變壓吸附脫碳單元試題庫.doc

變壓吸附崗位試題庫一、填空題選擇題1、變壓吸附脫碳是一個（ A ）過程；A純物理過程 B化學(xué)過程 C伴隨著化學(xué)的物理過程 D變溫過程2、變壓吸附脫碳后凈化氣CO2含量可以達(dá)到( B )A 0.02% B 0.2-0.6% C 2% 以下 D0.2% 以下 3、原料氣精脫硫后總硫含量必須達(dá)到（ A ）以下,以保護(hù)甲醇催化劑；A 0.1PPm B 1.0PPm C 0.01PPm 4、按吸附劑再生方法，將吸附分離循環(huán)過程分為兩類（ B ）和變溫吸附。A加壓吸附 B 變壓吸附 C 常壓吸附 D恒壓吸附5、變壓吸附循環(huán)過程三個基本步驟是壓力下吸附、（ B ）和升壓；A真空解吸 B降壓解吸 C升溫解吸 D降溫解吸6、變壓吸附劑的再生方法有降壓、（ C ）、沖洗、置換。A順放 B 逆放 C 抽空 D均升7、分離系數(shù)越大分離（ A ），一般要求被分離的兩種組分的分離系數(shù)不宜小于。A越容易 B越困難 C不會增加困難 D不受影響8、工作周期、原料氣流量和產(chǎn)品氣CO2濃度三者之間有直接關(guān)系，當(dāng)要求產(chǎn)品氣CO2濃度一定時 ，原料氣流量增大，則要求（A），反之亦然。A 工作周期縮短 B 提高吸附壓力 C工作周期不變 D降低吸附溫度9、閘板閥在管道上的安裝方式要求是（A）A閥桿垂直、手輪向上 B 無要求 C閥桿水平 D閥桿傾斜4510、升降式止回閥必須（垂直）安裝11、氣開式調(diào)節(jié)閥當(dāng)氣源中斷時，閥位是（ B ）；A 保持氣源中斷時的位置 B 關(guān)閉 C開啟12、系統(tǒng)正常運(yùn)行中出現(xiàn)程控閥報(bào)警，首先要區(qū)分（電磁閥卡主）和（閥檢誤報(bào)）兩種情況，然后有針對性解決。13、吸附塔下層鋪一定量的活性氧化鋁球，目的是（ 吸收水分 ）。 14、產(chǎn)品氣中CO2含量升高的處理方法一是縮短循環(huán)時間，二是(減小)處理氣量，如果二者結(jié)合則效果更好。但必須注意縮短循環(huán)時間要保證（抽真空）和（最終升壓步驟）所需要的起碼時間。15、凈化氣CO2含量越低，有效氣體回收率就（越低），所以實(shí)際操作中要控制適當(dāng)?shù)腃O2含量，以獲得較高經(jīng)濟(jì)效益。16、變壓吸附停車后要把處于真空狀態(tài)的吸附塔用壓力較低塔（充至微正壓）以防止抽入空氣。17、物理吸附也稱（范德華）吸附，它是由吸附質(zhì)分子和吸附劑表面分子之間的引力所引起的。18、硅膠是一種堅(jiān)硬、無定形鏈狀和網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的硅酸聚合物顆粒，分子式為SiO2.nH2O，為一種（親水性的）極性吸附劑。19、活性氧化鋁對水有較強(qiáng)的親和力，是一種對微量水（深度干燥）用的吸附劑20、有效氣體（回收率）是變壓吸附裝置主要考核指標(biāo)之一；21、程序控制閥是由閥體、驅(qū)動、（閥位反饋）三部分組成；22、真空泵有（抽氣速率）和（極限真空度）兩大指標(biāo)；23、真空泵常見的有：（滑閥式、旋片式、羅茨式、往復(fù)式、水環(huán)式、噴射式）六種結(jié)構(gòu)形式；24、旋啟式止回閥必須（水平）安裝；25、離心泵并聯(lián)運(yùn)行的目的是為了加大（流量）；26、離心泵串聯(lián)運(yùn)行的目的是為了獲得更高的（揚(yáng)程）；二、判斷題1、循環(huán)時間越短，有效氣體損失越少，出口CO2一定越低。