帶有預(yù)變換反應(yīng)器的處理co氣體的吸附增強水氣變換工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于清潔能源【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種帶有預(yù)變換反應(yīng)器的處理CO氣體的吸附增強水氣變換工藝。本發(fā)明在吸附增強水氣變換工藝單元之前增加了CO氣體的預(yù)變換過程，將一部分CO變換為CO2和H2，釋放出部分反應(yīng)熱。該工藝可以處理高濃度的CO氣體，通過預(yù)變換反應(yīng)器合理分配CO變換過程，控制整個反應(yīng)過程的溫度變化，提高系統(tǒng)運行的平穩(wěn)性和產(chǎn)品氣的溫度。本發(fā)明工藝根據(jù)粗煤氣的成分變化，通過調(diào)節(jié)預(yù)變換裝置的空速和水氣比，實現(xiàn)出口氣體中CO含量保持相對穩(wěn)定，有利于采用PSA技術(shù)的吸附增強水氣變換反應(yīng)裝置的可靠運行，提高原料氣的適應(yīng)性。
【專利說明】帶有預(yù)變換反應(yīng)器的處理CO氣體的吸附增強水氣變換工
-H-
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于清潔能源【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種帶有預(yù)變換反應(yīng)器的處理CO氣體的吸附增強水氣變換工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]H2，作為一種清潔高效的燃料和重要的化工原料，受到了人們的普遍關(guān)注。目前，工業(yè)上大規(guī)模制氫的主要途徑是通過天然氣的重整反應(yīng)制取氫氣。煤通過氣化方式轉(zhuǎn)化成粗煤氣，粗煤氣的主要成分是⑶和H2，通過CO的變換反應(yīng)也可以制取氫氣。由于我國煤炭資源相對豐富，煤炭在一次能源 中的比重一直在70%左右。通過煤炭制氫的方式可以減少污染物排放，緩解大氣污染現(xiàn)象。
[0003]在天然氣重整和粗煤氣水氣變換制氫過程中，都需要進行CO2和H2的分離以制得高純度氫氣。由于CO的變換反應(yīng)受到平衡的限制，水氣變換反應(yīng)需要多段進行，在較低溫度(200°C左右)下實現(xiàn)高的CO變換率。同時變換氣的溫度通常在200~450°C之間，而現(xiàn)有的C02/H2分離技術(shù)主要是常溫或低溫濕法脫碳技術(shù)(如Selexol/NHD技術(shù)、活性MDEA技術(shù)、低溫甲醇洗技術(shù))，需要對變換氣進行降溫處理，浪費氣體顯熱。
[0004]吸附增強水氣變換反應(yīng)是在一個反應(yīng)裝置中耦合發(fā)生水氣變換和CO2吸附反應(yīng)。通過在線脫除CO2，可以在較高溫度(400°C左右)下實現(xiàn)高的CO變換率，同時也可以減少水蒸氣的使用量。吸附增強水氣變換反應(yīng)中CO2脫除工藝采用的是變壓吸附法(PressureSwing Adsorpt1n, PSA)。PSA技術(shù)的基本原理利用氣體組分在固體吸附劑上吸附特性的差異以及吸附量隨壓力變化而變化的特性，通過周期性的壓力變換過程實現(xiàn)氣體的分離。采用PSA技術(shù)進行CO2的分離，可以僅通過壓力的改變實現(xiàn)吸附劑的再生，再生能耗小。
