变压吸附原理
变压吸附制氮工作原理
变压吸附制氮工作原理以变压吸附制氮工作原理为标题，我们将详细介绍该技术的原理和应用。
变压吸附制氮是一种利用吸附剂吸附和解吸气体的方法，在工业领域中广泛应用于氮气的制取。
我们需要了解吸附剂的概念。
吸附剂是一种具有较大表面积和可吸附气体的特性的材料。
常见的吸附剂有活性炭、沸石、分子筛等。
吸附剂的表面有很多微小的孔洞和孔道，通过这些孔洞和孔道，吸附剂可以吸附气体分子。
在变压吸附制氮过程中，通常使用两个吸附罐，其中一个吸附罐处于吸附状态，另一个吸附罐处于解吸状态。
整个过程可以分为吸附、解吸和再生三个阶段。
在吸附阶段，氮气通过压缩空气进入吸附罐，吸附剂上的气体分子被吸附到吸附剂的表面上。
由于吸附剂的表面积很大，因此可以吸附大量的氮气。
同时，在吸附罐的另一侧，压缩空气中的氧气和其他杂质被吸附剂过滤掉，只有纯净的氮气通过吸附罐输出。
在解吸阶段，当吸附剂上的吸附氮气达到一定饱和度后，需要将吸附氮气从吸附剂上解吸出来。
此时，关闭进气阀门，通过减压阀将吸附罐内的压力降低，吸附剂上的氮气分子会逐渐解吸出来。
解吸的氮气通过出气阀门输出，同时吸附剂上的压缩空气中的氧气和其他杂质也会被吸附剂吸附。
在再生阶段，当一个吸附罐处于解吸状态时，另一个吸附罐处于再生状态。
通过加热吸附剂，可以将吸附剂上的气体分子从吸附剂上解吸出来，使吸附剂恢复到吸附状态。
加热的方式可以是通过外部加热器加热吸附罐，也可以是通过吸附罐内部的加热装置加热吸附剂。
在再生过程中，吸附剂上的氧气和其他杂质也会被解吸出来，使吸附剂恢复到初始状态。
变压吸附制氮技术的工作原理基于吸附剂对气体的选择性吸附特性。
由于氮气与氧气和其他杂质在吸附剂表面的相互作用力不同，吸附剂可以选择性地吸附氮气，从而实现氮气的分离和制取。
变压吸附制氮技术在工业领域中具有广泛的应用。
例如，在化工、电子、冶金等行业中，常常需要使用纯净的氮气。
利用变压吸附制氮技术，可以从压缩空气中高效地分离出纯净的氮气。
变压吸附制氧原理
变压吸附制氧原理引言：随着社会发展和人口老龄化趋势的加剧，氧气作为一种重要的医疗气体，广泛应用于临床医学、制药工业等领域。
而变压吸附制氧技术则是一种高效、可靠、节能的制氧方法，本文将从原理、设备和应用三个方面进行介绍。
一、变压吸附制氧的原理变压吸附制氧是利用吸附剂对空气中的氮气进行选择性吸附分离，从而得到高纯度的氧气。
其原理主要包括以下几个步骤：1. 吸附：将空气通过吸附剂床层，吸附剂表面的孔隙结构能够选择性地吸附氮气。
吸附剂通常采用具有大孔隙结构和高吸附容量的物质，如分子筛、活性炭等。
2. 脱附：当吸附剂达到一定饱和程度后，需要进行脱附操作，即通过减压或增加温度等方式，将吸附剂中吸附的氮气释放出来。
释放的氮气经过处理后，可以回收利用或排放到大气中。
3. 再生：脱附后的吸附剂需要进行再生，以恢复其吸附性能。
再生操作一般包括冲洗、干燥和升温等步骤，使吸附剂重新达到适用于吸附氮气的状态。
通过不断循环吸附、脱附和再生操作，变压吸附制氧系统可以持续地产生高纯度的氧气。
二、变压吸附制氧的设备变压吸附制氧设备主要包括压缩空气系统、吸附剂床层、控制系统等组成。
1. 压缩空气系统：负责将大气中的空气经过压缩处理，以提供足够的进气压力。
压缩空气系统通常包括压缩机、冷却器和过滤器等部件。
2. 吸附剂床层：是变压吸附制氧系统的核心组成部分，其结构通常为多个吸附剂床层的组合。
吸附剂床层一般采用多个固定床层的方式，以实现连续的吸附、脱附和再生操作。
3. 控制系统：用于控制整个变压吸附制氧系统的运行，包括压力控制、温度控制、气流控制等。
控制系统可以实现自动化操作，提高制氧效率和稳定性。
三、变压吸附制氧的应用变压吸附制氧技术在医疗、制药、化工等领域具有广泛的应用前景。
1. 医疗领域：变压吸附制氧设备可以用于医院、急救车等场所，为患者提供高纯度的氧气。
