变压吸附装置工程设计

Ⅰ 变压吸附实验装置的工作原理，求详细点

第一：吸附抄剂相同，气袭体分压相同，各组分在吸附剂上吸附量不同；
第二：吸附剂相同，气体分压不同，同组分在吸附剂上吸附量不同；
第三：利用阀门程序控制，让混合气体组分通过吸附柱，由此得到气体组分的分离与纯化。
第四：模拟真实变压吸附过程，提供工业设计的基本数据。
第五：这是硕士论文、博士论文、设计院设计所需要的实验装置。

Ⅱ 变压吸附工艺的原理

PSA装置的设计其实取决于净化气要求的CO2的百分比（V），越高则可在均压设计上加多，以多专回收气属，尽量做到放空压力低，气体损失小。一段法因为要求PSA装置就将出口CO2控制在0.2%以下，均压次数过多将直接污染吸附器出口，导致难以控制CO2浓度，所以一段法均压数不宜过多。这样，一段法放空压力高，气体中CO2浓度不高，有效的减少气体损失大。在此种情况下，经过大时的实地工作，从理论到实际试验，成都天立化工科技有限公司开发出了两段法，将PSA装置分为第一段和第二段两段独立的装置，在第一段中间气出口控制在7%-8%，可以多设定均压次数以降低逆放压力和提高放空气体中CO2浓度，有效的减少气体。第二段将出口CO2控制在2%以下，且将第二段放空气体返回到第一段吸附器回收。这样就达到了提高放空气中CO2浓度的问题，相应的减少了有效气体损失。在两段法推出后，在化肥厂得到了广泛的应用。

