变压吸附制氢工艺

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6塔变压吸附制氢工艺流程

6塔变压吸附制氢工艺流程

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制氢psa工艺流程

制氢psa工艺流程

制氢psa工艺流程制氢PSA工艺流程呀,那可有趣啦。

一、什么是PSA。

PSA呢,就是变压吸附(Pressure Swing Adsorption)的简称。

这就像是一个很神奇的筛选器。

它主要是利用不同气体在吸附剂上吸附特性的差异来实现气体的分离和提纯的哦。

比如说,在制氢过程中,氢气和其他气体混合在一起,就像一群小伙伴混在一起玩,但是我们只想要氢气这个小宝贝,那PSA就能把氢气从这群小伙伴里挑出来呢。

吸附剂就像是一个有魔法的口袋,对不同的气体有不同的亲和力,有的气体容易被吸附进去,有的就不容易。

二、制氢PSA工艺流程的大概框架。

1. 原料气的预处理。

原料气可不能就那么直接进入PSA系统,它得先进行预处理。

就像我们去参加一个重要的活动之前,得先把自己收拾干净整齐一样。

原料气里可能会有一些杂质,像灰尘呀、硫化物之类的脏东西。

这些杂质要是进入了PSA系统,就会捣乱,影响吸附剂的工作效果。

所以要先通过一些设备,像过滤器呀,脱硫装置之类的,把这些杂质去除掉,让原料气变得干净又整洁。

2. 吸附阶段。

经过预处理的原料气就进入到吸附塔啦。

这里面装满了吸附剂,就像一个装满小卫士的城堡。

原料气进去之后,氢气这个机灵鬼就不太容易被吸附剂抓住,而其他气体,像二氧化碳、一氧化碳这些,就会被吸附剂吸附住。

这样一来,从吸附塔出来的气体里,氢气的含量就大大提高啦。

就像一场比赛,氢气跑得快,没被吸附剂这个大网抓住,而其他气体就被网住了。

3. 均压降压阶段。

当吸附塔吸附得差不多的时候,就要进行均压降压啦。

这个过程就像是把一个装满东西的袋子慢慢放气一样。

吸附塔里的压力要慢慢降低,这样做的目的呢,一是为了能把吸附在吸附剂上的其他气体更好地释放出来,二是为了回收一部分能量。

因为这个压力也是一种能量呢,如果突然释放就浪费了,慢慢均压降压就能把这部分能量合理利用起来。

4. 逆放阶段。

均压降压之后就是逆放阶段啦。

这时候就像是把吸附剂这个口袋翻过来,把之前吸附住的气体倒出去。

甲醇驰放气变压吸附制氢工艺控制优化

甲醇驰放气变压吸附制氢工艺控制优化

甲醇驰放气变压吸附制氢工艺控制优化在甲醇过程中产生了一些惰性气体聚集在系统中,对于甲醇的合成过程有着不利的影响,为此就要进行驰放气。

而在甲醇驰放气中氢气的含量较高,只要通过科学、有效的变压吸附技术,就可将氢气有效的收集起来,还能起到增产、节能的功效,本文主要对甲醇驰放气变压吸附的相关概论进行详细的阐述,并对制氢工艺优化进行了深入的分析,继而确保其发挥更高的效用。

标签:甲醇驰放气;变压吸附技术;制氢工艺1 变压吸附制氢工艺原理分析在变压吸附制氢过程中,吸附剂发挥的作用至关重要,其主要有两个特性:其一是在特定的条件下,吸附剂对于不同的吸附质发出的效力也不尽相同;其二是在不同的条件下,吸附剂对吸附质的吸附容量也存在较大差异。

随着吸附质分压的不断增加,其吸附量也会随之上升;随着吸附温度的不断升高,其吸附量便会不断地减小。

所以吸附剂的其中一个特性就是能够将氢气中的大颗粒杂质预先吸附出来,这样就能够确保氢气提取的纯度;吸附剂的第二个特性是在低温、高压条件下大量吸附杂质,在高温、低压条件下,就可进行吸附质解析、吸附剂再生的实现,如此反反复复就可达到氢气的提纯。

