CN1073876C - 从含一氧化碳混合气中提纯一氧化碳的变压吸附法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及从含一氧化碳的混合气中分离提纯一氧化碳的变压吸附工艺。旨在解决已有技术对CO的提纯度不高的问题。本变压吸附法，在由两段工序串接构成的变压吸附系统中，用充填在吸附床中的吸附剂选择性地吸附分离混合气中的气体，经第一段工序吸留去除吸附性较强的组份后，再经第二段工序各吸附床含吸附、置换、逆向放压、抽真空、升压的循环步骤，和有由至少二个吸附床的置换步骤相串联构成的串联置换，吸留而提取一氧化碳，去除吸附性弱于一氧化碳的组份。CO纯度可达90～99%，为优良的化工原料。工艺简单、能耗低、无污染。

Description

从含一氧化碳混合气中提纯一氧化碳的变压吸附法

本发明涉及从气体混合物中，分离和纯化气体的变压吸附工艺，特别是从含一氧化碳的混合气中分离提纯一氧化碳的二段法变压吸附工艺。

变压吸附法是一种从气体混合物中分离和净化提纯气体的技术。是一种在常温下进行的气、固相物理吸附过程。变压吸附技术也是低能耗、无环境污染的技术。变压吸附技术依据吸附剂对不同的气体组份有吸附选择性的特征，和在高压(吸附压力)下对气体组份的吸附容量大，而在低压(解吸压力)下吸附容量小的特点，由吸附和解吸组成的交替切换循环工艺，用以实现气体组份的分离。

典型的含一氧化碳混合气的组成如下表(体积百分数)：

组份/类别	转炉气	水煤气	高炉气
				H2	1.5	50	2.4
CO	51	40	25
				CO2	22	7	14.5
CH4	48ppm	3	0.3
				N2	25	57.5
O2	0.5		0.2				0.3

由于变压吸附工艺中通常所用的几种吸附剂对上述混合气中各气体组份的吸附能力不同，它们吸附力的强弱按下列次序排列：

H₂O＞CO₂＞CH₄＞CO＞N₂＞O₂＞H₂或

H₂O＞CO₂＞CO＞CH₄＞N₂＞O₂＞H₂

即在混合气体中，CO的吸附性介于CO₂和N₂、O₂、H₂等组份之间，为基于上述特点，已有的二段法变压吸附提纯CO工艺，经第一段吸附工序依次进行吸附，均压降、隔离、逆向放压，冲洗、均压升、最终升压程序，首先除去H₂O、CO₂等吸附力强于CO的组份；然后进入第二段吸附工序，进行CO与N₂、O₂、H₂等组份的分离。在第二段工序中，CO是吸附性最强的组份，被吸附剂吸附留在吸附床中。N₂、O₂、H₂等组份穿过吸附床层排出系统，被吸附的CO经减压、抽真空而得到CO产品。已有的二段法变压吸附提取CO工艺，对CO的提纯度不高，吸附床利用率不高。

鉴于此，本发明目的在于提供一种能耗低、不污染环境的，能从各种富含或含低浓度的一氧化碳的混合气中提纯制取高纯度一氧化碳的变压吸附工艺。

本发明在已有二段法变压吸附提纯CO工艺的第二段工序中增加串联置换步骤，用部分产品CO作为置换气把残留在吸附床内的氮、氧、氢等组份置换出去，以提高床层中CO浓度，再用经该置换过程后尚有相当量的CO排出气体作为另一吸附床的置换气，形成由几个吸附床构成的串联置换，多次利用置换气，提高CO的利用率，减少产品的置换用量，得到高纯度的产品CO和较高的CO回收率，而实现其目的。

本发明的从含一氧化碳混合气中提纯一氧化碳的变压吸附法(参见附图)，在由有充填吸附剂的各自至少有二个吸附床的第一段工序(PSA-Ⅰ)和第二段工序(PSA-Ⅱ)串接构成的变压吸附系统中，其特征在于经第一段工序各吸附床含依次进行吸附(A)、均压降(ED)、逆向放压(BD)、冲洗(P)、均压升(ER)、最终升压(FR)的循环步骤，吸留而去除混合气中吸附性强于一氧化碳的组份后，再经第二段工序各吸附床含依次进行吸附(A)、置换(RP)、逆向放压(BD)、抽真空(VC)、升压(R)的循环步骤，吸留而提取一氧化碳，去除吸附性弱于一氧化碳的组份，上述第二段工序有由至少二个吸附床的置换步骤相串联构成的串联置换。