氧气可以用于呼吸治疗、手术麻醉、氧疗等医疗操作，对于呼吸系统疾病、心血管疾病等患者具有重要的治疗作用。
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。
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。
变压吸附实验报告
一、实验目的1. 理解变压吸附的原理，掌握其基本操作步骤。
2. 掌握使用碳分子筛作为吸附剂，通过变压吸附方法分离空气中氮气和氧气的操作技能。
3. 分析实验数据，了解压力、温度等参数对吸附效果的影响。
二、实验原理变压吸附（PSA）是一种利用吸附剂对不同气体吸附能力差异，通过改变压力和温度来实现气体分离的方法。
实验中，以空气为原料，以碳分子筛为吸附剂，通过变压吸附的方法分离空气中的氮气和氧气，达到提纯氮气的目的。
三、实验材料与仪器1. 实验材料：- 空气- 碳分子筛- 真空泵- 空压机- 气体转子流量计- 氧分析仪- 吸附塔（管径38mm，管长750mm，304不锈钢材质）- 真空泵（旋片式真空泵，抽速2L/s，转速2800r/min，功率370w）- 气体转子流量计（16-160ml/h和25-250ml/h）- 吸附剂（PSA-5A型富氧分子筛，颗粒规格0.4-0.8mm）- 氧分析仪（防爆式氧气浓度传感器，量程0~100%，最小检测量0.01%，输出信号4-20mA，DC24V供电）- 工作压力计（-0.1-0.6MPa，温度计0-100）- 中央处理器（执行速度0.64s，内存容量16K，内建Ethernet支持Modbus TCP及Ethernet/IP通讯协议）- 模拟量模块（高达16位分辨率，总和精度0.5%，内建）2. 实验仪器：- 吸附塔- 真空泵- 空压机- 气体转子流量计- 氧分析仪- 工作压力计- 中央处理器四、实验步骤1. 将吸附塔清洗干净，并填充适量的碳分子筛。
2. 启动空压机，调节气体流量计，使空气以一定流速通过吸附塔。
3. 启动真空泵，将吸附塔内气体抽至一定压力。
4. 记录吸附塔内压力和气体流量数据。
5. 将吸附塔内气体升温至一定温度，使吸附剂解吸，记录解吸过程中的压力和气体流量数据。
6. 重复步骤3-5，观察吸附剂再生效果。
7. 记录实验过程中氧气浓度变化，分析变压吸附对氧气浓度的影响。
psa变压吸附制氢原理
psa变压吸附制氢原理变压吸附制氢（Pressure Swing Adsorption，PSA）是一种常见的氢气分离和纯化技术，用于从混合气体中提纯氢气。
该技术的原理是利用吸附剂对气体分子的吸附和解吸特性，在不同压力下实现对氢气的分离和纯化。
本文将重点介绍PSA制氢的原理、设备和应用，以及相关的优缺点和发展趋势。
一、PSA制氢的原理PSA制氢的原理基于吸附剂对气体分子的吸附和解吸特性。
通常情况下，PSA系统包括两个吸附塔或更多，并在一定的压力下进行交替工作。
工作过程主要包括吸附、脱附、再生和压力升降四个步骤。
1.吸附PSA系统的吸附塔含有一种或多种高效的吸附剂，如活性炭、分子筛等。
当混合气体进入吸附塔时，氢气分子由于具有较高的吸附性能，会被吸附剂吸附，而其它气体分子则较少被吸附。
2.脱附随着吸附塔中氢气的逐渐吸附，吸附塔内的压力逐渐上升。
当压力上升到一定程度时，吸附剂对氢气的吸附能力会降低，从而使已吸附的氢气分子开始脱附。
此时，吸附塔内的氢气会随着逆流的惰性气体流动而脱附出来。
3.再生当吸附塔内的吸附剂饱和吸附后，需要对吸附塔进行再生，使吸附剂重新具备吸附性能。
通常采用减压或加热等方法来实现吸附剂的再生，从而使吸附塔恢复到初始状态。
4.压力升降PSA系统需要在不同的压力下进行吸附、脱附和再生，通过控制阀门和压缩机等设备来实现吸附塔的压力升降。
