第一篇：變壓吸附脫碳單元試題庫(kù)

變壓吸附崗位試題庫(kù)

一、填空題選擇題

1、變壓吸附脫碳是一個(gè)（A）過程；

A純物理過程 B化學(xué)過程 C伴隨著化學(xué)的物理過程 D變溫過程

2、變壓吸附脫碳后凈化氣CO2含量可以達(dá)到(B)A 0.02% B 0.2-0.6% C 2% 以下 D0.2% 以下

3、原料氣精脫硫后總硫含量必須達(dá)到（A）以下,以保護(hù)甲醇催化劑； A ≤0.1PPm B 1.0PPm C 0.01PPm

4、按吸附劑再生方法，將吸附分離循環(huán)過程分為兩類（B）和變溫吸附。A加壓吸附 B 變壓吸附 C 常壓吸附 D恒壓吸附

5、變壓吸附循環(huán)過程三個(gè)基本步驟是壓力下吸附、（B）和升壓； A真空解吸 B降壓解吸 C升溫解吸 D降溫解吸

6、變壓吸附劑的再生方法有降壓、（C）、沖洗、置換。A順放 B 逆放 C 抽空 D均升

7、分離系數(shù)越大分離（A），一般要求被分離的兩種組分的分離系數(shù)不宜小于２。A越容易 B越困難 C不會(huì)增加困難 D不受影響

8、工作周期、原料氣流量和產(chǎn)品氣CO2濃度三者之間有直接關(guān)系，當(dāng)要求產(chǎn)品氣CO2濃度一定時(shí)，原料氣流量增大，則要求（A），反之亦然。

A 工作周期縮短 B 提高吸附壓力 C工作周期不變 D降低吸附溫度

9、閘板閥在管道上的安裝方式要求是（A）

A閥桿垂直、手輪向上 B 無要求 C閥桿水平D閥桿傾斜45°

10、升降式止回閥必須（垂直）安裝

11、氣開式調(diào)節(jié)閥當(dāng)氣源中斷時(shí)，閥位是（B）； A 保持氣源中斷時(shí)的位置 B 關(guān)閉 C開啟

12、系統(tǒng)正常運(yùn)行中出現(xiàn)程控閥報(bào)警，首先要區(qū)分（電磁閥卡主）和（閥檢誤報(bào)）兩種情況，然后有針對(duì)性解決。

13、吸附塔下層鋪一定量的活性氧化鋁球，目的是（吸收水分）。

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14、產(chǎn)品氣中CO2含量升高的處理方法一是縮短循環(huán)時(shí)間，二是(減小)處理氣量，如果二者結(jié)合則效果更好。但必須注意縮短循環(huán)時(shí)間要保證（抽真空）和（最終升壓步驟）所需要的起碼時(shí)間。

15、凈化氣CO2含量越低，有效氣體回收率就（越低），所以實(shí)際操作中要控制適當(dāng)?shù)腃O2含量，以獲得較高經(jīng)濟(jì)效益。

16、變壓吸附停車后要把處于真空狀態(tài)的吸附塔用壓力較低塔（充至微正壓）以防止抽入空氣。

17、物理吸附也稱（范德華）吸附，它是由吸附質(zhì)分子和吸附劑表面分子之間的引力所引起的。

18、硅膠是一種堅(jiān)硬、無定形鏈狀和網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的硅酸聚合物顆粒，分子式為SiO2.nH2O，為一種（親水性的）極性吸附劑。

19、活性氧化鋁對(duì)水有較強(qiáng)的親和力，是一種對(duì)微量水（深度干燥）用的吸附劑 20、有效氣體（回收率）是變壓吸附裝置主要考核指標(biāo)之一；

21、程序控制閥是由閥體、驅(qū)動(dòng)、（閥位反饋）三部分組成；

22、真空泵有（抽氣速率）和（極限真空度）兩大指標(biāo)；

23、真空泵常見的有：（滑閥式、旋片式、羅茨式、往復(fù)式、水環(huán)式、噴射式）六種結(jié)構(gòu)形式；

24、旋啟式止回閥必須（水平）安裝；

25、離心泵并聯(lián)運(yùn)行的目的是為了加大（流量）；

26、離心泵串聯(lián)運(yùn)行的目的是為了獲得更高的（揚(yáng)程）；

二、判斷題

1、循環(huán)時(shí)間越短，有效氣體損失越少，出口CO2一定越低。（×）

2、真空度指標(biāo)是 －0.04～－0.08MPa。(×)

3、吸附設(shè)置中逆放壓力低于0.002MPa時(shí)，程控閥打不開。目的是避免串壓，逆放初期壓力低于常壓，造成空氣倒吸，發(fā)生爆炸。（√）

4、真空泵開得越少，越節(jié)電，與放空氣中CO含量高低無關(guān)。（×）

5、吸附劑受潮后可以再生。（√）

6、吸附劑的再生時(shí)間，決定吸附循環(huán)周期的長(zhǎng)短，也決定了吸附劑的用量。（√）

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7、真空泵電流越高，說明抽真空氣量越大，真空度越好。（×）

8、當(dāng)產(chǎn)品氣CO2濃度一定時(shí)，原料氣流量增大，則要求工作周期延長(zhǎng)。（×）

9、PSA裝置吸附劑污染油類可再生。（×）

10、在均降的后階段因設(shè)有底部均降，而使吸附塔的吸附前沿不會(huì)繼續(xù)向前沿摧進(jìn)，不能回收吸附塔內(nèi)死空間的有效氣體。（×）

11、為了能使吸附分離經(jīng)濟(jì)有效的實(shí)現(xiàn)，除了吸附劑要有良好的吸附性能以外，吸附劑的再生方法具有關(guān)鍵意義（√）

12、變壓吸附在加壓下進(jìn)行吸附，減壓下進(jìn)行解吸。（√）

13、變壓吸附由于循環(huán)周期短，吸附熱來不及散失，可供解吸之用；（√）

14、吸附熱和解吸熱引起的吸附床溫度變化一般不大，波動(dòng)范圍僅在幾度，可近似看作等溫過程；（√）

15、吸附劑無論采用何種方法再生，再生結(jié)束時(shí)，吸附床內(nèi)吸附質(zhì)的殘余量不會(huì)等于零，（√）

16、單一的固定吸附床操作，無論是變溫吸附還是變壓吸附,由于吸附劑需要再生，吸附是間歇式的。（√）

17、工業(yè)上都是采用兩個(gè)或更多的吸附床，使吸附床的吸附和再生交替（或依次循環(huán)）進(jìn)行，保證整個(gè)吸附過程的連續(xù)。（√）

18、吸附過程是原料氣自下而上通過床層，在過程最高壓力下選擇吸附各種雜質(zhì)，（√）

19、吸附過程中未被吸附的組分從吸附床頂部引出，全部作為產(chǎn)品輸出；（×）20、吸附步驟是在吸附前沿已經(jīng)達(dá)床層的出口端時(shí)才停止；（×）

21、在使吸附前沿和床層出口端之間保留一段還沒有使用的吸附劑。（√）

22、均壓次數(shù)增加，可以進(jìn)一步提高了氫的回收率，但產(chǎn)品輸出壓力波動(dòng)大（×）

23、變壓吸附能耗低，工藝適應(yīng)的壓力范圍較廣，在常溫下操作，可以省去加熱或冷卻的能耗；（√）

24、變壓吸附產(chǎn)品純度高，但調(diào)節(jié)不靈活；（×）

25、變壓吸附可實(shí)現(xiàn)多種氣體的分離，對(duì)水、硫化物、氨、烴類等雜質(zhì)有較強(qiáng)的承受能力，無需復(fù)雜的預(yù)處理工序；（√）

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三、問答題

1、變壓吸附常用吸附劑有哪幾種？

答：變壓吸附常用的吸附劑有：硅膠、活性氧化鋁、活性炭、分子篩等，另外還有針對(duì)某種組分選擇性吸附而研制的吸附材料。

2、硅膠的特性和用途是什么？

答：硅膠是一種堅(jiān)硬、無定形鏈狀和網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的硅酸聚合物顆粒，分子式為SiO2.nH2O，為一種親水性的極性吸附劑。它主要用于干燥、氣體混合物及石油組分的分離等。

3、活性氧化鋁用途是什么

答：它對(duì)水有較強(qiáng)的親和力，是一種對(duì)微量水深度干燥用的吸附劑。在一定操作條件下，它的干燥深度可達(dá)露點(diǎn)-７０℃以下。

4、溫度、壓力對(duì)吸附過程的影響分別是什么？

答：在同一溫度下，吸附質(zhì)在吸附劑上的吸附量隨吸附質(zhì)的分壓上升而增加；在同一吸附質(zhì)分壓下，吸附質(zhì)在吸附劑上的吸附量隨吸附溫度上升而減少；因此降低吸附溫度和升高吸附壓力有利于氣體組分的吸附。反之，提高溫度和降低壓力則氣體的吸附量減少而解吸。

5、為什么說變壓吸附過程可以近似看做等溫過程？

答：由于循環(huán)周期短，吸附熱來不及散失，可供解吸之用，所以吸附熱和解吸熱引起的吸附床溫度變化一般不大，波動(dòng)范圍僅在幾度，可近似看作等溫過程。

6、再生過程的抽真空步驟作用是什么？

答：吸附床降到大氣壓以后，為了進(jìn)一步減少吸附組分的分壓，可用抽真空的方法來降低吸附床壓力，以得到更好的再生效果。

7、沖洗過程的作用是什么？

答：利用弱吸附組分或者其它適當(dāng)?shù)臍怏w通過需再生的吸附床，被吸附組分的分壓隨沖洗氣通過而下降，吸附劑得到再生。

8、沖洗過程的吸附劑再生程度取決于什么因素？ 答：吸附劑再生程度取決于沖洗氣的用量和純度。

9、為什么要控制適宜的氣流速度？

在吸附床運(yùn)行過程中因床內(nèi)壓力周期地變化，氣體短時(shí)間內(nèi)進(jìn)入、排出，吸附劑應(yīng)有足夠的強(qiáng)度，以減少破碎和磨損。當(dāng)氣流速度過快，導(dǎo)致吸附劑懸浮時(shí)，則磨損加劇，造成吸

/ 10 附劑破碎，影響吸附劑使用壽命。不同的吸附劑，選擇的氣流速度不同。這主要取決于吸附劑的強(qiáng)度和吸附劑顆粒的大小。

10、為什么進(jìn)入PSA裝置的原料氣必須要除油？

被分離的氣體如果含有象有機(jī)機(jī)械潤(rùn)滑油、煤焦油之類的物質(zhì)，那么在吸附過程中，這些油性物質(zhì)會(huì)粘附在吸附顆粒的外表面，堵塞吸附劑內(nèi)的通道，使吸附劑失去吸附能力。粘附有油類物質(zhì)的任何吸附劑，不管采用升溫還是降壓抽空的再生方法，都是不能再生的。因此對(duì)氣體中的含油量必須嚴(yán)格限制，有的場(chǎng)合就需增設(shè)除油設(shè)施，以免吸附劑在使用中失效。