上述的第一段工序冲洗步骤的用气来自第二段工序排出的废气。

上述的第一段工序的吸附床内的吸附剂是硅胶、活性炭、铝胶、活性氧化铝中的至少一种，第二段工序的吸附床内的吸附剂是活性炭、碳分子筛、沸石分子筛中的至少一种。

上述的第一段工序的吸附步骤的压力为0.3～1.9MPa，第二段工序的吸附步骤的压力为0.2～1.9MPa，置换步骤的压力为0.1～1.9MPa，抽真空步骤的压力为-0.07～-0.098MPa。

本发明的从一氧化碳混合气中提纯一氧化碳的变压吸附法(参见附图)，由第一段(PSA-Ⅰ)和第二段(PSA-Ⅱ)串接构成变压吸附系统，其CO的提纯过程如下。

含CO的原料气(即含CO的混合气)，在一定压力下，经管道送入第一段工序的吸附床。该工序由至少二个充填有吸附剂的吸附床和相应的管道、程序阀等构成。吸附床的数量，根据原料的组成和压力、吸附床对原料气的处理能力确定。吸附床中充填的吸附剂，根据原料气的组成确定，用以脱除原料气中吸附性强于CO的H₂O、CO₂、部份CH₄及硫化物，可以选用硅胶、活性炭、铝胶、活性氧化铝等中的一种或几种。

第一段工序以脱除吸附性强于CO的组份为目的，吸附床完成一个循环操作要经历吸附、均压降、逆向放压、冲洗、均压升、最终升压等工艺步骤，多个吸附床交替完成上述工艺步骤。每个吸咐床在同一时间内都在执行着互不相同的步骤，在任何时候，总有一个或一个以上吸附床处于吸附步骤，并在压力基本恒定的情况下将半成品气经管道输向第二段工序的吸附床，以下对该工序的步骤加以说明。

吸附(A)：原料气在0.5～2.0MPa压力下，连续稳定地进入吸附床，吸附床压力控制在0.3～1.9MPa，原料气中的H₂O、CO₂、硫化物、部分CH₄被吸附剂吸附，留在吸附床中，而未被吸附的CO、H₂、N₂、CH₄、Ar等被排出床层送入第二段工序，进行CO与其它组份的分离。当吸附床经过一段时间吸附后，吸附剂已基本上被CO₂、H₂O等杂质所饱和，为使吸附剂进行再生需进入下一步操作。

均压降(ED)：均压降步骤是完成吸附步骤的本吸附床向需要均压升的吸附床放压的过程，均压降步骤可以回收吸附床中的有用组份。均压降步骤可分为多次完成，称为一次均压降(E1D)、二次均压降(E2D)……。在具体的工艺过程中，所采用的均压降次数视原料气的压力及组成确定。

逆向放压(BD)：逆向放压是使吸附床压力降低，使吸附床中吸附的杂质组份即需要脱除的组份解吸排放的过程。其气流流向与原料气流向相反。

冲洗(P)：冲洗是用不含杂质组份的气体吹扫吸附床，使杂质组份充分解吸的过程。冲洗气来自于第二段的吸附废气。

均压升(ER)：均压升是利用均压降的吸附床的气体对本吸附床进行升压的过程。均压升步骤可分为多次完成，称为一次均压升(E1R)、二次均压升(E2R)……。在具体的工艺过程中，所采用的均压次数视原料气压力及组成而定。均压升与均压降次数相对应。

最终升压(FR)：该步骤是利用半成品气返回一部份使本吸附床压力升到吸附压力的过程。

完成上述步骤后，吸附床完成了一个周期的循环操作。每一吸附床经历的工艺步骤完全相同，只是在时间上相互错开，以保证在任何时候均有一个吸附床在进行吸附步骤操作，从而保持装置的连续运行。

