变压吸附制氧工艺

变压吸附技术与工艺

一、变压吸附技术的概念

变压吸附（PSA）技术是近30 多年来发展起来的一项新型气体分离与净化技术。1942年德国发表了第一篇无热吸附净化空气的专利文献。60年代初，美国联合碳化物公司首次实现了变压吸附四床工艺技术的工业化。由于变压吸附技术投资少、运行费用低、产品纯度高、操作简单、灵活、环境污染小、原料气源适应范围宽，因此，进入70年代后，这项技术被广泛应用于石油化工、冶金、轻工及环保等领域。

吸附的定义：当气体分子运动到固体表面上时，由于固体表面原子剩余引力的作用，气体中的一些分子便会暂时停留在固体表面上，这些分子在固体表面上的浓度增大，这种现象称为气体分子在固体表面上的吸附。相反，固体表面上被吸附的分子返回气体相的过程称为解吸或脱附。

被吸附的气体分子在固体表面上形成的吸附层，称为吸附相。吸附相的密度比一般气体的密度大得多，有可能接近液体密度。当气体是混合物时，由于固体表面对不同气体分子的引力差异，使吸附相的

组成与气相组成不同，这种气相与吸附相在密度上和组成上的差别构成了气体吸附分离技术的基础。

吸附物质的固体称为吸附剂，被吸附的物质称为吸附质。伴随吸附过程所释放的热量叫吸附热，解吸过程所吸收的热量叫解吸热。气体混合物

变压吸附（PSA）法 从空气中提取富氧装置

操 作 规 程

XXXXXX化工有限公司

2009年9月

目 录

1. 概 述.............................................................................................................................................................. - 1 - 1.1. 前言 ............................................................................................................................................................. - 1 - 1.2.装置概况 .....................................................................................................................

变压吸附（PSA）法 从空气中提取富氧装置

操 作 规 程

XXXXXX化工有限公司

2009年9月

目 录

1. 概 述.............................................................................................................................................................. - 1 - 1.1. 前言 ............................................................................................................................................................. - 1 - 1.2.装置概况 .....................................................................................................................

变压吸附（PSA）法 从空气中提取富氧装置

操 作 规 程

XXXXXX化工有限公司

2009年9月

目 录

1. 概 述.............................................................................................................................................................. - 1 - 1.1. 前言 ............................................................................................................................................................. - 1 - 1.2.装置概况 .....................................................................................................................

制氧工艺培训讲义

唐山港陆钢铁制氧工艺

制氧工艺培训讲义

一、制氧机简介

制氧机又叫空气分离设备。1、按产品数量不同，可分为800m3/h以下小型设备；1000—6000m3/h中型设备；10000m3/h以上大型设备。2、按产品纯度分，可分为生产氧纯度在99.2%以上的高纯氧装置，生产纯度95%左右的工艺氧装置，生产纯度低于35%的富氧（液化空气）装置。制氧车间目前有二套制氧机，6000m3/h制氧机和6500m3/h制氧机，6000，6500表示制氧机容量。

制氧工艺培训讲义

1、原理抽象，流程复杂。

2、生产连续性强。

3、技术性、安全性要求高。

4、耗电量比较大。

5、受环境条件影响较大

制氧工艺培训讲义

1、空气分离有三种方法，即低温法、吸附法、膜分离法。2、什么叫低温法？先将空气通过压缩膨胀降温，直至空气液化，再利用氧、氮的气化温度（沸点）不同，沸点低的氮相对于氧要容易气化这个特点，在精馏塔内让温度较高的蒸气与温度较低的液体不断相互接触，液体中的氮较多地蒸发，气体中的氧较多地冷凝，使上升蒸气中的含氮量不断提高，下流液体中的含氧量不断增加，以此实现将空气分离。要将空气液化，需将空气冷却至100K以下的温度，这种制冷叫深度冷冻，利用沸点差将液

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工艺技术说明

1、吸附制氢装置工艺技术说明

吸附是指：当两种相态不同的物质接触时，其中密度较低物质的分子在密度较高的物质表面被富集的现象和过程。具有吸附作用的物质（一般为密度相对较大的多孔固体）被称为吸附剂，被吸附的物质（一般为密度相对较小的气体或液体）称为吸附质。吸附按其性质的不同可分为四大类，即：化学吸附、活性吸附、毛细管凝缩和物理吸附。变压吸附（PSA）气体分离装置中的吸附主要为物理吸附。

物理吸附是指依靠吸附剂与吸附质分子间的分子力（包括范德华力和电磁力）进行的吸附。其特点是：吸附过程中没有化学反应，吸附过程进行的极快，参与吸附的各相物质间的动态平衡在瞬间即可完成，并且这种吸附是完全可逆的。

变压吸附气体分离工艺过程之所以得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，可实现对混合气体中某些组分的优先吸附而使其它组分得以提纯；利用吸附剂的第二个性质，可实现吸附剂在低温、高压下吸附而在高温、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。 吸附剂：

