Page 122 - 化工工艺理论及技术

Chemical Process Theory and Technology
化工工艺理论及技术

吸附剂解吸来再生吸附剂，解吸过程中通常没有外部加热。PSA 技术的应用首例
出现在上世纪六十年代的美国，随着工艺技术的不断进步和发展，目前 PSA 装
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置的最大处理能力已经可以达到 1×10 m /h。
在最新的 PSA 相关研究中，WEH 等提出了一种优化变压吸附装置的系统
方法，所提出的方法利用基于粒子群优化的元启发式优化技术，该技术可以
生成 PSA 过程可行解的大数据集，进而允许围绕最优解建立概率置信区域。
NOGUEIRA 等研究了使用 4 型钛硅酸盐 ETS-4 作为吸附剂用双回流变压吸附

（DRPSA）去除天然气中的氮气，研究了关键的 DRPSA 工艺参数对分离性能
的影响，例如重质产品与进料流量比、轻质回流流速和进料步骤持续时间。
OLIVEI Ｒ A 等提出开发基于人工智能的 ANN 模型，用于预测几个过程输出变
量的动态行为，结果发现，深度学习网络是唯一能够完全代表 PSA 单元动态行

为的网络，而其他模型只能部分预测它。YE 等在 Aspen 吸附平台上建立了变压
吸附循环模型，该模型用于模拟Cu-BTC在H 2 /CO 2 /CO的摩尔分数为0.68/0.27/0.05
的三元气体混合物中的 PSA 吸附过程，突破曲线和 PSA 循环性能的仿真结果与
文献中的实验数据非常吻合。

（二）变压吸附制氢工艺
PSA（变压吸附）制氢工艺是一种先进的气体分离技术，它通过利用不同气
体在吸附剂上的吸附能力差异，实现在较低压力下从混合气体中高效地提取出高
纯度的氢气。该工艺主要由八个吸附单元和一系列可编程控制阀组成，这些组件

协同工作，确保了氢气的稳定产生和回收。
原料气在大约 1.3 兆帕（MPa）的压力和 40 摄氏度的温度下，被送入 T3801
A 至 H 制氢工艺吸附塔。在此过程中，系统中始终有两个吸附塔处于工作状态，
它们通过可编程控制阀的精确控制，交替进行吸附和解吸操作。在每一个吸附塔

中，气体从上向下流经吸附床层。在此过程中，杂质气体（如 CO、CH4 等）被
吸附剂所吸附，而氢气则由于分子结构的不同而不被吸附，从而实现高效分离。
净化后的氢气随后直接从吸附塔顶部排出，经过进一步的提纯和处理，即可获得
高纯度的氢气产品。当氢气纯度超过 99.8% 且压力达到约 1.2 兆帕时，V3801 成

品气罐会对氢气进行取样分析，以确认其成分和含量是否达到了预期的质量标准。
经过充分的稳定和压力调整后，氢气会被排出气罐，供后续工序使用或储存。在
氢气产生过程中产生的解吸气态副产物，如剩余的杂质气体和少量氢气，会通过

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