CN107433195A - 一种吸附剂的再生装置及再生方法 - Google Patents

一种吸附剂的再生装置及再生方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种吸附剂的再生装置及再生方法，包括再生气缓冲罐、压缩机、第一加热器、第二加热器、初冷器、深冷器、吸附剂储存装置、废气冷却器和压力平衡罐，再生气经压缩机加压，进入到第一加热器内，第一加热器热源来自于吸附剂储存装置流出的反应后的再生气，再生气经初加热后进入到第二加热器再加热，然后进入到吸附剂储存装置内进行再生反应，反应后再生气经第一加热器进行换热降温后先后进入初冷器和深冷器进行降温然后回流到再生气缓冲罐内循环使用，达不到要求的再生气从吸附剂储存装置内流出进入到废气冷却器冷却后进入到压力平衡罐排放到全厂的低压瓦斯中当做燃料使用。本发明具有节能、高效、环保、减排的特点。

Description

一种吸附剂的再生装置及再生方法
技术领域
本发明涉及吸附剂再生方法技术领域，尤其是涉及一种高效、节能、环保的吸附剂的再生装置及再生方法。
背景技术
吸附剂用来脱除下游装置原料中的硫和含氧化合物等杂质，吸附剂在运行一段时间后，由于其具有一定的杂质吸附能力，因此就会在吸附剂上聚集一定量的杂质，从而使吸附剂的吸附能力下降，影响后续的反应单元。因此需要对吸附杂质后的吸附剂进行再生，以脱除其上的杂质，使其重新恢复吸附活性。传统的吸附剂再生方法是利用氮气作为再生气，在再生过程中，为了达到较好的再生效果，需要根据再生气的情况排放一定量的废再生气。这种方案不仅浪费资源，大量氮气被排放，而且吸附剂再生效果达不到最佳状态，同时排放的废再生气因含有微量的烃类等物质会对环境产生污染等不利影响。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高效节能环保的吸附剂的再生装置及再生方法，以解决现有技术中存在的吸附剂再生方法资源浪费、环境污染的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
本发明提供的一种吸附剂的再生装置，包括再生气供气装置、加热装置、冷却装置、吸附剂储存装置和废气排放装置，其中：
所述加热装置设置在所述再生气供气装置和所述吸附剂储存装置之间，所述加热装置用于对再生气进行加热；
所述冷却装置一端与所述吸附剂储存装置连接，另一端与所述再生气供气装置连接，所述冷却装置用于对经再生反应后的再生气进行降温除水处理；
所述废气排放装置设置在所述冷却装置与所述吸附剂储存装置之间，所述废气排放装置用于排放达不到要求的废再生气。
通过加热装置对再生气进行加热使再生气达到一定温度，从而可以使吸附剂通过再生恢复吸附活性，满足后续反应单元；通过冷却装置，对反应后再生气进行降温冷却从而可除去反应再生气中的水分，使之达到能够循环重复利用的目的。
作为本发明的进一步改进，所述加热装置包括依次设置的第一加热器和第二加热器，所述第二加热器为电加热器，所述第二加热器出口与所述吸附剂储存装置进气口连接，所述第一加热器为管式换热器，所述第一加热器包括冷端入口、冷端出口、热端入口和热端出口，所述冷端入口和所述冷端出口分别与所述再生气供气装置和所述第二加热器连接，所述吸附剂储存装置出气口与所述热端入口相连接，所述冷却装置入口与所述热端出口相连接，所述废气排放装置布置在所述热端入口与所述吸附剂储存装置出气口之间连接的管路上。
通过设置第一加热器将反应后的再生气中的热量进行回收利用，既节能对新鲜再生气进行了加热，又可降低反应后再生气，为后续冷却提供了一定条件，可降低冷却装置能耗，为一举两得的设计。
作为本发明的进一步改进，所述冷却装置包括依次设置初冷器和深冷器，所述初冷器的入口侧与所述热端出口相连接，所述深冷器的出口侧与所述再生气供气装置连接，所述深冷器的冷却最低温度低于所述初冷器的冷却最低温度。
通过设置两级冷却，能够将反应再生气降到很低的温度，能够最大限度的降低再生气中的水分，满足重复利用的目的。
