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?變壓吸附原理
在吸附平衡情況下，任何一種吸附劑在吸附同一氣體時(shí)，氣體壓力越高，則吸附劑的吸附量越大。反之，壓力越低，則吸附量越小。
?? 在空氣壓力升高時(shí)，碳分子篩將大量吸附氧氣、二氧化碳和水分。當(dāng)壓力降到常壓時(shí)，碳分子篩對(duì)氧氣、二氧化碳和水分的吸附量非常小。
變壓吸附設(shè)備主要由A、B二只裝有碳分子篩的吸附塔和控制系統(tǒng)組成。當(dāng)壓縮空氣從下至上通過(guò)A塔時(shí)，氧氣、二氧化碳和水分被碳分子篩所吸附，而氮?dú)鈩t被通過(guò)并從塔頂流出。當(dāng)A塔內(nèi)分子篩吸附飽和時(shí)便切換到B塔進(jìn)行上述吸附過(guò)程并同時(shí)對(duì)A塔分子篩進(jìn)行再生。所謂再生，即將吸附塔內(nèi)氣體排至大氣從而使壓力迅速降低至常壓，使分子篩吸附的氧氣、二氧化碳和水分從分子篩內(nèi)釋放出來(lái)的過(guò)程，整個(gè)吸附，再生過(guò)程為120秒。
然氣制氫由天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化制轉(zhuǎn)化氣和變壓吸附(PSA)提純氫氣(H2)兩部分組成，壓縮并脫硫后天然氣與水蒸汽混合后，在鎳催化劑的作用下于820~950將天然氣物質(zhì)轉(zhuǎn)化為氫氣(H2)、一氧化碳(CO)和二氧化碳(CO2)的轉(zhuǎn)化氣，轉(zhuǎn)化氣可以通過(guò)變換將一氧化碳(CO)變換為氫氣(H2)，成為變換氣，然后，轉(zhuǎn)化氣或者變換氣通過(guò)變壓吸附(PSA)過(guò)程，得到高純度的氫氣(H2)。
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天然氣制氫氣也是一個(gè)比較傳統(tǒng)的技術(shù)，以前常用于大規(guī)模的氫氣供應(yīng)場(chǎng)合，例如5000m3/h以上的氫氣供應(yīng)量。我們根據(jù)中國(guó)氫氣用戶分散而且規(guī)模較小的特點(diǎn)，開(kāi)發(fā)了低投資和低消耗的天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化制氫技術(shù)，非常適合中小規(guī)模的氫氣需求場(chǎng)合。在天然氣豐富的地區(qū)，天然氣制氫是最好的選擇。我公司已經(jīng)為國(guó)內(nèi)和國(guó)外用戶建設(shè)了這類裝置和轉(zhuǎn)讓了技術(shù)。
?典型裝置
中國(guó)石油天然氣股份有限公司吉林油田分公司天然氣制氫裝置
天然氣制氫的主要技術(shù)：
天然氣蒸汽一段轉(zhuǎn)化技術(shù)，適合中小規(guī)模的制氫。
天然氣蒸汽一段轉(zhuǎn)化串接純氧二段轉(zhuǎn)化技術(shù)，適合于中大規(guī)模的制氫。
天然氣兩段換熱式轉(zhuǎn)化技術(shù)，適合中等規(guī)模的制氫技術(shù)。
天然氣部分氧化制氫，適合大規(guī)模的制氫。
焦?fàn)t氣部分氧化制氫，適合焦?fàn)t氣資源豐富的地區(qū)。
產(chǎn)品特點(diǎn)
氫氣規(guī)模：200~100,000m3/h
氫氣純度：99~99.999%
氫氣壓力：0.5~3.5MPa
適用領(lǐng)域：雙氧水、山梨醇、TDI、MDI、苯胺加氫等精細(xì)化工或醫(yī)藥中間體加氫過(guò)程，煉油廠加氫過(guò)程等。
技術(shù)特點(diǎn)
采用獨(dú)特的熱能回收技術(shù)，將轉(zhuǎn)化爐的熱效率提高;
設(shè)計(jì)優(yōu)良的廢熱鍋爐，為制氫裝置的長(zhǎng)周期運(yùn)轉(zhuǎn)，提供可靠的保障;
專有的轉(zhuǎn)化爐煙氣流動(dòng)方式，燃料氣的消耗更低。