[0005]目前固體吸附劑的CO2吸附容量相對較小，300~400°C下固體吸附劑的吸附容量在0.5~2mol/kg之間，而國內(nèi)在運行的氣流床和干煤粉煤氣化工藝如shell粉煤氣化工藝，產(chǎn)生的粗煤氣中CO干基含量高達60%以上。在高濃度CO的情況下，CO2吸附難以和水氣變換反應(yīng)直接相匹配。同時，水氣變換和CO2吸附都是放熱反應(yīng)，高濃度的CO在單個反應(yīng)塔中發(fā)生水氣變換和CO2吸附，由于CO變換率接近100%，反應(yīng)塔產(chǎn)生大量的反應(yīng)熱，會引起床層溫度過高甚至出現(xiàn)飛溫現(xiàn)象，引起裝置停車的問題。因此，目前文獻研究的吸附增強水氣變換的CO濃度都在10% (干基)左右。此外，由于煤質(zhì)變化等因素造成粗煤氣中CO濃度發(fā)生波動，需要調(diào)整反應(yīng)塔的運行參數(shù)，對PSA工藝的穩(wěn)定連續(xù)運行造成影響。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]針對現(xiàn)有技術(shù)不足，本發(fā)明提供了一種帶有預(yù)變換反應(yīng)器的處理CO氣體的吸附增強水氣變換工藝。
[0007]一種帶有預(yù)變換反應(yīng)器的處理CO氣體的吸附增強水氣變換工藝，含有高濃度CO的粗煤氣，首先進入預(yù)變換反應(yīng)器進行預(yù)變換，通過調(diào)節(jié)水氣比和空速，控制預(yù)變換反應(yīng)器中CO的變換率為40%~60%，控制預(yù)變換反應(yīng)器的出口變換氣溫度不超過400°C ;經(jīng)預(yù)變換反應(yīng)器預(yù)變換后的出口變換氣進入吸附增強水氣變換工藝單元。
[0008]所述吸附增強水氣變換工藝單元采用變壓吸附工藝，每個吸附增強反應(yīng)塔依次經(jīng)歷充壓、吸附增強水氣變換反應(yīng)、產(chǎn)品氣回收、均壓降、順向放壓、逆向放壓、蒸汽解吸、沖洗、均壓升和終充步驟；通過調(diào)節(jié)每個吸附增強反應(yīng)塔反應(yīng)時間、沖洗比，控制每個吸附增強反應(yīng)塔中CO的變換率均為99.5%以上，H2的純度均為99%以上。
[0009]所述吸收增強反應(yīng)塔中填充有催化劑和吸附劑，所述催化劑和吸附劑的填充方法為分段填充或混合填充。
[0010]所述分段填充為催化劑和吸附劑分層填充，預(yù)變換反應(yīng)器出口變換氣先經(jīng)過催化劑層，再經(jīng)過吸附劑層，所述催化劑層和吸附劑層的高度比例為1:(1~99)。
[0011]所述混合填充為催化劑和吸附劑混合均勻后填充，所述催化劑和吸附劑的體積比例為1:(1~99)。
[0012]所述吸附增強水氣變換工藝的預(yù)變換反應(yīng)器和吸附增強水氣變換工藝單元的每個吸附增強反應(yīng)塔所采用的催化劑均分別為鐵系變換催化劑。
[0013]所述吸附增強水氣變換工藝單元的每個吸附增強反應(yīng)塔所采用的吸附劑均分別為水滑石、類水滑石、修飾的水滑石和修飾的類水滑石中的一種或多種。
[0014]所述吸附增強水氣變換工藝單元的每個吸附增強反應(yīng)塔所采用的吸附劑均分別為碳酸鉀修飾的水滑石和碳酸鉀修飾的類水滑石中的一種或多種。
[0015]所述含有高濃度CO的粗煤氣中CO的干基體積分?jǐn)?shù)為50 %~70 %，其余組分為H2,CH4, N2, Ar和H2O中的一種或多種。
[0016]所述吸附增強水氣變換工藝單元中每個吸附增強反應(yīng)塔的再生，根據(jù)壓力不同、吸附質(zhì)在吸附劑上的吸附量不同的原理，實現(xiàn)吸附劑的再生，具體操作如下:
[0017](I)吸附增強水氣變換反應(yīng):
