CN201394410Y - 快速升高吸附塔压力的变压吸附装置 - Google Patents

快速升高吸附塔压力的变压吸附装置 Download PDF

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Abstract

本实用新型涉及一种快速升高吸附塔压力的变压吸附装置，由原料气稳压罐、吸附塔A、吸附塔B、产品气稳压罐、消音器、流量控制器六部分组成。原料气稳压罐和流量控制器串联或并联于吸附系统中，吸附塔一个处于吸附状态时，负责原料气杂质的吸附，则另一个吸附塔处于再生状态中，负责吸附剂的解吸附，产品气稳压罐负责产品气的收集。本实用新型是一种快速升高吸附塔压力的变压吸附装置。是针对变压吸附系统中的技术现状，增加流量控制器部分，改进传统工艺，缩短变压吸附塔的升压时间，快速提高吸附塔的工作压力，提高变压吸附设备的产品气质量，相同技术参数下，可以减少吸附塔吸附剂的装料量，明显提高吸附设备的产品气质量。可以广泛应用于现有的变压吸附制气设备中，包括变压吸附制氢、变压吸附制氮、变压吸附制氧、变压吸附制二氧化碳，尾气处理、工业气体循环利用等变压吸附设备中，不仅节约了能源，而且提高了产品气的质量。

