CN112206636B - 四塔变压吸附方法 - Google Patents
四塔变压吸附方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112206636B CN112206636B CN202010833708.0A CN202010833708A CN112206636B CN 112206636 B CN112206636 B CN 112206636B CN 202010833708 A CN202010833708 A CN 202010833708A CN 112206636 B CN112206636 B CN 112206636B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- adsorption tower
- adsorption
- tower
- valve
- pressure
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 title claims abstract description 485
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 34
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims abstract description 38
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 claims abstract description 25
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 claims abstract description 20
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 47
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 18
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 claims description 17
- 238000003795 desorption Methods 0.000 claims 1
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 abstract description 5
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 7
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 7
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 6
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 6
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 4
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 4
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 4
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 3
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 2
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000000274 adsorptive effect Effects 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
- B01D53/04—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
- B01D53/047—Pressure swing adsorption
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
- Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
- Y02C20/40—Capture or disposal of greenhouse gases of CO2
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
Abstract
本发明公开了四塔变压吸附方法，包括：吸附塔A、吸附塔B、吸附塔C和吸附塔D均按照吸附步骤、第一均压降压步骤、顺放步骤、第二均压降压步骤、逆放步骤、冲洗步骤、第二均压升压步骤、第一均压升压步骤、终充步骤循环地运行。并且，同一时间段内，吸附塔A、吸附塔B、吸附塔C和吸附塔D四者中必有且仅有一者处于吸附步骤。吸附塔A、吸附塔B、吸附塔C和吸附塔D四者中，当其中一者处于第一均压降压步骤时，其余三者中必有一者与其通过其中一根主管连通并输送气体，且处于第一均压升压步骤。并且，顺放步骤与冲洗步骤对应，第二均压降压步骤与第二均压升压步骤对应。其简化了控制系统，降低了操作难度，工艺也更加简单，最终降低了成本。
Description
技术领域
本发明涉及变压吸附技术领域，尤其涉及四塔变压吸附方法。
背景技术
变压吸附技术已在世界范围内成为氢气的主要分离方法，已经成熟运用于二氧化碳、一氧化碳、氮气、氧气、甲烷等气体的分离提纯和其它工业气体的净化，得到了越来越广泛的应用。
气体混合物的吸附分离是在吸附塔内的吸附床中实现的。把一种或多种吸附剂充填在吸附床中，当含氢的混合气体在一定压力下进入吸附床后，由于气体组份存在吸附特性差异，不同的组份在吸附床的不同位置形成吸附富集区，最强吸附组份(CO2)富集于吸附床的入口端，最弱吸附组份(H2)富集于吸附床的出口端，其余组份的富集区以吸附性强弱差异分布于吸附床中部，从而实现氢气的分离提纯。采用PSA变压吸附的方法可以制取纯度为99％～99.9999％其中，PSA Pressure Swing Adsorption，简称PSA，即变压吸附。
现有技术中，已经有四塔变压吸附技术和五塔变压吸附技术等等，即通过四个吸附塔并联，或通过五个吸附塔并联实现变压吸附。当某一个吸附塔完成吸附后，通过降压释放吸附床内的杂质，实现重生吸附床，循环使用。
但是，现有的四塔变压吸附技术需要设有四根主管(其中，每根主管同时连接多个吸附塔，实现吸附塔间气体的相互输送，以利于变压吸附)，使得系统控制更加复杂，操作也更加复杂，工艺也更加复杂，最终导致成本也更高。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供四塔变压吸附方法，其简化了控制系统，降低了操作难度，工艺也更加简单，最终降低了成本。
本发明的目的采用如下技术方案实现：
四塔变压吸附方法，包括吸附塔A、吸附塔B、吸附塔C和吸附塔D，还包括三根相互独立的主管，所述主管与所述吸附塔A、吸附塔B、吸附塔C和吸附塔D均独立连接；
所述吸附塔A连接有用于控制转化气进入吸附塔A内部的阀门A1，以及连接有用于排放废气的阀门A2；以及，所述吸附塔A还连接有与三根主管分别一一对应连接的阀门A3、阀门A4、阀门A5；
所述吸附塔B连接有用于控制转化气进入吸附塔B内部的阀门B1，以及连接有用于排放废气的阀门B2；以及，所述吸附塔B还连接有与三根主管分别一一对应连接的阀门B3、阀门B4、阀门B5；
所述吸附塔C连接有用于控制转化气进入吸附塔C内部的阀门C1，以及连接有用于排放废气的阀门C2；以及，所述吸附塔C还连接有与三根主管分别一一对应连接的阀门C3、阀门C4、阀门C5；
所述吸附塔D连接有用于控制转化气进入吸附塔D内部的阀门D1，以及连接有用于排放废气的阀门D2；以及，所述吸附塔D还连接有与三根主管分别一一对应连接的阀门D3、阀门D4、阀门D5；
所述四塔变压吸附方法还包括：
所述吸附塔A、吸附塔B、吸附塔C和吸附塔D均按照吸附步骤、第一均压降压步骤、顺放步骤、第二均压降压步骤、逆放步骤、冲洗步骤、第二均压升压步骤、第一均压升压步骤、终充步骤循环地运行；并且，同一时间段内，吸附塔A、吸附塔B、吸附塔C和吸附塔D四者中必有且仅有一者处于吸附步骤；
所述逆放步骤中，通过阀门A2、阀门B2、阀门C2或阀门D2进行排放废气；
所述吸附塔A、吸附塔B、吸附塔C和吸附塔D四者中，当其中一者处于第一均压降压步骤时，其余三者中必有一者与其通过其中一根主管连通并输送气体，且处于第一均压升压步骤；
所述吸附塔A、吸附塔B、吸附塔C和吸附塔D四者中，当其中一者处于顺放步骤时，其余三者中必有一者与其通过其中一根主管连通并输送气体，且处于冲洗步骤；
