【正文】 否則可能影響再生效果和吸附劑使用壽命。2) 在吸附劑裝填前，裝置應(yīng)采用干燥的儀表空氣進(jìn)行徹底置換。因而，當(dāng)原料氣的流量發(fā)生變化時(shí)，雜質(zhì)的穿透時(shí)間也就會(huì)隨之變化，吸附時(shí)間參數(shù)就應(yīng)隨之進(jìn)行調(diào)整。原則上，原料氣壓力越高吸附效果越好。原料氣中氫含量越高時(shí)，吸附 塔的處理能力越大；原料氣雜質(zhì)含量越高，特別是凈化要求高的有害雜質(zhì)含量越高時(shí)，吸附塔的處理能力越小。 本裝置為甲類火災(zāi)危險(xiǎn)性場(chǎng)所，由于本裝置為密閉連續(xù)操作，故煤氣壓縮機(jī)廠房為1區(qū)爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所、室外設(shè)備區(qū)為2區(qū)爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所。 由變壓吸附工序輸出氫氣經(jīng)過(guò)加熱器（E0401）預(yù)熱，在脫氧器（R0401）中通過(guò)鈀催化劑床層，混合氣中的氫和氧反應(yīng)生成水( 2H2+O2=2H2O)，又通過(guò)冷卻器（E0402）和氣液分離器（V0401）分離除去被冷凝水分。變壓吸附系統(tǒng)由5臺(tái)吸附器（T0301A~E）和一系列程序控制閥門構(gòu)成。本工序由2臺(tái)焦?fàn)t煤氣壓縮機(jī)（C0201A，B）、2臺(tái)精脫萘器（T0201A，B）、2臺(tái)預(yù)處理器（T0202A，B）、1臺(tái)預(yù)處理再生氣加熱器（E0201）、1臺(tái)預(yù)處理再生氣冷卻器（E0202），13臺(tái)程序控制閥和一系列手動(dòng)閥組成。（參見圖P086032101）本工序由預(yù)脫萘系統(tǒng)組成，目的是在焦?fàn)t煤氣進(jìn)入壓縮機(jī)前將大部分的萘、硫、氨及焦油脫除，保證焦?fàn)t煤氣壓縮機(jī)能穩(wěn)定運(yùn)行。可保證產(chǎn)品氫氣質(zhì)量，提高產(chǎn)品氫氣收率。同時(shí)在某個(gè)吸附塔出現(xiàn)故障時(shí)，可自動(dòng)將故障塔切除，轉(zhuǎn)入四塔操作，并且不影響處理能力，只是收率有少量下降。 均壓次數(shù)的確定均壓次數(shù)的選擇主要取決于原料氣的壓力、原料氣的組成和是否采用抽真空再生等因素。因此TSA只適合于用于微量雜質(zhì)的脫除；按照平衡關(guān)系可知，吸附劑的吸附容量隨吸附質(zhì)的分壓力（總壓濃度）的降低而下降，利用這一原理，通過(guò)降低壓力完成解吸過(guò)程的流程就稱為變壓吸附（PSA），這一方法的最大優(yōu)點(diǎn)是：循環(huán)周期短，吸附劑利用率高，吸附劑用量相對(duì)較少，無(wú)需外加換熱設(shè)備，因此適合于大氣量多組分氣體的分離與純化。 TSA與PSA流程的選擇按照吸附平衡關(guān)系可知，使吸附劑溫度升高，就可使吸附容量下降，使吸附質(zhì)脫附（解吸），然后經(jīng)過(guò)冷卻降溫后，重新開始吸附，這樣的吸附分離流程就叫變溫吸附（TSA）。變壓吸附的弱點(diǎn)是在某些情況下氫氣回收率較其它方法低一些。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，究竟采用以上何種工藝，主要視原料氣的組成性質(zhì)、原料氣壓力、流量、產(chǎn)品的要求以及工廠的資金和場(chǎng)地等情況而決定。從上圖的B→A可以看出：在溫度一定時(shí)，隨著組分分壓的升高吸附容量逐漸增大；變壓吸附過(guò)程正是利用吸附劑在AB段的特性來(lái)實(shí)現(xiàn)吸附與解吸的。在實(shí)際的吸附過(guò)程中，吸附質(zhì)分子會(huì)不斷地碰撞吸附劑表面并被吸附劑表面的分子引力束縛在吸附相中；同時(shí)吸附相中的吸附質(zhì)分子又會(huì)不斷地從吸附劑分子或其它吸附質(zhì)分子得到能量，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(guò)程就達(dá)到了平衡。在變壓吸附氣體分離裝置常用的幾種吸附劑：活性氧化鋁類屬于對(duì)水有強(qiáng)親和力的固體，一般采用三水合鋁或三水鋁礦的熱脫水或熱活化法制備，主要用于氣體的干燥。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(duì)各組分的分離系數(shù)應(yīng)盡可能大。因此，吸附劑的性質(zhì)和選用對(duì)吸附分離操作過(guò)程至關(guān)重要。不同的吸附劑對(duì)不同的組份的吸附熱均不相同，水分的吸附熱一般較大。根據(jù)理論推算，范德華力是與分子間的距離的七次方成反比的（1／r7），所以，吸附現(xiàn)象可以模擬為這樣：當(dāng)氣體分子與表面的距離愈近時(shí)（r↓）吸引力就愈來(lái)愈大，但當(dāng)兩個(gè)分子接近到它們的電子云相互重疊時(shí)，就在產(chǎn)生一種相互排斥的力，當(dāng)分子繼續(xù)接近時(shí)，排斥力的增長(zhǎng)比吸引力的增長(zhǎng)快得多。