11、為什么進(jìn)入PSA裝置的原料氣必須要除水？

被分離的氣體如果含有游離水和飽和水，在吸附床層中只能除去一定量的飽和水。那么在吸附過程中，若使水大量帶入吸附塔會(huì)導(dǎo)致吸附劑性能下降甚至失效。此時(shí)需對(duì)失效的吸附劑重新活化或更換。吸附劑的活化需要采用溫度150℃以上的惰性氣體循環(huán)通入，費(fèi)時(shí)、費(fèi)力，相當(dāng)困難。因此，操作時(shí)一定要嚴(yán)格控制進(jìn)入PSA裝置的水含量，不能含有機(jī)械水。

12、新鮮的吸附劑應(yīng)如何保存？

答：由于新鮮的吸附劑對(duì)水分子有很強(qiáng)的親合力，而且吸附了水以后脫附是很困難的，這將嚴(yán)重影響PSA裝置的性能，所以新鮮的吸附劑應(yīng)妥善保管好，應(yīng)采取以下幾點(diǎn)防護(hù)措施：

⑴ 吸附劑的容器應(yīng)當(dāng)保存在室內(nèi)，以防止遭受雨水或受潮。⑵ 裝有吸附劑的桶不可以刺破，嚴(yán)重撞凹或破壞桶的密封。⑶ 吸附劑直到被立即裝填以前，其容器必須是不開封的。

13、吸附劑是怎樣裝填的？

答：提純回收氫氣的 PSA所用的吸附劑通常是由活性炭和分子篩兩種的組合。根據(jù)活性炭和分子篩對(duì)雜質(zhì)組分二氧化碳、甲烷、一氧化碳和水的不同吸附特性，一般活性炭做為主吸附劑裝在下層，約占吸附劑總量的四分之三。分子篩作為輔助吸附劑裝在吸附器上層。如果為了脫水和防止芳烴使吸附劑中毒，通常在床層底部裝一些活性氧化鋁。

14、怎樣延長(zhǎng)吸附劑的壽命？ 答：

(1)吸附劑壓力的快速變化能引起吸附劑床層的松動(dòng)或壓碎從而危害吸附劑。所以，在操作過程中要防止使吸附器的壓力發(fā)生快速變化。

⑵ 進(jìn)料帶水是危害吸附劑使用壽命的一大因素，所以進(jìn)料氣要經(jīng)過嚴(yán)格脫水，避免發(fā)生液體夾帶。

/ 10 ⑶ 進(jìn)料組分不在設(shè)計(jì)規(guī)格的范圍內(nèi)也會(huì)造成對(duì)吸附劑的損害，嚴(yán)重時(shí)可能導(dǎo)致吸附劑永久性的損壞。所以，當(dāng)進(jìn)料氣出現(xiàn)高的雜質(zhì)濃度時(shí)，應(yīng)縮短吸附時(shí)間，以防止雜質(zhì)超載。

⑷ 進(jìn)料溫度過高影響吸附劑的吸附能力，易造成雜質(zhì)超載，溫度過低影響再生，所以要保證進(jìn)料溫度在要求的范圍內(nèi)。

⑸ 合理調(diào)整吸附時(shí)間，及時(shí)處理故障報(bào)警，防止發(fā)生雜質(zhì)超載。雜質(zhì)超載嚴(yán)重時(shí)，可導(dǎo)致吸附劑永久性損壞。

15、簡(jiǎn)述吸附劑對(duì)水的吸附性能

答：分子篩對(duì)大小相近的分子，優(yōu)先吸附極性分子，尤其是水分子，分子篩一旦吸附了水分子后，對(duì)其它分子的吸附能力明顯下降，而且難于脫附，所以如果進(jìn)料中帶水易造成分子篩的致命損害。

活性炭對(duì)水分子的吸附能力很大，而且容易脫附，所以在PSA中總是將活性炭置于分子篩的下面，使進(jìn)料中的微量水和絕大多數(shù)的二氧化碳被吸附分離。

16、吸附劑吸潮后如何處理方可使用？

答：吸附劑一旦吸潮后即失去活性，通常變壓吸附工業(yè)裝置要求分子篩含水量須小于1%，活性炭含水量須小于2%，否則會(huì)影響吸附的性能需重新活化。分子篩活化在通氣吹除的情況下活化溫度控制在360℃左右，不通氣情況下活化溫度控制在500℃左右，活性炭活化溫度控制在150℃左右?；罨瘯r(shí)間通常控制恒溫時(shí)間4 小時(shí)以上。吸附劑吸潮后由于使用廠家一般不具備活化的條件，故都送到吸附劑生產(chǎn)廠家去活化。

17、PSA進(jìn)料中為什么要充分脫水？怎樣防止進(jìn)料帶水？

答：由吸附劑對(duì)水的吸附性能可知，吸附劑極易吸水，而且脫附困難，同時(shí)吸附劑吸水之后，對(duì)其它分子的吸附能力下降。所以必須對(duì)進(jìn)料氣進(jìn)行嚴(yán)格脫水，以防止損害吸附劑。為了防止進(jìn)料帶水，通常在進(jìn)料線上增設(shè)進(jìn)料氣水分離器，同時(shí)，為防止冬季飽和氣體在管線中發(fā)生冷凝，可視情況將水分離罐后的PSA進(jìn)料管線進(jìn)行伴熱或保溫。

18、吸附器充分吸附雜質(zhì)后，各雜質(zhì)在吸附劑上如何分布？為什么？

答：當(dāng)吸附器充分地吸附了雜質(zhì)以后，雜質(zhì)界面最前沿為氮?dú)?、一氧化碳，其次是甲烷，再次是二氧化碳，最底層是微量的水?/p>

雜質(zhì)在吸附劑中的分布規(guī)律與吸附劑對(duì)各雜質(zhì)組分的吸附能力以及吸附劑的分布狀況有關(guān)。在吸附器中，活性炭作為主要的吸附劑裝填在下部，分子篩作為輔助吸附劑裝填在上部。進(jìn)料氣由吸附器底部進(jìn)入床層，首先接觸活性炭，而活性炭對(duì)雜質(zhì)的吸附能力的大小次

/ 10 序?yàn)椋篐2＜＜N2＜CO＜CH4＜CO2＜H2O，所以吸附過程H2O、CO2、CH4、CO、N2被依次吸附下來。剩余的雜質(zhì)N2又被上部分子篩吸附，從而獲得高純度的氫氣。

19、在PSA工藝中，對(duì)進(jìn)料氣中的高級(jí)烴含量有何限制？為什么？如何解決進(jìn)料氣中高級(jí)烴含量多的問題？

答：當(dāng)PSA工藝被用于直接從煉油廠尾氣中回收氫氣時(shí)，就出現(xiàn)了對(duì)進(jìn)料氣中高級(jí)烴含量限制的問題。這是因?yàn)榇蠓肿訜N類吸附在吸附劑上容易液化，降壓脫附時(shí)難于完全脫附出去，久而久之會(huì)使吸附劑的吸附能力下降，因此要限制PSA進(jìn)料氣中大分子高級(jí)烴的含量，一般要求高于碳三的烴類總含量不能大于1.0%。

當(dāng)PSA進(jìn)料氣中碳三以上烴類含量較高時(shí)，不能直接進(jìn)變壓吸附，需要在前面增加設(shè)備，有的先用變溫吸附脫除碳三以上的重?zé)N，然后再進(jìn)PSA單元。

20、簡(jiǎn)述均壓過程和意義

答：被吹掃后的吸附器內(nèi)吸附劑再生完成，但吸附器內(nèi)壓力很低，與進(jìn)料壓力的壓差太大，不能直接進(jìn)行吸附，需要先升壓。而完成吸附步驟的吸附器壓力較高，同時(shí)吸附劑顆粒之間，存留一部分氫氣應(yīng)當(dāng)回收。均壓過程即是吸附之后的高壓吸附器與再生之后的低壓吸附器進(jìn)行壓力均衡，高壓吸附器內(nèi)部的氫氣流入低壓吸附器。均壓過程中，高壓吸附器壓力降低，部分雜質(zhì)脫附，并隨物流上移，又被上部吸附劑重新吸附，故雜質(zhì)界面上移。

所以均壓過程使得再生后低壓吸附器的壓力升高，并充分利用高壓吸附器內(nèi)部存留氫氣，提高氫回收率。

21、為什么順流卸壓過程中吸附器內(nèi)的雜質(zhì)界面上移？

答：變壓吸附是物理吸附，壓力降低時(shí)，被吸附的雜質(zhì)可以脫附，所以當(dāng)吸附器順流卸壓時(shí)，隨著壓力的降低，部分雜質(zhì)逐漸脫附，并隨著物流上移，同時(shí)又被床層上部尚未吸附雜質(zhì)的吸附劑重新吸附下來。因而順流卸壓過程中吸附器內(nèi)雜質(zhì)界面逐漸上移。

22簡(jiǎn)述排放和被吹掃過程及其作用

答：排放是吸附器從供吹掃終止壓力下降到廢氣壓力的逆流卸壓過程，排放位置在吸附器底部，隨著壓力的不斷降低，雜質(zhì)不斷脫附并排入廢氣系統(tǒng)，雜質(zhì)前沿界面逐漸下移，所以排放過程使吸附器內(nèi)大部分雜質(zhì)脫附排出。排放結(jié)束，用供吹掃吸附器提供的純氫從上部進(jìn)入進(jìn)行逆流吹掃，使殘留雜質(zhì)不斷脫附并隨物流排入廢氣系統(tǒng)，從而使絕大多數(shù)的吸附劑實(shí)現(xiàn)再生。

所以，排放和被吹掃的作用就是排除吸附器內(nèi)的雜質(zhì)，使吸附劑實(shí)現(xiàn)再生。23料流速變化對(duì)PSA有何影響？

/ 10 答：進(jìn)料流速降低時(shí)，因減少了傳質(zhì)區(qū)的長(zhǎng)度而改善了分離效果，應(yīng)延長(zhǎng)吸附時(shí)間以充分利用吸附劑，獲得較高的氫收率。當(dāng)進(jìn)料流速提高時(shí)，加長(zhǎng)了傳質(zhì)區(qū)的長(zhǎng)度，分離效果變壞，應(yīng)縮短吸附時(shí)間，保證產(chǎn)品純度，保護(hù)吸附劑，雖然氫收率下降（活產(chǎn)品純度下降），但因處理量增加產(chǎn)氫量還是提高了。