所述吸附塔A、吸附塔B、吸附塔C和吸附塔D四者中，当其中一者处于第二均压降压步骤时，其余三者中必有一者与其通过其中一根主管连通并输送气体，且处于第二均压升压步骤。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
在四塔变压吸附时，通过按照吸附步骤→第一均压降压步骤→顺放步骤→第二均压降压步骤→逆放步骤→冲洗步骤→第二均压升压步骤→第一均压升压步骤→终充步骤→吸附步骤循环地运行。并且，通过处于第一均压降压步骤的吸附塔与处于第一均压升压步骤的吸附塔配合，和通过处于顺放步骤的吸附塔与处于冲洗步骤的吸附塔配合，以及通过处于第二均压降压步骤的吸附塔与处于第二均压升压步骤的吸附塔配合。如此，不仅可以将管道设置为三根，而且减少了阀门的数量，简化了控制系统，降低了操作难度，工艺也更加简单，最终降低了成本。
附图说明
图1为发明的四塔变压吸附方法的工艺流程图。
图中：1、第一节流阀；2、第二节流阀；3、单向阀；4、主管；5、支管。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上，或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能存在居中元件。本文所使用的“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不代表是唯一的实施方式。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术术语和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
首先，为了便于理解，需要优先进行说明的是，本发明的各吸附塔内的工艺流程为：各吸附塔按照吸附步骤、第一均压降压步骤、顺放步骤、第二均压降压步骤、逆放步骤、冲洗步骤、第二均压升压步骤、第一均压升压步骤、终充步骤循环地运行，从而通过多个吸附塔相互配合以实现变压吸附，即实现吸附塔内的吸附床的再生，以使吸附床能够重复使用。为了便于理解，可以同步参考下文的表格1。
其中，关于如下名词的定义为：
吸附方向：即通过吸附塔内的吸附床将甲醇裂解反应器(或其他设备)产生的含氢混合气体(根据本领域的常识，含氢的混合气体即转化气)充入吸附塔后，混合气体在吸附塔内的流动方向即为吸附方向。
吸附步骤：将含氢混合气体(即转化气)充入吸附塔内，通过吸附塔的吸附床将转化气里含有的杂质(杂质例如是一氧化碳、二氧化碳、甲烷、甲醇、水蒸气)进行吸附，从而对氢气进行提纯。需要说明的是，吸附步骤对应终充步骤，即一个吸附塔处于吸附步骤时，与其相配合的另一个吸附塔处于终充步骤。
第一均压降压步骤：以气压较高的吸附塔为参考系。开启阀门，使两个吸附塔相互连接的吸附塔连通，从而使得气压较高的吸附塔降压，并且使得气压较低的吸附塔升压，当原气压较高的吸附塔的塔内气压与原气压较低的吸附塔的塔内气压相等时，称为原气压较高的吸附塔的第一均压降压步骤。需要说明的是，第一均压降压步骤对应第一均压升压步骤，即一个吸附塔处于第一均压降压步骤时，与其相配合的另一个吸附塔处于第一均压升压步骤。特别注明的是，进行第一均压降压步骤的吸附塔内，气流方向为顺着吸附方向。【为了便于理解，备注：该步骤顺着吸附方向】。
顺放步骤：顺放步骤中，吸附塔内的氢气顺着吸附方向放入需要进行冲洗步骤的吸附塔内。需要说明的是，顺放步骤对应冲洗步骤，即一个吸附塔处于顺放步骤时，与其相配合的另一个吸附塔处于冲洗步骤。【为了便于理解，备注：该步骤顺着吸附方向】。
第二均压降压步骤：第二均压降压步骤与第一均压降压步骤的原理一致，以第一、第二进行区分命名，以便于描述两个不同的步骤，并不代表绝对的工艺顺序。需要说明的是，第二均压降压步骤对应第二均压升压步骤，即一个吸附塔处于第二均压降压步骤时，与其相配合的另一个吸附塔处于第二均压升压步骤。特别注明的是，进行第二均压降压步骤的吸附塔内，气流方向为顺着吸附方向。【为了便于理解，备注：该步骤顺着吸附方向】。
逆放步骤：逆放步骤中，此时吸附前沿已经抵达吸附床的出口(吸附前沿即杂质堆积后的抵达位置，当吸附前沿穿透吸附床的出口，则代表吸附床受损)，为了避免吸附床被穿透而受损，因而逆放过程气流方向逆着吸附方向。该过程中，由于吸附塔内气压仍然高于大气压，通过逆着吸附方向将废气直接通过阀门排出至外界环境即可。由于该过程中气流逆着吸附方向运行，因而该步骤可以理解为对吸附塔内的吸附床进行初步再生。【为了便于理解，备注：该步骤逆着吸附方向】。
