[发明专利]一种固体吸附剂的再生工艺

说明书

技术领域

本发明涉及吸附剂再生工艺技术领域，具体地，涉及一种固体吸附剂的再生工艺。

背景技术

对于气体中含有的二氧化碳的脱除通常采用湿法脱碳和干法脱碳。

湿法脱碳是指利用具有二氧化碳吸收能力的液体吸收剂（通常为醇胺类溶液，在一定温度范围内，随着溶液温度升高，二氧化碳吸收能力减弱，溶液温度降低，二氧化碳吸收能力增强。吸收过程可逆。）吸收气体中的二氧化碳，从而达到脱除二氧化碳的目的。对吸收过二氧化碳的液体吸收剂采用加热的方式，将其中的二氧化碳解吸出，达到液体吸收剂再生的目的，从而使液体吸收剂可循环利用。

湿法脱碳的核心设备为吸附塔和再生塔，吸附塔的功能是吸收气体中的二氧化碳，再生塔的功能是将吸收了二氧化碳的液体吸收剂进行再生。在其他条件相同的情况下，吸附塔和再生塔的塔径与需要处理的气体的流量成正比。即需要处理的气体流量越大，吸附塔和再生塔的塔径越大，反之需要处理的气体流量越小，吸附塔和再生塔的塔径越小。但对于处理气量较小的工况而言，理论计算出的吸附塔和再生塔的塔径过小，不利于吸附塔和再生塔的设计，且可操作性差。故在设计过程中，人为地将吸附塔和再生塔的塔径放大，同时因为放大了塔径，为保证塔内填料的持液量及在吸附塔内液体吸收剂的分布良好，故同时也将液体吸收剂的循环量增加了。故对于气量较小的情况而言，湿法脱碳装置的设计负荷远远的超过了实际工况所需要的负荷。

干法脱碳是指利用具有二氧化碳吸收能力的固体吸附剂（通常为分子筛、硅胶等。在一定温度范围内，随着吸附剂温度升高，对二氧化碳的吸附能力减弱，吸附剂温度降低，对二氧化碳的吸附能力增强。在一定压力范围内，在高压下吸附剂对二氧化碳的吸附能力增加，在低压下吸附剂对二氧化碳的吸附能力减弱。吸附过程可逆。）吸附气体中的二氧化碳，从而达到脱除二氧化碳的目的。对吸附过二氧化碳的固体吸附剂采用热吹（引入一股气体作为再生气，再生气在一定温度下气体对固体吸附剂进行吹扫）或降压（包括抽真空）的方式，将其中的二氧化碳解吸出，达到固体吸附剂再生的目的，从而使固体吸附剂可再次利用。

无论是湿法脱碳还是干法脱碳，如果要求脱碳后的气体中，二氧化碳的摩尔组分越低，则要求液体吸收剂或固体吸附剂在再生过程中，将吸收（吸附）的二氧化碳越多的解吸出，即再生的程度越高。

目前应用在三氯氢硅尾气回收中的变温变压吸附技术，其再生过程是将吸附后的固体吸附剂先进行加热，再用降压（包括抽真空）的方式进行再生。在此过程中，加热固体吸附剂的目的并不是为达到固体吸附剂再生的目的，而是将吸附的三氯氢硅变为气体（三氯氢硅的沸点为33℃，在常温下为液体）以保证能够用降压（包括抽真空）的方式进行再生。其再生过程属于降压（包括抽真空）再生方式。

目前应用在分子筛脱水技术中的减压再生。其再生过程是将吸附后的固体吸附剂先进行降低压力，再用加热的方式进行再生。在此过程中，降低固体吸附剂压力的目的并不是为了达到固体吸附剂再生的目的，而是在较低压力下，固体吸附剂的再生温度可以比较高压力的再生温度略低（固体吸附剂的再生程度一样），且较容易选择相应设备。其再生过程属于热吹方式。

对于采用降压（包括抽真空）方式再生的干法脱碳装置而言，由于受到设备的限制，降压（包括抽真空）时的极限真空度不够，故在再生过程中，固体吸附剂中的二氧化碳只能大部分被解吸出来，导致再生后的固体吸附剂利用时，气体中的二氧化碳脱出深度不高（即气体中的二氧化碳的摩尔含量控制到较低的数字）。在化工行业应用的较多。

对于采用热吹的方式再生的干法脱碳装置而言，需要再生气用来加热固体吸附剂床层，在热吹过程中，固体吸附剂床层吸附的二氧化碳不断地解吸出来，进入到再生气中。再生气通常采用以下三种气体作为再生气，原料气（未经处理的气体），产品气（经过处理的气体），外来气（从界外引入一股气体。当采用原料气或产品气作为再生气的时候，为有限的利用再生气，再生气再次需要返回到原料气入口，这样就构成了一个循环。但再生循环的过程中，二氧化碳无法从再生循环的过程中分离出，导致整个系统中二氧化碳的总量不断升高，最后产品气中的二氧化碳含量与原料气中的二氧化碳含量相同，达不到脱碳的效果。当采用外来气作为再生气，再生气来自界外，再生气热吹固体吸附剂床层后，直接去界外，不再参与循环，能够很好的再生，从而达到脱碳的目的。但目前除了在空分行业的脱碳装置中可以引入污氮气作为再生气外，在其他工况很难寻找到合适的界外气作为再生气。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种适用于产品气中要求二氧化碳百分含量较低的工况的固体吸附剂的再生工艺。