2 甲醇驰放气变压吸附工艺流程将原料气混合后置于3.2-3.5MPa及零下40℃的条件下,通过气液分离器将液态物质清除掉送入PSA系统进行氢气的提纯。

在甲醇驰放气制氢工艺中,每台吸附装置需要经过吸附过程、多挤压力降低过程、顺放过程、逆放过程、冲洗过程、多挤压力上升过程、升压过程等环节。

在逆放环节中将吸附装置中残留的杂质排出,然后通过冲洗环节将剩余杂质完全解吸掉。

在逆放环节前期压力较大时,气体进入缓冲罐,在不经过逆放或冲洗气较小的时候输送到混合罐,确保混合罐中进气始终保持均匀性,继而确保混合罐压力的稳定性;在逆放环节的末期,压力较低部位的气体及冲洗环节的气体均送入到解吸气混合罐中。

解吸气通过对应的缓冲罐、混合罐压力稳定后输送到甲醇装置中炉燃料气管网。

最后通过将原料气中的氢气提纯,并与氮气进行有效的混合后,通过干燥处理便能够得到氨原料气。

变压吸附制氢原理

变压吸附制氢原理

变压吸附制氢原理变压吸附制氢是一种利用吸附剂吸附氢气的技术,通过改变压力来实现吸附和解吸的过程,从而实现高效制氢的方法。

这种技术在氢能源领域具有重要的应用前景,因此其原理和工作机理值得深入了解和研究。

首先,我们来看一下变压吸附制氢的原理。

在这种技术中,吸附剂扮演着至关重要的角色。

吸附剂通常是一种多孔材料,具有较大的比表面积和一定的孔径大小,这样可以提供足够的吸附位点来吸附氢气分子。

当氢气与吸附剂接触时,由于吸附剂表面的特殊性质,氢气分子会被吸附到吸附剂表面上,形成一个稳定的吸附层。

这个过程是一个物理吸附过程,不会引起氢气分子的化学变化。

接下来,通过改变压力来实现吸附和解吸的过程。

在吸附阶段,通过增加压力,可以促使氢气分子被吸附到吸附剂表面上;而在解吸阶段,通过降低压力,可以使吸附在吸附剂表面上的氢气分子重新进入气相。

这样,就实现了氢气的吸附和解吸过程。

通过循环利用这一过程,可以实现高效制氢。

在变压吸附制氢的过程中,压力的变化是至关重要的。

通过合理地控制压力的变化规律,可以实现吸附和解吸过程的高效进行,从而提高制氢的效率。

此外,选择合适的吸附剂对于实现高效制氢也是非常重要的。

吸附剂的选择应考虑其比表面积、孔径大小、化学稳定性等因素,以确保其具有良好的吸附性能和循环稳定性。

总的来说,变压吸附制氢是一种利用吸附剂吸附氢气的技术,通过改变压力来实现吸附和解吸的过程,从而实现高效制氢的方法。

这种技术在氢能源领域具有重要的应用前景,对于实现清洁能源的发展具有重要意义。

希望通过对变压吸附制氢原理的深入了解,可以推动这一技术的进一步发展和应用,为清洁能源领域的发展贡献力量。

变压吸附制氢原理

变压吸附制氢原理

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

psa变压吸附制氢原理

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。

变压吸附制氢工艺的影响因素及常见问题分析

变压吸附制氢工艺的影响因素及常见问题分析

变压吸附技术对氢进行提纯和制取,主要是利用吸附剂的两大特性来进行氢气的制取。

首先,由于吸附剂对不同化学性质的物质,吸附能力存在很大的差距,因此可以达到分离的作用。

其次,由于吸附剂在不同的压强和温度条件下,所表现出来的吸附容量有所不用。

因此,要着重对吸附剂进行相关研究,确保整个吸附工艺过程。

1 变压吸附的工艺原理变压吸附工艺的全过程,涉及到了多种物理原理,主要是通过吸附剂的一系列物理过程对氢气进行提纯,全过程中没有涉及到任何的化学变化。

因此,这种变压吸附工艺拥有很好的可逆性,整个过程的可操作性性很好,是一种十分优良的制氢工艺。

图1 变压吸附等温曲线如图1,很好的展示了压力、温度、吸附容量三者之间的相关变化曲线,可以看出:在一定条件下,当压力固定时,随着温度的升高吸附容量逐渐降低,温度的降低吸附容量增加,两者呈现出负相关关系。

在一定条件下,当温度固定时,随着压力的增大,吸附能力也逐渐增加,压力减小时,吸附能力也随之减少,两者呈现出正相关关系。

但从图中的曲线还能看出,随着压力的越增越大,吸附剂的吸附能力在增加到一定程度时,吸附能力将不再增加。

因此,可以利用图中的这些特点,可以很好地进行变压吸附工艺对氢进行提纯,在高压条件下,将混有杂质的氢原料输入,通过吸附层,可以将氢以外的杂质进行吸附,达到对氢提纯的目的。