冲洗步骤：通过顺放步骤中的吸附塔提供的氢气，在冲洗步骤的吸附塔内进行逆着吸附方向通入氢气，从而将吸附床里的杂质进行排除，通过逆着吸附方向将废气直接通过阀门排出至外界环境即可。由于该过程气流也逆着吸附方向运行，因而该步骤可以理解为对吸附塔内的吸附床进行彻底地再生。需要说明的是，根据前述，冲洗步骤对应顺放步骤，即一个吸附塔处于冲洗步骤时，与其相配合的另一个吸附塔处于顺放步骤。【为了便于理解，备注：该步骤逆着吸附方向】。
第二均压升压步骤：以气压较低的吸附塔为参考系。开启阀门，使两个吸附塔相互连接的吸附塔连通，从而使得气压较低的吸附塔升压，并且使得气压较高的吸附塔降压，当原气压较低的吸附塔的塔内气压与原气压较高的吸附塔的塔内气压相等时，称为原气压较低的吸附塔的第二均压升压步骤。需要说明的是，根据前述，第二均压升压步骤对应第二均压降压步骤，即一个吸附塔处于第二均压升压步骤时，与其相配合的另一个吸附塔处于第二均压降压步骤。需要特别注明的是，在第二均压升压步骤中，气流方向为逆着吸附方向；而且，第二均压升压也是利于提高吸附塔内的气压。【为了便于理解，备注：该步骤逆着吸附方向】。
第一均压升压步骤：第一均压升压步骤与第二均压升压步骤的原理一致，以第一、第二进行区分命名，以便于描述两个不同的步骤，并不代表绝对的工艺顺序。需要说明的是，根据前述，第一均压升压步骤对应第一均压降压步骤，即一个吸附塔处于第一均压升压步骤时，与其相配合的另一个吸附塔处于第一均压降压步骤。需要特别注明的是，在第一均压升压步骤中，气流方向也为逆着吸附方向；而且，第一均压升压也是利于提高吸附塔内的气压。【为了便于理解，备注：该步骤逆着吸附方向】。
终充步骤：为了使吸附塔的吸附床再生结束后，能够使吸附塔内的气压进一步达到高气压状态，以便于利用高气压以提高吸附床的吸附效果，因而在终充步骤中逆着吸附方向向吸附塔内充入足够的氢气产品。【为了便于理解，备注：该步骤逆着吸附方向】。
关于各阀门开启或关闭，作为一个实施方式，其控制方式可参考表格1。
其中，T1、T2、T3均代表一个时间段。显然，吸附步骤所需的工作时间为T4＝T1+T2+T3。终充步骤所需要的工作时间为T5＝T2+T3。各吸附塔流程为：吸附步骤、第一均压降压步骤、顺放步骤、第二均压降压步骤、逆放步骤、冲洗步骤、第二均压升压步骤、第一均压升压步骤、终充步骤。其中，阀门为常闭状态，必要时才开启。
为了便于理解，以吸附步骤为参考系进行排序表格1，此时，表格1中吸附塔从上至下的顺序为吸附塔A、吸附塔D、吸附塔B、吸附塔C。
表格1
其中，阀门开启的方式较多，只要能够满足表格1的控制顺序即可，参见图1。
举例为：
以吸附塔A处于吸附步骤为例，当吸附塔A处于吸附步骤时，阀门A1和/或A2开启，阀门A5开启，阀门B2在T1时间段开启，阀门B3在T2和/或T3时间段开启，阀门C3开启，阀门D3在T1时间段开启，阀门D4在T2和T3时间段开启，其余阀门可以配合式暂时开启后关闭，也可以保持常闭状态。
以吸附塔B处于吸附步骤为例，阀门A1和/或阀门A2在T1时间段开启，阀门A3在T2和T3时间段开启，阀门B1开启，阀门B5开启，阀门C3在T1时间段开启，阀门C4在T2和/或T3时间段开启，阀门D3开启，余阀门可以配合式暂时开启后关闭，也可以保持常闭状态。
以吸附塔C处于吸附步骤为例，阀门A2和/或阀门A3在T1时间段开启，阀门A4在T2和/或T3时间段开启，阀门B3开启，阀门C1开启，阀门C5开启，阀门D2在T1时间段开启，阀门D3在T2和T3时间段开启。其余阀门可以配合式暂时开启后关闭，也可以保持常闭状态。
以吸附塔D处于吸附步骤为例，阀门A3和/或阀门A4开启，阀门B3在T1时间段开启，阀门B4在T2和/或T3时间段开启，阀门C2在T1时间段开启，阀门C3在T2和T3时间段开启，阀门D1开启，阀门D5开启。其余阀门可以配合式暂时开启后关闭，也可以保持常闭状态。
参见图1，本发明一较佳实施例的四塔变压吸附方法，包括吸附塔A、吸附塔B、吸附塔C和吸附塔D，还包括三根相互独立的主管4，主管4与吸附塔A、吸附塔B、吸附塔C和吸附塔D均独立连接，其中，根据独立连接的正常含义，即主管4与附塔A、吸附塔B、吸附塔C和吸附塔D的连接关系，不以任何一个吸附塔作为桥梁，即主管4通过四根互不干涉的支管5与各吸附塔连接。
吸附塔A连接有用于控制转化气进入吸附塔A内部的阀门A1，以及连接有用于排放废气的阀门A2；以及，吸附塔A还连接有与三根主管4分别一一对应连接的阀门A3、阀门A4、阀门A5。通过阀门A3、阀门A4、阀门A5分别单独控制一根与吸附塔A连接的主管4的开启与关闭。
