有机废气（VOCs）处理变压吸附分离与净化技术

变压吸附分离与净化的技术 (PSA) 是近几十年来在工业上新崛起的气体分离技术  , 具有能耗低、 投资少、 流程简单、 自动化程度高、 产品纯度高、 无环境污染等优点  , 是各种气体分离与回收的较理想的方法  , 极富有市场竞争力  , 在不久的将来将会在工业上迅速推广。

1 工艺原理

PSA 技术是利用气体组分在固体吸附材料上吸附特性的差异  , 通过周期性的压力变化过程实现气体的分离与净化。 PSA 技术是一种物理吸附法。本论文中所介绍的工艺采用沸石分子筛作为吸附剂 ( 吸附容量大、 吸附选择性强 ) , 在常温及一定压力条件下  , 可把有机废气中吸附在沸石分子筛上  , 没有被吸附的气体进入下一个工段。吸附有机废气以后的吸附剂通过降压抽真空把有机物解吸  , 使吸附剂再生。再生后的吸附剂重新去吸附废气中的有机物  , 以此循环往复。生产过程中采用  4 个相同的吸附塔在一台计算机的控制下  , 通过调节阀变向不断改变气流的流向改变各塔的工作阶段  , 来实现各塔的吸附与再生交替进行。 PSA 装置采用四塔二均式工艺  , 该工艺的每个吸附塔必须经过吸附、 一均降、 顺向放压、 二均降、 逆向放压、 冲洗、 二均升、 一均升和终充九个步骤 ; 四个塔步骤相互错开  , 组成一个吸附 - 解吸循环。

2 工艺流程

PSA 工艺流程如图  2 所示。

3 工艺技术指标及特点

1. 低能耗 : 本工艺所采用的压力在  0. 1 ～ 2. 5MPa 。

2. 纯度高 : 回收有机产品纯度可到达  97 % ～ 99 % 。

3. 工艺流程简单 : 可实现多种气体的分离  , 此工艺对杂质有较强的承受能力  , 无须复杂的预处理工序。

4. 自动化程度高 : 装置的运行有计算机控制  , 操作方便  , 启动后短时间内便可得到合格的产品。

5. 适应性强 : 变压吸附装置稍加调节就可以变换生产能力  , 改变原料中的杂质含量和进口压力等工艺条件。

6. 吸附剂使用周期长 : 一般使用 10 a 以上  , 且稍加新的吸附剂就可以延长使用  , 检修时间少  , 开工率高。

7. 设备适应性强 : 可在室外常温下运行  , 不需绝热保温或加热及冷却。

8. 工艺周期短 : 操作周期小于  10 min 。