空気分離浄化装置 (PPU) の空気浄化における一酸化炭素除去触媒の応用

1.はじめに

空気分离ユニット (ASU) はコアです 工業用ガスの生産のための装置 (酸素、窒素など) アルゴン)。 フロントエンドの前浄化の単位 (PPU) はのために重要です 生の空気の浄化。 空気中の微量の一酸化炭素 (CO) の場合 効果的に除去されない、それらは極低温の間に蓄積します (爆発の危険のような) 安全の危険を引き起こす蒸留プロセスまたは プロダクト純度に影響を与えます。 PPUのためのキー材料として、一酸化炭素 取り外しの触媒は触媒酸化によって無害なCO ₂ にCOを変えます、 空気分離システムの安全で効率的な操作を保証する。

2.PPUのCOの取り外しの挑戦

低い集中、高い毒性:CO 空気中の浓度は通常1-10ppmですが、ppbに减らす必要があります プロセス要件を満たすレベル。

競合する応答干渉:PPUは同時に可燃物を除去する必要があります H ₂ やCH ₄ などの触媒は高い選択性を持つ必要があります。

複雑な労働条件:正常 低温への温度 (-40°Cから50°C) および 可変湿度 (吸着サイクル中の湿度変動) 環境は、触媒の活性と安定性に課題をもたらします。

3.CO除去の原理と特徴 触媒

3.1 触媒メカニズム

COの取り外しは主にを通して達成されます 低温触媒酸化反応: 2CO + O ₂ = 2CO ₂

一般的に使用される触媒は遷移を使用します 活性成分としての金属酸化物 (Cu − Mn)。

3.2 主要性能インジケータ

低温活动:高い維持 PPUの正常な温度/低温条件の下での変換率 (CO変換率> 99% など≤10°C)。

中毒防止能力:耐性 Hからの干渉₂O、CO₂そして微量の硫化物 (Hのような₂S)。

長い人生:一致する必要があります PPU吸着剤の再生サイクル (分子ふるいなど、活性化 アルミニウム) (通常5-10年)。

4.PPUプロセスにおける触媒の统合アプリケーション

4.1 典型的なプロセスフロー

PPUは通常「吸着 + Catalymsis "2段階の浄化:

1.前吸着タワー: H ₂O、CO ₂ およびを取除きます いくつかの炭化水素。

2.触媒C反応層: CO除去 触媒床は、残留O ₂ と反応してCO ₂ を生成します。

3.ポスト吸着タワー: キャプチャ 下流の極低温装置の安全を確保するために生成されたCO2。

4.2 工業用ケース

大きい空気分離の植物は使用します ミンストロングス 一酸化炭素除去触媒5 ppmから <5 ppbにCOを減らすため 10 °Cおよび5000 h ⁻の空気速度で、同期して実行されます 分子ふるいの再生サイクル、8年の耐用年数。

5.結論

一酸化炭素除去触媒は、 空気分離PPU効率的な浄化のコアリンク。 その低温 活動と長期的な安定性は、安全性と経済に直接関係しています 空気分離の単位の。 将来的には、材料科学の進歩とともに そしてプロセスの最適化、触媒はエネルギーにおいてより大きな役割を果たす 効率の改善とコスト管理。