[0018]預(yù)變換反應(yīng)器的出口變換氣從吸附增強反應(yīng)塔底部流入，發(fā)生水氣變換反應(yīng)和CO2吸附反應(yīng)，H2作為產(chǎn)品氣從頂部流出吸附增強反應(yīng)塔；
[0019](2)解吸附，具體步驟依次如下:
[0020](a)均壓降:
[0021]利用吸附劑在高壓下吸附容量大、低壓下吸附容量小的特點，通過吸附增強反應(yīng)塔之間的均壓，降低吸附劑的操作壓力，使部分CO2得到解吸；
[0022](b)順向放壓:
[0023]完成一次均壓降過程后，順著吸附的方向放出一部分含氫氣的混合氣(氫氣濃度很高的氣體)，作為另外一個處于沖洗步驟的吸附增強反應(yīng)塔的氣源，降低該吸附增強反應(yīng)塔中的CO2分壓，使得該吸附增強反應(yīng)塔得到再生；并且通過順向放壓，吸附增強反應(yīng)塔自身的壓力有所降低，CO2得到部分解吸；
[0024](c)逆向放壓:
[0025]完成均壓降過程后，吸附增強反應(yīng)塔仍存在壓力，這時，反應(yīng)塔被解吸出來的CO2充滿，這部分CO2逆著吸附的方向放出吸附增強反應(yīng)塔，通過逆向放壓使吸附增強反應(yīng)塔的壓力達到常壓；
[0026](d)真空降壓:[0027]通過逆向放壓使吸附增強反應(yīng)塔的壓力達到常壓后，對反應(yīng)塔繼續(xù)進行抽真空降壓；
[0028](e)蒸汽沖洗:
[0029]為進一步降低CO2分壓，采用蒸汽沖洗的方式，提高吸附劑的再生程度；
[0030]通過上面的共同作用，吸附劑的再生過程完成；
[0031](3)吸附準(zhǔn)備:
[0032]吸附準(zhǔn)備過程是將吸附增強反應(yīng)塔的壓力回復(fù)至系統(tǒng)壓力水平，具體步驟依次如下:
[0033](a)均壓升:
[0034]通過與完成吸附增強水氣變換過程的吸附增強反應(yīng)塔之間采用兩兩壓力平均的方式，使完成再生的吸附增強反應(yīng)塔的壓力得到提高；此過程既是一個升壓過程，同時也是一個回收其他吸附增強反應(yīng)塔內(nèi)剩余有效成分的過程；
[0035](b)終充:
[0036]通過均壓升能使吸附增強反應(yīng)塔的壓力得到一定升高，但其與整個系統(tǒng)的壓力還存在一定差值，這部分 差值最終使用產(chǎn)品氣充壓，將吸附增強反應(yīng)塔的壓力升至系統(tǒng)壓力水平。
[0037]本發(fā)明的主要優(yōu)點如下:
[0038](I)通過設(shè)置預(yù)變換反應(yīng)器，合理分配CO變換過程，控制整個過程的溫度變化，提高系統(tǒng)運行平穩(wěn)性和產(chǎn)品氣的溫度?？梢酝ㄟ^調(diào)節(jié)預(yù)變換反應(yīng)器的CO變換率，實現(xiàn)整個吸附增強水氣變換反應(yīng)的過程優(yōu)化；
[0039](2)根據(jù)粗煤氣的成分變化，可以通過調(diào)節(jié)預(yù)變換裝置的空速和水氣比，實現(xiàn)出口氣體中CO含量保持相對穩(wěn)定，有利于采用變壓吸附(PSA)技術(shù)的吸附增強水氣變換反應(yīng)裝置的平穩(wěn)運行，提高原料氣的適應(yīng)性；
[0040](3)采用變壓吸附(PSA)技術(shù)可以快速實現(xiàn)吸附劑的再生，提高氣體處理能力；
[0041](4)通過回收變換反應(yīng)熱和原料氣顯熱，提高系統(tǒng)整體熱效率，并且減少換熱設(shè)備，進一步降低設(shè)備投資。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0042]圖1為本發(fā)明采用分段填裝的一種帶有預(yù)變換反應(yīng)器的處理CO氣體的吸附增強水氣變換工藝流程圖；
