CN101732954B - 零损耗内循环式气体净化方法及装置 - Google Patents
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Abstract
一种零损耗内循环式气体净化方法及装置，它利用压缩机排出的或将低温气体加热后的高温气体再生吸附式干燥塔，在一个周期内，一塔作为干燥塔，另一塔作为再生塔，该方法包括如下两个阶段：第一阶段是干燥——加热再生阶段，高温气体进入再生塔，然后进入一后置水冷却器后降低温度，再流入一后置油水分离器后气体进入干燥塔进行干燥；第二阶段是干燥——冷吹再生阶段，在第一阶段结束后，PLC程控器发出指令，高温气体在阀门的控制下改变方向，先流入前置水冷却器和前置油水分离器，冷却后的部分气体仍然进入再生塔进行冷吹，而另一部分气体通过阀与进入再生塔进行冷吹后的气体混合进入后置水冷却器和后置油水分离器进行深度冷却，然后再进入干燥塔吸附，生产出干燥气体；它具有方法简单、可靠，使用方便，节能等特点。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种气体净化方法及装置，尤其是一种利用再生吸附式干燥器进行气体净化方法及装置。
背景技术
随着净化技术的快速发展和吸附式干燥器的普遍应用，成品气单产综合能耗已成为评价成品性能的重要参数，在保证成品气质量稳定的同时，最大限度降低设备能耗，已成为净化技术的发展方向和追求的目标。从净化技术原理与实践经验得知，影响成品性能和单位能耗的主要因素是吸附剂的动态吸附量，再生效率，设备结构和管道设计以及设备负载。吸附剂的动态吸附量主要取决于吸附剂床层的高低，吸附温度，原料气湿度，工作压力和气体流速等因素。设备负载取决于用户需气量。吸附剂再生效率主要取决于再生气体的温度和干燥度等因素。而目前普遍采用的压缩空气干燥器常规控制法，工艺过程中的吸附剂再生大都采用部分成品气进行再生，如无热再生吸附式干燥器切换时间短，频率高，再生耗气量大(10-15％)而有热再生吸附式干燥器需加热器对气体进行加热，消耗的电能大同时消耗(8-12％)的成品气。显然，吸附式干燥器的再生效率是设备能否保证既要连续产出高质量气体又节省能源的关键。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种节能型的零损耗内循环式气体净化方法及装置，即利用压缩机排出的高温气体或将低温气体加热后直接再生塔中的吸附剂，并且采用内循环式再生工艺。它避免了传统无热再生吸附干燥器切换时间短，再生耗气量(10-15％)大的缺点，同时也克服了有热再生吸附干燥器(再生耗气量8-12％)消耗点能大的弊端，是一种做到气体零损耗的新型节能装置。
本发明的目的是通过如下技术方案来实现的，它主要是利用压缩机排出的或将低温气体加热后的高温气体再生吸附式干燥塔，在一个周期内，其中一A塔作为吸附塔，另一B塔作为再生塔，且一个周期结束后，经切换重复下一周期，循环进行，该方法包括有如下两个阶段：
第一阶段是干燥——加热再生阶段，高温气体进入再生塔——B塔，对吸附剂进行加热，然后进入一后置水冷却器后降低温度，然后流入一后置油水分离器分离出交带的小量液体后气体进入吸附塔——A塔进行干燥，干燥的气体进粉尘过滤器除尘流出供用户使用；
第二阶段是干燥——冷吹再生阶段，在第一阶段热结束后，PLC程控器发出指令，高温气体在阀门的控制下改变方向，先流入前置水冷却器和前置油水分离器，冷却后的部分气体仍然进入再生塔——B塔对分子筛进行冷吹，而另一部分气体通过阀与进入再生塔对分子筛进行冷吹后的气体混合进入后置水冷却器和后置油水分离器进行深度冷却，然后再进入吸附塔吸附，生产出干燥气体；
所述第一阶段中，高温气体的压力为0.5-0.9MPa，温度为80-130℃；它在从再生塔出来后，进入后置水冷却器降低温度至40-50℃；所述的第二阶段中，高温气体先流入前置水冷却器和前置油水分离器，冷却后40-60％的气体部分的气体仍然进入B塔对分子筛进行冷吹，而其余40-60％部分通过阀与进入再生塔对分子筛进行冷吹后的气体混合进入后置水冷却器和后置油水分离器进行深度冷却。