第二段工序，串接在第一段工序之后，由至少二个充填有吸附剂的吸附床和相应的管道、程序控制阀构成。吸附床的数量，根据第一段工序送来的半成品气的组成和压力、吸附床对半成品气的处理能力确定。吸附床中充填，根据半成品气的组成确定，用以吸附半成品气中的CO，可以选用活性炭、分子筛、碳分子筛中的一种或几种。在第二段的吸附床内，吸附剂对CO进行选择性吸附，CO留在吸附床内，其它H₂、N₂、O₂、CH₄等从出口端排出，经管道返回第一段工序，作为第一段吸附剂再生的冲洗气，冲洗后气体排出装置，可作燃料或其他化工产业利用。吸附结束后，吸附床中除CO外，残留有一定量H₂、N₂、O₂、CH₄组份，再用部分CO产品气返回吸附床进行置换、和串联置换，将H₂、N₂、O₂、CH₄赶出吸附床，第二段工序吸附床置换合格后，用降压和真空抽吸方式回收吸附床内的CO产品气，得到纯化的CO产品。

在第二段工序获得纯CO产品，在每一个吸附床的一次循环中要经历吸附、均压降、置换、逆向放压、抽真空、升压或均压升等工艺步骤，无论采用几个吸附床组合，都交替执行这些工艺步骤，以使CO产品连续稳定输出。现将每一步骤分别说明如下。

吸附(A)：从第一段工序输出的半成品气送至该工序作为原料气从吸附床进气端进入，吸附床压力控制在0.2～1.9MPa，半成品中的CO被选择吸附于吸附剂上，其它组分作为吸附废气从吸附床顶部排出，送去第一段工序。作为第一段工序的吸附剂再生用气。该步骤实现了CO和其它不易吸附组分的分离。

置换(PR)：利用返回的一部分CO产品，对吸附床自下而上进行置换操作，其操作压力控制在0.1～1.9MPa，在同一吸附床中，置换步骤可分为多次完成，称为一次置换(RP1)、二次置换(RP2)、三次置换(RP3)、四次置换(RP4)……。从吸附床顶部排出的置换排出气，再送至下一个吸附床，进行自下而上的置换，该床置换排出气又对再下一个吸附床进行置换……，将几个吸附床串联连通，对不同的吸附床进行逐一置换，这样在多床工艺中形成串联置换。串联置换的吸附床有至少二个，可以等于第二段工序的吸附床数量。多次置换的次数与具体的多床工艺匹配。多次置换的目的在于降低床层内杂质含量，回收置换废气中的CO，得到高纯度CO产品。最后置换排出的置换废气与吸附废气混合，回收利用送第一段工序作冲洗气。

逆向放压(BD)：置换结束后，逆着吸附的进行方向降压，降压后的气体即是制成的CO产品，被输送至产品气系统。逆向放压步骤可以分多次完成，称为一次逆向放压(BD1)、二次逆向放压(BD2)……。

抽真空(VC)：吸附床内压力降至接近常压时，借助真空泵的动力进一步降低吸附床的压力，其操作压力为-0.07～-0.09MPa，抽出气体为CO产品，输送去产品气系统。一部分用于置换步骤。此步骤完成后，吸附床内吸附剂也再生完毕，准备进行下一次循环操作。抽真空步骤可以分多次完成，称为一次抽真空(VC1)、二次抽真空(VC2)……。

升压(R)：完成抽空步骤后，利用吸附废气、置换废气或原料气对该床升压。升压步骤可分为多次完成，称为一次升压(R₁)、二次升压(R₂)、三次升压……。

本发明的二段法具有如下明显的优点和显著的效果。

一、本二段法增加置换步骤，特别是串联置换步骤后，能提高CO的提纯度，其CO纯度可达90～99％，产品可作优良的化工原料。

二、本二段法增加置换步骤后，能提高CO的提纯度和提纯效率，能从含低浓度CO的混合气中提纯CO，而且可以从有吸附性接近CO的杂质气如CH₄的含CO混合气中提纯CO。因此，可从多种工业废气中提纯CO，其适用范围广。

