阿克蘇變壓吸附提氫

本裝置為五塔PSA制氫裝置，它的關(guān)鍵部分由五個(gè)吸附塔（以下簡(jiǎn)稱A、B、C、D、E塔）和33個(gè)氣動(dòng)閥組成。另外，為提高氫氣回收率和氫氣純度，本系統(tǒng)配備了兩臺(tái)真空泵（一開一備）和一臺(tái)真空緩沖罐；在系統(tǒng)出口管道上裝有一臺(tái)壓力調(diào)節(jié)閥，用以調(diào)節(jié)、穩(wěn)定系統(tǒng)操作壓力。解析氣直接通過(guò)消聲阻火器放入大氣或輸入燃料系統(tǒng)作燃料。
吸附劑的再生是通過(guò)三個(gè)基本步驟來(lái)完成的:
1.吸附塔壓力降至低壓
先是順著吸附的方向進(jìn)行降壓（以下簡(jiǎn)稱均壓），此時(shí)有一部分吸附劑仍處于吸附狀態(tài)；
２.逆向放壓
逆向放壓時(shí)，被吸附的雜質(zhì)部分從吸附劑中解吸，并被排出吸附塔；
３.升壓
吸附塔升壓至吸附壓力，以準(zhǔn)備再次對(duì)原料氣進(jìn)行分離。
本裝置采用五塔三次均壓變壓吸附過(guò)程，即每個(gè)吸附塔在一次循環(huán)中均需要經(jīng)歷吸附（Ａ）、一次均壓（1ED）、二次均壓（2ED）、三次均壓（3ED）、逆向放壓（D）、真空解吸（V）、一次升壓（3ER）、二次升壓（2ER）、三次升壓（1ER）以及終升壓（FR）等十個(gè)步驟。五個(gè)吸附塔在執(zhí)行程序的時(shí)間安排上相互錯(cuò)開，構(gòu)成一個(gè)閉路循環(huán)，以原料連續(xù)輸入和產(chǎn)品不斷輸出
整個(gè)過(guò)程主要由33個(gè)氣動(dòng)程控閥來(lái)實(shí)現(xiàn)（見五塔吸附工藝流程圖）
程控閥的功能說(shuō)明如下：
KV1——各塔進(jìn)料閥
KV2——各塔產(chǎn)品輸出閥
KV3——各塔逆向放壓閥
KV4——各塔均壓閥
KV5——各塔終充閥
KV6——各塔升壓閥
K201——終升壓調(diào)節(jié)閥
K202——均壓調(diào)節(jié)閥

工藝流程中的主要設(shè)備：
1.吸附塔（A、B、C、D、E）
五個(gè)吸附塔是裝置中的關(guān)鍵設(shè)備。本吸附塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為直筒式，氣體部分采用下進(jìn)上出方式，氣體進(jìn)出口均設(shè)有氣體分布裝置，以利于進(jìn)體的分布并阻止吸附劑的外漏。
2.真空泵
本裝置配有真空泵兩臺(tái)（一開一備），用于吸附塔的真空解析。真空泵的使用可大大提高產(chǎn)品氣的純度，并可提高產(chǎn)品回收率，降低運(yùn)行成本。
3.真空緩沖罐
真空緩沖罐是為真空泵而配置的。吸附工藝過(guò)程中，按程序設(shè)置，真空泵多數(shù)時(shí)間是在抽真空緩沖罐，與KS132和KS133程控閥相配合，利用真空緩沖罐容積大的特點(diǎn)，短時(shí)間內(nèi)可將吸附塔的壓力抽空至較低狀態(tài)，滿足工藝生產(chǎn)要求。
4.壓力調(diào)節(jié)閥
為全系統(tǒng)的穩(wěn)定操作，在變壓吸附裝置出口安裝有系統(tǒng)壓力調(diào)節(jié)閥，其壓力采樣點(diǎn)在重整制氫系統(tǒng)的重整氣緩沖罐上。調(diào)整壓力調(diào)節(jié)閥的設(shè)置，可改變系統(tǒng)的操作壓力。
一般情況下，系統(tǒng)操作壓力設(shè)置完成后，不要隨意進(jìn)行改變。

工藝流程介紹（見帶控制點(diǎn)工藝流程圖）
