制氧吸附劑的研制與節(jié)能型制氧工藝的計算模擬.pdf

1、本文采用了一種較高溫度下的加壓水熱交換方法改性沸石分子篩，研究了反應體系溫度壓力（溫度為設(shè)定溫度，壓力為自生成壓力）、反應時間、氯化鋰濃度對交換的影響。以硅溶膠、偏鋁酸鈉分別為硅源、鋁源合成X型分子篩，并對其進行鋰離子交換，評價其吸附分離效果。測量自主合成的制氧吸附劑的吸附參數(shù)，借助于AspenAdsim模擬軟件，建立吸附數(shù)學模型，完成三塔VPSA富氧工藝模擬，并考察循環(huán)時間、均壓時間、產(chǎn)品氣出口流量等對產(chǎn)品氣氧濃度和收率的影響，優(yōu)化工

2、藝條件，為生產(chǎn)實踐提供指導。
　　溫度影響分子篩的交換。在常壓、100℃-0.26MPa（表壓）、140℃范圍內(nèi)，隨著溫度的升高，分子篩Li+交換度增大，氮吸附容量增大，但同時過高的溫度會部分破壞分子篩的結(jié)構(gòu)，最佳反應溫度和壓力為130℃、0.2MPa（表壓）；交換時間影響分子篩的交換效果和交換平衡。隨著交換時間的延長，分子篩Li+交換度增大，氮吸附量增大，當達到交換平衡后，即便是延長交換時間，分子篩Li+交換度和氮吸附量也不再增

3、大；氯化鋰濃度影響分子篩的交換。在分子篩交換達到平衡前，隨著氯化鋰濃度的增大，分子篩Li+交換度和氮吸附量增大。經(jīng)考察，得到離子交換的最佳條件：反應體系壓力、溫度為0.2MPa（表壓）、130℃，鋰離子濃度3mol/L，交換4次，每次6h。測得分子篩在室溫、0.15MPa（絕壓）下的氮吸附容量為1.02mmol/g，氮氧分離因子為6.1。
　　分別以硅溶膠、偏鋁酸鈉為硅源、鋁源，原料配比為SiO2/Al2O3=2.5；Na2O/S

4、iO2=1.6；H2O/Na2O=45；室溫老化12h，100℃晶化3h，得到粉末狀分子篩，對分子篩進行XRD掃描，證明合成的分子篩為X型，經(jīng)過鋰離子交換后，測得分子篩在室溫、0.15MPa（絕壓）下的氮吸附容量為0.98mmol/g，氮氧分離因子為6.3。
　　循環(huán)時間、均壓時間以及產(chǎn)品氣出口流量等影響產(chǎn)品氣氧濃度和收率，在三塔VPSA工藝模擬中，經(jīng)優(yōu)化，得到最佳循環(huán)時間為75s，均壓時間為4s，產(chǎn)品氣出口流量為64.8L/s。