浅谈变压吸附制氧技术的主要特点

工艺与设备

2007.NO.09

化工之友

浅谈变压吸附制氧技术的主要特点

曾征

广州市维通工业气体技术有限公司

广东广州

511442

摘要介绍了变压吸附制氧技术的发展概况阐述了变压吸附制氧技术的工作原理及流程介绍了该技术与传统深冷

空分制氧的优点

关键词变压吸附空分技术制氧

中图分类号T18文献标识码A文章编号1004-0862(2007)05(a)-0019-02

氧气作为一种重要原料在化学工业中用途广泛传统获得氧气的方法主要通过低温精馏法即深冷法其投资大能耗高操作复杂仅适用于大规模制氧领域变压吸附法是20世纪60年代才开发成功的由于其灵活方便自动化操作投资少能耗低等优点得到了快速发展

氮的吸附高于低压时的吸附容量分子筛的脱附再生是靠改变操作压力来实现的即加压吸附减压脱附从而达到O2N2

分离的目的2.2工艺流程

在我国目前变压吸附装置通常采用常压再生和真空再生两种方

法

2.2.1常压再生法

以双塔常压解吸设备的工艺流程为例图

1空气经空压机压缩加压后进入缓冲罐缓冲稳压然后通过高效除油过滤器除去可能夹带的油污及冷凝水由下部进入A1吸附器吸附器的下部装填活性氧化铝上部为分子筛空气首先经过活性氧化铝层除去大部分水分然后进入分子筛床层由分子筛吸附掉空气中的N2CO2及剩余的水分氧和氩穿过床层富集于吸附器的上部通过管道引入氧气贮罐当A1塔吸附时A2塔通过消声器通大气降压再生再生时由上部引入一股氧气进行反吹将存留于死空间的N2赶出吸附器降低吸附器内N2的分压以利吸附于分子筛内的N2尽可能多的解吸出来当A1塔内的分子筛吸附饱和时A2塔已再生完毕此时停止进气和出气将两塔连通进行均压以回收部分能量减少能耗这样两只吸附器循环交替工作即可连续得到产品氧气该工艺的特点是设备简单一次性投资低装置可靠性高

但提取率低

3

能耗偏高一般适用于100m/h

以下的变压吸附制氧企业

2.2.2真空再生法

以三塔工艺流程为例(图2)空气首先进入空气过滤器除去灰尘和颗粒杂质然后进入鼓风机进行加压鼓风机出来的压缩空气进入加热器加热后的空气进入吸附器为了连续产出氧气系统设置3只吸附器交替工作每只吸附器分3个步骤进行工作一是吸附空气由下而上通过吸附器被选择性地吸附同

时纯度为93%的产品O2从吸附器上部排出并进入缓冲罐再送出界区二是脱附当一个吸附器吸附饱和后首先经过一次均压降压然后由真空泵对其抽真空抽至再生压力这时吸附在分子筛上的N2H2OCO2等气体被脱附通过消音器排向大气三是加压吸附器脱附后经过一次均压升压和产品氧气及压缩空气加压至吸附压力以准备下一循环的吸附该流程具有吸附压力低提取率高单位能耗低等特点但与常压再生法相比其工艺流程复杂设备成本高一般适用于大中型的变压吸附制氧装置

1变压吸附制氧技术发展概况

1959年美国埃索公司首次开发成功变压吸附(PSA)技术应用于空气干燥装置1970年美国联合碳化物公司将变压吸附装置用于氢气分离纯化并首次实现了变压吸附四床工艺技术工业化20世纪70年代初美国联碳公司和德国AG公司先后开发成功变压吸附制取富氧装置1975年美国空气制品公司推出了真空解吸的变压吸附技术又一次促进了变压吸附空分装置的

发展

我国对变压吸附制氧技术的开发起步较早从1966年开始研究沸石分子筛分离空气制氧技术20世纪70年代PSA分离空气制氧在钢铁冶炼和玻璃窑等工业领域已经得到了广泛的应用20世纪90年代是我国变压吸附制氧技术突飞猛进向前发展的时期变压吸附制氧技术逐渐成熟有些产品的综合技术经济指标已经接近国外先进水平在近十年内我国变压吸附制氧技术日新月异发展迅速与世界先进水平之间的差距正在不断缩小

