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氣體純化係統

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氮氣純化設備提純

文章出處:蘇州AG亚洲国际機械科技有限公司 發布時間:2016/2/24 21:20:09

氮氣純化設備提純

由於原料氮氣的氧含量較高且產品氮氣純度要求大於99.999%,氮氣純化裝置而且對於氮氣中的含氫量有嚴格的要求,因而本裝置工藝流程采用前端控製加氫脫氧,終端深度脫氧淨化的工藝路線。裝置由加氫脫氧工序和終端淨化工序組成,工藝流程見附圖。

原料氣首先與控製量的氫混合,然後通過原料氣電加熱器,保證氣體溫度不低於100 oC,再進入催化脫氧反應器。在催化劑的作用下,氫與氧反應生成水,然後經冷幹過濾去除產品氣體中的液態水和雜質後,進入終端淨化工序,深度脫除氣體中殘餘的氧和水。然後經過產品氣過濾器,通過產品氣出口送出。

4.2加氫脫氧工序說明

4.2.1 工序原理

氫與氧在脫氧催化劑的作用下反應生成水,從而達到脫氧的目的。

在傳統工藝中該工序采用氧化鋁為擔體的脫氧催化劑,該類型催化劑為單一催化機理,完全靠加入的氫脫除氣體中的氧。由於原料氣(汙氮)常有劇烈波動,而且加氫調節閥的調節受到測氧儀、流量計等儀表相應時間的限製,加氫調節有一定滯後(1-10分鍾),無法實時的跟蹤原料氣的變化。因此傳統工藝中經常會出現產品氣指標短時間大幅超標問題,無法始終保持產品指標合格,常對生產造成嚴重影響。

在本裝置中采用特殊的脫氧催化劑。該催化劑是一種以可變價金屬為擔體擔載貴金屬組分的雙機理脫氧催化劑,可以作為鈀催化劑催化氫與氧反應而脫氧;在氫含量不足的情況下,可以作為脫氧劑直接脫除氣體中的微量氮;在氫含量超標的情況下也可以脫除氣體中的過量氫。該催化劑可在一定的氫、氧濃度下建立一個化學反應速度平衡。當由於原料氣波動這個平衡被破壞後,具有保持平衡,緩衝產品氣波動作用。通過改變擔體的價態,過氫脫氫,過氧脫氧,可有效的保證在原料氣瞬間劇烈波動的情況下,產品氣的氫氧濃度在設定值附近的一個極小的範圍內變化。這個功能有效的防止了由於加氫滯後導致的產品氣指標超標。該催化劑脫氧深度高,對水抵抗能力強,可廣泛的應用於多重複雜工況下脫氧工作。其反應機理為: 

催化脫氧: 2 H2+O2 →2 H2O

化學脫氧: AO+O2 → AO2

化學脫氫: AO2+ H2 → AO

 由於原料氮氣的氧含量較高且產品氮氣純度要求大於99.999%,氮氣純化裝置而且對於氮氣中的含氫量有嚴格的要求,因而本裝置工藝流程采用前端控製加氫脫氧,終端深度脫氧淨化的工藝路線。裝置由加氫脫氧工序和終端淨化工序組成,工藝流程見附圖。

 

        原料氣首先與控製量的氫混合,然後通過原料氣電加熱器,保證氣體溫度不低於100 oC,再進入催化脫氧反應器。在催化劑的作用下,氫與氧反應生成水,然後經冷幹過濾去除產品氣體中的液態水和雜質後,進入終端淨化工序,深度脫除氣體中殘餘的氧和水。然後經過產品氣過濾器,通過產品氣出口送出。

 

4.2加氫脫氧工序說明

 

  4.2.1 工序原理

 

       氫與氧在脫氧催化劑的作用下反應生成水,從而達到脫氧的目的。

 

       在傳統工藝中該工序采用氧化鋁為擔體的脫氧催化劑,該類型催化劑為單一催化機理,完全靠加入的氫脫除氣體中的氧。由於原料氣(汙氮)常有劇烈波動,而且加氫調節閥的調節受到測氧儀、流量計等儀表相應時間的限製,加氫調節有一定滯後(1-10分鍾),無法實時的跟蹤原料氣的變化。因此傳統工藝中經常會出現產品氣指標短時間大幅超標問題,無法始終保持產品指標合格,常對生產造成嚴重影響。

 

       在本裝置中采用特殊的脫氧催化劑。該催化劑是一種以可變價金屬為擔體擔載貴金屬組分的雙機理脫氧催化劑,可以作為鈀催化劑催化氫與氧反應而脫氧;在氫含量不足的情況下,可以作為脫氧劑直接脫除氣體中的微量氮;在氫含量超標的情況下也可以脫除氣體中的過量氫。該催化劑可在一定的氫、氧濃度下建立一個化學反應速度平衡。當由於原料氣波動這個平衡被破壞後,具有保持平衡,緩衝產品氣波動作用。通過改變擔體的價態,過氫脫氫,過氧脫氧,可有效的保證在原料氣瞬間劇烈波動的情況下,產品氣的氫氧濃度在設定值附近的一個極小的範圍內變化。這個功能有效的防止了由於加氫滯後導致的產品氣指標超標。該催化劑脫氧深度高,對水抵抗能力強,可廣泛的應用於多重複雜工況下脫氧工作。其反應機理為:                           

 

 催化脫氧:  2 H2+O2 →2 H2O

 

         化學脫氧:   AO+O2 → AO2

 

         化學脫氫:   AO2+ H2 → AO


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