变压吸附二氧化碳技术
二氧化碳变压吸附技术原理
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。
变压吸附提纯二氧化碳技术应用
变压吸附提纯二氧化碳技术应用【摘要】目前许多化肥厂因为原料的改变，使得二氧化碳的回收率不能满足氨碳的平衡。
如何实现变压吸附技术的应用是时下人们关心的焦点。
本文即围绕这一问题展开，重点阐述了怎样应用变压吸附法提纯技术来提高二氧化碳的回收率，变压吸附法提纯二氧化碳技术的应用，以及应用此项技术产生的经济效益和社会效益等相关问题。
【关键词】变压吸附技术及应用提纯二氧化碳对于在工业而言，二氧化碳脱除、提纯是一门学问，当前工业上经常用到的二氧化碳分离法包括溶剂吸收法、变压吸附法以及膜分离法等，不同的方法应用选择上、经济性以及实用性方面都存在着较大的差异性。
实践中可以看到，目前工业生产过程中最常用到的脱碳法主要是变压吸附法以及溶剂吸收法，尤其是变压吸附（PSA）法因生产工艺比较简单，而且操作相对比较简便、无腐蚀、无污染，加之其耗能低，目前已经实现了生产工业化。
1 二氧化碳分离方法概述1.1 溶剂吸收法对于溶剂吸收法而言，作为一种传统的脱碳方式，实践中主要包括物理、化学两种吸收方法，该种吸收法业已在国内合成氨脱碳生产过程中得到了广泛的应用。
对于物理吸收法而言，其主要是利用交替二氧化碳、有机溶剂间的压力、温度，来吸收二氧化碳，从而实现二氧化碳分离、处理之目的。
对于化学吸收法而言，其主要是利用相关的化学溶剂，在吸收塔中通过化学反应，促使二氧化碳进入到溶剂之中，形成的富液引入到脱吸塔中，经加热分解、吸收、脱吸，最终提纯二氧化碳。
化学吸收法，具有得到的产品纯度高、一次性处理二氧化碳量大等特点。
但这种吸收峰也存在着不足之处，针对其存在的不足，人们相继发明了膜分离方法与变压吸附法。
1.2 膜分离法所谓膜分离法，即混合气体中的二氧化碳和其他气体经过膜材料时，利用其穿过的速度不同，将二氧化碳、其他组分有效地分离开来。
在当前工业生产过程中，应用最多的分离膜主要有聚酰胺膜、聚砜膜、醋酸纤维素膜以及聚醚砜膜等。
从实践来看，膜分离法具有投资少、耗能低以及实际操作简单方便等优点。
变压吸附法脱除二氧化碳的研究
变压吸附法脱除二氧化碳的研究二氧化碳（CO2）是全球变暖的主要原因之一，为了达到减少温室气体排放，降低全球变暖的目标，需要积极推行温室气体污染减排技术，其中包括变压吸附法脱除二氧化碳。
本文重点讨论以变压吸附法脱除二氧化碳的研究进展及其原理、优点、应用及未来发展，旨在为更好地减少温室气体污染提供新的思路和方法。
一、变压吸附法脱除二氧化碳的研究进展1、催化剂为了变压吸附法脱除二氧化碳，科学家们已经研发出了各种催化剂，其中包括金属非金属催化剂（如金属氧化物催化剂），有机非金属催化剂，及金属纳米颗粒催化剂等。
它们比其他类型催化剂可以有效地脱除二氧化碳，并有效地抑制合成气体的产生。
2、变压吸附脱除器变压吸附脱除是一种可以有效降低温室气体排放的技术。
它主要分两步：第一步，压力调节器将带有大量二氧化碳的空气压缩到压力约为3MPa；第二步，通过变压吸附脱除器，利用合适的催化剂将压缩气体中的二氧化碳吸附，并将温室气体安全地脱除。
3、模拟研究为了更好地了解变压吸附法脱除二氧化碳的性能，科学家们对它进行了模拟研究，他们首先利用模拟软件计算温室气体吸附速率、脱除效率，以及变压吸附法脱除温室气体的能耗等，并根据计算结果选择合适的催化剂，并进行了实验验证。
