目錄
序言　
前言
第1章　氣體吸附分離基礎　1　
1.1　吸附分離理論基礎　1　
1.1.1　吸附與脫附　1　
1.1.2　吸附理論基礎　5　
1.1.3　吸附分離機理　10　
1.1.4　吸附分離方法　11　
1.2　吸附劑工業(yè)應用基礎　13　
1.2.1　工業(yè)吸附劑　13　
1.2.2　吸附劑的工藝選擇基礎　27　
1.2.3　吸附劑的失效與再生　34　
1.3　吸附分離工藝基礎　36　
1.3.1　吸附分離工藝　36　
1.3.2　工藝選擇基礎　39
參考文獻　41
第2章　吸附分離的基本工藝過程　44　
2.1　吸附分離循環(huán)工藝　44　
2.1.1　吸附分離循環(huán)　44　
2.1.2　吸附分離循環(huán)步驟　47　
2.1.3　吸附分離工藝流程　50　
2.2　吸附分離工藝的應用　60　
2.2.1　吸附分離工藝的分類　60　
2.2.2　吸附分離工藝的選擇　64　
2.3　吸附分離工藝的工程配置　66　
2.3.1　預處理系統(tǒng)　66　
2.3.2　動力系統(tǒng)　67　
2.3.3　吸附分離系統(tǒng)　72　
2.3.4　管路系統(tǒng)　73　
2.3.5　控制系統(tǒng)　74　
2.3.6　檢測系統(tǒng)　75
參考文獻　76
第3章　吸附分離裝置的主要設備　78　
3.1　吸附塔　78　
3.1.1　吸附塔的功能和特點　78　
3.1.2　吸附塔的結構形式　78　
3.1.3　吸附塔的設計　87　
3.1.4　氣體分布器優(yōu)化設計　89　
3.2　工藝儲罐　90　
3.2.1　工藝儲罐的特點　90　
3.2.2　工藝儲罐的結構　92　
3.3　氣液分離器　94　
3.3.1　常用的氣液分離器的特點　94　
3.3.2　絲網分離器結構　94　
3.4　程控閥　95　
3.4.1　變壓吸附工藝對程控閥的技術要求　95　
3.4.2　程控閥的結構與特點　97　
3.4.3　程控閥的主要部位材質　101　
3.4.4　程控閥的使用環(huán)境　103　
3.4.5　程控閥常見故障及維護　103
參考文獻　104
第4章　吸附分離裝置的控制系統(tǒng)及儀表　106　
4.1　吸附分離裝置的控制系統(tǒng)　106　
4.1.1　吸附分離裝置控制系統(tǒng)類型　106　
4.1.2　變壓吸附工藝對控制系統(tǒng)的要求　115　
4.2　吸附分離裝置的核心控制程序　117　
4.2.1　自適應控制系統(tǒng)　117　
4.2.2　故障診斷及切換系統(tǒng)　121　
4.3　吸附分離工藝的閥門控制　122　
4.3.1　程控閥開關的順序邏輯控制　122　
4.3.2　調節(jié)閥的過程壓力跟蹤控制　127　
4.4　吸附分離裝置的主要儀表　132　
4.4.1　電磁閥及閥位檢測　132　
4.4.2　壓力、壓差和溫度測量　134　
4.4.3　調節(jié)閥　135　
4.4.4　流量計　139　
4.4.5　在線分析儀　141　
4.4.6　安全監(jiān)測儀表　149　
4.5　吸附分離控制系統(tǒng)發(fā)展方向　150　
4.5.1　方案設計　150　
4.5.2　系統(tǒng)基本網絡架構　151
參考文獻　153
第5章　變壓吸附工藝與工程應用　154　
5.1　變壓吸附提純氫氣工藝　154　
5.1.1　原料來源　154　
5.1.2　產品氫氣要求與標準　168　
5.1.3　常用工藝　172　
5.1.4　典型工程應用　177　
5.2　變壓吸附提濃乙烯工藝　184　
5.2.1　原料來源　184　
5.2.2　常用工藝　186　
5.2.3　典型工程應用　191　
5.3　變壓吸附脫碳及二氧化碳提純工藝　201　
5.3.1　原料來源　201　
5.3.2　常用工藝　202　
5.3.3　典型脫碳工程應用　212　
5.3.4　典型二氧化碳提純工程應用　217　
5.4　變壓吸附提純一氧化碳工藝　220　
5.4.1　原料來源　220　
5.4.2　產品要求與標準　223　
5.4.3　常用工藝　224　
5.4.4　典型工程應用　226　
5.5　變壓吸附空氣分離制氧工藝　230　
5.5.1　原料來源　230　
5.5.2　常用工藝　230　
5.5.3　典型工程應用　237　
5.6　變壓吸附空分制氮工藝　242　
5.6.1　原料來源　242　
5.6.2　制氮工藝　242　
5.6.3　典型工程應用　244　
5.7　變壓吸附濃縮和回收甲烷工藝　246　
5.7.1　原料來源　246　
5.7.2　常用工藝　249　
5.7.3　典型工程應用　252　
5.8　變壓吸附氯乙烯尾氣凈化回收工藝　259　
5.8.1　原料來源　259　
5.8.2　凈化方法簡介　260　
5.8.3　常用工藝　262　
