变温吸附课件

1主要内容第1页/共27页1主要内容第1页/共27页12变温吸附变压吸附VS你能告诉我他们各自的异同点和优缺点么？Let'sfight第2页/共27页2变温吸附变压吸附VS你能告诉我他们各自的异同点和优缺点么？2吸附原理循环周期操作条件一般应用领域主要特点及总结一、TSA与PSA的异同点第3页/共27页吸附原理一、TSA与PSA的异同点第3页/共27页34吸附原理异：TSA吸附率在不同温度下的变化实现分离；PSA吸附率随吸附压力的不同而进行吸附分离的。同：会根据气体组分在固体材料上吸附性能的差异来调节。第4页/共27页4吸附原理第4页/共27页45操作条件TSA吸附在常温下，脱附在高温下操作；PSA吸附在加压下，脱附在减压下操作。如有需要，两者在条件上都有微小变化。脱附的过程也是吸附剂再生的过程。循环周期TSA循环周期长，一般至少8h；（解释）PSA循环周期短，一般为2~20min。//TSA吸附剂再生加热与冷却均需较长时间第5页/共27页5操作条件第5页/共27页56应用领域变温吸附在工业上用途十分广泛，如用于气体干燥，原料气净化，废气中脱除或回收低浓度容积以及应用于环保中的废气废液处理等。变压吸附太多。（氢气、二氧化碳的分离与提纯等）第6页/共27页6应用领域第6页/共27页6三种吸附流程的主要特点吸附方式变温吸附变压吸附变温—变压吸附设备大小中等再生耗能耗热耗动力（降压排气）中等再生气耗用量小（0~8%）大（15~20%）中等（4~8%）第7页/共27页三种吸附流程的主要特点吸附方式变温吸附变压吸附变温—变压吸附78变温吸附（TSA）法再生彻底、回收率高、产品损失小，通常用于微量杂质或难解吸杂质的脱除的循环，但存在周期长、投资较大能耗高，吸附剂使用寿命不长等缺点；变压吸附（PSA）的循环周期短、吸附剂利用率高、产品纯度高、吸附剂用量相对较少，不需要外加换热设备，主要用于气量大原料气体组分复杂的气体的分离与提纯。缺点是回收率较深冷法低些如何选择？总结第8页/共27页8如何选择？总结第8页/共27页89在实际应用时，按吸附剂的再生方法不同来选择PSA、TSA或PSA+TSA工艺。第9页/共27页9在实际应用时，按吸附剂的再生方法不同来选择PSA、TSA910二、变温吸附的应用实例第10页/共27页10二、变温吸附的应用实例第10页/共27页1011第11页/共27页11第11页/共27页1112吸附式干燥机的变温吸附利用气体组分在固体材料上吸附性能的差异以及吸附容量在不同温度下的变化实现分离。采用温度升降的循环操作，使低温下被吸附的强吸附组分（水蒸气）在高温下得以脱附，从而使吸附剂得到再生，经冷却后再在低温下吸附强吸附组分。变温吸附技术尤其适合在常温状态下强吸附组分不能良好解吸的分离。第12页/共27页12吸附式干燥机的变温吸附第12页/共27页1213空分设备中的变温吸附装置空分设备就是以空气为原料，通过压缩循环深度冷冻的方法把空气变成液态，再经过精馏而从液态空气中逐步分离生产出氧气、氮气及氩气等惰性气体的设备。空分设备中的变温吸附装置是能好的一部分，而如何减少空分设备的能量消耗，一直是空分行业的研究热点。第13页/共27页13空分设备中的变温吸附装置第13页/共27页1314TSA床内由下向上分别填充活性氧化铝和分子筛。TSA床工作时，压缩空气由下向上通过床层,在活性氧化铝层首先吸附压缩空气中的水蒸气，随后在分子筛层依次吸附剩余的微量水分、乙炔、重组分的碳氢化合物及氮氧化物、二氧化碳和轻组分的碳氢化合物。净化后的干燥压缩空气从床层的上端排出并进入下一个工艺过程。第14页/共27页14TSA床内由下向上分别填充活性氧化铝和分子筛。1415第15页/共27页15第15页/共27页1516TSA的工作原理：温度低时。杂质易于吸附在吸附剂上；温度高时，杂质易于脱离吸附剂。TSA流程如上图2所示。TSA床再生过程即为解吸过程。即把杂质从床层上解吸出来。在再生过程中，热的再生气从床层的上端进人床层，由于分子筛和活性氧化铝对杂质的吸附能力随温度的升高而降低，杂质就从分子筛和活性氧化铝上解吸下来，随再生气从床的底部排出并放空。