浅论变压吸附空分制氧工艺的改进

工程技术浅论变压吸附空分制氧真空下再生将吸附的氮气解吸出来,与一般PSA工艺相比,优点主要有两方面:一是氧气纯度和回收率有着一定的提高;二是降低装置能耗,节工艺的改进约成本。一般PSA工艺高压下吸附过程中消耗大量的能量,尤其原料气的压缩过程,而真空解吸时,抽真空过程中床的真空度是逐步提高的,较高的压力比在最后阶段才会出现,总的来看王雅丽邯郸制氧机厂VSA负载小、处于高压力比的时间短,自然比摘要:本文主要介绍了变压吸附空分制线型,温度在整个空分制氧过程中都是一个重PSA的能耗有较大幅度的降低作原理以及影响氧气纯度和回收率的主要因要的参数。技术人员分析了温度对PSA制氧的影5)冲PSA:在PSA循环过程中,有一个对素,介绍了近年来变压吸附空分制氧的工艺进展响,发现温度过高时,分子筛对氮气的吸附容量吸附效果有重大影响的就是吸附塔里面压力波动降低,导致氧气的浓度和收率降低,而且能耗也比较大,在此影响下,原本规则排列的吸附剂床关键词:PSA工艺空分随之增大,温度过低时,虽然分子筛吸附容量增层变得不再规则,气流也很不稳定,吸附剂的生加,但解吸困难,同样产品气浓度降低,最后产能力也大打折扣。为了克服这些缺陷,技术人0、引言提出解决办法就是将变压吸附制氧机放在室内为员提出了一种脉冲性的变压吸附工艺,就是间歇氧气在化学工业中是用途非常广泛的重要原要,这样温度不会过高或过低,而且有利于延长式地进行进料、出产品、冲洗以及逆放等过程,料,传统获得氧气的方法主要通过低温精馏法,吸附剂和电磁阀的使用寿命这样虽然从微观上看也是不稳定的,但从宏观层也称为深冷法。但深冷法投资大,能量消耗也非此外,在PSA法空分工艺中,真空解吸和面来讲稳定性高于PSA工艺,提高了吸附和解析常高,操作复杂,适用于大规模制氧领域。变压均压步骤,对提高产品气纯度和回收率也极为重速度,有效的提高了吸附剂的利用率吸附法 Pressure Swing Adsorption,简称FSA)要,若想得到高纯度产品气,均压时最好两端同6)PSA和膜分离联合工艺:早在几是20世纪60年代才开始出现的技术,与深泠法相时均压,充压时需要采用纯的非优先吸附气体就开始用聚合物膜进行气体分离的研究,随后比,具有投资小、能耗较低、操作简单的优点,这二者是提高产品气纯度的有效措施。沸石分子将膜分离法开始用于空分。技术人员研究了PSA近年来得到了快速发展,各国科研工作者对其研筛制高纯N时,必须用纯N2国冲以除去共吸膜分离工艺,发现富集塔较贫化塔大时有较好的究也日益增多。的02。另外,对一些PSA空分流程而言,操作时分离效果,并将PSA膜分离联合工艺和传统高压1、变压吸附空分制氧原理间延长,产品气纯度提高气瓶供应99.5%氧气的成本进行了对比,发现联PSA空分制氧使用的吸附剂一般为分子筛3、变压吸附空分制氧工艺的改进合工艺的经济价值非常高特别是5A沸石分子筛。由于N2、O2分子的偶极由于氧气纯度和回收率对于变压吸附空分制7)其他一些新型工艺:美国专家 Keller提出矩不同,N2分子的偶极矩于02的偶极矩,吸氧的重要性,基于前面对氧气纯度和回收率的影了一个崭新的变压吸附思路,用话塞驱动来改变附剂中的阻离子与N的作用力大于02,使得N2响因素分析,为了提高这两个指标,近年来相关压力使气体分离活塞PSA工艺基本情况是,两的平衡吸容量高于02,在中、低压(如0.6MP)技术人员对变压吸附工艺过程进行了一系列的改个汽缸分别与吸附床层两端相连,通过活塞的移下分子筛优吸附氮气,从而达到分离氮、氧的目进动,周期地改变吸附床的压力,实现变压吸附。