三、本二段法，将第二段工序的置换废气和吸附废气作第一段工序的冲洗气，冲洗后的废气排出系统，另作燃烧气利用，再加之采用串联置换，多次利用置换废气和吸附废气，使本工艺无污染排放，而具有能耗低，和不污染环境的优点。

下面，再用实施例及其附图，对本实用新型作进一步说明。

附图的简要说明。

图1是本发明的从含一氧化碳混合气中提纯一氧化碳的变压吸附法的流程框图。

图2是图1的一种变压吸附法的流程示意图，显示四床工艺流程。

图3是图2的第一段工序(PSA-Ⅰ)各吸附床中各步骤的对应关系及气体流向图。

图4是图2的第二段工序(PSA-Ⅱ)各吸附床中各步骤的对应关系及气体流向图。

图5是图3各步骤的压力变化趋势图。

图6是图4各步骤的压力变化趋势图。

图7是本发明的另一种从含一氧化碳混合气中提纯一氧化碳的变压吸附法

的流程示意图。显示第一段为六床、第二段为八床的工艺流程。

图8是图7的第一段工序(PSA-Ⅰ)各吸附床中各步骤的对应关系及气体流向图。

图9是图7的第二段工序(PSA-Ⅱ)各吸附床中各步骤的对应关系及气体流向图。

实施例1

本发明的一种从含一氧化碳混合气中提纯一氧化碳的变压吸附法，如图2～6所示。

原料气为半水煤气：

组成：  CO    CO₂   N₂   H₂   CH₄+Ar O₂

体积％：26.5  9.0    19.0  44.0   1.0    0.5

本变压吸附法根据上述原料的组成采用如图2所示的四床系统，该系统由串接的第一段工序PSA-Ⅰ和第二段工序PSA-Ⅱ构成。

第一段工序由四个塔式结构的吸附床ⅠA、ⅠB、ⅠC、ⅠD，与吸附床联通的压缩机Ⅰ及原料气总管2、半成品气总管3及控制阀4、冲洗气总管5、废气总管6、接管7及各管道中与ⅠA相配合的程控阀8a、9a、10a、11a、12a，与ⅠB相配合的程控阀8b、9b、10b、11b、12b，与ⅠC相配合的程控阀8c、9c、10c、11c、12c，与ⅠD相配合的程控阀8d、9d、10d、11d、12d等构成。该吸附塔中充填的吸附剂是活性氧化铝和硅胶。

第二段工序由四个塔式结构的吸附床ⅡA、ⅡB、ⅡC、ⅡD，与吸附床联通的上述半成品气总管3，上述冲洗气总管5和控制阀15、16、17，置换气总管18及其上的控制阀23，CO成品气总管19及其上的真空泵20、程控阀24、压缩机25，接管26，联通各吸附床与排放气总管35，及各管道中与ⅡA相配合的程控阀27a、28a、29a、30a、31a、32a，与ⅡB相配合的程控阀27b、28b、29b、30b、31b、32b，与ⅡC相配合的程控阀27c、28c、29c、39c、31c、32c，与ⅡD相配合的程控阀27d、28d、29d、30d、31d、32d等构成。该段吸附塔中充填的吸附剂是沸石分子筛。

