吸附器进料方向问题的探讨

PSA工艺中吸附器一般选择轴向进料，吸附器也一般是立式容器。理论上讲吸附器进料似乎既可以从底部进料顶部流出，也可以从顶部进料底部流出，但是实际工程应用中基本上都是选择从底部进料顶部流出，几乎没有从顶部进料底部流出的案例。

关于这个问题的探讨极少（我近些年花了大量精力搜集关于变压吸附技术的中外文献资料，间接谈到这个问题的貌似只有一篇四川亚联高科技股份有限公司曾海于2014年在刊物《中氮肥》发表的《大型变压吸附副塔吸附剂粉化》，这篇文章其实是一篇事故处理的记录，很多细节分析并不深入），许多文献中基本上都是避而不谈，或者分析并不深入。这方面探讨的资料比较少原因主要是两方面的：第一可能是认为这个问题约定俗成，无需探讨；第二是一些单位自以为“创新”选择了顶部进料的方式却出了事故，不愿将之公开，免得出丑（根据我个人的接触，变压吸附行业同行间经常互相倾轧、互相诋毁。我在四川亚联工作了一段时间，期间却从未听闻公司设计中发生的这次事故，可见信息封闭之严）。

笔者根据自身的经验，结合所学化工理论知识来分析，主要有以下两个原因：

第一、底部进料可减轻底部吸附剂所承受的作用力，避免吸附剂粉化。吸附状态时的工作压力较高，存在一定床层压差，由此气流对吸附剂有一定的作用力。当气流底部进料时，则气流对吸附剂向上的作用力可以抵消上层吸附剂由重力作用对底层吸附剂产生的压力，有利于保护下层吸附剂，避免其承压太大颗粒破碎粉花。但是当气流顶部进料时，气流对吸附剂产生向下的作用力，与上层吸附剂的重力叠加作用于底部吸附剂，将加剧下层吸附剂的粉化。

第二、底部进料避免了顶部自由空间湍流扰动效应。吸附器顶部由于重力沉降不可避免会产生一定的自由空间。当顶部进料时，特别是终充、均升、逆放等步骤时，塔顶压力均低于塔底压力，而且由于塔顶存在自由空间，此时塔顶容易产生气流扰动，引起吸附剂颗粒自塔顶“跃动”，产生秀吸附剂颗粒间、吸附剂颗粒与器壁间的碰撞摩擦，造成吸附器顶部吸附剂严重粉化。而底部进料时，终充、均升、逆放等步骤时，塔顶压力较高，处于向下“压紧”的状态，可以避免塔顶吸附剂“跃动”的问题。

综合以上两点分析可见，底部进料确实优于塔顶进料。

另外，底部进料的方式其实同样避免不了顶部自由空间气流扰动的问题，可能发生在均压和顺放过程中，这就是很多设计单位反复提到要控制均压流速的原因，主要就是为了避免流速过快均降塔顶部气速过快造成顶部吸附剂颗粒扰动、均升塔顶部进气速度过快造成湍流扰动，这两种形式的扰动都可能造成吸附剂粉化。顺放时也可能有这种问题，但是顺放时一般压力较低，气体密度较小，产生的扰动也比较小。

一般对于反应器来讲，顶部进料是优于底部进料的，利于催化剂的压紧，避免上部空间气流的搅动加速粉化。
正如楼上说讲，鉴于PSA的吸附特性，需要频繁的吸附、再生不断的交替进行，底进上出更适合于PSA运行，产生的扰动也比较小。

dpclove21 发表于 2018-4-19 09:15
一般对于反应器来讲，顶部进料是优于底部进料的，利于催化剂的压紧，避免上部空间气流的搅动加速粉化。
正 ...

真空变压吸附的吸附塔压紧装置您接触过没？我想请教这方面的设计

VPSA吸附塔压紧装置您接触过没？我想请教这方面的设计。

zhougla_seu 发表于 2020-4-1 18:08
真空变压吸附的吸附塔压紧装置您接触过没？我想请教这方面的设计

没有接触过