同理：
吸附塔B连接有用于控制转化气进入吸附塔B内部的阀门B1，以及连接有用于排放废气的阀门B2；以及，吸附塔B还连接有与三根主管4分别一一对应连接的阀门B3、阀门B4、阀门B5。即通过阀门B3、阀门B4、阀门B5分别单独控制一根与吸附塔B连接的主管4的开启与关闭。
吸附塔C连接有用于控制转化气进入吸附塔C内部的阀门C1，以及连接有用于排放废气的阀门C2；以及，吸附塔C还连接有与三根主管4分别一一对应连接的阀门C3、阀门C4、阀门C5。即通过阀门C3、阀门C4、阀门C5分别单独控制一根与吸附塔C连接的主管4的开启与关闭。
吸附塔D连接有用于控制转化气进入吸附塔D内部的阀门D1，以及连接有用于排放废气的阀门D2；以及，吸附塔D还连接有与三根主管4分别一一对应连接的阀门D3、阀门D4、阀门D5。即通过阀门D3、阀门D4、阀门D5分别单独控制一根与吸附塔D连接的主管4的开启与关闭。
重要地，四塔变压吸附方法中吸附塔A、吸附塔B、吸附塔C和吸附塔D均按照吸附步骤→第一均压降压步骤→顺放步骤→第二均压降压步骤→逆放步骤→冲洗步骤→第二均压升压步骤→第一均压升压步骤→终充步骤→吸附步骤循环地运行。并且，同一时间段内(以表格1为例，同一时段T1至T3内)，吸附塔A、吸附塔B、吸附塔C和吸附塔D四者中必有且仅有一者处于吸附步骤。其中，为了便于理解技术方案，补充说明的是，氢气产品在吸附步骤中通入氢气产品缓冲罐进行储存即可；逆放步骤和冲洗步骤中，通过阀门A2、阀门B2、阀门C2或阀门D2进行排放废气即可。另外，三根主管4汇合处连接有单向阀3，并通过单向阀3与氢气产品缓冲罐连接，单向阀3的流向为气体只能从主管4流向氢气产品缓冲罐。
吸附塔A、吸附塔B、吸附塔C和吸附塔D四者中，当其中一者处于第一均压降压步骤时，其余三者中必有一者与其通过其中一根主管4连通并输送气体，且处于第一均压升压步骤。
吸附塔A、吸附塔B、吸附塔C和吸附塔D四者中，当其中一者处于顺放步骤时，其余三者中必有一者与其通过其中一根主管4连通并输送气体，且处于冲洗步骤。
吸附塔A、吸附塔B、吸附塔C和吸附塔D四者中，当其中一者处于第二均压降压步骤时，其余三者中必有一者与其通过其中一根主管4连通并输送气体，且处于第二均压升压步骤。
显然，在四塔变压吸附时，通过按照吸附步骤→第一均压降压步骤→顺放步骤→第二均压降压步骤→逆放步骤→冲洗步骤→第二均压升压步骤→第一均压升压步骤→终充步骤→吸附步骤循环地运行。并且，通过处于第一均压降压步骤的吸附塔与处于第一均压升压步骤的吸附塔配合，和通过处于顺放步骤的吸附塔与处于冲洗步骤的吸附塔配合，以及通过处于第二均压降压步骤的吸附塔与处于第二均压升压步骤的吸附塔配合。如此，不仅可以将管道设置为三根，而且减少了阀门的数量，简化了控制系统，降低了操作难度，工艺也更加简单，最终降低了成本。
为了提高系统运行的稳定性，参见表格1以及下文的表格2和表格3，作为进一步优选的实施方式：控制吸附塔A、吸附塔B、吸附塔C和吸附塔D四者的工作时间，使它们之间同一步骤所需的工作时间相等。以及，优选地，第一均压降压步骤所需的工作时间与第一均压升压步骤所需的工作时间相等。以及，优选地，第二均压降压步骤所需的工作时间与第二均压升压步骤所需的工作时间相等。
作为进一步优选的实施方式：吸附塔A、吸附塔B、吸附塔C和吸附塔D四者中，当其中一者处于吸附步骤时，至少有一者处于逆放步骤。通过合理配置吸附塔工作时间，进一步提高了整个系统的工作效率。
作为进一步优选的实施方式：各主管4均分支连接有四根支管5，各主管4均通过自身的四根支管5与吸附塔A、吸附塔B、吸附塔C和吸附塔D四者分别一一对应连接。
作为进一步优选的实施方式：三根主管4中的其中一者连接有第一节流阀1门，另外两者中通过第二节流阀2门进行连接；第一节流阀1门并联有阀门E。目的在于：顺放步骤中，通过第一节流阀1门进行节流，根据顺放步骤对应冲洗步骤，通过第一节流阀1进行气体流量控制，避免处于顺放步骤的吸附塔的塔内气压降低过大。另外，冲洗步骤通过缓慢地冲洗更利于提高吸附床的再生质量，即使得吸附床里的杂质被排放得更加彻底。
另外，吸附塔A、吸附塔B、吸附塔C和吸附塔D四者中，当其中一者处于终充步骤时，其余三者中必有一者与其通过其中一根主管4连通并输送气体，且处于吸附步骤，以通过吸附步骤的吸附塔产生的氢气产品给终充步骤的吸附塔进行增压，以利于吸附床再生后吸附杂质时具有更加显著的效果。而且，终充步骤中，通过第二节流阀2门进行节流；通过第二节流阀2进行限流，以防止吸附塔内的气压瞬间波动过大。
