山东无棣热电厂24MW抽凝机组锅炉含硫废气深度脱硫及资源化利用项目5-6附录六分子筛吸.docVIP

山东无棣热电厂24MW抽凝机组锅炉含硫废气深度脱硫及资源化利用项目分子筛吸附说明书

追化工的人

山东无棣热电厂24MW抽凝机组含硫废气深度脱硫及资源化利用项目分子筛吸附脱水说明书

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山东无棣热电厂

24MW抽凝机组锅炉含硫废气深度脱硫及资源化利用项目

分子筛吸附脱水说明书

浙江大学追化工的人团队

队员：吴益昆杜乔昆高扬杨吉祥马玉龙

指导老师：胡晓萍

目录

TOC\o1-3\h\z\u第一章分子筛吸附脱水工艺简介 1

1.1分子筛吸附脱水工艺步骤 1

1.1.1吸附阶段 1

1.1.2再生阶段 1

1.2分子筛吸附脱水工艺流程 2

第二章分子筛流程以及选型 3

2.1本工艺分离工段简介 3

2.1.1原料组成 3

2.1.2原料气各类分子直径汇总 3

2.1.3原料分离工段所需条件 3

2.1.4分子筛脱水的优缺点 3

2.2分子筛吸附操作流程 4

2.3分子筛的选型 4

2.3.1分子筛的分类 5

2.3.23A分子筛和4A分子筛的比较 6

2.3.3确定本工艺所需的分子筛 6

2.3.4分子筛吸附塔的具体计算 7

第三章吸附塔控制与模拟 12

3.1投运准备 12

3.2吸附阶段 12

3.3两塔切换过程 12

3.4再生阶段 13

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第一章分子筛吸附脱水工艺简介

在诸多固体吸附剂中，分子筛以其优良的选择性吸水性能而广泛应用于工业气体的脱水过程。不同型号的分子筛筛孔的孔径不同，可按照被吸附物质的分子大小有选择地吸附杂质气体组分。常用的脱水分子筛有3A、4A两种型号，实践表明，经脱水过程后，原料气中的水分含量可降至1ppm。

实践经验证明，分子筛脱水工艺在低水分分压、高温、高气体流速等苛刻条件下仍能保持比其他固体吸附剂高的吸附容量，且技术发展快、应用广，其主要特点是：能耗低，工艺适用范围较广；产品纯度高且可灵活调节；工艺流程简单，可实现多种气体的分离；装置自动化程度高，操作方便；装置调节能力强，操作弹性大；投资小，操作费用低，维护简单，检修时间少，开工率高；吸附剂使用周期长，正常操作下吸附剂一般可以使用十年以上；环境效益好，除因原料气的特性外，装置的运行不会造成新的环境污染。

1.1分子筛吸附脱水工艺步骤

1.1.1吸附阶段

原料气自吸附塔塔顶进入，自上而下与分子筛床层相接触。在原料气接触过程中，气体中的水分被分子筛吸附，从而达到干燥原料气的目的。干燥后的原料气从塔底排出，进入后续工段。

工业上单台吸附塔的吸附操作时间一般为8h，8h后原料气切换到另一座吸附塔，原吸附塔进入再生阶段。

1.1.2再生阶段

分子筛吸附床层的再生阶段包括切换、降压、热吹、冷吹、升压五个步骤。

吸附塔切换到再生阶段后，通过再生出口控制阀和卸压程控阀进行系统降压。吸附塔压力降到一定压力时，开始对吸附塔进行吹扫。吹扫使用的气体经风机加压，通过再生进口程控阀进入升温换热器中，加热后的气体通过管道和吹扫进口程控阀进入干燥塔，进行干燥塔的升温吹扫。当吸附塔床层温度升高到一定值后，水分几乎全部被解吸，此时，再生加热器停止加热，使用常温再生气作为分子筛床层冷却气，将分子筛吸附床层温度降到操作温度后，切断再生气源。

1.2分子筛吸附脱水工艺流程

为了实现分子筛脱水工艺的自动控制，为每个分子筛吸附塔设置充压阀、原料气阀、再生气阀、冷吹气阀，具体工艺流程装置图如下：

图1-1分子筛脱水工艺流程装置图

本套装置中，塔A、B操作顺序如下：

1）A塔吸附阶段完成后，需要更换分子筛，此时工作塔为B塔。分子筛脱水工作连续进行，B塔吸附时，A塔完成再生和冷吹过程。B塔吸附8小时，A塔再生4小时，冷吹3.5小时。

2）B塔吸附阶段完成后，需要更换分子筛，此时工作塔为A塔。分子筛脱水工作连续进行，A塔吸附时，B塔完成再生和冷吹过程。A塔吸附8小时，B塔再生4小时，冷吹3.5小时。

第二章分子筛流程以及选型

2.1本工艺分离工段简介

2.1.1原料组成

本工艺过程中原料气组成如下表：

表2-1原料气组成表mol%

成分

SO2

N2

O2

CO2

H2O

C4H6

含量

0.94745

0.000297

0.000258

0.00141

0.00913

0.0415

原料进入分子筛脱水装置，温度为41.72℃，压力为5.5bar。

2.1.2原料气各类分子直径汇总

本工艺原料气中各类分子直径如下表：

表2-2原料气各类分子直径表

成分

SO2

N2

O2

CO2

H2O

C4H6

直径(nm)