考虑提纯能耗的氢网络提纯优化

由于环保法规的日益严格以及原油的重质化使得炼厂迫切需要降低新氢消耗,提纯回用可降低新氢消耗,但是提纯过程将增加能耗。为了权衡两者变化关系以确定系统最优提纯流量,该文根据概念法确定氢网络公用工程节省量和夹点随流量变化线,综合考虑变压吸附提纯的相关费用,做出节省新氢费用-流量线和提纯费用-流量线,通过图像分析法确定最优的提纯流量和临界提纯流量。应用此方法对某石化企业氢网络分析结果为:该系统的临界提纯流量为4.8mol/s,最优提纯量为60.74mol/s,最优提纯流量下,新氢节约量为29.03mol/s,提纯后可节约费用2.41×10~6 US$/a。     

变压吸附提纯氢气及其影响因素

介绍了变压吸附原理及其发展过程,并分析了影响变压吸附的主要因素,认为吸附时间与吸附压力是影响变压吸附最主要的因素;同时,在变压吸附操作中应尽量提高吸附压力、降低解吸压力、延长吸附时间、降低产品纯度,以提高氢气回收率进而提高装置的经济效益。     

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。     

变压吸附制氢装置解吸气的综合利用

真空变压吸附氢提纯装置(简称VPSA,不开真空泵抽空即为PSA)工艺的原理是利用吸附剂对各种气体组份具有不同吸附能力的特性,选择对混合气体中的氢组份吸附能力很弱而对其它组份吸附能力较强的吸附剂,吸附混合气体中的杂质组份而使特定氢组份得以提纯.     

多杂质氢气分配网络优化

利用三角图示法确定具有多杂质约束的氢气分配网络的目标值并提出相应的网络设计步骤。引入了层次分析法,用以确定具有多杂质约束条件下氢源的选用次序和氢阱的匹配次序。案例分析中,首先调整浓度数据的数量级,无因次化并重新归一化,进而可以在三角图中合理表征源的存在域、阱的可行域;然后进行源阱的匹配,可以确定出可行解域,从而获得氢源氢阱的匹配网络,同时考虑压缩机的配置,可确定最终优化的氢气分配网络。经过优化之后,氢公用工程用量由17.079×103 Nm3/h减少为14.125×103 Nm3/h,节氢率达到17.29%。案例分析结果验证了该方法的可行性。     

换热网络非等温混合多目标同步最优综合

提出了一个非等温混合同步最优综合的混合整数非线性规划改进模型，可对公用工程费用、换热面积、换热设备台数以及流股的匹配选择进行多目标同时优化，且模型本身不依赖于夹点技术及其网络温差。由于采用了新算法，消除了流股分流时的等温混合线性化假设，只需求解一次混合整数非线性规划问题可得到包括分流情况在内的最优网络结果。     

动态氢气系统的静态分割综合与系统优化

针对炼厂生产工艺参数波动导致的氢气系统动态变化,提出基于氢气系统运行的历史数据进行静态分割综合的优化方法(static partitioning synthesis method,SPSM),建立了以总年度费用最小为目标的数学规划模型。考虑了系统中氢源的氢量和纯度的变化、氢阱需求氢量及氢气纯度范围、氢气压力波动和压缩机选型等因素对动态氢气系统优化的影响。以某炼厂的氢气系统为实例分析阐明了SPSM方法的可行性,并与传统的稳态优化方法进行了对比。SPSM方法考虑了工艺系统参数的波动,优化后导致氢气网络结构趋于复杂。氢气系统结构的复杂性使得氢气系统可适应参数波动,具有较宽的操作窗口。     

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。     

企业服务金桥

北大先锋科技有限公司大型变压吸附(VPSA)空气分离制氧技术和成套设备采用国家重点新产品PU-8高效制氧吸附剂;产品氧气纯度90～95%;能耗比常规变压吸附装置低10%以上;配套设备质量优良,装置可靠性高;开、停车速度快,操作方便;自动化程度高,可实现无人化管理;采用高效吸附剂PU-8改造客户原有变压吸附装置,可大幅度提高产量、降低电耗、改善品质。本栏目联系人:吕纲联系电话:64862729(以上信息由北京市科技金融促进会提供)北京志恒达科技有限公司生产的镭捷-速码可根据用户需要,在产品快速移动过程中,进行点阵式或划线式的无接触、无停顿…     

