变压吸附装置中均压设计的讨论汤洪四川天一科技股份有限公司开发设计所成都610225摘要论述均压在变压吸附装置中的作用,介绍均压差的计算以及均压次数的选择与效果评价的方法。关键词变压吸附均压有效均压次数气体回收变压吸附气体分离技术是利用气体在吸附剂上的吸附容量随其分压变化(即气体分压越高,吸附量越大,反之亦然的特性,在较高压力下吸附,而弱吸附组分(如提氢装置的氢气则直接通过吸附床输出;通过降低吸附床的被吸附组分分压(降低吸附床压力,并用被吸附组分含量较低的气体对吸附床进行冲洗,或抽真空,使被吸附组分从吸附剂中解吸出来,吸附剂得到再生。变压吸附气体分离技术与其他吸附分离技术的主要区别是吸附剂解吸再生时不需另加再生气源及外加能量(加热再生气用。主要技术突破在于应用了均压的操作。1操作过程我们用简单的五塔二次均压操作工艺来说明变压吸附的操作过程。五塔二次均压的操作时序如表1所示。表1五塔二次均压操作时序表分步骤12345678910时间,s90909090909090909090A塔终压,ata10210272422712124272102吸附床AA1A2E1DE2DPPDPE2RE1RFRBE1RFRA1A2E1DE2DPPDPE2RCPE2RE1RFRA1A2E1DE2DPPDDPPDPE2RE1RFRA1A2E1DE2DEE1DE2DPPDPE2RE1RFRA1A2注:A吸附EiD均压降iPP顺放D逆放P冲洗EiR均压升iFR终充以吸附床A为例说明变压吸附的工艺操作过程。分步骤1、2,吸附床A处于吸附状态(A1、A2。分步骤3,吸附床A吸附完成需降压再生,通过吸附床顶的程序控制阀与吸附床C连接,向吸附床C充压直至压力相等,吸附床A压力从102ata降至72ata,吸附床C压力从42ata升至72ata,吸附床A的步骤称为均压降1(E1D。分步骤4,吸附床A通过吸附床顶的程序控制阀与吸附床D连接,向吸附床D充压直至压力相等,吸附床A压力从72ata降至42ata,吸附床D压力从12ata升至42ata。吸附床A此步骤称为均压降2(E2D。分步骤5,吸附床A顺向(与吸附时气体流向相同泄压(简称顺放,PP,吸附床A压力从42ata降至27ata,排出的气体作为冲洗气对152003,13(1汤洪变压吸附装置中均压设计的讨论汤洪:高级工程师,总工程师,1982年毕业于浙江大学化学工程专业。长期从事化工工艺设计工作。联系电话:(028降压完成吸附床E进行冲洗(P,降低床层被吸附组分的浓度,使吸附床E吸附剂得到更彻底的解吸再生。分步骤6,吸附床A逆向(与吸附时气体流向相反泄压(简称逆放,D,将气体排出系统,吸附床A压力从27ata降至12ata,完成降压过程。分步骤7,用吸附床B的顺放气对吸附床A进行冲洗(P,进一步降低床层A被吸附组分的浓度,并使吸附剂彻底解吸,吸附床A再生完成。分步骤8,吸附床C向吸附床A充压,吸附床A压力从12ata升至42ata,吸附床A此步骤称为均压升2(E2R。分步骤9,吸附床D向吸附床A充压,吸附床A压力从42ata升至72ata,吸附床A此步骤称为均压升1(E1R。分步骤10,用产品气对吸附床A充压,吸附床A压力从72ata升至吸附压力102ata,充压完成。吸附床A此步骤称为最终充压(简称终充,FR。2均压的作用从变压吸附的工艺操作过程不难看出,所谓均压就是需降压解吸的吸附床分别向需升压的不同的吸附床充压,需降压解吸的吸附床压力逐级下降,而需升压的吸附床的压力得到逐级升高,从而使吸附床降压排出的有用气体得到有效利用。均压步骤的主要作用就是回收吸附床降压时排出的有用气体。3均压次数的影响我们再来看六塔三次均压操作工艺的时序如表2所示。表2六塔三次均压操作时序表分步骤123456789101112时间,s909090909090909090909090A塔终压,ata10210279557345245121234557795102吸附床AA1A2E1DE2DE3DPPDPE3RE2RE1RFRBE1RFRA1A2E1DE2DE3DPPDPE3RE2RCE3RE2RE1RFRA1A2E1DE2DE3DPPDPDDPE3RE2RE1RFRA1A2E1DE2DE3DPPEE3DPPDPE3RE2RE1RFRA1A2E1DE2DFE1DE2DE3DPPDPE3RE2RE1RFRA1A2回收的有用气体量可用吸附压力与最后一次均压降终压的差值来计算,从表2中A塔各步骤终压数据看,由于增加了1次均压,回收的有用气体量有所增加。设VA为吸附床的死体积,m3,三次均压时,三均终压为345ata,每个吸附床降压时回收的气体量为(102-345VA=675VA;而二次均压时,二均终压为42ata,每个吸附床降压时回收的气体量为(102-42VA=6VA。显然,三次均压回收的有用气体量比二次均压多。一般说来,增加均压次数,可回收更多的...