一种用于所述零损耗内循环式气体净化方法的装置，它包括通过多组阀门和管道进行切换并互为干燥和再生的A塔和B塔，所述的高温气体进入再生塔之前的管路上并联接有前置水冷却器和前置油水分离器；而在再生塔出来后进入干燥塔之前的管路上串联有另一后置水冷却塔和后置油水分离器。
所述的干燥塔后还连接有一对经过干燥塔之后的干燥气体进行过滤除尘的粉尘过滤器。
本发明是在一吸附塔再生的时候(加热再生和冷出再生阶段)，所用的气体再生完后仍然回到管路中，供给另一吸附塔的吸附所需的气体，这样形成再生零损耗，而在吸附塔A、B之间进行切换，即原来干燥的吸附塔改为再生，原来再生的吸附塔改为干燥，并构成了一个内部循环，得以保证吸附剂不断的重复再生再工作，使干燥器能不断的生产出低露点的气体，保证给用户提供合格的气体。
本发明避免了传统无热再生吸附干燥器切换时间短，再生耗气量(10-15％)大的缺点，同时也克服了有热再生吸附干燥器(再生耗气量8-12％)消耗电能大的弊端，是一种做到气体零损耗的新型节能装置。具有方法简单、可靠，使用方便，节能等特点。
附图说明
图1是本发明的工艺流程示意图。
图2是本发明的另一工作状态下的工艺流程示意图。
图3是本发明的又一工作状态下的工艺流程示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作详细的介绍：本发明所述的零损耗内循环式气体净化方法，它主要是利用压缩机排出的或将低温气体加热后的高温气体再生吸附式干燥塔，在一个周期内，其中一吸附塔A作为干燥塔，另一吸附塔B作为再生塔，且一个周期结束后，经切换重复下一周期，循环进行，该方法包括有如下两个阶段：
第一阶段是干燥——加热再生阶段，高温气体进入再生塔——B塔，对吸附剂进行加热，然后进入一后置水冷却器后降低温度，然后流入一后置油水分离器分离出交带的小量液体后气体进入干燥塔——A塔进行干燥，干燥的气体进粉尘过滤器除尘流出供用户使用；
第二阶段是干燥——冷吹再生阶段，在第一阶段热结束后，PLC程控器发出指令，高温气体在阀门的控制下改变方向，先流入前置水冷却器和前置油水分离器，冷却后的部分气体仍然进入再生塔——B塔对分子筛进行冷吹，而另一部分气体通过阀与进入再生塔对分子筛进行冷吹后的气体混合进入后置水冷却器和后置油水分离器进行深度冷却，然后再进入干燥塔吸附，生产出干燥气体；
所述第一阶段中，高温气体的压力为0.5-0.9MPa，温度为80-130℃；它在从再生塔出来后，进入后置水冷却器降低温度至40-50℃；所述的第二阶段中，高温气体先流入前置水冷却器和前置油水分离器，冷却后40-60％的气体部分的气体仍然进入B塔对分子筛进行冷吹，而其余40-60％部分通过阀与进入再生塔对分子筛进行冷吹后的气体混合进入后置水冷却器和后置油水分离器进行深度冷却。
一种用于所述零损耗内循环式气体净化方法的装置，它包括通过多组阀门和管道进行切换并互为干燥和再生的两个吸附塔，所述的高温气体进入再生塔之前的管路上并联接有前置水冷却器和前置油水分离器；而在再生塔出来后进入干燥塔之前的管路上串联有另一后置水冷却塔和后置油水分离器。
所述的干燥塔后还连接有一对经过干燥塔之后的干燥气体进行过滤除尘的粉尘过滤器。
图1所示，图中A塔作为吸附塔，B塔作为再生塔：
干燥——加热再生阶段：压力为0.5-0.9MPa的高温气，温度为80-130℃的气体入B塔，对吸附剂进行加热，然后进入后置水冷却器，降低温度至40-50℃，然后流入后置油水分离器分离出交带的小量液体后气体进入干燥塔A进行干燥，干燥的气体进粉尘过滤器除尘流出供用户使用。后置油水分离器分离出来的水分由其下部的自动排水阀排出，如图2。
干燥——冷吹再生阶段：在热再生结束后，PLC程控器发出指令，设备气体在阀门的控制下改变方向，先流入前置水冷却器A和前置油水分离器A，冷却后的气体部分(40-60％)的气体仍然进入B塔对分子筛进行冷吹，而部分(40-60％)通过阀CV-13和进入B塔对分子筛进行冷吹后的气体混合进入后置水冷却器B和后置油水分离器B进行深度冷却，然后再进入干燥塔A吸附，生产出干燥气体，如图3：
