氫能,作為化石燃料之后新的潔凈能源,它必將成為人類歷史發(fā)展過程中的重要能源。以前,氫氣基本上是由煤、石油等化石燃料生產(chǎn)的,這種方法得到的氫氣產(chǎn)量低,而且會造成環(huán)境污染。另外,在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的含有大量氫的廢氣通常作為燃料燃燒或送到火炬燒掉,從而浪費大量的氫能。本文介紹的制氫裝置采用的變壓吸附工藝具有工藝流程簡單、成品質(zhì)量高、生產(chǎn)成本低、環(huán)境污染小、原料氣源適應(yīng)性廣和系統(tǒng)操作簡單靈活等特點。該工藝已成為制氫廠家生產(chǎn)氫氣通常采用的方法。首先介紹了國內(nèi)外制氫技術(shù)以及控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀與發(fā)展,并對PKS控制系統(tǒng)進行了簡要介紹,闡述了研究本課題的意義,并且進行了對變壓吸附制氫吸附和再生過程的介紹,列出了變壓吸附數(shù)學(xué)模型的三個控制方程,重點論述了順序控制圖的算法推導(dǎo)。接著詳細分析了系統(tǒng)變壓吸附的順序控制方案,即當(dāng)系統(tǒng)中吸附塔因檢修或故障時需停止該塔運行時,則進行切塔操作。在吸附塔檢修完成或故障排除后,則進行加塔操作。在切塔和加塔過程中,需要根據(jù)各塔的壓力狀態(tài),在塔內(nèi)壓力接近的最佳時機切出或者切入,保證塔內(nèi)壓力波動幅度小,實現(xiàn)系統(tǒng)的穩(wěn)定生產(chǎn)。然后簡要介紹了吸附塔在吸附再生階段的壓力斜率控制方案,來保證各... 

【文章來源】：吉林化工學(xué)院吉林省

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

變壓吸附物流數(shù)據(jù)圖

圖 2.2 制氫裝置工藝流程圖2.1.3 制氫裝置工藝流程說明本套 PSA-H2制氫裝置原料氣為酸脫變換氣、深冷富氫氣和乙二醇馳放氣三部分組成。原料氣從吸附塔的底部進入，凈化氣體 H2從吸附塔出口端輸出[37]。吸附劑中吸附的氣體組分在再生階段產(chǎn)生的低純度氣體，稱為解吸氣，主要包含 CH4、C2H5OH、CH3OH、N2及少量 H2氣體，解吸氣返回到前工序回收。在通過該裝置處理之后，實現(xiàn)了氫氣的提純。本課題使用的制氫裝置工藝流程為 12-3-9，即在運行過程中總是有三個吸附塔用于吸附操作，其余 9 個吸附塔進行脫附，實現(xiàn)催化劑的再生。在 12 個吸附塔依次進行吸附和脫附的周期循環(huán)過程中，系統(tǒng)可以連續(xù)的對原料氣進行提純。每臺吸附塔在一個循環(huán)周期內(nèi)依次經(jīng)歷吸附、6 次均壓降、3 次順向放壓、2 次逆向放壓、3 次沖

假設(shè)操作 O’3中的所有產(chǎn)出都用于對另一床進行加壓，則可令 S5≥D。同樣地，通過令 Sj≤D（j≠5）則有：1 1 2 3 4 5 6D J = S + 2S + 2S + S + S + S > D（2.5）2 2 3 4 5D J = S + 2S + S + S > D（2.6）3 3 4 5D J = S + S + S > D（2.7）6 1 6 73D 3 D J = S + S + S> 0（2.8）由算式 2.5，2.6 得：( )1 2 1 2 6D J - J = S + S + S（2.9）由算式 2.6，2.7 得：( )2 3 2 3D J - J = S + S（2.10）


本文編號：3221126