[0043]圖2為本發(fā)明采用混合填裝的一種帶有預(yù)變換反應(yīng)器的處理CO氣體的吸附增強水氣變換工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0044]本發(fā)明提供了一種帶有預(yù)變換反應(yīng)器的處理CO氣體的吸附增強水氣變換工藝，下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明做進一步說明。
[0045]實施例1
[0046]本實例采用一個預(yù)變換反應(yīng)器和四個吸附增強反應(yīng)塔，見圖1所示。原料氣(粗煤氣)經(jīng)過保溫管道，進入預(yù)變換反應(yīng)器。出口變換氣經(jīng)耐高溫程序控制閥，輸送至吸附增強反應(yīng)塔。每個吸附增強反應(yīng)塔在一個循環(huán)周期中需要經(jīng)歷吸附增強水氣變換反應(yīng)、2次均壓降、順向放壓、逆向放壓、沖洗、2次均壓升和終充步驟。
[0047]原料氣的體積分?jǐn)?shù)組成如下:
[0048]CO:35%, H2:20%, CO2:5%, H2O:40% ；
[0049]原料氣壓力:3MPa ；
[0050]原料氣溫度:300°C ；
[0051]預(yù)變換反應(yīng)器中裝有鐵系變換催化劑。吸附增強反應(yīng)塔中催化劑和吸附劑采用分段填裝的方式，催化劑層和吸附劑層的填裝高度比例為40:60，所用催化劑為鐵系變換催化劑，所用吸附劑為碳酸鉀修飾的水滑石。
[0052]原料氣進入預(yù)變換反應(yīng)器后，在3MPa的操作壓力下，調(diào)節(jié)水氣比(體積比)為1.43，空速為goootr1,發(fā)生水氣變換反應(yīng)，實現(xiàn)60%的CO變換率，出口變換氣的溫度為400°C。出口變換氣進入吸附增強反應(yīng)塔后，在反應(yīng)時間為50s，空速為ΘΟΟΟh-1，沖洗比(蒸汽沖洗氣和原料氣的體積比)為0.1的情況下，反應(yīng)產(chǎn)生的CO2被吸附劑吸附，而H2流出吸附增強反應(yīng)塔。吸附增強反應(yīng)塔之間自動切換，先前工作的吸附增強反應(yīng)塔降壓進入降壓再生狀態(tài)，再生好的吸附增強反應(yīng)塔經(jīng)預(yù)升壓至工作壓力后再進入反應(yīng)狀態(tài)。
[0053]吸附增強反應(yīng)塔的再生主要根據(jù)壓力不同，吸附質(zhì)在吸附劑上的吸附量不同的原理，實現(xiàn)吸附劑的再生。反應(yīng)塔的再生包括均壓降、逆向降壓和蒸汽沖洗三個步驟。
[0054]具體操作步驟如下:
[0055](I)吸附增強水氣變換反應(yīng):
[0056]預(yù)變換反應(yīng)器的出口變換氣從吸附增強反應(yīng)塔底部流入，發(fā)生水氣變換反應(yīng)和CO2吸附反應(yīng)，H2作為產(chǎn)品氣從頂部流出吸附增強反應(yīng)塔；
[0057](2)解吸附，具體步驟依次如下:
[0058](a)均壓降:
[0059]利用吸附劑在高壓下吸附容量大、低壓下吸附容量小的特點，通過吸附增強反應(yīng)塔之間的均壓，降低吸附劑的操作壓力，使部分CO2得到解吸；
[0060](b)順向放壓:
[0061]完成一次均壓降過程后，順著吸附的方向放出一部分含氫氣的混合氣(氫氣濃度很高的氣體)，作為另外一個處于沖洗步驟的吸附增強反應(yīng)塔的氣源，降低該吸附增強反應(yīng)塔中的CO2分壓，使得該吸附增強反應(yīng)塔得到再生；并且通過順向放壓，吸附增強反應(yīng)塔自身的壓力有所降低，CO2得到部分解吸；