作为本发明的进一步改进，所述再生气供气装置包括再生气缓冲罐和压缩机，所述压缩机设置在所述再生气缓冲罐与所述冷端入口之间；所述再生气缓冲罐上的进气口数量有两个，分别为第一进气口和第二进气口，所述深冷器的出口与所述第二进气口管路连接，所述第一进气口与气源连接，所述第一进气口上还设置有流量控制调节阀。
通过压缩机对再生气进行加压。使再生气具有一定动力，从而能够充分对吸附剂进行再生反应，通过流量控制调节阀可用来控制再生气的流量，再生气缓冲罐的设置为了保证动力设备的平稳和安全。
作为本发明的进一步改进，所述废气排放装置包括依次设置的废气冷却器和压力平衡罐，所述废气冷却器设置在所述热端入口和所述吸附剂储存装置出气口之间的连接管路上，所述压力平衡罐与下游的低压瓦斯系统连通，所述压力平衡罐为排放达不到要求的废再生气的缓冲设备。低压瓦斯系统将废再生气输送到火炬系统内进行燃烧。
压力平衡罐用来排放再生过程中产生的不能重复利用的废再生气。
作为本发明的进一步改进，所述再生气为氮气或氢气。
作为本发明的进一步改进，所述初冷器为水冷器，所述深冷器为丙烷制冷机或低温冷冻水制冷器，所述深冷器中的冷却介质为丙烷或冷冻水，冷冻水的温度为4-5℃。
作为本发明的进一步改进，所述压缩机为往复式压缩机。
作为本发明的进一步改进，所述再生气缓冲罐、所述吸附剂储存装置和所述压力平衡罐均采用碳钢材料制成。
本发明还提供了一种利用吸附剂的再生装置进行吸附剂再生的吸附剂的再生方法，具体再生方法如下：
步骤一：再生气经所述流量控制调节阀通过流量控制进入所述再生气缓冲罐内进行再生气量的补充；
步骤二：再生气经所述压缩机加压，使再生气具备设定压力后，然后再生气经所述第一加热器和所述第二加热器两级加热后使之达到设定温度，再生气进入到所述吸附剂储存装置内对吸附剂进行再生；
步骤三：对吸附剂进行再生后的废再生气(含有水分和烃类)含有热量，当其还可以重复利用时，废再生气回流到所述第一加热器内与新鲜再生气进行热量交换从而预热新鲜再生气，经过换热后的废再生气进入到所述初冷器进行初步水冷降温，然后进入到所述深冷器内进行进一步降温去除再生气中的水分；
步骤四：经过两级冷却的再生气回流到所述再生气缓冲罐内供循环使用；
步骤五：经过持续再生反应后的不能再次使用的废再生气排放到所述废气排放装置内待后续排放到燃烧装置内燃烧。
本发明的有益效果为：通过上述再生方案，经过增加一台过高效深冷器可以将再生气中的水分最大限度的冷却下来，从而达到再生气循环重复利用和降低再生气排放量的目的，避免了资源的浪费和环境的污染，起到了节能和环保的目的；同时由于使用第一加热器将反应后再生气中的热量进行回收再利用，不仅对新鲜再生气进行了预热，而且还对反应后的再生气进行了初次降温，具有一举两得的优点，使整个再生过程较传统方法更加迅速和高效。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明吸附剂的再生装置及再生方法的工艺流程图。
图中1、第二加热器；2、第一加热器；3、初冷器；4、深冷器；5、再生气缓冲罐；6、压缩机；7、吸附剂储存装置；8、废气冷却器；9、压力平衡罐；10、流量控制调节阀。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
如图1所示，本发明提供了一种吸附剂的再生装置，包括再生气供气装置、加热装置、冷却装置、吸附剂储存装置7和废气排放装置，加热装置设置在再生气供气装置和吸附剂储存装置7之间，加热装置用于对再生气进行加热；
冷却装置一端与吸附剂储存装置7连接，另一端与再生气供气装置连接，冷却装置用于对经再生反应后的再生气进行降温除水处理；
废气排放装置设置在冷却装置与吸附剂储存装置7之间，废气排放装置用于排放达不到要求的废再生气。
通过加热装置对再生气进行加热使再生气达到一定温度，从而可以使吸附剂通过再生恢复吸附活性，满足后续反应单元；通过冷却装置，对反应后再生气进行降温冷却从而可除去反应再生气中的水分，使之达到能够循环重复利用的目的。
