变压吸附设计说明

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psa变压吸附

psa变压吸附

变压吸附(PSA)技术是近3多年来发展起来的一项新型气体分离与净化技术。

变压吸附(PSA)气体分离装置中的吸附主要为物理吸附。

变压吸附气体分离工艺过程的实现主要是依靠吸附剂在吸附过程中所具有的两个基本性质:一是对不同组分的吸附能力不同,而是吸附质在吸附剂上的吸附容量随吸附质的分压上升而增加,随吸附温度的上升而下降。

利用吸附剂的第一个特性,实现了对混合气体中某些组分的分离、提纯;利用吸附剂的第二个性质,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,在吸附平衡情况下,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,气体的吸附分离方法,通常采用变温吸附或变压吸附两种循环过程。

如果压力不变,在常温或低温的情况下吸附,用高温解吸的方法,称为变温吸附(简称TSA)。

显然,变温吸附是通过改变温度来进行吸附和解吸的。

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的垂线进行,由于吸附剂的比热容较大,热导率(导热系数)较小,升温和降温都需要较长的时间,操作上比较麻烦,因此变温吸附主要用于含吸附质较少的气体净化方面。

如果温度不变,在加压的情况下吸附,用减压(抽真空)或常压解吸的方法,称为变压吸附。

变压吸附操作由于吸附剂的热导率较小,吸附热和解吸热所引起的吸附剂床层温度变化不大,故可将其看成等温过程,它的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,吸附等温线的斜率对它的是影响很大的。

吸附常常是在压力环境下进行的,变压吸附提出了加压和减压相结合的方法,它通常是由加压吸附、减压再组成的吸附一解吸系统。

在等温的情况下,利用加压吸附和减压解吸组合成吸附操作循环过程。

吸附剂对吸附质的吸附量随着压力的升高而增加,并随着压力的降低而减少,同时在减压(降至常压或抽真空)过程中,放出被吸附的气体,使吸附剂再生,外界不需要供给热量便可进行吸附剂的再生。

变压吸附

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。

实验十三、变压吸附

实验十三、变压吸附
中北大学化工要求编制数据记录表格,并记录相应的压 力、氧含量、吸附脱附转换时间等数据。
2. 对数据进行整理,分别绘制出氮的纯度与压力、 吸附脱附转换时间的关系曲线。
中北大学化工原理课程组
思考题
1. 变压为什么能使空气中的氮氧分离? 2. 能用于变压吸附的吸附质有哪些? 3. 变压吸附在使用时应注意哪些条件? 4. 氮氧分离为什么要控制吸附、脱附转换时间,

氮 气



2
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
中北大学化工原理课程组
设备参数
①空气压缩机 ②空气过滤罐 ③空气储罐 ④分子筛吸附罐 ⑤氮气储罐 ⑥流量计 ⑦测氧仪 ⑧自动阀门 ⑨自动控制箱
中北大学化工原理课程组
实验步骤
1. 按说明书启动空气压缩机,并调整好空气压力范围,即 开机压力与停机压力,并开动空气压缩机使之达到要求 的压力(3~8kg/cm2)。
中北大学化工原理课程组
基本原理
根据吸附质和吸附剂之间吸附力的不同,吸附操作分为 物理吸附与化学吸附两大类。
(1)物理吸附或称范德华吸附:它是吸附剂分子与吸 附质分子间吸引力作用的结果,因其分子间结合力较弱,故 容易脱附,如固体和气体之间的分子引力大于气体内部分子 之间的引力,气体就会凝结在固体表面上,吸附过程达到平 衡时,吸附在吸附剂上的吸附质的蒸汽压应等于其在气相中 的分压。
实验十三 变压吸附
一、实验目的 二、基本原理 三、实验流程 四、设备参数 五、实验步骤 六、实验报告要求 七、思考题
中北大学化工原理课程组
实验目的
1.更深刻的理解吸附理论,掌握所学理论知识, 并与实践相结合。