5.8.4　典型工程應用　265　
5.9　吸附分離裝置的工程設計　267　
5.9.1　吸附分離工藝設計　267　
5.9.2　裝置總平面布置與設備布置設計　271　
5.9.3　裝置非標設備與管道設計　272　
5.9.4　其他配套工程設計　274　
5.9.5　吸附分離裝置安全設計與環(huán)境保護　280　
5.10　吸附分離技術的前景展望　283　
5.10.1　工業(yè)副產氣資源化利用　283　
5.10.2　碳中和背景下二氧化碳捕集提純技術的應用　283　
5.10.3　大型化變壓吸附氫氣提純裝置開發(fā)和應用　284　
5.10.4　氫能領域的應用　284　
5.10.5　大氣污染物排放治理　285　
5.10.6　吸附分離技術的發(fā)展趨勢　285　
參考文獻　286　
第6章　變溫吸附工藝與工程應用　289　
6.1　變溫吸附工藝　289　
6.1.1　變溫吸附循環(huán)過程　289　
6.1.2　變溫吸附工藝　290　
6.1.3　變溫吸附工藝的熱量平衡　295　
6.2　變溫吸附工藝的工程配置　296　
6.2.1　吸附分離系統(tǒng)　296　
6.2.2　動力系統(tǒng)　297　
6.2.3　加熱系統(tǒng)　298　
6.2.4　檢測系統(tǒng)　300　
6.3　變溫吸附工藝的工程應用　302　
6.3.1　氣體干燥　302　
6.3.2　氣體凈化　305　
6.4　變溫吸附技術的前景展望　312
參考文獻　314
第7章　變壓吸附工藝與其他分離工藝的工程耦合　315　
7.1　其他分離凈化技術的發(fā)展　315　
7.2　變壓吸附與膜分離工藝的工程耦合　316　
7.2.1　高壓工業(yè)尾氣的回收利用　316　
7.2.2　煉廠副產氣中氫氣和輕烴的回收利用　319　
7.2.3　揮發(fā)性有機物回收　324　
7.3　變壓吸附與低溫技術的工程耦合　326　
7.3.1　粗氦氣提濃　326　
7.3.2　一氧化碳和氫氣分離提純　334　
7.3.3　低溫空分前端凈化　337　
7.4　變壓吸附與吸收工藝的工程耦合　339　
7.4.1　煉廠干氣回收利用　340　
7.4.2　氫氣分離提純　342　
7.4.3　揮發(fā)性有機物回收　347　
7.5　變壓吸附與變溫吸附、低溫技術的工程耦合　347　
7.5.1　不同用途的二氧化碳產品質量要求　348　
7.5.2　常用工藝　349　
7.5.3　耦合技術及特點　350　
7.5.4　典型工程應用　353　
7.6　變壓吸附與其他分離技術耦合展望　356　
7.6.1　深冷分離與吸附分離耦合工藝　356　
7.6.2　膜分離與吸附分離耦合工藝　357　
7.6.3　吸附與反應耦合工藝　358
參考文獻　358
第8章　變壓吸附過程模擬計算　361　
8.1　變壓吸附過程模型基礎　361　
8.1.1　雙組分變壓吸附數學模型　362　
8.1.2　變壓吸附模型組成基礎　362　
8.2　變壓吸附過程數學模型與模型求解　366　
8.2.1　變壓吸附過程數學模型　366　
8.2.2　模型參數　368　
8.2.3　模型數值求解　372　
8.3　變壓吸附空分制氧過程模擬計算　375　
8.3.1　流程設計　375　
8.3.2　模擬計算　376　
8.4　變壓吸附提氫過程模擬計算　380　
8.4.1　流程設計與數學模型　380　
8.4.2　模擬計算　381　
8.4.3　結果分析　382　
8.5　變壓吸附脫除變換氣中微量一氧化碳和二氧化碳模擬計算　386　
8.5.1　變換氣中一氧化碳和二氧化碳的脫除工藝與模擬計算　386　
8.5.2　變壓吸附的吸附凈化特性　389　
8.5.3　變壓吸附凈化過程的優(yōu)化　391　
8.6　展望　391
參考文獻　393
第9章　燃料電池用氫氣的制備與純化　396　
9.1　氫能領域的發(fā)展現狀　396　
9.2　氫能領域氫氣的主要應用場合　396　
9.3　氫燃料電池的種類簡述　397　
9.3.1　原理簡述　398　
9.3.2　PEMFC原理　398　
9.3.3　燃料電池氫氣質量的要求及標準　400　
9.4　燃料電池用氫氣的分離提純　401　
9.4.1　化石能源制氫　401　
9.4.2　工業(yè)副產氫氣　403　
9.4.3　生物質制氫　406　
9.4.4　水分解制氫　407　
9.4.5　甲醇重整制氫　407　
9.4.6　化學品分解制氫　408　
9.5　氫氣純化　409　
9.5.1　微量水脫除　410　
9.5.2　微量硫脫除　410　
9.5.3　微量一氧化碳的脫除　411　
9.6　典型工程應用　412　
9.6.1　煉廠富氫氣純化　412　
9.6.2　焦爐煤氣提氫氣　413　
9.6.3　丙烷脫氫尾氣　414　
9.7　展望　416
參考文獻　417