CN1186111C - 一种实用的变压吸附方法 - Google Patents
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Abstract
一种实用的变压吸附方法，属于一种用于气体提纯或混合气分离的变压吸附方法，其变压吸附工艺中的每个吸附塔在一个循环周期内都要经历吸附、降压、升压、终升几个状态，还要包括下列状态之一：冲洗、抽真空、变温等，其特征在于：它包含M个吸附塔，有N个吸附塔处于吸附态，吸附态终了的吸附塔与将处于吸附态的吸附塔进行气体平衡，降压状态的吸附塔与升压状态的吸附塔之间进行气体平衡，每个吸附塔在一个循环周期内进行气体平衡的次数为2(M-N)，其中气体均衡升压为M-N次，气体均衡降压为M-N次。它具有不增加其他辅助均压设备和不减少均压次数的前提下使吸附塔利用率达到最大的优点。
Description
(一)、技术领域
本发明属于一种用于气体提纯或混合气分离的变压吸附方法。
(二)、背景技术
变压吸附作为一种气体提纯或混合气分离的工艺方法，随着探索范围的不断扩大，其应用领域越来越广。例如从各种煤气中分离出氢气、一氧化碳，从空气中分离出氧气、氮气，从氨气中分离出氢气，从甲醇分解气中分离出氢气、二氧化碳，从天然气中分离出甲烷，从天然气分解气中分离出氢气、二氧化碳等等。变压吸附方法是利用吸附剂对不同气体吸附量或吸附速率的不同，高压吸附，低压解吸的原理来分离混合气体。根据解吸方式的不同可分为冲洗变压吸附、抽真空变压吸附、变温变压吸附、冲洗抽真空变压吸附、冲洗抽真空变温变压吸附、变温冲洗变压吸附等。变压吸附工艺中的每个吸附塔在一个循环周期内都要经历吸附(→)、降压(↓)、升压(↑)、终升
几个状态，还要包括下列状态之一：冲洗
抽真空
变温(t)等，其中降压是指均压降和逆向降压。
变压吸附方法分离或提纯混合气体的工艺过程为：带有一定压力的经除水、除尘处理后的混合气体进入吸附塔，吸附塔内装填的吸附剂选择性的吸附混合气中一种或多种气体组份，未被吸附的气体组份流出吸附塔。吸附剂吸附的气体量达到一定值后，自动进行吸附剂的再生，再生主要是靠降压和冲洗等来实现的。为了回收有用的组份，吸附状态完成的吸附塔与其他吸附塔之间进行均压，均压的次数越多回收的有用组份越多。
图1、图2列出了现有的未加其他均压辅助设备的四塔变压吸附装置四个吸附塔的状态对照，所列的程序能够保证始终有一个或两个吸附塔处于吸附状态，但在减少或增加同时处于吸附状态的吸附塔数时，均压次数也随着相应的增加或减少，二者不能同时保证。
图3、4、5分别列出了现有的五塔、六塔、八塔变压吸附程序。同样在减少或增加同时处于吸附状态的吸附塔数时，均压次数也随着相应的增加或减少，二者不能同时保证。
国内外相关的专利中所作的旨在解决吸附塔利用率与增加均压次数之间的矛盾的发明，或采用增加辅助均压设备或局限在单一方法，如真空变压吸附，或局限于均压次数，或局限于吸附塔数等。
(三)、发明内容
为了克服现有技术的缺点，本发明提供一种实用的变压吸附方法，它可以在不增加其它辅助均压设备和不减少均压次数的前提下，使吸附塔利用率达到最大，并且在所有变压吸附方法中都能应用。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种实用的变压吸附方法，其变压吸附工艺中的每个吸附塔在一个循环周期内都要经历吸附、降压、升压、终升几个状态，还要包括下列状态之一：冲洗、抽真空、变温等，其特征在于：它包含M个吸附塔，其中M为2-20个，有N个吸附塔处于吸附态，N为1-19个，吸附态终了的吸附塔与将处于吸附态的吸附塔进行气体平衡，降压状态的吸附塔与升压状态的吸附塔之间进行气体平衡，每个吸附塔在一个循环周期内进行气体平衡的次数为2(M-N)，其中气体均衡升压为M-N次，气体均衡降压为M-N次，以此或提高了吸附塔的利用率，或增加吸附塔之间气体平衡次数，提高回收率。
所述的N最大值可为M-1个，M为2-20个，N的最小值为1个。
所述的M个吸附塔之间进行气体均衡的次数最大可为M-1次，最小可为1次。
本发明与现有技术相比具有下列优点：1.在不增加其他辅助均压设备及减少均压次数的前提下，使吸附塔的利用率达到最大。2.现有的未利用其他辅助均压设备的变压吸附装置利用本方法进行程序编排，可在不减少均压次数的前提下，延长吸附时间，提高有用气体的回收率。3.在N值大于等于5时，同时进行多组均压步骤，从而减少预吸附时间(一个周期中，一个吸附塔除处于吸附状态的时间以外的其他时间)，相应增加处于吸附状态的时间，提高吸附塔的利用率，增加有用气体的回收率。4.本方法适用于所有现有的不变压吸附方法。5.同时处于吸附态的吸附塔数越多，本方法的优点越大。
