真空变压吸附分离氮气甲烷的模拟与控制

作者：韩治洋; 丁兆阳; 韩旸湲; 沈圆辉; 张东辉

来源：化工学报, 2018, 69(02): 750-758.

DOI：10.11949/j.issn.0438-1157.20171015

• 氮气/甲烷
• VPSA
• 模拟
• 活性炭
• 控制

采用实验室自制的活性炭为吸附剂,进行了真空变压吸附(VPSA)分离氮气/甲烷的实验、模拟和控制研究。建立了一套双塔VPSA实验装置,并将其数学模型建立在g PROMS软件中,通过改变进料气流量做多组对比实验,通过模拟数据和实验数据的对比,验证了数学模型的准确性。通过双塔VPSA的模拟调试,可以将甲烷的纯度由30%提升到80%,同时保证83%的回收率。随后,针对实际生产中不可避免的状态干扰因素,选取了3种常见的扰动状况,以产品气纯度快速回归至80%为控制目标,根据本文所采用的VPSA系统设计了PID控制器,进行了模拟和控制的研究。研究结果表明,引入PID控制器可以使纯度受到扰动影响时较快速地回归至合格纯度,同时保证装置较为稳定的运行。

• 单位
  天津大学; 化学工程联合国家重点实验室