Aplicación del catalizador de eliminación de monóxido de carbono en la purificación de aire del prepurificador de separación de aire (PPU)

1. Introducción

La unidad de separación de aire (ASU) es el núcleo Equipos para la producción de gases industriales (como oxígeno, nitrógeno y Argón). La unidad de pre-purificación (PPU) en la parte delantera es crucial para el Purificación del aire crudo. Si trazas de monóxido de carbono (CO) en el aire No se eliminan eficazmente, se acumularán durante el proceso criogénico. Proceso de destilación, causando riesgos de seguridad (tales como riesgos de explosión) o Que afectan la pureza del producto. Como un material clave para PPU, el monóxido de carbono Catalizador de eliminación convierte CO en CO₂ inofensivo a través de la oxidación catalítica, Asegurar la operación segura y eficiente del sistema de la separación del aire.

Desafíos de la eliminación de CO en PPU

Baja concentración, alta toxicidad:El CO La concentración en el aire suele ser de 1-10ppm, pero debe reducirse a ppb Para cumplir con los requisitos del proceso.

Interferencia de la respuesta que compite:PPU necesita eliminar simultáneamente los combustibles Como H₂ y CH4., y el catalizador necesita tener una alta selectividad.

Condiciones de trabajo complejas:Normal De temperatura a baja temperatura (-40)°C hasta el 50°C) y Humedad variable (fluctuaciones de humedad durante el ciclo de adsorción) Ambiente plantean retos a la actividad y estabilidad del catalizador.

Principios y características de la eliminación de CO Catalizadores

3,1 Mecanismo catalítico

La eliminación de CO se logra principalmente mediante Reacción de oxidación catalítica a baja temperatura: 2CO + O₂ = 2CO ₂

Los catalizadores comúnmente usados usan transición Óxidos metálicos (Cu-Mn) como componentes activos.

3,2 Indicadores clave de rendimiento

Actividad de baja temperatura:Mantener alta Tasa de conversión en condiciones normales de temperatura/baja temperatura de PPU (Como la tasa de conversión de CO> 99% en≤10°C).

Capacidad anti-envenenamiento:Tolerante a Interferencia de H₂O , CO₂Y trazas de sulfuros (como H)₂S ).

Larga vida:Necesidad de coincidir con la Ciclo de la regeneración del adsorbente del PPU (tal como tamiz molecular, activado Aluminio (generalmente 5-10 años).

4. aplicación integrada de catalizadores en el proceso de PPU

4,1 Flujo de proceso típico

PPU generalmente adopta "adsorción + Catálisis "purificación de dos etapas:

1. torre de pre-adsorción: elimina H₂O , CO₂ y Algunos hidrocarburos.

2. CatalytiC capa de reacción: eliminación de CO Lecho de catalizador, reacciona con O₂ residual para generar CO₂.

3. torre de la Post-adsorción: captura CO₂ generado para garantizar la seguridad de los equipos criogénicos aguas abajo.

4,2 Casos industriales

Una gran planta de separación de aire utiliza Minsong Catalizador del retiro del monóxido de carbonoReducir el CO de 5 ppm a <5 ppb A 10 °C y una velocidad del aire de 5000 h ⁻¹, y se ejecuta sincrónicamente con el Ciclo de la regeneración del tamiz molecular, con una vida de servicio de 8 años.

5. Conclusión

El catalizador de la eliminación del monóxido de carbono es Enlace central de la separación de aire PPU purificación eficiente. Su baja temperatura La actividad y la estabilidad a largo plazo están directamente relacionadas con la seguridad y la economía. De la unidad de la separación del aire. En el futuro, con el progreso de la ciencia de los materiales Y optimización de procesos, el catalizador desempeñará un papel más importante en la energía Mejora de la eficiencia y control de costes.