(四)、附图说明
图1为现有技术四塔二吸一均冲洗工艺流程表；
图2为现有技术四塔一吸一均冲洗工艺流程表；
图3为现有技术五塔二吸二均抽真空冲洗工艺流程表；
图4为现有技术六塔二吸三均冲洗工艺流程表；
图5为现有技术八塔四吸三均冲洗工艺流程表；
图6为本发明四塔一～二吸二均冲洗工艺流程表；
图7为本发明五塔一～二吸三均抽真空冲洗工艺流程表；
图8为本发明五塔二～三吸二均冲洗工艺流程表；
图9为本发明六塔三～四吸三均冲洗工艺流程表；
图10为本发明八塔二～三吸四均冲洗工艺流程表；
图11为本发明八塔二～三吸五均抽真空冲洗工艺流程表；
图12为本发明八塔四～五吸三均冲洗工艺流程表。
(五)、具体实施方式
一种实用的变压吸附方法，其变压吸附工艺中的每个吸附塔在一个循环周期内都要经历吸附(→)、降压(↓)、升压(↑)、终升
几个状态，还要包括下列状态之一：冲洗
抽真空
变温(t)等。本发明包含M个吸附塔，有N个吸附塔处于吸附态，吸附态终了的吸附塔与将处于吸附态的吸附塔进行气体平衡，降压状态的吸附塔与升压状态的吸附塔之间进行气体平衡，每个吸附塔在一个循环周期内进行气体平衡的次数为2(M-N)，其中气体均衡升压为M-N次，气体均衡降压为M-N次，以此或提高了吸附塔的利用率，或增加吸附塔之间气体平衡次数，提高回收率。所述的N最大值可为M-1个，N的最小值为1个。所述的吸附塔之间进行气体均衡的次数最大可为M-1次，最小可为1次。下面分别就4、5、6、7、8个吸附塔的工艺流程作详细说明：
如图6所示为四塔一～二吸二均一个周期内的工艺流程，它有四个吸附塔，同时有一～二个处于吸附状态，二次均压，冲洗。
如图7所示为五塔一～二吸三均一个周期内的工艺流程，它有五个吸附塔，同时有一～二个处于吸附状态，三次均压，抽真空、冲洗。
如图8所示为五塔二～三吸二均一个周期内的工艺流程，它有五个吸附塔，同时有二～三个处于吸附状态，二次均压，冲洗。
如图9所示为六塔二～三吸三均一个周期内的工艺流程，它有六个吸附塔，同时有二～三个处于吸附状态，三次均压，冲洗。
如图10所示为八塔三～四吸四均一个周期内的工艺流程，它有八个吸附塔，同时有三～四个处于吸附状态，四次均压，冲洗。
如图11所示为八塔二～三吸五均一个周期内的工艺流程，它有八个吸附塔，同时有二～三个处于吸附状态，五次均压，抽真空、冲洗。
如图12所示为六塔四～五吸三均一个周期内的工艺流程，它有八个吸附塔，同时有四～五个处于吸附状态，三次均压，冲洗。
所述的图6～12横向都为时间轴，纵向都为吸附塔数轴。图表中→表示吸附状态，↓表示降压状态，↑表示生压状态，
表示终升状态，
表示冲洗状态，
表示抽真空状态，1↓表示一次降压状态，1↑表示一次生压状态，2↓表示二次降压状态，2↑表示二次生压状态，3↓表示三次降压状态，3↑表示三次生压状态，4↓表示四次降压状态，四↑表示四次生压状态，5↓表示五次降压状态，5↑表示五次生压状态。
Claims (8)
1、一种实用的变压吸附方法，其变压吸附工艺中的每个吸附塔在一个循环周期内都要经历吸附、降压、升压、终升几个状态，还要包括下列状态之一：冲洗、抽真空、变温，其特征在于：它包含M个吸附塔，其中M为：四、五、六和八个，有N个吸附塔处于吸附态，N为：M减1个，吸附态终了的吸附塔与将处于吸附态的吸附塔进行气体平衡，降压状态的吸附塔与升压状态的吸附塔之间进行气体平衡，每个吸附塔在一个循环周期内进行气体平衡的次数为2(M-N)，其中气体均衡升压为M-N次，气体均衡降压为M-N次。
2、根据权利要求1所述的吸附方法，其特征在于：它为四个吸附塔，同时有一～二个处于吸附状态，二次均压，冲洗。
3、根据权利要求1所述的吸附方法，其特征在于：它有五个吸附塔，同时有一～二个处于吸附状态，三次均压，抽真空、冲洗。
4、根据权利要求1所述的吸附方法，其特征在于：它有五个吸附塔，同时有二～三个处于吸附状态，二次均压，冲洗。
5、根据权利要求1所述的吸附方法，其特征在于：它有六个吸附塔，同时有二～三个处于吸附状态，三次均压，冲洗。
6、根据权利要求1所述的吸附方法，其特征在于：它有八个吸附塔，同时有三～四个处于吸附状态，四次均压，冲洗。
7、根据权利要求1所述的吸附方法，其特征在于：它有八个吸附塔，同时有二～三个处于吸附状态，五次均压，抽真空、冲洗。
8、根据权利要求1所述的吸附方法，其特征在于：它有八个吸附塔，同时有四～五个处于吸附状态，三次均压，冲洗。
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