变压吸附操作手册

变压吸附操作手册

变压吸附(PSA)制氢装置操作运行说明书第一章前言本装置是采用变压吸附(PSA)法从富氢气体中回收或提取氢气。

改变操作条件可生产不同纯度的氢气,氢气最高纯度可达99.999%以上。

本装置采用气相吸附工艺,因此,原料气不含有任何液体或固体。

在启动和运转这套装置之前,要求操作人员透彻地阅读本操作运行说明书,因为不适当的操作会导致运行性能低劣和吸附剂的损坏。

本说明书中涉及到的压力均为表压,组分浓度均为摩尔百分数,流量除专门标注外均为标准状态下的流量。

第二章工艺说明本装置为五塔PSA制氢装置,它的关键部分由五个吸附塔(以下简称A、B、C、D、E塔)和33个气动阀组成。

另外,为提高氢气回收率和氢气纯度,本系统配备了两台真空泵(一开一备)和一台真空缓冲罐;在系统出口管道上装有一台压力调节阀,用以调节、稳定系统操作压力。

解析气直接通过消声阻火器放入大气或输入燃料系统作燃料。

一、工作原理和过程实施本装置采用变压吸附(PSA)分离气体的工艺,从甲醇重整气(包括各种含氢气体)中提取氢气。

其原理是利用所采取的吸附剂对不同吸附质的选择吸附和吸附剂对吸附质的吸附容量随压力变化而有差异的特性,在吸附剂选择吸附条件下,将原料气在压力下通过吸附床层,高压吸附除去原料中杂质组分,低压下脱附这些杂质而使吸附剂获得再生。

小分子的氢气不被吸附而通过吸附床层,达到氢和杂质组分的分离, 得到产品氢气。

整个操作过程是在环境温度下进行。

吸附剂的再生是通过三个基本步骤来完成的:1.吸附塔压力降至低压首先是顺着吸附的方向进行降压(以下简称均压),此时有一部分吸附剂仍处于吸附状态;2.逆向放压逆向放压时,被吸附的杂质部分从吸附剂中解吸,并被排出吸附塔;3.升压吸附塔升压至吸附压力,以准备再次对原料气进行分离。

本装置采用五塔三次均压变压吸附过程,即每个吸附塔在一次循环中均需要经历吸附(A)、一次均压(1ED)、二次均压(2ED)、三次均压(3ED)、逆向放压(D)、真空解吸(V)、一次升压(3ER)、二次升压(2ER)、三次升压(1ER)以及最终升压(FR)等十个步骤。

