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四川开元科技有限责任公司

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变压吸附提氢技术
 

PSA提氢技术是PSA发展最早、推广最多一种工艺,最早在化工行业应用,在其它行业应用也很多。与其它制氢技术相比,具有很多优点,如用PSA法从焦炉气中提氢耗电小于0.5kWh/m3,而电解法制氢耗电67 kWh/m3。下表对几种常用的分离提纯氢气方法的特点及适用范围进行了简单的比较。

  几种氢气纯化技术比较

项目

膜分离

变压吸附

深冷分离

规模,Nm3/h

10010000

20100000

5000100000

氢纯度,V

8099

9999.999

9099

氢回收率

7585

7595

最高98

操作压力,MPa

315或更高

0.34.0

1.08.0

压力降,MPa

高,原料产品压力比为26

≤0.05

0.2

尾气压力影响

不影响

影响较大

有影响

原料氢最小含量,V

30

1520

15

原料的预处理

需预处理

可不预处理

需预处理

产品中CO含量

原料气中CO30

<10mg/g

几百mg/g

产品中CO2含量

较高

<10mg/g

 

操作弹性

20100

10120

50100

扩建难易程度

容易

容易

较难

占地面积

较大

投资

较高

能耗

较高

操作难易

简单

简单

较难

 

PSA提氢技术适用气源:

由于制备氢气的原料和方法很多,加上许多工业尾气含有较高的氢气,所以氢气的原料气种类很多,组成变化很大。目前,PSA技术所用气源有几十种,其所用气源可分两大类,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。这些气源有:变换气、精炼气、半水煤气、城市煤气、焦炉气、发酵气、甲醇尾气、甲醛尾气、乙烯装置排放气、乙炔碳黑尾气、电解副产气、氨裂解气、甲醇裂解气、冷箱尾气、氯碱尾气、炼厂气等。以炼油厂为例,可以用于提纯氢气的气体就有重整氢、加氢干气、催化裂化干气、轻烃水蒸气转化生成的中变气等等。

总之,对于各种氢气含量大于20%的气源,都可以做为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装置仅国内就有几百套投入使用。对于不同的气源,可采用不同的工艺,使其投资、消耗、操作等各方面达到最佳综合效果,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技术的提高而使其可以回收利用。

 

 

四川开元科技有限责任公司提供各种类型变压吸附成套装置的设计制造;提供各种规格气动、液动程控阀门和阀门配件;提供DCS和中、小型PLC控制系统及升级换代;提供专用专用吸附剂、催化剂、脱硫剂。

发布单位:四川开元科技有限责任公司

发布人:sckygs

发布日期:2009年11月26日

该单位还发布了以下产品信息

·变压吸附净化回收氯乙烯尾气

以往,分馏尾气中氯乙烯的回收可选用的方法有:有机溶剂法、活性炭或碳纤维变温吸附法、膜分离法,上述各种方法各有特点,存在许多不足,且都达不到国家排放标准。为达到有效脱除并回收氯乙烯和乙炔、减少环境污染,我公司开发了变压吸附法回收氯乙烯分馏尾气中氯乙烯及乙炔的新工艺,并已申请专利。

·多晶硅、三氯氢硅尾气净化回收新工艺

随着各国新能源技术开发持续发展,多晶硅的生产持续旺盛,但多晶硅生产也存在着能耗高、污染大的痼疾,其中合成尾气的净化处理是难以克服的主要问题之一,四川开元科技有限责任公司目前针对该气源进行了深入的研究,开发了还原尾气回收净化的新工艺。采用该工艺后,可基本解决氯硅烷回收不彻底的问题,使净化后尾气中的氯硅烷含量降低到ppm乃至色谱检测不出,回收的氯硅烷可以循环利用,降低了原料消耗。与常规回收技术相比,该技术还具有能耗低的优点,同时达到环保和降耗目的。

·变压吸附空分制氧制氮

PSA制氧技术根据操作压力的不同,有的厂家又将其分为PSA-O2、VPSA-O2、 VSA-O2等等,其实只是操作压力稍有差异而已,本质都是一样的。我公司的PSA制氧技术

·变压吸附法浓缩乙烯

最新开发的变压吸附法回收催化干气中乙烯的工艺由多个吸附塔组成,催化干气在0.6MPa左右进入变压吸附装置,从吸附塔出口放出轻质组份,乙烯等较重的组份吸附在吸附剂上,经抽空解吸下来,得到乙烯浓度大于60%的产品气,乙烯的回收率可以达到80%左右。经变压吸附提浓的乙烯产品气可进入大型乙烯装置的深冷分离系统进一步精制净化,得到各种级别的乙烯产品。