本系统运行时，由计算机按编程控制各程控阀和控制阀，原料气即混合气由压缩机1，在约0.5MPa压力下，经原料总管2，按时分别进入第一段工序的各吸附床，各吸附床交替地依次进行如图3所示的相同的连续的循环步骤，图3中的箭头示出以吸附床ⅠA为例的气体流向，其步骤为：吸附A、一次均压降E1D、隔离IS、二次均压降E2D、逆向放压BD、冲洗P、二次均压升E2R、一次均压升E1R、最终升压FR。上述介于相邻的一次均压降E1D和二次均压降E2D之间的隔离IS步骤，是各步骤排序所需时间的停顿。本段工序各步骤的压力变化如图4所示。图4中的箭头示出以吸附床ⅡA为例的气体流向，其步骤为：该工序的吸附步骤的控制压力为表压D.5MPa。经第一段工序的四床变压吸附，除去了原料气中的强吸附组份H₂O、CO₂、部份CH₄、微量硫化物等杂质气体，解吸后经废气总管6排出系统，所得的半成品气在约0.5MPa压力下，经半成品气总管3，按时分别进入第二段工序的各吸附床，各吸附床交替地依次进行如图4所示的相同的连续循环步骤：吸附A、一次置换RP1、二次置换RP2、逆向放压BD、抽真空VC、一次升压R1、二次升压R2。各步骤的压力变化如图5所示。该工序的吸附步骤的控制压力为表压0.2MPa，置换步骤的操作压力控制在表压0.2MPa，抽真空步骤的操作压力为在真空泵入口处的真空度0.8MPa。经第二段工序的四床变压吸附，除去半成品气中的弱吸附组份N₂、H₂、部份CH₄、Ar等杂质气体，经冲洗气总管5送回第一段工序的各吸附床作为冲洗气。上述4个吸附床的置换步骤串联进行构成串联置换。经上述逆向放压和抽真空步骤后，获得CO产品。该CO产品的一部份，经置换气总管18送回本段吸附床作为置换气。CO产品的逆向放压部份，经排放气总管35、程控阀24，直接送入真空泵20之后的管道，逆向放压结束后，借助真空泵20，经排放气总管35、程控阀33、程控阀34，对吸附床抽真空，抽出的产品与逆放气汇合，通过压缩机25输出系统。

本变压吸附法，可获得的CO产品纯度≥96％，产品杂质H₂+N₂+CH₄+Ar≤4.0％,CO₂、O₂+H₂O均≤10ppm。该产品CO可作有机合成的优良原料。

实施例2

本发明的另一种从含一氧化碳混合气中提纯一氧化碳的变压吸附法，如图7～9所示。其工艺流程和系统结构与实施例1大体相同。其作为混合气的原料气为工厂的半水煤气：

组成：  H₂   CO    N₂   CH₄   CO₂

体积％：42    35    16    1      6

本实施例的工艺流程和系统结构与实施例1大体相同，原料气即混合气压缩至0.7MPa，在常温下进入PSA-Ⅰ工序，脱除CO₂、H₂O、硫化物等杂质，半成品气进PSA-Ⅱ工序，N₂、H₂、CH₄与CO分离，提纯CO。提纯后的CO通过抽真空步骤解吸。一部分CO返回PSA-Ⅱ工序作为置换气，其余CO作为产品气向用户输送。PSA-Ⅱ的置换和吸附废气送PSA-Ⅰ工序，用作PSA-Ⅰ工序的冲洗气。冲洗后的废气排出装置，用作燃料气。

本实施例的特点是：

第一段工序由六个塔式结构的吸附床ⅠA、ⅠB、ⅠC、ⅠD、ⅠE、ⅠF，与吸附床联通的压缩机1及原料气总管2、半成品气总管3及控制阀4、冲洗气总管5、废气总管6及各管道中与ⅠA相配合的程控阀7a、8a、9a、10a、11a、12a，与ⅠB相配合的程控阀7b、8b、9b、10b、11b、12b，与ⅠC相配合的程控阀7c、8c、9c、10c、11c、12c，与ⅠD相配合的程控阀7d、8d、9d、10d、11d、12d，与ⅠE相配合的程控阀7e、8e、9e、10e、11e、12e，与ⅠF相配合的程控阀7f、8f、9f、10f、11f、12f等构成。该吸附塔中充填的吸附剂是活性氧化铝和硅胶。

第二段工序由八个塔式结构的吸附床ⅡA、ⅡB、ⅡC、ⅡD、ⅡE、ⅡF、ⅡG、ⅡH，与吸附床联通的上述半成品气总管3，上述冲洗气总管5，和排放气总管15、16，真空泵19、20以及置换气压缩机26各管道中与ⅡA相配合的程控阀27a、28a、29a、30a、31a、32a，与ⅡB相配合的程控阀27b、28b、29b、30b、31b、32b，与ⅡC相配合的程控阀27c、28c、29c、39c、31c、32c，与ⅡD相配合的程控阀27d、28d、29d、30d、31d、32d,ⅡE相配合的程控阀27e、28e、29e、30e、31e、32e，与ⅡF相配合的程控阀27f、28f、29f、30f、31f、32f，与ⅡG相配合的程控阀27g、28g、29g、39g、31g、32g，与ⅡH相配合的程控阀27h、28h、29h、30h、31h、32h等构成。该段吸附塔中充填的吸附剂是沸石分子筛。