二、变压吸附法脱除二氧化碳的原理变压吸附法脱除二氧化碳的原理是利用低温、低压和合适的催化剂，将二氧化碳从一种混合物中分离出来，并吸附到催化剂表面。
变压吸附法主要分为两步：第一步是充满了二氧化碳混合物的空气通过压力调节器被压缩到压力约为3MPa，第二步是将压缩气体通过变压吸附脱除器，将压缩气体中的二氧化碳吸附到催化剂表面，并且温室气体被安全地脱除。
三、变压吸附法脱除二氧化碳的优点变压吸附法脱除二氧化碳具有以下优点：1、高效：变压吸附法是一种高效的脱除二氧化碳的方法，可以有效地降低温室气体排放。
2、低成本：变压吸附法不需要复杂的设备，并且需要耗费较少能源，可以节约大量的能源和成本。
二氧化碳变压吸附技术原理
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。
二氧化碳变压吸附技术技术概述
PSA工艺路线
两种工作步骤
2018/11/12
PSA工艺路线：
两种工艺路线的选择
真空再生流程的特点： 优点是操作压力低，产品收率高，但缺点是需要增加真空泵和能耗。 冲洗再生流程的特点： 优点是正压下即可完成，缺点是会多损失部分有效气体；
究竟采用何种工艺，主要视原料气的组成、压力、 回收率要求以及工厂的资金和场地等情况而定。 本装置为油田伴生气回收CH4，脱除CO2装置； 需要较高的CH4回收率，CO2不易解析；故采用真空在 生流程。
变压吸附技术介绍
2018/11/12
PSA气体提纯技术特点
与深冷、膜分离、化学吸收等气体分离与提纯技术相比，变压吸附技术 之所以能得到如此迅速的发展是与其具有的下列特点分不开的。 ⑴ 产品纯度高：对于绝大多数气源，变压吸附几乎可除去其中的所有杂质， 得到纯度大达90-99.999%的产品。 ⑵ 工艺流程短：对于含有多种杂质的气体，在大多数情况下变压吸附都可 以一步将各种杂质脱除而获得所需产品。 ⑶ 原料气适应性强：对于杂质包括H2O、N2、O2、CO、CO2、烃类、硫化物、 氮氧化物等多种组分的复杂气源，均可利用变压吸附予以提纯。 ⑷ 操作弹性大：变压吸附氢提纯装置的操作弹性一般可达30～120% ⑸ 产品纯度易调节：只需调整运行参数，变压吸附氢提纯装置即可得到各 种不同纯度的产品以用于不同的目的。 ⑹ 操作简便：变压吸附装置的设备简单、运转设备少，且全部是自动化操 作，开停车一般只需0.5～2小时。 ⑺ 能耗低、运行费用小：变压吸附装置一般都在常温和中、低压力下进行， 且正常操作下吸附剂可与装置同寿命。
N2、 CO CH4 、C02 CO2 C2.C3
2018/11/12
再生前的吸附塔状态
变压吸附法脱除变换气中CO2技术总结
江苏恒 盛化 肥有 限公 司在新 建 的 １０ｋ ａ合 ８ ｔ ／ 成氨 、０ ｔａ 素装 置 中 ， 用变 压 吸 附法 脱 除 ３０ｋ 尿 ／ 采
变换 气 中的 Ｃ Ｏ 。该 工艺采 用成 都天 立 公 司两段
附装 置主要 设备 见表 ２ 。
２ 工 艺流 程
变 压吸 附是利 用 吸附剂对 吸附质在 不 同分 压
ｐ ｏ ｅ ｓ ＣＯ２ｒ ｍｏ ａ ，ｉ ｇ ａ ｓ ｒ ｔ ｎ ｐｒ ｃ ｓ ａｅ ｔｄ ｆｒｔｔ ｌ ｒ ｃ ｓ ｅ ｖ ｌ ｈｅ ａ ｏ ｔｏ ｆｔ ｅ ｔ －ｔｇ ｒ ｓ ｕ ｅ ｓ ｎ ｄ ｏ ｉ ｏ ｅ ｓｐ ｔ ｎ ｅ ｏａ ｐ ｏ ｏ