2 变压吸附过程中的影响因素2.1 原料本身对吸附能力的影响①原料不同,所含氢的占比量也不。

因此,通过相同设备和同样工艺对原料进行提纯后,氢的提取量和纯度会有很大的差别,而氢的提取率和纯度是衡量氢提取工艺好坏的重要因素。

②原料输入时的温度不同,对变压吸附制氢工艺的影响也很大。

如果原料的温度过高,会导致原料流经吸附剂时,吸附剂的吸附容量很低,不利于吸附工艺的正常进行,甚至导致整个变压吸附制氢工艺提纯失败。

③原料的压缩度,也是重要的影响因素,如果原料所产生的压力越大,这事就需要大量的额外工作,造成很多不必要的开销,对整个变压吸附流程十分不利。

psa变压吸附制氢原理

psa变压吸附制氢原理

psa变压吸附制氢原理变压吸附制氢(PSA)是一种用于制备高纯度氢气的方法,它基于吸附剂对氢气和其他气体的选择性吸附特性而设计。

在PSA过程中,气体混合物通过逐步压缩和脱压的吸附/解吸过程,从而分离出高纯度的氢气。

本文将介绍PSA制氢的原理、工作流程、设备和应用,并对其优缺点进行分析。

1.原理PSA制氢基于吸附剂对氢气和其他气体的不同吸附性能。

通常情况下,PSA包含两个或多个吸附塔,并在不同阶段进行吸附和解吸。

PSA 制氢的原理可以分为以下几个步骤:1)压缩:原始气体混合物含有大量氢气以及其他杂质气体,如甲烷、氮气、氧气等。

首先,气体混合物被压缩到一定压力下,以便于之后的吸附过程。

2)吸附:压缩后的气体混合物经过吸附塔,其中填充有选择性吸附剂。

由于吸附剂对不同气体的亲和力不同,它们会根据吸附剂的特性被吸附在吸附塔中,而氢气则被分离出来。

3)解吸:当吸附塔中吸附剂吸附饱和时,需要进行解吸来释放吸附的气体。

通常采用降压的方式来解吸,从而将吸附在吸附剂上的气体释放出来。

这样,可以得到高纯度的氢气。

4)再生:当一个吸附塔工作周期结束后,需要对吸附塔进行再生,以恢复其吸附性能。

再生通常采用换热和脱附的方式来进行。

通过这些步骤,PSA可以实现高纯度氢气的制备,适用于各种领域的氢气需求,如化工、电力、新能源等。

2.工作流程PSA制氢的工作流程通常包括多个步骤,如压缩、吸附、解吸和再生。

其典型工作流程如下:1)原始气体混合物通过压缩机被压缩到一定压力下,同时经过预处理以去除杂质气体和水分。

2)压缩后的气体混合物进入至少两个吸附塔中,其中填充了选择性吸附剂。

在吸附过程中,吸附剂吸附对杂质气体具有选择性,而氢气则通过吸附塔后被分离出来。

3)当一个吸附塔达到吸附饱和后,需要进行解吸来释放氢气。

通常采用降压的方式来进行解吸。

4)解吸后,吸附塔需要进行再生来恢复其吸附性能,这通常包括换热和脱附。

5)同时,另一个吸附塔开始工作,实现连续生产高纯度氢气的目的。

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工艺技术说明1、吸附制氢装置工艺技术说明1)工艺原理吸附是指:当两种相态不同的物质接触时,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。

吸附按其性质的不同可分为四大类,即:化学吸附、活性吸附、毛细管凝缩和物理吸附。