第16页/共27页16TSA的工作原理：温度低时。杂质易于吸附在吸附剂上；温度1617P代表压力、F代表流量、T代表温度、H代表阀门开度、L代表液位、I代表指示、C代表控制PIC：压力指示控制FIC：流量指示控制TIC：温度指示控制HIC:手动控制LIC:液位指示控制你还记得吗？我们学过的化工仪表拓展第17页/共27页17P代表压力、F代表流量、T代表温度、H代表阀门开度、L代1718为何要有两个床？由于活性氧化铝和分子筛吸附水分和杂质的能力有限，所以整个床层需要定期再生。在再生期间，再生的TSA床不能向下游工艺提供压缩空气，因此，一般TSA装置由2床、3床、4床甚至更多床组成，以保证总有一个床处于吸附状态(即工作状态)，而其他床则处于再生状态。第18页/共27页18为何要有两个床？第18页/共27页1819工艺流程ADBCE升压吸附降压冷却加热//吸附为TSA的工作过程，降压、加热、冷却、升压合称为再生过程。第19页/共27页19工艺流程ADBCE升压吸附降压冷1920TSA加热模式TSA加热模式即传统的TSA加热模式，若无人为干预，在每个循环周期中再生系统的加热时间是固定的。优点：控制方式简单，不需要复杂的计算缺点：不能智能调整加热时间为此，引进了LWH（LowWasteHeat,低浪费热）加热模式，也就是引进了反馈控制模式//优点不言而喻，更节能和经济第20页/共27页20TSA加热模式第20页/共27页2021氯乙烯变温吸附深度脱水工艺的应用问：为什么会用在氯乙烯中呢？答：目前，我国75％以上的PVC生产采用电石法原料路线。在电石法PVC生产中，氯乙烯气体合成后往往含有大量水分，其对PVC产品质量和收率以及设备管道产生很大影响。第21页/共27页21氯乙烯变温吸附深度脱水工艺的应用第21页/共27页21ρ水>ρ氯乙烯第22页/共27页ρ水>ρ氯乙烯第22页/共27页2223第23页/共27页23第23页/共27页2324第24页/共27页24第24页/共27页2425变温吸附后的效果

传统的脱水工艺只能将氯乙烯单体含水质量分数控制在0.2%左右，而经过氯乙烯变温吸附装置之后，氯乙烯气体中的大量水分从干燥塔排出，氯乙烯单体含水质量分数降到0.03％以下，脱水后的氯乙烯气体进入全凝器冷凝。因为水的比热容远大于氯乙烯，水分大量减少使全凝器的耗冷量明显降低，提高了全凝器的冷却效率，减少了冷量，节约了电能。第25页/共27页25变温吸附后的效果传统的脱水工艺只能将氯乙烯单体含水质25MadeinBeiA第26页/共27页MadeinBeiA第26页/共27页26感谢您的欣赏！第27页/共27页感谢您的欣赏！第27页/共27页2728主要内容第1页/共27页1主要内容第1页/共27页2829变温吸附变压吸附VS你能告诉我他们各自的异同点和优缺点么？Let'sfight第2页/共27页2变温吸附变压吸附VS你能告诉我他们各自的异同点和优缺点么？29吸附原理循环周期操作条件一般应用领域主要特点及总结一、TSA与PSA的异同点第3页/共27页吸附原理一、TSA与PSA的异同点第3页/共27页3031吸附原理异：TSA吸附率在不同温度下的变化实现分离；PSA吸附率随吸附压力的不同而进行吸附分离的。同：会根据气体组分在固体材料上吸附性能的差异来调节。第4页/共27页4吸附原理第4页/共27页3132操作条件TSA吸附在常温下，脱附在高温下操作；PSA吸附在加压下，脱附在减压下操作。如有需要，两者在条件上都有微小变化。脱附的过程也是吸附剂再生的过程。循环周期TSA循环周期长，一般至少8h；（解释）PSA循环周期短，一般为2~20min。//TSA吸附剂再生加热与冷却均需较长时间第5页/共27页5操作条件第5页/共27页3233应用领域变温吸附在工业上用途十分广泛，如用于气体干燥，原料气净化，废气中脱除或回收低浓度容积以及应用于环保中的废气废液处理等。变压吸附太多。