变压吸附制氮装置的设计

变压吸附制氮装置的设计

变压吸附制氮装置的设计一、设备简介变压吸附制氮装置是一种通过组合吸附剂来分离氮气和氧气的装置。

它的原理是通过变压吸附剂的吸附和脱附特性,将氧气和其他杂质分离出来,从而制取高纯度的氮气。

该装置由压缩空气系统、氮气系统、控制系统和其他辅助系统组成。

二、装置设计1.压缩空气系统:压缩空气系统包括空气压缩机、冷却器、干燥器和过滤器等设备。

空气压缩机用于将空气压缩至设定压力,冷却器用于降低压缩空气的温度,干燥器用于去除压缩空气中的水分,过滤器用于去除压缩空气中的固体颗粒物。

2.吸附系统:吸附系统是变压吸附制氮装置的核心部分,主要包括吸附剂、吸附塔和换向阀等设备。

吸附剂是一种可以吸附氧气和其他杂质的材料,常用的吸附剂有分子筛和活性炭。

吸附塔是用于装填吸附剂的容器,换向阀用于控制吸附塔的工作状态。

3.氮气系统:氮气系统主要包括气体储存罐、氮气干燥器和氮气净化器等设备。

气体储存罐用于储存制取的氮气,氮气干燥器用于去除氮气中的水分,氮气净化器用于去除氮气中的其他杂质。

4.控制系统:控制系统是用于对整个装置进行自动控制的设备,包括传感器、控制器和执行器等部件。

传感器用于检测装置的各种参数,控制器用于根据传感器的反馈信号来控制设备的工作状态,执行器用于执行控制器的指令。

三、装置工作流程1.进气阶段:在进气阶段,空气经过空气压缩机被压缩至一定压力,并经过冷却器降低温度,然后进入吸附塔。

其中一座吸附塔处于工作状态,另一座吸附塔处于再生状态。

2.吸附阶段:在吸附阶段,进入工作状态的吸附塔中的吸附剂开始吸附氧气和其他杂质,而再生状态的吸附塔中的吸附剂开始脱附,将之前吸附的氧气和其他杂质释放出来。

3.换向阶段:在换向阶段,换向阀将工作状态和再生状态的吸附塔进行切换,使之交替工作。

这样,当一座吸附塔吸附饱和后,另一座吸附塔开始工作,确保了装置的连续工作。

4.出气阶段:在出气阶段,制取的高纯度氮气从工作状态的吸附塔中流出,并经过氮气干燥器和氮气净化器进入气体储存罐进行储存,待使用时再通过气体供给系统供给到需要的领域。

变压吸附实验..

变压吸附实验..

逆放过程(D- E):
D时刻,塔底排气阀开启,逆着输出产品的 方向降低压力, 直至变压吸 附过程的最低压 力 P1(通常为大气压力,低于大气压为真空 变压吸附)。床内大部分吸留的杂质随气流 排出器外, 床内杂质吸留量为 Q2。
冲洗过程(E-F):
逆放过程结束后,吸附床仍有杂质吸留量Q2。 为使这部分杂质尽可能解吸, 通过(常开状态) 工艺阀,使邻塔上部的产品气在压差作用力 自上而下对本塔吸附床进行逆向冲洗。由于产 品气等效杂质分压很低,使床内杂质不断解吸 并随冲洗气流带出吸附床。经一定时间冲洗后, 床内杂质吸留量降低到Q1 时,F时刻过程终 止。至此, 吸附床完成 了一个吸附—解吸再 生过程。
变压吸on)
QV7
QV8
电磁阀与气动阀对应关系
DV1 DV2 DV3 DV4
QV5 QV3 QV6 QV4
QV1 QV2 QV5 QV6 QV4 QV3 QV8 QV7
DV5
QV1
QV2
理想吸附循环分析
饱和吸附线
升压过程(A- B):
经 顺向升压 后 的 吸 附 塔 处 于 中间 压 力 P2, 床内杂质吸留量为 Q1。 A点时刻进气阀开启,床内压力迅速升压到吸 附压 力 P3;过程迅速, 床内杂质吸留量 Q1 基本不变(B 点)。
顺放过程(C-D)及顺向升压(F-A)
C时刻,塔顶阀开启,沿着输出产品的方向降低压力, 流 出的气体仍为产品组分, 用于其它吸附床顺向升压(对 应塔塔底阀联动开启)。在此过程中, 随床内压力不断 下降, 吸附剂上的杂质被不断解吸, 解吸的杂质又继续 被床上部的那部分未饱和吸附剂吸附, 因此杂质并未离 开吸附床, 床内杂质吸留量 Q3 不变。当吸附床降压到 D 点时, 床内吸附剂全部(理想状态)被杂质占用, 压 力为 P2。 顺向升压(F-A)与之相似,顺向升压的气源来自其它塔 的顺向降压过程,顺升的作用在于尽量维持、提高产品 气的纯度。 两塔的顺放和顺升是对偶,工程上也统称均压过程。

变压吸附制氢工艺技术说明(21页)

变压吸附制氢工艺技术说明(21页)