Ⅲ VPSA制氧站的1-2 变压吸附制样的发展历史

变压吸附分离技术被发明以来，广泛地应用于气体混合物的分离精制。
首先，1958 年，Skarstorm 申请专利并应用此技术分离空气。同时，Gerin de Montgareuil 和Domine 也在法国申请专利。两者的差别是，Skarstorm 循环在床层吸附饱和后，用部分低压的轻产品组分冲洗解吸，而Gerin-Domine 循环采用抽真空的办法解吸。
1960 年大型变压吸附法空气分离的工业化装置建成。
1961 年用变压吸附分离工艺从石脑油中回收高纯度的正构烷溶剂，并命名为Isosiv 过程，1964年完善了从煤油馏分中回收正构烷烃的工艺。
1966 年利用变压吸附技术提氢的四塔流程装置建成，20 世纪70 年代后采用四塔以上的多塔操作，并向大规模、大型化发展。
1970 年又建成分离和回收氧的工业化装置，用于环保工业污水处理生化的需要。同时被广泛用于从石脑油中提取正构烷烃，再经异构化，将异构化产物加入汽油馏分中，以提高其辛烷的Hysomer过程。
1975 年试制成医用富氧浓缩器，1976 年开发了用碳分子筛变压吸附制氮的工艺并工业化，随后采用5A沸石分子筛抽真空制氮工艺。到1983年德国推出性能优良的制氮用碳分子筛。到1979年为止，约有一半的空气干燥器采用Skarstrom 的变压吸附工艺。变压吸附用于空气或工业气体的干燥比变温吸附更为有效。1980年开发了快速变压吸附工艺（又称为参数泵变压吸附）。
从20 世纪90年代起，由于电能紧张，变压吸附制氧又在炼钢等领域占有了一席之地。
1-2-1 我国对变压吸附制氧技术的研究
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多年来，由于技术力量分散，相互之间缺少联络，我国的变压吸附制氧技术发展缓慢，同国外的差距越来越大。20世纪70年代是我国PSA分离空气制氧技术发展的鼎盛时期，全国有十几个单位相继开展了变压吸附制氧技术的实验研究，建立了数套工业试验设备。这个时期开发的变压吸附制氧设备的共同点有以下几个方面：
（1）大多采用高于大气压吸附、常压解吸流程，吸附塔有两个到四个；
（2）空气进入吸附塔前，经过脱水预处理；
（3）设备可靠性差，不能连续稳定运行，导致大部分设备报废；
（4）技术、经济指标落后。
20世纪80年代，原来从事变压吸附制氧装备研制单位的开发项目相继中止，我国变压吸附制氧技术的开发再次进入低谷。
1995年，美国锦绣国际企业集团ELEGANT旗下的昆山锦沪机械有限公司在河南洛阳钢铁厂建成VSAO-1000Nm3/h制氧机（注：刊物《冶金设备》有载），标志着变压吸附在我国正式进入工业领域，也标志着变压吸附在我国进入高速发展时期。
一九九四年，洛钢有关领导考虑到本厂现有深冷制氧机不能满足炼钢厂要求，且故障率较高的弊端，同时了解到变压吸附制氧机具有启动快、操作方便、维护量少等优点，对此新型制氧机颇为注重。当时在国内并无样版工程。为开拓国内市场，我司邀请洛钢有关技术人员分别考察了CATHAY PACIFIC SKK STEEL、JAKARTA PRlMA 等海外钢厂所用我司之变压吸附设备。考察团回国后便决定上一台1000Nm3/Hr变压吸附制氧设备，除厂房、土建部分外，由锦沪机械有限公司总承包。该设备于一九九五年五月份一次试车成功，所测各项指标均达到设计要求。
此项目是我国工业领域所用的第一台变压吸附制氧设备。
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。多年的实践表明，我国变压吸附制氧技术已经走出实验室步入实用化阶段。在近十年内，通过不断地技术更新和研究开发，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。但从整体水平上看，我国在很多方面与国际先进水平仍有一定的差距。如在新型高性能的吸附剂的研究，吸附流程的改进，理论分析研究和数学模型的建立，质量监控与自动化控制等许多方面。
昆山锦沪机械有限公司简介：
昆山锦沪机械有限公司隶属于美国锦绣国际企业集团ELEGANT，旗下在各国拥有的六个子公司，专业致力与PSA、VPSA变压吸附制氧设备和分子筛的研发、生产及销售。我公司地处风景优美的江苏昆山市，自1995年建立以来，引进欧、美先进技术，不断开创了国内变压吸附制氧在各领域工业化应用的先河。是中国同行业中极少拥有体系认证（ISO9001：2000质量管理体系）、“高新技术企业认定证书”及“百佳高新技术成果转化项目”的企业。在核心技术领域，我们与德国拜尔长达近二十年的技术合作以及年出口超过3000吨分子筛的骄人业绩，更捍卫了我们在制氧领域不可替代的地位。
锦沪公司拥有一支自主研发能力极强的高效技术团队，在引进欧、美先进技术的前提下，结合本国工业进程落伍、技术更新差的特点，为客户提供量身订制的解决方案。我们在没有先例的情况下，突破重重困难，与1995年同时成功实现了国内第一套变压吸附制氧设备在造纸和冶炼领域的工业化应用，为国内的同行提供了宝贵的实践经验。积极有效的推动了变压吸附制氧设备在我国的发展应用！继此之后，我们更是在技术要求比较高的纸浆漂白领域一枝独揽。随着世界环境保护的钟声响起，并响应国家“节能减排”的号召。我们不但需要为气体资源领域提供有价值的技术与产品，推动工业文明的发展，我们更渴望拥有碧水蓝天。因此，锦沪公司在汲取国外先进经验的同时，加强与国内高等院校、各行业设计院人士及国内行业龙头企业的密切合作，在变压吸附制氧应用领域开辟了多条道路。我们多样化的产品涉及造纸、冶金、有色、环保、化工、医疗、水产养殖、玻璃等各个行业。目前，锦沪VPSA制氧设备在国内外市场供不应求，产品远销美国、缅甸、台湾、菲律宾、印度尼西亚等地。良好的市场定位，优质的品质保证，确立了锦沪公司在制氧行业举足轻重的地位。
锦沪将一如既往地传承爱心文化，善尽社会责任，培育科技人才，创新发展模式，挑战科技创新和产也转型的更高目标，缔造“长期、稳定、发展、科技、国际”之一流公司的长青伟业！

