變壓吸附制氫工藝技術(shù)

1、0工藝技術(shù)說明工藝技術(shù)說明1、吸附制氫裝置工藝技術(shù)說明、吸附制氫裝置工藝技術(shù)說明1）工藝原理工藝原理吸附是指：當(dāng)兩種相態(tài)不同的物質(zhì)接觸時(shí)，其中密度較低物質(zhì)的分子在密度較高的物質(zhì)表面被富集的現(xiàn)象和過程。具有吸附作用的物質(zhì)（一般為密度相對較大的多孔固體）被稱為吸附劑，被吸附的物質(zhì)（一般為密度相對較小的氣體或液體）稱為吸附質(zhì)。吸附按其性質(zhì)的不同可分為四大類，即：化學(xué)吸附、活性吸附、毛細(xì)管凝縮和物理吸附。變壓吸附（PSA）氣體分離裝置中的吸附主

2、要為物理吸附。物理吸附是指依靠吸附劑與吸附質(zhì)分子間的分子力（包括范德華力和電磁力）進(jìn)行的吸附。其特點(diǎn)是：吸附過程中沒有化學(xué)反應(yīng)，吸附過程進(jìn)行的極快，參與吸附的各相物質(zhì)間的動態(tài)平衡在瞬間即可完成，并且這種吸附是完全可逆的。變壓吸附氣體分離工藝過程之所以得以實(shí)現(xiàn)是由于吸附劑在這種物理吸附中所具有的兩個(gè)基本性質(zhì)：一是對不同組分的吸附能力不同，二是吸附質(zhì)在吸附劑上的吸附容量隨吸附質(zhì)的分壓上升而增加，隨吸附溫度的上升而下降。利用吸附劑的第一個(gè)性質(zhì)

3、，可實(shí)現(xiàn)對混合氣體中某些組分的優(yōu)先吸附而使其它組分得以提純；利用吸附劑的第二個(gè)性質(zhì)，可實(shí)現(xiàn)吸附劑在低溫、高壓下吸附而在高溫、低壓下解吸再生，從而構(gòu)成吸附劑的吸附與再生循環(huán)，達(dá)到連續(xù)分離氣體的目的。吸附劑：工業(yè)PSAH2裝置所選用的吸附劑都是具有較大比表面積的固體顆粒，主要有：活性氧化鋁類、活性炭類、硅膠類和分子篩類吸附劑；另外還有針對某種組分選擇性吸附而研制的特殊吸附材料，如CO專用吸附劑和碳分子篩等。吸附劑最重要的物理特征包括孔容積、

4、孔徑分布、表面積和表面性質(zhì)等。不同的吸附劑由于有不同的孔隙大小分布、不同的比表面積和不同的表面性質(zhì)，因而對混合氣體中的各組分具有不同的吸附能力和吸附容量。吸附劑對各種氣體的吸附性能主要是通過實(shí)驗(yàn)測定的吸附等溫線和動態(tài)下的穿透曲線來評價(jià)的。優(yōu)良的吸附性能和較大的吸附容量是實(shí)現(xiàn)吸附分離的基本條件。同時(shí)，要在工業(yè)上實(shí)現(xiàn)有效的分離，還必須考慮吸附劑對各組分的分離系數(shù)應(yīng)盡可能大。所謂分離系數(shù)是指：在達(dá)到吸附平衡時(shí)，（弱吸附組分在吸附床死空間中殘余

5、量弱吸附組分在吸附床中的總量）與（強(qiáng)吸附組分在吸附床死空間中殘余量強(qiáng)吸2得到能量，從而克服分子引力離開吸附相；當(dāng)一定時(shí)間內(nèi)進(jìn)入吸附相的分子數(shù)和離開吸附相的分子數(shù)相等時(shí)，吸附過程就達(dá)到了平衡。在一定的溫度和壓力下，對于相同的吸附劑和吸附質(zhì)，該動態(tài)平衡吸附量是一個(gè)定值。在壓力高時(shí)，由于單位時(shí)間內(nèi)撞擊到吸附劑表面的氣體分子數(shù)多，因而壓力越高動態(tài)平衡吸附容量也就越大；在溫度高時(shí)，由于氣體分子的動能大，能被吸附劑表面分子引力束縛的分子就少，因而溫

6、度越高平衡吸附容量也就越小。我們用不同溫度下的吸附等溫線來描述這一關(guān)系，吸附等溫線就是在一定的溫度下，測定出各氣體組份在吸附劑上的平衡吸附量，將不同壓力下得到的平衡吸附量用曲線連接而成的曲線。不同溫度下的吸附等溫線示意圖：從上圖的B→C和A→D可以看出：在壓力一定時(shí)，隨著溫度的升高吸附容量逐漸減小。實(shí)際上，變溫吸附過程正是利用上圖中吸附劑在AD段的特性來實(shí)現(xiàn)吸附與解吸的。吸附劑在常溫(即A點(diǎn))下大量吸附原料氣中的某些雜質(zhì)組分，然后升高溫