3)抽真空并吹扫脱附 吸附条件如同N2吹扫再生实验中所述,然后对床层进行抽真空并同时吹扫再生.实验测定了吹扫气体NL/min时的CO2流量分别为100、200、400m,9 由图6可知:床层再生时间随吹扫气流量的增大而缩短;3种条件下吹出气体中CO体积分数降到1%的时间分别为40、22、12min,由此可得到吹扫气量为4、4.4、4.8L,测出它们下一次的穿透吸附量分别是新鲜床层的92.31%、84.62%、80.77%.由此可知,采用N2吹扫床层再生效果不很理想,而且在再生尾气CO体积分数低于2%后下降非常缓慢,所
10南 京 工 业 大 学 学 报 (自然科学版)第31卷
量为3.8、3.4、4L,测出它们在下一次的穿透吸附量分别是新鲜床层的96.15%、92.30%、88.46%. 由此可知,采用抽真空同时使用100mL/min的N采用抽2吹扫床层再生效果好,但所需时间太长;
真空同时使用400mL/min的N2吹扫床层再生时间短,但N所以采用抽真空同时使用2消耗量比较大.200mL/min的N2吹扫再生较为合适.
综上所述,对于净化度要求高的情况,采用抽真
图9 抽真空并吹扫再生时尾气中CO体积分数变化曲线
Fig.9 COconcentrationcurvesofventedgaswithdifferent
flowratesofNspurgegasduringvacuumpumping2a
空并吹扫的脱附模式是比较合适的再生方法.这是因为抽真空可以使进入微孔的CO解析出来,N2吹扫可以带走再生出来的CO,既达到了吸附剂的再生
效果,又保证了CO的净化度.2.3 三塔循环变压吸附过程
依据以上单塔实验所得的结果,设计三塔变压吸附循环操作步骤和时间如表1所示.
由图9可知:增大吹扫气流量,床层再生时间明显缩短.3种条件下抽出气体中CO体积分数降到1%的时间分别为38、17、10min,由此可算出所用吹扫气
表1 三塔变压吸附循环流程
Table1 Cyclestepsofthethree-bedPSA
操作时间/s
塔号
90
ABC
吸附抽+吹供吹扫
30吸附均升均降
120吸附充压抽空
90供吹扫吸附抽+吹
30均降吸附均升
120抽空吸附充压
90抽+吹供吹扫吸附
30均升均降吸附
120充压抽空吸附
在吸附压力为0.4、0.6、0.8MPa条件下,进行三塔循环变压吸附实验.实验中每改变一次实验条件,均经过循环稳定后开始记录数据.实验使
用吸附之后降压时的床层气体作为吹扫气和均压气,考察了每种条件下的最大处理量,部分结果见表2.
表2 三塔变压吸附实验结果
Table2 TestresultsofPSA
吸附压力/
MPa
0.40.60.8
产品气流量/
-1
(L·min)
2.864.064.74
抽空气流量/
-1
(L·min)
0.330.430.52
抽空气占原料气
比例/%
10.349.579.88
产品气中CO体积分数/
(mL·m-3)
<3<3<3
由表2可知:使用吸附之后降压时的床层气体
作为吹扫气和均压气,在所试验的产品气流量下,产品气中CO的体积分数都小于5mL/m,具有很高的净化度,能满足深度净化CO的要求.床层再生过程中得到的气体(包括逆放和吹扫的气体)占所处理气量的10%左右.在实际生产中,这部分气体可
3
以压缩后返回进气系统,这样整个循环过程就没有
原料气的消耗;而且当采用更高的吸附压力和更多的吸附床层时,可以得到更好的效果.
3 结 论
1)使用NA型吸附剂可以实现常温下采用变
第4期
马正飞等:变压吸附法净化含NO的脱附过程2气体中微量C
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压吸附对含NO的脱除,产品气中CO2气体中微量C的体积分数小于5mL/m.
2)升高CO分压和延长停留时间可以提高吸
附剂的动态吸附量,但是单位时间的处理量也随之下降.
3)在床层利用率不超过80%的条件下,顺放气能达到产品气要求,这部分气体可以用来给别的塔提供吹扫或均压,减少产品气在再生过程中的消耗.
4)抽真空并吹扫的脱附模式既降低了吹扫气量又缩短了脱附时间,是合适的再生方法. 5)床层再生过程中得到的气体为所处理气量的10%左右,这对实际生产设计具有指导意义.参考文献:
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