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「分子筛」浅谈深冷制氧和PSA制氧的区别

浏览:185 发布日期:2018/11/26 13:14:27 作者:admin123

随着我国经济和现代化工业的发展,富氧的使用越来越广泛,深冷分离法大规模应用于工业已有百年的历史,但深冷分离法所要求的系统复杂,投资大,能耗高,适用于大规模生产富氧领域,变压吸附空分制氧于上个世纪50年代开发成功,是一种高科技含量的比较成熟的制氧技术,该制氧工艺具有流程简单、安全、投资少、能耗低、自动化程度高、启动时间短、适应性强、制氧过程在常温下完成,氧气纯度适中 (50%一95%),负荷调节范围较大 (30%一110%)等优点,因此,在制氧规模适中,纯度要求不高的场合,变压吸附制氧具有较大优势,随着我国工业的持续高速发展,节能降耗技术的大力推广以及环境保护要求的不断提高,变压吸附制氧的市场将不断拓展。

一、变压吸附制氧在化工领域的应用

用富氧来代替空气造气,可以达到节能和增产的目的,用富氧空气代替普通空气用于煤气发生炉,不但能够产生明显的节煤效益,提高气化强度,降低灰中碳含量,而且还能使一些煤质差的煤的利用,在化肥造气中采用富氧连续加煤造气,可以降低我国氮肥的生产成本。

煤炭气化被认为是优于直接燃烧且利于环保的工艺,其不仅可以减少SOx和NOx等废气的排放,而且还可以低成本回收二氧化碳,该工艺对于像中国这样具有大量煤炭储备的国家来说,是一种经济合理的选择。许多化学品都是通过催化氧化反应生产的,并且研究结果表明有十余种化工产品的生产都可以用富氧空气代替空气,以提高生产效率,另外炼油厂采用富氧再生工艺可增加催化裂化装置和硫磺回收装置的加工能力,同时还可以提高渣油的掺炼,减少SOx和NOx的产生。

二、变压吸附制氧的关键问题

2.1 吸附剂

吸附剂是变压吸附制氧的核心,吸附剂的吸附分离性能直接决定着制氧装置的能耗、体积以及使用寿命等,因此研究高效的制氧附剂始终是变压吸附制氧研究的核心方向。目前,吸附分离性能最好的是锂分子筛,其吸附量大、高选择性、低吸附压力的特性可以提高装置的氧收率和分子筛的产率,从而降低装置的能耗、体积和吸附剂用量,从而降低真空装置的投资和操作费用,这一点对工业应用尤为有利。

2.2 吸附器的结构

吸附器的结构是吸附剂效率发挥和吸附工艺得以实现的保障,变压吸附制氧的吸附器空塔流速较高、高径比较小,直径较大,因此,吸附器结构中最重要的就是气体分布问题。吸附器内的理想流动状态是平推流动,但是,普通的气体分布器很难达到同一截面的速度和压力的均匀,并且径向均匀度较差,这就使得吸附床的死体积大,产氧率低。因此,开发具有良好的均流速和均压力的气体分布器可以最大限度的发挥吸附剂的效率,并可以降低吸附器的高径比。

随着工业用氧规模的逐渐增加,普通的轴向流吸附器受到吸附器直径的限制,很难满足制氧装置大型化的需要,而解决这一问题的方法是采用径向流的吸附器结构,在径向流的情况下,吸附阶段的流向是从外到里,而在解吸时流向是从里到外,这种吸附器结构的主要优点是:低的容器容积、低的死容积、低的压力降、吸附和解吸时有利的流动方向、固定的吸附剂充填。所以采用径向流吸附器是变压吸附制氧装置大型化的必然选择。


2.3 工艺流程

不同的吸附剂具有不同的吸附性能,运行时需要不同的工艺条件,因此,根据吸附剂的特性,研究适合该吸附剂吸附分离的工艺条件,可以充分的挖掘吸附剂的吸附潜力,发挥装置的最大效率,以最低的生产成本获得最大的产品氧气,另外,良好的变压吸附工艺可以降低吸附的失效速度,保证吸附装置的使用寿命。


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