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?變壓吸附原理
在吸附平衡情況下，任何一種吸附劑在吸附同一氣體時，氣體壓力越高，則吸附劑的吸附量越大。反之，壓力越低，則吸附量越小。
?? 在空氣壓力升高時，碳分子篩將大量吸附氧氣、二氧化碳和水分。當壓力降到常壓時，碳分子篩對氧氣、二氧化碳和水分的吸附量非常小。
變壓吸附設備主要由A、B二只裝有碳分子篩的吸附塔和控制系統(tǒng)組成。當壓縮空氣從下至上通過A塔時，氧氣、二氧化碳和水分被碳分子篩所吸附，而氮氣則被通過并從塔頂流出。當A塔內(nèi)分子篩吸附飽和時便切換到B塔進行上述吸附過程并同時對A塔分子篩進行再生。所謂再生，即將吸附塔內(nèi)氣體排至大氣從而使壓力迅速降低至常壓，使分子篩吸附的氧氣、二氧化碳和水分從分子篩內(nèi)釋放出來的過程，整個吸附，再生過程為120秒。
然氣制氫由天然氣蒸汽轉化制轉化氣和變壓吸附(PSA)提純氫氣(H2)兩部分組成，壓縮并脫硫后天然氣與水蒸汽混合后，在鎳催化劑的作用下于820~950將天然氣物質(zhì)轉化為氫氣(H2)、一氧化碳(CO)和二氧化碳(CO2)的轉化氣，轉化氣可以通過變換將一氧化碳(CO)變換為氫氣(H2)，成為變換氣，然后，轉化氣或者變換氣通過變壓吸附(PSA)過程，得到高純度的氫氣(H2)。
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天然氣制氫氣也是一個比較傳統(tǒng)的技術，以前常用于大規(guī)模的氫氣供應場合，例如5000m3/h以上的氫氣供應量。我們根據(jù)中國氫氣用戶分散而且規(guī)模較小的特點，開發(fā)了低投資和低消耗的天然氣蒸汽轉化制氫技術，非常適合中小規(guī)模的氫氣需求場合。在天然氣豐富的地區(qū)，天然氣制氫是最好的選擇。我公司已經(jīng)為國內(nèi)和國外用戶建設了這類裝置和轉讓了技術。
?典型裝置
中國石油天然氣股份有限公司吉林油田分公司天然氣制氫裝置
天然氣制氫的主要技術：
天然氣蒸汽一段轉化技術，適合中小規(guī)模的制氫。
天然氣蒸汽一段轉化串接純氧二段轉化技術，適合于中大規(guī)模的制氫。
天然氣兩段換熱式轉化技術，適合中等規(guī)模的制氫技術。
天然氣部分氧化制氫，適合大規(guī)模的制氫。
焦爐氣部分氧化制氫，適合焦爐氣資源豐富的地區(qū)。
產(chǎn)品特點
氫氣規(guī)模：200~100,000m3/h
氫氣純度：99~99.999%
氫氣壓力：0.5~3.5MPa
適用領域：雙氧水、山梨醇、TDI、MDI、苯胺加氫等精細化工或醫(yī)藥中間體加氫過程，煉油廠加氫過程等。
技術特點
采用獨特的熱能回收技術，將轉化爐的熱效率提高;
設計優(yōu)良的廢熱鍋爐，為制氫裝置的長周期運轉，提供可靠的保障;
專有的轉化爐煙氣流動方式，燃料氣的消耗更低。
無擾動切換吸附塔的變壓吸附(PSA)提純氫氣大大提高了系統(tǒng)的可靠性。
技術原理
1 天然氣的蒸汽轉化
天然氣的蒸汽轉化是以水蒸汽為氧化劑，在鎳催化劑的作用下將天然氣轉化為氫氣(H2)、一氧化碳(CO)和二氧化碳(CO2)的轉化氣。這一過程為吸熱過程故需外供熱量，轉化所需的熱量由轉化爐輻射段燃燒燃料氣提供。
在鎳催化劑存在下其主要反應如下：
CH4+H2O→CO+3H2+Q
CO+H2O→CO2+H2+Q
2 ?變壓吸附
變壓吸附(PSA)循環(huán)是吸附和再生的循環(huán)，吸附過程是吸附劑在加壓時吸附混合氣中的某些組份，未被吸附組份通過吸附器層流出，當吸附劑被強吸附組分飽和以后，吸附塔需要進入再生過程，也就是解吸或脫附過程。 在變壓吸附(PSA)過程中吸附器內(nèi)吸附劑解吸是依靠降低雜質(zhì)分壓實現(xiàn)的，在工業(yè)裝置上可以采用的方法有： 1)降低吸附器壓力(泄壓)? 2)對吸附器抽真空? ??? 3)用產(chǎn)品組分沖洗
轉化爐示意圖
變壓吸附分離技術及其在粉末冶金行業(yè)中的應用
??? 摘 要： 簡單介紹了變壓吸附氣體分高技術的工藝特點、技術進展和在我國的應用情況，對變壓吸附各種不同的工藝在粉末冶金生產(chǎn)過程中的應用進行了展望，預計該技術在粉末冶金行業(yè)將舍得到迅速推廣，為生產(chǎn)廠家?guī)砹己玫慕?jīng)濟效益，促進粉末冶金技術的進步。
??? 在許多粉末制備和燒結過程中氣氛對產(chǎn)品質(zhì)量影響很大。因此必須對氣氛進行控制。如適宜的燒結氣氛可以防治和減少周圍環(huán)境對燒結產(chǎn)品的有害反應。排除有害雜質(zhì)，維持或改變燒結材料中的有用成分，從而保證燒結順利進行和產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。隨著粉末冶金技術的發(fā)展和粉末冶金制品性能的提高，對粉末制備和燒結氣氛的要求將會更加嚴格。為了能方便有效地控制氣氛組成，離不開氣體的制備、分離和提純工藝。合理的分離提純工藝，可以簡化工藝操作、降低產(chǎn)品成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量，以及促進粉末冶金技術的應用和發(fā)展。
??? 變壓吸附(Pressure swing adsorption，PSA)工藝是近十幾年來飛速發(fā)展的一種非低溫法氣體分離和提純技術，與傳統(tǒng)的氣體分離工藝相比，具有投資小、能耗低、工藝簡單、自動化程度高、操作方便可靠、產(chǎn)品質(zhì)量高等優(yōu)點，已在化工、石油煉制、冶金、采礦、電子、食品、科研、航天、醫(yī)藥、 |
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