SARS患者专用微型制氧机工艺参数实验研究

为了开发用于SARS病人的微型变压吸附制氧机,实验研究了吸附时间、反吹比、产品气量、吸附塔高径比以及吸附剂种类等工艺参数对微型变压吸附分离空气制氧装置的产品纯度和回收率的影响.实验结果表明:在变压吸附微型化条件下,最佳的吸附时间为12 s和反吹比为0.5;随着产品气流量的增加,产品气纯度下降,而回收率升高,在所要求的纯度下,回收率能达到19%;吸附剂的种类对变压吸附制氧过程有重要的影响;在微型化条件下,合适吸附塔的高径比为3.7～4.0之间.     

变压吸附制氧过程中不连续反吹对回收率的影响

为了提高变压吸附制氧过程中氧气的回收率和体积分数,提出了一种在反吹步骤中采取适当中断次数和时间的不连续反吹方法,并实验研究了该方法对氧气的回收率和体积分数的影响.结果表明:不连续反吹步骤可以显著提高变压吸附制氧系统的回收率和产品气纯度;在本实验条件下,优化后反吹中断次数为2、反吹中断时间为0.3s时,与连续反吹相比,氧气回收率最大提高了9.2%,产品气中氧气的体积分数最大提高了4.0%.     

快速真空变压吸附制氧的排放气充压过程研究

测试了微型制氧吸附剂的平衡吸附特性,在此基础上选出适合快速真空变压吸附制氧的吸附剂. 针对传统的单塔两步快速变压吸附制氧含量低问题,提出了提高产品气氧含量的单塔快速变压吸附制氧的排放气和原料气组合充压流程,并对该流程进行实验研究. 结果表明:在单塔快速真空变压吸附制氧过程中,采用排放气和原料气组合充压流程可以有效提高产品气氧含量. 充压前排放气的压力和氧含量是影响产品气氧含量的关键参数,采取合适的排放气压力和较高氧含量的排放气可获得更高的产品气氧含量. 在吸附和解吸压力分别为240 kPa和60 kPa时,采用排放气和原料气组合充压的快速真空变压吸附流程可获得氧体积分数90%的产品气,其产氧率为325. 08 L·h-1·kg-1 .     

碳分子筛分离氧氩过程的实验研究

基于碳分子筛动态吸附机理,建立了分离氧氩的实验装置.实验研究了流程形式、清洗比、吸附时间对碳分子筛分离氧氩过程性能的影响.结果表明,循环过程中增加产品气清洗阶段可以显著提高解吸气的纯度.为了得到质量分数为99.0%以上的氧气,循环过程中清洗比应控制在0.4左右,最佳吸附时间为60 s.以95%氧、5%氩的混合气作为原料气,实验装置的产品气纯度可以达到99.4%,氧气回收率为42%.     

微型变压吸附分离空气制氧均压过程

通过切换压力、均压时间、高径比以及吸附塔进出口压力研究了微型变压吸附制氧均压过程.实验结果表明:在实验条件下,氧气纯度随切换压力的增加先增加后减小,且不同的均压时间对应的最佳切换压力相同;氧气纯度随均压时间的增加也是先增加后减小,存在一个最佳均压时间,此最佳值由吸附塔的结构决定;高径比大的吸附塔对应的最佳均压时间比高径比小的吸附塔对应的最佳均压时间长;均压过程中,进气吸附塔内的压力增加迅速,均压结束后,吸附塔内压力变化缓慢,且进出口压力曲线基本保持平行.     

