变压吸附制氮尾气回收用于石灰石富氧助燃技术研究 | |
来源:哲成阀门 作者:www.zczkvalve.com 发布时间:2019-5-15 阅读:次 | |
变压吸附(PSA)制氮是利用吸附剂—碳分子筛在不同压力下对氧、氮的吸附能力大小的不同,加压吸附、减压解吸,从而达到分离空气中氧、氮的目的,得到高纯度的氮气y。该工艺在制得高纯度氮气的同时也可得到富氧空气,目前多采用放空的方式将富氧空气当做尾气排放,然而富氧尾气是无尘、无油、干燥的洁净气体,氧气浓度在30.5%左右。该气体回收后可代替液氧用于我公司石灰石锻烧富氧助燃,不仅可以使废弃资源再利用,还可以降低纯碱生产成本。 1 富氧尾气回收技术 碳分子筛对氧气和氮气的分离原理是基于这两种气体的动力学直径的微小差别,氧气的动力学直径小于氮气的动力学直径,在碳分子筛的微孔中有较快的扩散速率,这种气体扩散速率的差别可使氧气的吸附量在短时间内大大超过氮气的吸附量团,从而实现氮、氧分离。因此PSA制氮工艺富氧尾气的放空为非连续周期性短时过程(放空周期约为1 min,尾气排放时长仅有6}-8 s),这为富氧尾气的收集带来了困难,而且收集过程中不能影响正常的制氮过程,要求放空末期放空日为常压或微负压状态,以便下一周期尾气的顺利排放。 变压吸附制氮机富氧尾气排放初期压力较高,压力可达U. 4 MPa,随着富氧尾气排放压力逐渐降低,后期低压尾气压力为接近常压,故将富氧尾气收集分为高压阶段富氧尾气收集和低压阶段富氧尾气收集。 1.1初级收集流程 最初设计的收集流程,高压阶段的富氧尾气通过直排管线直接进人缓冲罐,为了防止放空后期缓冲罐内气体倒吸进人引风机,在直排管线上设置了一个单向阀。低压尾气收集阶段为不影响制氮工艺保证放空日处于常压或微负压状态,利用回收风机抽吸低压富氧尾气,并将尾气送人集气罐,集气罐内收集的富氧尾气再通过送气风机送至缓冲罐内。初级收集流程如图1所示。为避免富氧尾气收集过程出现异常情况影响正常的制氮工艺,在制氮机尾气放空日设置压力变送器和自动排空阀门。自动排空阀门和压力变送器实现关联,当放空日压力高于设定值时,自动排空阀门自动开启放空,确保制氮机组正常运行。 初级收集流程投人运行后,高压阶段尾气收集效果良好,收集速率可达5 000^-6 000 mj/h,然而低压阶段回收风机运行不稳定,经常自动跳车,导致该阶段尾气通过排空阀门放空,收集效果不理想。 图1 富氧尾气初级收集流程图 1.2自力式调节阀收集流程 图2 自力式调节阀的工作原理 图3 富氧尾气自力式调节阀收集流程图 1.3自动调节收集流程 图4 通自动调节装置结构图 图5 富氧尾气自动调节收集流程 2收集效果分析 |
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