PSA-Ⅰ工序按图8的六床二均工艺步骤运行，各吸附床的每一循环周期由吸附A、一次均压降E1D、二次均压降E2D、逆向放压BD、冲洗P、二次均压升E2R、一次均压升E1R、最终升压FR八个步骤组成。图8为各吸附床各工艺步骤的对应关系和以ⅠA床为例示出各工艺步骤的气体流向，其它各床间的气体流向与ⅠA床相似，不另标注。在运行中总有二个吸附床处于进料、产出半成品气的吸附步骤，其余四个吸附床处于吸附剂再生的不同步骤。PSA-Ⅰ工序，能使半成品气连续稳定输往PSA-Ⅱ工序，作为PSA-Ⅱ工序的原料气。PSA-Ⅰ工序的吸附床以活性氧化铝和硅胶作吸附剂，一个循环周期时间约为720秒。吸附压力为0.6MPa，吸附剂再生通过均压降、逆向放压和在常压下冲洗等步骤完成。

PSA-Ⅱ工序按图9的工艺步骤进行，有八个吸附床ⅡA、ⅡB、ⅡC、ⅡD、ⅡE、ⅡF、ⅡG、ⅡH，各吸附床的每一循环周期由吸附A，均压降ED，一次置换RP1、二次置换RP2、三次置换RP3、四次置换RP4，一次逆向放压BD1、二次逆向放压BD2，一次抽真空VC1、二次抽真空VC2、升压ER十一个步骤组成。该工序的均压降ED作用与PSA-Ⅰ工序的均压降相同。图9为各吸附床各工艺步骤的对应关系和以ⅡA床为例示出各工艺步骤的气体流向，其它各床间的气体流向与ⅡA床相似，不另标注。在运行中总有二个吸附床进料处于吸附步骤，吸附压力为0.4MPa，以除去半成品气中的N₂、H₂、部分CH₄和Ar等弱吸附杂质组分。吸附结束后与刚抽真空结束的另一吸附床进行均压降步骤，该床的均压降步骤气体相对另一吸附床的均压升步骤。均压降步骤的终了压力约0.16MPa。均压降步骤结束后紧接着进行置换步骤，置换步骤的控制压力为0.2MPa。八个吸附床的置换步骤串联进行，进一步除去床层中的杂质组分，提高CO产品的纯度。置换结束后，以逆向放压步骤和抽真空步骤的降压方式获得纯CO产品。同时吸附剂得以再生。然后以均压升的方式使该床层升至0.16MPa，完成一个循环进入下一循环，在进料的同时压力从0.16MPa升至0.4MPa进行吸附。在8个吸附床中均装填沸石分子筛作吸附剂。本工序一个循环周期时间约900秒。

本系统运行时，由计算机按编程控制各程控阀和控制阀，原料气即混合气，经压缩机1，压缩至0.7MPa，在常温下进入PSA-Ⅰ工序，PSA-Ⅰ工序由6个吸附塔组成，原料气进入共中的任二个，在运行中总有二个吸附床处于吸附步骤。原料气从程控阀7a、7b、7c、7d、7e、7f，分别进入吸附床ⅠA、ⅠB、ⅠC、ⅠD、ⅠE、ⅠF，床内充填的吸附剂选择吸附CO₂、H₂O、硫化物等杂质，未被吸附的CO₂、N₂、H₂、CH₄等半成品气经程序阀8a、8b、8c、8d、8e、8f，半成品气总管3，控制阀4，进入PSA-Ⅱ工序。吸附在吸附剂固相内的CO₂、H₂O、硫化物等杂质便通过逆向放压，从程控阀9a、9b、9c、9d、9e、9f分别排出吸附床，再由自PSA-Ⅱ工序来的冲洗气，通过冲洗气总管5、分别从程控阀10a、10b、10c、10d、10e、10f进入各吸附床，对床层进行冲洗，进一步解吸排出CO₂、H₂O、硫化物等杂质。冲洗后的解吸气也经程控阀9a、9b、9c、9d、9e、9f排出吸附床，从废气总管6排出系统外。PSA-Ⅰ中的程控阀11a、11b、11c、11d、11e、11f为均压阀，程控阀12a、12b、12c、12d、12e、12f为最终升压阀。

