CN101249368A

CN101249368A - 旋转式变压吸附气体分离方法

Info

Publication number: CN101249368A
Application number: CNA2008100919684A
Authority: CN
Inventors: 刘昂峰
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-04-07
Filing date: 2008-04-07
Publication date: 2008-08-27

Abstract

本发明是一种旋转式变压吸附气体分离方法，属于混合气体的分离方法，特别涉及用运动的吸附剂分离气体的方法。其特征在于包括由多个被吸附剂组件隔板(10)分割开来的固体吸附剂组件组成的旋转式变压吸附气体分离器(3)；气体分离过程包括：混合气体加压配送，高压吸附，低压解吸、再生三个操作步骤。本发明了提供一种设备简单，投资少；自动化程度高、工艺稳定，操作方便；吸收剂选用灵活、用量少、寿命长；节约能源且生产能力高的理想的旋转式变压吸附气体分离方法。广泛用于空气分离、合成氨、合成甲醇、石油炼制等工艺过程中的混合气体分离。

Description

旋转式变压吸附气体分离方法

技术领域

本发明是一种旋转式变压吸附气体分离方法，属于混合气体的分离方法，特别涉及用运动的吸附剂分离气体的方法。

背景技术

由于变压吸附气体分离技术与传统的深冷液化、分馏工艺比较有显著的进步，因此，近年来在空气分离制氮、制氧及稀有的氩气；合成氨碳化工段中的二氧化碳与氮、氢分离；从含氢气体中回收提纯氢气等工业混合气体分离工艺中得到了广泛的应用。常见的变压吸附气体分离装置包括两个、四个、六个或更多的装有固定床吸附剂的吸附塔，一个吸附塔加压吸附气体的同时，另一吸附塔进行吸附剂的减压解吸再生；如此交替循环，达到分离气体的目的。

很显然，变压吸附气体分离技术存在着设备复杂，投资巨大；操作烦琐且不稳定；吸附剂用量大；能耗高，生产能力低等诸多缺点。

发明内容

本发明的目的在于避免上述现有技术的不足之处，而提供一种设备简单，投资少；自动化程度高、工艺稳定，操作方便；吸收剂选用灵活、用量少、寿命长；节约能源且生产能力高的理想的旋转式变压吸附气体分离方法。

本发明的目的可以通过如下措施来达到：

本发明的旋转式变压吸附气体分离方法，其特征在于包括由多个被吸附剂组件隔板10分割开来的固体吸附剂组件组成的旋转式变压吸附气体分离器3，气体分离过程包括如下操作步骤：

a.混合气体加压配送：由混合气体压缩机1通过与旋转式变压吸附气体分离器3相匹配的气体配送器，将混合气体送入吸附剂组件。

b.高压吸附：混合气体进入位于高压吸附区的吸附剂组件，易吸附组分被吸附剂吸收，难吸附组分穿过吸附剂组件，离开旋转式变压吸附气体分离器3后被收集；

c.低压解吸、再生：经高压吸附后的吸附剂组件随旋转式变压吸附气体分离器3旋转入低压解吸区，易吸附组分被解吸并被排出旋转式变压吸附气体分离器3后被收集；同时，吸附剂获得再生，恢复其吸附能力，再被转入高压吸附区继续吸附相对易吸附组分。

如此周而复始，循环连续地进行混合气体分离。

本发明的目的还可以通过如下措施来达到：

本发明的旋转式变压吸附气体分离方法，所述之旋转式变压吸附气体分离器3包括驱动旋转轴和其携带的两个以上的法向扇面吸附剂组件，组件之间设有隔板10。以便于将分别位于高压吸附区和低压解吸、再生区的吸附剂严格分离，使吸附剂即能在高压吸附区完成易吸附组分的吸附，使难吸附组分通过；又能在低压解吸、再生区将其吸收的易吸附组分放出，而吸附剂本身获得再生，恢复其吸附能力，再次进入高压吸附区吸附易吸附组分气体。从而实现连续生产过程。

本发明的旋转式变压吸附气体分离方法，所述之组成旋转式变压吸附气体分离器3的各个吸附剂组件，可以由颗粒状吸附剂填充。也可以根据不同需求由一块以上成型吸附板组装而成。成型吸附板可以采用现有技术中的各种载体、浸入或附着各种吸附剂制成。以便于满足不同的混合气体、被分离出各个目标组分不同气体产品技术指标的需求。

本发明的旋转式变压吸附气体分离方法，所述之组成旋转式变压吸附气体分离器3的法向扇面吸附剂组件，其扇面两端设有气流通道。便于工艺气流的流入和采出。

本发明的旋转式变压吸附气体分离方法，所述之组成旋转式变压吸附气体分离器3的吸附剂组件是由同一种吸附剂组装而成。适用于二组分混合气体分离工艺。

本发明的旋转式变压吸附气体分离方法，所述之组成旋转式变压吸附气体分离器3的各个吸附剂组件也可以分别装有不同类型的吸附剂。装有与之匹配的多个气体采出收集设备，实现多组分混合气体同时分离工艺过程。

