CN102861499A - 四塔变压吸附气体分离方法及其设备 - Google Patents

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Abstract

一种四塔变压吸附气体分离方法及其设备，其主要技术特征是每个塔都包括有吸附、一次降压、二次降压、排空冲洗、一次升压、均压停滞、二次升压步骤，四塔以二分之一吸附时间循环切换工作，连续产出产品气体；每个吸附塔二次均压回收气体；该方法由四塔组成，除均压外时间外为二塔吸附工作，排空冲洗时间为吸附时间的一半。本发明的有益效果是在不影响产气的情况下通过二次均压有效回收吸附塔内气体，提高产品回收率，降低能耗。

Description

四塔变压吸附气体分离方法及其设备
技术领域
本发明涉及一种四塔变压吸附气体分离方法，尤其涉及一种四塔变压吸附空气分离方法。 
背景技术
传统变压吸附气体分离方法通常由二塔或多塔组成，各塔通过吸附、降压(多次降压)、排空冲洗、升压(多次升压)步骤循环工作连续产出产品气体，各塔吸附时间不大于排空冲洗时间，当使用一次均压(升降压)时，吸附塔均处于吸附或排空冲洗步骤，利用率高，但气体回收率低，当使用多次均压时，吸附塔在多次均压期间停滞时间过长，处于吸附或排空冲洗步骤的吸附数量较少，利用率低，生产成本过高。例如使用二次均压时，传统使用五塔组成，工作时二塔处于吸附步骤，二塔处于排空冲洗步骤，一塔处于均压停滞。 
发明内容
本发明提供一种通过二次均压有效回收吸附塔内气体的四塔变压吸附气体分离方法及其设备。 
本发明是通过如下技术方案来实现的：一种四塔变压吸附气体分离方法，其主要技术特征是每个塔都包括有吸附、一次降压、二次降压、排空冲洗、一次升压、均压停滞、二次升压步骤，四塔以二分之一吸附时间循环切换工作，连续产出产品气体； 
每个吸附塔二次均压回收气体；
该方法由四塔组成，除均压外时间外为二塔吸附工作，排空冲洗时间为吸附时间的一半；
它包括以下步骤(以A塔为例，四塔操作相同循环工作)：
吸附：阀A2、A5开启，原料气由A塔阀A2进入吸附塔内，升高A塔压力，同时杂质气体被选择性吸附，未被吸附的产品气体从塔出口的阀A5流出，当塔顶床层吸附杂质饱和时，停止进气。
一次降压：原料气停止输入，阀A2和A5关闭，同时开启阀A3、A4、C3、C4，使A塔和均压停滞步骤完的C塔进行一次降压，同时C塔为二次升压。 
二次降压：一次降压完成后，阀C3、C4、A4关闭，同时开启阀D3，使A塔和排空冲洗步骤完的D塔由上部进行二次降压，同时D塔为一次升压。 
排空冲洗：二次降压完成后，阀A3、A4、D3、D4关闭，同时开启阀A1、A6，A塔内剩余气体及被吸附的杂质由阀A1排空，同时部分产品气由阀A6进入吸附塔内进行吹扫冲洗，使A塔内吸附剂进行再生。 
一次升压：排空冲洗完成后，阀A1关闭，同时开启阀A6、B6，使吸附步骤完的B塔和A塔进行一次升压，同时B塔为二次降压。 
升压停滞：一次升压完成后，阀B6关闭，A塔处于未工作状态； 
二次升压：阀A3、C3、C6开启，使C塔和A塔进行二次升压，同时C塔为一次降压。
其设备为：每个吸附塔塔底均有进气、排空、下部均压控制阀，塔顶均有出气、冲洗、上部均压控制阀，四塔相同控制阀均连通，其进气控制阀接进气管道，排空控制阀接放空口，上下部均压阀连通，控制各塔均压以回收塔内气体。 
本发明包括四个吸附塔及控制系统，每个塔都包括有吸附、一次降压、二次降压、排空冲洗、一次升压、升压停滞、二次升压步骤，每个吸附塔塔底均有进气、排空、下部均压控制阀，塔顶均有出气、冲洗、上部均压控制阀，四塔相同控制阀均连通，其进气控制阀接进气管道，排空控制阀接放空口，上下部均压阀连通控制各塔均压以回收塔内气体。本发明运行时以二分之一吸附时间为切换时间，控制各塔循环切换工作。除均压时间外，其余时刻均有两塔处于吸附步骤，一塔处于排空冲洗步骤，一塔处于一均压与二均压之间停滞。 
与现有技术相比，本发明的有益效果是：在不影响产气的情况下通过二次均压有效回收吸附塔内气体，提高产品回收率，降低能耗。 
附图说明
图1是四塔变压吸附气体分离流程图； 
图2是四塔变压吸附气体分离循环步骤图；
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述： 
如图1、图2所示，本发明一个周期包括以下步骤(以A塔为例，四塔操作相同循环工作)，
吸附：阀A2、A5开启，原料气由A塔阀A2进入吸附塔内，升高A塔压力，同时杂质气体被选择性吸附，未被吸附的产品气体从塔出口的阀A5流出，当塔顶床层吸附杂质饱和时，停止进气。
一次降压：原料气停止输入，阀A2和A5关闭，同时开启阀A3、A4、C3、C4，使A塔和均压停滞步骤完的C塔进行一次降压，同时C塔为二次升压。 
二次降压：一次降压完成后，阀C3、C4、A4关闭，同时开启阀D3，使A塔和排空冲洗步骤完的D塔由上部进行二次降压，同时D塔为一次升压。 
排空冲洗：二次降压完成后，阀A3、A4、D3、D4关闭，同时开启阀A1、A6，A塔内剩余气体及被吸附的杂质由阀A1排空，同时部分产品气由阀A6进入吸附塔内进行吹扫冲洗，使A塔内吸附剂进行再生。 
一次升压：排空冲洗完成后，阀A1关闭，同时开启阀A6、B6，使吸附步骤完的B塔和A塔进行一次升压，同时B塔为二次降压。 
升压停滞：一次升压完成后，阀B6关闭，A塔处于未工作状态； 
二次升压：阀A3、C3、C6开启，使C塔和A塔进行二次升压，同时C塔为一次降压。
如图2所示，步骤AE为吸附，ED1为一次降压，ED2为二次降压，VC为排空冲洗，ER为一次升压，ET为升压停滞，FR为二次升压。 
                                                           

