關(guān)于變壓吸附氣體分離的技術(shù)及應(yīng)用的分析

朱靜迪(林德工程（杭州）有限公司,浙江 杭州 310000)

1 對變壓吸附技術(shù)的認(rèn)識(shí)

變壓吸附氣體分離技術(shù)在我國工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域應(yīng)用的非常廣泛，也是一種非常重要的氣體分離技術(shù)。其工作原理是根據(jù)組成氣體的成分，在不同固體材料上存在著的吸附差異性進(jìn)行工作的，氣體的吸附性會(huì)隨著壓力的變化而發(fā)生改變，利用周期性壓力變換過程實(shí)現(xiàn)最終的氣體分離或者提純。該技術(shù)昨早實(shí)現(xiàn)的是工業(yè)生產(chǎn)中大規(guī)模的氫氣制作，后來隨著科學(xué)技術(shù)的提高而得到迅速發(fā)展，裝置數(shù)量逐漸增多，規(guī)模不斷擴(kuò)大，使用范圍越來越廣泛。

我國工業(yè)生產(chǎn)中使用變壓吸附氣體分離技術(shù)已經(jīng)有了很長一段時(shí)間，各個(gè)方面已經(jīng)逐漸完善。尤其是在中小型規(guī)模的氫氣分離和提純領(lǐng)域，該技術(shù)已經(jīng)成為主要的生產(chǎn)方式，并且占據(jù)著主要地位。我國傳統(tǒng)的氫氣制作技術(shù)有低溫法、電解法等，這種氣體分離技術(shù)工作效率低，成本高，而且氫氣的純度也不是很理想，所以已經(jīng)被變壓吸附技術(shù)對的PSA法取代。PSA法在合成氨變換氣中脫除二氧化碳技術(shù)，可以使那些小型的合成氨廠改變單一的產(chǎn)品生產(chǎn)結(jié)構(gòu)，大大增加氨的產(chǎn)量，降低了能源的消耗，減低了生產(chǎn)成本。PSA法在一氧化碳提純方面的應(yīng)用，解決了我國原料氣提純的問題，我國已經(jīng)從國外引進(jìn)一批先進(jìn)的氣體合成裝置，用于工業(yè)領(lǐng)域的生產(chǎn)。

2 對變壓吸附氣體分離技術(shù)的特點(diǎn)進(jìn)行研究

變壓吸附氣體分離技術(shù)在我國的應(yīng)用非常廣泛，不僅僅是工業(yè)領(lǐng)域，還可以以應(yīng)用在石油、化工、點(diǎn)子、醫(yī)療以及環(huán)境保護(hù)等方面，與其它的氣體分離技術(shù)相比，存在著諸多的優(yōu)點(diǎn)：

2.1 低能耗。變壓吸附分離技術(shù)的工作壓力范圍比較大，可以減少加壓的能耗，降低生產(chǎn)成本；在常溫下操作還能省去冷卻或加熱所消耗的能量。

2.2 氣體提純度高，并且可以進(jìn)行靈活的調(diào)節(jié)。在生產(chǎn)氫氣的時(shí)候，我們可以根據(jù)實(shí)際情況的需要，在大范圍內(nèi)的隨意調(diào)節(jié)制作氫氣的純度。

2.3 在工作時(shí)，可以對多種氣體進(jìn)行分離，對各種雜物有著較強(qiáng)的承受能力，操作工藝簡單、無需復(fù)雜的前期處理。

2.4 裝置由計(jì)算機(jī)控制，有著較強(qiáng)的自動(dòng)控制系統(tǒng)，只需操作員稍微巡視就可以；

2.5 該技術(shù)的操作裝置有著很強(qiáng)的調(diào)節(jié)能力，操作彈性大，可以在不同的負(fù)荷小保證生產(chǎn)出同質(zhì)量的產(chǎn)品。

2.6 該技術(shù)的投資小，操作成本低，維護(hù)簡單，工作效率高，是氣體分離的首選。

2.7 該技術(shù)的使用裝置可靠性高，出現(xiàn)故障的情況非常少，可以對故障進(jìn)行自動(dòng)診斷。

2.8 這技術(shù)有利于環(huán)境保護(hù)，不會(huì)造成環(huán)境污染，符合我國的環(huán)境政策。

3 分析變壓吸附氣體分離技術(shù)的主要應(yīng)用

3.1 變壓吸附氣體分離技術(shù)在氫氣提純方面的應(yīng)用。因?yàn)槲覈S多的工業(yè)尾氣中存在著大量的氫氣，所以需要用PSA法對工業(yè)尾氣中的氫氣進(jìn)行分離、提純。因?yàn)槭凸I(yè)生產(chǎn)的需要，我國不得不大量制作氫氣，用來滿足石油產(chǎn)業(yè)。PSA法的出現(xiàn)，大大減少了氫氣供求的問題，使得石化系統(tǒng)的應(yīng)用在近幾年得到較快的增長。

3.2 變壓吸附氣體分離技術(shù)在氧氣或氮?dú)庵谱鞣矫娴膽?yīng)用。制作氮?dú)猓ㄑ鯕猓┎捎玫牡蜏胤?、PSA法、膜分離技術(shù)三種方法之間的的競爭非常激烈，但是使用PSA法的企業(yè)占據(jù)著主要地位。隨著低能耗方面的要求，PSA法的應(yīng)用每年都在逐漸上升，規(guī)模不斷擴(kuò)大，每年都在以30%的增長率迅速增長。

3.3 變壓吸附氣體分離技術(shù)在一氧化碳提純方面的應(yīng)用。一氧化碳是化學(xué)的基礎(chǔ)原料氣，以前的提純技術(shù)非常復(fù)雜，成本高，操作流程復(fù)雜，投資大，提純的效果不是很理想，所以開始廣泛的采用變壓吸附技術(shù)來對一氧化碳進(jìn)行提純。一氧化碳的PSA工藝有兩種：(1）一氧化碳專用銅系吸附的吸附工藝；（2）采用常用的吸附劑物理吸附PSA工藝。

3.4 變壓吸附技術(shù)在二氧化碳分離、提純方面的應(yīng)用。為了提高二氧化碳純度，減少成本，增加效益，采用變壓吸附技術(shù)來對二氧化碳進(jìn)行分離提純，滿足多種工業(yè)用途。

4 結(jié)語

變壓吸附技術(shù)對我國的發(fā)展有著重要的作用，我們應(yīng)該加大研究的力度。我國應(yīng)該自行研究生產(chǎn)相關(guān)的技術(shù)設(shè)備，增加我國的經(jīng)濟(jì)實(shí)力。對變壓吸附氣體分離技術(shù)進(jìn)行深入的研究，將其更大范圍的推廣、應(yīng)用。

[1]郜豫川.PSA技術(shù)的研究和發(fā)展[A].變壓吸附設(shè)備技術(shù)交流會(huì)，2002.

[2]葉振華.吸著分離過程基礎(chǔ)[J].1992.