本发明的旋转式变压吸附气体分离方法，所述之旋转式变压吸附气体分离器3根据具体工艺需要可以被设计为立式，也可以被设计为卧式。

本发明的技术方案相比现有技术有如下积极效果：

1.设备结构简单，工程投资大大降低；

2.操作方便、灵活，可以通过调节混合气体的压力、旋转式变压吸附气体分离器转速、更换不同的吸附剂等操作条件调节工艺，而且易于自动控制；

3.吸附剂用量少，使用寿命长；

4.运动的吸附剂对气体的吸收速度快、效率高，设备生产能力高，能量消耗低；

5.适用于多组分混合气体分离。

具体实施方式

本发明下面将结合附图作进一步说明：

图1是旋转式变压吸附气体分离方法工艺流程示意图；

图2是旋转式变压吸附气体分离器尾部主视示意图；

图3是旋转式变压吸附气体分离器侧面示意图。

图中：

1-混合气体压缩机；2-混合气体；3-旋转式变压吸附气体分离器；4-难吸附气体组分；5-易吸附气体组分；6-旋转式变压吸附气体分离器后挡板；7-驱动电机；8-难吸附组分气体出口；9-旋转式变压吸附气体分离器前挡板；10-吸附剂组件隔板。

本发明下面结合实施例作进一步详述：

实施例1空气分离制备氧气和氮气

旋转式变压吸附气体分离器3携带被吸附剂隔板10分割而成的6个吸附剂组件；吸附剂组件均由5A分子筛填充。包括如下工艺步骤：

a.空气加压配送；由混合气体压缩机1通过与旋转式变压吸附气体分离器3相匹配的气体配送器，将空气送入装有5A分子筛的吸附剂组件中；

b.高压吸附：空气进入位于高压吸附区的吸附剂组件，氮气被吸附剂吸收，氧气穿过吸附剂组件，离开旋转式变压吸附气体分离器3后被收集；

c.低压解吸、再生：经高压吸附后的吸附剂组件随旋转式变压吸附气体分离器3旋转入低压解吸、再生区，吸收的氮气被解吸并被排出旋转式变压吸附气体分离器3后被收集。同时，吸附剂获得再生，恢复其吸附能力，再被转入高压吸附区，继续吸附相对易吸附组分-氮气。

如此周而复始，循环连续地将空气中分离出氧气和氮气。

实施例2空气分离制备氧气和氮气

按照实施例1的方法和步骤，其中旋转式变压吸附气体分离器3携带被吸附剂隔板10分割而成的4个吸附剂组件；吸附剂组件由碳分子筛填充。

实施例3合成氨生产过程中的脱碳工段，二氧化碳的与合成氨原料气的分离

按照实施例1的方法和步骤，其中旋转式变压吸附气体分离器3携带两个吸附剂组件，由X型分子筛填充。二氧化碳首先在高压吸附区被吸附，然后进入低压解吸、再生区被解吸，再送入碳化工段合成尿素，其余合成氨原料气穿过吸附剂组件，进入下一工序。

实施例4合成甲醇生产中变换气的分离

按照实施例1的方法和步骤，其中旋转式变压吸附气体分离器3携带3个装有不同吸附剂的吸附剂组件。变换气依次顺序经过二氧化碳、一氧化碳、氮气吸附剂组件，分别被吸附后，再解吸分离收集，氢气最后离开旋转式变压吸附气体分离器3后被收集。

Claims

1. 一种旋转式变压吸附气体分离方法，其特征在于包括由多个被吸附剂组件隔板(10)分割开来的固体吸附剂组件组成的旋转式变压吸附气体分离器(3)，气体分离过程包括如下操作步骤：

a.混合气体加压配送；

b.高压吸附：混合气体被送入位于高压吸附区的吸附剂组件，易吸附气体组分被吸附剂吸收，难吸附气体组分穿过吸附剂组件，离开旋转式变压吸附气体分离器(3)后被收集；

c.低压解吸、再生：经高压吸附后的吸附剂组件随旋转式变压吸附气体分离器(3)旋转入低压解吸区，易吸附组分被解吸并被排出旋转式变压吸附气体分离器(3)后被收集，同时，吸附剂获得再生，恢复其吸附能力，再被转入高压吸附区继续吸附相对易吸附组分；

如此周而复始，循环连续地进行混合气体分离。

2. 根据权利要求1的旋转式变压吸附气体分离方法，其特征在于所述之旋转式变压吸附气体分离器(3)包括驱动旋转轴和其携带的两个以上的法向扇面吸附剂组件，组件之间设有隔板(10)。

3. 根据权利要求1的旋转式气体分离方法，其特征在于所述之吸附剂组件由颗粒状吸附剂填充。

4. 根据权利要求1的旋转式气体分离方法，其特征在于所述之吸附剂组由一块以上成型吸附板组装而成。

5. 根据权利要求2的旋转式变压吸附气体分离方法，其特征在于所述之组成旋转式变压吸附气体分离(3)的法向扇面吸附剂组扇面两端设有气流通道。

6. 根据权利要求1的旋转式变压吸附气体分离方法，其特征在于所述之吸附剂组件是同一种吸附剂。

7. 根据权利要求1的旋转式变压吸附气体分离方法，其特征在于所述之各个吸附剂组件可以分别装有不同类型的吸附剂。

8. 根据权利要求1的旋转式变压吸附气体分离方法，其特征在于所述之旋转式变压吸附气体分离器(3)可以被设计为立式，也可以被设计为卧式。