Claims (5)

1.一种四塔变压吸附气体分离方法，其特征在于每个塔都包括有吸附、一次降压、二次降压、排空冲洗、一次升压、均压停滞、二次升压步骤，四塔以二分之一吸附时间循环切换工作，连续产出产品气体。
2.如权利要求1所述的一种四塔变压吸附气体分离方法，其特征在于：每个吸附塔二次均压回收气体。
3.如权利要求1所说的一种四塔变压吸附气体分离方法，其特征在于：该方法由四塔组成，除均压外时间外为二塔吸附工作，排空冲洗时间为吸附时间的一半。
4.如权利要求1所说的一种四塔变压吸附气体分离方法，其特征在于：包括以下步骤(以A塔为例，四塔操作相同循环工作)，
吸附：阀A2、A5开启，原料气由A塔阀A2进入吸附塔内，升高A塔压力，同时杂质气体被选择性吸附，未被吸附的产品气体从塔出口的阀A5流出，当塔顶床层吸附杂质饱和时，停止进气；
一次降压：原料气停止输入，阀A2和A5关闭，同时开启阀A3、A4、C3、C4，使A塔和均压停滞步骤完的C塔进行一次降压，同时C塔为二次升压；
二次降压：一次降压完成后，阀C3、C4、A4关闭，同时开启阀D3，使A塔和排空冲洗步骤完的D塔由上部进行二次降压，同时D塔为一次升压；
排空冲洗：二次降压完成后，阀A3、A4、D3、D4关闭，同时开启阀A1、A6，A塔内剩余气体及被吸附的杂质由阀A1排空，同时部分产品气由阀A6进入吸附塔内进行吹扫冲洗，使A塔内吸附剂进行再生；
一次升压：排空冲洗完成后，阀A1关闭，同时开启阀A6、B6，使吸附步骤完的B塔和A塔进行一次升压，同时B塔为二次降压；
升压停滞：一次升压完成后，阀B6关闭，A塔处于未工作状态；
二次升压：阀A3、C3、C6开启，使C塔和A塔进行二次升压，同时C塔为一次降压。
5.如权利要求1所述的一种四塔变压吸附气体分离方法的专用设备，其特征在于每个吸附塔塔底均有进气、排空、下部均压控制阀，塔顶均有出气、冲洗、上部均压控制阀，四塔相同控制阀均连通，其进气控制阀接进气管道，排空控制阀接放空口，上下部均压阀连通，控制各塔均压以回收塔内气体。
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