變壓吸附提純氫氣及其影響因素的分析

羅 超

（大慶油田化工集團(tuán)甲醇分公司，黑龍江大慶 163000）

變壓吸附提純氫氣及其影響因素的分析

羅 超

（大慶油田化工集團(tuán)甲醇分公司，黑龍江大慶 163000）

在分析變壓吸附提純氫氣及其影響因素的過程中，主要研究變壓吸附原理和整個吸附過程，從而確定影響變壓吸附的相關(guān)因素。研究顯示，吸附時間和吸附壓力對變壓提純氫氣具有一定的影響，變壓吸附提純氫氣在操作的過程中會提升吸附力，這樣就可以有效地減小吸附壓力，延長吸附時間，既可以降低氫氣的純度，也能增強(qiáng)氫氣的回收率，進(jìn)而創(chuàng)造更高的經(jīng)濟(jì)效益。

變壓吸附；氫氣；吸附時間；影響因素

變壓吸附提純氫氣主要指變壓吸附裝置在運(yùn)行是會開始進(jìn)行變壓吸附氣體，運(yùn)用先進(jìn)科學(xué)技術(shù)將氣體提純出來，這樣就可以成為大型化工工業(yè)的一種生產(chǎn)工藝和獨立的單元操作過程。現(xiàn)如今，我國大型功能工業(yè)在發(fā)展的過程中已經(jīng)開始廣泛地運(yùn)用此種工藝技術(shù)進(jìn)行氫氣提取，并且提純效果較為明顯。

1 關(guān)于變壓吸附性質(zhì)的研究

在研究變壓吸附提純氫氣的過程中，工作人員必須要明確其相關(guān)性質(zhì)，所以，工作人員可以對變壓吸附氫提純工藝過程進(jìn)行研究，從而確定的變壓吸附的性質(zhì)[1]。

2 關(guān)于影響變壓吸附的因素分析

2.1 原料及其組成對變壓吸附裝置產(chǎn)生的影響

在研究影響變壓吸附因素時，首先，工作人員對其相關(guān)的變壓吸附在裝置進(jìn)行研究，因為變壓吸附裝置的運(yùn)行效率影響著氫氣吸附的能力，所以，工作人員必須要重視變壓吸附裝置。通過對變壓吸附裝置不斷的研究顯示，從中發(fā)現(xiàn)原料和其裝置組成的結(jié)構(gòu)對變壓吸附能力具有一定影響。原料不足或者原料不達(dá)標(biāo)都會降低變壓吸附裝置運(yùn)行的效率，尤其是制氫裝置在轉(zhuǎn)換工藝的過程中，如果制氫原料與實際運(yùn)行存在較大區(qū)別，則 PSA 原料的溫度就會發(fā)展轉(zhuǎn)變，其裝置在運(yùn)行時產(chǎn)生烴類及 CO、CO2的含量也會有所差距。其次，因為 PSA 的氫氣吸附能力主要是以產(chǎn)氫量或原料量為衡量依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，所以當(dāng)原料中的氫氣增加時，吸附雜質(zhì)就會明顯下降。反之則會產(chǎn)生大量的有害雜質(zhì)，阻礙變壓吸附裝置的運(yùn)行，降低氫氣純度[2]。

2.2 操作變壓吸附裝置產(chǎn)生的壓力對變壓吸附能力的影響

變壓裝置在運(yùn)行的過程中，工作人員需要結(jié)合實際對氫氣的需求，對變壓吸附裝置提前進(jìn)行設(shè)定，這樣工作人員就可以規(guī)范操作變壓吸附裝置。雖然此種方法有主要工作人員吸附濃度合理的氫氣，但無法否認(rèn)的是，在操作變壓吸附裝置的過程中，變壓吸附裝置會受到一定壓力的影響，這主要表現(xiàn)在 PSA 單元上，其單元會產(chǎn)生一定吸附壓力，如果處理不當(dāng)，將會影響變壓吸附能力。尤其在分析最近幾年制氫裝置設(shè)計結(jié)果時，吸附壓力的增加嚴(yán)重影響中溫變換反應(yīng)器出口的壓力。為了解決在實際操作中，變壓吸附裝置產(chǎn)生壓力對變壓吸附能力的影響，工作人員要能采用科學(xué)的手段對變壓吸附裝置進(jìn)行優(yōu)化，在優(yōu)化其裝置的過程要在壓力敏感的區(qū)域展開科學(xué)合理的調(diào)整[3]。