24料溫度變化對(duì)PSA有何影響？

答：變壓吸附是物理吸附過程，進(jìn)料溫度的高低直接影響吸附劑的吸附性能。進(jìn)料溫度太高，吸附劑的吸附能力下降，因而造成氫收率下降，同時(shí)還影響產(chǎn)品純度和吸附劑的使用壽命。而溫度太低了再生困難，如果因此造成吸附劑再生不完全，則惡性循環(huán)的后果將導(dǎo)致雜質(zhì)超載的現(xiàn)象而損害吸附劑。由聯(lián)碳公司提供的資料可知，常溫下，10-30℃范圍內(nèi)幾乎有相等的氫收率，進(jìn)料溫度太高或太低，氫收率都有所下降。

25、壓力是否越高越好？為什么？

答：變壓吸附是物理吸附過程，其吸附量隨壓力的增加而增加。開始近乎直線增加，而后增加緩慢，當(dāng)壓力增加到一定值時(shí)，吸附量趨于一穩(wěn)定的極大值。

在較高壓力下，氫氣的吸附量也增加，所以損失加大；加上再生工藝的特點(diǎn)，使得氫收率有所下降。由此可見，在一定的壓力范圍內(nèi)，隨壓力的升高雜質(zhì)的吸附量增加而氫收率提高。而吸附壓力過高氫收率反而下降。所以吸附壓力并非越高越好。用于氫氣提純的PSA裝置的吸附壓力一般設(shè)計(jì)值為2.3MPa左右。

26、是雜質(zhì)超載？有哪些危害？

答：在一定的工藝條件下，每個(gè)循環(huán)中被吸附劑吸附的雜質(zhì)量超出最大設(shè)計(jì)允許吸附量時(shí)稱為雜質(zhì)超載。雜質(zhì)超載的發(fā)生不僅使產(chǎn)品純度下降，而且還損害吸附劑。

27附器壓力的快速變化對(duì)吸附劑會(huì)造成什么危害？

答：吸附器壓力的快速變化將引起吸附劑床層的松動(dòng)或壓碎。使經(jīng)過吸附器的壓降增加。由于吸附劑的壓碎而產(chǎn)生的粉塵將通過吸附器中的攔截篩網(wǎng)漏出，并且還可能損壞工藝閥門閥座，堵塞儀表管線，而使裝置的操作性能變壞，甚至?xí)?dǎo)致停車。

28、么要根據(jù)進(jìn)料流量的大小調(diào)整吸附時(shí)間？

答：每個(gè)吸附器在一定的產(chǎn)品規(guī)格要求和一定量吸附劑的條件下，吸附劑對(duì)雜質(zhì)的允許吸附量是一定的。所以每個(gè)吸附步驟只能提純一定量的進(jìn)料氣。在一定的進(jìn)料流速下，如果吸附時(shí)間過長(zhǎng)，則吸附劑過多地吸附了雜質(zhì)造成雜質(zhì)超載，不僅使產(chǎn)品純度下降，而且使PSA操作性能變壞。若吸附時(shí)間太短，則不能充分利用吸附劑，達(dá)不到應(yīng)有的氫收率，造成 8 / 10 浪費(fèi)。所以應(yīng)根據(jù)實(shí)際進(jìn)料流量的大小合理地調(diào)整吸附時(shí)間，充分利用吸附劑，在保證產(chǎn)品純度和保護(hù)好吸附劑的前提下，獲得高的氫收率。

29、簡(jiǎn)述吸附時(shí)間控制方式的應(yīng)用

答：吸附時(shí)間的控制方式有自動(dòng)和手動(dòng)（或能力和局部）兩種控制方式。自動(dòng)方式控制時(shí)，吸附時(shí)間作為進(jìn)料流率的一個(gè)函數(shù)自動(dòng)計(jì)算。因此吸附時(shí)間可以隨進(jìn)料流率的變化而及時(shí)地自動(dòng)調(diào)整；而且可以通過調(diào)整控制系數(shù)使得吸附時(shí)間與進(jìn)料流量相匹配，使氫回收率保持在一個(gè)高水平上。所以，在正常生產(chǎn)中自動(dòng)（或能力）控制方式是優(yōu)先選擇的操作方式。

手動(dòng)（或局部）控制方式時(shí)，吸附時(shí)間的控制由操作員利用控制臺(tái)鍵盤輸入新的吸附時(shí)間來實(shí)現(xiàn)。所以局部控制方式一般應(yīng)用于開停車或者進(jìn)料組成急劇變化和懷疑進(jìn)料流量計(jì)有故障等異常情況下，操作員根據(jù)需要或?qū)嶋H進(jìn)料量的大小，輸入合適的吸附時(shí)間，以便盡快地得到合格產(chǎn)品和防止雜質(zhì)超載的現(xiàn)象發(fā)生。

30、如何使低的產(chǎn)品純度恢復(fù)正常？

答：要使低的產(chǎn)品純度恢復(fù)正常，通常采用縮短吸附時(shí)間的操作來實(shí)現(xiàn)。首先要找出使產(chǎn)品純度下降的原因，并給予糾正，如果需要切換則應(yīng)及時(shí)切換到相應(yīng)的替換運(yùn)行程序，然后縮短吸附時(shí)間。可通過局部控制方式人為地輸入一個(gè)較小的吸附時(shí)間，也可在能力控制方式下通過減小控制系數(shù)來縮短吸附時(shí)間。如果吸附時(shí)間設(shè)定到最小而產(chǎn)品純度仍未恢復(fù)時(shí)，則有必要降低進(jìn)料流量，使每循環(huán)周期的處理量更少，以便盡快地恢復(fù)產(chǎn)品純度。產(chǎn)品純度恢復(fù)正常后，應(yīng)緩慢地增加吸附時(shí)間以提高氫回收率，并根據(jù)實(shí)際需要調(diào)整進(jìn)料流量。

31、如何防止吸附器內(nèi)的壓力變化過快？

答：要防止吸附器內(nèi)的壓力發(fā)生過快變化，應(yīng)注意以下幾種操作：

⑴ 正確使用手動(dòng)閥門操作。在進(jìn)行手動(dòng)閥門操作前，應(yīng)檢查閥門兩側(cè)的壓力。如果閥門兩側(cè)的壓差過大，進(jìn)行手動(dòng)閥門操作就易造成壓力變化過快。

⑵ 工藝閥門失靈，應(yīng)及時(shí)切換到替換運(yùn)行程序或停車，以免造成吸附器內(nèi)的壓力變化過快。

⑶ 在非停車步位開車，或者沒有預(yù)先校核吸附器的壓力是否與開車步位一致，則可能引起不正常的壓力變化。所以開車時(shí)，要保證吸附器的壓力水平與開車步位一致。

⑷ 使用手動(dòng)步進(jìn)方式時(shí)，要注意吸附器的壓力水平與所選步位一致，否則易造成吸附器的壓力變化過快。

⑸ 在某些不適當(dāng)?shù)牟轿挥芍鬟\(yùn)行程序切換到替換運(yùn)行程序，也能造成吸附器壓力變化過快，所以通常選擇在最佳步位進(jìn)行切換。

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四、計(jì)算題（無）

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第二篇：變壓吸附工藝流程

變壓吸附工藝流程

物料在精餾低塔系統(tǒng)處理完畢后，剩余的不凝氣體經(jīng)過預(yù)熱器預(yù)熱進(jìn)入吸附塔，乙炔和氯乙烯被吸附下來，無法被吸附劑吸附下來的其他氣體通過尾排閥門排放到大氣中。

吸附飽和的吸附塔經(jīng)過壓力均降，逆放，抽空一，抽空二，抽沖，抽空三，壓力均升，終充8個(gè)步驟進(jìn)行處理，塔內(nèi)吸附的乙炔和氯乙烯完全解吸出來，通過壓力差和真空泵送入轉(zhuǎn)化。

下面將變壓吸附的9個(gè)步驟進(jìn)行分步介紹：

1、吸附

不凝氣體在尾排前進(jìn)入預(yù)熱器，原料氣在預(yù)熱器內(nèi)加熱到40℃后，通過KV1閥送到吸附塔內(nèi)。六塔流程為兩個(gè)塔同時(shí)進(jìn)行吸附，其他四個(gè)塔進(jìn)行處理。原料氣內(nèi)氯乙烯和乙炔在吸附塔內(nèi)被吸附下來，剩余未被吸附的氣體，經(jīng)過KV2閥到達(dá)尾排，通過壓力調(diào)節(jié)閥門排放至空氣中。

此過程需要的時(shí)間為804S，壓力比精餾系統(tǒng)的壓力低0.02MPa，在0.47～0.49 MPa?？倳r(shí)間的設(shè)定是根據(jù)原料氣流量、凈化氣內(nèi)的氯乙烯和乙炔含量決定的。

如精餾系統(tǒng)出現(xiàn)波動(dòng)，變壓吸附的壓力也同時(shí)跟著波動(dòng)。所以，我們?cè)诓僮鲿r(shí)，要保證精餾壓力及原料氣的流量穩(wěn)定。當(dāng)精餾停車時(shí)，系統(tǒng)通過KV10，KV11或KV15,KV16閥切換至直排；精餾壓力低到設(shè)定值（0.45 MPa）時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行切換。

2、壓力均降 吸附結(jié)束后，飽和的吸附塔在設(shè)定好的T2步驟進(jìn)行壓力降，通過KV5和KV9閥，將吸附塔內(nèi)的壓力泄入中間罐內(nèi)。均降步驟在16S就可完成，剩余的時(shí)間留給抽空三，使得抽空三步壓力盡可能的抽至-0.09MPa吸附塔的解吸更徹底。

吸附塔壓力由0.48MPa降至0.22MPa。

3、逆放

均壓結(jié)束后，吸附塔的逆放為T4和T6步驟，共計(jì)130S。此時(shí)，吸附塔的壓力通過KV17閥進(jìn)入轉(zhuǎn)化二級(jí)混脫，為防止轉(zhuǎn)化壓力波動(dòng)，控制HV102閥門的開度調(diào)節(jié)，使氣體的壓力緩慢釋放。

壓力由0.22MPa降至0.04～0.05MPa。HV102的斜率系數(shù)為1.00，閥門的最小開度為25%，最大開度為100%。

4、抽空一

逆放結(jié)束后為吸附塔的T8抽空一，打開KV18或KV19閥控制HV102閥門的開度，真空泵

設(shè)定的時(shí)間為132S，達(dá)到要求的真空度-0.05 MPa。

5、抽空二

6、抽沖

7、抽空三

8、壓力均升

9、終充

第三篇：變壓吸附設(shè)計(jì)（xiexiebang推薦）

一、關(guān)于吸附劑的算法：(以易吸附組分為準(zhǔn))QF(Cout－Cin)=n×VR×q×ΔP×3600/t 其中QF為進(jìn)口體積流量Nm3/h Cout為易吸組分進(jìn)口濃度 Cin為易吸組分出口濃度 n為總塔數(shù)，VR為單塔吸附劑體積 噸

q為吸附劑對(duì)易吸組分吸附容量 Nm3/噸 ΔP最后一次均壓與吹掃或抽真空之間的壓差 t為總循環(huán)時(shí)間，t0為單塔循環(huán)時(shí)間，t=n×t0，故上式變?yōu)椋?/p>