[0062](c)逆向放壓:
[0063]完成均壓降過程后，吸附增強反應(yīng)塔仍存在壓力，這時，反應(yīng)塔被解吸出來的CO2充滿，這部分CO2逆著吸附的方向放出吸附增強反應(yīng)塔，通過逆向放壓使吸附增強反應(yīng)塔的壓力達到常壓；
[0064](d)真空降壓:
[0065]通過逆向放壓使吸附增強反應(yīng)塔的壓力達到常壓后，對反應(yīng)塔繼續(xù)進行抽真空降壓；
[0066](e)蒸汽沖洗:
[0067]為進一步降低CO2分壓，采用蒸汽沖洗的方式，提高吸附劑的再生程度；[0068]通過上面的共同作用，吸附劑的再生過程完成；
[0069](3)吸附準(zhǔn)備:
[0070]吸附準(zhǔn)備過程是將吸附增強反應(yīng)塔的壓力回復(fù)至系統(tǒng)壓力水平，具體步驟依次如下:
[0071](a)均壓升:
[0072]通過與完成吸附增強水氣變換過程的吸附增強反應(yīng)塔之間采用兩兩壓力平均的方式，使完成再生的吸附增強反應(yīng)塔的壓力得到提高；此過程既是一個升壓過程，同時也是一個回收其他吸附增強反應(yīng)塔內(nèi)剩余有效成分的過程；
[0073](b)終充:
[0074]通過均壓升能使吸附增強反應(yīng)塔的壓力得到一定升高，但其與整個系統(tǒng)的壓力還存在一定差值，這部分差值最終使用產(chǎn)品氣充壓，將吸附增強反應(yīng)塔的壓力升至系統(tǒng)壓力水平。
[0075]至此，單個吸附增強反應(yīng)塔完成了一個完整的操作過程，其余的吸附增強反應(yīng)塔也經(jīng)歷相同的過程。出口變換氣經(jīng)過吸附增強反應(yīng)塔的PSA工藝后，實現(xiàn)99.6%的CO變換率，出口 H2純度為99.5% (干基)。
[0076]實施例2 [0077]本實例采用一個預(yù)變換反應(yīng)器和四個吸附增強反應(yīng)塔，見圖2所示。原料氣(粗煤氣)經(jīng)過保溫管道，進入預(yù)變換反應(yīng)器。出口變換氣經(jīng)耐高溫程序控制閥，輸送至吸附增強反應(yīng)塔。每個吸附增強反應(yīng)塔在一個循環(huán)周期中需要經(jīng)歷吸附增強水氣變換反應(yīng)、2次均壓降、順向放壓、逆向放壓、沖洗、2次均壓升和終充步驟。
[0078]原料氣的體積分?jǐn)?shù)組成如下:
[0079]CO:30%, H2:22%, CO2:10%，H2O:38% ；
[0080]原料氣壓力:4MPa ；
[0081]原料氣溫度:200°C;
[0082]預(yù)變換反應(yīng)器中裝有鐵系變換催化劑。吸附增強反應(yīng)塔中催化劑和吸附劑采用混合填裝的方式，催化劑和吸附劑的填裝提及比例為1:1，所用催化劑為鐵系變換催化劑，所用吸附劑為碳酸鉀修飾的硬脂酸根水滑石。
[0083]原料氣進入預(yù)變換反應(yīng)器后，在4MPa的操作壓力下，調(diào)節(jié)水氣比(體積比)為1.27，空速為5000h-1，發(fā)生水氣變換反應(yīng)，實現(xiàn)60%的CO變換率，出口變換氣的溫度為380°C。出口變換氣進入吸附增強反應(yīng)塔后，在反應(yīng)時間為100s，空速為5000h-1，沖洗比(蒸汽沖洗氣和原料氣的體積比)為0.2的情況下，反應(yīng)產(chǎn)生的CO2被吸附劑吸附，而H2流出吸附增強反應(yīng)塔。吸附增強反應(yīng)塔之間自動切換，先前工作的吸附增強反應(yīng)塔降壓進入降壓再生狀態(tài)，再生好的吸附增強反應(yīng)塔經(jīng)預(yù)升壓至工作壓力后再進入反應(yīng)狀態(tài)。