离 气体 混合 物 的 目的 。
变压 吸 附法脱 碳 就 是 根据 上 述 原 理 ， 用所 利 选 择 的吸附剂 在 一定 的 吸附 操作 压 力 下 ， 择性 选 吸 附变换 气 中 的气 态 水 、 机 硫 、 机 硫 及 Ｃ ， 有 无 Ｏ。 变 换气先 进 入 提 纯段 处 于 吸 附 状 态 的 吸 附床 吸
ｓ ｉｇａ ｓｒｔ ｎ Ｐ Ａ）ｉ ｔｏｓ ｇｓａｄｔｅｆ ｗ ｓｅｔ ｓｄ ａ ｄｐ ｉｔ ｆ ｔ ｎｉ ｒ ｐｅｅ ｔ ｗ ｎ ｄｏｐｉ （ Ｓ ｏ ｎ ｗ ｔ ｅ ｎ ｏ ｈｅ ｕｅ ， ｎ ｏ ｓ ｏ ａ ｅ ｔ ｎａｅ ｒｓｎｅ ｉ ａ ｈｌ ｎ ｒ ｔ ｏ ｄｎ
法变 压 吸 附 全 回 收 专 利 技 术 ， 置 由 提 纯 段 装 （ Ｓ — Ｏ － 和 净 化 段 （ Ｓ ． Ｏ 一 组 成 。在 Ｐ Ａ Ｃ Ｉ） Ｐ Ａ Ｃ Ⅱ） 提 纯段 ， 可从 吸 附相 获得 Ｃ ， 积 分 数 Ｉ９ ． ％ Ｏ 体 ＞ ８５ 的产 品气 ； 在净 化 段 ， 从 非 吸 附 相 获 得 Ｃ 体 可 Ｏ
变压吸附法脱除二氧化碳的研究
变压吸附法脱除二氧化碳的研究
近年来，全球气候变化和能源危机的加剧，脱除二氧化碳在一定程
度上成为可行的解决方案之一。
变压吸附法脱除二氧化碳是一种很有
前景和价值的技术。
下面，就对变压吸附法脱除二氧化碳的研究进行
详细的论述。
一、变压吸附法的原理
变压吸附法是将二氧化碳通过发生反应来转化成三元（五元）碳醇的
方法，将其吸附在变压吸附剂的表面上。
这种反应的发生，伴随着可
以得到一定数量的甲烷。
然后，在一定压力、温度条件下，将三元
（五元）碳醇和甲烷从吸附剂表面上解吸出来，从而获得三元（五元）碳醇和甲烷。
二、变压吸附法的优势
1．变压吸附法技术具有很强的可操作性：通过调节压力、温度等参数，可以实现对不同特性的氦气的有效吸附，具有较高的吸附率；
2．变压吸附法能够实现安全处理：由于变压吸附法不需要使用毒性物质，所以可以实现安全处理，不会带来环境和健康方面的影响；
3．变压吸附法可以大量收集二氧化碳：变压吸附法可有效收集浓度不
同的二氧化碳，可以实现有效利用和重复利用。
三、变压吸附法的应用
1．工业烟气治理：烟气中的二氧化碳和其他有害物质大部分可以通过变压吸附法有效的脱除，使得其可以进入大气环境中；
2．生物冷冻：变压吸附法可以有效的减少冷冻器中氦气，从而有效减少冷冻方式所需要的能量；
3．新能源应用：通过将二氧化碳转换成液态碳醇，可以被用于各种新能源的研发和应用中。
综上所述，变压吸附法脱除二氧化碳具有很多的优势，并且已经在工业烟气治理、生物冷冻和新能源应用中得到了广泛应用。
它拥有广阔的发展前景，有望成为实现经济可持续发展的重要手段。
二氧化碳变压吸附技术技术
2020/4/6 水
☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆
强
PSA原理：
吸附等温线
吸
变压吸附
附
⊿Qp
量 ⊿Qtp
⊿Qt
B
A T1
T2 D
温度 T2＞T1 C
P1
P2
组分分压
2020/4/6
Langmuir 吸附等温方程来描述：
Ai K 1 Xi P 1 K 2 Xi P
（Ai：吸附质 i 的平衡吸附量， K1、K2： 吸附常数 ，
2020/4/6
操作参数： 预处理塔
主 要 参 数 操作条件
吸附压力（MPa）
