新型緊湊結(jié)構(gòu)四塔變壓吸附空分制氧裝置研究.pdf

1、該文提出了一種新型緊湊結(jié)構(gòu)四塔變壓吸附空分制氧裝置,每個吸附塔由具有片狀構(gòu)型的基本單元(稱作"塔片")組成,塔片的正面形狀為圓形,塔片尺寸為Ф88×10×10mm.整個裝置由四個這樣的塔片上下疊放在一起,用法蘭蓋壓緊密封而成.實驗中以5A沸石分子篩為吸附劑,采用六步吸附工藝,即每個塔片都經(jīng)歷吸附、均壓、逆向放空、逆向沖洗、均壓和充壓步驟.首先測定了在吸附壓力0.6MPa,原料氣流量分別為110.58Sccm、163.62Sccm、216

2、.66Sccm、269.70Sccm、322.74Sccm、375.78Sccm、428.82Sccm條件下塔片的穿透曲線以及在原料氣流量216.66Sccm,吸附壓力分別為0.3MPa、0.4MPa、0.5MPa、0.6MPa、0.7MPa、0.8MPa條件下塔片的穿透曲線,由此確定該裝置最佳的吸附壓力為0.6MPa,最佳原料氣流量為269.7Sccm.其次分析了氧氣濃度和回收率的影響因素,考察了環(huán)境溫度對氧氣濃度、回收率、單位質(zhì)量吸

3、附劑產(chǎn)氧量以及體系能耗的影響,指出環(huán)境溫度對氧氣的濃度、回收率、單位質(zhì)量吸附劑產(chǎn)氧量和體系能耗影響比較大,由此規(guī)定實驗溫度為18.5℃.然后在室溫18.5℃下,分別研究了進氣口均壓和出氣口均壓方式下吸附時間、均壓時間、沖洗時間、沖洗氣總量以及充壓時間等各時間參數(shù)對氧氣濃度和回收率的影響,結(jié)果表明,不管采用哪種均壓方式,最優(yōu)時間參數(shù)都一樣,即均壓時間為5s、放空時間為30s、沖洗氣量比為0.1、沖洗時間為6s、充壓時間隨吸附時間變化,但需

4、要滿足一定關系式.在時間參數(shù)最優(yōu)值下,對比了這兩種均壓方式下氧氣的濃度和回收率,證明出氣口均壓方式優(yōu)于進氣口均壓方式.最后在室溫18.5℃和最佳操作時序下,測量了不同吸附壓力和吸附時間所對應的氧氣的濃度、回收率、單位質(zhì)量吸附劑的產(chǎn)氧量和體系能耗,得到的結(jié)果是氧氣濃度為40％~70％,回收率為15％~30％,單位質(zhì)量吸附劑產(chǎn)氧量為28.78~56.55 NL/[h kg(adsorbent)],能耗值為0.862~1.97kwh/(Nm<