2.3 氫氣純度的影響因素

影響氫氣提純的因素主要和 PSA 裝置有關(guān)，如果該裝置在運(yùn)行時泄露大量氫氣，這樣該裝置中吸附劑就很難產(chǎn)生實際吸附氫氣的作用。因此，工作人員要確保該裝置具備較強(qiáng)的運(yùn)行能力，保證吸附劑在該裝置中實現(xiàn)再生，這樣才能有效地提升吸附能力，減少氫氣的損失。與此同時，提前氫氣吸附能力的過程中，工作人員要對吸附時間進(jìn)行控制，否則吸附時間的增長會損失氫氣。其次，不同的工藝流程也會對氫氣的純度產(chǎn)生一定影響，研究顯示，工藝流程會影響氫氣的回收率，尤其是在不同的工藝流程下均壓次數(shù)會有所差距。但是工作人員一定要控制均壓次數(shù)，均壓次數(shù)的增加，會導(dǎo)致變壓吸附裝置中產(chǎn)生大量的雜質(zhì)，這些雜質(zhì)嚴(yán)重影響氫氣的純度，這樣的話，工作人員就需要進(jìn)行二次吸附。這不僅浪費(fèi)時間，而且也影響工作效率。因此，工作人員在提升氫氣回收率和純度的過程中，一定要明確影響氫氣純度的因素。

3 結(jié)束語

總而言之，在研究變壓吸附提純氫氣及其影響因素時，工作人員不僅能明確相關(guān)的影響因素，也可以根據(jù)其影響因素對變壓吸附裝置進(jìn)行科學(xué)合理的改造，從而讓其吸附裝置有效地提升氫氣吸附回收的效率，這樣工作人員就可以在操作變壓吸附裝置的過程中創(chuàng)造更更高的經(jīng)濟(jì)效益。而且也可以確保原料的質(zhì)量達(dá)標(biāo)，保證氫氣提取的純度符合相關(guān)的要求。

[1] 姜賀. 變壓吸附制氧技術(shù)的發(fā)展[J]. 中國有色冶金，2014，（2）：12-45.

[2] 楊炎，佘林源. 變壓吸附脫碳裝置開車總結(jié)[J]. 化學(xué)工程與裝備，2014，（6）：56-78.

[3] 丁慧，李進(jìn)輝，黃文升，等.變壓吸附技術(shù)的應(yīng)用及其發(fā)展簡述[J].油氣田環(huán)境保護(hù)，2012，（2）：22-55.

Purification of Hydrogen by Pressure Swing Adsorption and Analysis of Its Influencing Factors

Luo Chao

In this paper，the PSA principle and the whole adsorption process were mainly studied during the analysis of hydrogen purification by pressure swing adsorption，so as to effectively determine the related factors affecting psa.Research shows that the adsorption time and adsorption pressure has certain influence on the pressure of purifying hydrogen，when PSA Hydrogen Purification in the operation of the process will increase the adsorption capacity，so it can effectively reduce the adsorption pressure and adsorption time，it can not only reduce the purity of hydrogen，but also can enhance the hydrogen recovery rate，and create higher economic benefits.

PSA；hydrogen；adsorption time；influencing factors

TQ116.2

A

1003-6490（2017）06-0163-01

2017-04-11

羅超（1986—），女，遼寧彰武人，見習(xí)運(yùn)行工程師，主要研究方向為天然氣制氫。

[3] 常蔓麗. 化工工藝中常見的節(jié)能降耗技術(shù)措施[J]. 山東工業(yè)技術(shù)， 2016，（2）：1.