～0.35MPa（G）
吸附温度（℃）
≤40℃（或环境温度）
再生压力（MPa）
0.02～0.05MPa（G）
再生温度（℃）进口 160
再生温度（℃）出口 120
切换时间（h）
10
A:吸附 D :逆放 H:加热 C:冷却 FR：升压
工远程关闭加热器。 • 在按下紧急停车按钮后，HSC-2114远程关闭加热器。
PIC-3112控制说明： • 在自动控制状态下，PIC-3112压力给定越高，PV-3112开启度越小，输
出由PLC自动完成PID控制。 • 在自动控制状态下，PV-3112的开启度可人工在0—100%灵活开启。
工艺设备一览表
1
1100 1100
1
1
2000 2000
1
2
1200 2400
1
90
90
1
365 365
4
1200 4800
1
1050 1050
1
1050 1050
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
研 究 背 景二氧化碳分离 Nhomakorabea艺类型溶剂吸收法
变压吸附法
CO2
膜分离法
低温分离法
变压吸附二氧化碳的优点
①低能耗，适用气体压 力范围大 ②工艺流程简单 ③产品纯度高且可灵活 调节 ④装置自动化程度高 ⑤吸附剂使用周期长 ⑥环境效益好，不会产 生新的污染
变压吸附的原理
变压吸附(PSA)的基本原理是利 用气体组份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，通过周期性的压力变换 过程实现气体的分离或提纯。
变压吸附二氧化碳技术应用
目 录
1 2 3 4 5
研究背景 分离工艺类型 变压吸附介绍 PSA—CO2流程 展望
研究背景
碳的捕获和存储这一概念最早出 现于1977年，它是指将二氧化碳从工 业或相关能源的源分离出来，输送到 一个封存地点，并长期与大气隔绝的 过程。它主要包括捕获、运输和封存 三个阶段，在当今工业生产中都存在 着这三个过程，其目的是为了减少二 氧化碳排放量，减缓温室效应。
（5）产品的回收率得到很大的提高
（6）分离性能得到很大的提升。
PSA—CO2存在的问题
需要改进变压吸附循环设计或研发 亲二氧化碳的吸附剂材料。 压力降的存在对系统产生不利影响。 吸附剂的吸附性能和吸附效率受到
多方面影响。
吸附剂的选择
较大的比表面积、空隙率和较高的分离效率 ①工作能力，由在高压和低压下的不同吸附能 力决定； ②选择性，指二氧化碳在废气中应远远比其它 气体容易被吸附剂所吸附； ③平衡等温线类型； ④热效应，吸附过程中热效应越小越好。
展
望
（1）装置量逐年增长, 规模越来越大。 （2）一套装置同时生产多种产品的PSA新技术。
（3）PSA与膜分离技术相结合, 将推出复合型
的气体分离技术。
（4）吸附剂性能提高。 （5）PSA将更多用于工业废气的净化和综合利用, 既变废为宝, 又为环境保护作出贡献。
变压吸附工作基本步骤
压力下吸附
升压
减压解吸
变压吸附回收提纯二氧化碳的工艺
废气
原料气体 压缩
TSA 预处理
PSA—CO2
真空泵
罗茨 鼓风机
CO2 产品气
置换气 压缩机
变压吸附分离技术的进展
（1）实现多次均压
（2）可以来用抽真空工艺 （3）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 （4）变压吸附适用气源更加广泛