作为可选的实施方式，为了能够将反应后再生气中的热量进行回收利用，并对反应后再生气进行降温，加热装置包括依次设置的第一加热器2和第二加热器1，第二加热器1为电加热器，第二加热器1出口与吸附剂储存装置7进气口连接，第一加热器2为管式换热器，第一加热器2包括冷端入口、冷端出口、热端入口和热端出口，冷端入口和冷端出口分别与再生气供气装置和第二加热器1连接，吸附剂储存装置7出气口与热端入口相连接，冷却装置入口与热端出口相连接，废气排放装置布置在热端入口与吸附剂储存装置7出气口之间连接的管路上。通过设置第一加热器2将反应后的再生气中的热量进行回收利用，既节能对新鲜再生气进行了加热，又可降低反应后再生气，为后续冷却提供了一定条件，可降低冷却装置能耗，为一举两得的设计。
为了能够将反应后再生气中的水分去除，冷却装置包括依次设置初冷器3和深冷器4，初冷器3的入口侧与热端出口相连接，深冷器4的出口侧与再生气供气装置连接，深冷器4的冷却最低温度低于初冷器3的冷却最低温度。通过设置两级冷却，能够将反应再生气降到很低的温度，能够最大限度的降低再生气中的水分，满足重复利用的目的。
为了能够保证装置中的平稳和安全，再生气供气装置包括再生气缓冲罐5和压缩机6，压缩机6设置在再生气缓冲罐5与冷端入口之间；再生气缓冲罐5上的进气口数量有两个，分别为第一进气口和第二进气口，深冷器4的出口与第二进气口管路连接，第一进气口与气源连接，第一进气口上还设置有流量控制调节阀10。通过压缩机6对再生气进行加压。使再生气具有一定动力，从而能够充分对吸附剂进行再生反应，通过流量控制调节阀10可用来控制再生气的流量，再生气缓冲罐5的设置为了保证使动力设备的平稳和安全。
为了能够更加环保，避免废再生气直接排放对大气的污染，废气排放装置包括依次设置的废气冷却器8和压力平衡罐9，废气冷却器8设置在热端入口和吸附剂储存装置7出气口之间的连接管路上，压力平衡罐9与后续的低压瓦斯系统连通，压力平衡罐9为排放达不到要求的废再生气的缓冲设备，废再生气排放到低压瓦斯系统内作为火炬系统的燃料使用。压力平衡罐9用来排放再生过程中产生的不能重复利用的废再生气，并平衡废再生气的压力，保证低压瓦斯系统的稳定和安全。
作为优选的，再生气为氮气或氢气；初冷器3为水冷器，深冷器4为丙烷制冷机或低温冷冻水制冷器，深冷器中的冷却介质为丙烷或冷冻水，冷冻水温度为4-5℃，压缩机6采用往复式压缩机。
由于反应后的再生气中含有水分和硫和含氧化合物，所以将再生气缓冲罐5、吸附剂储存装置7和压力平衡罐9均采用碳钢材料制成。
本发明还提供了一种利用吸附剂的再生装置进行吸附剂再生的吸附剂的再生方法，具体再生方法如下：
步骤一：再生气经流量控制调节阀10通过流量控制进入再生气缓冲罐5内进行再生气量的补充；
步骤二：再生气经压缩机6加压，使再生气具备设定压力后，然后再生气经第一加热器2和第二加热器1两级加热后使之达到设定温度，再生气进入到吸附剂储存装置7内对吸附剂进行再生；
步骤三：对吸附剂进行再生后的废再生气(含有水分和烃类)含有热量，当其还可以重复利用时，废再生气回流到第一加热器2内对新鲜再生气进行热量交换从而预热新鲜再生气，经过换热后的废再生气进入到初冷器3进行初步水冷降温，然后进入到深冷器4内进行进一步降温去除再生气中的水分；
步骤四：经过两级冷却的再生气回流到再生气缓冲罐5内供循环使用；
步骤五：经过持续再生反应后的不能重复使用的废再生气进入到废气排放装置内待后续排放到燃烧装置内燃烧。
现有吸附剂再生方法不能完全将再生气中的水分冷却下来，因此达不到对吸附剂进行干燥的目的，进而吸附剂不能通过再生重新获得良好的吸附活性。而且现有的吸附剂再生方法中，废再生气有时根据需要会直接排放到大气中，由于废再生气中含有微量的烃类，因此会对环境造成污染。故在本申请中：一、通过设置第一加热器对反应后再生气中热量进行回收再利用，不仅能够提高再生气流量使吸附剂的再生时间大大缩短；同时使该再生气体能够较快加热到吸附剂再生需要的温度，从而节省能源；二、设置两级冷却器，即初冷器和深冷器，从而最大限度的降低再生气中携带的水分，以此降低再生气的排放量，不仅使再生气能够循环重复利用节省了再生气资源，又能因降低排放量而减少了对环境的污染起到了环保的作用，同时也会使吸附剂较快的再生完毕，完成活性的恢复。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种吸附剂的再生装置，其特征在于：包括再生气供气装置、加热装置、冷却装置、吸附剂储存装置(7)和废气排放装置，其中：