（） 2、真空度指標(biāo)是 0.040.08MPa。 ()3、吸附設(shè)置中逆放壓力低于0.002MPa時，程控閥打不開。目的是避免串壓，逆放初期壓力低于常壓，造成空氣倒吸，發(fā)生爆炸。（）4、真空泵開得越少，越節(jié)電，與放空氣中CO含量高低無關(guān)。（）5、吸附劑受潮后可以再生 。 （）6、吸附劑的再生時間，決定吸附循環(huán)周期的長短，也決定了吸附劑的用量。（ ）7、真空泵電流越高，說明抽真空氣量越大，真空度越好 。 （ ）8、當(dāng)產(chǎn)品氣CO2濃度一定時，原料氣流量增大，則要求工作周期延長。（ ）9、PSA裝置吸附劑污染油類可再生。（ ）10、在均降的后階段因設(shè)有底部均降，而使吸附塔的吸附前沿不會繼續(xù)向前沿摧進(jìn)，不能回收吸附塔內(nèi)死空間的有效氣體。（）11、為了能使吸附分離經(jīng)濟(jì)有效的實(shí)現(xiàn)，除了吸附劑要有良好的吸附性能以外，吸附劑的再生方法具有關(guān)鍵意義（）12、變壓吸附在加壓下進(jìn)行吸附，減壓下進(jìn)行解吸。（）13、變壓吸附由于循環(huán)周期短，吸附熱來不及散失，可供解吸之用；（）14、吸附熱和解吸熱引起的吸附床溫度變化一般不大，波動范圍僅在幾度，可近似看作等溫過程；（）15、吸附劑無論采用何種方法再生，再生結(jié)束時，吸附床內(nèi)吸附質(zhì)的殘余量不會等于零，（）16、單一的固定吸附床操作，無論是變溫吸附還是變壓吸附,由于吸附劑需要再生，吸附是間歇式的。（）17、工業(yè)上都是采用兩個或更多的吸附床，使吸附床的吸附和再生交替（或依次循環(huán)）進(jìn)行，保證整個吸附過程的連續(xù)。（）18、吸附過程是原料氣自下而上通過床層，在過程最高壓力下選擇吸附各種雜質(zhì)，（）19、吸附過程中未被吸附的組分從吸附床頂部引出，全部作為產(chǎn)品輸出；（）20、吸附步驟是在吸附前沿已經(jīng)達(dá)床層的出口端時才停止；（）21、在使吸附前沿和床層出口端之間保留一段還沒有使用的吸附劑。（）22、均壓次數(shù)增加，可以進(jìn)一步提高了氫的回收率，但產(chǎn)品輸出壓力波動大（）23、變壓吸附能耗低，工藝適應(yīng)的壓力范圍較廣，在常溫下操作，可以省去加熱或冷卻的能耗；（）24、變壓吸附產(chǎn)品純度高，但調(diào)節(jié)不靈活；（）25、變壓吸附可實(shí)現(xiàn)多種氣體的分離，對水、硫化物、氨、烴類等雜質(zhì)有較強(qiáng)的承受能力，無需復(fù)雜的預(yù)處理工序；（）三、問答題1、變壓吸附常用吸附劑有哪幾種？ 答：變壓吸附常用的吸附劑有：硅膠、活性氧化鋁、活性炭、分子篩等，另外還有針對某種組分選擇性吸附而研制的吸附材料。2、硅膠的特性和用途是什么？答：硅膠是一種堅(jiān)硬、無定形鏈狀和網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的硅酸聚合物顆粒，分子式為SiO2.nH2O，為一種親水性的極性吸附劑。