将工艺流程设定为如下流程
分别简述其流程如下 z
(1)
压缩工序
压缩工厅 由 2 台 CI 开 l 备 ) 三级往复式压缩机组成。由于本装置的原料气中的 ,
茶含量非常低(仅为 5mg/Nm勺 , 所以 , 即使到 了 压缩三段也不会在三级冷却器中出现
茶结晶堵塞管道的问题。因此 , 来自界区外的焦炉煤气首先经压缩机的 级加压至~
在变压吸附气体分离装置常用的几种吸附剂中,活性氧 化铝类属于对水杳强亲和
力的固体 ,
干燥。
般采用三水合侣或三水铝矿的热脱水或热活化法制备 ,主要用于气体的
硅胶类吸附剂属于一种合成的无定形二氧化硅 , 它是胶态 二氧化硅球形控子的刚
性连续网络 , 一般是 由 硅酸饷溶液和无机殴混合来制备的,硅胶不仅对水有极强的亲
附剂选择吸附的条件下一次性除去氢以外的绝大部分杂质 , 获得纯度大于 99.9% 的
粗氢气 , 从塔顶排出送净化工序。 当被吸附杂质的传质区 前沿(称为吸附前沿)到达床层出口预留段某
停止吸附 , 转入再生过程。
位置时 ,
吸附剂的再生过程依次如下
a 均压阵压过程 这是在吸附过程结束后 , 顺着吸附方向将塔内的较高压力的氢气放入其它已完
品氢
il\
O .02 MPa 解 吸气
4
3)
装置 工艺流程描述
本装置中焦炉煤气组成复杂且产品氢纯度要求高 , 因而本装置工艺流程由压缩工
序、预处理工序 、 变压吸附工 序和净化工序组成。由 于 原料气中的硫\茶及焦油含量很 低 , 所以在考虑工 艺流程设计时 , 为节省用户的投资额同时又能保证装置的正常运行 ,
0.22MPa(G) , 然后进入压缩机第二和第 三级压缩至~ 1.7讯。a(G)后进入后续预处理系

变压吸附设计

变压吸附设计

一、关于吸附剂的算法:(以易吸附组分为准)Q F(C out-C in)=n×V R×q×ΔP×3600/t其中Q F为进口体积流量Nm3/hC out为易吸组分进口浓度C in为易吸组分出口浓度n为总塔数,V R为单塔吸附剂体积吨q为吸附剂对易吸组分吸附容量Nm3/吨ΔP最后一次均压与吹扫或抽真空之间的压差t为总循环时间,t0为单塔循环时间,t=n×t0,故上式变为:Q F(C out-C in)=n×V R×q×ΔP ×3600 /(n×t0)即Q F(C out-C in)=V R×q×ΔP ×3600/t0由上式可看出,PSA装置的处理能力即要分离的易吸组分总量Q F(C out-C in)只与单塔的吸附剂量V R和吸附容量q、解吸压差ΔP和单塔循环时间t0有关,对同一装置来说,吸附容量q变化不大,要想加量,只能缩短循环时间,以增加循环数次,提高吸附剂利用次数或者增大ΔP以提高吸附剂吸量。

二、关于分离系数分离系数定义:弱吸附组分在吸附床死空间中残余量/弱吸附组分在吸附床中的总量)与(强吸附组分在吸附床死空间中残余量/强吸附组分在吸附床中的总量)之比如根据物料算出两组分分离系统中以下数据:1、弱吸附组分总放量、根据塔内压差及塔空隙体积算出弱吸附组分放空量2、强吸附组分总放量、根据塔内压差及塔空隙体积算出强吸附组分放空量比如制氧算出:氮总放空量为8430 Nm3,通过塔压及空隙算出784 Nm3;氧总放空量为385 Nm3,通过塔压及空隙算出196 Nm3则分离系数为:(196/385)/(784/8430)=5.47另:如为两组分系统:则塔内床层死空间弱组分残余量即为:V1*0.65*C1*ΔP塔内床层吸附剂吸附弱组分量即为:V1*(1-0.65)*τ*ΔP*C1三、压力与电耗一览表四、过热蒸汽区域描述蒸汽在温度高于饱和蒸汽温度的状态。