從甲醇重整系統(tǒng)來(lái)的重整氣先通過(guò)KV1A氣動(dòng)程控閥進(jìn)入吸附塔A進(jìn)行吸附分離，分離后的產(chǎn)品氫氣通過(guò)KV2A氣動(dòng)程控閥經(jīng)計(jì)量后進(jìn)入氫氣緩沖罐；吸附塔吸附完畢后，KV1A、KV2A氣動(dòng)程控閥關(guān)閉，KV4A氣動(dòng)程控閥打開，分別向吸附塔C、D、E一、二、三次均壓，以回收塔內(nèi)的殘余H2。均壓結(jié)束后，KV4A氣動(dòng)程控閥關(guān)閉，并打開KV3A和KS131氣動(dòng)程控閥逆向放壓進(jìn)行A塔吸附劑的再生，至塔內(nèi)壓力接近于常壓，解吸氣經(jīng)阻火器排入大氣；然后關(guān)閉KS131氣動(dòng)程控閥，打開KS132、KS133氣動(dòng)程控閥進(jìn)行真空解吸至規(guī)定時(shí)間結(jié)束。真空解吸結(jié)束后，關(guān)閉KV3A氣動(dòng)程控閥，并打開KV6A氣動(dòng)程控閥，分別在規(guī)定時(shí)間內(nèi)由B、C、D三塔對(duì)A塔進(jìn)行一、二、三次升壓；然后關(guān)閉KV6A氣動(dòng)程控閥，并打開KV5A氣動(dòng)程控閥對(duì)A塔進(jìn)行終充壓。終充壓結(jié)束后A塔進(jìn)入下一輪吸附分離過(guò)程。
其它四塔吸附過(guò)程與此相同。
五個(gè)塔的吸附順序依A、B、C、D、E分別進(jìn)行。五塔依次吸附一次則一輪循環(huán)結(jié)束。每一輪循環(huán)共有20個(gè)步序，每一步序的時(shí)間可通過(guò)計(jì)算機(jī)輸入并修改。吸附時(shí)間的修改，由技術(shù)人員根據(jù)工藝對(duì)產(chǎn)品氫氣的純度的要求進(jìn)行修改，其他任何人不得擅自修改操作參數(shù)。
在運(yùn)行過(guò)程中，由于種種原因可能導(dǎo)致產(chǎn)品氫氣不合格。經(jīng)再線氫氣分析儀檢測(cè)發(fā)現(xiàn)后，須通過(guò)操縱進(jìn)氫氣緩沖罐前的放空閥K203進(jìn)行限流放空，直至合格為止，然后繼續(xù)進(jìn)氫氣緩沖罐。

現(xiàn)以A塔為例對(duì)工作進(jìn)行說(shuō)明：
1.吸附（A）
原料氣通過(guò)氣動(dòng)程控閥KV1A進(jìn)入A塔，A塔在工作壓力下吸附流入原料氣中的雜質(zhì)組分，未被吸附的產(chǎn)品組分H2，通過(guò)KV2A流出，其中大部分作為產(chǎn)品從本系統(tǒng)中輸出，少部分通過(guò)調(diào)節(jié)閥K201和氣動(dòng)程控閥KV5B對(duì)B塔進(jìn)行終升壓。吸附過(guò)程直至輸出產(chǎn)品雜質(zhì)濃度超過(guò)規(guī)定值是結(jié)束。
2.降壓平衡（1ED），簡(jiǎn)稱一次均壓
操縱氣動(dòng)程控閥KV1A和氣動(dòng)程控閥KV2A，切斷進(jìn)、出A塔原料氣，同時(shí)操縱氣動(dòng)程控閥KV4A和氣動(dòng)程控閥KV6C，使A塔與剛結(jié)束一次升壓步驟的C塔出口端相連，實(shí)行次壓力平衡，均壓后A、C塔壓力基本相等，回收了A塔死空間的H2。
3. 降壓平衡（2ED），簡(jiǎn)稱二次均壓
操縱氣動(dòng)程控閥KV4A和氣動(dòng)程控閥KV6D，使A塔與已結(jié)束一次升壓步驟的D塔出口端相連，實(shí)行第二次壓力平衡，直至A、D兩塔壓力基本相等，又一次回收了A塔死空間的H2。
4. 降壓平衡（3ED），簡(jiǎn)稱三次均壓
操縱氣動(dòng)程控閥KV4A和氣動(dòng)程控閥KV6E，使A塔與剛結(jié)束真空解吸的E塔出口端相連，實(shí)行第三次壓力平衡，直至A、E兩塔壓力基本相等，又一次回收了A塔死空間的H2。
5.逆向放壓（D），簡(jiǎn)稱逆放
操縱氣動(dòng)程控閥KV3A和氣動(dòng)程控閥KS131，使A塔內(nèi)剩余的氣體從塔的端排出放空，A塔進(jìn)行解吸（脫附）。
6. 真空解吸（V）
