变压吸附技术在甲醇工业中的应用（二）
4、国内PSA技术的进步 
    PSA技术的广泛应用，促进了PSA技术的快速发展，其发展又反过来加快了PSA技术的推广。近年来，PSA技术的进展主要体现在以下几个方面。 
4.1 PSA工艺日臻完善，体现在以下几个方面： 
l 实现多次均压，均压次数可以达到5次以上，最大限度的回收了产品组份和原料压力，降低了能耗和原料消耗。 
l 采用抽空工艺极大的提高了H2的回收率，以前国内外PSA装置的H2回收率最高约88～89％，我国科研人员创造性的采用抽空工艺，H2的回收率可以提高到95～97％的水平。在提高回收率的同时，进一步降低了对原料气的要求，对某些气体的分离提纯过程，已经可以采用常压吸附、抽空解吸工艺，最大程度的减少了能耗。 
l 采用多床层多种吸附剂装填方式，取消了某些气源的预处理及后处理工序，减少了投资和消耗。 
l 可以实现高温PSA流程。扩大了PSA技术的使用范围，使某些需要变温吸附的场合可以采用PSA工艺。同时，对某些高温气源又需要高温产品的场合，也可取消冷却和加热过程。 
l 针对不同气源，可以采用多种不同的工艺流程。仅以再生方式为例，目前PSA工艺可以采用的方法有：逆放、顺放、均压降、常压冲洗、抽空冲洗、抽空、置换等等。 
4.2 PSA适用气源更加广泛 
    目前，PSA技术所用气源可以达几十种，以前某些不能使用的因产品组份含量太低或杂质组份极难解吸的气源，因PSA技术的提高，使其可以回收利用。以制氢为例，其所用气源可分两类，一类是以煤、天然气、重油为原料造气或用甲醇、氨裂解制备的含氢气源，另一类为各种工业生产过程中产生的含氢尾气，目前已经开发成功的用于变压吸附提纯氢气的气源已有20多种。总之，对于氢气含量大于20％的气源，都可作为PSA制氢的原料气。目前以各种工业废气为原料提纯氢气的PSA装置仅国内就有二百多套投入使用。 
4.3 产品回收率逐步提高 
    以往，PSA技术的最大缺陷就是产品收率低，一般只有75％左右。随着技术的不断改进，现在PSA制氢的收率最高可达95％以上。当产品纯度要求相同时，纯度要求越高，PSA工艺的收率比膜分离的收率越高。不同气源、不同工艺的收率不同。技术水平的高低，主要表现在相同气源、相同投资、相同消耗条件下，哪种工艺的回收率最高。 
4.4 吸附剂吸附分离性能不断提高。 
    吸附剂性能的好坏，直接影响PSA工艺的选择，影响到PSA装置的投资、消耗、操作等。近年来，各研究单位和吸附剂生产厂家投入大量人力物力进行吸附剂的研究改进工作，使吸附剂性能不断提高。吸附剂性能的提高主要表现在吸附剂的吸附量提高、产品组份的分离系数的提高、杂质组份吸附前沿的降低、再生比较容易、吸附剂强度的提高等几个方面。如现在制氢所用吸附剂，吸附量较通用制氢分子筛提高10％以上，某些杂质的分离系数提高数倍，大大降低了吸附剂用量，对PSA工艺的改进提供了充足的空间。 
4.5 程序控制阀的改进 
    程控阀是PSA装置实现正常运转、可靠工作的关键设备。由于PSA工艺的特殊性，其对阀门的要求远较一般阀门高。它要求阀门的动作寿命长，启闭50万次以上保证密封性能；启闭速度快，其启闭时间应小于1～3秒；部分阀门应具有双向流通性；部分阀门应具有调节功能；阀门具有阀位状态现场指示和远程传送信号，其动作寿命与程控阀相同，并满足II区防爆要求等等。 
    针对PSA工艺的不同要求，研制开发了如高性能提升阀、适用于低压差大通径的双偏心和三偏心蝶阀、适用于通径DN50以下的球阀、逻辑导向阀、组合阀、单向阀、波纹管截止阀、四通球阀、管道阀、高低选自动阀等多种适用PSA工艺的专用程控阀、获得多项专利。阀门密封寿命可达60万次以上，整体寿命可以大于15年。 
4.6 计算机专家诊断系统的应用 
   PSA装置程序控制阀门多，开关频繁，压力波动大，人工无法操作，对自动化纯度要求较高。正是由于自动控制的实现，才使PSA工艺实现工业化。 
   随着计算机技术的发展和对PSA要求的提高，四川天一科技股份有限公司开发研制的“计算机专家诊断处理系统”，使PSA装置的控制水平达到世界一流水平。应用该系统后，当PSA装置局部出现故障后，可以通过检测故障信息，及时准确的判定故障原因、故障范围和影响程度，迅速将故障部位隔离出去，并利用剩余完好设备，组成新的工艺流程，启动相应控制程序，维持系统继续运行。此时可以对故障部位进行维修。当故障处理好后，可自动或手动将装置恢复到原流程运行。目前已开发出10床、9床、8床、7床、6床等多种工艺和多种故障情况下的专家诊断处理系统，流程控制程序可以任意切换，极大的提高了PSA装置的抗干扰能力和运行的可靠性、安全性，使操作更加简单方便。 
5、结束语 
    在甲醇工业中，变压吸附可以用于甲醇尾气回收氢气、变换气脱碳及同时回收液体CO2、甲醇裂解生产氢气及液体CO2等等，在众多厂家中得到应用，取得了良好的经济效益。随着甲醇行业的发展，作为一种简单、经济、有效的气体分离技术，变压吸附必将在甲醇行业以及其它化工、炼油、电子等诸多领域中得到越来越广泛的应用。