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内蒙古宜化化工有限公司30万吨/年聚氯乙烯变压吸附装置(工程号:KY9304)工艺设计说明书设计阶段:施工图图号:KY9304-30-01天津渤海化工集团规划设计院中国天津2009年06月编制:方玉云09.6 校核:陶建设09.6 审核:许淑萍09.6目录1概述 (6)1.1设计概况 (6)1.2原料、产品及副产品 (7)1.3公用工程参数及消耗量 (9)1.4 生产制度和劳动定员 (10)2 工艺 (12)2.1 概述 (12)2.2工艺原理 (12)2.3工艺流程叙述 (13)2.4设备选型说明 (14)2.5能源利用 (14)2.6主要控制指标 (15)2.7装置布置 (16)2.8吸附剂的装填及数量 (18)2.9消耗定额 (18)3管道设计 (20)3.1概述 (20)3.2变压吸附装置工艺管道特性 (20)3.3设计遵循的标准规范 (20)3.4管道及管道器材的选用 (21)3.5吸附剂装填注意事项 (22)3.6管道施工及验收 (22)3.7管架设计 (24)3.8静电接地与跨接 (24)3.9程控阀安装方向 (24)4防腐设计 (26)4.1设计范围 (26)4.2涂料选型 (26)4.3施工要求 (26)5绝热设计 (28)5.1概述 (28)5.2施工要求 (28)1概述1.1设计概况1.1.1设计依据1.1.1.1内蒙宜化(甲方)与四川开元科技有限公司(乙方)签订的《内蒙古宜化化工有限公司30万吨/年聚氯乙烯变压吸附装置》合同及技术附件;1.1.1.2业主提供的气象、水文及地质概况、布置区域等设计基础资料。

1.1.2设计原则1.1.2.1采用先进、可靠的变压吸附气体分离技术,技术方案力求新近可靠,既要体现技术先进的优势,又要切实解决好工程放大和工程配套问题。

1.1.2.2贯彻“五化”(一体化、露天化、轻型化、社会化、国产化)原则。

1.1.2.3依托工厂现有设施,充分发掘工厂潜力,以节省投资,缩短建设周期,创造尽可能好的经济效益和社会效益。

1.1.2.4严格执行国家和行业有关设计规范、规定及标准。

1.1.2.5本装置的原料及产品为易燃易爆物质,在设计中严格执行国家及有关部委关于消防、环保、劳动安全与工业卫生的有关规范,采取有效措施,改善劳动条件,保证安全生产。

1.1.3设计范围及设计分工1.1.3.1装置界区划分界区范围见图1—1.图1—1装置界区范围图中虚线内为本装置界区,点①、②、③、④为界内外对接点。

点①:原料气进界区管道点②:产品氢气出界区管道点③:解吸气出界区管道点④:废气排放管道1.1.3.2设计范围本设计为PVC尾气净化回收氯乙烯及提氢装置施工图设计,设计范围包括界区内的工艺、设备、自控、土建、电气专业的工程设计。

1.1.4装置建设概况1.1.4.1装置名称:氯乙烯尾气净化及提氢装置1.1.4.2装置代号:KY9304工程1.1.4.3装置设计能力:处理氯乙烯装置分馏尾气1800Nm3/h1.1.4.4年操作时间:8000小时1.2原料、产品及副产品1.2.1原料本装置原料为氯乙烯装置分馏尾气,由管道输送至界区。

规格如下:压力:0.52~0.55MPa温度:-15~-20℃处理量:1800Nm3/h组成:见表1—1表1—1 原料气组成1.2.2产品气本装置产品有两种,分别为:1.2.2.1逆放和抽真空解吸出来的解吸气,解吸气经增压机加压后用管道送往后序工段使用。

规格如下:产品气流量:600Nm3/h产品气输出压力≥0.05MPa产品气温度:60~8℃组成:见表1—21.2.2.2产品氢气,规格如下:产品氢气流量:812Nm/h产品氢气输出压力:≥0.1MPa氢气纯度:≥99.9%1.2.2.3副产品本装置副产品气为解吸气,就地高空排放。

