.99%，如再要求高纯度， 应进行过火燃烧，消耗掉氮气中的氧。
量，并记录氧含量的变化情况，排出氮气储罐中的空气，当氮气罐中排出气体 含量稳定后开始实验。 6. 记录设备运行的条件，包括吸附压力，吸附、脱附转换时间，氮气罐中排出气 体氧含量，脱附时排出气体的氧含量。 7. 改变空气压缩机的出口压力，记录压力变化与氮气纯度的关系。 8. 改变吸附与脱附转换阀门的转换时间，记录氮气中氧的含量与时间的关系。 9. 实验数量要求 3～5 个变量，实验完成后，关闭空气压缩机。
多少？
13 - 4
空
空
吸
压
气
附
机
过
储
罐
滤
罐
1
器
1
2
3
测 氧
7
吸
氮
附
气
罐
储
2
罐
4
5
6
1 空气压缩机 2 过滤器 3 空气储罐 4 分子筛罐 5 氮气储罐 6 流量计 7 测氧仪
变压吸附工艺计算（论文资料）
变压吸附制氧项目----造气富氧气化工艺计算一、空气气化基本数据：1#造气装置合成氨日产量1050吨，小时产量43.75吨；吨氨半水煤气按3250Nm3计，半水煤气流量=142187.5 Nm3/h，造气系统总空气流量=1.05×142187.5=149297 Nm3/h=2488.3 Nm3/min（相当于D600风机4.9台，按85%打气量计算）。
二、富氧气化基本数据：总氧（折100%纯氧）流量=149297×21%=31352 Nm3/h。
变压吸附富氧空气流量8813Nm3/h,氧气浓度80%，折纯氧流量7050Nm3/h,改造后造气鼓风机提供的纯氧流量为31352-7050=24302Nm3/h，鼓风机流量,24302/21%=115726(115723)Nm3/h=1928Nm3/min（相当于D600风机3.78台，按85%打气量计算）。
三、变压吸附投运后富氧浓度：改造前空气中氧气浓度为21%，改造后混合氧气浓度为（7050+24302）÷（7050+115726）=25.53%。
回收补氮：--------吹风空气流量-------吹风空气中氧浓度制气补氮：-------制气空气流量-------制气空气中氧浓度计划上加氮中富氧气体氧浓度控制在35%，有3500 m3富氧气体（80%）通入上加氮，3500 m3富氧气体（80%）送入吹风。
则：上加氮所需21%空气量=（8813×80%）-8813/2×35%/（35%-21%）=14160Nm3/h吹风中所需21%空气量=115726-14160=101565 Nm3/h吹风中富氧气体氧浓度=（101565×21%+3525）/（101565+8813/2）=23.65%。
四、煤炭节约预估（1）、吹风气流量（改造前后）减少量、热值、折合煤炭量（2）、炉渣残碳变化量：------折合煤炭量（3）、吹风带出物变化量：-----折合煤炭量富氧制气后减少的吹风气量：=（（149297 Nm3/h－115726Nm3/h）×78%+8813×20%）/73.8%=35830 Nm3/h吹风气：焓值：吹风气中O2：0.8%，H2:2.9%，CO:5.45%，CO2:16.0%，CH4:0.8%,N2:74.05%。
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表 3 常见 CO2气源及含量
变压吸附的特点
变压吸附气体分离工艺在石油、 化工、 冶金、 电子、 国防、 医 疗、 环境保护等方面得到了广泛的应用 , 与其它气体分离技术相比 , 变压吸附 技术具有以下优点 :
1 ．低能耗 , PSA 工艺适应的压力范围较广 , 一些有压力的气源能够省 去再次加压的能耗。 PSA在常温下操作 , 能够省去加热或冷却的能耗。
9 ．环境效益好 , 除因原料气的特性外 , PSA 装置的运行不会造成新的 环境污染 , 几乎无”三废”产生。
3、 变压吸附技术的应用现状
3 ． 1 变压吸附提氢技术
由于制备氢气的原料和方法很多 , 加上许多工业尾气含有较高的氢气 , 因 此有许多不同的分离提纯氢气的流程。表 1 列出了比较常见的分离提纯氢气的 方法 , 并对不同方法的特点及适用范围进行了简单的比较。