所述加热装置设置在所述再生气供气装置和所述吸附剂储存装置(7)之间，所述加热装置用于对再生气进行加热；
所述冷却装置一端与所述吸附剂储存装置(7)连接，另一端与所述再生气供气装置连接，所述冷却装置用于对经再生反应后的再生气进行降温除水处理；
所述废气排放装置设置在所述冷却装置与所述吸附剂储存装置(7)之间，所述废气排放装置用于排放达不到要求的废再生气。
2.根据权利要求1所述的吸附剂的再生装置，其特征在于：所述加热装置包括依次设置的第一加热器(2)和第二加热器(1)，所述第二加热器(1)为电加热器，所述第二加热器(1)出口与所述吸附剂储存装置(7)进气口连接，所述第一加热器(2)为管式换热器，所述第一加热器(2)包括冷端入口、冷端出口、热端入口和热端出口，所述冷端入口和所述冷端出口分别与所述再生气供气装置和所述第二加热器(1)连接，所述吸附剂储存装置(7)出气口与所述热端入口相连接，所述冷却装置入口与所述热端出口相连接，所述废气排放装置布置在所述热端入口与所述吸附剂储存装置(7)出气口之间连接的管路上。
3.根据权利要求2所述的吸附剂的再生装置，其特征在于：所述冷却装置包括依次设置初冷器(3)和深冷器(4)，所述初冷器(3)的入口侧与所述热端出口相连接，所述深冷器(4)的出口侧与所述再生气供气装置连接，所述深冷器(4)的冷却最低温度低于所述初冷器(3)的冷却最低温度。
4.根据权利要求3所述的吸附剂的再生装置，其特征在于：所述再生气供气装置包括再生气缓冲罐(5)和压缩机(6)，所述压缩机(6)设置在所述再生气缓冲罐(5)与所述冷端入口之间；所述再生气缓冲罐(5)上的进气口数量有两个，分别为第一进气口和第二进气口，所述深冷器(4)的出口与所述第二进气口管路连接，所述第一进气口与气源连接，所述第一进气口上还设置有流量控制调节阀(10)。
5.根据权利要求4所述的吸附剂的再生装置，其特征在于：所述废气排放装置包括依次设置的废气冷却器(8)和压力平衡罐(9)，所述废气冷却器(8)设置在所述热端入口和所述吸附剂储存装置(7)出气口之间的连接管路上，所述压力平衡罐(9)与低压瓦斯系统连通，所述压力平衡罐(9)为排放达不到要求的废再生气的缓冲设备。
6.根据权利要求4所述的吸附剂的再生装置，其特征在于：所述再生气为氮气或氢气。
7.根据权利要求4所述的吸附剂的再生装置，其特征在于：所述初冷器(3)为水冷器，所述深冷器(4)为丙烷制冷机或低温冷冻水制冷器，所述深冷器(4)中的冷却介质为丙烷或冷冻水。
8.根据权利要求4所述的吸附剂的再生装置，其特征在于：所述压缩机(6)为往复式压缩机。
9.根据权利要求5所述的吸附剂的再生装置，其特征在于：所述再生气缓冲罐(5)、所述吸附剂储存装置(7)和所述压力平衡罐(9)均采用碳钢材料制成。
10.一种吸附剂的再生方法，其特征在于：利用权利要求6-9中任一项所述的吸附剂的再生装置进行吸附剂再生的方法，具体再生方法如下：
步骤一：再生气经所述流量控制调节阀(10)通过流量控制进入所述再生气缓冲罐(5)内进行再生气量的补充；
步骤二：再生气经所述压缩机(6)加压，使再生气具备设定压力后，然后再生气经所述第一加热器(2)和所述第二加热器(1)两级加热后使之达到设定温度，再生气进入到所述吸附剂储存装置(7)内对吸附剂进行再生；
步骤三：对吸附剂进行再生反应后的反应再生气(含有水分和烃类)含有热量，当其还可以重复利用时，反应再生气回流到所述第一加热器(2)内与新鲜再生气进行热量交换从而预热新鲜再生气，经过换热后的反应再生气进入到所述初冷器(3)进行初步水冷降温，然后进入到所述深冷器(4)内进行进一步降温去除再生气中的水分；
步骤四：经过两级冷却的再生气回流到所述再生气缓冲罐(5)内供循环使用；
步骤五：经过持续再生反应后的不能再次使用的废再生气排放到所述废气排放装置内待后续排放到燃烧装置内燃烧。
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