工业

变压吸附气体分离技术的应用和发展

摘要：变压吸附气体分离技术在工业上得到了广泛应用，已逐步成为一种主要的气体分离技术。它具有能耗低、投资小、流程简单、操作方便、可靠性高、自动化程度高及环境效益好等特点。简单介绍了变压吸附分离技术的特点，重点介绍了近年来变压吸附技术各方面的进步和变压吸附技术目前所达到的水平(工艺流程、气源、产品回收率、吸附剂、程控阀、自动控制等方面)，并对变压吸附技术未来的发展趋势进行了预测。

l 前 言

变压吸附 (Pressure Swing Adsorption，PSA)的基本原理是利用气体组分在固体材料上吸附特性的差异以及吸附量随压力变化而变化的特性，通过周期性的压力变换过程实现气体的分离或提纯。该技术于l962年实现工业规模的制氢。进入70年代后，变压吸附技术获得了迅速的发展，装置数量剧增，规模不断增大，使用范围越来越广，工艺不断完善，成本不断下降，逐渐成为一种主要的、高效节能的气体分离技术。

变压吸附技术在我国的工业应用也有十几年历史。我国第一套PSA工业装置是西南化工研究设计院设计的，于l982年建于上海吴淞化肥厂，用于从合成氨弛放气中回收氢气。目前，该院已推广各种PSA工业装

变压吸附气体分离技术的应用和发展

摘要：变压吸附气体分离技术在工业上得到了广泛应用，已逐步成为一种主要的气体分离技术。它具有能耗低、投资小、流程简单、操作方便、可靠性高、自动化程度高及环境效益好等特点。简单介绍了变压吸附分离技术的特点，重点介绍了近年来变压吸附技术各方面的进步和变压吸附技术目前所达到的水平(工艺流程、气源、产品回收率、吸附剂、程控阀、自动控制等方面)，并对变压吸附技术未来的发展趋势进行了预测。

l 前 言

变压吸附 (Pressure Swing Adsorption，PSA)的基本原理是利用气体组分在固体材料上吸附特性的差异以及吸附量随压力变化而变化的特性，通过周期性的压力变换过程实现气体的分离或提纯。该技术于l962年实现工业规模的制氢。进入70年代后，变压吸附技术获得了迅速的发展，装置数量剧增，规模不断增大，使用范围越来越广，工艺不断完善，成本不断下降，逐渐成为一种主要的、高效节能的气体分离技术。

变压吸附技术在我国的工业应用也有十几年历史。我国第一套PSA工业装置是西南化工研究设计院设计的，于l982年建于上海吴淞化肥厂，用于从合成氨弛放气中回收氢气。目前，该院已推广各种PSA工业装

摘 要：本文介绍了变压吸附工作原理， 并分析了影响变压吸附的主要因素， 认为吸附时间与吸附压力是影响变压吸附最主要的因素； 同时， 在变压吸附操作中应尽量提高吸附压力、降低解吸压力、延长吸附时间、降低产品纯度， 以提高氢气回收率进而提高装置的经济效益。

关键词：psa变压吸附 制氢 优化

变压吸附氢提纯工艺过程之所以得以实现是由于吸附剂在物理吸附中的具有的两个性质： 一是对不同组分的吸附能力不同， 二是吸附物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。利用吸附剂的这些特性， 可实现吸附剂在低温、高压下吸附而在高温、低压下解析再生， 从而构成吸附剂的吸附与再生循环， 达到连续分离提纯氢气的目的。

由于变压吸附（ psa） 气体分离技术是依靠压力的变化来实现吸附与再生的， 因而再生速度快、能耗低， 属节能型气体分离技术。并且， 该工艺过程简单、操作稳定、对于含多种杂质的混合气可将杂质一次脱除得到高纯度产品。因而近二十年来发展非常迅速， 已广泛应用于含氢气体中氢气的提纯， 混合气体中一氧化碳、二氧化碳、氧气、氮气、氢气和烃类的制取、各种气体的无热干燥等。而其中变压吸附制取纯氢技术的发展尤其令人瞩目

空分制氧工艺流程

2009年01月07日 星期三 15:47

空分制氧工艺流程

图片：

空分制氧系统包括空压机系统、空冷系统、水冷系统、分子筛纯化系统、增压膨胀机系统、精馏塔系统、加压气化系统、氧气系统、氧压机系统、调压站系统

空分制氧系统中精馏塔分离氮气与氧气的原理简介：

精馏塔是一种采用精馏的方法，使各组份分离。从而得到高纯度组份的设备。

空气被冷却至接近液化温度后送入精馏塔的下塔，空气自下向上与温度较低的回流液体充分接触进行传热，使部分空气冷凝为液体。由于氧是难挥发组份，氮是易挥发组份，在冷凝过程中，氧比氮较多的冷凝下来，使气体中氮的纯度提高。同时，气体冷凝时要放出冷凝潜热，使回流液体一部分汽化。由于氮是易挥发组份。因此，氮比氧较多的蒸发出来，使液体中氧纯度提高。就这样，气体由下向上与每一块塔板上的回流液体进行传热传质，而每经过一块塔板，气相中的氮纯

度就提高一次，当气体到达下塔顶部时，绝大部分氧已被冷凝到液体中，使气相中的氮纯度达到99.999％。一部分氮气进入冷凝蒸发器中，冷凝成液氮．作为下塔回流液。同时上塔底部的液氧汽化，作为上塔的上升气体，参与上塔的精馏。 将下塔底部得到的含氧38～40％的富氧液空节流后送入上塔，作为上塔的一部分回流液与上升气