基于PKS的制氢装置控制系统设计与实现

当前在氢气等相应气体的制备上有着极高的要求。这主要体现在两点上:一是制备工艺的改善;二是生产设备自控系统的高标准。而之所以会这样,和气体纯度、控制成本以及环保等需求有着极为紧密的关联。该文从课题研究的相关背景入手,首先阐述了PKS系统结构和变压吸附方式,接着概括了变压吸附制氢工艺,最后详细分析了基于PKS的制氢装置控制系统设计。     

钝顶螺旋藻藻蓝蛋白的提取工艺优化及其纯化研究

以钝顶螺旋藻(Spirulina platensis)藻蓝蛋白(Phycocyanin)的纯度和回收率为指标,考察溶胀法和冻融法中不同破壁影响因素及活性炭吸附法中活性炭目数、活性炭加入量和吸附时间对藻蓝蛋白粗提的影响,并结合响应面分析法优化提取工艺参数,得到最优破壁条件和活性炭吸附条件。结果表明,溶胀法最优提取条件为料液比1∶50(g/mL),溶胀时间24h,溶胀次数2次,测得藻蓝蛋白纯度为0.47,得率为2.17%;冻融法最优提取条件为料液比1∶50(g/mL),冷冻时间8h,冻融次数2次,测得藻蓝蛋白纯度为0.34,得率为2.19%。活性炭吸附法最优工艺条件为300目活性炭,活性炭加入量0.7g/20mL,吸附时间10min,藻蓝蛋白纯度为0.80,回收率为73.23%。疏水层析法纯化得到食品级藻蓝蛋白(纯度P≥0.7)和医药级藻蓝蛋白(纯度P≥3.0),总回收率为61.15%。因此,溶胀-活性炭吸附-疏水层析三步提纯藻蓝蛋白工艺合理可行,实现了医药级藻蓝蛋白的分离提纯,降低了工业生产成本,具有实用价值。     

硫碘循环制氢系统电解电渗析模块的模拟设计及关键参数对系统的影响

硫碘循环制氢是一种以二氧化硫和碘为中间介质使得水分解的制氢方法，由本生(Bunsen)反应、H₂SO₄相和HI_x相3个工段组成。HI_x相工段需使用电解电渗析法(Electro-electrodialysis, EED)提纯HI溶液。基于Aspen Plus建立了硫碘循环制氢模拟模型，并将其与基于MATLAB的EED数学模型耦合运行，分析EED阴阳极入口不同的物流配比时EED的参数设置、氢气和循环物料摩尔流率的变化规律；确定了反应工段(BUN工段)产物和HI精馏塔塔底物流流入EED阴极的最佳比例范围分别为0.6～0.7和0.5～0.7。研究结果可指导硫碘循环制氢系统的设计和优化。     

变压吸附程控阀的故障判断及维修

<正>在当前化工工业中,特别是工艺复杂,自动化要求高的生产工艺中,程控阀的应用愈加广泛,如在制氢装置,采用变压吸附(PSA)四塔或六塔工艺制取高纯氢气是具有代表性的自动化工艺流程,每套装置中程控阀的数量在30～40台之间。装置由西门子PLC控制系统实现检测和程序控制,其中程空阀起到了核心作用。     

某氯碱化工集团PVC糊树脂厂水网络优化

文章以安徽某氯碱化工集团PVC糊树脂厂为研究对象,探索工业水网络的优化设计;在分析该厂用水现状的基础上,采用数学规划法,建立了废水回用网络优化模型;利用GAMS通用软件优化计算,得到了经优化的用水网络和最小新鲜水耗用量,并通过水网络结构的调整,提出了最终水回用方案.     

