[方案]變壓吸附脫碳

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1、變壓吸附裝置在我公司的應(yīng)用山西陽煤豐喜肥業(yè)(集團)股份冇限公司臨猗分公司摘要:介紹了我公司變壓吸附脫碳工藝的流程和裝置的亮點及變壓吸附工藝節(jié)能環(huán)保的、自動化程度高等特點,對新建合成氨廠的凈化工藝的選擇提供了借鑒。關(guān)鍵詞:變壓吸附脫碳;裝置的亮點;節(jié)能環(huán)保;投資1變壓吸附脫碳項目簡介1.1概述臨猗分公司50000m3/h變壓吸附裝置由成都華西化工科技有限公司設(shè)計并負(fù)責(zé)提供界區(qū)內(nèi)的程控閥、吸附劑及真空泵等設(shè)備,項冃于2008年三月份動工,2009年7月投運,總投資約2700萬元。裝置投運后整體運行良好,各項

2、主控指標(biāo)均能達到或超過設(shè)計要求,有效氣體的回收率達到國內(nèi)同行業(yè)先進水平。1.2裝置的亮點1.2.1吸附塔分布器結(jié)構(gòu)合理,減少了床層死空間,有利于提高有效氣體的回收率;1.2.2兩段運行采用同步工藝,在設(shè)備數(shù)量和管道不增加的前提下,多了一次均壓,有利于提高有效氣體的回收率;1.2.3兩段釆用雙塔同時抽真空,同單塔抽真空相比,抽空時間長,吸附劑的解吸時間長,吸附劑利用率高,真空泵的能耗分布更合理,有利于控制產(chǎn)品二氧化碳的品質(zhì)。2變壓吸附脫碳主要指標(biāo)本裝置以變換氣為原料,采用兩段變壓吸附工藝分離并提純變換氣屮

3、C02的成套裝置。裝置設(shè)計處理能力:50000Nm7h設(shè)計壓力:>1.7MPa凈化氣中CO2含量:W0.4%全系統(tǒng)壓差:^0.08MPaCO?氣體純度:298.5%3流程簡述3?1流程簡圖PSA-II一次順放氣3.2文字流程本裝置釆用兩段VPSA工藝流程,第一段PSA-I工序采用12-2-11D-12R/VPSA流程用于變換氣中CO?提純;第二段PSA-II工序采用12-2-(11D+PP1+PP2)-11R/VPSA流程用于脫除變換氣中的剩余CC)2。3.2.1PSA-I工序流程PSA-I工序采用12

4、-2-11D-12R/VPSA流程,由12臺吸附塔、3臺CO?緩沖罐、1臺分液罐、4臺均壓罐、3臺真空泵組成,其工作過程包括吸附、均壓、逆放、真空、升壓等過程,具體描述如下:a.吸附過程壓力為?1.7Mpa的變換氣自裝置外來,經(jīng)分液罐中分離掉其中夾帶的液滴,然后自塔底進入PSA-I工序中正處于吸附狀態(tài)的吸附塔(同時有2個吸附塔處于吸附狀態(tài))內(nèi)。在多種吸附劑的依次選擇吸附下,其中的HOCO?等組分被吸附下來,未被吸附的中間凈化氣從塔頂流出,經(jīng)壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)穩(wěn)壓后去PSA-II工序進一步脫川C02。當(dāng)被吸附雜

5、質(zhì)的傳質(zhì)區(qū)前沿(稱為吸附前沿)到達床層出口預(yù)留段時,關(guān)掉該吸附塔的原料氣進料閥和產(chǎn)品氣出口閥,停止吸附。吸附床開始轉(zhuǎn)入再生過程。b.均壓降壓過程這是在吸附過程結(jié)束后,順著吸附方向?qū)⑺?nèi)的較高壓力的氫氮氣及一氧化碳放入其它已完成再生的較低壓力吸附塔的過程,該過程不僅是降壓過程,更是冋收床層死空間氫氮氣及一氧化碳的過程,本流程共包括11次均壓降壓過程以保證氫氮氣及一氧化碳的充分回收。c.順放過程均壓結(jié)束后,將吸附塔內(nèi)余壓氣體順著吸附方向進行順放回收,順放氣返回氣柜。d.逆放過程這是在均壓過程結(jié)束后,逆著吸附

6、方向進行減壓,使被吸附的C02減壓解吸出來的過程。逆放解吸出來的產(chǎn)品C02進緩沖罐,采用分級逆放及調(diào)節(jié),可保證輸出的C02壓力及純度穩(wěn)定。a.真空過程這是在逆放過程結(jié)朿后,逆著吸附方向?qū)ξ剿檎婵?,進一步降低壓力,使被吸附的C02完全解吸出來的過程。真空解吸出來氣體進co?進緩沖罐。b.預(yù)升壓過程在真空再生過程完成后,用來自二段吸附塔的較高壓力氫氮氣及一氧化碳對該吸附塔進行預(yù)升壓的過程,這一過程與均壓降壓過程相對應(yīng),不僅是升壓過程,而且更是回收二段吸附塔的床層死空間氫氮氣及一氧化碳的過程。其冃的是盡可

7、能提高氫氮氣及一氧化碳的回收率。c.均壓升壓過程用來自其它吸附塔的較高壓力氫氮氣及一氧化碳對該吸附塔進行升壓的過程,這一過程與均壓降壓過程相對應(yīng),不僅是升壓過程,而且更是回收其它塔的床層死空間氫氮氣及一氧化碳的過程,為保證氫氮氣及一氧化碳的回收率,本裝置包括12次均壓升壓過程。d.產(chǎn)品氣升壓過程在12次(含預(yù)升壓過程)均壓升壓完成后,利用二段吸附塔的高壓氣對一段一均升結(jié)束后的吸附塔進行預(yù)終充,接著進行終充。為了使吸附塔可以平穩(wěn)地切換至下一次吸附并保證產(chǎn)品純度在這一過程中不發(fā)生波動,需要通過升壓調(diào)節(jié)閥緩慢

8、而平穩(wěn)地用中間凈化氣將吸附塔壓力升至吸附塔的工作壓力。經(jīng)這一過程后吸附塔便完成了一個完整的“吸附-再生”循環(huán),又為下一次吸附做好了準(zhǔn)備。12個吸附塔交替進行以上的吸附、再生操作(始終有2個吸附塔處于吸附狀態(tài))即可實現(xiàn)CO?氣體的連續(xù)分離與提純。3.2.2PSA-II段工序流程PSA-II工序采用12-2-(11D+P1+PP)-11R/VPSA流程,由12臺吸附塔、4臺均壓罐、1臺順放回收罐、3臺真空泵等設(shè)備組成,其工作過程包括吸附、均壓、

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