2变压吸附制氧原理

2.1基本原理

变压吸附制氧原理是利用沸石分子筛对气体混合物中各组分的吸附能力的差异吸附容量随压力的变化而变化的特性在平衡状态下分子筛优先吸附氮气组分

在提高压力状态下

3变压吸附制氧的技术特点

图

图

与传统的深冷空分制氧技术相比附技术制氧有以下优点

变压吸

FRIENDOFCHEMICALINDUSTRY19

工艺与设备化工之友

2007.NO.09

新型板式换热器在蒸发生产中的应用

冯建平

攀钢集团钢城企业总公司四川攀枝花

617023

摘要:通过分析螺旋式换热器效果差的原因,指出了提高电解液预热温度的措施

对预热器的改造情况进行了总结关键词:螺旋式换热器预热器蒸发中图分类号TF7文献标识码A文章编号1004-0862(2007)05(a)-0020-02

1电解液预热的必要性

蒸发过程中,电解液预热温度作为主要的工艺操作条件之一,尤为重要通过计算,电解液温度每升高10,加热蒸汽消耗量可节省170kg/t,占总耗的5%左右在一般工序中电解液送至蒸发时,温度只有75左右,采用三效四体两段顺流蒸发操作,效溶液沸点145,就是说,要将电解液加热到沸点温度,电解液温升达70,若完全用生蒸汽加热,则仅用于电解液预热的汽耗即达1190kg/t碱如果预热温度接近进料效的沸点,则对蒸发装置的稳定运行和降低加热蒸汽用量大有益处,一般,电解液使用蒸发的冷凝水显热来预热由于预热工艺和装置不够完善,预热后电解液的温度往往比蒸发器内料液的沸点低得多,这就不可避免地要在蒸发器内继续预热而消耗一部分加热蒸汽据资料报道,目前多数氯碱厂电解液预热后的温度要比进料效的沸点低4550,引起蒸汽消耗增加0.70.9t/t100%NaOH,占蒸发总汽耗的25%30%,因此,为了节约蒸汽,应采取措施,提高电解液预热温度

2

数不高,约6001000kJ/mh列管换热器的优点:结构简单,维修方便,价格低廉;缺点也较突出:传热系数低,体积较庞大,

需耗用较多的金属材料2.2螺旋板式换热器

螺旋板式预热器是由2张平行的薄钢板卷制而成的,它有2个互相隔开的螺旋形通道,在预热器的中心,有1块中心隔板,在隔板的两侧设有管口,进入这两管口的流体可沿螺旋线分别通过两个不同的通道导入冷却器最外层左右两侧的管口在用螺旋板式预热器预热电解液时,电解液和冷凝水通过各自通道两侧共用的壁面传递热量由于在螺旋板预热器中,电解液和冷凝水的流速比在列管式预热器中要高得多,传热系数可达240

03500kJ/m2

h

螺旋板式预热器的优点:传热系数高,占地面积小,性能优良;缺点是电解碱液的腐蚀使螺旋板预热器易发生碱脆,泄漏检修困难

3螺旋式电解液预热器使用情况

2常用电解液预热器介绍

2.1列管式换热器

列管式电解液预热器应用比较普遍,通常卧式放置,电解液走管内,冷凝水走管间,逆流方式,为了提高两种流体的流速,在管程和壳程均有程间隔板,管程数常为

46程,壳程中约间隔

3050cm设置一块程间隔板使用冷凝水的电解液预热器的传热系

3.1蒸发流程介绍

某厂烧碱生产规模为年产10万t/a,产品设计规格为30%液碱,采用三效四体两段顺流流程电解来的稀碱经两级预热后至效蒸发器,电解液在效蒸发器蒸发部分水分后,进入效蒸发器,继续蒸发并析出部分食盐,然后进入效蒸发器,当碱浓度提高到19%,食盐大部分结晶析出,碱液和析出的NaCl晶体混合一起经

3.1

流程简单设备易造

深冷空分法是在高压低温下进行的空气经多级压缩深冷至液化其工艺流程设备制造复杂安装要求高安装周期长而变压吸附制氧工艺流程简单设备易造无需深冷高压在常温下用小于1MPa的无油干燥压缩空气即可产 …… 此处隐藏：2426字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……