流化床气化炉的制气工艺及其在制氢中的应用

提出一种间歇式循环流化床煤制气工艺在我国氢气生产上的应用．该制气工艺由煤的燃烧和气化两个阶段组成，即由预热的空气和过热蒸汽分别进入气化炉内，与煤发生燃烧反应和水煤气化反应．试验表明，对于不同煤种的典型水煤气组分，H2，CO，CO2，CH4体积分数分别为58．81％～61．12％，15．3％～19．5％，8．4％～10．6％，6．83％～6．92％．该水煤气经过变压吸附装置(PSA)及其他系列装置获得最终的产品氢气．氢气的纯度为99．998％，氢气的产率为0．5～0．7m^3／kg(煤)，其成本约为0．8元／m^3．日产氢气10000m^3／d规模的设备投资约为900万元．     

煤炭地下气化与制氢:技术集成与工艺耦合法

为了寻求清洁能源。充分利用煤炭资源,采用煤炭地下气化技术,通过应用膜分离法及PSA相结合方法来提高煤炭地下气化煤气中氢气质量分数。对于浓度低的,先用膜分离使其“提浓”,再进行PSA吸附,使其“提纯”。会得到高纯度氢气,同时其成本远远低于其他提氢方法。结果表明。煤炭地下气化方式制氢气是化石燃料制氢气的有效途径之一。     

壳聚糖改性膨润土的制备及其对活性嫩黄的吸附性能研究

通过对壳聚糖(CTS)改性膨润土的制备(改性土)及对活性嫩黄印染废水吸附性能研究,探讨了壳聚糖量、醋酸体积分数等因素,制得改性土以及改性土用量、染料质量浓度、介质的pH等对吸附性能的影响.结果表明:随着壳聚糖量的增加,吸附量逐渐增大,达到最大值后逐渐减小;醋酸体积分数为1%时制备的壳聚糖改性土吸附效果最好.随着改性土用量的增大,吸附量逐渐减小;吸附量随活性嫩黄染料质量浓度的增加而增加.壳聚糖量为0.089g、醋酸体积分数1%、改性土用量0.600g,吸附效果最好.吸附试验符合Arrhenius方程模型,并通过XRD分析结果证实了改性土的制备.     

缸内直喷天然气/氢气混合燃料配合废气再循环的性能与排放

在一台天然气/氢气混合燃料的缸内直喷火花点火发动机上通过引入废气再循环(EGR)实验研究了EGR率、掺氢比及喷射时刻对发动机性能和排放的影响.结果表明:掺入氢气,在小EGR率时可以减小平均有效压力(BMEP)和有效热效率,在大EGR率时可以增加BMEP和有效热效率;BMEP随EGR率的增大而减小,有效热效率随EGR率的增大先减后增.NOx排放随EGR率的增大而下降,随掺氢比的增大而上升;HC排放随EGR的增大而上升,随掺氢比的增大而下降;CO排放与EGR率变化基本无关,随掺氢比的增大而上升.平均指示压力变动系数Cimep随EGR率的增加而增大,相比于早喷射,晚喷射时Cimep的增大趋势更为明显,此时掺氢可以有效降低Cimep.     

折线型折流板间隙内气液流动及分离特性

基于DPM与拉格朗日液膜模型,建立了折线型折流板间隙内气液流动分析模型,通过试验数据验证了模型的准确性.研究了折流板运行参数对分离性能的影响规律,结果表明,在一定程度上,随着入口流速的增大,分离效率会逐渐增大;因此在气液分离设备运行期间,适当增大折流板入口流速可提高分离效率;但压降会随之增大,提高系统能耗.液滴尺寸小于130μm时,随着液滴尺寸的增大,分离效率会缓慢减小;液滴尺寸大于130μm时,随着液滴尺寸的增大,分离效率会逐渐增大;因此,在此叶片结构下的入口液滴尺寸可在合理范围内尽量增大以提高分离效率;总体而言,液滴尺寸对压降影响较小.可为气液分离设备运行优化提供理论依据.     

颗粒绕流圆管传热的数值模拟研究

干法粒化后的高炉渣颗粒余热回收工艺主要以空气为冷却介质,由于空气的比热容小从而导致热效率低,因此,提出用自流床余热锅炉来回收高温炉渣颗粒的余热.基于CFD软件,将流动的颗粒当作连续的黏性流体,建立了一个三维数学模型,对颗粒绕流圆管传热的过程进行数值模拟,并验证了模型的正确性,研究了颗粒入口速度、水入口速度以及水入口温度对余热锅炉换热效果的影响规律.数值模拟结果表明:增大颗粒和水入口速度,可提高换热效果;增大水入口温度,传热系数没有变化,但热回收率减小.