它主要用于干燥、氣體混合物及石油組分的分離等。3、活性氧化鋁用途是什么答：它對水有較強(qiáng)的親和力，是一種對微量水深度干燥用的吸附劑。在一定操作條件下，它的干燥深度可達(dá)露點(diǎn)-以下。4、溫度、壓力對吸附過程的影響分別是什么？答：在同一溫度下，吸附質(zhì)在吸附劑上的吸附量隨吸附質(zhì)的分壓上升而增加；在同一吸附質(zhì)分壓下，吸附質(zhì)在吸附劑上的吸附量隨吸附溫度上升而減少；因此降低吸附溫度和升高吸附壓力有利于氣體組分的吸附。反之，提高溫度和降低壓力則氣體的吸附量減少而解吸。5、為什么說變壓吸附過程可以近似看做等溫過程？答：由于循環(huán)周期短，吸附熱來不及散失，可供解吸之用，所以吸附熱和解吸熱引起的吸附床溫度變化一般不大，波動范圍僅在幾度，可近似看作等溫過程。6、再生過程的抽真空步驟作用是什么？答：吸附床降到大氣壓以后，為了進(jìn)一步減少吸附組分的分壓，可用抽真空的方法來降低吸附床壓力，以得到更好的再生效果。7、沖洗過程的作用是什么？答：利用弱吸附組分或者其它適當(dāng)?shù)臍怏w通過需再生的吸附床，被吸附組分的分壓隨沖洗氣通過而下降，吸附劑得到再生。8、沖洗過程的吸附劑再生程度取決于什么因素？答：吸附劑再生程度取決于沖洗氣的用量和純度。9、為什么要控制適宜的氣流速度？在吸附床運(yùn)行過程中因床內(nèi)壓力周期地變化，氣體短時間內(nèi)進(jìn)入、排出，吸附劑應(yīng)有足夠的強(qiáng)度，以減少破碎和磨損。當(dāng)氣流速度過快，導(dǎo)致吸附劑懸浮時，則磨損加劇，造成吸附劑破碎，影響吸附劑使用壽命。不同的吸附劑，選擇的氣流速度不同。這主要取決于吸附劑的強(qiáng)度和吸附劑顆粒的大小。10、為什么進(jìn)入PSA裝置的原料氣必須要除油？被分離的氣體如果含有象有機(jī)機(jī)械潤滑油、煤焦油之類的物質(zhì)，那么在吸附過程中，這些油性物質(zhì)會粘附在吸附顆粒的外表面，堵塞吸附劑內(nèi)的通道，使吸附劑失去吸附能力。粘附有油類物質(zhì)的任何吸附劑，不管采用升溫還是降壓抽空的再生方法，都是不能再生的。因此對氣體中的含油量必須嚴(yán)格限制，有的場合就需增設(shè)除油設(shè)施，以免吸附劑在使用中失效。11、為什么進(jìn)入PSA裝置的原料氣必須要除水？被分離的氣體如果含有游離水和飽和水，在吸附床層中只能除去一定量的飽和水。那么在吸附過程中，若使水大量帶入吸附塔會導(dǎo)致吸附劑性能下降甚至失效。此時需對失效的吸附劑重新活化或更換。吸附劑的活化需要采用溫度150以上的惰性氣體循環(huán)通入，費(fèi)時、費(fèi)力，相當(dāng)困難。因此，操作時一定要嚴(yán)格控制進(jìn)入PSA裝置的水含量，不能含有機(jī)械水。12、新鮮的吸附劑應(yīng)如何保存？答：由于新鮮的吸附劑對水分子有很強(qiáng)的親合力，而且吸附了水以后脫附是很困難的，這將嚴(yán)重影響PSA裝置的性能，所以新鮮的吸附劑應(yīng)妥善保管好，應(yīng)采取以下幾點(diǎn)防護(hù)措施： 吸附劑的容器應(yīng)當(dāng)保存在室內(nèi)，以防止遭受雨水或受潮。 