殷文华，卜令兵，伍 毅，张 杰

(四川天一科技股份有限公司 变压吸附分离工程研究所，成都 610225)



·工艺与设备·

变压吸附制氢均压过程分析

殷文华，卜令兵，伍 毅，张 杰

(四川天一科技股份有限公司 变压吸附分离工程研究所，成都 610225)

建立了变压吸附制氢均压过程的一维瞬态模型，对均压过程系统的压力和速度进行了计算分析。计算结果显示，系统的压力降呈非对称分布，低压侧的压力降大于高压侧的压力降，部分均压步骤中均压阀的压力降占到系统压力降的40%；均压时低压侧的速度大于高压侧的速度，且均压靠后步骤速度大于均压靠前步骤的速度。

变压吸附；均压过程；数值模拟；流体力学

0 引 言

变压吸附制氢作为氢气提纯与净化的一种重要手段，以其能耗低、投资省、操作方便灵活的特点，近年来得到快速发展，已经投入运行的变压吸附制氢装置最大规模已经达到280 000 Nm3/h，装置的运行压力达到4.5 MPa。随着变压吸附制氢装置的大型化和高压化，如何保证装置的长期、安全、稳定、高效运行成为变压吸附科研人员的研究课题，四川天一科技股份有限公司投入大量资金和人力针对影响大型装置和高压装置的运行因素开展了系统的研究[1-4]。本文研究变压吸附制氢均压过程的压力和速度变化，为深入理解、研究和优化变压吸附制氢过程提供理论基础。

1 数学模型

1.1 均压过程

变压吸附均压步骤是完成高压吸附过程和低压再生过程之间的压力转换步骤，需要降压解吸的吸附床压力逐级下降，而需要升压的吸附床压力得到逐级升高，从而使吸附床降压排出的有用气体得到有效利用[5]。……