1.3公用工程参数及消耗量1.3.1公用工程参数(1)电电压:380V AC±10% 三相频率:50HZ±3220V AC±10% 单相频率:50HZ±3(2)仪表空气温度:常温压力:0.4~0.6MPa露点:-40℃或比环境温度低10℃要求净化、除尘、无油,符合仪表空气要求。

(3)置换氮气温度:常温压力:0.4MPa露点:比环境温度低10℃,要求净化、除尘、无油。

(4)热水压力:0.3~0.5MPa温度:~90℃流量:~0.50m3/h(5)循环冷却水(a)上水温度:~32℃上水压力:0.2~0.3MPa(b)回水温度:高于上水3~5℃回水压力:低于上水0.1~0.2MPa1.3.2公用工程参数消耗量本装置公用工程消耗量见表1—4.表1-4 公用工程消耗量一览表1.4生产制度和劳动定员本装置为连续运转装置,操作人员实行五班三运转编制,每班操作工2人(含值班长),另设技术员2人。

装置维修、分析及管理定员由工厂统一安排解决。

2工艺2.1概述本装置采用变压吸附气体分离技术回收氯乙烯尾气中的氯乙烯,及提纯氢气。

装置处理氯乙烯尾气1800Nm3/h。

本装置由PSAI、PSAII系统和逆放、抽真空系统等组成,装置分为两个工序;100#净化工序、200#提氢工序。

2.2工艺原理变压吸附的基本原理是:利用吸附剂对气体的吸附容量随压力变化而变化的特性,吸附剂在选择吸附的条件下,加压吸附气体中的氯乙烯组分和乙炔组分,减压脱附这些组分而使吸附剂得到再生。

从而达到产品气与杂质组分的分离。

吸附器内的吸附剂对氯乙烯和乙炔组分的吸附是定量的,当吸附剂对氯乙烯和乙炔组分的吸附达到一定量后,氯乙烯和乙炔组分从吸附剂上能有效地解吸,使吸附剂能重复使用时,吸附分离工艺才有意义。

故每个吸附器在实际过程中必须经过吸附和再生两个阶段。

由此可见,对每个吸附器而言,吸附过程是间歇的,必须采用多个吸附器循环操作。

本装置采用五塔操作,一塔进料、三次均压,抽真空解吸的变压吸附工艺(简称5-1-3/V工艺)。

整个操作过程在环境温度下进行。

每个吸附塔经过吸附(A)、顺放(PP)、一均降(E1D),二均降(E2D),三均降(E3D)、逆放(D),抽空(V)、三均升(E3R)、二均升(E3R)、一均升(E1R)、终充(FR)等十一个操作步骤完成一个吸附周期,每个吸附周期约30分钟。

五个吸附塔依次执行吸附和再生操作,使原料气连续稳定地输入,净化气连续稳定地输出。

5-1-3/V工艺时序详见《操作手册》完成均压后的吸附器I内主要是氯乙烯和乙炔组成等组分,通过逆放、抽真空对吸附床层进行解吸,来自逆放、抽真空步骤排出的气体统称为解吸气。

解吸气经产品气缓冲罐缓冲及鼓风机加压后作为产品用管道送往后工序使用。

通过对吸附床层进行抽真空,使被吸附的氯乙烯等组分进行更彻底的解吸。

完成均压后的吸附器II内主要是氢气、氮气等组分,通过逆放、抽真空对吸附床层进行解吸,来自逆放、抽真空步骤排出的气体统称为解吸气。

解吸气高空排放。

本装置核心技术是变压吸附(PSA)工艺,该工艺具有流程简单、能耗低、自动化程度高、产品纯度高、成本低等优点,与深冷分离、膜分离等工艺相比,更具有可靠性、灵活性及经济合理性。