裝有吸附劑的桶不可以刺破，嚴(yán)重撞凹或破壞桶的密封。 吸附劑直到被立即裝填以前，其容器必須是不開封的。13、吸附劑是怎樣裝填的？答：提純回收氫氣的 PSA所用的吸附劑通常是由活性炭和分子篩兩種的組合。根據(jù)活性炭和分子篩對雜質(zhì)組分二氧化碳、甲烷、一氧化碳和水的不同吸附特性，一般活性炭做為主吸附劑裝在下層，約占吸附劑總量的四分之三。分子篩作為輔助吸附劑裝在吸附器上層。如果為了脫水和防止芳烴使吸附劑中毒，通常在床層底部裝一些活性氧化鋁。14、怎樣延長吸附劑的壽命？答：(1) 吸附劑壓力的快速變化能引起吸附劑床層的松動或壓碎從而危害吸附劑。所以，在操作過程中要防止使吸附器的壓力發(fā)生快速變化。 進(jìn)料帶水是危害吸附劑使用壽命的一大因素，所以進(jìn)料氣要經(jīng)過嚴(yán)格脫水，避免發(fā)生液體夾帶。 進(jìn)料組分不在設(shè)計(jì)規(guī)格的范圍內(nèi)也會造成對吸附劑的損害，嚴(yán)重時可能導(dǎo)致吸附劑永久性的損壞。所以，當(dāng)進(jìn)料氣出現(xiàn)高的雜質(zhì)濃度時，應(yīng)縮短吸附時間，以防止雜質(zhì)超載。 進(jìn)料溫度過高影響吸附劑的吸附能力，易造成雜質(zhì)超載，溫度過低影響再生，所以要保證進(jìn)料溫度在要求的范圍內(nèi)。 合理調(diào)整吸附時間，及時處理故障報(bào)警，防止發(fā)生雜質(zhì)超載。雜質(zhì)超載嚴(yán)重時，可導(dǎo)致吸附劑永久性損壞。15、簡述吸附劑對水的吸附性能答：分子篩對大小相近的分子，優(yōu)先吸附極性分子，尤其是水分子，分子篩一旦吸附了水分子后，對其它分子的吸附能力明顯下降，而且難于脫附，所以如果進(jìn)料中帶水易造成分子篩的致命損害?；钚蕴繉λ肿拥奈侥芰艽螅胰菀酌摳?，所以在PSA中總是將活性炭置于分子篩的下面，使進(jìn)料中的微量水和絕大多數(shù)的二氧化碳被吸附分離。16、吸附劑吸潮后如何處理方可使用？答：吸附劑一旦吸潮后即失去活性，通常變壓吸附工業(yè)裝置要求分子篩含水量須小于1%，活性炭含水量須小于2%，否則會影響吸附的性能需重新活化。分子篩活化在通氣吹除的情況下活化溫度控制在360左右，不通氣情況下活化溫度控制在500左右，活性炭活化溫度控制在150左右?；罨瘯r間通?？刂坪銣貢r間4 小時以上。吸附劑吸潮后由于使用廠家一般不具備活化的條件，故都送到吸附劑生產(chǎn)廠家去活化。17、PSA進(jìn)料中為什么要充分脫水？怎樣防止進(jìn)料帶水？答：由吸附劑對水的吸附性能可知，吸附劑極易吸水，而且脫附困難，同時吸附劑吸水之后，對其它分子的吸附能力下降。所以必須對進(jìn)料氣進(jìn)行嚴(yán)格脫水，以防止損害吸附劑。為了防止進(jìn)料帶水，通常在進(jìn)料線上增設(shè)進(jìn)料氣水分離器，同時，為防止冬季飽和氣體在管線中發(fā)生冷凝，可視情況將水分離罐后的PSA進(jìn)料管線進(jìn)行伴熱或保溫。18、吸附器充分吸附雜質(zhì)后，各雜質(zhì)在吸附劑上如何分布？為什么？答：當(dāng)吸附器充分地吸附了雜質(zhì)以后，雜質(zhì)界面最前沿為氮?dú)狻⒁谎趸?，其次是甲烷，再次是二氧化碳，最底層是微量的水。