微型PSA制氧技术试验研究

研究了微型变压吸附（PSA）制氧时空气量、分子筛、吸附时间、吸附塔高径比等因素对产品气浓度和流量的影响,产氧量与空气量之比约为15～18,氧气收得率约为25%～30%,分子筛品种对制氧效率有重要影响,分子筛量与产氧量基本成线性关系,对于给定的条件,存在最佳的吸附时间,高径比对产品气浓度的影响与产氧量有关,浓度随高径比增加而增加。     

双塔真空变压吸附富集煤矿乏风瓦斯的流程参数研究

在以活性炭为吸附剂的双塔真空变压吸附实验装置上,研究了双塔真空变压吸附法富集煤矿乏风瓦斯实验中流程参数对富集效果的影响。结果表明:在半周期、充压时间、上均压时间和下均压时间等四个流程参数中,半周期和上均压时间对产品气甲烷体积分数影响最大,其次为充压时间,对结果影响最小的是下均压时间;最好的均压方式是只有上均压,均压时间为0.5s;节流子孔径越小,产品气体积分数越高,减小节流孔径是提高产品气甲烷体积分数的方法之一。     

基于轻组分充压的改进型三塔真空变压吸附工艺富集煤矿乏风瓦斯的实验研究

建立了以活性炭为吸附剂的三塔真空变压吸附实验装置,对循环过程中的充压方式和抽真空排放过程进行了实验研究.采用轻组分从吸附塔上端充压可以在排放气甲烷体积分数相同的情况下,延长穿透时间,提高产品气甲烷体积分数;而在循环中引入抽真空排放步骤也可以在不改变吸附与解吸压力的情况下有效提高产品气中甲烷的体积分数.在此基础上,对同时包含排放气充压步骤和抽排步骤的三塔变压吸附循环流程进行了实验研究.实验结果表明,应用该循环可以在吸附和解吸压力分别为140 kPa和20 kPa条件下将甲烷体积分数为0.2%的乏风瓦斯富集至0.654%,同时甲烷回收率在65%.     

电石炉气法合成乙二醇的发展前景

新疆天业为解决电石炉气处理的世界难题,2011年新疆天业实施了"电石炉气制高纯一氧化碳和氢气工业化技术开发与集成"项目,利用电石炉尾气变压吸附提纯CO装置和变压吸附制氢装置已连续稳定运行,产品气CO规模为6000Nm3/h(纯度99%),H2为16000Nm3/h(纯度99.8%)。实现世界上首套利用变压吸附技术从电石炉尾气中提纯CO的大型工业化装置。该技术的工业化应用,为电石行业开创了低碳生产、高效创收的新途径。该装置作为新疆天业电石炉尾气合成20万吨/年BDO(一期3万吨/年)25万吨/年乙二醇(一期5万吨/年)项目的一部分,也为国内合成气制乙二醇技术发展提供了新思路。     

真空变压吸附空分制氧等温与非等温过程模拟比较

应用动态柱穿透法测定的空气中氮-氧吸附平衡数据模拟两床真空变压吸附(VSA)空分制氧中等温与非等温过程；在VSA过程模拟中探讨了吸附压力、进料流量和冲洗比等过程操作条件以及吸附过程中温度的变化对产品气氧的纯度、收率和产率的影响，为VSA空分制氧过程提供一定的设计依据。     

不同均压方式对PSA和VSA空分制氧过程的影响

对存在于变压吸附（PSA）和真空变压吸附（VSA）空分制氧过程中的均压步骤进行研究,应用ASPENADSIM软件,模拟并比较4种不同均压方式（塔顶向塔顶均压（T-T）,塔底向塔底均压（B-B）,塔顶和塔底双向均压（TB）,塔顶向塔底均压（T-B））对过程的影响,分析均压步骤的物流浓度、流量以及均压结束时床层轴向浓度分布。结果表明:采用T-B均压方式的PSA和VSA过程得到的产品O₂纯度和收率最高。在均压步骤,均降床层塔顶出气有利于死空间中O₂的回收,且减少床层吸附相中N₂的脱附带出,从而得到较高的产品O₂收率;均升床层塔底进气可使床层N₂的质量摩尔浓度前沿陡峭,塔顶洁净,因此得到较高的产品O₂纯度。     