经过总共3-4小时的工作——加热再生和工作——冷吹再生阶段后，程控器发出指令，吸附塔A，B切换，即原来进行干燥的塔改变为再生塔，再生完毕的塔改变为工作塔，如此重复上述流程不断提供干燥气体。直至一周期结束，再次切换，反复进行。
经上述，我们可以看出，一塔在再生的时候(加热再生和冷出再生阶段)所用的气体再生完后仍然回到管路中，供给另一塔的吸附所需的气体，这样形成再生零损耗，而在干燥塔A，B之间进行切换(即原来吸附的塔改为再生，原来再生的改为吸附)构成了一个内部循环，得以保证吸附剂不断的重复再生再工作，使干燥器能不断的生产出低露点的气体，保证给用户提供合格的气体。
本发明避免了传统无热再生吸附干燥器切换时间短，再生耗气量(10-15)％大的缺点，同时也克服了有热再生吸附干燥器(再生耗气量(8-12)％消耗点能大的弊端，是一种做到气体零损耗的新型节能装置。
本发明的工作原理是根据分子筛在低温、高压下水份被吸附(工作)，在高温、低压下水份被解吸(再生)的性能进行设计
本发明所述的吸附式干燥器属于一种较为成熟的常规技术，它根据变压吸附原理，对压缩空气进行干燥的一种设备。在一定的压力下，使压缩空气自下而上流经吸附剂(干燥)床层，在低温高压下，压缩空气中的水蒸气便向吸附剂表面转移也即吸附剂吸收空气中的水份至趋于平衡，使压缩空气得到干燥，这就是吸附工作过程。
当压力下降的干燥空气(再生空气)，再与吸附水份饱和的吸附剂接触时，吸附剂中的水份转向再生空气，直至平衡，使吸附剂得到干燥，这就是解吸(再生)过程。并且利用再生气与高温进气进行热交换的方法，提高再生气体温度，从而提高再生效率，减少再生气量损耗。
Claims (4)
1.一种零损耗内循环式气体净化方法，它主要是利用压缩机排出的或将低温气体加热后的高温气体再生吸附式干燥塔，在一个周期内，其中一A塔作为吸附塔，另一B塔作为再生塔，且一个周期结束后，经切换重复下一周期，循环进行，其特征在于该方法包括有如下两个阶段：
第一阶段是：干燥——加热再生阶段，高温气体进入再生塔——B塔，对吸附剂进行加热，然后进入一后置水冷却器后降低温度，然后流入一后置油水分离器分离出夹带的小量液体后气体进入此阶段作为干燥塔用的吸附塔——A塔进行干燥，干燥的气体进粉尘过滤器除尘流出供用户使用；
第二阶段是：干燥——冷吹再生阶段：在第一阶段热结束后，PLC程控器发出指令，高温气体在阀门的控制下改变方向，先流入前置水冷却器和前置油水分离器，冷却后的部分气体仍然进入再生塔——B塔对分子筛进行冷吹，而另一部分气体通过阀与进入再生塔对分子筛进行冷吹后的气体混合进入后水冷却器和后油水分离器进行深度冷却，然后再进入吸附塔吸附，生产出干燥气体。
2.根据权利要求1所述的零损耗内循环式气体净化方法，其特征在于所述第一阶段中，高温气体的压力为0.5-0.9MPa，温度为80-130℃；它在从再生塔出来后，进入后置水冷却器降低温度至40-50℃；所述的第二阶段中，高温气体先流入前置水冷却器和前置油水分离器，冷却后40-60％的气体部分的气体仍然进入B塔对分子筛进行冷吹，而其余40-60％部分通过阀与进入再生塔对分子筛进行冷吹后的气体混合进入后置水冷却器和后置油水分离器进行深度冷却。
3.一种用于权利要求1所述零损耗内循环式气体净化方法的装置，它包括通过多组阀门和管道进行切换并互为干燥和再生的A塔和B塔，其特征在于高温气体进入再生塔之前的管路上并联接有前置水冷却器和前置油水分离器；而在再生塔出来后进入干燥塔之前的管路上串联有另一后置水冷却塔和后置油水分离器。
4.根据权利要求3所述的零损耗内循环式气体净化方法的装置，其特征在于所述的干燥塔后还连接有一个对经过干燥塔之后的干燥气体进行过滤除尘的粉尘过滤器。
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