·变压吸附法分离回收丙烯丙烷等组份

对含有丙烯、丙烷的气源,可用变压吸附的方法将其中的丙烯、丙烷进行分离回收。 如聚丙烯装置尾气中丙烯的分离回收,丙烯的纯度可达到99.5%以上,回收率大于99%,放空气中丙烯含量小于国家排放标准。 在环氧丙烷装置中,可将放空尾气中的丙烷和丙烯同时回收,也可将丙烷和丙烯分离后分别进行回收。

·变压吸附提纯二氧化碳技术

随着现代经济的不断发展,CO2的应用领域在逐渐扩大,其用量也在不断增加,其用途情况可见下表。据统计全世界每年因各种矿物燃烧而排放到大气中的CO2量约200亿吨,而被利用的年消费量不足1亿吨,不仅造成CO2这一资源的浪费,也加剧了人类赖以生存的地球的温暖化倾向。因此控制CO2的排放量,对排放的CO2加以回收利用已经成为世界各国非常关注的问题

·变压吸附提纯一氧化碳技术

CO是有机化工的一种重要原料,它可用于甲醇羰基化生产二甲基甲酰胺(DMF)、醋酸或甲酸、与氯气反应生成光气以生产甲苯二异氰酸酯(TDI)用于生产胺基泡沫塑料等或其它精细化工产品。但CO分离提纯方法不多,早期国内采用精馏法或COSORB法提纯CO,但这两种方法的预处理系统复杂,设备多,投资大,操作成本高,效果不理想,较难满足羰基合成的需要。PSA分离提纯CO工艺其投资仅为COSORB法的65%,生产成本为COSORB法的60%,能耗为COSORB法的68%,是较为理想的CO分离提纯技术

·变压吸附脱碳技术

PSA干法脱碳技术在1991年开始进入工业应用,由于其显著的优越性,目前已得到越来越广泛的应用

·变压吸附提氢技术

PSA提氢技术是PSA发展最早、推广最多一种工艺,最早在化工行业应用,在其它行业应用也很多。与其它制氢技术相比,具有很多优点,如用PSA法从焦炉气中提氢耗电小于0.5kWh/m3,而电解法制氢耗电6~7 kWh/m3。下表对几种常用的分离提纯氢气方法的特点及适用范围进行了简单的比较。

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从焦炉煤气、合成氨尾气、变换石油化工尾气等多种不同气源出发,量身设计PSA(VPSA)工艺流程和配套处理、净化流程装置控制采用DCS控制系统,操作简便。装置主要部件均采用进口部件,性能可靠。

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我公司生产的变压吸附CO2专用活性炭,在相同测试条件下,其吸附CO2的量高于同类进口产品。产品特点是其具有发达的微孔结构、高堆比重、高强度、低灰份,专用于PSA工程的制氢、变换气脱碳、CO2回收等,其机械强度高,使用寿命长。

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·小型PSA制氧装置

PSA制氧机 1 、机组简单,动力设备仅为空气压缩机、冷干机。 2 、对分子筛要求比较低,同样产氧量设备,分子筛用量少。 3 、设备体积小,故占地面积较小。 4 、对整台设备的自动化程度要求比较低,空气压缩机、冷冻式 干燥机可与制氧机分开单独启停控制,也可联动控制。

·PSA制氧设备

PSA制氧机 1 、机组简单,动力设备仅为空气压缩机、冷干机。 2 、对分子筛要求比较低,同样产氧量设备,分子筛用量少。 3 、设备体积小,故占地面积较小。 4 、对整台设备的自动化程度要求比较低,空气压缩机、冷冻式 干燥机可与制氧机分开单独启停控制,也可联动控制

·变压吸附制氧

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空气经过过滤器进入鼓风机,在鼓风机的输送下从吸附塔下部 进入。吸附塔下部填充活性氧化铝,活性氧化铝的作用是去除空气 中的水分子和二氧化碳分子,以免使沸石分子筛 “中毒”。吸附塔 的上部是沸石分子筛,当空气流经填满的分子筛固定床时,空气中 的氮气分子在吸附作用力下扩散到分子筛固体中去,氧气分子和氩 气原子则通过床层到缓冲罐中。缓冲罐与氧压机相连,将产品压 缩到用户所需的压力,送到储气罐中,供生产使用。

·VPSA制氧

VPSA制氧机 1 、能耗比较低,基建费用少,对厂房要求也不高,基建费用仅占 设备总投资的 5 ~ 10% 。 2 、维护成本低,动设备为罗茨鼓风机和罗茨真空泵,因其工作 原理都为容积式,无油,极易维护。

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加压吸附真空解吸(简称VPSA)制氧设备,即穿透大气压(0.3 barg) 的条件下,利用VPSA专用分子筛选择性吸附空气中的氮气、 二氧化碳和水等杂质,在抽真空的条件下对分子筛进行解吸,从 而循环制取纯度较高的氧气(~93%)。再根据用户用氧需求,用氧 压机将氧气压缩到指定压力供用户使用。

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