在PSA-Ⅱ工序中，半成品气从半成品气总管3，程控阀27a、27b、27c、27e、27f、27g、27h，分别进入八个吸附床ⅡA、ⅡB、ⅡC、ⅡD、ⅡE、ⅡF、ⅡG、ⅡH中的任意二个，在运行中也总有二个吸附床处于吸附步骤，吸附步骤在0.4MPa压力下进行。以除去半成品中的弱吸附杂质组分N₂,H₂，部分CH₄和Ar等，其吸附废气分别从程控阀29a、29b、29c、29e、29f、29g、29h经冲洗气总管5排出吸附床。吸附结束后与刚抽真空结束的另一吸附床，通过程控阀28a、28b、28c、28e、28f、28g、28h进行均压降或均压升，使该床的均压降气体对另一吸附床均压升，终压力约0.16MPa，均压结束后紧接着置换。以ⅡA床为例说明置换过程，置换气由置换气压缩机26送出，通过控制阀35，程控阀31a进入吸附床ⅡA，进行RP₄置换，从程控阀32a使ⅡA床的置换气排出，进入吸附床ⅡB对吸附床ⅡB进行RP₃置换，从吸附床ⅡB出口经程控阀32b进入吸附床ⅡC，对吸附床ⅡC进行RP₂置换，从吸附床ⅡC出口经程控阀32c进入吸附床ⅡD，对吸附床ⅡD进行RP₁置换，吸附床ⅡD置换后的置换废气从程控阀29d排出，经冲洗气管5，作为PSA-Ⅰ的冲洗气。置换压力控制在0.2MPa，几个吸附床依次串联进行，进一步除去吸附床中的杂质组分，提高CO产品纯度。置换结束后，CO产品先以逆向放压的形式，再以抽真空的形式从PSA-Ⅱ系统输出。逆向放压结束后，借助抽真空的方式进一步对吸附床降压以获得CO产品。真空泵19或20抽出的CO产品气经CO产品气总管24输出供给用户；另一部分CO产品气通过管道25进入置换压缩机26，经控制阀35返回PSA-Ⅱ，作置换用气。

此实施例可获得的CO产品纯度98％，产品中杂质H₂为0.01％、N₂为0.8％、CH₄为1.18％、CO₂为0.01％、H₂O≤10ppm。

Claims (4)

1、从含一氧化碳混合气中提纯一氧化碳的变压吸附法，在由有充填吸附剂的各自至少有二个吸附床的第一段工序(PSA-Ⅰ)和第二段工序(PSA-Ⅱ)串接构成的变压吸附系统中，其特征在于经第一段工序各吸附床含依次进行吸附(A)、均压降(ED)、逆向放压(BD)、冲洗(P)、均压升(ER)、最终升压(FR)的循环步骤，吸留而去除混合气中吸附性强于一氧化碳的组份后，再经第二段工序各吸附床含依次进行吸附(A)、置换(RP)、逆向放压(BD)、抽真空(VC)、升压(R)的循环步骤，吸留而提取一氧化碳，去除吸附性弱于一氧化碳的组份，上述第二段工序有由至少二个吸附床的置换步骤相串联构成的串联置换。

2、根据权利要求1所述的变压吸附法，其特征是所说的第一段工序冲洗步骤的用气来自第二段工序排出的废气。

3、根据权利要求1或2所述的变压吸附法，其特征是所说的第一段工序的吸附床内的吸附剂是硅胶、活性炭、铝胶、活性氧化铝中的至少一种，第二段工序的吸附床内的吸附剂是活性炭、碳分子筛、沸石分子筛中的至少一种。

4、根据权利要求3所述的变压吸附法，其特征是所说的第一段工序的吸附步骤的压力为0.3～1.9MPa，第二段工序的吸附步骤的压力为0.2～1.9MPa，所说的置换步骤的压力为0.1～1.9MPa，所说的抽真空步骤的压力为-0.07～-0.098MPa。

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