變壓吸附法脫除二氧化碳的研究.pdf

1、變壓吸附(PSA)法脫除二氧化碳由于工藝過程簡單、操作簡便、能耗低且無腐蝕和污染,已經(jīng)初步實現(xiàn)工業(yè)化,但一直存在吸附劑選擇性和產(chǎn)品氣回收率不高的問題.因此變壓吸附法脫碳的關(guān)鍵在于高效脫碳吸附劑的開發(fā)和選擇,以及合理的工藝流程的設(shè)計,以實現(xiàn)脫碳過程的高選擇性和產(chǎn)品氣的高回收率.該文以從含氮混合氣中采用變壓吸附法脫除CO<,2>為目標(biāo),以合成氨工業(yè)合成氣脫硫為應(yīng)用背景,在對國產(chǎn)的三種常用脫碳吸附劑(活性炭和硅膠類)進(jìn)行靜態(tài)和動態(tài)法二氧化碳吸

2、附性能測定的基礎(chǔ)上,選擇出CO<,2>吸附量大和吸附選擇性高的吸附劑,并對變壓步驟進(jìn)行實驗研究和模型計算,最終利用該文的研究基礎(chǔ)進(jìn)行脫碳過程工業(yè)設(shè)計.測定了N<,2>、CO<,2>純組分在三種吸附劑上的吸附等溫線,并用Langmuir吸附等溫模型方程進(jìn)行關(guān)聯(lián).在單柱上用動態(tài)法測定了CO<,2>分別在H<,2>和N<,2>稀釋條件下在三種吸附劑上的吸附平衡數(shù)據(jù),綜合比較了三種吸附劑對CO<,2>動態(tài)吸附性能,并研究了吸附劑AC和SG1對C

3、O<,2>/N<,2>二元混合體系中CO<,2>的吸附選擇性.對兩種硅膠型吸附劑動態(tài)吸附二氧化碳性能的差異進(jìn)行分析,比較兩種吸附劑內(nèi)部結(jié)構(gòu)的不同,討論了吸附劑內(nèi)部結(jié)構(gòu)對其吸附性能的影響.由于產(chǎn)品氣的回收率和變壓步驟有很大關(guān)系,因此在吸附劑AC和SG1上對含二氧化碳混合氣進(jìn)行了順向放壓步驟和逆向放壓步驟的實驗測定,研究不同床層利用率下二氧化碳/氫氣和含氮混合氣在順放及逆放過程中出口氣二氧化碳濃度和壓力的關(guān)系,比較和討論了兩種混合氣體系中兩