CN107051113A - 变压吸附气体分离装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种变压吸附气体分离装置及方法，其中，分离装置包括相互并联的第一吸附塔和第二吸附塔，所述第一吸附塔与所述第二吸附塔之间连接有相互并联的第一组单向阀及第一组控制阀，所述第一组单向阀与所述第一组控制阀之间连接有第三控制阀并各自形成支路，所述第一组单向阀的支路与成品气出口相连，所述第一组控制阀的支路与第四控制阀相连，以供解吸废气吹扫置换。本发明解决了现有变压吸附气体分离装置成品气耗量大、装置能耗高以及制造成本高等问题。
Description
技术领域
本发明属于气体分离技术领域，涉及一种变压吸附气体分离装置及方法。
背景技术
目前，利用吸附剂变压分离混合气体的设备包括升压吸附、降压解吸及再生气吹扫三个过程。其工作原理是：当一只或一组装有吸附剂的容器(简称吸附塔)在升压吸附产气时，同时另一只或一组吸附塔放空降压解吸再生，并利用部分成品气经过正在降压解吸的吸附剂床层，对吸附剂解吸废气进行吹扫置换；如此交替循环工作，不断的输出成品气。
如图1至图3所示，现有技术中的变压吸附气体分离装置包括：第一组吸附塔，第一消声器3′，第一组单向阀，第一组控制阀，第一节流阀8′。图2和图3中，A′表示主气路，B′表示吹扫气路，其中，第一组吸附塔间的均压管线及控制阀、进气管线及控制阀、废气排放管线及控制阀在图1中均未体现。
所述第一组吸附塔包括相互并联的第一吸附塔1′和第二吸附塔2′。所述第一吸附塔1′的顶端和第二吸附塔2′的顶端之间连接有相互并联的第一组单向阀和第一组控制阀。
所述第一组单向阀包括相互串联的第一单向阀4′和第二单向阀5′，所述第一组控制阀包括相互串联的第一控制阀6′和第二控制阀7′，所述第一节流阀8′的一端连接至所述的第一单向阀4′和所述的第二单向阀5′之间，所述第一节流阀8′的另一端连接至所述的第一控制阀6′和所述的第二控制阀7′之间，成品气的出口9′连接至所述第一控制阀6′和所述的第二控制阀7′之间，所述第一吸附塔1′的底端和第二吸附塔2′的底端通过废气排放管线及控制阀(未图示)与第一消声器3′入口相连。
然而，采用上述结构的变压吸附气体分离装置的吸附剂解吸废气依靠自身成品气对其吹扫置换势必产生以下缺点：
a.造成成品气的浪费；
b.成品气单位能耗较高，造成装置能耗高；
c.成品气产量过剩，造成装置成本高。
发明内容
为克服现有技术所存在的缺陷，现提供一种变压吸附气体分离装置及方法，以解决现有变压吸附气体分离装置成品气耗量大、装置能耗高以及制造成本高等问题。
为实现上述目的，本发明的解决方案是：
首先提供一种变压吸附气体分离装置，包括相互并联的第一吸附塔和第二吸附塔，所述第一吸附塔与所述第二吸附塔之间连接有相互并联的第一组单向阀及第一组控制阀，所述第一组单向阀与所述第一组控制阀之间连接有第三控制阀并各自形成支路，所述第一组单向阀的支路与成品气出口相连，所述第一组控制阀的支路与第四控制阀相连，以供单步或分步解吸废气吹扫置换。
优选地，所述第一吸附塔和第二吸附塔的底端分别通过废气排放管线及控制阀进而与消声器相连接。
优选地，所述第一组单向阀包括相互串联的第一单向阀和第二单向阀，所述第一组控制阀包括相互串联的第一控制阀和第二控制阀。
优选地，所述第四控制阀的另一端连接有吹扫气入口。
为更好地实现上述目的，本发明还提供一种利用上述装置的变压吸附气体分离方法，包括以下步骤：
于第一吸附塔与第二吸附塔之间连接设置相互串联的第一单向阀和第二单向阀；
于所述第一单向阀与所述第二单向阀之间设置支路，将该支路分别与第三控制阀及第四控制阀相连；
将成品气通过所述第四控制阀配合所述第三控制阀对所述第一吸附塔或所述第二吸附塔的内部单步或分步进行解吸废气吹扫置换。
优选地，所述分步进行解吸废气吹扫置换的过程包括：
将干净的压缩空气通过所述第四控制阀进而对所述第一吸附塔或所述第二吸附塔的内部进行解吸废气吹扫置换；
再将成品气通过所述第三控制阀进而所述第一吸附塔或所述第二吸附塔的内部进行解吸废气吹扫置换。
优选地，所述单步进行解吸废气吹扫置换的过程包括：
将低质量成品气通过所述第四控制阀进而对所述第一吸附塔或所述第二吸附塔的内部进行解吸废气吹扫置换。
本发明有益效果包括：
本发明大幅度降低了吸附剂解吸废气吹扫置换所需成品气的耗量，降低了变压吸附气体分离装置其成品气的产能，减少原料气的耗量，降低了用户的生产成本及采购成本。
附图说明
图1为现有技术中变压吸附气体分离装置的结构示意图；
图2为对应于图1中第一吸附塔产气以及第二吸附塔内吸附剂解吸废气吹扫置换的流程示意图；
图3为对应于图1中第二吸附塔产气以及第一吸附塔内吸附剂解吸废气吹扫置换的流程示意图；
图4为本发明变压吸附气体分离装置的整体结构示意图；
图5为对应于图1中第一吸附塔产气以及第二吸附塔内吸附剂解吸废气吹扫置换的流程示意图；
图6为对应于图1中第二吸附塔产气以及第一吸附塔内吸附剂解吸废气吹扫置换的流程示意图。
具体实施方式
