变压吸附提纯氢气及其影响因素的分析

罗 超

（大庆油田化工集团甲醇分公司，黑龙江大庆 163000）

变压吸附提纯氢气及其影响因素的分析

罗 超

（大庆油田化工集团甲醇分公司，黑龙江大庆 163000）

在分析变压吸附提纯氢气及其影响因素的过程中，主要研究变压吸附原理和整个吸附过程，从而确定影响变压吸附的相关因素。研究显示，吸附时间和吸附压力对变压提纯氢气具有一定的影响，变压吸附提纯氢气在操作的过程中会提升吸附力，这样就可以有效地减小吸附压力，延长吸附时间，既可以降低氢气的纯度，也能增强氢气的回收率，进而创造更高的经济效益。

变压吸附；氢气；吸附时间；影响因素

变压吸附提纯氢气主要指变压吸附装置在运行是会开始进行变压吸附气体，运用先进科学技术将气体提纯出来，这样就可以成为大型化工工业的一种生产工艺和独立的单元操作过程。现如今，我国大型功能工业在发展的过程中已经开始广泛地运用此种工艺技术进行氢气提取，并且提纯效果较为明显。

1 关于变压吸附性质的研究

在研究变压吸附提纯氢气的过程中，工作人员必须要明确其相关性质，所以，工作人员可以对变压吸附氢提纯工艺过程进行研究，从而确定的变压吸附的性质[1]。

2 关于影响变压吸附的因素分析

2.1 原料及其组成对变压吸附装置产生的影响

在研究影响变压吸附因素时，首先，工作人员对其相关的变压吸附在装置进行研究，因为变压吸附装置的运行效率影响着氢气吸附的能力，所以，工作人员必须要重视变压吸附装置。通过对变压吸附装置不断的研究显示，从中发现原料和其装置组成的结构对变压吸附能力具有一定影响。原料不足或者原料不达标都会降低变压吸附装置运行的效率，尤其是制氢装置在转换工艺的过程中，如果制氢原料与实际运行存在较大区别，则 PSA 原料的温度就会发展转变，其装置在运行时产生烃类及 CO、CO2的含量也会有所差距。其次，因为 PSA 的氢气吸附能力主要是以产氢量或原料量为衡量依据标准，所以当原料中的氢气增加时，吸附杂质就会明显下降。反之则会产生大量的有害杂质，阻碍变压吸附装置的运行，降低氢气纯度[2]。

2.2 操作变压吸附装置产生的压力对变压吸附能力的影响

变压装置在运行的过程中，工作人员需要结合实际对氢气的需求，对变压吸附装置提前进行设定，这样工作人员就可以规范操作变压吸附装置。虽然此种方法有主要工作人员吸附浓度合理的氢气，但无法否认的是，在操作变压吸附装置的过程中，变压吸附装置会受到一定压力的影响，这主要表现在 PSA 单元上，其单元会产生一定吸附压力，如果处理不当，将会影响变压吸附能力。尤其在分析最近几年制氢装置设计结果时，吸附压力的增加严重影响中温变换反应器出口的压力。为了解决在实际操作中，变压吸附装置产生压力对变压吸附能力的影响，工作人员要能采用科学的手段对变压吸附装置进行优化，在优化其装置的过程要在压力敏感的区域展开科学合理的调整[3]。

2.3 氢气纯度的影响因素

影响氢气提纯的因素主要和 PSA 装置有关，如果该装置在运行时泄露大量氢气，这样该装置中吸附剂就很难产生实际吸附氢气的作用。因此，工作人员要确保该装置具备较强的运行能力，保证吸附剂在该装置中实现再生，这样才能有效地提升吸附能力，减少氢气的损失。与此同时，提前氢气吸附能力的过程中，工作人员要对吸附时间进行控制，否则吸附时间的增长会损失氢气。其次，不同的工艺流程也会对氢气的纯度产生一定影响，研究显示，工艺流程会影响氢气的回收率，尤其是在不同的工艺流程下均压次数会有所差距。但是工作人员一定要控制均压次数，均压次数的增加，会导致变压吸附装置中产生大量的杂质，这些杂质严重影响氢气的纯度，这样的话，工作人员就需要进行二次吸附。这不仅浪费时间，而且也影响工作效率。因此，工作人员在提升氢气回收率和纯度的过程中，一定要明确影响氢气纯度的因素。

3 结束语

总而言之，在研究变压吸附提纯氢气及其影响因素时，工作人员不仅能明确相关的影响因素，也可以根据其影响因素对变压吸附装置进行科学合理的改造，从而让其吸附装置有效地提升氢气吸附回收的效率，这样工作人员就可以在操作变压吸附装置的过程中创造更更高的经济效益。而且也可以确保原料的质量达标，保证氢气提取的纯度符合相关的要求。

[1] 姜贺. 变压吸附制氧技术的发展[J]. 中国有色冶金，2014，（2）：12-45.

[2] 杨炎，佘林源. 变压吸附脱碳装置开车总结[J]. 化学工程与装备，2014，（6）：56-78.

[3] 丁慧，李进辉，黄文升，等.变压吸附技术的应用及其发展简述[J].油气田环境保护，2012，（2）：22-55.

Purification of Hydrogen by Pressure Swing Adsorption and Analysis of Its Influencing Factors

Luo Chao

In this paper，the PSA principle and the whole adsorption process were mainly studied during the analysis of hydrogen purification by pressure swing adsorption，so as to effectively determine the related factors affecting psa.Research shows that the adsorption time and adsorption pressure has certain influence on the pressure of purifying hydrogen，when PSA Hydrogen Purification in the operation of the process will increase the adsorption capacity，so it can effectively reduce the adsorption pressure and adsorption time，it can not only reduce the purity of hydrogen，but also can enhance the hydrogen recovery rate，and create higher economic benefits.

PSA；hydrogen；adsorption time；influencing factors

TQ116.2

A

1003-6490（2017）06-0163-01

2017-04-11

罗超（1986—），女，辽宁彰武人，见习运行工程师，主要研究方向为天然气制氢。

[3] 常蔓丽. 化工工艺中常见的节能降耗技术措施[J]. 山东工业技术， 2016，（2）：1.