[0084]吸附增強反應(yīng)塔的具體操作步驟同實施例1。
[0085]至此，單個吸附增強反應(yīng)塔完成了一個完整的操作過程，其余的吸附增強反應(yīng)塔也經(jīng)歷相同的過程。出口變換氣經(jīng)過吸附增強反應(yīng)塔的PSA工藝后，實現(xiàn)99.9%的CO變換率，出口 H2純度為99.6% (干基)。
【權(quán)利要求】
1.一種帶有預(yù)變換反應(yīng)器的處理CO氣體的吸附增強水氣變換工藝，其特征在于:含有高濃度CO的粗煤氣，首先進入預(yù)變換反應(yīng)器進行預(yù)變換，通過調(diào)節(jié)水氣比和空速，控制預(yù)變換反應(yīng)器中CO的變換率為40%~60%，控制預(yù)變換反應(yīng)器的出口變換氣溫度不超過4000C ;經(jīng)預(yù)變換反應(yīng)器預(yù)變換后的出口變換氣進入吸附增強水氣變換工藝單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶有預(yù)變換反應(yīng)器的處理CO氣體的吸附增強水氣變換工藝，其特征在于:所述吸附增強水氣變換工藝單元采用變壓吸附工藝，每個吸附增強反應(yīng)塔依次經(jīng)歷充壓、吸附增強水氣變換反應(yīng)、產(chǎn)品氣回收、均壓降、順向放壓、逆向放壓、蒸汽解吸、沖洗、均壓升和終充步驟；通過調(diào)節(jié)每個吸附增強反應(yīng)塔反應(yīng)時間、沖洗比，控制每個吸附增強反應(yīng)塔中CO的變換率均為99.5%以上，H2的純度均為99%以上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種帶有預(yù)變換反應(yīng)器的處理CO氣體的吸附增強水氣變換工藝，其特征在于:所述吸收增強反應(yīng)塔中填充有催化劑和吸附劑，所述催化劑和吸附劑的填充方法為分段填充或混合填充。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種帶有預(yù)變換反應(yīng)器的處理CO氣體的吸附增強水氣變換工藝，其特征在于:所述分段填充為催化劑和吸附劑分層填充，預(yù)變換反應(yīng)器出口變換氣先經(jīng)過催化劑層，再經(jīng)過吸附劑層，所述催化劑層和吸附劑層的高度比例為1: (I~99)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種帶有預(yù)變換反應(yīng)器的處理CO氣體的吸附增強水氣變換工藝，其特征在于:所述混合填充為催化劑和吸附劑混合均勻后填充，所述催化劑和吸附劑的體積比例為1:(1~99)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3~5任意一項權(quán)利要求所述的一種帶有預(yù)變換反應(yīng)器的處理CO氣體的吸附增強水氣 變換工藝，其特征在于:所述吸附增強水氣變換工藝的預(yù)變換反應(yīng)器和吸附增強水氣變換工藝單元的每個吸附增強反應(yīng)塔所采用的催化劑均分別為鐵系變換催化劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求3~5任意一項權(quán)利要求所述的一種帶有預(yù)變換反應(yīng)器的處理CO氣體的吸附增強水氣變換工藝，其特征在于:所述吸附增強水氣變換工藝單元的每個吸附增強反應(yīng)塔所采用的吸附劑均分別為水滑石、類水滑石、修飾的水滑石和修飾的類水滑石中的一種或多種。