Aplicação do catalisador da remoção do monóxido de carbono na purificação do ar da separação do ar Prepurifier (PPU)

1. Introdução

A unidade separadora do ar (ASU) é o núcleo Equipamentos para a produção de gases industriais (tais como oxigénio, azoto, e Argônio). A unidade de pré-purificação (PPU) no front-end é crucial para o Purificação do ar bruto. Se quantidades vestigiais de monóxido de carbono (CO) no ar Não são efetivamente removidos, eles vão se acumular durante o criogênico Processo de destilação, causando riscos à segurança (como explosão) ou Afetando a pureza do produto. Como material chave para PPU, o monóxido de carbono O catalisador da remoção converte o CO no CO2 inofensivo com a oxidação catalítica, Assegurando a operação segura e eficiente do sistema da separação do ar.

2. Desafios da remoção do CO no PPU

Baixa concentração, alta toxicidade:O CO A concentração no ar é geralmente 1-10ppm, mas precisa de ser reduzida ao ppb Nível para cumprir exigências do processo.

Concorrência Resposta Interferência:PPU precisa remover simultaneamente combustíveis Como H₂ e CH4, e o catalisador precisa ter alta seletividade.

Condições laborais complexas:Normais Temperatura a baixa temperatura (-40°C do 50°C) e Humidade variável (flutuações durante o ciclo de adsorção) O ambiente apresenta desafios para a atividade e estabilidade do catalisador.

3. Princípios e características da remoção do CO Catalisadores

3.1 Mecanismo catalítico

A remoção do CO é conseguida principalmente com Reação de oxidação catalítica de baixa temperatura: 2CO + O₂ = 2CO ₂

Catalisadores comumente usados usam transição Óxidos metálicos (Cu - Mn) como componentes ativos.

3.2 Indicadores-chave do desempenho

Atividade a baixa temperatura:Manter alta Taxa de conversão em condições normais temperatura/baixa temperatura de PPU (Como taxa de conversão CO> 99%≤10°C).

Capacidade anti-envenenamento:Tolerante a Interferência de H₂O , CO₂E sulfuretos do traço (tais como H₂S ).

Longa vida:Necessidade de corresponder ao Ciclo de regeneração do adsorvente PPU (como peneira molecular, ativada Alumínio) (geralmente 5-10 anos).

4. Aplicação integrada de catalisadores no processo PPU

4.1 Fluxo típico do processo

PPU geralmente adota "adsorção + Catálise "purificação em dois estágios:

Torre 1. Pre-adsorção: remove H₂O , CO₂ e Alguns hidrocarbonetos.

2. CatalisadorC reação camada: CO remoção Leito catalisador, reage com O₂ residual para gerar CO₂.

3. Torre da cargo-adsorção: captura CO₂ gerado para garantir a segurança do equipamento criogênico a jusante.

4,2 Casos Industriais

Uma grande separação do ar planta usa Minstrong Carbono monóxido remoção catalisadorPara reduzir o CO de 5 ppm para <5 ppb A 10 °C e a uma velocidade do ar de 5000 h ⁻¹, e funciona em sincronia com o Ciclo de regeneração de peneira molecular com vida útil de 8 anos.

5. Conclusão

O catalisador da remoção do monóxido de carbono Ligação do núcleo da separação do ar PPU purificação eficiente. Sua baixa temperatura Atividade e estabilidade a longo prazo estão diretamente relacionadas à segurança e economia Unidade de separação de ar. No futuro, com o progresso da ciência dos materiais E otimização do processo, o catalisador desempenhará um papel maior na energia Eficiência e controle de custos.