过去的几年中 , 空分设备继续向更大型和低能耗的方向发展 , PSA 和膜 分离装置在数量和规模上迅速增加 , 使 PSA制氧 ( 氟) 量在总的氧 ( 氮) 产量中所 占比例逐年上升。进入 90 年代以来 , PSA 制氧 ( 氮 ) 量每年以 30％左右的幅度递 增。预计在今后十年还会有更大的发展。据报道在美国 PSA制氧能力的增长速 率是低温法的 4—6 倍。
3~15 或更高
0.5~3.0
1.0~8.0
高 , 原料产品
压力降 /MPa
0.1
0.2
压力比为 2~6
原料氢最小
30 含量 /V%
15~20
15
原料的预处 理
需预处理
可不预处理 需预处理
产品中的 CO 原料气中 CO
<10μg/g
含量
的 30%
几百μ g/g
操作弹性 /% 20~100
10~100
烧气
天然气燃烧烟道 10
气
8.5~10
膜分离法工艺较简单 , 操作方便 , 能耗低 , 经济合理 , 缺点是常常需要 前级处理、 脱水和过滤 , 且很难得到高纯度的 CO2。但仍不失为一种较好的分 离 CO2 的方法。
PSA 分离提纯 CO2技术于 1986 年实现工业化 , 能够从多种含 CO2 的气源中 分离提纯 CO2, 满足 CO2 的多种工业用途。表 3 列举了可作为 PSA提纯 C02 的常 见气源及组成。四川天一科技股份有限公司推广的 PSA分离提纯 CO2 装置已有 20 多套。
在 H2 的分离和提纯领域 , 特别是中小规模制氢 , PSA 分离技术已占主要 地位 , 一些传统的 H2 制备及分离方法 , 如低温法、 电解法等 , 已逐渐被 PSA 等气体分离技术所取代。 PSA法从合成氨变换气中脱除 CO2 技术 , 可使小合成氨 厂改变其单一的产品结构 , 增加液氨产量 , 降低能耗和操作成本。 PSA分离提 纯 CO技术为 Cl 化学碳基合成工业解决了原料气提纯问题。该技术已成功的为 国外引进的几套羰基合成装置相配套。 PSA提纯 CO2技术可从廉价的工业废气 制取食品级 CO2。另外 , PSA 技术还能够应用于气体中 NOx的脱除、 硫化物的 脱除、 某些有机有毒气体的脱除与回收等 , 在尾气治理、 环境保护等方面也 有广阔的应用前景。
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变压吸附气体分离技术的应用和发展
摘要 : 变压吸附气体分离技术在工业上得到了广泛应用 , 已逐步成为一 种主要的气体分离技术。它具有能耗低、 投资小、 流程简单、 操作方便、 可靠性高、 自动化程度高及环境效益好等特点。简单介绍了变压吸附分离技术 的特点 , 重点介绍了近年来变压吸附技术各方面的进步和变压吸附技术当前所 达到的水平 ( 工艺流程、 气源、 产品回收率、 吸附剂、 程控阀、 自动控制 等方面 ), 并对变压吸附技术未来的发展趋势进行了预测。
4 ．装置由计算机控制 , 自动化程度高 , 操作方便 , 每班只需稍加巡视 即可 , 装置能够实现全自动操作。开停车简单迅速 , 一般开车半小时左右就可 得到合格产品 , 数分钟就可完成停车。
5 ．装置调节能力强 , 操作弹性大 , PSA 装置稍加调节就能够改变生产 负荷 , 而且在不同负荷下生产时产品质量能够保持不变 , 仅回收率稍有变化。 变压吸附装置对原料气中杂质含量和压力等条件改变也有很强的适应能力 , 调 节范围很宽。
l 前言 变压吸附 (Pressure Swing Adsorption, PSA) 的基本原理是利用气体 组分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 , 经过 周期性的压力变换过程实现气体的分离或提纯。该技术于 l962 年实现工业规模 的制氢。进入 70 年代后 , 变压吸附技术获得了迅速的发展 , 装置数量剧增 , 规 模不断增大 , 使用范围越来越广 , 工艺不断完善 , 成本不断下降 , 逐渐成为一 种主要的、 高效节能的气体分离技术。 变压吸附技术在中国的工业应用也有十几年历史。中国第一套 PSA工业 装置是西南化工研究设计院设计的 , 于 l982 年建于上海吴淞化肥厂 , 用于从合 成氨弛放气中回收氢气。当前 , 该院已推广各种 PSA工业装置 600 多套 , 装置 规模从数 m3/h 到 60000m3/h, 能够从几十种不同气源中分离提纯十几种气体。 在国内 , 变压吸附技术已推广应用到以下九个主要领域 :
