利用ASPEN-ADSIM模拟变压吸附分离过程

参照变压吸附气固相平衡图,利用ASPEN ADSIM流程模拟软件建立一个虚拟的三组分体系单塔变压吸附分离模拟模型。模型模拟得到了塔内气相组成、出口浓度、塔的压力状态等的动态结果,揭示了在升压、吸附、降压、冲洗等步骤中吸附塔内气相的变化过程,很好的描述了变压吸附分离过程。该模型通过结合具体物性参数,能够为实际工程分离方案选择、步骤设计提供模拟和预测。

ADSIM核库系统分析

本文简要介绍ADSIM核库系统的结构及功能,重点分析了核库系统的连接关系,调用方式和执行链,并与AD10模块程序库作适当比较。

变压吸附分离CH_(4)/CO_(2)模拟计算与工艺设计

利用Aspen adsim模拟软件,以CH_(4)/CO_(2)混合气体为研究对象,采用硅胶作为吸附剂,对变压吸附过程进行模拟计算。建立单塔动态吸附模型,流动模型为考虑轴向扩散的一维活塞流模型;吸附方程为扩展的Langmuir方程;传质模型选用线形推动力(Linear Drive Force,简称LDF)模型;采用塔底进料方式;床层动量平衡采用Ergun方程计算。利用该模型分别考察了不同流量、压力和温度下的床层穿透曲线。掌握了各种参数对变压吸附过程的影响,获得工艺设计和操作运行的优化解(操作温度298.15 K、压力0.6 MPa、吸附时间550 S以内)。在高压低温的优化条件下,建立双塔循环吸附过程模型,实现了系统的稳定操作。通过模拟计算,推进生物天然气提纯技术进步,为工程设计提供可靠的依据。

甲烷／氮气变压吸附分离的实验与模拟

以活性炭为吸附剂,利用单塔做出V(CH4)/V(N2)=30/70的甲烷/氮气混合气中甲烷的穿透曲线,并且利用三塔VPSA工艺对混合气进行分离,可使产品气中φ(CH4)由30%提高至60%～62%。运用Aspen Adsim采用有限差分方法对单塔穿透与三塔VPSA分离进行了模拟。模拟发现:单塔模拟结果与实验结果基本吻合,三塔VPSA的实验结果与模拟结果也基本一致,为甲烷富集的工业装置建立提供基本设计参数。

三塔真空变压吸附富氧工艺过程模拟

采用Aspen Adsim软件对三塔真空变压吸附富氧工艺过程进行模拟,在模拟氮氧穿透曲线的基础上确立三塔变压吸附富氧工艺的基本参数,考察了产品气流量、产品气升压量、高径比等因素对富氧效果的影响,直观描述了氮气在吸附塔中的吸附过程,为三塔变压吸附富氧工艺的工业实施提供有效设计参数。

变压吸附法提纯含氮气体中CO的模拟计算与设计

针对工业冷箱尾气中CO的回收工艺,应用Aspen-Adsim软件模拟并设计五塔七步骤的变压吸附(PSA)过程。考察床层高度和周期置换气量对产品CO纯度和收率的影响。结果表明:增加周期置换气量可提高CO的纯度,但有可能降低其收率;增加床层高度可提高CO的收率,但会降低其纯度。综合考虑得到:在保证一定纯度的条件下,可采取同时增加床层高度和周期置换气量来提高CO的收率;另外,当实际过程吸附剂劣化时,可以通过调节周期置换气量来维持CO收率。

不同均压方式对PSA和VSA空分制氧过程的影响

对存在于变压吸附(PSA)和真空变压吸附(VSA)空分制氧过程中的均压步骤进行研究,应用ASPENADSIM软件,模拟并比较4种不同均压方式(塔顶向塔顶均压(T-T),塔底向塔底均压(B-B),塔顶和塔底双向均压(TB),塔顶向塔底均压(T-B))对过程的影响,分析均压步骤的物流浓度、流量以及均压结束时床层轴向浓度分布。结果表明:采用T-B均压方式的PSA和VSA过程得到的产品O_2纯度和收率最高。在均压步骤,均降床层塔顶出气有利于死空间中O_2的回收,且减少床层吸附相中N_2的脱附带出,从而得到较高的产品O_2收率;均升床层塔底进气可使床层N_2的质量摩尔浓度前沿陡峭,塔顶洁净,因此得到较高的产品O_2纯度。

复合床层变压吸附法脱除合成气中微量CO和CO_2

采用分别装载活性炭和NA型吸附剂的复合床层的变压吸附工艺来脱除合成气中微量的CO和CO2,并利用Aspen-Adsim软件对其进行模拟和优化。模拟结果表明,吹扫气量对工艺性能有较大的影响,吹扫气由处在顺放步骤的吸附塔提供,因此在顺放步骤将床层压力降至较低压力,可获得较大的吹扫气量,此时的工艺性能也较优。模拟结果还表明,均压次数对工艺性能也有影响。在相同的顺放压降下,将变压吸附过程中的3次均压变为2次均压,可减少吸附剂用量,吸附剂产率更高,但塔底尾气量要相应增加。

氨改性介孔SiO_2用于CO_2/N_2变压吸附分离

在323.15,K下,以月桂酸为结构导向剂(SDA)、γ-氨丙基三乙氧基硅烷为助结构导向剂和硅酸乙酯为硅源,采用阴离子表面活性剂法直接合成氨改性介孔SiO2(AMS)用于CO2/N2变压吸附分离.对样品进行低温N2吸附脱附、X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)表征,然后用动态法测量其CO2、N2穿透曲线并计算吸附量.结果发现,在323.15,K、常压下合成吸附剂AMS对CO2/N2的吸附量分别为0.60,mmol/g和0.03,mmol/g.采用抽真空的方法对吸附剂进行再生,发现75%以上的吸附态CO2能够解吸,经过多次吸附/解吸循环CO2吸附特性不变.同时利用Aspen adsim软件对吸附过程进行模拟,模拟结果与实验数据吻合良好.

A simulation of citrus oil adsorption separation in the supercritical carbon dioxide

Aspen Adsim was used to simulate the fractionation of citrus oil with extraction and adsorption combined method in supercritical carbon dioxide.The dynamic behavior in a isothemal and adiabatic bed could be described succesfully,and the simulation results agreed with the experimental data.The effect of adsorption time,the flow rate of feed on the concentration of components in product and the recovery were studied.The amount of loading composition on the adsorbents changed with adsorption time and axial distance of bed was also investigated.

节能型VPSA富氧工艺优化模拟

根据变压吸附分离原理,建立数学模型,并利用Aspen Adsim软件对三塔VPSA富氧工艺过程进行模拟。通过调整模拟参数考查了循环周期、均压时间等对富氧效果的影响。为了降低工艺能耗,一方面在保证产品气氧气浓度以及回收率的基础上尽量降低吸附压力与解吸压力比,另一方面当吸附塔压力低于大气压力时,借助于压降驱动力采取常压进气方式。结果表明:在本模拟工艺中,当循环时间75 s,均压时间4 s,吸附、解吸压力比为2.88时,得到产品气氧气体积分数为94.6%,回收率为56.6%。