ng>ng>ng>HDFQng>ng>提純氫氣系統：ng>ng>ng>

來自氨裂解裝置的氨分解氣由常壓壓縮至0.8-1.2Mpa後送入HDFQ提氫裝置，所得的氫氣作為產品氫氣輸出。針對裝置及原料氣的特點，HDFQ工段采用常壓解析的方式。即采用5-1-3/P的時序。

變壓吸附是指：當兩種相態不同的物質接觸時，其中密度較低物質的分子在密度較高的物質表麵被富集的現象和過程。具有吸附作用的物質（一般為密度相對較大的多孔固體）被稱為吸附劑，被吸附的物質（一般為密度相對較小的氣體）稱為吸附質。吸附按其性質的不同可分為四大類，即：化學吸附、活性吸附、毛細管凝縮和物理吸附。HDFQ氫提純裝置中的吸附主要為物理吸附。

物理吸附是指依靠吸附劑與吸附質分子間的分子力（包括范德華力和電磁力）進行的吸附。其特點是：吸附過程中沒有化學反應，吸附過程進行的極快，參與吸附的各相物質間的動態平衡在瞬間即可完成，並且這種吸附是完全可逆的。

變壓吸附氫提純工藝過程之所以得以實現是由於吸附劑在這種物理吸附中所具有的兩個性質：一是對不同組分的吸附能力不同，二是吸附質在吸附劑上的吸附容量隨吸附質的分壓上升而增加，隨吸附溫度的上升而下降。利用吸附劑的第一個性質，可實現對含氫氣源中雜質組分的優先吸附而使氫氣得以提純；利用吸附劑的第二個性質，可實現吸附劑在低溫、高壓下吸附而在高溫、低壓下解吸再生，從而構成吸附劑的吸附與再生循環，達到連續分離提純氫氣的目的。

工業HDFQ-H₂裝置所選用的吸附劑都是具有較大比表麵積的固體顆粒，主要有：活性氧化鋁類、活性炭類、矽膠類和分子篩類。吸附劑最重要的物理特征包括孔容積、孔徑分佈、表麵積和表麵性質等。不同的吸附劑由於有不同的孔隙大小分佈、不同的比表麵積和不同的表麵性質，因而對混合氣體中的各組分具有不同的吸附能力和吸附容量。

正是吸附劑所具有的這種：吸附雜質組分的能力遠強於吸附氫氣能力的特性，使我們可以將混合氣體中的氫氣提純。吸附劑對各種氣體的吸附性能主要是通過實驗測定的吸附等溫線來評價的。優良的吸附性能和較大的吸附容量是實現吸附分離的基本條件。

同時，要在工業上實現有效的分離，還必須考慮吸附劑對各組分的分離系數應盡可能大。所謂分離系數是指：在達到吸附平衡時，（弱吸附組分在吸附床死空間中殘餘量/弱吸附組分在吸附床中的總量）與（強吸附組分在吸附床死空間中殘餘量/強吸附組分在吸附床中的總量）之比。分離系數越大，分離越容易。一般而言，變壓吸附氫提純裝置中的吸附劑分離系數不宜小於3。

另外，在工業變壓吸附過程中還應考慮吸附與解吸間的矛盾。一般而言，吸附越容易則解吸越困難。如對於C5、C6等強吸附質，就應選擇吸附能力相對較弱的吸附劑如矽膠等，以使吸附容量適當而解吸較容易；而對於N2、O2、CO等弱吸附質，就應選擇吸附能力相對較強的吸附劑如分子篩、CO專用吸附劑等，以使吸附容量更大、分離系數更高。

此外，在吸附過程中，由於吸附床內壓力是不斷變化的，因而吸附劑還應有足夠的強度和抗磨性。

在變壓吸附氫提純裝置常用的幾種吸附劑中，活性氧化鋁類屬於對水有強親和力的固體，一般采用三水合鋁或三水鋁礦的熱脫水或熱活化法制備，主要用於氣體的乾燥。

矽膠類吸附劑屬於一種合成的無定形二氧化矽，它是膠態二氧化矽球形粒子的剛性連續網絡，一般是由矽酸鈉溶液和無機酸混合來制備的，矽膠不僅對水有極強的親和力，而且對烴類和CO₂等組分也有較強的吸附能力。

活性炭類吸附劑的特點是：其表麵所具有的氧化物基團和無機物雜質使表麵性質表現為弱極性或無極性，加上活性炭所具有的特別大的內表麵積，使得活性炭成為一種能大量吸附多種弱極性和非極性有機分子的廣譜耐水型吸附劑。

沸石分子篩類吸附劑是一種含堿土元素的結晶態偏矽鋁酸鹽，屬於強極性吸附劑，有著非常一致的孔徑結構，和極強的吸附選擇性。

對於組成復雜的氣源，在實際應用中常常需要多種吸附劑，按吸附性能依次分層裝填組成復合吸附床，才能達到分離所需產品組分的目的。

吸附平衡：

吸附平衡是指在一定的溫度和壓力下，吸附劑與吸附質充分接觸，最後吸附質在兩相中的分佈達到平衡的過程。在實際的吸附過程中，吸附質分子會不斷地碰撞吸附劑表麵並被吸附劑表麵的分子引力束縛在吸附相中；同時吸附相中的吸附質分子又會不斷地從吸附劑分子或其它吸附質分子得到能量，從而克服分子引力離開吸附相；當一定時間內進入吸附相的分子數和離開吸附相的分子數相等時，吸附過程就達到瞭平衡。在一定的溫度和壓力下，對於相同的吸附劑和吸附質，該動態平衡吸附量是一個定值。

在壓力高時，由於單位時間內撞擊到吸附劑表麵的氣體分子數多，因而壓力越高動態平衡吸附容量也就越大；在溫度高時，由於氣體分子的動能大，能被吸附劑表麵分子引力束縛的分子就少，因而溫度越高平衡吸附容量也就越小。

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