變壓吸附制氫氣體分離技術(shù)(存儲(chǔ)版)
【正文】 太陽(yáng)能發(fā)電和水電時(shí)經(jīng)濟(jì)上才合理。目前變壓吸附技術(shù)已在世界范圍內(nèi)成為提純 H2的主要分離方法，并成功用于 CO CO、 N O CH4等氣體的分離提純和其它工業(yè)氣體的凈 化。利用不同分子在吸附劑上吸附特性的差異，通過(guò)改變溫度或壓力的方式可以實(shí)現(xiàn)混合物的分離和提純。 通常在變壓吸附過(guò)程中根據(jù)被分離的氣體混合物各組份性質(zhì)、產(chǎn)品要求、吸附劑的特性以及操作條件來(lái)選 擇幾種上述的再生方法配合實(shí)施的。 在吸附過(guò)程中由于床內(nèi)壓力呈周期性變化，氣體在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)入或排出吸附床層，吸附劑要經(jīng)受氣流頻繁的沖刷，要求所選用的吸附劑應(yīng)有足夠的強(qiáng)度，以減少破碎和磨損。 b、啟閉速度快，隨閥門(mén)通徑不同，其啟閉時(shí)間應(yīng)小于 2 秒。對(duì)于 處理這類氣源，PSA 制氫裝置的消耗僅是照明、儀表用電及儀表空氣的消耗，能耗很低； PSA 裝置壓力損失很小，一般不超過(guò) 。多床同時(shí)進(jìn)料，提高了 PSA 裝置處理原料氣的能力，適應(yīng)現(xiàn)代化工行業(yè)中大量 H2的要需求。在六十年代國(guó)外已將 PSA 提 H2技術(shù)用于石化工業(yè)。冶金工業(yè)中傳統(tǒng)的 H2制備方法是電解法。由四川同盛科技有限責(zé)任公司提供給平頂山焦化廠 23,000Nm3/h焦?fàn)t煤氣提純 H2裝置是目前國(guó)內(nèi)外大型變壓吸附裝置的 典型代表。在石油化工領(lǐng)域， H2主要用于 C3餾分加 H汽油加 H C6C8組分加 H脫烷 基生產(chǎn)環(huán)己烷等。吸附劑的使用也由一種吸附劑發(fā)展到根據(jù)原料氣中組份的變化而裝填多種吸附劑，吸附劑的再生方式也由產(chǎn)品氫氣回流吹掃發(fā)展到真空解吸再生。 與其它氣體分離技術(shù)相比， PSA 技術(shù)有以下特點(diǎn)： PSA 技術(shù)是一種低能耗的氣體分離技術(shù)。 3)專用程序控制閥門(mén) 程控閥技術(shù)要求 程控閥是變壓吸附裝置完成工藝過(guò)程的重要部件，亦是裝置實(shí)現(xiàn)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，可靠工作的關(guān)鍵設(shè)備。選擇吸附劑的另一要點(diǎn)是組分間的分離系數(shù) 盡可能大。 3) 沖洗：利用純凈的產(chǎn)品氣或者其它適當(dāng)?shù)臍怏w沖洗吸附床，以減小被吸附組份的分壓而使之充分解吸，從而達(dá)到吸附劑再生的目的。不同的分子在吸附劑上呈現(xiàn)不同的吸附特性。吸附技術(shù)早期的應(yīng)用是用于工業(yè)氣體的干燥和凈化。但該工藝因需配套空分裝置，投資大、能耗高，更適合于重組分的原料制 H2。 4)TECHNIP(KTI)公司工藝 由進(jìn)料預(yù)處理、預(yù)轉(zhuǎn)化、烴類蒸汽轉(zhuǎn)化、 CO 變換的 PSA 提純系統(tǒng)組成。世界上蒸汽轉(zhuǎn)化制 H2工藝主要有以下幾家 公司和技術(shù)： 1)Haldor Tops e A/s 公司 利用富 H2排氣、焦?fàn)t氣、煉廠氣、天然氣、石腦油為原料，可生產(chǎn) H2/CO的富 H2氣體和合成氣。可見(jiàn)燃料結(jié)構(gòu)的調(diào)整將為甲醇工業(yè)帶來(lái)極為光明的前景。 5)用二甲醚代替 LPG 和開(kāi)發(fā)二甲醚柴油車。 如此大量依賴國(guó)際市場(chǎng)進(jìn)口石油，使能源供應(yīng)的安全問(wèn)題十分突出。水電解法生產(chǎn) H2，耗 電為 度 /m3，而利用焦?fàn)t煤氣生產(chǎn) H2，僅耗電 度 /m3，當(dāng)生產(chǎn)規(guī)模為1000Nm3/h 的制 H2裝置，每年節(jié)約電費(fèi) 500~800 萬(wàn)元 (人民幣 )，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于1000Nm3/hPSA 法制 H2裝置的總投資。 焦化產(chǎn)業(yè)在我國(guó)目前只以生產(chǎn)焦炭為主，造成了巨大的浪費(fèi)。為此，各大中城市的獨(dú)立焦化廠，為維持其生存與發(fā)展，必需尋找新的利用途徑，以解決大量富余的焦?fàn)t煤氣問(wèn)題。它具有能耗低、投資小、流程簡(jiǎn)單、操作方便、可靠性高、自動(dòng)化程度高及環(huán)境效益好等特點(diǎn)。 焦?fàn)t煤氣是煉焦行業(yè)最主要的副產(chǎn)品之一，每煉一噸焦炭，可產(chǎn)生 430m3左右的煤氣，其中一半回爐助燃，另外約的 200m3焦?fàn)t煤氣必須使用專門(mén)的裝置進(jìn)行回收，目前我國(guó)只有不到 10%的焦?fàn)t煤氣被回收，主要用于城市煤氣供應(yīng)、發(fā)電、化工生產(chǎn)等，絕大多數(shù)排入大氣點(diǎn)了“ 天燈”，在污染環(huán)境的同時(shí)，造成稀缺資源的極大浪費(fèi)。 三、焦?fàn)t煤氣的利用途徑 焦?fàn)t煤氣 典型組分 (表 1) 組成 H2 O2 CO CO2 N2 CH4 C2 C35 苯 V％ 組成 萘 總 S 焦油 HCN NH3 NO mg/Nm3 500 3000~10000 500 500PPm PPm 焦?fàn)t氣的用途在可以劃
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