吸附分离工艺与工程

《吸附分离工艺与工程=Technology and Engineering of Adsorption Separation》系统地介绍了气体吸附分离工艺与工程所涉及的相关技术进展，主要包括气体吸附分离基础、吸附分离的基本工艺过程、吸附分离装置的主要设备、吸附分离装置的控制系统及仪表、变压吸附工艺及工程应用、变温吸附工艺与工程应用、变压吸附工艺与其他分离工艺的工程耦合、变压吸附过程模拟计算、燃料电池用氢气的制备与纯化等内容，全面阐述气体吸附分离技术的设计基础与工程应用。

目录
序言　
前言
第1章　气体吸附分离基础　1　
1.1　吸附分离理论基础　1　
1.1.1　吸附与脱附　1　
1.1.2　吸附理论基础　5　
1.1.3　吸附分离机理　10　
1.1.4　吸附分离方法　11　
1.2　吸附剂工业应用基础　13　
1.2.1　工业吸附剂　13　
1.2.2　吸附剂的工艺选择基础　27　
1.2.3　吸附剂的失效与再生　34　
1.3　吸附分离工艺基础　36　
1.3.1　吸附分离工艺　36　
1.3.2　工艺选择基础　39
参考文献　41
第2章　吸附分离的基本工艺过程　44　
2.1　吸附分离循环工艺　44　
2.1.1　吸附分离循环　44　
2.1.2　吸附分离循环步骤　47　
2.1.3　吸附分离工艺流程　50　
2.2　吸附分离工艺的应用　60　
2.2.1　吸附分离工艺的分类　60　
2.2.2　吸附分离工艺的选择　64　
2.3　吸附分离工艺的工程配置　66　
2.3.1　预处理系统　66　
2.3.2　动力系统　67　
2.3.3　吸附分离系统　72　
2.3.4　管路系统　73　
2.3.5　控制系统　74　
2.3.6　检测系统　75
参考文献　76
第3章　吸附分离装置的主要设备　78　
3.1　吸附塔　78　
3.1.1　吸附塔的功能和特点　78　
3.1.2　吸附塔的结构形式　78　
3.1.3　吸附塔的设计　87　
3.1.4　气体分布器优化设计　89　
3.2　工艺储罐　90　
3.2.1　工艺储罐的特点　90　
3.2.2　工艺储罐的结构　92　
3.3　气液分离器　94　
3.3.1　常用的气液分离器的特点　94　
3.3.2　丝网分离器结构　94　
3.4　程控阀　95　
3.4.1　变压吸附工艺对程控阀的技术要求　95　
3.4.2　程控阀的结构与特点　97　
3.4.3　程控阀的主要部位材质　101　
3.4.4　程控阀的使用环境　103　
3.4.5　程控阀常见故障及维护　103
参考文献　104
第4章　吸附分离装置的控制系统及仪表　106　
4.1　吸附分离装置的控制系统　106　
4.1.1　吸附分离装置控制系统类型　106　
4.1.2　变压吸附工艺对控制系统的要求　115　
4.2　吸附分离装置的核心控制程序　117　
4.2.1　自适应控制系统　117　
4.2.2　故障诊断及切换系统　121　
4.3　吸附分离工艺的阀门控制　122　
4.3.1　程控阀开关的顺序逻辑控制　122　
4.3.2　调节阀的过程压力跟踪控制　127　
4.4　吸附分离装置的主要仪表　132　
4.4.1　电磁阀及阀位检测　132　
4.4.2　压力、压差和温度测量　134　
4.4.3　调节阀　135　
4.4.4　流量计　139　
4.4.5　在线分析仪　141　
4.4.6　安全监测仪表　149　
4.5　吸附分离控制系统发展方向　150　
4.5.1　方案设计　150　
4.5.2　系统基本网络架构　151
参考文献　153
第5章　变压吸附工艺与工程应用　154　
5.1　变压吸附提纯氢气工艺　154　
5.1.1　原料来源　154　
5.1.2　产品氢气要求与标准　168　
5.1.3　常用工艺　172　
5.1.4　典型工程应用　177　
5.2　变压吸附提浓乙烯工艺　184　
5.2.1　原料来源　184　
5.2.2　常用工艺　186　
5.2.3　典型工程应用　191　
5.3　变压吸附脱碳及二氧化碳提纯工艺　201　
5.3.1　原料来源　201　
5.3.2　常用工艺　202　
5.3.3　典型脱碳工程应用　212　
5.3.4　典型二氧化碳提纯工程应用　217　
5.4　变压吸附提纯一氧化碳工艺　220　
5.4.1　原料来源　220　
5.4.2　产品要求与标准　223　
5.4.3　常用工艺　224　
5.4.4　典型工程应用　226　
5.5　变压吸附空气分离制氧工艺　230　
5.5.1　原料来源　230　
5.5.2　常用工艺　230　
5.5.3　典型工程应用　237　
5.6　变压吸附空分制氮工艺　242　
5.6.1　原料来源　242　
5.6.2　制氮工艺　242　
5.6.3　典型工程应用　244　
5.7　变压吸附浓缩和回收甲烷工艺　246　
5.7.1　原料来源　246　
5.7.2　常用工艺　249　
