一种用于CO₂、H₂S与H₂混合气体分离的中温变压吸附方法

摘要

本发明公开了属于清洁能源技术领域的一种用于CO2、H2S与H2混合气体分离的中温变压吸附方法。本发明在中温条件下进行原料气体分离，无需降温，能够回收原料气显热，提高系统整体热效率，减少系统换热设备，降低系统成本。本发明中温运行可有效提高吸附剂吸附、解吸附动力学特性，可提高PSA系统气体处理能力；同时能够实现原料气中CO2与H2S组分的共同脱除，可减少系统设备，降低系统复杂度；当原料气中仅有CO2或H2S时，也能够实现单独从原料气中脱除CO2或H2S。

主权项

一种用于CO2、H2S与H2混合气体分离的中温变压吸附方法，其特征在于，将温度为200‑450℃的原料气依次通过两个或两个以上的吸附塔，在吸附塔内完成脱硫、脱碳、回收H2的过程，每个吸附塔在一个周期中包含如下步骤：（1）充压用原料气或产品气对吸附塔进行升压，至吸附压力0.01‑30MPa;（2）吸附将原料气从吸附塔底部送入吸附塔，在吸附塔内容易吸附的组分CO2和H2S被吸附剂选择吸附，不易吸附的气体H2、H2O和N2通过整个吸附塔床层，从出口排出；当吸附前沿移动到床层的一定位置时，停止吸附操作；所述吸附剂为中温吸附剂或中温吸附剂与低温吸附剂的混合物，吸附剂为中温吸附剂与低温吸附剂的混合物时中温吸附剂占吸附剂总质量的2‑100%；（3）产品气回收从产品气端的另一管线排出产品气，随着产品气不断排出，床内压力不断下降，当吸附气体前沿推进到一定位置时，停止回收产品；（4）均压吸附塔产品端排出气体，这部分气体用于为另一个完成解吸附过程吸附塔升压；（5）顺向放压顺着吸附方向继续放出气体，返回原料气系统；若当产品气回收步骤回收量较大，均压过程结束时塔内压力已降至变压吸附的低压，则系统无该步骤；（6）逆向放压沿吸附反方向释放吸附塔中气体，降低压力，这部分气体可返回原料气系统， 或直接进入另外已完成吸附剂再生的吸附塔中；（7）真空降压当吸附塔内压力在已接近大气压时，对吸附塔抽真空降压；（8）蒸汽解吸在吸附塔中通入蒸汽，降低吸附气体分压，实现吸附剂再生；(9) 冲洗通过逆向放压将吸附塔压力降至常压，为进一步降低杂质组分分压，采用顺放气冲洗吸附剂的方式，使吸附塔内杂质分压降低，吸附剂再生至规定的要求。