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種帶有預(yù)變換反應(yīng)器的處理CO氣體的吸附增強水氣變換工藝，其特征在于:所述吸附增強水氣變換工藝單元的每個吸附增強反應(yīng)塔所采用的吸附劑均分別為碳酸鉀修飾的水滑石和碳酸鉀修飾的類水滑石中的一種或多種。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶有預(yù)變換反應(yīng)器的處理CO氣體的吸附增強水氣變換工藝，其特征在于:所述含有高濃度CO的粗煤氣中CO的干基體積分?jǐn)?shù)為50%~70%，其余組分為H2, CH4, N2, Ar和H2O中的一種或多種。
10.根據(jù)權(quán)利要求1~9任意一項權(quán)利要求所述的一種帶有預(yù)變換反應(yīng)器的處理CO氣體的吸附增強水氣變換工藝，其特征在于，所述吸附增強水氣變換工藝單元中每個吸附增強反應(yīng)塔的再生，根據(jù)壓力不同、吸附質(zhì)在吸附劑上的吸附量不同的原理，實現(xiàn)吸附劑的再生，具體操作如下: (I)吸附增強水氣變換反應(yīng): 預(yù)變換反應(yīng)器的出口變換氣從吸附增強反應(yīng)塔底部流入，發(fā)生水氣變換反應(yīng)和CO2吸附反應(yīng)，H2作為產(chǎn)品氣從頂部流出吸附增強反應(yīng)塔；(2)解吸附，具體步驟依次如下: (a)均壓降: 通過吸附增強反應(yīng)塔之間的均壓，降低吸附劑的操作壓力，使部分CO2得到解吸； (b)順向放壓: 完成一次均壓降過程后，順著吸附的方向放出一部分含氫氣的混合氣，作為另外一個處于沖洗步驟的吸附增強反應(yīng)塔的氣源，降低該吸附增強反應(yīng)塔中的CO2分壓，使得該吸附增強反應(yīng)塔得到再生；并且通過順向放壓，吸附增強反應(yīng)塔自身的壓力有所降低，CO2得到部分解吸； (c)逆向放壓: 完成均壓降過程后，吸附增強反應(yīng)塔仍存在壓力，這時，反應(yīng)塔被解吸出來的CO2充滿，這部分CO2逆著吸附的方向放出吸附增強反應(yīng)塔，通過逆向放壓使吸附增強反應(yīng)塔的壓力達到常壓； (d)真空降壓: 通過逆向放壓使吸附增強反應(yīng)塔的壓力達到常壓后，對反應(yīng)塔繼續(xù)進行抽真空降壓； (e)蒸汽沖洗: 為進一步降低CO2分壓，采用蒸汽沖洗的方式，提高吸附劑的再生程度； 通過上面的共同作用，吸附劑的再生過程完成； (3)吸附準(zhǔn)備: 吸附準(zhǔn)備過程是將吸附增強反應(yīng)塔的壓力回復(fù)至系統(tǒng)壓力水平，具體步驟依次如下: (a)均壓升: 通過與完成吸附增強水氣變換過程的吸附增強反應(yīng)塔之間采用兩兩壓力平均的方式，使完成再生的吸附增強反應(yīng)塔的壓力得到提高；此過程既是一個升壓過程，同時也是一個回收其他吸附增強反應(yīng)塔內(nèi)剩余有效成分的過程； (b)終充: 通過均壓升能使吸附增強反應(yīng)塔的壓力得到一定升高，但其與整個系統(tǒng)的壓力還存在一定差值，這部分差值最終使用產(chǎn)品氣充壓，將吸附增強反應(yīng)塔的壓力升至系統(tǒng)壓力水平。
【文檔編號】C01B3/12GK104030241SQ201410302734
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年6月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月27日
【發(fā)明者】蔡寧生, 史翊翔, 楊懿 申請人:清華大學(xué)