QF(Cout－Cin)=n×VR×q×ΔP ×3600 /（n×t0）即 QF(Cout－Cin)=VR×q×ΔP ×3600/t0

由上式可看出，PSA裝置的處理能力即要分離的易吸組分總量QF(Cout－Cin)只與單塔的吸附劑量VR和吸附容量q、解吸壓差ΔP和單塔循環(huán)時(shí)間t0有關(guān)，對(duì)同一裝置來說，吸附容量q變化不大，要想加量，只能縮短循環(huán)時(shí)間，以增加循環(huán)數(shù)次，提高吸附劑利用次數(shù)或者增大ΔP以提高吸附劑吸量。

二、關(guān)于分離系數(shù)

分離系數(shù)定義：弱吸附組分在吸附床死空間中殘余量/弱吸附組分在吸附床中的總量）與（強(qiáng)吸附組分在吸附床死空間中殘余量/強(qiáng)吸附組分在吸附床中的總量）之比

如根據(jù)物料算出兩組分分離系統(tǒng)中以下數(shù)據(jù)：

1、弱吸附組分總放量、根據(jù)塔內(nèi)壓差及塔空隙體積算出弱吸附組分放空量

2、強(qiáng)吸附組分總放量、根據(jù)塔內(nèi)壓差及塔空隙體積算出強(qiáng)吸附組分放空量 比如制氧算出：

氮總放空量為8430 Nm3，通過塔壓及空隙算出784 Nm3； 氧總放空量為385 Nm3，通過塔壓及空隙算出196 Nm3 則分離系數(shù)為：

(196/385)/(784/8430)=5.47

另：如為兩組分系統(tǒng): 則塔內(nèi)床層死空間弱組分殘余量即為：V1*0.65*C1*ΔP 塔內(nèi)床層吸附劑吸附弱組分量即為：V1*（1－0.65）*τ*ΔP*C1

三、壓力與電耗一覽表

動(dòng)力設(shè)備123456兗礦風(fēng)機(jī)兗礦壓縮機(jī)中成真空泵東明空壓機(jī)中成風(fēng)機(jī)抽氣量或打入口輸出電機(jī)功最大軸軸功電耗電機(jī)電耗氣量(m3/h)壓力壓力率功率(kw/Nm3)(kw/Nm4)8000***00***16230000000.054.000-0.080.180.140.650.24.00.24.2500***0063028015393.5301.752040535.523880427.60.0190.0520.0360.0850.03150.1600.0400.1860.0230.0610.0430.1000.0370.1880.0000.2177廣東中成氧壓機(jī)8兗礦魯化壓縮機(jī)

四、過熱蒸汽區(qū)域描述蒸汽在溫度高于飽和蒸汽溫度的狀態(tài)。保持壓力不變，加熱飽和蒸汽，它的溫度會(huì)上升，就產(chǎn)生過熱蒸汽。

實(shí)際上就像一般的氣體如空氣中CO2一樣，就是在指定的壓力下，溫度高于蒸汽壓。飽和蒸汽壓和飽和溫度有一定的關(guān)系，其遵守克勞修斯—克萊佩龍方程

lnp=－ΔvapHm/R×(1/T)+c

根據(jù)化工工藝手冊(cè)提供的數(shù)據(jù)，可以求出ΔvapHm，和C，求出公式如下： y =-4820.2x + 24.493，其中y為lnp，x為1/T P(A,Mpa)P(G,Pa)0.1040.1480.2050.2790.3740.4910.6380.8191.0371.2971.607104365******14266383488******lnP11.5611.9012.2312.5412.8313.1113.3713.6213.8514.0814.29lnP14.5114.7214.9115.1015.2815.45T(℃)100110120***0***0T(℃)***260T(K)3733833934034***453463473T(K)***533密度(kg/m3)汽化潛熱(千焦/千克)22600.0026810.60610.0026110.83640.00254451.12810.00248141.49770.00242131.96090.00236412.51650.00230953.19330.00225734.00310.00220754.95640.00215986.06760.00211427.35921/T1/T0.00207040.00202840.00198810.00194930.0019120.00187629.010910.808912.867015.207417.852320.82401849.8P(G,Mpa)P(G,Pa)1.8822.3272.8483.4534.1534.956 ******104655124138

五、各專業(yè)條件提法

2.1 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)階段的一般要求

2.1.1 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)階段，工藝安裝專業(yè)應(yīng)給設(shè)備專業(yè)提交工藝裝置設(shè)備平面布置圖，若有特殊的荷載要求時(shí)，應(yīng)在圖上加以說明或單獨(dú)提出。2.2 詳細(xì)設(shè)計(jì)階段的一般要求

2.2.1 工藝安裝專業(yè)委托設(shè)備專業(yè)設(shè)計(jì)的有隔熱耐磨襯里的煙氣管道等，應(yīng)提供設(shè)備平豎面布置圖，并確定走向和支吊架位置。工藝、自控專業(yè)的開口方位及大小，也由工藝安裝專業(yè)提交設(shè)備專業(yè)。

2.2.2 與土建和設(shè)備專業(yè)都有關(guān)的平臺(tái)梯子，應(yīng)分別給兩個(gè)專業(yè)各提供一份資料。

2.2.3 用簡(jiǎn)圖表示出設(shè)備的開口方位。簡(jiǎn)圖上應(yīng)表示出方向針，其指向應(yīng)與設(shè)備平面布置圖上的相一致。如果所采用的設(shè)備圖紙是復(fù)用圖紙，但其開口方位需重新設(shè)計(jì)或作部分修改，則還應(yīng)表示出方向針與復(fù)用設(shè)備圖中原有0°方位的關(guān)系。

2.2.4 開口方位簡(jiǎn)圖上應(yīng)列出所有開口的編號(hào)、名稱和公稱直徑，并應(yīng)與工藝專業(yè)提交給設(shè)備專業(yè)的設(shè)計(jì)資料相一致。對(duì)開口法蘭的壓力等級(jí)及密封面形式有要求時(shí)，應(yīng)予注明。如果所采用的設(shè)備圖紙是復(fù)用圖紙，則開口方位簡(jiǎn)圖上的開口編號(hào)應(yīng)與原圖相一致，設(shè)備法蘭接口外徑和壁厚應(yīng)與相接工藝管道一致。

2.2.5 工藝設(shè)備上的儀表開口方位，應(yīng)與自控專業(yè)共同確定，畫出同一張開口方位簡(jiǎn)圖上，并經(jīng)自控專業(yè)簽字。

2.2.6 塔類設(shè)備上附設(shè)的檢修吊架方位應(yīng)表示在開口方位簡(jiǎn)圖上。立式容器類設(shè)備的支腿、支耳的方位有特殊要求者，也應(yīng)在開口方位簡(jiǎn)圖上表示出來。

2.2.7 布置開口方位時(shí)，應(yīng)注意開口與塔內(nèi)件（如降液管、受液盤等）的關(guān)系，以保證符合工藝要求，并避免與塔內(nèi)件相碰，橢圓形封頭的小R 處盡量不布置開口。

3.生根于設(shè)備上的鋼平臺(tái)梯子

3.1 應(yīng)繪制分層的平臺(tái)梯子平面簡(jiǎn)圖，（當(dāng)復(fù)印計(jì)算機(jī)繪制的配管圖作平臺(tái)梯子資料時(shí)，必須用紅筆標(biāo)明開洞，并標(biāo)注清楚平臺(tái)梯子的尺寸），簡(jiǎn)圖應(yīng)清晰、明確、可不按比例，但尺寸的相對(duì)關(guān)系不宜與實(shí)際相差懸殊，以免造成錯(cuò)覺。簡(jiǎn)圖上應(yīng)表示出方向針，其指向應(yīng)與設(shè)備平面布置圖相一致。

3.2 塔及立式容器上的扇形平臺(tái)應(yīng)注出其張角、寬度，直梯應(yīng)注出其中心線與設(shè)備中心線的夾角。塔頂或臥式的矩形平臺(tái)，應(yīng)注出其外形尺寸及其與設(shè)備的相對(duì)關(guān)系尺寸（例如與設(shè)備中心線或設(shè)備外形或設(shè)備支座的相對(duì)位置）。

3.3 應(yīng)注出平臺(tái)面標(biāo)高、平臺(tái)處地面標(biāo)高和設(shè)備基礎(chǔ)面標(biāo)高。標(biāo)高的基準(zhǔn)應(yīng)與設(shè)備平豎面布置圖相一致。

3.4 當(dāng)平臺(tái)下方有設(shè)備開口時(shí)，平臺(tái)面與開口中心的距離不得小于開口公稱直徑加100mm。3.5平臺(tái)上的開孔應(yīng)注出開孔直徑及其定位尺寸或角度，如圖3.2-1，圖3.2-2所示。開孔直徑φ一般是將此管道的最大外徑（管子外徑或隔熱層外徑或法蘭外徑）加50mm。

3.6 在平臺(tái)梁上或在平臺(tái)面上支承管道、儀表箱或檢修部件，如果荷載超過200kg，則應(yīng)注明荷載的大小及具體位置。

3.7 如某層平臺(tái)需與其它構(gòu)筑物（如框架）相連接，則應(yīng)說明連接的要求，并注出尺寸及與此連接的分區(qū)設(shè)備構(gòu)架物編號(hào)，層高等。

3.8 與自控專業(yè)有關(guān)的平臺(tái)梯子，應(yīng)與自控專業(yè)協(xié)商確定以滿足兩個(gè)專業(yè)的要求。僅供自控專業(yè)使用的平臺(tái)梯子，應(yīng)與自控專業(yè)提出委托資料給工藝安裝專業(yè)會(huì)簽后，由自控專業(yè)提交設(shè)備專業(yè)和工藝安裝專業(yè)各一份。