無(wú)擾動(dòng)切換吸附塔的變壓吸附(PSA)提純氫氣大大提高了系統(tǒng)的可靠性。
技術(shù)原理
1 天然氣的蒸汽轉(zhuǎn)化
天然氣的蒸汽轉(zhuǎn)化是以水蒸汽為氧化劑，在鎳催化劑的作用下將天然氣轉(zhuǎn)化為氫氣(H2)、一氧化碳(CO)和二氧化碳(CO2)的轉(zhuǎn)化氣。這一過(guò)程為吸熱過(guò)程故需外供熱量，轉(zhuǎn)化所需的熱量由轉(zhuǎn)化爐輻射段燃燒燃料氣提供。
在鎳催化劑存在下其主要反應(yīng)如下：
CH4+H2O→CO+3H2+Q
CO+H2O→CO2+H2+Q
2 ?變壓吸附
變壓吸附(PSA)循環(huán)是吸附和再生的循環(huán)，吸附過(guò)程是吸附劑在加壓時(shí)吸附混合氣中的某些組份，未被吸附組份通過(guò)吸附器層流出，當(dāng)吸附劑被強(qiáng)吸附組分飽和以后，吸附塔需要進(jìn)入再生過(guò)程，也就是解吸或脫附過(guò)程。 在變壓吸附(PSA)過(guò)程中吸附器內(nèi)吸附劑解吸是依靠降低雜質(zhì)分壓實(shí)現(xiàn)的，在工業(yè)裝置上可以采用的方法有： 1)降低吸附器壓力(泄壓)? 2)對(duì)吸附器抽真空? ??? 3)用產(chǎn)品組分沖洗
轉(zhuǎn)化爐示意圖
變壓吸附分離技術(shù)及其在粉末冶金行業(yè)中的應(yīng)用
??? 摘 要： 簡(jiǎn)單介紹了變壓吸附氣體分高技術(shù)的工藝特點(diǎn)、技術(shù)進(jìn)展和在我國(guó)的應(yīng)用情況，對(duì)變壓吸附各種不同的工藝在粉末冶金生產(chǎn)過(guò)程中的應(yīng)用進(jìn)行了展望，預(yù)計(jì)該技術(shù)在粉末冶金行業(yè)將舍得到迅速推廣，為生產(chǎn)廠家?guī)?lái)良好的經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)粉末冶金技術(shù)的進(jìn)步。
??? 在許多粉末制備和燒結(jié)過(guò)程中氣氛對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量影響很大。因此必須對(duì)氣氛進(jìn)行控制。如適宜的燒結(jié)氣氛可以防治和減少周圍環(huán)境對(duì)燒結(jié)產(chǎn)品的有害反應(yīng)。排除有害雜質(zhì)，維持或改變燒結(jié)材料中的有用成分，從而保證燒結(jié)順利進(jìn)行和產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。隨著粉末冶金技術(shù)的發(fā)展和粉末冶金制品性能的提高，對(duì)粉末制備和燒結(jié)氣氛的要求將會(huì)更加嚴(yán)格。為了能方便有效地控制氣氛組成，離不開(kāi)氣體的制備、分離和提純工藝。合理的分離提純工藝，可以簡(jiǎn)化工藝操作、降低產(chǎn)品成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量，以及促進(jìn)粉末冶金技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展。
??? 變壓吸附(Pressure swing adsorption，PSA)工藝是近十幾年來(lái)飛速發(fā)展的一種非低溫法氣體分離和提純技術(shù)，與傳統(tǒng)的氣體分離工藝相比，具有投資小、能耗低、工藝簡(jiǎn)單、自動(dòng)化程度高、操作方便可靠、產(chǎn)品質(zhì)量高等優(yōu)點(diǎn)，已在化工、石油煉制、冶金、采礦、電子、食品、科研、航天、醫(yī)藥、 |
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來(lái)自： 大成凈化圖書(shū)館 > 《變壓吸附》