Ⅳ 变压吸附制氮机设计手册

1．PSA来源

二十世纪五十年代，伴随着工业革命的大潮，碳材料的应用越来越广泛，其中活性碳的应用领域扩展最快，从最初的过滤杂质逐渐发展到分离不同组份。与此同时，随着技术的进步，人类对物质的加工能力也越来越强，在这种情况下，碳分子筛应运而生。六十年代，碳分子筛在美国最先制造成功并很快推广应用，最初，碳分子筛是被用作从空气中分离氧气的吸附剂，后来逐渐应用在制取氮气的装置上。到了七十年代未、八十年代初，世界各国对氮气的需求量不断增加，而变压吸附制氮技术也逐渐成熟起来，进一步推动了碳分子筛制造技术的发展。

2．PSA制氮技术描述

2.1.技术原理

变压吸附法(PressureSwingAdsorption，简称

PSA)是一种新的气体分离技术，自60年代末70

年代初在国外已经得到迅速的发展，其原理是利用分子筛对不同气体分子“吸附”性能的差异而将气体混合物分开，它是以空气为原料，利用一种高效能、高选择的固体吸附剂对氮和氧的选择性吸附的性能把空气中的氮和氧分离出来。

目前在制氮领域内使用较多的是碳分子筛。碳分子筛对氧和氮的分离作用主要是基于这两种气体在碳分子筛表面的扩散速率不同，碳分子筛是一种兼具活性炭和分子筛某些特性的碳基吸附剂。碳分子筛具有很小微孔组成，孔径分布在0.3nm～1nm之间。较小直径的气体（氧气）扩散较快，较多进入分子筛固相，这样气相中就可以得到氮的富集成分。一段时间后，分子筛对氧的吸附达到平衡，根据碳分子筛在不同压力下对吸附气体的吸附量不同的特性，降低压力使碳分子筛解除对氧的吸附，这一过程称为再生。变压吸附法通常使用两塔并联，交替进行加压吸附和解压再生，从而获得连续的氮气流。

2.2.工艺流程

PSA制氮系统主要由三部份组成：①压缩空气；②空气净化；③PSA制氮；

压缩空气：空气由压缩机压缩到额定标准，为制氮系统提供持续稳定气流及压力。

空气净化：压缩空气经过组合式干燥机及过滤器除去水、油份和尘埃，为后级变压吸附提供洁净的空气源。

PSA制氮：装有专用碳分子筛的吸附塔共有A、B二只。当洁净的压缩空气进入A塔入口端经碳分子筛向出口端流动时，O2、CO2和H2O被其吸附，产品氮气由吸附塔出口端流出。经一段时间后，A塔内的碳分子筛吸附饱和。这时，A塔自动停止吸附，压缩空气流入B塔进行吸氧产氮，并对A塔分子筛进行再生。