雜質(zhì)在吸附劑中的分布規(guī)律與吸附劑對各雜質(zhì)組分的吸附能力以及吸附劑的分布狀況有關(guān)。在吸附器中，活性炭作為主要的吸附劑裝填在下部，分子篩作為輔助吸附劑裝填在上部。進(jìn)料氣由吸附器底部進(jìn)入床層，首先接觸活性炭，而活性炭對雜質(zhì)的吸附能力的大小次序?yàn)椋篐2N2COCH4CO2H2O，所以吸附過程H2O、CO2、CH4、CO、N2被依次吸附下來。剩余的雜質(zhì)N2又被上部分子篩吸附，從而獲得高純度的氫氣。19、在PSA工藝中，對進(jìn)料氣中的高級烴含量有何限制？為什么？如何解決進(jìn)料氣中高級烴含量多的問題？答：當(dāng)PSA工藝被用于直接從煉油廠尾氣中回收氫氣時，就出現(xiàn)了對進(jìn)料氣中高級烴含量限制的問題。這是因?yàn)榇蠓肿訜N類吸附在吸附劑上容易液化，降壓脫附時難于完全脫附出去，久而久之會使吸附劑的吸附能力下降，因此要限制PSA進(jìn)料氣中大分子高級烴的含量，一般要求高于碳三的烴類總含量不能大于1.0%。當(dāng)PSA進(jìn)料氣中碳三以上烴類含量較高時，不能直接進(jìn)變壓吸附，需要在前面增加設(shè)備，有的先用變溫吸附脫除碳三以上的重?zé)N，然后再進(jìn)PSA單元。20、簡述均壓過程和意義答：被吹掃后的吸附器內(nèi)吸附劑再生完成，但吸附器內(nèi)壓力很低，與進(jìn)料壓力的壓差太大，不能直接進(jìn)行吸附，需要先升壓。而完成吸附步驟的吸附器壓力較高，同時吸附劑顆粒之間，存留一部分氫氣應(yīng)當(dāng)回收。均壓過程即是吸附之后的高壓吸附器與再生之后的低壓吸附器進(jìn)行壓力均衡，高壓吸附器內(nèi)部的氫氣流入低壓吸附器。均壓過程中，高壓吸附器壓力降低，部分雜質(zhì)脫附，并隨物流上移，又被上部吸附劑重新吸附，故雜質(zhì)界面上移。所以均壓過程使得再生后低壓吸附器的壓力升高，并充分利用高壓吸附器內(nèi)部存留氫氣，提高氫回收率。21、為什么順流卸壓過程中吸附器內(nèi)的雜質(zhì)界面上移？答：變壓吸附是物理吸附，壓力降低時，被吸附的雜質(zhì)可以脫附，所以當(dāng)吸附器順流卸壓時，隨著壓力的降低，部分雜質(zhì)逐漸脫附，并隨著物流上移，同時又被床層上部尚未吸附雜質(zhì)的吸附劑重新吸附下來。因而順流卸壓過程中吸附器內(nèi)雜質(zhì)界面逐漸上移。22簡述排放和被吹掃過程及其作用答：排放是吸附器從供吹掃終止壓力下降到廢氣壓力的逆流卸壓過程，排放位置在吸附器底部，隨著壓力的不斷降低，雜質(zhì)不斷脫附并排入廢氣系統(tǒng)，雜質(zhì)前沿界面逐漸下移，所以排放過程使吸附器內(nèi)大部分雜質(zhì)脫附排出。排放結(jié)束，用供吹掃吸附器提供的純氫從上部進(jìn)入進(jìn)行逆流吹掃，使殘留雜質(zhì)不斷脫附并隨物流排入廢氣系統(tǒng)，從而使絕大多數(shù)的吸附劑實(shí)現(xiàn)再生。所以，排放和被吹掃的作用就是排除吸附器內(nèi)的雜質(zhì)，使吸附劑實(shí)現(xiàn)再生。23料流速變化對PSA有何影響？答：進(jìn)料流速降低時，因減少了傳質(zhì)區(qū)的長度而改善了分離效果，應(yīng)延長吸附時間以充分利用吸附劑，獲得較高的氫收率。