A塔逆放后，常壓下殘存于分子篩內(nèi)的雜質(zhì)組分不易排出。此時(shí)通過(guò)操縱氣動(dòng)程控閥KV3A（開）和氣動(dòng)程控閥KS131（關(guān)）、氣動(dòng)程控閥KS132（開）、氣動(dòng)程控閥KS133（開），使A塔內(nèi)殘存的氣體由真空泵從塔的端抽出放空，對(duì)A塔進(jìn)行真空解吸。
7. 一次升壓（3ER）
真空解吸結(jié)束后，操縱氣動(dòng)程控閥KV3A使A塔處于關(guān)閉狀態(tài)；再通過(guò)操縱氣動(dòng)程控閥KV6A和氣動(dòng)程控閥KV4B利用B塔降壓平衡后的氣體，對(duì)A塔進(jìn)行壓力平衡，直至兩塔壓力相等此時(shí)回收了B塔死空間的H2，同時(shí)完成對(duì)A塔的一次升壓。
8. 二次升壓（2ER）
一次升壓結(jié)束后，操縱氣動(dòng)程控閥KV6A和氣動(dòng)程控閥KV4C，利用C塔降壓平衡后的氣體，對(duì)A塔進(jìn)行壓力平衡，直至兩塔壓力相等，此時(shí)既回收了C塔死空間的H2，同時(shí)完成對(duì)A塔的二次升壓。
9. 三次升壓（1ER）
二次升壓結(jié)束后，操縱氣動(dòng)程控閥KV6A和氣動(dòng)程控閥KV4D，利用D塔降壓平衡后的氣體，對(duì)A塔進(jìn)行壓力平衡，直至兩塔壓力相等，此時(shí)既回收了D塔死空間的H2，同時(shí)又完成對(duì)A塔的三次升壓。
10. 終升壓（FR）
A塔的終升壓是利用產(chǎn)品氣來(lái)進(jìn)行的。操縱氣動(dòng)程控閥KV5A，使其與調(diào)節(jié)閥K201連通，E塔通過(guò)氣動(dòng)程控閥KV2E輸出產(chǎn)品氣，同時(shí)向A塔實(shí)行終充壓，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)終升壓使Ａ塔壓力基本接近吸附壓力。通過(guò)這一步驟后，再生過(guò)程全部結(jié)束，緊接著便進(jìn)行下一次循環(huán)。
其它四個(gè)塔的操作步驟與Ａ塔相同，只不過(guò)在時(shí)間上是相互錯(cuò)開的。
同一時(shí)間內(nèi)各塔依據(jù)吸附時(shí)序執(zhí)行著不同步驟。
調(diào)節(jié)閥K102用于吸附塔均壓流量的調(diào)節(jié)，使塔內(nèi)壓力在切換時(shí)達(dá)到規(guī)定值；調(diào)節(jié)閥K101用于終升壓的流量調(diào)節(jié)，使其在切換時(shí)，升壓壓力接近吸附壓力。
兩調(diào)節(jié)閥配合氣動(dòng)程序控制閥和真空泵，按規(guī)定的程序操作，使變壓吸附工藝過(guò)程能不斷凈化原料氣，輸出合格產(chǎn)品氣。
本裝置還可通過(guò)程序設(shè)置實(shí)現(xiàn)四塔二次均壓吸附過(guò)程，即：當(dāng)五塔其中某一塔出現(xiàn)故障時(shí)，將其隔離；使用其它四塔繼續(xù)正常生產(chǎn)。在此不詳細(xì)敘述。
生產(chǎn)是關(guān)系到人的生命、財(cái)產(chǎn)的大事，是的根本性政策，也是一項(xiàng)群眾性的工作。因此操作人員應(yīng)該掌握有關(guān)的生產(chǎn)基本知識(shí)，自覺遵守有關(guān)的規(guī)章制度、文明生產(chǎn)。
本裝置產(chǎn)品為氫氣，按GB4968-85火災(zāi)分類法屬C類火災(zāi)；按火災(zāi)危險(xiǎn)性分類的規(guī)定，本界區(qū)為甲類；按爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所劃分的規(guī)定，本界區(qū)設(shè)備和程控閥布置區(qū)為Q－3級(jí)場(chǎng)所（正常情況下不能形成、在不正常情況下形成爆炸性混合物可能性較小的場(chǎng)所）。