序号
CO2 来源
1
天然气油田
2 合成氨副产气 3 石油炼制副产气
4 发酵工业副产气
乙二醇工业副产 5
气
6
石灰窑尾气
7
炼钢副产气
8 燃煤锅炉烟道气
9 焦炭及重量油燃
含量 /V% 80~90 98~99 98~99 95~99
91
35~45 18~21 18~19 10~17
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6 ．投资小 , 操作费用低 , 维护简单 , 检修时间少 , 开工率高。
7 ．吸附剂使用周期长。一般能够使用十年以上。
8 ．装置可靠性高。变压吸附装置一般只有程序控制阀是运动部件 , 而 当前国内外的程序控制阀经过多年研究改进后 , 使用寿命长 , 故障率极低 , 装 置可靠性很高 , 而且由于计算机专家诊断系统的开发应用 , 具有故障自动诊断 , 吸附塔自动切换等功 能 , 使装置的可靠性进一步提高。
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石油工业是最大的氢气用户 , 从世界范围看 , 石油工业用氢量占氢气总 耗量的 35％左右。这些氢绝大多数是用石油或煤转化精制而成。随着各国环保 要求的提高。对油品的要求将越来越高 , 使炼油工业对氢气的需求更多 , 氢气 供求之间的矛盾更加突出。 PSA提氢技术在石化系统的应用近年来有较快增 长。中国石化行业从 80 年代开始引进 PSA提氢技术 , 最初引进的提氢装置主要 以烃类转化气为原料。现在 , 石化系统所用原料气已不局限于烃类转化气 , 许 多炼厂废气都可作为 PSA提氢原料气。表 2 列举了近年来国内石化行业采用的 部分 PSA提氢装置的简单情况。
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到 1995 年以后 , 国内新建 PSA提氢装置几乎都采用国产技术 , 国外公司近年在 国内基本没有新的大型 PSA提氢装置投建。
3 ．2 变压吸附制氧或制氮
当前 , 制氧或制氮市场依然为低温法、 PSA 和膜分离技术激烈竞争的 局面。空分装置主要占据大型制氮和制氧市场。中小型制氧或制氮装置市场上 , PSA和膜分离所占份额继续扩大。
表 2 近年石化系统采用的部分 PSA提氢装置概况
建设单位
大庆油田化工总厂 镇海炼化公司 辽阳化纤公司 格尔木炼油厂
吉化公司有机合成 厂
济南炼油厂 濮阳甲醇厂 胜利石油化工总厂
装置处理能力 /Nm3h-1 50000 50000 40000 8500
5800
15000 7000
1
原料气种类 产品氢纯度 /%
3 ． 3 PSA提纯 CO技术
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。四川天一科技股份有限公司开发的二段法 PSA分离 提纯 CO工艺 , 其投资仅为 Cosorb 法的 65％ , 生产成本为 Cosorb 法的 60％ , 能耗为 Cosorb 法的 68％, 使中国 CO的分离技术达到国际领先水平。
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几种氢气纯化技术比较
表1
项目 规模 /Nm3h-1
膜分离
变压吸附 深冷分离
100~10000 100~100000 5000~100000
氢纯度 /V%
80~99
99~99.999
90~99
氢回收率 /%
75~85
80~95
最高 98
操作压力 /MPa
50~100
投资
低
低
较高
能耗
低
低
较高
操作难易
简单
简单
较难
PSA 提氢技术是 PSA发展最早、 推广最多的一种工艺 , 最早在化工行 业应用 , 仅国内就有 200 多套 , 冶金行业应用也较多 , 如用 PSA法从焦炉气中
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提氢耗电约 0.5kWh／m, 远低于电解法制氢的耗电。中国几大钢铁企业纷纷采 用 PSA技术取代电解法制氢。