（氢气、二氧化碳的分离与提纯等）第6页/共27页6应用领域第6页/共27页33三种吸附流程的主要特点吸附方式变温吸附变压吸附变温—变压吸附设备大小中等再生耗能耗热耗动力（降压排气）中等再生气耗用量小（0~8%）大（15~20%）中等（4~8%）第7页/共27页三种吸附流程的主要特点吸附方式变温吸附变压吸附变温—变压吸附3435变温吸附（TSA）法再生彻底、回收率高、产品损失小，通常用于微量杂质或难解吸杂质的脱除的循环，但存在周期长、投资较大能耗高，吸附剂使用寿命不长等缺点；变压吸附（PSA）的循环周期短、吸附剂利用率高、产品纯度高、吸附剂用量相对较少，不需要外加换热设备，主要用于气量大原料气体组分复杂的气体的分离与提纯。缺点是回收率较深冷法低些如何选择？总结第8页/共27页8如何选择？总结第8页/共27页3536在实际应用时，按吸附剂的再生方法不同来选择PSA、TSA或PSA+TSA工艺。第9页/共27页9在实际应用时，按吸附剂的再生方法不同来选择PSA、TSA3637二、变温吸附的应用实例第10页/共27页10二、变温吸附的应用实例第10页/共27页3738第11页/共27页11第11页/共27页3839吸附式干燥机的变温吸附利用气体组分在固体材料上吸附性能的差异以及吸附容量在不同温度下的变化实现分离。采用温度升降的循环操作，使低温下被吸附的强吸附组分（水蒸气）在高温下得以脱附，从而使吸附剂得到再生，经冷却后再在低温下吸附强吸附组分。变温吸附技术尤其适合在常温状态下强吸附组分不能良好解吸的分离。第12页/共27页12吸附式干燥机的变温吸附第12页/共27页3940空分设备中的变温吸附装置空分设备就是以空气为原料，通过压缩循环深度冷冻的方法把空气变成液态，再经过精馏而从液态空气中逐步分离生产出氧气、氮气及氩气等惰性气体的设备。空分设备中的变温吸附装置是能好的一部分，而如何减少空分设备的能量消耗，一直是空分行业的研究热点。第13页/共27页13空分设备中的变温吸附装置第13页/共27页4041TSA床内由下向上分别填充活性氧化铝和分子筛。TSA床工作时，压缩空气由下向上通过床层,在活性氧化铝层首先吸附压缩空气中的水蒸气，随后在分子筛层依次吸附剩余的微量水分、乙炔、重组分的碳氢化合物及氮氧化物、二氧化碳和轻组分的碳氢化合物。净化后的干燥压缩空气从床层的上端排出并进入下一个工艺过程。第14页/共27页14TSA床内由下向上分别填充活性氧化铝和分子筛。4142第15页/共27页15第15页/共27页4243TSA的工作原理：温度低时。杂质易于吸附在吸附剂上；温度高时，杂质易于脱离吸附剂。TSA流程如上图2所示。TSA床再生过程即为解吸过程。即把杂质从床层上解吸出来。在再生过程中，热的再生气从床层的上端进人床层，由于分子筛和活性氧化铝对杂质的吸附能力随温度的升高而降低，杂质就从分子筛和活性氧化铝上解吸下来，随再生气从床的底部排出并放空。第16页/共27页16TSA的工作原理：温度低时。杂质易于吸附在吸附剂上；温度4344P代表压力、F代表流量、T代表温度、H代表阀门开度、L代表液位、I代表指示、C代表控制PIC：压力指示控制FIC：流量指示控制TIC：温度指示控制HIC:手动控制LIC:液位指示控制你还记得吗？我们学过的化工仪表拓展第17页/共27页17P代表压力、F代表流量、T代表温度、H代表阀门开度、L代4445为何要有两个床？由于活性氧化铝和分子筛吸附水分和杂质的能力有限，所以整个床层需要定期再生。在再生期间，再生的TSA床不能向下游工艺提供压缩空气，因此，一般TSA装置由2床、3床、4床甚至更多床组成，以保证总有一个床处于吸附状态(即工作状态)，而其他床则处于再生状态。第18页/共27页18为何要有两个床？第18页/共27页4546工艺流程ADBCE升压吸附降压冷却加热//吸附为TSA的工作过程，降压、加热、冷却、升压合称为再生过程。第19页/共27页19工艺流程ADBCE升压吸附降压冷4647TSA加热模式TSA加热模式即传统的TSA加热模式，若无人为干预，在每个循环周期中再生系统的加热时间是固定的。优点：控制方式简单，不需要复杂的计算缺点：不能智能调整加热时间为此，引进了LWH（LowWasteH