通常情况下，一个吸附塔进行吸附操作，而另一个吸附塔进行再生操作，随后通过压力升降的方式进行切换工作。
综上所述，PSA制氢的原理是利用吸附剂对气体分子的吸附和解吸特性，在不同压力下实现对氢气的分离和纯化。
通过交替操作不同的吸附塔，实现了对混合气体中氢气的分离和纯化。
二、PSA制氢的设备PSA制氢的主要设备包括吸附塔、气体压缩机、阀门、控制系统等。
下面将分别介绍吸附塔和气体压缩机等设备的主要特点和作用。
1.吸附塔吸附塔是PSA制氢的核心设备，用于进行气体的吸附、脱附和再生操作。
(完整word版)变压吸附技术的基本原理
变压吸附技术的基来源理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，利用吸附剂在同样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添 (吸附组分 ) 、减压下吸附量减少(解吸组分 )的特征，将原料气在高压力下通过吸附剂床层，相关于氢的高沸点杂质组分被选择性吸附，低沸点组分的氢不(组份在吸附剂上的吸附等温线)易吸附而经过吸附剂床层，达到氢和杂质组分的分别，而后在减压下解吸被吸附的杂质组分使吸附剂获取重生，以于下一次再次进行吸附分别杂质 . 这类高压力下吸附杂质提纯氢气、减压下解吸杂质使吸附剂重生的循环即是变压吸附过程.在变压吸附过程中吸附床内吸附剂解吸是依赖降低杂质分压实现的，常用方法是：1.降低吸附床压力 (泄压 ),2. 用产品组分冲刷 ,3.由真空泵抽吸图 1-1表示说明吸附床的吸附、解吸过程 .常压解吸 (见图1-1,a)升压过程 (A-B):经解吸重生后的吸附床处于过程的最低压 P1、床内杂质吸留量为 Q1(A 点).在此条件下用产品组分升压到吸附压力 P3，床内杂质吸留量 Q 1 不变 (B 点).吸附过程 (B-C):在恒定的吸附压力下原料气不停进入吸附床，同时输出产品组分 . 吸附床内杂质组分的吸留量逐渐增添，当抵达规定的吸留量 Q3时 (C 点) 停止进入原料气，吸附停止 . 此时吸附床内仍预留有一部分未吸附杂质的吸附剂( 如吸附剂所有被吸附杂质，吸留量可为 Q4，C’点 )顺放过程 (C-D):沿着进入原料气输出产品的方向降低压力，流出的气体仍为产品组分，用于其他吸附床升压或冲刷 .在此过程中，随床内压力不停降落，吸附剂上的杂质被不停解吸，解吸的杂质又持续被未充足吸附杂质的吸附剂吸附，所以杂质并未走开吸附床，床内杂质吸留量 Q3 不变 . 当吸附床降压到 D 点时，床内吸附剂所有被杂质占用，压力为P2逆放过程 (D-E):开始逆着进入原料气输出产品的方向降低压力，直到变压吸附过程的最低压力P1(往常靠近大气压力 )，床内大多数吸留的杂质随气流排出器外，床内吸流量为Q2.冲刷过程 (E-A):依据实验测定的吸附等温线，在压力P1 下吸附床仍有一部分杂质吸留量，为使这部分杂质尽可能解吸，要求床内压力进一步降低 . 在此利用其他吸附床顺向降压过程排出的产品组分，在过程最低压力 P1 下进行逆向冲刷不停降低杂质分压使杂质解吸并随冲刷气带出吸附床 . 经必定程度冲刷后，床内杂质吸留量降低到过程的最低量 Q1 时，重生停止。
二氧化碳变压吸附技术原理
二氧化碳变压吸附技术原理引言:在当前的环境保护与气候变化问题日益突出的背景下，二氧化碳的减排与再利用成为了全球关注的焦点。
而二氧化碳变压吸附技术作为一种有效的二氧化碳捕集和分离方法，引起了广泛的关注。
本文将对二氧化碳变压吸附技术的原理进行详细阐述。
一、二氧化碳的变压吸附过程二氧化碳变压吸附技术是利用吸附剂对二氧化碳进行捕集和分离的一种方法。
吸附剂通常是一种多孔材料，具有较大的比表面积和吸附容量。
吸附剂的选择对于二氧化碳的捕集效率和循环利用具有重要影响。
二氧化碳的变压吸附过程可分为吸附和解吸两个阶段。
