制氫機(jī)*蘇州恒大
HDFQ提純氫氣系統(tǒng)：
來自氨裂解裝置的氨分解氣由常壓壓縮至0.8-1.2Mpa后送入HDFQ提氫裝置，所得的氫氣作為產(chǎn)品氫氣輸出。針對(duì)裝置及原料氣的特點(diǎn)，HDFQ工段采用常壓解析的方式。即采用5-1-3/P的時(shí)序。
變壓吸附是指：當(dāng)兩種相態(tài)不同的物質(zhì)接觸時(shí)，其中密度較低物質(zhì)的分子在密度較高的物質(zhì)表面被富集的現(xiàn)象和過程。具有吸附作用的物質(zhì)（一般為密度相對(duì)較大的多孔固體）被稱為吸附劑，被吸附的物質(zhì)（一般為密度相對(duì)較小的氣體）稱為吸附質(zhì)。吸附按其性質(zhì)的不同可分為四大類，即：化學(xué)吸附、活性吸附、毛細(xì)管凝縮和物理吸附。HDFQ氫提純裝置中的吸附主要為物理吸附。
物理吸附是指依靠吸附劑與吸附質(zhì)分子間的分子力（包括范德華力和電磁力）進(jìn)行的吸附。其特點(diǎn)是：吸附過程中沒有化學(xué)反應(yīng)，吸附過程進(jìn)行的極快，參與吸附的各相物質(zhì)間的動(dòng)態(tài)平衡在瞬間即可完成，并且這種吸附是*可逆的。
變壓吸附氫提純工藝過程之所以得以實(shí)現(xiàn)是由于吸附劑在這種物理吸附中所具有的兩個(gè)性質(zhì)：一是對(duì)不同組分的吸附能力不同，二是吸附質(zhì)在吸附劑上的吸附容量隨吸附質(zhì)的分壓上升而增加，隨吸附溫度的上升而下降。利用吸附劑的*個(gè)性質(zhì)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)含氫氣源中雜質(zhì)組分的優(yōu)先吸附而使氫氣得以提純；利用吸附劑的第二個(gè)性質(zhì)，可實(shí)現(xiàn)吸附劑在低溫、高壓下吸附而在高溫、低壓下解吸再生，從而構(gòu)成吸附劑的吸附與再生循環(huán)，達(dá)到連續(xù)分離提純氫氣的目的。
工業(yè)HDFQ-H2裝置所選用的吸附劑都是具有較大比表面積的固體顆粒，主要有：活性氧化鋁類、活性炭類、硅膠類和分子篩類。吸附劑更重要的物理特征包括孔容積、孔徑分布、表面積和表面性質(zhì)等。不同的吸附劑由于有不同的孔隙大小分布、不同的比表面積和不同的表面性質(zhì)，因而對(duì)混合氣體中的各組分具有不同的吸附能力和吸附容量。
正是吸附劑所具有的這種：吸附雜質(zhì)組分的能力遠(yuǎn)強(qiáng)于吸附氫氣能力的特性，使我們可以將混合氣體中的氫氣提純。吸附劑對(duì)各種氣體的吸附性能主要是通過實(shí)驗(yàn)測(cè)定的吸附等溫線來評(píng)價(jià)的。優(yōu)良的吸附性能和較大的吸附容量是實(shí)現(xiàn)吸附分離的基本條件。
同時(shí)，要在工業(yè)上實(shí)現(xiàn)有效的分離，還必須考慮吸附劑對(duì)各組分的分離系數(shù)應(yīng)盡可能大。所謂分離系數(shù)是指：在達(dá)到吸附平衡時(shí)，（弱吸附組分在吸附床死空間中殘余量/弱吸附組分在吸附床中的總量）與（強(qiáng)吸附組分在吸附床死空間中殘余量/強(qiáng)吸附組分在吸附床中的總量）之比。分離系數(shù)越大，分離越容易。一般而言，變壓吸附氫提純裝置中的吸附劑分離系數(shù)不宜小于3。
另外，在工業(yè)變壓吸附過程中還應(yīng)考慮吸附與解吸間的矛盾。一般而言，吸附越容易則解吸越困難。如對(duì)于C5、C6等強(qiáng)吸附質(zhì)，就應(yīng)選擇吸附能力相對(duì)較弱的吸附劑如硅膠等，以使吸附容量適當(dāng)而解吸較容易；而對(duì)于N2、O2、CO等弱吸附質(zhì)，就應(yīng)選擇吸附能力相對(duì)較強(qiáng)的吸附劑如分子篩、CO吸附劑等，以使吸附容量更大、分離系數(shù)更高。
此外，在吸附過程中，由于吸附床內(nèi)壓力是不斷變化的，因而吸附劑還應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和抗磨性。
在變壓吸附氫提純裝置常用的幾種吸附劑中，活性氧化鋁類屬于對(duì)水有強(qiáng)親和力的固體，一般采用三水合鋁或三水鋁礦的熱脫水或熱活化法制備，主要用于氣體的干燥。
硅膠類吸附劑屬于一種合成的無定形二氧化硅，它是膠態(tài)二氧化硅球形粒子的剛性連續(xù)網(wǎng)絡(luò)，一般是由硅酸鈉溶液和無機(jī)酸混合來制備的，硅膠不僅對(duì)水有*的親和力，而且對(duì)烴類和CO2等組分也有較強(qiáng)的吸附能力。
活性炭類吸附劑的特點(diǎn)是：其表面所具有的氧化物基團(tuán)和無機(jī)物雜質(zhì)使表面性質(zhì)表現(xiàn)為弱極性或無極性，加上活性炭所具有的特別大的內(nèi)表面積，使得活性炭成為一種能大量吸附多種弱極性和非極性有機(jī)分子的廣譜耐水型吸附劑。
沸石分子篩類吸附劑是一種含堿土元素的結(jié)晶態(tài)偏硅鋁酸鹽，屬于強(qiáng)極性吸附劑，有著非常*的孔徑結(jié)構(gòu)，和*的吸附選擇性。
對(duì)于組成復(fù)雜的氣源，在實(shí)際應(yīng)用中常常需要多種吸附劑，按吸附性能依次分層裝填組成復(fù)合吸附床，才能達(dá)到分離所需產(chǎn)品組分的目的。
吸附平衡：
吸附平衡是指在一定的溫度和壓力下，吸附劑與吸附質(zhì)充分接觸，更后吸附質(zhì)在兩相中的分布達(dá)到平衡的過程。在實(shí)際的吸附過程中，吸附質(zhì)分子會(huì)不斷地碰撞吸附劑表面并被吸附劑表面的分子引力束縛在吸附相中；同時(shí)吸附相中的吸附質(zhì)分子又會(huì)不斷地從吸附劑分子或其它吸附質(zhì)分子得到能量，從而克服分子引力離開吸附相；當(dāng)一定時(shí)間內(nèi)進(jìn)入吸附相的分子數(shù)和離開吸附相的分子數(shù)相等時(shí)，吸附過程就達(dá)到了平衡。在一定的溫度和壓力下，對(duì)于相同的吸附劑和吸附質(zhì)，該動(dòng)態(tài)平衡吸附量是一個(gè)定值。
在壓力高時(shí)，由于單位時(shí)間內(nèi)撞擊到吸附劑表面的氣體分子數(shù)多，因而壓力越高動(dòng)態(tài)平衡吸附容量也就越大；在溫度高時(shí)，由于氣體分子的動(dòng)能大，能被吸附劑表面分子引力束縛的分子就少，因而溫度越高平衡吸附容量也就越小。
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