當(dāng)進(jìn)料流速提高時，加長了傳質(zhì)區(qū)的長度，分離效果變壞，應(yīng)縮短吸附時間，保證產(chǎn)品純度，保護(hù)吸附劑，雖然氫收率下降（活產(chǎn)品純度下降），但因處理量增加產(chǎn)氫量還是提高了。24料溫度變化對PSA有何影響？答：變壓吸附是物理吸附過程，進(jìn)料溫度的高低直接影響吸附劑的吸附性能。進(jìn)料溫度太高，吸附劑的吸附能力下降，因而造成氫收率下降，同時還影響產(chǎn)品純度和吸附劑的使用壽命。而溫度太低了再生困難，如果因此造成吸附劑再生不完全，則惡性循環(huán)的后果將導(dǎo)致雜質(zhì)超載的現(xiàn)象而損害吸附劑。由聯(lián)碳公司提供的資料可知，常溫下，10 - 30范圍內(nèi)幾乎有相等的氫收率，進(jìn)料溫度太高或太低，氫收率都有所下降。25、壓力是否越高越好？為什么？答：變壓吸附是物理吸附過程，其吸附量隨壓力的增加而增加。開始近乎直線增加，而后增加緩慢，當(dāng)壓力增加到一定值時，吸附量趨于一穩(wěn)定的極大值。在較高壓力下，氫氣的吸附量也增加，所以損失加大；加上再生工藝的特點(diǎn)，使得氫收率有所下降。由此可見，在一定的壓力范圍內(nèi)，隨壓力的升高雜質(zhì)的吸附量增加而氫收率提高。而吸附壓力過高氫收率反而下降。所以吸附壓力并非越高越好。用于氫氣提純的PSA裝置的吸附壓力一般設(shè)計(jì)值為2.3MPa左右。26、是雜質(zhì)超載？有哪些危害？答：在一定的工藝條件下，每個循環(huán)中被吸附劑吸附的雜質(zhì)量超出最大設(shè)計(jì)允許吸附量時稱為雜質(zhì)超載。雜質(zhì)超載的發(fā)生不僅使產(chǎn)品純度下降，而且還損害吸附劑。27附器壓力的快速變化對吸附劑會造成什么危害？答：吸附器壓力的快速變化將引起吸附劑床層的松動或壓碎。使經(jīng)過吸附器的壓降增加。由于吸附劑的壓碎而產(chǎn)生的粉塵將通過吸附器中的攔截篩網(wǎng)漏出，并且還可能損壞工藝閥門閥座，堵塞儀表管線，而使裝置的操作性能變壞，甚至?xí)?dǎo)致停車。28、么要根據(jù)進(jìn)料流量的大小調(diào)整吸附時間？答：每個吸附器在一定的產(chǎn)品規(guī)格要求和一定量吸附劑的條件下，吸附劑對雜質(zhì)的允許吸附量是一定的。所以每個吸附步驟只能提純一定量的進(jìn)料氣。在一定的進(jìn)料流速下，如果吸附時間過長，則吸附劑過多地吸附了雜質(zhì)造成雜質(zhì)超載，不僅使產(chǎn)品純度下降，而且使PSA操作性能變壞。若吸附時間太短，則不能充分利用吸附劑，達(dá)不到應(yīng)有的氫收率，造成浪費(fèi)。所以應(yīng)根據(jù)實(shí)際進(jìn)料流量的大小合理地調(diào)整吸附時間，充分利用吸附劑，在保證產(chǎn)品純度和保護(hù)好吸附劑的前提下，獲得高的氫收率。29、簡述吸附時間控制方式的應(yīng)用答：吸附時間的控制方式有自動和手動（或能力和局部）兩種控制方式。自動方式控制時，吸附時間作為進(jìn)料流率的一個函數(shù)自動計(jì)算。因此吸附時間可以隨進(jìn)料流率的變化而及時地自動調(diào)整；而且可以通過調(diào)整控制系數(shù)使得吸附時間與進(jìn)料流量相匹配，使氫回收率保持在一個高水平上。所以，在正