在合成氨和尿素生产过程中，都需要除去大量的CO₂组份，其脱碳过程均在变换工序后。经变换后的变换气，CO₂含量通常在18％～35％。脱除变换气中CO₂的方法很多，从大类来分，可分为湿法和干法，湿法可根据吸收机理的不同，分为化学吸收法、物理吸收法和物理－化学综合吸收法；干法即变压吸附(PSA)法。变压吸附法脱除变换气中CO₂是利用吸附剂对CO₂的吸附力很强，而对H₂、N₂、CO等的吸附力相对较弱的特性，压力状态下(一般为0.7~1.5MPa)吸附CO₂以及吸附力更强的H₂O、硫化物等杂质，在真空状态下脱附这些杂质，使CO₂与H₂、N₂等组分得以有效的分离，同时使吸附剂获得再生。

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。PSA干法脱碳技术主要有以下特点：

（1）操作方便，流程简单，无设备腐蚀问题，能耗低，操作中不消耗蒸汽，装置运行费用低。

（2）CH₄在变换气中一般为0.7～0.9%，经PSA脱碳后CH₄含量可降低到0.2～0.4%，使合成系统的弛放气大大减少。

（3）以煤为原料的氨厂变换气中一般H₂S约为50～200mg/m3，有机硫为20～50ppm，其主要组分为COS、CS₂、硫醇、硫醚等，在经PSA脱碳后净化气中H₂S含量可降至0.5mg/m³，有机硫除COS外可全部除去。

（4）由于PSA技术对变换气净化度高（氢氮气中CO₂含量≤0.2%），可采用甲烷化代替铜洗，节省蒸汽和冷冻量消耗，免除铜洗液污染环境。由于气体净化度高，硫化物、NH₃等杂质均为ppm级，使有联醇工序的合成氨厂甲醇质量大大提高，且将延长甲醇催化剂使用寿命。

针对合成氨生产厂家的不同需要，在脱碳工序，变压吸附脱碳技术的用于主要有以下三种类型：

l         用来替代碳化以增产液氨为目的的PSA脱碳工艺

变换气经PSA脱碳后氢氮气中CO₂含量小于0.2%，直接进铜洗或甲烷化工序。就目前运行的工业装置来看，氢气收率>99%，净化气中氢氮比在3.0左右，并且在脱除CO₂的同时，还将大部份杂质如CH₄、CO、水、H₂S等脱除，减小了后续精炼工段的负荷及合成气的惰性循环气量。

l         配甲醇生产的PSA脱碳工艺

由于净化气用于生产甲醇，考虑到甲醇合成催化剂的寿命和要尽可能提高CO的回收率问题，一般将脱碳净化气中CO₂含量控制在1～5%的水平。据目前此类装置的运行情况，H₂回收率99~99.5%，CO回收率93~96%，在脱除CO₂的同时，还将变换气中的硫化物脱除到1mg/Nm³的水平，原料气中所含微量氯、NH₃、H₂O、砷等杂质同时彻底脱除，可省去预处理工序，简化了流程，节省了投资。

l         同时制取脱碳净化气和纯度为98％以上气体CO₂的工艺

该工艺主要用于中小合成氨厂转产尿素，即在变换气脱除CO₂获得0.2%净化气的同时，获得纯度为98％的CO₂气体，用于合成尿素。该工艺的的开发成功，使PSA技术成为合成氨厂碳铵改产尿素的经济、有效的方法。

另外，变压吸附脱碳工艺还适用于沼气、垃圾填埋气、焦炭发生炉煤气等各种含二氧化碳并需脱除的气源。

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。