Description

快速升高吸附塔压力的变压吸附装置
技术领域
本实用新型涉及一种快速升高吸附塔压力的变压吸附装置，属于制气、气体纯化、尾气处理、工业气体循环利用等领域。可以广泛应用于制气、气体纯化、尾气处理、工业气体循环利用等领域，不仅可以快速升高吸附塔中压力，缩短变压吸附塔中升高压力的时间，而且可以有利于吸附剂的再生，节约能源。
背景技术
变压吸附技术是以特定的吸附剂(多孔固体物质)内部表面对气体分子的物理吸附为基础，利用吸附剂在相同压力下易吸附高沸点组分。不易吸附低沸点组分和高压下吸附量增加，减压下吸附量减少的特性，将原料气在压力下通过吸附床层，相对高沸点杂质组分被选择性吸附，低沸点的气体不易吸附而通过吸附床层，成为产品气体，脱除杂质组分，然后在减压下解吸被吸附的杂质组分，使吸附剂获得再生，以能再次进行吸附分离杂质。
在变压吸附系统中，原料气稳压罐串联在变压吸附系统中，一次均压结束后，在吸附塔升压的前半个工作周期中，原料气稳压罐可以快速升高吸附塔的压力，但在吸附塔升压的后半个工作周期中，要明显影响吸附塔工作压力的上升，因为要先把原料气稳压罐的压力升高，吸附塔的压力才能升高。这样造成吸附塔压力升高时间延长。产品气的纯度和流量受到影响。
基于变压吸附系统所遇到的各种问题，本实用新型正好在后半个周期内对吸附系统进行改进，通过阀门，仪表控制，在吸附塔一次均压后，原料气稳压罐和吸附塔压力平衡后，快速关闭稳压罐的相关阀门，首先升高吸附塔的压力，等到吸附塔的压力升到工作压力后，在打开原料气的相关阀门，可以缩短后半个周期内的升压时间，所用的时间比用原来的工艺减少50％，同时可以提高成品气的纯度。在工业中，有变压吸附制氢、变压吸附制氮、变压吸附制氧、变压吸附制二氧化碳，尾气处理、工业气体循环利用等变压吸附设备，如果能大力推广，可以节约社会能源，提高吸附设备的产品气的质量，减少吸附塔吸附剂的装料量或原料气的消耗量。是十分有前景优势的推广新技术和装置。
实用新型内容
针对在变压吸附系统中的技术现状，增加流量控制器部分，将流量控制器与原料气稳压罐与吸附塔相连接，改进传统工艺，可以使原料气稳压罐迅速从系统中被隔离出来，然后单独升高吸附塔中压力，这样可以缩短变压吸附塔的升压时间，快速提高吸附塔的工作压力，同时可以提高变压吸附设备的产品气质量，相同技术参数下，可以减少吸附塔吸附剂的装料量。
本实用新型提供了一种快速升高吸附塔压力的变压吸附装置，由原料气稳压罐、吸附塔A、吸附塔B、产品气稳压罐、消音器、流量控制器六部分组成。原料气稳压罐和流量控制器串联或并联在吸附装置中，吸附塔A或B可以一起使用，一个处于吸附状态时，另一个处于解吸附状态中。
进一步，所述原料气稳压罐通过流量控制器与吸附塔相串联或并联，通过流量控制器的关闭，使原料气稳压罐从整个系统中被隔离，在升压的后半个周期中，可以单独来升高吸附塔中的压力，这样缩短了变压吸附塔中的升压时间，不仅提高了产品气的纯度，同时减少了吸附塔中吸附剂的充填量。
进一步，所述吸附塔A或B一个处于吸附状态时，负责原料气杂质的吸附，则另一个吸附塔处于解吸附状态中，负责吸附剂的解吸附，因为吸附设备是利用吸附剂在相同工作压力下易吸附高沸点组分，不易吸附低沸点组分，和高压下吸附量增加，低压下吸附量减少的特性，来循环利用吸附塔A和B，以利于生产的连续进行。
进一步，所述产品气稳压罐主要负责产品气的收集。
进一步，所述消音器通过阀门与吸附塔相连，起到消音的效果。
进一步，所述流量控制器与原料气稳压罐相连接，可以以多种方式串联或并联到整个系统中，流量控制器的数量根据具体适用的系统配置来调整。
附图说明
图1为本实用新型快速升高吸附塔压力的变压吸附装置的流程图1；
图2为本实用新型快速升高吸附塔压力的变压吸附装置的流程图2；
图3为本实用新型快速升高吸附塔压力的变压吸附装置的流程图3；
图4为本实用新型快速升高吸附塔压力的变压吸附装置的流程图4。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围，凡用流量控制器或阀门与原料气稳压罐相串联或并联，以此来改变原料气的流动方向，从而达到缩短升压时间的改进，皆应落在本专利保护范围之内，
以下分四种实施例对本实用新型快速升高吸附塔压力的变压吸附装置进行详细描述：
实施例一：请参阅图1，(1)为原料气稳压罐，(2)为吸附塔A，(3)为吸附塔B，(4)为产品气稳压罐，(5)为消音器，(7)(8)(9)为三个流量控制器，分别串联在原料气稳压罐周围。
工业中所使用的变压吸附设备，吸附塔的基本工艺是：一次均压，升压，工作，二次均压，降压再生等，工业使用中，是由两个以上的吸附塔组成变压吸附设备。一个吸附塔工作，另一个吸附塔再生，能连续的生产工业气体。各个塔的工作由工艺控制器控制，保证变压吸附设备能连续的生产。
在一次升压过程中，原料气从(6)中流入系统中，在假设原料气足够充足的情况下，(7)(8)都处于开放中，这样可以升高原料气稳压罐中的压力，吸附塔一次均压，空气稳压罐和工作的吸附塔均压后，迅速关闭(7)(8)，这样原料气稳压罐就与吸附塔相隔离，然后首先升高吸附塔(2)或(3)中的压力，(10)为复合工艺阀门，此时(2)(3)中是相通的，由于在前半个周期中吸附塔中的压力已经高于一次均压的压力，这样后半个周期的升压时间就明显缩短，当(2)或(3)中达到工作压力开始吸附工作后，开通(7)(8)，原料气可以通过(7)(8)在控制下进入稳压罐的压力，迅速进入到吸附塔(2)或(3)中，因为吸附设备是利用吸附剂在相同工作压力下易吸附高沸点组分，不易吸附低沸点组分，和高压下吸附量增加，低压下吸附量减少的特性，缩短吸附塔的升压时间，明显提高吸附设备的产品气质量，因为新工艺的改进，吸附塔升压所用的时间，比原来的工艺减少近50％，然后气体在(2)中被纯化，原料气在压力下通过吸附床层，相对高沸点杂质组分被选择性吸附，低沸点的气体不易吸附而通过吸附床层，脱除杂质组分，成为产品气体，相关阀门进入(4)而成为成品气，同时，当吸附塔(2)处于吸附状态时，(3)则处于解吸附状态，在减压下解吸被吸附的杂质组分，使吸附剂获得再生，以能再次进行吸附分离杂质，通过控制相关阀门，可以交换(2)(3)中吸附与解吸附的位置，交替进行，可以满足生产的连续进行。同时吸附设备与消音器(5)相连接，起到消音的作用。
实施例二，请参阅图2，原料气从(6)中接入系统中，在前半个周期中(71)(81)处于开放中，可以通过(21)读出相关压力，吸附塔一次均压后，空气稳压罐和工作的吸附塔均压后，迅速关闭(71)(81)，这样就把原料气稳压罐从系统中隔离出来，而后，可以首先升高吸附塔中的压力，吸附塔的压力达到工作压力的时间明显缩短，吸附塔达到工作压力开始吸附工作后，可以打开(71)(81)，让原料气在控制下进入空气稳压罐中，完成此后的吸附过程，伴随着同时(2)或(3)处于解吸附状态中，可以通过降压来完成后续的解吸附过程，使生产处于连续状态中。
实施例三，请参阅图3，原料气从(6)中将接入系统中，在前半个周期中(72)处于开放中，可以通过(21)读出相关压力，吸附塔一次均压后，空气稳压罐和工作的吸附塔均压后，迅速关闭(72)，这样就把原料气稳压罐从系统中隔离出来，而后，可以首先升高吸附塔中的压力，吸附塔的压力从均压到工作压力的时间明显较短，吸附塔达到工作压力开始吸附工作后，可以打开(72)，让原料气在控制下进入空气稳压罐中，完成此后的吸附过程，伴随着同时(2)或者(3)处于解吸附状态中，可以通过降压来完成后续的解吸附过程，使生产处于连续状态中。
实施例四，请参阅图4，原料气从(6)中将接入系统中，在前半个周期中(73)处于开放中，可以通过(21)读出相关压力，吸附塔一次均压后，空气稳压罐和工作的吸附塔均压后，迅速关闭(73)，这样就把原料气稳压罐从系统中隔离出来，而后，可以首先升高吸附塔中的压力，吸附塔的压力从均压到工作压力的时间明显较短，吸附塔达到工作压力开始吸附工作后，，可以打开(73)，让原料气在控制下进入空气稳压罐中，完成此后的吸附过程，伴随着同时(2)或者(3)处于解吸附状态中，可以通过降压来完成后续的解吸附过程，使生产处于连续状态中。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种快速升高吸附塔压力的变压吸附装置，其特征在于，该一种快速升高吸附塔压力的变压吸附装置由原料气稳压罐、吸附塔A、吸附塔B、产品气稳压罐、消音器、流量控制器六部分组成，原料气稳压罐通过流量控制器串联或并联于吸附装置中。
2.根据权利要求1所述的快速升高吸附塔压力的变压吸附装置，其特征在于，所述流量控制器串联在原料气稳压罐的周围。
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CN107434242A (zh) * 2017-07-13 2017-12-05 大连中鼎化学有限公司 从煤制气中提纯氢气制备高纯及超高纯氢气的工艺方法

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