3.9 電脫鹽、電精制和除塵等設(shè)備上，為安裝或檢修高壓電氣設(shè)備或線路的專用平臺(tái)梯子應(yīng)由電氣專業(yè)提交委托資料，經(jīng)工藝安裝專業(yè)會(huì)簽后，由電氣專業(yè)提交設(shè)備專業(yè)和工藝安裝專業(yè)各一份。當(dāng)有吊車梁生根于設(shè)備上時(shí)，應(yīng)提交荷載及位置，以便設(shè)備專業(yè)考慮吊車梁荷載的影響。11 如果必須在需要熱處理的合金鋼設(shè)備上或不允許在現(xiàn)場(chǎng)焊接的設(shè)備上焊接支架的生根構(gòu)件時(shí)，應(yīng)提出生根構(gòu)件墊板的大小及方位。依附在設(shè)備上或放置在平臺(tái)上的小型設(shè)備及管道和大閥門應(yīng)征詢?cè)O(shè)備專業(yè)的意見，必要時(shí)應(yīng)提出書面資料，以便設(shè)備專業(yè)核算偏心荷載。

電氣目錄：圖紙目錄，綜合材料表，施工說明圖例，低壓配電系統(tǒng)圖，照明系統(tǒng)圖，電機(jī)控制原理圖，電纜管線表，一層配電平面圖，二層。。，一層照明平面圖，二層。。，基礎(chǔ)接地平面布置圖，一層接地平面圖，二層。。，屋面防雷平面圖，火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)圖，一層火災(zāi)報(bào)警，電話平面圖，二層。。。

給排水：圖紙目錄，給排水設(shè)計(jì)說明，綜合材料表，一層給排水平面圖，二層。。，給水系統(tǒng)圖，排水系統(tǒng)圖，消防系統(tǒng)圖。

建筑：圖紙目錄，建筑設(shè)計(jì)說明，門窗及大樣，構(gòu)造做法表，一層平面圖，二層。。，屋頂平面圖，軸里面圖，剖視圖，樓梯詳圖。

6、硫化氫質(zhì)量體積含量和體積百分比的換算

如兗礦體積百分比為0.92%，轉(zhuǎn)為g/Nm3，則為： =0.92%*1000L/Nm3/22.4L/mol*34g/mol=13.96g/Nm3=13.96mg/NL

按標(biāo)準(zhǔn)態(tài)換算為1%體積百分比則為15.2g/Nm3 若再轉(zhuǎn)為實(shí)際壓力下硫含量，則為13.96g/Nm3*35Nm3/m3=488.6g/m3=488.6mg/L

§7 解吸倍數(shù)與吸附量

當(dāng)吸附劑吸附的物質(zhì)越多，最后解吸出來的就越多，所以，吸附容量越大，解吸倍數(shù)就越大。根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，在脫碳中用硅膠的吸附容量與解吸倍數(shù)關(guān)系為：

工程名稱

吸附容量

解吸倍數(shù)

氣源組分 河北凱越單醇脫碳

7.45

7.5

COH2 遼寧鳳城一段

10.65

9.71

CO2H2 枝江三寧一段

14.73

15.06

CO2COH2

兗礦國(guó)泰一段

6.03

7.02

CO2COH2

湘中成制氧一段

12.96

8.99

O2N2

§8壓縮機(jī)及風(fēng)機(jī)升壓與升溫及冷卻水量關(guān)系

壓縮機(jī)的出口溫度取決于進(jìn)口溫度及壓縮比和絕熱系數(shù)，壓縮過程可視為絕熱過程，即可例出以下方程：

TOUT=TIN(POUT/PIN)(K-1)/K

一般壓縮比即POUT/PIN選擇不超過3，當(dāng)進(jìn)口溫度為40℃，壓縮比為3的情況下，出口溫度

TOUT=313×3(1.4-1)/1.4=313×1.369=428K=155℃

如果壓縮比超過3，在同樣的絕熱系數(shù)下，出口溫度就會(huì)超過155℃，將會(huì)對(duì)設(shè)備帶來很大的影響。因此，一般的壓縮都以壓縮比3來劃等級(jí)，比如進(jìn)口壓力為0.03Kg(G)，要求壓縮至35Kg(G)，則總壓縮比為36/1.03=34.95，那壓縮機(jī)至少應(yīng)為3×3×3×3=81，即4級(jí)，如果只選3級(jí)，則只能至3×3×3=27，壓縮不夠。

冷卻水量計(jì)算：

壓縮機(jī)所需冷卻水有兩個(gè)地方：一是缸套（即油溫及軸溫冷卻器）、二是中級(jí)冷卻器及各級(jí)冷卻器、三是后級(jí)冷卻器

一、對(duì)缸套，所需冷卻量q為：

q=120Vqd

L/h 單位為升/小時(shí)

二、對(duì)中級(jí)冷卻器，所需冷卻量q為：

q=60V×4.5L/h 單位為升/小時(shí)

以湘中成為例，風(fēng)機(jī)中冷器所需冷卻量為：（打氣量130 m3/min q=270×90=24.m3/h=0.4 m3/min

三、后冷卻器，所需冷卻量q為：

q=γV Cp(T4-T5)×1.15/(1000×Δt)

m3/h 單位為方/小時(shí)

其中

γ

空氣重度 Kg/m3

V 空氣壓縮機(jī)的排氣量 m3/min Cp 空氣的等壓比熱，取0.24

kcal/(kg?！?T4-T5 冷卻器空氣前后溫差

以湘中成為例，后冷器所需冷卻量為：

q=1.2×78×0.24×(110-40)×1.15/(1000×10)§9

1830

全部為國(guó)內(nèi)設(shè)備，估計(jì)11個(gè)億，國(guó)外設(shè)備估計(jì)要16個(gè)億。

單套百萬噸的都是國(guó)外的設(shè)備，估計(jì)要70個(gè)億，以天然氣為原料，成本能降幾百元 NH2-CO-NH2 CO（NH2）2 分子量60

NH3 17

34/60=0.6 3052 投資估計(jì)19億，每噸合380元

低溫甲醇洗

15萬噸合成氨 投資約7500萬，不包括溶劑費(fèi)

氣化噸氨消耗

目前空氣造氣

1.9噸煤/噸氨(指優(yōu)質(zhì)煤)

電耗1500kw/噸氨

富氧造氣(60%)

1.4噸煤/噸氨(指劣質(zhì)煤)

電耗950kw/噸氨

富氧消耗為

750Nm3/h O2

循環(huán)水消耗

350噸水/噸氨(62Kw/h)氣量與產(chǎn)量的換算 1、1噸合成氨需要脫碳?xì)饬繛?965標(biāo)方，脫碳?xì)獬煞譃椋?CO

H2 CO2 O2 N2 CH4+Ar NH3 2.24 71.86 0.2 0.04 23.94 1.66

0.06

2、變換氣成分：

1.6 51.39 28.64 0.06 17.12 1.19

3、則原料中CO2的剩余量為：2965×0.2%=5.93標(biāo)方/tNH3。

4、設(shè)變換氣量為X，X=2965＋（28.54%X－5.93）X=4146.7標(biāo)方/tNH3。

產(chǎn)量

煤氣量

變換氣量

脫碳?xì)饬?/p>

1噸合成氨

3300Nm3/h

4200Nm3/h

2965 Nm3/h

9、不銹鋼絲網(wǎng)計(jì)算

根據(jù)要求，不絲網(wǎng)要求重縫寬度不小于300mm，根據(jù)情況分兩種一種是比較大，直徑大于2米以上，兩張1米絲網(wǎng)拼在一起，還湊不上一個(gè)整圓，則需要中間加疊合層，留有銜接部分，也就是需要三張絲網(wǎng)，一種是比較小的絲網(wǎng)，直接用兩張合在一起中間就產(chǎn)生了疊合層，無銜接部分，即只需要2張絲網(wǎng)。對(duì)于第一種：有三個(gè)步驟，一：做兩張小半圓絲網(wǎng)，寬度1米，長(zhǎng)度按以下方法計(jì)算 根據(jù)以上圖可以求出下料高度：

(R-1000)2+H2=R2

即H＝√(2R×1000－10002)總高度即為2H。

二：制作疊合層

疊合層寬度應(yīng)該以500或1000為宜，這樣可以節(jié)省材料，如果大于500，則宜以1000寬度為主，疊合層分兩部分，兩邊為真正疊合部分，即一層小半圓層，一層為疊合層；中間為銜接部分，只有一層。這部分寬度W2為

W2=2R－2000 疊合部分W1寬度

W1＝（1000－W2）/2

對(duì)于第二種直接比較小的，制作步驟如下： 下料長(zhǎng)度即為絲網(wǎng)直徑，即2R，中間疊合部分寬度W2＋2R=1000+1000，即疊合部分寬度

W2＝2000－2R

§10開孔率計(jì)算

開孔率指的是沖孔區(qū)與整張板之間的一個(gè)比例，常用百分比來表示?，F(xiàn)在讓我們用下面的規(guī)格來舉例說明：圓孔, 2MM孔徑, 60度錯(cuò)排, 4MM中心距, 外形尺寸1M X 2M.根據(jù)以上的信息及以下的公式，我們可以得出這種規(guī)格的沖孔網(wǎng)的開孔率為23%。也就是說沖掉的孔的面積之和為0.465平方米（1M X 2M X 23%）開孔率計(jì)算公式

圓孔 60°錯(cuò)排

圓孔，直排

圓孔 45°錯(cuò)排

方孔，錯(cuò)排

方孔，直排

長(zhǎng)圓孔，Z型錯(cuò)排

長(zhǎng)圓孔，直排

長(zhǎng)圓孔，K型錯(cuò)排

長(zhǎng)方孔，Z型錯(cuò)排

長(zhǎng)方孔，直排

長(zhǎng)方孔，K型錯(cuò)排

第四篇：變壓吸附工藝分析

變壓吸附工藝分析

變壓吸附（PSA）技術(shù)是近3多年來發(fā)展起來的一項(xiàng)新型氣體分離與凈化技術(shù)。變壓吸附（PSA）氣體分離裝置中的吸附主要為物理吸附。變壓吸附氣體分離工藝過程的實(shí)現(xiàn)主要是依靠吸附劑在吸附過程中所具有的兩個(gè)基本性質(zhì)：一是對(duì)不同組分的吸附能力不同，而是吸附質(zhì)在吸附劑上的吸附容量隨吸附質(zhì)的分壓上升而增加，隨吸附溫度的上升而下降。利用吸附劑的第一個(gè)特性，實(shí)現(xiàn)了對(duì)混合氣體中某些組分的分離、提純；利用吸附劑的第二個(gè)性質(zhì)，實(shí)現(xiàn)吸附劑在低溫高壓下吸附、在高溫低壓下解吸再生。

一．基本原理

任何一種吸附對(duì)于同一被吸附氣體（吸附質(zhì)）來說，在吸附平衡情況下，溫度越低，壓力越高，吸附量越大。反之，溫度越高，壓力越低，則吸附量越小。因此，氣體的吸附分離方法，通常采用變溫吸附或變壓吸附兩種循環(huán)過程。