3．PSA制氮特点

原料空气取自自然，只需提供压缩空气和电源即可制氮气；

设备能耗低，运行成本费用少；

氮气纯度调整方便，氮气纯度只受氮气排气量的影响，普通制氮纯度在95%－99.999%之任意调节；

设备自动化程度高，产气快，可实现无人操作；启动、关机只需按一下按钮，开机10－20分钟内可产氮气；

设备工艺流程简单，设备结构外形小，占地面积少，装置适应性强；

PSA设备可24小时运转，无须专人看管；

输出高纯度的氮气比市场的液态氮及钢瓶氮的纯度更纯净、更稳定。

Ⅳ 变压吸附工艺的装置改进状况

本装置的流程之前工艺的基础上有了以下改进：
1)提纯段通过调整优化流程，达到了可以回必净化段更多气体以及保证产品气CO2纯度的；
2)提纯段去掉了所有动力设备，完全依靠自身解吸和净化段放空气体过来吹扫解吸，达到了降低动力消耗的目的：低动力消耗的目的，实现了重大的技术突破；
3)提纯段的均压方式进行了调整优化，且取得了良好的效果，使得有效气体回收的更充分；
4)净化段根据净化气要求来设置合理的均压次数，目的是为自身吹扫的气源得到保证以及保证净化气指标；
5)净化段对均压的方式也进行了调整优化，使得有效气体回收的更充分；
6)净化段设置了吹扫这一全新的工序，利用本身的气体对自身进行吹扫解吸，其作用完全代替了动力设备，而且实践证明效果更优于动力设备。

Ⅵ 变压吸附法是指什么

吸附是指当两种相态不同的物质接触时，其中密度较低的物质分子在密度较高的物质表面被富集的现象和过程。吸附按其性质的不同，可以分为四大类，即化学吸附、活性吸附、毛细管凝缩和物理吸附，变压吸附气体分离装置中的吸附主要为物理吸附。

物理吸附的特点是，吸附过程中没有化学反应，吸附过程进行得非常快，在瞬间即可完成参与吸附的各相物质间的动态平衡，并且这种吸附是完全可逆的。

变压吸附技术是以特定的吸附剂(多孔固体物质)内部表面对气体分子的物理吸附为基础，利用吸附剂的特性，即在相同压力下易吸附高沸点组分、不易吸附低沸点组分，高压下吸附量增加、低压下吸附量减少，将原料气在一定压力下通过吸附床，相对于氢的高沸点杂质组分被选择性吸附，低沸点的氢气不易被吸附而穿过吸附床，达到氢和杂质组分的分离。

变压吸附技术是近30多年发展起来的一项新型气体分离与净化技术，由于其投资少，运行费用低，产品纯度高，操作简单、灵活，环境污染小等优点，这项技术被广泛应用于石油、化工、冶金及轻工等行业。

变压吸附气体分离工艺之所以实现，是由于吸附剂在这种物理吸附中所具有的两个基本性质，一是对不同组分的吸附能力不同；二是吸附质在吸附剂上的吸附容量随吸附质的分压上升而增加，随吸附温度的上升而下降。利用吸附剂的第一个性质，可实现对某些组分的优先吸附而使其他组分得以提纯。利用吸附剂的第二个性质，可实现吸附剂在高压低温下吸附，而在高温低压下解吸再生，从而构成吸附剂的吸附与再生循环，达到连续分离气体的目的。

工业上变压吸附制氢装置中所选用的吸附剂是固体颗粒，如活性氧化铝、活性炭、硅胶和分子筛，它们对水、一氧化碳、氮气和二氧化碳等具有较强的吸附能力。在生产实践中，根据不同的气体成分，按吸附性能依次分层装填，组成复合吸附床，以达到分离所需产品组分的目的。变压吸附方法有很多优点，例如工艺流程简单、自动化程度高、操作维修费用低、产品纯度可调性强以及一次分离同时除去多种杂质组分等。

Ⅶ 变压吸附装置均压时间长短对装置的影响

变压吸附装置均压抄时间对装置没袭有直接影响，整个变压吸附装置在运行过程中是一个循环过程，以一个吸附塔为例：吸附-压力均降-逆放-抽真空-压力均升-吸附，逆放和抽真空统称为吸附塔的再生过程。你所说的均压时间应该是指两个吸附塔的压力均升和均降，而对装置影响较大的是吸附时间，吸附时间越长，则吸附塔的再生需要更长的时间。如果再生时间不够，吸附剂中所吸附的分子没有完全解析出来，长时间会缩短吸附剂的使用寿命。
变压吸附装置罐容一定，压力一定，管道或孔板直径一定，开关阀门开关时间一定，则在均压时间上一定，如果要调整均压时间只能是调整吸附塔均压后的等待时间，这样对吸附塔的吸附时间和再生时间要进行调整，这才是影响变压吸附装置运行的关键。