可以理解，阀门A1、阀门A2、阀门A3、阀门A4、阀门A5、阀门B1、阀门B2、阀门B3、阀门B4、阀门B5、阀门C1、阀门C2、阀门C3、阀门C4、阀门C5、阀门D1、阀门D2、阀门D3、阀门D4、阀门D5、阀门E均可以采用气动程控阀，当然，也可以采用其他现有的阀门。另外，第一节流阀1、第二节流阀2优选为手动阀门或针型阀。
其中，关于吸附步骤、第一均压降压步骤、顺放步骤、第二均压降压步骤、逆放步骤、冲洗步骤、第二均压升压步骤、第一均压升压步骤、终充步骤，作为最优的实施方式，本实施例给出了方案1和方案2，开始时压强、结束时压强、对应步骤所需要的工作时间为：
方案1，表格2如下：
表格2
| 对应步骤 | 开始时压强 | 结束时压强 | 工作时间 |
| 吸附步骤 | 0.8MPa | 0.8MPa | 100S |
| 第一均压降压步骤 | 0.8MPa | 0.48MPa | 15S |
| 顺放步骤 | 0.48MPa | 0.4MPa | 50S |
| 第二均压降压步骤 | 0.4MPa | 0.16MPa | 15S |
| 逆放步骤 | 0.16MPa | 0.01MPa | 15S |
| 冲洗步骤 | 0.01MPa | 0.01MPa | 50S |
| 第二均压升压步骤 | 0.01MPa | 0.16MPa | 15S |
| 第一均压升压步骤 | 0.16MPa | 0.48MPa | 15S |
| 终充步骤 | 0.48MPa | 0.80MPa | 75S |
方案2，表格3如下：
表格3
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。
Claims (8)
1.四塔变压吸附方法，包括吸附塔A、吸附塔B、吸附塔C和吸附塔D，其特征在于，还包括三根相互独立的主管，所述主管与所述吸附塔A、吸附塔B、吸附塔C和吸附塔D均独立连接；各所述主管均分支连接有四根支管，各所述主管均通过自身的四根支管与所述吸附塔A、吸附塔B、吸附塔C和吸附塔D四者分别一一对应连接；
所述吸附塔A连接有用于控制转化气进入吸附塔A内部的阀门A1，以及连接有用于排放废气的阀门A2；以及，所述吸附塔A还连接有与三根主管分别一一对应连接的阀门A3、阀门A4、阀门A5；
所述吸附塔B连接有用于控制转化气进入吸附塔B内部的阀门B1，以及连接有用于排放废气的阀门B2；以及，所述吸附塔B还连接有与三根主管分别一一对应连接的阀门B3、阀门B4、阀门B5；
所述吸附塔C连接有用于控制转化气进入吸附塔C内部的阀门C1，以及连接有用于排放废气的阀门C2；以及，所述吸附塔C还连接有与三根主管分别一一对应连接的阀门C3、阀门C4、阀门C5；
所述吸附塔D连接有用于控制转化气进入吸附塔D内部的阀门D1，以及连接有用于排放废气的阀门D2；以及，所述吸附塔D还连接有与三根主管分别一一对应连接的阀门D3、阀门D4、阀门D5；
所述四塔变压吸附方法还包括：
所述吸附塔A、吸附塔B、吸附塔C和吸附塔D均按照吸附步骤、第一均压降压步骤、顺放步骤、第二均压降压步骤、逆放步骤、冲洗步骤、第二均压升压步骤、第一均压升压步骤、终充步骤循环地运行；并且，同一时间段内，吸附塔A、吸附塔B、吸附塔C和吸附塔D四者中必有且仅有一者处于吸附步骤；
所述逆放步骤中，通过阀门A2、阀门B2、阀门C2或阀门D2进行排放废气；
所述吸附塔A、吸附塔B、吸附塔C和吸附塔D四者中，当其中一者处于第一均压降压步骤时，其余三者中必有一者与其通过其中一根主管连通并输送气体，且处于第一均压升压步骤；
所述吸附塔A、吸附塔B、吸附塔C和吸附塔D四者中，当其中一者处于顺放步骤时，其余三者中必有一者与其通过其中一根主管连通并输送气体，且处于冲洗步骤；
所述吸附塔A、吸附塔B、吸附塔C和吸附塔D四者中，当其中一者处于第二均压降压步骤时，其余三者中必有一者与其通过其中一根主管连通并输送气体，且处于第二均压升压步骤；
三根主管中的其中一者连接有第一节流阀门，另外两者中通过第二节流阀门进行连接；
顺放步骤中，通过第一节流阀门进行节流；
所述吸附塔A、吸附塔B、吸附塔C和吸附塔D四者中，当其中一者处于终充步骤时，其余三者中必有一者与其通过其中一根主管连通并输送气体，且处于吸附步骤；而且，终充步骤中，通过第二节流阀门进行节流；
所述第一节流阀门并联有阀门E；
以吸附步骤为参考系进行排序：
2.如权利要求1所述的四塔变压吸附方法，其特征在于，控制所述吸附塔A、吸附塔B、吸附塔C和吸附塔D四者的工作时间，使它们之间同一步骤所需的工作时间相等。