变压吸附(PSA)气体分离装置中的吸附主要为物理吸附。

物理吸附是指依靠吸附剂与吸附质分子间的分子力(包括范德华力和电磁力)进行的吸附。

其特点是:吸附过程中没有化学反应,吸附过程进行的极快,参与吸附的各相物质间的动态平衡在瞬间即可完成,并且这种吸附是完全可逆的。

变压吸附气体分离工艺过程之所以得以实现是由于吸附剂在这种物理吸附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,二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性质,可实现对混合气体中某些组分的优先吸附而使其它组分得以提纯;利用吸附剂的第二个性质,可实现吸附剂在低温、高压下吸附而在高温、低压下解吸再生,从而构成吸附剂的吸附与再生循环,达到连续分离气体的目的。

吸附剂:工业PSA-H2装置所选用的吸附剂都是具有较大比表面积的固体颗粒,主要有:活性氧化铝类、活性炭类、硅胶类和分子筛类吸附剂;另外还有针对某种组分选择性吸附而研制的特殊吸附材料,如CO专用吸附剂和碳分子筛等。

吸附剂最重要的物理特征包括孔容积、孔径分布、表面积和表面性质等。

不同的吸附剂由于有不同的孔隙大小分布、不同的比表面积和不同的表面性质,因而对混合气体中的各组分具有不同的吸附能力和吸附容量。

吸附剂对各种气体的吸附性能主要是通过实验测定的吸附等温线和动态下的穿透曲线来评价的。

优良的吸附性能和较大的吸附容量是实现吸附分离的基本条件。

同时,要在工业上实现有效的分离,还必须考虑吸附剂对各组分的分离系数应尽可能大。

所谓分离系数是指:在达到吸附平衡时,(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。

分离系数越大,分离越容易。

一般而言,变压吸附气体分离装置中的吸附剂分离系数不宜小于3。

另外,在工业变压吸附过程中还应考虑吸附与解吸间的矛盾。

一般而言,吸附越容易则解吸越困难。

如对于C5、C6等强吸附质,就应选择吸附能力相对较弱的吸附剂如硅胶等,以使吸附容量适当而解吸较容易;而对于N2、O2、CO等弱吸附质,就应选择吸附能力相对较强的吸附剂如分子筛等,以使吸附容量更大、分离系数更高。

此外,在吸附过程中,由于吸附床内压力是周期性变化的,吸附剂要经受气流的频繁冲刷,因而吸附剂还应有足够的强度和抗磨性。

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有强亲和力的固体,一般采用三水合铝或三水铝矿的热脱水或热活化法制备,主要用于气体的干燥。

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粒子的刚性连续网络,一般是由硅酸钠溶液和无机酸混合来制备的,硅胶不仅对水有极强的亲和力,而且对烃类和CO2等组分也有较强的吸附能力。

活性炭类吸附剂的特点是:其表面所具有的氧化物基团和无机物杂质使表面性质表现为弱极性或无极性,加上活性炭所具有的特别大的内表面积,使得活性炭成为一种能大量吸附多种弱极性和非极性有机分子的广谱耐水型吸附剂。

