变压吸附气体分离.doc

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1、变压吸附气体分离概述变压吸附(PressureSwingAdsorption)分离技术最广泛的应用是工业气体的分离提纯。在分离过程中，气体组份在升压时吸附，降压时解吸，不同组份由于其吸附和解吸特性不同，在压力周期性的变化过程中实现分离，这一过程称之为变压吸附分离过程（简称PSA）。变压吸附分离过程一般在中等的压力(低于6.0MPa)下进行，操作简单，自动化程度高，设备不需要特殊材料等优点。原料气中的杂质组份如H2O，NH3，硫化物等工业上常见的有害组份可同时除去，预处理和分离过程同时进行，省去了繁琐的预处理装置，简化流程，操作费用低

2、。  变压吸附(PSA)分离技术主要应用于以下领域：1.变压吸附法(PSA)提纯氢气(H2)2.变压吸附法(PSA)提纯一氧化碳(CO)3.变换气脱除二氧化碳(CO2)4.变压吸附法(PSA)回收二氧化碳(CO2)5.变压吸附法(PSA)提纯一氧化碳(CO2)6.变压吸附法(PSA)空气分离制氧(O2)7.变压吸附法(PSA)空气分离制氮(N2)8.变压吸附法(PSA)回收乙烯(C2H4)9.变压吸附法(PSA)聚丙烯尾气回收丙烯(C3H6)10.变压吸附法(PSA)天然气回收轻烃11.变压吸附法(PSA)回收聚氯乙烯尾气技术特点1

3、.变压吸附(PSA)技术是一种低能耗的气体分离技术。PSA工艺所要求的压力一般在0.1～2.5MPa，允许压力变化范围较宽，一些有压力的气源，如氨厂弛放气、变换气等，本身的压力可满足变压吸附(PSA)工艺的要求，可省去再次加压的能耗。对于处理这类气源，PSA制氢装置的消耗仅是照明、仪表用电及仪表空气的消耗，能耗很低；PSA装置压力损失很小，一般不超过0.05MPa。2.变压吸附(PSA)装置可获得高纯度的产品气，如PSA制氢装置，可得到98.0～99.999％的产品氢气；1.变压吸附(PSA)工艺流程简单，无需复杂的预处理系统，一步

4、或两步可实现多种气体的分离，可处理各种组成复杂的气源，对水、硫化物、氨、烃类等杂质有较强的承受能力，2.变压吸附(PSA)装置的运行由计算机自动控制，装置自动化程度高，操作方便，装置启动后短时间内即可投入正常运行，输出合格产品。技术特点变压吸附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(

5、泄压)   2)对吸附器抽真空   3)用产品组分冲洗下图示意说明吸附器的吸附、解吸过程 图变压吸附循环中吸附—解吸过程示意图常压解吸(见图a) 1.升压过程(A-B):经逆放解吸再生后的吸附器处于过程的最低压力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Q1不变(B点).1.吸附过程(B-C):在恒定的吸附压力下原料气不断进入吸附器，同时输出产品组分.吸附器内杂质组分的吸留量逐步增加，当到达规定的吸留量Q3时(C点)停止进入原料气，吸附终止.此时吸附器内仍预留有一部分未吸附杂质的吸附剂

6、(如吸附剂全部被吸附杂质，吸留量可为Q4，C’点)。2.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，用于别的吸附器升压或冲洗.在此过程中，随床内压力不断下降，吸附剂上的杂质被不断解吸，解吸的杂质又继续被未充分吸附杂质的吸附剂吸附，因此杂质并未离开吸附器，床内杂质吸留量Q3不变.当吸附器降压到D点时，床内吸附剂全部被杂质占用，压力为P2。3.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(通常接近大气压力)，床内大部分吸留的杂质随气流排出器外，床内杂质

7、吸留量为Q2。4.冲洗过程(E-A):根据实验测定的吸附等温线，在压力P1下吸附器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.在此利用别的吸附器顺向降压过程排出的产品组分，在过程最低压力P1下进行逆向冲洗不断降低杂质分压使杂质解吸并随冲洗气带出吸附器.经一定程度冲洗后，床内杂质吸留量降低到过程的最低量Q1时，再生终止.至此，吸附器完成了一个吸附—解吸再生过程，再次升压进行下一个循环。真空解吸(见图b)1.升压过程(A-B):经真空解吸再生后的吸附器处于过程的最低压力P0、床内杂质吸留量为Q1(A点).在此

8、条件下用产品组分升压到吸附压力P3，床内杂质吸留量Q1不变(B点)。2.吸附过程(B-C):在恒定的吸附压力下原料气不断进入吸附器，同时输出产品组分.吸附器内杂质组分的吸留量逐步增加，当到达规定的吸留量Q3时(C点)停止进入原料气，吸