3.如权利要求1所述的四塔变压吸附方法，其特征在于，第一均压降压步骤所需的工作时间与所述第一均压升压步骤所需的工作时间相等。
4.如权利要求1所述的四塔变压吸附方法，其特征在于，第二均压降压步骤所需的工作时间与所述第二均压升压步骤所需的工作时间相等。
5.如权利要求1所述的四塔变压吸附方法，其特征在于，所述吸附塔A、吸附塔B、吸附塔C和吸附塔D四者中，当其中一者处于吸附步骤时，至少有一者处于逆放步骤。
6.如权利要求1所述的四塔变压吸附方法，其特征在于，所述吸附步骤中，通过氢气产品缓冲罐对氢气产品进行储存。
7.如权利要求1所述的四塔变压吸附方法，其特征在于，
吸附步骤、第一均压降压步骤、顺放步骤、第二均压降压步骤、逆放步骤、冲洗步骤、第二均压升压步骤、第一均压升压步骤、终充步骤中，开始时压强、结束时压强、对应步骤所需要的工作时间为：
8.如权利要求1所述的四塔变压吸附方法，其特征在于，
吸附步骤、第一均压降压步骤、顺放步骤、第二均压降压步骤、逆放步骤、冲洗步骤、第二均压升压步骤、第一均压升压步骤、终充步骤中，开始时压强、结束时压强、对应步骤所需要的工作时间为：
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010833708.0A CN112206636B (zh) | 2020-08-18 | 2020-08-18 | 四塔变压吸附方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010833708.0A CN112206636B (zh) | 2020-08-18 | 2020-08-18 | 四塔变压吸附方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112206636A CN112206636A (zh) | 2021-01-12 |
| CN112206636B true CN112206636B (zh) | 2023-04-07 |
Family
ID=74059053
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010833708.0A Active CN112206636B (zh) | 2020-08-18 | 2020-08-18 | 四塔变压吸附方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112206636B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114835142B (zh) * | 2022-05-11 | 2023-05-30 | 江苏容汇通用锂业股份有限公司 | 一种从工业窑炉尾气中回收二氧化碳并生产碳酸锂的方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102500190A (zh) * | 2011-12-27 | 2012-06-20 | 四川亚联高科技股份有限公司 | 一种针对富氢气源的净化回收工艺 |
| CN202778204U (zh) * | 2012-08-31 | 2013-03-13 | 杭州宝诺空分设备有限公司 | 四塔变压吸附气体分离设备 |
| CN108821248A (zh) * | 2018-08-23 | 2018-11-16 | 山东恒业石油新技术应用有限公司 | 一种新型节能高效型psa制氮设备 |
-
2020
- 2020-08-18 CN CN202010833708.0A patent/CN112206636B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102500190A (zh) * | 2011-12-27 | 2012-06-20 | 四川亚联高科技股份有限公司 | 一种针对富氢气源的净化回收工艺 |
| CN202778204U (zh) * | 2012-08-31 | 2013-03-13 | 杭州宝诺空分设备有限公司 | 四塔变压吸附气体分离设备 |
| CN108821248A (zh) * | 2018-08-23 | 2018-11-16 | 山东恒业石油新技术应用有限公司 | 一种新型节能高效型psa制氮设备 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN112206636A (zh) | 2021-01-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101140541B1 (ko) | Ｐｓａ 흐름 변화의 향상된 제어를 위한 방법 및 장치 | |
