變壓吸附操作手冊

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1、變壓吸附（PSA）制氫裝置操作運行說明書12第一章前言本裝置是采用變壓吸附（PSA）法從富氫氣體中回收或提取氫氣。改變操作條件可生產(chǎn)不同純度的氫氣，氫氣最高純度可達99.999％以上。本裝置采用氣相吸附工藝，因此，原料氣不含有任何液體或固體。在啟動和運轉這套裝置之前，要求操作人員透徹地閱讀本操作運行說明書，因為不適當?shù)牟僮鲿е逻\行性能低劣和吸附劑的損壞。本說明書中涉及到的壓力均為表壓，組分濃度均為摩爾百分數(shù)，流量除專門標注外均為標準狀態(tài)下的流量。第二章工藝說明本裝置為五塔PSA制氫裝置，它的關鍵部分由五個吸附塔（以下簡稱A、B

2、、C、D、E塔）和33個氣動閥組成。另外，為提高氫氣回收率和氫氣純度，本系統(tǒng)配備了兩臺真空泵（一開一備）和一臺真空緩沖罐；在系統(tǒng)出口管道上裝有一臺壓力調節(jié)閥，用以調節(jié)、穩(wěn)定系統(tǒng)操作壓力。解析氣直接通過消聲阻火器放入大氣或輸入燃料系統(tǒng)作燃料。一、工作原理和過程實施本裝置采用變壓吸附（PSA）分離氣體的工藝，從甲醇重整氣（包括各種含氫氣體）中提取氫氣。其原理是利用所采取的吸附劑對不同吸附質的選擇吸附和吸附劑對吸附質的吸附容量隨壓力變化而有差異的特性，在吸附劑選擇吸附條件下，將原料氣在壓力下通過吸附床層，高壓吸附除去原料中雜質組分，低

3、壓下脫附這些雜質而使吸附劑獲得再生。小分子的氫氣不被吸附而通過吸附床層,達到氫和雜質組分的分離,得到產(chǎn)品氫氣。整個操作過程是在環(huán)境溫度下進行。吸附劑的再生是通過三個基本步驟來完成的:1.吸附塔壓力降至低壓首先是順著吸附的方向進行降壓（以下簡稱均壓），此時有一部分吸附劑仍處于吸附狀態(tài)；２.逆向放壓逆向放壓時，被吸附的雜質部分從吸附劑中解吸，并被排出吸附塔；３.升壓12吸附塔升壓至吸附壓力，以準備再次對原料氣進行分離。本裝置采用五塔三次均壓變壓吸附過程，即每個吸附塔在一次循環(huán)中均需要經(jīng)歷吸附（Ａ）、一次均壓（1ED）、二次均壓（2E

4、D）、三次均壓（3ED）、逆向放壓（D）、真空解吸（V）、一次升壓（3ER）、二次升壓（2ER）、三次升壓（1ER）以及最終升壓（FR）等十個步驟。五個吸附塔在執(zhí)行程序的時間安排上相互錯開，構成一個閉路循環(huán)，以保證原料連續(xù)輸入和產(chǎn)品不斷輸出整個過程主要由33個氣動程控閥來實現(xiàn)（見五塔吸附工藝流程圖）程控閥的功能說明如下：KV1——各塔進料閥KV2——各塔產(chǎn)品輸出閥KV3——各塔逆向放壓閥KV4——各塔均壓閥KV5——各塔終充閥KV6——各塔升壓閥K201——最終升壓調節(jié)閥K202——均壓調節(jié)閥現(xiàn)以A塔為例對工作進行說明：1.吸附

5、（A）原料氣通過氣動程控閥KV1A進入A塔，A塔在工作壓力下吸附流入原料氣中的雜質組分，未被吸附的產(chǎn)品組分H2，通過KV2A流出，其中大部分作為產(chǎn)品從本系統(tǒng)中輸出，少部分通過調節(jié)閥K201和氣動程控閥KV5B對B塔進行最終升壓。吸附過程直至輸出產(chǎn)品雜質濃度超過規(guī)定值是結束。2.降壓平衡（1ED），簡稱一次均壓操縱氣動程控閥KV1A和氣動程控閥KV2A，切斷進、出A塔原料氣，同時操縱氣動程控閥KV4A和氣動程控閥KV6C，使A塔與剛結束一次升壓步驟的C塔出口端相連，實行第一次壓力平衡，均壓后A、C塔壓力基本相等，回收了A塔死空間的

6、H2。3.降壓平衡（2ED），簡稱二次均壓操縱氣動程控閥KV4A12和氣動程控閥KV6D，使A塔與已結束一次升壓步驟的D塔出口端相連，實行第二次壓力平衡，直至A、D兩塔壓力基本相等，又一次回收了A塔死空間的H2。4.降壓平衡（3ED），簡稱三次均壓操縱氣動程控閥KV4A和氣動程控閥KV6E，使A塔與剛結束真空解吸的E塔出口端相連，實行第三次壓力平衡，直至A、E兩塔壓力基本相等，又一次回收了A塔死空間的H2。5.逆向放壓（D），簡稱逆放操縱氣動程控閥KV3A和氣動程控閥KS131，使A塔內剩余的氣體從塔的入口端排出放空，A塔進行解

7、吸（脫附）。6.真空解吸（V）A塔逆放后，常壓下殘存于分子篩內的雜質組分不易排出。此時通過操縱氣動程控閥KV3A（開）和氣動程控閥KS131（關）、氣動程控閥KS132（開）、氣動程控閥KS133（開），使A塔內殘存的氣體由真空泵從塔的入口端抽出放空，對A塔進行真空解吸。7.一次升壓（3ER）真空解吸結束后，操縱氣動程控閥KV3A使A塔處于關閉狀態(tài)；再通過操縱氣動程控閥KV6A和氣動程控閥KV4B利用B塔降壓平衡后的氣體，對A塔進行壓力平衡，直至兩塔壓力相等此時回收了B塔死空間的H2，同時完成對A塔的一次升壓。8.二次升壓（2E

8、R）一次升壓結束后，操縱氣動程控閥KV6A和氣動程控閥KV4C，利用C塔降壓平衡后的氣體，對A塔進行壓力平衡，直至兩塔壓力相等，此時既回收了C塔死空間的H2，同時完成對A塔的二次升壓。9.三次升壓（1ER）二次升壓結束后，操縱氣動程控閥KV6A和氣動程控閥KV4