以下结合附图所示实施例对本发明进一步加以说明。
如图4所示，本发明首先提供了一种变压吸附气体分离装置，包括：第一组吸附塔、第一消声器3、第一组单向阀、第一组控制阀、第三控制阀(电磁阀)8、第四控制阀(电磁阀)9。其中，第一组吸附塔的间均压管线及控制阀、进气管线及控制阀、废气排放管线及控制阀均未体现在图4中。
具体地，所述第一组吸附塔包括相互并联的第一吸附塔1和第二吸附塔2。所述第一吸附塔1的顶端与第二吸附塔2的顶端之间连接有相互并联的第一组单向阀及第一组控制阀。
其中，较为优选地，所述第一组单向阀包括相互串联的第一单向阀4和第二单向阀5；所述第一组控制阀包括相互串联的第一控制阀6和第二控制阀7；所述第一单向阀4和第二单向阀5之间设有二支路，二支路分别与第三控制阀(电磁阀)8及第四控制阀(电磁阀)9的一端相连；所述第一控制阀6和第二控制阀7之间设有二支路，二支路分别与第三控制阀(电磁阀)8的另一端及成品气出口10相连；所述第四控制阀(电磁阀)9的另一端与吹扫气入口11相连；所述第一吸附塔1的底端和第二吸附塔2的底端通过废气排放管线及控制阀(未图示)与第一消声器3入口相连。
在具有上述结构特征后，结合图5和图6所示，本发明可按以下过程实施：
在本发明中，第一吸附塔1的顶端与第二吸附塔2的顶端之间连接有相互串联的第一单向阀4和第二单向阀5，第一单向阀4和第二单向阀5之间的管路上设有二支路，分别与第三控制阀(电磁阀)8及第四控制阀(电磁阀)9的一端相连，使得对第一吸附塔1或第二吸附塔2内吸附剂解吸出的废气进行吹扫置换。其中，
可分步进行解吸，具体分两步进行：第一步、利用干燥的压缩空气或低纯度成品气经过第四控制阀(电磁阀)9对第一吸附塔1或第二吸附塔2内吸附剂解吸废气吹扫置换；第二步、再利用小部分成品气经过第三控制阀(电磁阀)8对第一吸附塔1或第二吸附塔2内吸附剂解吸废气吹扫置换。图中，A表示主气路，B表示吹扫气路。
当然，也可单步进行解吸：利用低质量成品气经过第四控制阀9对第一吸附塔1或第二吸附塔2内吸附剂解吸废气吹扫置换。这样，图中的第三控制阀8就可关闭不使用。
由此，大幅度降低了吸附剂解吸废气吹扫置换所需成品气的耗量，降低了变压吸附气体分离装置的成品气产能，减少原料气的耗量，降低了用户的生产成本及采购成本。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种变压吸附气体分离装置，其特征在于：包括相互并联的第一吸附塔和第二吸附塔，所述第一吸附塔与所述第二吸附塔之间连接有相互并联的第一组单向阀及第一组控制阀，所述第一组单向阀与所述第一组控制阀之间连接有第三控制阀并各自形成支路，所述第一组单向阀的支路与成品气出口相连，所述第一组控制阀的支路与第四控制阀相连，以供解吸废气吹扫置换。
2.根据权利要求1所述的变压吸附气体分离装置，其特征在于：所述第四控制阀的另一端连接有吹扫气入口。
3.根据权利要求1所述的变压吸附气体分离装置，其特征在于：所述第一吸附塔和第二吸附塔分别通过废气排放管线及控制阀进而与消声器相连接。
4.根据权利要求1所述的变压吸附气体分离装置，其特征在于：所述第一组单向阀包括相互串联的第一单向阀和第二单向阀，所述第一组控制阀包括相互串联的第一控制阀和第二控制阀。
5.一种利用权利要求1至4任一所述装置的变压吸附气体分离方法，其特征在于，包括以下步骤：
于所述第一吸附塔与所述第二吸附塔之间连接设置相互串联的第一单向阀和第二单向阀；
于所述第一单向阀与所述第二单向阀之间设置支路，将该支路分别与第三控制阀及第四控制阀相连；
将成品气通过所述第四控制阀配合所述第三控制阀对所述第一吸附塔或所述第二吸附塔的内部单步或分步进行解吸废气吹扫置换。
6.根据权利要求5所述的变压吸附气体分离方法，其特征在于，所述分步进行解吸废气吹扫置换的过程包括：
将干净的压缩空气通过所述第四控制阀进而对所述第一吸附塔或所述第二吸附塔的内部进行解吸废气吹扫置换；
再将成品气通过所述第三控制阀进而所述第一吸附塔或所述第二吸附塔的内部进行解吸废气吹扫置换。
7.根据权利要求5所述的变压吸附气体分离方法，其特征在于，所述单步进行解吸废气吹扫置换的过程包括：
将低质量成品气通过所述第四控制阀进而对所述第一吸附塔或所述第二吸附塔的内部进行解吸废气吹扫置换。
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| WO2023109023A1 (zh) * | 2021-12-17 | 2023-06-22 | 湖南卓誉科技有限公司 | 一种集成进出气阀及变压吸附气路系统 |
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| CN104415641A (zh) * | 2013-08-16 | 2015-03-18 | 上海通学实业有限公司 | 变压吸附气体分离装置 |
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