试析新型四塔变压吸附制氢工艺研究

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1、天津大学硕士学位论文新型四塔变压吸附制氢工艺研究姓名：边守军申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：周理2000.6.1摘要本文提出了一种新颖的四塔变压吸附工艺。该工艺采用了一系列提高装置性能的独特做法，例如(1)用中间缓冲罐作为充压和放压媒介，(2)用产品缓冲罐作为冲洗供应媒介，(3)所有放压步骤均为逆向进行。该工艺的特点是(1)各塔操作独立性强，(2)对原料负荷适应性强，(3)低压操作也可行。本文以Ha：N2／CH4(60／30／10，v／v／v)混合气模拟炼厂干气，在10atm下，用普通活性炭和5A沸石分子筛吸附剂的组合对操作时序进行了寻

2、优，发现具有完全操作对称性的时序是最优时序。使用最优时序本工艺在10atm的操作压力下可以以78％的回收率回收纯度／99．99％的纯氢并且处理能力约是传统四塔工艺的1．47倍。／另外，实验表明关闭任意一塔以后经过适当调整，本工艺可以以略低的回收率和处理量继续处理原料气而不影响氢纯度地照总结出的最优时序排布规则，探索了其它一些性能较优的1．x塔进料时序，性能描j优于传统工艺。／在此基础上，进一步将该工艺用于低压和对普通活性炭和超级活性炭进行了比较。结栗表明，使用普通活性炭和5A沸石分子筛吸附剂的组合和最优时序可以在4-6a．tm的压力范围以60％以

3、上的回收率生产纯度>／99．990／o的纯氢，而在8arm左右则回收率可达70％。使用超级活性炭和5A沸石分子筛吸附剂的组合6atm左右操作氢回收率大于75％；而在4alm左右回收率则可以达到65％，说明超级活性炭适于低压回收氢。■一、。j关键词：变压吸附制氢操作独立性超级活性影1．x-塔进料一AbstractAnovel4-bedPressureSwingAdsorptionprocessisproposedandtestedinthispaper．Thisprocessfeaturesinhi【ghdegreeofoperationindep

4、endenceamongtowePs，goodflexibilityoffeedIoadandfeasibilityforlow-pressureoperation．n把辩characteristicsareachievedbyaseriesofspecialmeasurestakentoenha／lc宅processperformance，forexample，(1)surgingtanksareutilizedfordepressurizationandrepressurization，(2)theproducttankisusedaspur

5、gegassupplier，and(3)alldepressurizingstepsaretamedoutinthecountcrcurrentdirection．Inthispaper,refmeryoff-gasisapproximatedbyagasmixtureofH2／N2／CHd(60／30／10，v／v／v)．UndertheoperatmgpressureoflOatm，operatingschedulesareoptimizedbyuseoftheadsorbentcombinationofordinaryActivatedCa

6、rbonandZeoliteMolecularSieve5A．It’sfoundthattheschedulewimperfectoperationalsymmeU3,isthebest．Adoptingthebestscheduleandunder10arm，theprocessinthispaperiscapableofmanufacturingpurehydrogenwiththepurityof≥99．99％byarecoveryof78％，andatthesametime，thelawgastreatingcapacityisO．47t

7、imeshigherthanthatofthetraditional4-bedprocessundercomparableconditions。Inaddition．experimentalresultsshowthatafteroneofthebedsiSshutdown，thisprocesscancontinueproducingpurehydrogenatatittlelowerrecoveryandsmallercapacitythroughproperregulation．InaccordancewiththesumlnarizⅨlr

8、uleofbestscheduling，someother1．x-feedp／'oc’七sse$，performancesofallof