的。然后通过压将吸附的氮气从吸附剂中解吸出1.采用同时进行的步骤:采用同时进行的步这种单床活塞A工艺实际上是一种压力参数泵来,达到吸附层的再生骤,就是要使床层再生过程的步骤尽可能地同时工艺,它可以替代复杂的多床流程,操作简单2、影响产品气纯度和回收率的因素进行,比如当床层完成吸时后,可以跟其它已完能耗低,产率有明显的提高衡量变压吸附空分制氧工艺先进性的两个重成再生的床在产品端和进料端同时进行均压,此要指标是氧气的纯度和回收率。对变压吸附空分外,充压、均压与逆放、均压与顺放等过程保持随着新型高效吸附剂的开发和工艺的不断制氧工艺的改进也是以提高氧气的纯度和回收率同时一致性等。这样可以缩短循环时间,提高装完善,PSA制氧的应用领域逐渐扩大,以低能为目标,因此首先需要探究这两个指标的影响因置的生产能力,有效的改善了装置的性能耗、低成本生产的低浓度富氧,可用于金属冶2)均压过程:均压步骤在PSA工艺中有着炼、玻璃熔炼和工业与民用锅炉等场合,可节能2.1操作时对称性的影响重要的作用,流程大致是将已经完成吸附的床层10-15%,开辟了新的节能途径;PSA法可制取多塔变压吸附的特征之一是每一个吸附塔顺放出的气体用于已完成再生床层的充压,并保不同浓度的富氧产品,可替代空气用于各种化学都经历相同的操作步骤序列,但是在任意一个时证两味间的压力相等,这样已完成吸附床层中气氧化工艺,从而可减小反应器体积,减少废气处刻,每—个吸附塔又经历不同的骤,理想的情体的较高压力就得到了充分的利用,既节约了能理负,降低化学品的生产成本:小里A商纯况是,每一个吸附塔在经历相同的步骤时,其操源对提高产品氧气纯度和回收幸也有着重要的氧生产装置可用于飞机医院蓉特殊供氧场合作参数都是相同的,每一个吸附塔的分离作用也意义。此外,PSA法制氧工艺具有装置紧凑、一次性投都是相同的。要达到这个目的,就必须做到每个3)用纯度高的气体进行清洗:在一般的PSA资低、自动化程度高等深冷法无可比拟的技术吸附塔的管线、阀门以及吸附剂的填充情况都具工艺中,清洗气一般为吸附床层的顺放气体势。总之,大型PSA空分制氧装置的成功运行,有严格的对称性;从操作上来看,就要求在每个些气体往往是先用于均压步骤,床层压力和顺将逐步动摇深冷法制氧的长期统治地位循环中气体流率、压力和温度在每个吸附塔中都气纯度都有不同程度的降低,清洗气中带有的部是对称的,即所谓的“操作对称性”。在实际分杂质组分不可避免地进入到再生后的味层,最中,系统的任何扰动,如温度,压力等的细微变终导致产品端吸附剂的污染,为了提高清洗过程参考文献动,都可能会打破原有的平衡状态,导致不对称的效果,改进的工艺中采用了产品气或顺放初期保瑞宏国外变压吸附空分制氧技术进展性操作,各塔不再在相同的变压条件下操作,或的气体,即用纯度较高的气体进行清洗,提高了黎明化工,19,(6:8102陈翔龙变压吸附法PSA)制氧技术简介上2.2环境温度的影响4)真空变压吸附VSA:一般PSA工艺采用海硅酸盐任何气一固体系的物理吸附都需要在相应高压下吸附,常压再生,而在再生时通过降压3变压吸附制氧装置技术[J低温与特气994,(2):28-30的温度和压力下进行,在变压吸附制氧过程中,这个过程中需要将废气排出,致使回收率下降,燕程吸附法分离空气技术进展黎明化吸附剂沸石分子筛)对氮的吸附是I型吸附等温而真空变压吸附VSA工艺一般采用常压下吸附而「工,199(1):-7-13