整个吸附分离循环过程由计算机控制,全部实现自动化操作,装置操作弹性大,能适应原料气量和组成的波动。

2.3工艺流程叙述工艺管道及仪表流程图见图KY9304-32-101~201从界外送来的0.50~0.55MPa,-10℃的氯乙烯尾气经原料气加热器(E101)加热到~40℃,再经流量计(FIQ-101)计量后,进入由5台吸附器(A101A~E)及一组程控阀组成的PSAI变压吸附系统。

变压吸附PSAI系统采用五塔操作,一塔进料、三次均压、抽真空解吸的工艺流程。

原料气自下而上通入一台正处于吸附状态的吸附器,由其内部的吸附剂进行选择性吸附,氯乙烯等组分被吸附,其余组分则穿过吸附床层,塔顶获得净化气。

其余四个吸附塔分别进行其他步骤的操作。

变压吸附的十一个步骤由计算机控制完成。

调节阀(HV-101、HV-201)控制最终充压步骤的气体量,调节阀(PV-101、PV-201)用来调节吸附器(A101A~E、A201A~E)的吸附压力。

均压罐(V101、V202)用作吸附器(A101A~E、A201A~E)进行二均降(E2D)和二均升(E2R)时的储气罐。

从吸附器(A101A~E)顶部出来的净化气经调节阀(PV-101)调压,再经流量计(FIQ-102)计量后,连续稳定地送至200#提氢。

变压吸附I系统的解吸气来自吸附器的逆放和抽真空阶段。

逆放阶段压力较高的解吸气,经程控阀(KA-110)进入解吸气缓冲罐I(V102A)缓冲、再经调节阀(PV-101)调压后进入解吸气缓冲罐II(V102B)缓冲;逆放后期压力较低的解吸气则经程控阀(KV-111)直接进入解吸气缓冲罐II(V102B);逆放结束后进入抽真空阶段,通过真空泵(P101A~E)抽真空解吸,抽出的解吸气经后冷却器(E102)冷却后进入解吸气缓冲罐(V102B),经增压机(C101ABC)升压后(≥0.06MPa)进入冷却器(E103)冷却,冷却后的解吸气经调节阀(PV-106)调压后作为产品气分两路送出界外。

调节阀(PV-105)和调节阀(PV-106)控制增压机(C101ABC)进口的压力。

变压吸附PSAII系统采用五塔操作,一塔进料、二次均压,抽真空解吸的工艺流程。

原料气自下而上通入一台正处于吸附状态的吸附器,由其内部的吸附剂进行选择性地吸附,氮气等组分被吸附,氢气则穿过吸附床层,塔顶获得纯氢。

其余四个吸附器分别进行其它步骤的操作。

变压吸附的纠葛步骤由计算机控制完成。

从吸附器(A201A~E)顶部出来的氢气经调节阀(PV-201)调压,再经流量计(FIQ-201)计量后,经过调节阀(PV-203、PV-205)降压后连续稳定地送至界外。

变压吸附II系统的解吸气来自吸附器的逆放和抽真空阶段。

逆放阶段压力较高的解吸气,直接用管道送至界外放空;逆放结束后进入抽真空阶段,通过真空泵(P201ABC)抽真空解吸,抽出的解吸气就地高空排放。

2.4设备选型说明2.4.1本装置PSA系统的吸附器,以多元气体组分在压力多变下的动态试验数据为依据,经计算确定各种吸附剂的装填量及装填顺序,并根据气体的空塔速度及气体分配情况等确定吸附塔的直径,吸附塔采用立式固定床。

2.4.2均压罐均压罐的容积及尺寸根据工艺过程进行计算和多年工程开发经验确定。

2.5能源利用2.5.1本装置的原料、产品气均设置了计量装置。

2.5.2本设计采用的变压吸附为节能技术,其特点是:变压吸附过程在常温及不高的压力下操作,由于吸附循环周期短,吸附热来不及散失,可供解吸之用,所以吸附热和解吸引起的吸附器温度变化不大。

故变压吸附的吸附剂再生不需外加热源。

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