氢气提纯 变压吸附技术.pptVIP

* 四川天一科技股份有限公司 河南神马集团PSA-H2供气装置 变换气 提纯氢气 15000Nm3/h 辽阳化纤公司PSA-H2供气装置 重整尾气 提纯氢气 (40000Nm3/h) 石家庄炼油厂PSA-H2供气装置 1995年15000Nm3/h催化裂化干气提纯氢气 2000年30000Nm3/h中变气提纯氢气 大庆油田PSA-H2供气装置(15000Nm3/h) 攀枝花钢铁公司焦炉煤气PSA-H2供气装置 山东肥城1500Nm3/h PSA-CO供气装置 原料气: 水煤气 CO用途: 甲酸 山东陵县化肥厂15000Nm3/h PSA脱碳装置 PSA空分制氮装置 常用吸附剂吸附等温线 常见气体组份在CNA133吸附剂上的吸附等温线 8、吸附等温线的几种类型 吸附等温线的几种类型 吸附等温线通常被分为5种类型，其形状的差异是由于吸附剂和吸附质分子之间作用力不同造成的。 类型Ⅰ是平缓地趋近饱和值的郎格谬尔型等温吸附线，这种吸附相当于在吸附剂表面上只形成单分子层吸附。 类型Ⅱ是最普通的物理吸附，能形成多分子层。 类型Ⅲ比较少见，它的特点是吸附热与被吸附组份的液化热大致相等。 第Ⅳ、Ⅴ种认为是由于毛细管凝结现象所致。 9、变压、变温吸附的理论依据 变压吸附：在加压下进行吸附，减 压下进行解吸，由于吸附循环周期 短，吸附热来不及散失，可供解吸 之用，可近似看做等温过程。从图 中看出，变压吸附过程是在一条等 温吸附线上变化。 变温吸附：在较低温度下进行吸附， 升高温度将吸附的组份解吸出来。 从图中看出，变温吸附过程是在两 条不同温度的等温线之间上下移动 进行着吸附和解吸。 第四部分 吸附分离的基本过程 1、吸附过程描述 将固体物料吸附剂充填在容器(固定床)中，当气流经过床层时，固体物料不被扰动。要求吸附床上下有较好的气流分布设施。最理想的状况是活塞流或称平推流，这样吸附剂的利用才充分。 假设床层内吸附剂完全没有阻力，吸附质就会一直以C0的初始浓度向气体流动方向推进。但是由于传质阻力的存在、流体速度、吸附相平衡等的影响，混合物通过吸附床层时，首先在吸附床入口处形成S形曲线，此曲线称为吸附前沿。 吸附过程描述 S形曲线所在的区域称为 传质区。随着气流的不断进 入，吸附床底部吸附剂逐渐 达到吸附平衡，此区域吸附 剂不再吸附杂质，称为吸附 饱和区。传质区以上的床层 吸附剂未吸附杂质，称为未 饱和区。 3、流出曲线 在吸附床中，随着气体混合物不断流入，吸附前沿不断向床的出口端推进，经过一定时间，吸附质出现在吸附床出口端，并随着时间推移，吸附质浓度不断上升，最终达到进入吸附床的吸附质浓度C0。测定吸附床出口处吸附质浓度随时间的饱和，便可绘出流出曲线。 当传质区达到吸附床出口端时，流出气体中的吸附质浓度开始突然上升的位置，就是所谓的穿透点(图中2点)，与其相对应的吸附质浓度和吸附时间分别称为穿透浓度和穿透时间。 氢气 原料气 吸附床 固定床的吸附分离 4、吸附剂再生的基本步骤 吸附剂被吸附质吸附饱和后必须进行再生才能进行再一次的吸附，常用的再生方法有以下几种，其目的都是为了降低吸附剂上被吸附组份的分压。 降压：吸附床在较高压力下吸附，然后降到较低压力，通常接近大气压，这时一部分被吸附组份解吸出来。 特点：该方法操作简单，但吸附组份的解吸不充分，吸附剂再生程度不高。 4、吸附剂再生的基本步骤 抽真空：吸附床在降到大气压后，为了进一步减小吸附组份的分压，可用抽空的方法来降低吸附床压力，以得到更好的再生效果。 特点：该方法再生效率高，所得产品回收率高，但要增加动力消耗和真空泵的投资。 冲洗：利用纯产品气或者其它适当的气体通过需再生的吸附床，被吸附组份的分压随冲洗气通过而下降，从而达到吸附剂再生的目的。 特点：该方法的再生程度取决于冲洗气的用量和纯度，由于通常采用产品气冲洗，因此产品收率较低。 4、吸附剂再生的基本步骤 置换：用一种吸附能力较强的气体把原先被吸附的组份从吸附剂上置换出来。这种方法常用于产品组份吸附能力强而杂质组份吸附能力弱即从吸附相获得产品的场合，如PSA-CO，PSA-CO2装置。 特点：该方法能较大幅度提高吸附能力强的产品组份的浓度，但必须与抽空再生方法配合使用。 通常在变压吸附过程中是根据被分离的气体混合物各组份性质、产品要求、吸附剂的特性以及操作条件来选择几种上述的再生方法配合实施的。 5、变压吸附工作基本步骤 单一的固定吸附床操作，无论是变温吸附还是变压吸附，由于吸附剂需要再生，吸附是间歇式的。因此工业上都是采用两个或更多的吸附床，使吸附床的吸附和再生交替(或依次循环