沸石分子筛类吸附剂是一种含碱土元素的结晶态偏硅铝酸盐,属于强极性吸附剂,有着非常一致的孔径结构和极强的吸附选择性,对CO、CH4、N2、Ar、O2等均具有较高的吸附能力。

碳分子筛是一种以碳为原料,经特殊的碳沉积工艺加工而成的专门用于提纯空气中的氮气的专用吸附剂,使其孔径分布非常集中,只比氧分子直径略大,因此非常有利于对空气中氮氧的分离。

对于组成复杂的气源,在实际应用中常常需要多种吸附剂,按吸附性能依次分层装填组成复合吸附床,才能达到分离所需产品组分的目的。

吸附平衡:吸附平衡是指在一定的温度和压力下,吸附剂与吸附质充分接触,最后吸附质在两相中的分布达到平衡的过程,吸附分离过程实际上都是一个平衡吸附过程。

在实际的吸附过程中,吸附质分子会不断地碰撞吸附剂表面并被吸附剂表面的分子引力束缚在吸附相中;同时吸附相中的吸附质分子又会不断地从吸附剂分子或其它吸附质分子得到能量,从而克服分子引力离开吸附相;当一定时间内进入吸附相的分子数和离开吸附相的分子数相等时,吸附过程就达到了平衡。

在一定的温度和压力下,对于相同的吸附剂和吸附质,该动态平衡吸附量是一个定值。

在压力高时,由于单位时间内撞击到吸附剂表面的气体分子数多,因而压力越高动态平衡吸附容量也就越大;在温度高时,由于气体分子的动能大,能被吸附剂表面分子引力束缚的分子就少,因而温度越高平衡吸附容量也就越小。

我们用不同温度下的吸附等温线来描述这一关系,吸附等温线就是在一定的温度下,测定出各气体组份在吸附剂上的平衡吸附量,将不同压力下得到的平衡吸附量用曲线连接而成的曲线。

不同温度下的吸附等温线示意图:渐减小。

实际上,变温吸附过程正是利用上图中吸附剂在A-D段的特性来实现吸附与解吸的。

吸附剂在常温(即A点)下大量吸附原料气中的某些杂质组分,然后升高温度(到D点)使杂质得以解吸。

从上图的B→A可以看出:在温度一定时,随着杂质分压的升高吸附容量逐渐增大;变压吸附过程正是利用吸附剂在A-B段的特性来实现吸附与解吸的。

吸附剂在常温高压(即A点)下大量吸附原料气中除的某些杂质组分,然后降低杂质的分压(到B点)使杂质得以解吸。

吸附剂的这一特性也可以用Langmuir 吸附等温方程来描述: PXi K PXi K A i ⋅⋅+⋅⋅=211 (A i :吸附质i 的平衡吸附量,K 1、K 2: 吸附常数 ,P :吸附压力,Xi :吸附质i 的摩尔组成)。

在通常的工业变压吸附过程中,由于吸附--解吸循环的周期短(一般只有数分钟),吸附热来不及散失,恰好可供解吸之用,所以吸附热和解吸热引起的吸附床温度变化一般不大,吸附过程可近似看做等温过程,其特性基本符合Langmuir 吸附等温方程。

在实际应用中一般依据气源的组成、压力及产品要求的不同来选择PSA 、TSA 或PSA+TSA 工艺。

变温吸附(TSA )法的循环周期长、投资较大,但再生彻底,通常用于微量杂质或难解吸杂质的脱除;变压吸附(PSA )的循环周期短,吸附剂利用率高,吸附剂用量相对较少,不需要外加换热设备,被广泛用于大气量多组分气体的分离与纯化。

在变压吸附(PSA )工艺中,通常吸附剂床层压力即使降至常压,被吸附的组分也不能完全解吸,因此根据降压解吸方式的不同又可分为两种工艺:一种是用产品气或其他不易吸附的组分对床层进行“冲洗”,使被吸附组分的分压大大降低,将较难解吸的杂质冲洗出来,其优点是在常压下即可完成,不再增加任何设备,但缺点是会损失产品气体,降低产品气的收率。