在同一個(gè)相的內(nèi)部，每一個(gè)分子所經(jīng)受的被吸往其他分子的吸力在各個(gè)方向上是相等的。一般需加熱才能完全再生。與此同時(shí)，被吸附的分子也會(huì)從表面的熱能漲落中，取得足夠的能量（因?yàn)榻M成表面的原子或分子是在不斷振動(dòng)的，這在熱能漲落中，有部份的能量會(huì)重新轉(zhuǎn)給吸附的氣體分子）而重新離開表面，這樣就組成了吸附的動(dòng)態(tài)平衡。因此，當(dāng)表面上濃聚（停留）一些分子時(shí)，此種現(xiàn)象就被我們稱為“吸附”。具有吸附作用的物質(zhì)（一般為密度相對(duì)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(duì)較小的氣體或液體）稱為吸附質(zhì)。因而近三十年來(lái)發(fā)展非常迅速，已廣泛應(yīng)用于含氫氣體中氫氣的提純，混合氣體中一氧化碳、二氧化碳、氧氣、氮?dú)?、氬氣和烴類的制取、各種氣體的無(wú)熱干燥等。焦?fàn)t煤氣PSA制氫項(xiàng)目可行性研究報(bào)告焦?fàn)t煤氣PSA制氫項(xiàng)目可行性研究報(bào)告目 錄前 言 3第一節(jié) 吸附工藝原理 5 吸附的概念 5 吸附的分類 6 吸附力 7 吸附熱 9 吸附劑 9 吸附平衡 12 PSAH2工藝的特點(diǎn) 15第二節(jié) PSAH2流程選擇分析 17 TSA與PSA流程的選擇 17 真空再生流程與沖洗再生流程的選擇 18 均壓次數(shù)的確定 18第三節(jié) PSAH2流程描述 19 工藝流程簡(jiǎn)圖 19 工藝流程簡(jiǎn)述 192．3．1工藝方案的選擇 192．3．2本裝置工藝技術(shù)特點(diǎn) 192．4工藝流程簡(jiǎn)述 212．4．1預(yù)凈化工序100（參見圖P086032101） 212．4．2壓縮及預(yù)處理工序200（參見圖P08603220P086032202） 212．4．3變壓吸附提氫工序300（參見圖P086032301） 222．4．4脫氧干燥工序400（參見圖P086032401） 232．5裝置布置（參見圖P08603301） 232．6主要工藝控制指標(biāo) 24第四節(jié) PSAH2操作參數(shù)的調(diào)整 25 相關(guān)參數(shù)對(duì)吸附的影響 25 吸附壓力曲線及其控制方式 25 關(guān)鍵吸附參數(shù)的設(shè)定原則及自動(dòng)調(diào)節(jié)方式 26 提高PSAH2裝置可靠性的控制手段 27第五節(jié) PSAH2裝置注意事項(xiàng) 29 吸附劑裝填注意事項(xiàng) 29 生產(chǎn)注意事項(xiàng) 29前 言吸附分離是一門古老的學(xué)科。而隨著我國(guó)對(duì)油品質(zhì)量的要求越來(lái)越高，企業(yè)燃油產(chǎn)品柴汽比的提高、進(jìn)口原油加工量的增加和對(duì)節(jié)能、環(huán)保的越來(lái)越重視，石化行業(yè)對(duì)氫氣的需求在近幾年內(nèi)增長(zhǎng)速度極快，變壓吸附氫提純（簡(jiǎn)稱PSAH2）技術(shù)作為一種高效、節(jié)能的高純氫提取技術(shù)也得到了越來(lái)越廣泛的重視。由于分子是在運(yùn)動(dòng)的。在單位表面積上濃聚的分子數(shù)B取決于碰撞表面的分子數(shù)n及其在表面上停的時(shí)間Z：B=nZ I/cm2根據(jù)maxwele的統(tǒng)計(jì)學(xué)說(shuō)，可以推導(dǎo)出： NPn = 2πMRT此外，氣體常數(shù)R＝107爾格／0K一克分子阿佛加德羅常數(shù)N＝1023M=氣體的分子量P＝氣體分子的分壓（毫米汞柱）T＝溫度0KPMTn = 1022 ∴ 舉個(gè)例來(lái)說(shuō)，在20℃時(shí)，濕度為1% 的空氣中，㎜汞柱，這已是相當(dāng)干燥了。 吸附的分類吸附按其性質(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。物理吸附是指依靠吸附劑與吸附質(zhì)分子間的分子力（即范德華力）進(jìn)行的吸附。而在兩相邊界上，分子所經(jīng)受的引力則不同。因此，真正的分子引力：f = C1/rmC2/rn對(duì)范德華力來(lái)說(shuō)，m=9~13,n=4~7，右邊第一項(xiàng)是引力，第二項(xiàng)是斥力，凈吸引力就是二者之差，這兩種力的平衡使氣體分子在吸附劑表面一段時(shí)間放出能量以后又隨著固體分子的振動(dòng)再獲得一定能量，以后就離開吸附區(qū)，回到氣相。吸附熱的產(chǎn)生將使吸附劑和氣流溫度升高，產(chǎn)生對(duì)吸附不利的影響，特別對(duì)于吸附質(zhì)濃度高，吸附量大的吸附過(guò)程，影響更大，因此對(duì)于吸附質(zhì)濃度高，吸附量大的吸附過(guò)程，必須把吸附造成的床溫升高因素考慮在內(nèi)。吸附劑的種類很多，它們都應(yīng)具有的共性是：高吸附容量、高選擇性、足夠高的機(jī)械強(qiáng)度和足夠高的化學(xué)安定性。所謂