在吸附阶段，二氧化碳通过与吸附剂表面的相互作用力发生吸附，从气相转变为吸附相。
而在解吸阶段，通过改变吸附剂的温度或压力等条件，使吸附相中的二氧化碳从吸附剂表面解吸出来，恢复为气相。
二、二氧化碳的吸附机制二氧化碳的吸附机制主要包括物理吸附和化学吸附两种方式。
物理吸附是指二氧化碳与吸附剂之间的范德华力作用，吸附剂表面的孔隙结构对吸附效果有重要影响。
而化学吸附是指二氧化碳与吸附剂之间发生化学键形成化合物，这种吸附方式可以增加二氧化碳的吸附容量和选择性。
三、二氧化碳的变压吸附模型为了更好地理解和模拟二氧化碳的变压吸附过程，研究人员提出了多种吸附模型。
其中最常用的是Langmuir模型和Freundlich模型。
Langmuir模型假设吸附剂表面的吸附位点是均匀分布的，吸附过程符合单分子层吸附。
而Freundlich模型则假设吸附位点的分布是不均匀的，吸附过程符合多分子层吸附。
四、二氧化碳的变压吸附条件二氧化碳的变压吸附过程受到吸附剂的选择和吸附条件的控制。
吸附剂的选择应考虑其吸附容量、选择性和稳定性等因素。
而吸附条件包括温度、压力和流速等参数的控制。
温度的升高可以促进二氧化碳的解吸，压力的升高可以增加吸附剂的吸附容量，而流速的调控可以影响吸附剂与二氧化碳之间的接触时间和质量传递效率。
五、二氧化碳变压吸附技术的应用前景二氧化碳变压吸附技术在二氧化碳捕集和分离领域具有广阔的应用前景。
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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+QCO+H2O→CO2+H2+Q2 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、环保等方面得到了广泛的应用。
粉末冶金过程中涉及的许多气体，如H2、N2、O2、CH4、CO、CO2等，都可以利用变压吸附技术进行分离或提纯。
可以预计，随着粉末冶金行业的发展和对变压吸附技术的了解，这种新型的气体分离工艺将在粉末冶金行业得到广泛推广和应用。
1 变压吸附气体分离和提纯技术1．1 工艺过程变压吸附(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。
吸附剂对不同气体的吸附特性是不同的。
利用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，还随吸附压力和温度的变化而变化：压力越高，吸附量越大；温度越高，吸附量越小。
利用这一特性，可以使吸附剂在高压或低温下吸附，然后通过降压或升温使吸附剂上吸附的气体解吸下来，使吸附剂再生，达到循环利用的目的。
利用温度的变化使吸附剂吸附或再生的工艺过程称为变温吸附，利用压力的变化使吸附剂吸附或再生的工艺过程称为变压吸附。
1.2 特点变压吸附气体分离技术作为非低温法的代表，工业应用领域迅速发展，并进一步向大型化发展。
与其他气体分离技术相比，变压吸附技术具有以下特点：(1)能耗低，这是因为PSA工艺所要求的压力较低，一些有压力的气源可以省去再次加压的能耗，在常温下操作，可以省去加热或冷却的能耗；(2)产品纯度高且可灵活调节，如PSA制氢，产品纯度可达99．999％，并且可根据工艺需要随意调节氢的纯度，调节后对整套装置的操作几乎没有影响；(3)工艺流程简单，可实现多种气体的分离、对水、硫化物、氨、烃类等杂质有较强的承受能力，无需复杂的预处理工序；(4)装置有计算机控制，自动化纯度高，操作方便，开停车简单迅速，通常开车0．5h左右就可以生产出合格产品；(5)装置调节能力强，操作弹性大，在30％~120％的负荷内开车，工艺调整不大；(6)投资小，操作费用低，维护简单、使用寿命长；(7)环境效益好，除原料气的特性外，PSA装置的运行不会造成新的环境污染、几乎无“三废”产生。