径向流吸附器内部结构对变压吸附制氧效果的影响

建立了两塔径向流变压吸附制氧实验装置,研究了径向流吸附器的气体流动型式、外流道宽度和流道结构对制氧效果的影响。结果表明：对于变压吸附制氧,径向流吸附器采用向心流动最为合适;在实验条件下,外流道宽度减小到13 mm时,氧和氮分离效果最佳;与Z型流道相比,Π型流道结构改善分子筛的利用率,产氧效果最好。     

SARS患者专用PSA制氧机变压吸附过程的数值模拟:计算结果及分析

数值模拟了吸附时间、吸附压力、进气量、吸附床高度等工艺参数对微型氧氮分离过程的影响,分析了氧含量沿吸附床的演变过程.结果表明:微型氧氮分离过程为一种短周期的变压吸附循环;吸附压力越高,吸附阶段结束时氧气浓度波锋面穿透吸附床的距离越长;进气量越大,要求吸附床高度越大;吸附床长度缩短会导致吸附阶段氧气浓度锋面穿透吸附床;从开始到循环达到稳定状态需要大约15个循环;要想获得较高纯度的产品气,必须保证氧气浓度波锋面前沿不移出吸附床;传质阻力对过程的影响非常大,不能近似认为是瞬时平衡过程.     

制氧机分子筛吸附过程特性研究

变压吸附制氧是目前世界上应用最广泛也是最先进的制氧方法。文章基于变压吸附基本理论,推导出传质速率的关系式,根据此关系式,可直接计算出气体在吸附塔内的吸附时间;同时,分析了空隙率、空气流速对传质速率的影响;根据实际测量,验证了传质速率关系式的正确性,对于科学研究及实际生产具有一定的指导意义。     

基于PLC的变压吸附制高纯氧系统

研究了采用沸石分子筛和碳分子筛吸附床的变压吸附制高纯氧工艺以及采用基于PLC控制系统对流量、压力和电磁阀进行的调节和控制，确立了两级变压吸附制高纯氧的工艺流程和各吸附床的最佳吸附周期，分析了排气量对氧气纯度的影响．实验结果表明氧气的最高纯度可达到99．5％．     

节点分析法在分层注采系统中的应用研究

针对二层油藏分层注采实际情况,在分析水平管流、垂直管流、配水嘴嘴流等沿程压降的基础上,基于节点分析原理,建立了二层油藏分层注采系统节点分析数学模型,考虑了层间、注采井间相互作用,大大提高了节点分析的可靠性;通过理论分析和实例计算,确定了分层配产配注量和注入压力,使注采系统处于平衡生产状态,并对多层油藏的节点分析具有一定借鉴意义和理论意义。     

气液环境下注氮气井管道腐蚀因素和机理研究

塔河油田注氮气后油井井口及井下管道取样观察有冲刷及点蚀现象,地面单井管道也出现注气后腐蚀穿孔情况。为了研究注氮气井管道腐蚀影响因素及机理,在对注氮气工艺、介质及生产工况分析的基础上,对氧分压及含量、流型流态及酸性气体分压比参数计算分析,研究了氧、氯离子、流型流态、酸性气体因素对管道腐蚀的影响,结合腐蚀产物XRD衍射特征及腐蚀形貌VRD镜像特征分析,研究表明注氮气井不同生产过程不同部位的管道腐蚀机理存在明显差异性。在注气过程中,井口及井下管道腐蚀主要受氧和流态的影响;在注气后的生产过程中,地面单井管道腐蚀主要受氧和酸性气体的影响。氯离子是点蚀发生的催化剂;其中前者的腐蚀机理为相互促进的氧的电化学腐蚀与冲刷腐蚀,后者的腐蚀机理为氧的电化学腐蚀为主,并促进了酸性气体的电化学腐蚀进程。两者腐蚀机理差异性受溶解氧扩散过程控制。