另一种是利用抽真空的办法降低被吸附组分的分压,使吸附的组分在负压下解吸出来,这就是通常所说的真空变压吸附(Vacuum Pressure Swing Absorption,缩写为VPSA)。

VPSA 工艺的优点是再生效果好,产品收率高,但缺点是需要增加真空泵。

在实际应用过程中,究竟采用以上何种工艺,主要视原料气的组成性质、原料气压力、流量、产品的要求以及工厂的资金和场地等情况而决定。

由于焦炉煤气提纯氢气的特点是:原料压力低,原料组分复杂并含有焦油、萘等难以解吸的重组分,产品纯度要求高。

因而装置需采用“加压+TSA 预处理+PSA 氢提纯+脱氧+TSA 干燥”流程。

2) 装置流程框图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\萘及焦油含量很低,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,将工艺流程设定为如下流程:分别简述其流程如下:(1)压缩工序压缩工序由2台(1开1备)三级往复式压缩机组成。

由于本装置的原料气中的萘含量非常低(仅为5mg/Nm3),所以,即使到了压缩三段也不会在三级冷却器中出现萘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一级加压至~0.22MPa(G),然后进入压缩机第二和第三级压缩至~1.7MPa(G)后进入后续预处理系统。

(2)预处理工序预处理系统主要由2台除油塔、2台预处理塔、1台解吸气加热器、1台解吸气缓冲罐组成。

来自压缩三段,压力为~1.7MPa(G)的焦炉煤气进入预处理工序后,首先经过除油塔分离掉其中夹带的油滴,然后自塔底进入预处理塔,其中一台处于吸附脱油、脱硫萘状态、一台处于再生状态。

当预处理塔吸附焦油、硫和萘饱和后即转入再生过程。

预处理塔的再生过程包括:a)降压过程预处理塔逆着吸附方向,即朝着入口端卸压,气体排至煤气管网。

b)加热脱附杂质用PSA工序副产的解吸气经加热至140~160℃后逆着吸附方向吹扫吸附层,使萘、焦油、NH3、H2S及其它芳香族化合物在加温下得以完全脱附,再生后的解吸气送回焦炉煤气管网。

c)冷却吸附剂脱附完毕后,停止加热再生气,继续用常温解吸气逆着进气方向吹扫吸附床层,使之冷却至吸附温度。

吹冷后的解吸气也送回焦炉煤气管网。

d 升压过程用处理后的煤气逆着吸附方向将预处理塔加压至吸附压力,至此预处理塔就又可以进行下一次吸附了。

(3)变压吸附工序本装置变压吸附(PSA)工序采用5-1-3 PSA工艺,即装置由五个吸附塔组成,其中一个吸附塔始终处于进料吸附状态,其工艺过程由吸附、三次均压降压、顺放、逆放、冲洗、三次均压升压和产品最终升压等步骤组成,具体工艺过程如下:经过预处理后的焦炉煤气自塔底进入吸附塔中正处于吸附工况的吸附塔,在吸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一位置时,停止吸附,转入再生过程。

吸附剂的再生过程依次如下:a. 均压降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成再生的较低压力吸附塔的过程,这一过程不仅是降压过程,更是回收床层死空间氢气的过程,本流程共包括了三次连续的均压降压过程,以保证氢气的充分回收。

b.顺放过程在均压回收氢气过程结束后,继续顺着吸附方向进行减压,顺放出来的氢气放入顺放气缓冲罐中混合并储存起来,用作吸附塔冲洗的再生气源。

c. 逆放过程在顺放结束、吸附前沿已达到床层出口后,逆着吸附方向将吸附塔压力降至接近常压,此时被吸附的杂质开始从吸附剂中大量解吸出来,解吸气送至解吸气缓冲罐用作预处理系统的再生气源。

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