5.7.3　典型工程应用　252　
5.8　变压吸附氯乙烯尾气净化回收工艺　259　
5.8.1　原料来源　259　
5.8.2　净化方法简介　260　
5.8.3　常用工艺　262　
5.8.4　典型工程应用　265　
5.9　吸附分离装置的工程设计　267　
5.9.1　吸附分离工艺设计　267　
5.9.2　装置总平面布置与设备布置设计　271　
5.9.3　装置非标设备与管道设计　272　
5.9.4　其他配套工程设计　274　
5.9.5　吸附分离装置安全设计与环境保护　280　
5.10　吸附分离技术的前景展望　283　
5.10.1　工业副产气资源化利用　283　
5.10.2　碳中和背景下二氧化碳捕集提纯技术的应用　283　
5.10.3　大型化变压吸附氢气提纯装置开发和应用　284　
5.10.4　氢能领域的应用　284　
5.10.5　大气污染物排放治理　285　
5.10.6　吸附分离技术的发展趋势　285　
参考文献　286　
第6章　变温吸附工艺与工程应用　289　
6.1　变温吸附工艺　289　
6.1.1　变温吸附循环过程　289　
6.1.2　变温吸附工艺　290　
6.1.3　变温吸附工艺的热量平衡　295　
6.2　变温吸附工艺的工程配置　296　
6.2.1　吸附分离系统　296　
6.2.2　动力系统　297　
6.2.3　加热系统　298　
6.2.4　检测系统　300　
6.3　变温吸附工艺的工程应用　302　
6.3.1　气体干燥　302　
6.3.2　气体净化　305　
6.4　变温吸附技术的前景展望　312
参考文献　314
第7章　变压吸附工艺与其他分离工艺的工程耦合　315　
7.1　其他分离净化技术的发展　315　
7.2　变压吸附与膜分离工艺的工程耦合　316　
7.2.1　高压工业尾气的回收利用　316　
7.2.2　炼厂副产气中氢气和轻烃的回收利用　319　
7.2.3　挥发性有机物回收　324　
7.3　变压吸附与低温技术的工程耦合　326　
7.3.1　粗氦气提浓　326　
7.3.2　一氧化碳和氢气分离提纯　334　
7.3.3　低温空分前端净化　337　
7.4　变压吸附与吸收工艺的工程耦合　339　
7.4.1　炼厂干气回收利用　340　
7.4.2　氢气分离提纯　342　
7.4.3　挥发性有机物回收　347　
7.5　变压吸附与变温吸附、低温技术的工程耦合　347　
7.5.1　不同用途的二氧化碳产品质量要求　348　
7.5.2　常用工艺　349　
7.5.3　耦合技术及特点　350　
7.5.4　典型工程应用　353　
7.6　变压吸附与其他分离技术耦合展望　356　
7.6.1　深冷分离与吸附分离耦合工艺　356　
7.6.2　膜分离与吸附分离耦合工艺　357　
7.6.3　吸附与反应耦合工艺　358
参考文献　358
第8章　变压吸附过程模拟计算　361　
8.1　变压吸附过程模型基础　361　
8.1.1　双组分变压吸附数学模型　362　
8.1.2　变压吸附模型组成基础　362　
8.2　变压吸附过程数学模型与模型求解　366　
8.2.1　变压吸附过程数学模型　366　
8.2.2　模型参数　368　
8.2.3　模型数值求解　372　
8.3　变压吸附空分制氧过程模拟计算　375　
8.3.1　流程设计　375　
8.3.2　模拟计算　376　
8.4　变压吸附提氢过程模拟计算　380　
8.4.1　流程设计与数学模型　380　
8.4.2　模拟计算　381　
8.4.3　结果分析　382　
8.5　变压吸附脱除变换气中微量一氧化碳和二氧化碳模拟计算　386　
8.5.1　变换气中一氧化碳和二氧化碳的脱除工艺与模拟计算　386　
8.5.2　变压吸附的吸附净化特性　389　
8.5.3　变压吸附净化过程的优化　391　
8.6　展望　391
参考文献　393
第9章　燃料电池用氢气的制备与纯化　396　
9.1　氢能领域的发展现状　396　
9.2　氢能领域氢气的主要应用场合　396　
9.3　氢燃料电池的种类简述　397　
9.3.1　原理简述　398　
9.3.2　PEMFC原理　398　
9.3.3　燃料电池氢气质量的要求及标准　400　
9.4　燃料电池用氢气的分离提纯　401　
9.4.1　化石能源制氢　401　
9.4.2　工业副产氢气　403　
9.4.3　生物质制氢　406　
9.4.4　水分解制氢　407　
9.4.5　甲醇重整制氢　407　
9.4.6　化学品分解制氢　408　
9.5　氢气纯化　409　
9.5.1　微量水脱除　410　
9.5.2　微量硫脱除　410　
9.5.3　微量一氧化碳的脱除　411　
9.6　典型工程应用　412　
9.6.1　炼厂富氢气纯化　412　
9.6.2　焦炉煤气提氢气　413　
9.6.3　丙烷脱氢尾气　414　
9.7　展望　416
参考文献　417