變壓吸附制氮尾氣回收用于石灰石富氧助燃技術研究 | |
來源:哲成閥門 作者:www.bazhentang8.com 發布時間:2019-5-15 閱讀:次 | |
變壓吸附(PSA)制氮是利用吸附劑—碳分子篩在不同壓力下對氧、氮的吸附能力大小的不同,加壓吸附、減壓解吸,從而達到分離空氣中氧、氮的目的,得到高純度的氮氣y。該工藝在制得高純度氮氣的同時也可得到富氧空氣,目前多采用放空的方式將富氧空氣當做尾氣排放,然而富氧尾氣是無塵、無油、干燥的潔凈氣體,氧氣濃度在30.5%左右。該氣體回收后可代替液氧用于我公司石灰石鍛燒富氧助燃,不僅可以使廢棄資源再利用,還可以降低純堿生產成本。 1 富氧尾氣回收技術 碳分子篩對氧氣和氮氣的分離原理是基于這兩種氣體的動力學直徑的微小差別,氧氣的動力學直徑小于氮氣的動力學直徑,在碳分子篩的微孔中有較快的擴散速率,這種氣體擴散速率的差別可使氧氣的吸附量在短時間內大大超過氮氣的吸附量團,從而實現氮、氧分離。因此PSA制氮工藝富氧尾氣的放空為非連續周期性短時過程(放空周期約為1 min,尾氣排放時長僅有6}-8 s),這為富氧尾氣的收集帶來了困難,而且收集過程中不能影響正常的制氮過程,要求放空末期放空日為常壓或微負壓狀態,以便下一周期尾氣的順利排放。 變壓吸附制氮機富氧尾氣排放初期壓力較高,壓力可達U. 4 MPa,隨著富氧尾氣排放壓力逐漸降低,后期低壓尾氣壓力為接近常壓,故將富氧尾氣收集分為高壓階段富氧尾氣收集和低壓階段富氧尾氣收集。 1.1初級收集流程 最初設計的收集流程,高壓階段的富氧尾氣通過直排管線直接進人緩沖罐,為了防止放空后期緩沖罐內氣體倒吸進人引風機,在直排管線上設置了一個單向閥。低壓尾氣收集階段為不影響制氮工藝保證放空日處于常壓或微負壓狀態,利用回收風機抽吸低壓富氧尾氣,并將尾氣送人集氣罐,集氣罐內收集的富氧尾氣再通過送氣風機送至緩沖罐內。初級收集流程如圖1所示。為避免富氧尾氣收集過程出現異常情況影響正常的制氮工藝,在制氮機尾氣放空日設置壓力變送器和自動排空閥門。自動排空閥門和壓力變送器實現關聯,當放空日壓力高于設定值時,自動排空閥門自動開啟放空,確保制氮機組正常運行。 初級收集流程投人運行后,高壓階段尾氣收集效果良好,收集速率可達5 000^-6 000 mj/h,然而低壓階段回收風機運行不穩定,經常自動跳車,導致該階段尾氣通過排空閥門放空,收集效果不理想。 圖1 富氧尾氣初級收集流程圖 1.2自力式調節閥收集流程 圖2 自力式調節閥的工作原理 圖3 富氧尾氣自力式調節閥收集流程圖 1.3自動調節收集流程 圖4 通自動調節裝置結構圖 圖5 富氧尾氣自動調節收集流程 2收集效果分析 |
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