如果壓力不變，在常溫或低溫的情況下吸附，用高溫解吸的方法，稱為變溫吸附（簡(jiǎn)稱TSA）。顯然，變溫吸附是通過改變溫度來進(jìn)行吸附和解吸的。變溫吸附操作是在低溫（常溫）吸附等溫線和高溫吸附等溫線之間的垂線進(jìn)行，由于吸附劑的比熱容較大，熱導(dǎo)率（導(dǎo)熱系數(shù)）較小，升溫和降溫都需要較長(zhǎng)的時(shí)間，操作上比較麻煩，因此變溫吸附主要用于含吸附質(zhì)較少的氣體凈化方面。

如果溫度不變，在加壓的情況下吸附，用減壓（抽真空）或常壓解吸的方法，稱為變壓吸附。變壓吸附操作由于吸附劑的熱導(dǎo)率較小，吸附熱和解吸熱所引起的吸附劑床層溫度變化不大，故可將其看成等溫過程，它的工況近似地沿著常溫吸附等溫線進(jìn)行，在較高壓力下吸附，在較低壓力下解吸。變壓吸附既然沿著吸附等溫線進(jìn)行，從靜態(tài)吸附平衡來看，吸附等溫線的斜率對(duì)它的是影響很大的。

吸附常常是在壓力環(huán)境下進(jìn)行的，變壓吸附提出了加壓和減壓相結(jié)合的方法，它通常是由加壓吸附、減壓再組成的吸附一解吸系統(tǒng)。在等溫的情況下，利用加壓吸附和減壓解吸組合成吸附操作循環(huán)過程。吸附劑對(duì)吸附質(zhì)的吸附量隨著壓力的升高而增加，并隨著壓力的降低而減少，同時(shí)在減壓（降至常壓或抽真空）過程中，放出被吸附的氣體，使吸附劑再生，外界不需要供給熱量便可進(jìn)行吸附劑的再生。因此，變壓吸附既稱等溫吸附，又稱無熱再生吸附。

在實(shí)際生產(chǎn)中根據(jù)原料氣的組成、壓力機(jī)產(chǎn)品凈化要求的不同可選擇PSA、TSA或PSA+TSA工藝。變壓吸附根據(jù)降壓解吸方式的不同分為兩種工藝：PSA與真空變壓吸附（VPSA）。在實(shí)際生產(chǎn)種，究竟采用何種吸附工藝，主要根據(jù)原料氣的組成性質(zhì)、壓力、流量、產(chǎn)品的要求等決定。

變壓吸附(Pressure Swing Adsorption)分離技術(shù)是一種低能耗的氣體分離技術(shù)。變壓吸附（PSA）工藝所要求的壓力一般在0.1～2.5MPa，允許壓力變化范圍較寬，一些有壓力的氣源，如氨廠弛放氣、變換氣等，本身的壓力可滿足變壓吸附(PSA)工藝的要求，可省去再次加壓的能耗。對(duì)于處理這類氣源，PSA制氫裝置的消耗僅是照明、儀表用電及儀表空氣的消耗，能耗很低；PSA裝置壓力損失很小，一般不超過0.05MPa。

變壓吸附循環(huán)是吸附和再生的循環(huán)，吸附過程是吸附劑在加壓時(shí)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(dāng)吸附劑被強(qiáng)吸附組分飽和以后，吸附塔需要進(jìn)入再生過程，也就是解吸或脫附過程。在變壓吸附過程中吸附器內(nèi)吸附劑解吸是依靠降低雜質(zhì)分壓實(shí)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(duì)吸附器抽真空 3)用產(chǎn)品組分沖洗

l 常壓解吸：

升壓過程(A-B): 經(jīng)逆放解吸再生后的吸附器處于過程的最低壓力P1、床內(nèi)雜質(zhì)吸留量為Q1(A點(diǎn)).在此條件下用產(chǎn)品組分升壓到吸附壓力P3，床內(nèi)雜質(zhì)吸留量Q 1不變(B點(diǎn)).吸附過程(B-C): 在恒定的吸附壓力下原料氣不斷進(jìn)入吸附器，同時(shí)輸出產(chǎn)品組分.吸附器內(nèi)雜質(zhì)組分的吸留量逐步增加，當(dāng)?shù)竭_(dá)規(guī)定的吸留量Q3時(shí)(C點(diǎn))停止進(jìn)入原料氣，吸附終止.此時(shí)吸附器內(nèi)仍預(yù)留有一部分未吸附雜質(zhì)的吸附劑(如吸附劑全部被吸附雜質(zhì)，吸留量可為Q4，C’點(diǎn))。

順放過程(C-D): 沿著進(jìn)入原料氣輸出產(chǎn)品的方向降低壓力，流出的氣體仍為產(chǎn)品組分，用于別的吸附器升壓或沖洗.在此過程中，隨床內(nèi)壓力不斷下降，吸附劑上的雜質(zhì)被不斷解吸，解吸的雜質(zhì)又繼續(xù)被未充分吸附雜質(zhì)的吸附劑吸附，因此雜質(zhì)并未離開吸附器，床內(nèi)雜質(zhì)吸留量Q3不變.當(dāng)吸附器降壓到D點(diǎn)時(shí)，床內(nèi)吸附劑全部被雜質(zhì)占用，壓力為P2。

逆放過程(D-E): 開始逆著進(jìn)入原料氣輸出產(chǎn)品的方向降低壓力，直到變壓吸附過程的最低壓力P1(通常接近大氣壓力)，床內(nèi)大部分吸留的雜質(zhì)隨氣流排出器外，床內(nèi)雜質(zhì)吸留量為Q2。

沖洗過程(E-A): 根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)定的吸附等溫線，在壓力P1下吸附器仍有一部分雜質(zhì)吸留量，為使這部分雜質(zhì)盡可能解吸，要求床內(nèi)壓力進(jìn)一步降低.在此利用別的吸附器順向降壓過程排出的產(chǎn)品組分，在過程最低壓力P1下進(jìn)行逆向沖洗不斷降低雜質(zhì)分壓使雜質(zhì)解吸并隨沖洗氣帶出吸附器.經(jīng)一定程度沖洗后，床內(nèi)雜質(zhì)吸留量降低到過程的最低量Q1時(shí)，再生終止.至此，吸附器完成了一個(gè)吸附—解吸再生過程，再次升壓進(jìn)行下一個(gè)循環(huán)。l 真空解吸：

升壓過程(A-B): 經(jīng)真空解吸再生后的吸附器處于過程的最低壓力P0、床內(nèi)雜質(zhì)吸留量為Q1(A點(diǎn)).在此條件下用產(chǎn)品組分升壓到吸附壓力P3，床內(nèi)雜質(zhì)吸留量Q 1不變(B點(diǎn))。

吸附過程(B-C): 在恒定的吸附壓力下原料氣不斷進(jìn)入吸附器，同時(shí)輸出產(chǎn)品組分.吸附器內(nèi)雜質(zhì)組分的吸留量逐步增加，當(dāng)?shù)竭_(dá)規(guī)定的吸留量Q3時(shí)(C點(diǎn))停止進(jìn)入原料氣，吸附終止.此時(shí)吸附器內(nèi)仍預(yù)留有一部分未吸附雜質(zhì)的吸附劑(如吸附劑全部被吸附雜質(zhì)，吸留量可為Q4，C’點(diǎn))。

順放過程(C-D): 沿著進(jìn)入原料氣輸出產(chǎn)品的方向降低壓力，流出的氣體仍為產(chǎn)品組分，用于別的吸附器升壓或沖洗.在此過程中，隨床內(nèi)壓力不斷下降，吸附劑上的雜質(zhì)被不斷解吸，解吸的雜質(zhì)又繼續(xù)被未充分吸附雜質(zhì)的吸附劑吸附，因此雜質(zhì)并未離開吸附器，床內(nèi)雜質(zhì)吸留量Q3不變.當(dāng)吸附器降壓到D點(diǎn)時(shí)，床內(nèi)吸附劑全部被雜質(zhì)占用，壓力為P2。

逆放過程(D-E): 開始逆著進(jìn)入原料氣輸出產(chǎn)品的方向降低壓力，直到變壓吸附過程的最低壓力P1(通常接近大氣壓力)，床內(nèi)大部分吸留的雜質(zhì)隨氣流排出器外，床內(nèi)雜質(zhì)吸留量為Q2。

抽空過程(E-A): 根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)定的吸附等溫線，在壓力P1下吸附器仍有一部分雜質(zhì)吸留量，為使這部分雜質(zhì)盡可能解吸，要求床內(nèi)壓力進(jìn)一步降低.在此利用真空泵抽吸的方法降低雜質(zhì)分壓使雜質(zhì)解吸并隨抽空氣帶出吸附器.抽吸一定時(shí)間后，床內(nèi)壓力為P0，雜質(zhì)吸留量降低到過程的最低量Q1時(shí)，再生終止。至此，吸附器完成了一個(gè)吸附—解吸再生過程，再次升壓進(jìn)行下一個(gè)循環(huán)。二．變壓吸附脫炭

變壓吸附基本工作原理是利用吸附劑對(duì)吸附質(zhì)在不同的分壓下有不同的吸附容量、吸附速度和吸附力，并且在一定壓力下對(duì)被分離的氣體混合物的各組分有選擇吸附的特性，加壓吸附除去原料氣中的雜質(zhì)組分，減壓脫附這些雜質(zhì)而使吸附劑獲得再生。因此，采用多個(gè)吸附床，循環(huán)地變動(dòng)所組合的各吸附床壓力，就可以達(dá)到連續(xù)分離氣體混合物的目的。

合成氨變換氣中主要組分為：水（汽）、有機(jī)硫、無機(jī)硫、二氧化碳、一氧化碳、甲烷、氮、氬及氫氣。這些氣體組分在物理吸附劑上的吸附能力和吸附量，在一定的溫度和壓力下依次減弱和減少。當(dāng)變換氣通過吸附床層時(shí)，在前的組分優(yōu)先被吸附，即使吸附劑已經(jīng)吸附了在后的組分，在前的組分也會(huì)把它頂替出來。難吸附組分氫、氮、甲烷、一氧化碳等氣體很少被吸附，從吸附塔出口端排出，做為脫除了二氧化碳的氣體輸出。在吸附床降壓時(shí)，被吸附的二氧化碳等氣體解吸出來，同時(shí)吸附劑獲得再生。l 裝置主要類型：

由于用途不同，變壓吸附脫碳裝置可分為三種類型：?jiǎn)渭兠摮趸极@得凈化氣的裝置；脫除變換氣中的二氧化碳并聯(lián)產(chǎn)食品級(jí)液體二氧化碳的裝置；同時(shí)制取脫碳凈化氣和純度為98%的氣體二氧化碳的裝置。（1）PSA脫碳裝置