1．3 研究进展PSA技术的广泛应用，促进了PSA技术的快速发展。
近年PSA技术的进展主要体现在以下几个方面。
(1)PSA工艺日臻完善采用抽空工艺，极大地提高了产品的回收率；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，减少了投资和消耗。
(2)PSA适用气源更加广泛PSA技术所用气源可以达几十种，以前某些不能使用的因产品组分含量太低或杂质组分极难解吸的气源，因PSA技术的提高，使其可以回收利用。
目前以各种工业废气为原料提纯氢气的PSA装置仅国内就有二百多套投入使用。
(3)产品回收率逐步提高现在PSA制氢的收率最高可达95％以上。
(4)吸附剂吸附分离性能不断提高表现在吸附剂的吸附量提高、分离系数的提高、杂质组分吸附前沿的降低、再生比较容易、吸附剂强度的提高等几个方面．给PSA工艺的改进提供了充足的空间。
(5)程序控制阀的改进程控阀是PSA装置实现正常运转、可靠工作的关键设备，对程控阀的要求远较一般阀门高。
四川天一科技股份有限公司针对PSA工艺的不同要求，研制开发了如高性能提升阀、适用于低压差大通径的双偏心和三偏心蝶阀、逻辑导向阀、组合阀、单向阀、波纹管截止阀、四通球阀、管道阀、高低选自动阀等多种适用PSA工艺的专用程控阀、获得多项专利。
阀门密封寿命可达60万次以上，整体寿命可以大于15年。
(6)计算机专家诊断系统的应用PSA装置程序控制阀门多，开关频繁，对自动化纯度要求较高。
四川天一科技股份有限公司开发研制的“计算机专家诊断处理系统”，使PSA装置的控制水平达到世界一流水平。
应用该系统后，当PSA装置局部出现故障后，可以通过检测故障信息，及时准确地判定故障原因、故障范围和影响程度，迅速将故障部位隔离出去，并利用剩余完好设备，组成新的工艺流程，启动相应控制程序，维持系统继续运行，此时可以对故障部位进行维修。
当故障处理好后，可自动或手动将装置恢复到原流程运行，极大地提高了PSA 装置的抗干扰能力和运行的可靠性、安全性。
1．4 在我国的应用现状变压吸附在我国起步较晚，但发展速度却很快，四川天一科技股份有限公司(西南化工研究设计院)最早在国内将PSA技术实现工业化，已经推广各种工业装置六百多套，使我国的变压吸附技术在许多方面处于国际领先地位。
目前，我国变压吸附技术的应用领域有：氢气的提纯、二氧化碳的提纯(可直接生产食品级二氧化碳)、一氧化碳的提纯、变换气脱除二氧化碳、天然气的净化、空气分离制氧、空气分离制氮、瓦斯气浓缩甲烷、浓缩和提纯乙烯、气体干燥、气体脱硫等等。
1．4．1 氢气的分离提纯由于制备氢气的原料气种类很多，组成变化很大，有许多不同的提纯工艺。
表1对常用的分离提纯氢气的方法进行了简单的比较。
工业装置就是由西南化工研究院开发设计，1982年建于上海吴淞化肥厂的从合成氨弛放气回收氢气装置。
从合成氨弛放气中回收氢气是合成氨厂普遍采用的节能措施。
目前有两百多套从各种工业废气中提纯氢气的PSA装置投入使用。
冶金工业早期的氢气均由电解法提供，但钢厂有丰富的含氢气源(如焦炉煤气)，用PSA法从焦炉气中提氢耗电约0.5kw·h／m3，而电解法制氢耗电为6—7kw·h／m3。
目前，我国几大钢铁企业纷纷采用PSA技术取代电解法制氢。
石油炼制过程需要大量的氢气，同时石油加工过程中又产生大量的含氢尾气(如加氢裂化尾气、催化重整副产气、回炼渣油的催化裂化干气等)，均可采用PSA 技术回收利用。
1．4，2 变换气脱碳利用变压吸附可以脱出原料气中的CO2。
目前，PSA脱碳装置最大的处理量可达50000m3/h以上，在我国已有近70套各种规模的PSA脱碳装置。
1.4.3 CO的分离提纯一氧化碳是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。