| US5015272A (en) | Adsorptive separation process | |
| EP0008512A1 (en) | Separation of multicomponent gas mixtures | |
| US7879138B2 (en) | Pressure swing adsorption method and system with multiple-vessel beds | |
| NO144446B (no) | Adiabatisk trykkretsprosess for separasjon av gassblandinger | |
| CN103585856A (zh) | 一种多回流的变压吸附方法 | |
| US20130255492A1 (en) | Adsorption Process | |
| CN112206636B (zh) | 四塔变压吸附方法 | |
| KR20110019022A (ko) | 산소발생기용 다중흡착탑 장치 및 그 운전방법 | |
| JP6422684B2 (ja) | 窒素ガス分離方法および窒素ガス分離装置 | |
| CN108793077B (zh) | 变压吸附制氢系统 | |
| CN106744686A (zh) | 一种提高氢气收率的vpsa提氢方法及装置 | |
| CN211111060U (zh) | 一种高效制氮机 | |
| WO2023064977A1 (en) | A process and plant of vacuum pressure swing adsorption for producing pure carbon dioxide from industrial off-gas containing co2 | |
| CN212387734U (zh) | 一种变压吸附气体分离提纯氢气系统 | |
| CN209865695U (zh) | 气流分布器和制氮设备 | |
| CN109364691B (zh) | 一种psa同时回收吸附相与非吸附相组分的不对称解吸方法 | |
| CN112919414A (zh) | 一种低压冲洗再生变压吸附提纯氢气系统及提纯氢气方法 | |
| CN211111061U (zh) | 一种集装箱式制氮装置 | |
| JP6325437B2 (ja) | 窒素ガス分離方法および窒素ガス分離装置 | |
| CN221846616U (zh) | 一种从混合气中分离回收气体的变压吸附系统 | |
| CN117695805A (zh) | 一种变压吸附气体分离系统及方法 | |
| CN109316899B (zh) | Psa回收低浓度吸附相与非吸附相组分的解吸方法 | |
| CN117101338A (zh) | 一种变压吸附提纯co的方法及系统 | |
| CN116272251A (zh) | 一种二塔串联变压吸附装置及其吸附工艺 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20231226 Address after: Building 1, Unit 1, 2nd Floor, No. 112-1 Hongqiao Street, High tech Zone, Neijiang City, Sichuan Province, 641000, No. 21 BC Zone Patentee after: Sichuan Woyouda Technology Co.,Ltd. Address before: Room 404, building 14, Zengcheng low carbon headquarters park, 400 Xincheng Avenue, Zengcheng District, Guangzhou, Guangdong 510000 Patentee before: Guangdong alcohol hydrogen New Energy Research Institute Co.,Ltd. |
|
| TR01 | Transfer of patent right |