目前中小型合成氨廠采用最多的仍是單純脫除CO2獲得凈化氣的PSA裝置，以替代傳統(tǒng)的濕法脫碳。根據(jù)氨廠的不同需要又分為兩種工藝，一種是替代碳化以增產(chǎn)液氨為目的的脫碳工藝。變換氣經(jīng)PSA脫碳后凈化氣中CO2含量小于0.2%，直接進(jìn)精煉工序。目前此類裝置運(yùn)行情況，氫回收率﹥97%，凈化氣中氫氮比在3.0左右，并且在脫除CO2的同時(shí)，還將大部分雜質(zhì)如CH4、CO、H2S脫除，減小了后續(xù)工段的負(fù)擔(dān)。另一種是用于與聯(lián)醇裝置配套的工藝。由于凈化氣用于聯(lián)醇生產(chǎn)，考慮到甲醇合成催化劑的壽命和盡可能提高CO的回收率問題，一般將脫碳凈化氣中的CO2含量控制在1%~5%的水平。目前此類裝置運(yùn)行情況，氫回收率﹥98%，CO回收率﹥90%。在脫除CO2的同時(shí)，還將變換氣中的硫化物脫除到0.1mg/m3（標(biāo)）的水平，原料氣中所含微量氯、氨、水、砷等雜質(zhì)可同時(shí)脫除。（2）脫碳并聯(lián)產(chǎn)液體CO2裝置

將來自PSA脫碳裝置的解吸氣在常壓狀態(tài)下進(jìn)入壓縮機(jī)，加壓到一定的壓力后首先進(jìn)行預(yù)處理，除去解吸氣中所含的各類硫化物、微量的砷、氟、氯等以及飽和水，以滿足食品級(jí)CO2的要求。預(yù)處理后的氣體冷卻到0℃以下，使解吸氣的CO2成為液體，然后進(jìn)入提純塔使CO2和其他氣體分離，最后在提純塔底部得到純度為99.5%~99.999%的食品級(jí)液體CO2產(chǎn)品。

（3）脫碳并同時(shí)制取純CO2裝置，該裝置是由提純系統(tǒng)和凈化系統(tǒng)兩部分組成，兩系統(tǒng)均采用多塔PSA工藝。變換氣通過提純系統(tǒng)將CO2濃度富集到98.5%以上，供尿素裝置使用。出提純系統(tǒng)的中間氣進(jìn)入凈化系統(tǒng)，凈化系統(tǒng)將中間氣中的CO2進(jìn)一步凈化到0.2%以下，以保證合成氨生產(chǎn)需要。

兩段法變壓吸附脫碳的主要特點(diǎn)是，第一段脫除大部分二氧化碳，出口氣中二氧化碳控制在8-12%，吸附結(jié)束后，通過多次均壓步驟回收吸附塔中的氫氮?dú)?。多次均壓結(jié)束后，吸附塔內(nèi)還有0.06MPA（表）的壓力，然后逆著吸附方向降壓放空，直到吸附塔內(nèi)壓力放到常壓為止，二氧化碳被排放出來，其濃度大于98%吸附劑得到初步再生。吸附得到初步再生。吸附塔逆放結(jié)束后，先與中間氣緩沖罐連通，用中間氣緩沖罐中的氫氮?dú)鈱?duì)吸附塔升壓，直到中間氣緩沖破罐與吸附塔的壓力平衡為止再用均壓和產(chǎn)品氣對(duì)床層逆向升壓至接近吸附壓力，吸附床便開始進(jìn)入下一個(gè)吸附循環(huán)過程。經(jīng)過對(duì)第一段脫碳工業(yè)裝置的分析，多次均壓結(jié)束后，吸附塔還有0.06Mpa（表）的壓力，吸附塔解吸氣中的二氧化碳含量平均大于98%其它為氫氣，氮?dú)猓谎趸技凹自海旱诙螌⒌谝欢挝剿隹跉庵械亩趸济撝?.2%以下，吸附結(jié)束后通過多次均壓步驟回收吸附塔中的氫氮?dú)?。多次均壓結(jié)束后，吸附塔內(nèi)還有0.09MPA（表）的壓力）吸附壓力為0.8MPA時(shí)），通過降壓入入中間緩沖罐，直到吸附塔內(nèi)壓力與中間緩沖罐壓力平衡為止，此時(shí)，吸附塔內(nèi)壓力在0.005-常壓MPA之間。再生結(jié)束后，用均勻氣和產(chǎn)品氣對(duì)床野逆向升壓至接近吸附壓力，吸附床便開始進(jìn)入下一個(gè)吸附循環(huán)過程。第二段吸附塔均壓結(jié)束后，吸附塔內(nèi)的有效氣體沒有直接放空，而是利用中間緩沖罐將其返回到第一段吸附塔加以回收。

三、變壓吸附制氧

變壓吸附制氧的基本原理是利用空氣中的氮和氧在吸附劑上因壓力不同而吸附性能的差異來選擇性吸附進(jìn)行氧氮分離，吸附氮?dú)饧捌渌s質(zhì)，產(chǎn)出氧氣。根據(jù)吸附分離的吸附和解吸壓力的不同，通?？蓪⒊刈儔何街品蛛x制氧工藝分成三種不同的工藝方式。

1、常壓解吸變壓吸附制氧（PSA-O2）：

與空氣變壓吸附分離制氮流程相似，一定壓力（0.3 MPa ～0.55MPa）的壓縮空氣經(jīng)空氣預(yù)處理系統(tǒng)除去油、塵及大部分的汽態(tài)水份后，潔凈空氣進(jìn)入PSA-O2系統(tǒng)吸附塔，潔凈空氣中大部分的氮?dú)?、二氧化碳、殘余水份被吸附，氧氣則被分離出來。當(dāng)吸附塔內(nèi)被吸附的雜質(zhì)組份達(dá)到設(shè)定控制值時(shí)，通過常壓脫附解吸，使該吸附塔的制氧吸附劑再生。由兩塔組成的吸附分離系統(tǒng)在DCS系統(tǒng)的控制下通過程控閥門的起閉而循環(huán)切換完成連續(xù)制氧，該制氧流程通常稱為變壓吸附常壓解吸制氧流程（PSA-O2）。

2、真空解吸變壓吸附制氧（VPSA-O2）：

經(jīng)鼓風(fēng)機(jī)鼓風(fēng)輸送低壓的原料空氣（25KPa-39KPa），凈化除去粉塵后進(jìn)入吸附塔，吸附塔為兩塔或三塔體系，吸附塔產(chǎn)品氣為氧氣?？諝庵械牡?dú)?、二氧化碳、水蒸氣被吸附達(dá)到設(shè)定控制值后，由于吸附壓力較低，先通過常壓解吸，再經(jīng)過真空泵抽真空達(dá)到一定真空度，使吸附塔內(nèi)吸附劑雜質(zhì)徹底脫附再生。由兩塔或三塔組成的吸附分離制氧系統(tǒng)在PLC或DCS系統(tǒng)的控制下，程控閥循環(huán)切換完成連續(xù)產(chǎn)氧，該流程通常稱真空解吸變壓吸附制氧流程（VPSA-O2）。

3、真空解吸制氧（VSA-O2）：

經(jīng)鼓風(fēng)機(jī)鼓風(fēng)輸送低壓的原料空氣（15KPa ～19KPa），凈化除去粉塵后進(jìn)入吸附塔，吸附塔為兩塔或三塔體系，吸附塔產(chǎn)品氣為氧氣。空氣中的氮?dú)?、二氧化碳、水蒸氣被吸附達(dá)到設(shè)定控制值后，由于吸附壓力較低，先經(jīng)常壓解吸，再經(jīng)真空泵抽真空達(dá)到一定真空度進(jìn)行真空解吸，徹底脫附再生吸附塔內(nèi)分子篩雜質(zhì)。由兩塔或三塔組成的吸附分離制氧系統(tǒng)PLC或DCS系統(tǒng)的控制下，程控閥循環(huán)切換完成連續(xù)產(chǎn)氧，該流程通常稱真空解吸制氧流程（VSA-O2），設(shè)備規(guī)模更大，經(jīng)濟(jì)性更強(qiáng)。

第五篇：變壓吸附技術(shù)問答

變壓吸附技術(shù)問答

1.什么叫吸附？

當(dāng)氣體分子運(yùn)動(dòng)到固體表面上時(shí)，由于固體表面原子剩余引力的作用，氣體中的一些分子便會(huì)暫時(shí)停留在固體表面上，這些分子在固體表面上的濃度增大，這種現(xiàn)象稱為氣體分子在固體表面上的吸附。吸附物質(zhì)的固體稱為吸附劑，被吸附的物質(zhì)稱為吸附質(zhì)。按吸附質(zhì)與吸附劑之間引力場(chǎng)的性質(zhì)，吸附可分為化學(xué)吸附和物理吸附。

2．氣體分離的原理是什么？

當(dāng)氣體是混合物時(shí)，由于固體表面對(duì)不同氣體分子的引力差異，使吸附相的組成與氣相組成不同，這種氣相與吸附相在密度上和組成上的差別構(gòu)成了氣體吸附分離技術(shù)的基礎(chǔ)。3.什么叫物理吸附？

物理吸附是指依靠吸附劑與吸附質(zhì)分子間的分子力（即范德華力）進(jìn)行的吸附。其特點(diǎn)是：吸附過程中沒有化學(xué)反應(yīng)，吸附過程進(jìn)行的極快，參與吸附的各相物質(zhì)間的平衡在瞬間即可完成，并且這種吸附是完全可逆的。4.變壓吸附常用吸附劑有哪幾種？

變壓吸附常用的吸附劑有：硅膠、活性氧化鋁、活性炭、分子篩等，另外還有針對(duì)某種組分選擇性吸附而研制的吸附材料。5.什么叫變壓吸附？

在加壓下進(jìn)行吸附，減壓下進(jìn)行解吸。由于循環(huán)周期短，吸附熱來不及散失，可供解吸之用，所以吸附熱和解吸熱引起的吸附床溫度變化一般不大，波動(dòng)范圍僅在幾度，可近似看作等溫過程。變壓吸附工作狀態(tài)僅僅是在一條等吸附線上變化。

6.PSA進(jìn)料中為什么要充分脫水？怎樣防止進(jìn)料帶水？

由吸附劑對(duì)水的吸附性能可知，吸附劑極易吸水，而且脫附困難，同時(shí)吸附劑吸水之后，對(duì)其它分子的吸附能力下降。所以必須對(duì)進(jìn)料氣進(jìn)行嚴(yán)格脫水，以防止損害吸附劑。為了防止進(jìn)料帶水，通常在進(jìn)料線上增設(shè)進(jìn)料氣水分離器，同時(shí)，為防止冬季飽和氣體在管線中發(fā)生冷凝，可視情況將水分離罐后的PSA進(jìn)料管線進(jìn)行伴熱或保溫。7.PSA裝置最常用的吸附劑是什么？它們對(duì)一般氣體的吸附順序如何？

PSA最常用的吸附劑是分子篩和活性炭，通常兩種吸附劑組合使用。

分子篩對(duì)一般氣體的吸附順序是： H2＜＜N2＜CH4＜CO＜CO2 活性炭對(duì)一般氣體的吸附順序是： H2＜＜N2＜CO＜CH4＜CO2 8.吸附器充分吸附雜質(zhì)后，各雜質(zhì)在吸附劑上如何分布？為什么？

當(dāng)吸附器充分地吸附了雜質(zhì)以后，雜質(zhì)界面最前沿為氮?dú)?、一氧化碳，其次是甲烷，再次是二氧化碳，最底層是微量的水?/p>

雜質(zhì)在吸附劑中的分布規(guī)律與吸附劑對(duì)各雜質(zhì)組分的吸附能力以及吸附劑的分布狀況有關(guān)。在吸附器中，活性炭作為主要的吸附劑裝填在下部，分子篩作為輔助吸附劑裝填在上部。進(jìn)料氣由吸附器底部進(jìn)入床層，首先接觸活性炭，而活性炭對(duì)雜質(zhì)的吸附能力的大小次序?yàn)椋篐2＜＜N2＜CO＜CH4＜CO2＜H2O，所以吸附過程H2O、CO2、CH4、CO、N2被依次吸附下來。剩余的雜質(zhì)N2又被上部分子篩吸附，從而獲得高純度的氫氣。9.均壓過程和意義

被抽真空后的吸附器內(nèi)吸附劑再生完成，但吸附器內(nèi)壓力很低，與進(jìn)料壓力的壓差太大，不能直接進(jìn)行吸附，需要先升壓。而完成吸附步驟的吸附器壓力較高，同時(shí)吸附劑顆粒之間，存留一部分氫氣應(yīng)當(dāng)回收。均壓過程即是吸附之后的高壓吸附器與再生之后的低壓吸附器進(jìn)行壓力均衡，高壓吸附器內(nèi)部的氫氣流入低壓吸附器。均壓過程中，高壓吸附器壓力降低，部分雜質(zhì)脫附，并隨物流上移，又被上部吸附劑重新吸附，故雜質(zhì)界面上移。

所以均壓過程使得再生后低壓吸附器的壓力升高，并充分利用高壓吸附器內(nèi)部存留氫氣，提高氫回收率。

10.為什么順放卸壓過程中吸附器內(nèi)的雜質(zhì)界面上移？

變壓吸附是物理吸附，壓力降低時(shí)，被吸附的雜質(zhì)可以脫附，所以當(dāng)吸附器順放卸壓時(shí)，隨著壓力的降低，部分雜質(zhì)逐漸脫附，并隨著物流上移，同時(shí)又被床層上部尚未吸附雜質(zhì)的吸附劑重新吸附下來。因而順放卸壓過程中吸附器內(nèi)雜質(zhì)界面逐漸上移。11.逆放過程及其作用？

逆放是吸附器從供吹掃終止壓力下降到廢氣壓力的逆流卸壓過程，排放位置在吸附器底部，隨著壓力的不斷降低，雜質(zhì)不斷脫附并排入廢氣系統(tǒng)，雜質(zhì)前沿界面逐漸下移，所以排放過程使吸附器內(nèi)大部分雜質(zhì)脫附排出。排放結(jié)束，用供吹掃吸附器提供的純氫從上部進(jìn)入進(jìn)行逆流吹掃，使殘留雜質(zhì)不斷脫附并隨物流排入廢氣系統(tǒng)，從而使絕大多數(shù)的吸附劑實(shí)現(xiàn)再生。

所以，排放和被吹掃的作用就是排除吸附器內(nèi)的雜質(zhì)，使吸附劑實(shí)現(xiàn)再生。12.廢氣緩沖罐有什么作用？

PSA運(yùn)轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生的廢氣，其壓力、流量和組成都發(fā)生周期性的變化。而作為加熱爐的燃料氣應(yīng)當(dāng)具有穩(wěn)定的壓力、流量和熱值，故PSA裝置設(shè)置了廢氣緩沖罐，其作用就是為加熱爐提供流量、壓力和組成接近均勻一致的燃料氣。13.進(jìn)料組成變化對(duì)PSA有何影響？

進(jìn)料中氫含量增加時(shí)，產(chǎn)氫量和氫收率提高。當(dāng)氫含量低于設(shè)計(jì)值時(shí)，進(jìn)料中雜質(zhì)增加，產(chǎn)氫量和氫收率降低。如進(jìn)料中雜質(zhì)濃度增高而未能及時(shí)縮短吸附時(shí)間（或者降低進(jìn)料流量），則能造成雜質(zhì)超載，使產(chǎn)品純度下降，影響PSA的操作性能。14.進(jìn)料溫度變化對(duì)PSA有何影響？

變壓吸附是物理吸附過程，進(jìn)料溫度的高低直接影響吸附劑的吸附性能。進(jìn)料溫度太高，吸附劑的吸附能力下降，因而造成氫收率下降，同時(shí)還影響產(chǎn)品純度和吸附劑的使用壽命。而溫度太低了再生困難，如果因此造成吸附劑再生不完全，則惡性循環(huán)的后果將導(dǎo)致雜質(zhì)超載的現(xiàn)象而損害吸附劑。常溫下，10-30℃范圍內(nèi)幾乎有相等的氫收率，進(jìn)料溫度太高或太低，氫收率都有所下降。15.解吸壓力是否越低越好？為什么？

解吸壓力即廢氣壓力，解吸壓力越低，氫回收率越高，吸附劑再生越好。反之，吹掃壓力越高，氫回收率越低。但考慮到廢氣要能直接送到轉(zhuǎn)化爐做燃料，故廢氣緩沖罐出口保持一定壓力。

16.為什么要根據(jù)進(jìn)料流量的大小調(diào)整吸附時(shí)間？

每個(gè)吸附器在一定的產(chǎn)品規(guī)格要求和一定量吸附劑的條件下，吸附劑對(duì)雜質(zhì)的允許吸附量是一定的。所以每個(gè)吸附步驟只能提純一定量的進(jìn)料氣。在一定的進(jìn)料流速下，如果吸附時(shí)間過長(zhǎng)，則吸附劑過多地吸附了雜質(zhì)造成雜質(zhì)超載，不僅使產(chǎn)品純度下降，而且使PSA操作性能變壞。若吸附時(shí)間太短，則不能充分利用吸附劑，達(dá)不到應(yīng)有的氫收率，造成浪費(fèi)。所以應(yīng)根據(jù)實(shí)際進(jìn)料流量的大小合理地調(diào)整吸附時(shí)間，充分利用吸附劑，在保證產(chǎn)品純度和保護(hù)好吸附劑的前提下，獲得高的氫收率。17.什么是吸附劑的比表面積？

比表面積即單位重量吸附劑所具有的面積，單位為m2/g，吸附劑的表 面積主要是微孔孔壁的表面積.18.在吸附過程中，吸附床分為哪幾個(gè)區(qū)段？

吸附床可分為三個(gè)區(qū)段：(1)為吸附飽和區(qū)，在此區(qū)吸附劑不再吸 附，達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)；(2)為吸附傳質(zhì)區(qū)，傳質(zhì)區(qū)愈短，表示傳質(zhì)阻力愈小(即傳質(zhì)系數(shù)大)，床層中吸附劑的利用率越高；(3)為吸附床的尚未吸附區(qū) 20.什么叫吸附前沿(或傳質(zhì)前沿)？

在實(shí)際的吸附床，由于吸附劑傳質(zhì)阻力的存在，吸附質(zhì)流體以一定的 速率進(jìn)入吸附床時(shí)，總是先在吸附床入口處形成一個(gè)濃度梯度，以此繪成的曲 線便稱為吸附前沿(或傳質(zhì)前沿)，隨著吸附質(zhì)流體的不斷流入，使曲線沿吸附 床高度方向推進(jìn)。21.什么叫吸附床流出曲線？

在吸附慶中，隨著氣體混合物不斷流入，吸附前沿不斷向床的出口端 推進(jìn)，經(jīng)過一段時(shí)間，吸附質(zhì)出現(xiàn)在吸附床出口處，以出口濃度－－時(shí)間繪成 的曲線叫做吸附床流出曲線。

22.什么叫穿透濃度和穿透時(shí)間？

在吸附床流出曲線中，隨著氣體混合物不斷流入，經(jīng)過一段時(shí)間(tc)后，流出氣體中雜質(zhì)濃度達(dá)到一定值(Cc)出現(xiàn)揭點(diǎn)，開始突然上升，這時(shí)的雜 質(zhì)濃度(C 0)稱為穿透濃度，所對(duì)應(yīng)的時(shí)間(tc)稱為穿透時(shí)間。23.變壓吸附中吸附劑的再生有哪些方法？

利用降壓、抽真空、沖洗、置換等方法使吸附劑所吸附的 雜質(zhì)析出。24.什么叫氫氣回收率？

回收率是變壓吸附裝置主要考核指標(biāo)之一，它的定義是從高壓吸附裝置獲得的產(chǎn)品中氫氣組分絕對(duì)量占進(jìn)入變壓吸附裝置原料氣中氫氣絕對(duì)量的百分比。25.在變壓吸附循環(huán)過程中分哪些基本步驟？

(1)壓力下吸附：吸附床在過程的最高壓力下通入氣體混合物，其中雜質(zhì)被吸附，需提純物質(zhì)（氫氣）從吸附床另一端流出。(2)減壓解吸：根據(jù)被吸附組分的性能，選用降壓、抽真空、沖洗和置換等幾種方法使吸附劑再生；(3)升 壓：吸附劑再生完畢后，用產(chǎn)品氣體對(duì)吸附床進(jìn)行充壓，直至吸附壓力為止。26.什么叫循環(huán)周期？

對(duì)一臺(tái)吸附塔來說，一個(gè)循環(huán)周期就是指該吸附塔從吸附雜質(zhì)開始，經(jīng)過降壓再生以后，又到新的一次吸附雜質(zhì)開始，完成這樣大的工藝過程叫做循環(huán)周期。27.什么叫吸附時(shí)間？

指一個(gè)吸附塔在吸附步驟所經(jīng)歷的時(shí)間，其長(zhǎng)短可以反映該吸附塔處理進(jìn)料氣的總量。在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，吸附時(shí)間是一個(gè)主要操作參數(shù)。28.什么叫做吸附劑的孔容？

吸附劑中微孔的容積稱為孔容，通常以單位重量吸附劑中微孔的面積來表示，單位是cm3/g.