CN202061522U - 小型转化制氢设备中psa部分的解吸气混合罐 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种小型转化制氢设备中PSA部分的解吸气混合罐，具体地，是在解吸气混合罐的出口管道上开取200～300个小孔，使其均匀分布在4～6米的管道上，取得解吸气均匀、分散地进入转化炉的效果。本实用新型技术方案通过在解吸气混合罐上合理位置和数量的开口，有效解决了变压吸附解吸气步序中因为压力、流量、组分、热值的波动给转化炉带来的操作困难。

Description

小型转化制氢设备中PSA部分的解吸气混合罐

技术领域

本实用新型涉及变压吸附装置，尤其是一种改进的解吸气混合罐。

背景技术

变压吸附(Pressure Swing Adsorption)气体分离与提纯技术成为大型化工工业的一种生产工艺和独立的单元操作过程，是在本世纪六十年代迅速发展起来的。这一方面是由于随着世界能源的短缺，各国和各行业越来越重视低品位资源的开发与利用，以及各国对环境污染的治理要求也越来越高，使得吸附分离技术在钢铁工业、气体工业、电子工业、石油和化工工业中日益受到重视；另一方面，六十年代以来，吸附剂也有了重大发展，如性能优良的分子筛吸附剂的研制成功，活性炭、活性氧化铝和硅胶吸附剂性能的不断改进，以及ZSM特种吸附剂和活性炭纤维的发明，都为连续操作的大型吸附分离工艺奠定了技术基础。

由于变压吸附(PSA)气体分离技术是依靠压力的变化来实现吸附与再生的，因而再生速度快、能耗低，属节能型气体分离技术。并且，该工艺过程简单、操作稳定、对于含多种杂质的混合气可将杂质一次脱除得到高纯度产品。因而近三十年来发展非常迅速，已广泛应用于含氢气体中氢气的提纯，混合气体中一氧化碳、二氧化碳、氧气、氮气、氩气和烃类的制取、各种气体的无热干燥等。而其中变压吸附制取纯氢技术的发展尤其令人瞩目。

变压吸附原理是利用相同压力下不同气体组份在吸附剂上的吸附能力不同和不同压力下同一气体组份在吸附剂上的吸附容量有差异的特性，来实现对混合气中某一组份的分离提纯。变换气中氢是吸附能力最弱的组份，吸附压力下变换气中的其它强吸附组份被吸附在固体相吸附剂中，在吸附塔出口端获得弱吸附组份产品氢气。通过降压、逆放和冲洗方式使强吸附组份从吸附剂上脱附出来，吸附剂得到再生，用于下一个吸附分离过程。

工业吸附分离流程的主要工序有：吸附工序——在常温、高压下原料气进入吸附床，吸附剂将杂质吸附，获得产品氢气；减压工序——通过一次或多次的均压降压过程，将床层死空间氢气回收；顺放工序——通过顺向减压过程获得吸附剂再生的冲洗气源，即用于对其他塔进行吹扫；逆放工序——逆着吸附方向减压使吸附剂获得部分再生；冲洗（抽真空）工序——用产品氢冲洗(或抽真空)降低杂质分压，使吸附剂完成最终的再生；升压工序——通过一次或多次的均压升压和产品气升压过程使吸附塔压力升至吸附压力，为下一次吸附作好准备。

在前述工序中产生的解吸气往往没有回收利用，而是排放掉，该资源被排空放弃造成浪费，而且不利于环境保护。因此，有些专利申请人考虑回收利用解吸气。例如，中国专利（专利号：200820000610.1）公开了一种变压吸附制氮的富氧解吸气回收装置，是由吸附塔解吸出口管路连接至集气罐，集气罐出口管路连接真空泵，真空泵出口连接缓冲罐，缓冲罐上出口连接风机并送至锅炉，缓冲罐的下出口连接了集液罐。回收的工业废气用于助燃，使燃烧充分、废气排放达国家标准，去掉企业的治污负担，同时减少有害物质的生成。

但是，在轻烃蒸汽转化制氢的装置中，变压吸附的解吸气一般送至转化炉作燃料气。由于解吸气的压力、流量、组分、热值一直波动，因此对于转化炉的操作非常困难。

如何设计不增加额外成本且能回收利用解吸气并有利于下一道工序操作的解吸气混合罐成为本领域技术人员研究的课题。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种改进的小型转化制氢设备中PSA部分的解吸气混合罐，具体内容如下：

一种小型转化制氢设备中PSA部分的解吸气混合罐，在所述解吸气混合罐的出口管道上开有均匀分布的200～300个小孔。

所述入口管道为4～6米。

如上述介绍的工业吸附分离流程，变压吸附塔在完成顺放过程后，逆着吸附方向将塔内压力降至0.05MPa左右，此时被吸附的杂质开始从吸附剂中解吸出来。逆放解吸气经程控阀门及调节阀放入逆放缓冲罐，逆放后期，压力小于0.05MPa的少量逆放气再经压力调节阀调节到后进入解吸气混合罐。然后，通过本申请改进的解吸气混合罐的出口管道回收解吸气，进入转化炉进行下一道工序的操作。

本实用新型的优点如下：通过改进解吸气混合冲罐的构造，解吸气的流量、热值波动范围可以控制在8%的范围以内，有利于下一步工序中转化炉的操作。

附图说明

图1是实施例的解吸气混合罐的结构示意图。

符号说明

1、逆放气入口；2、冲洗气入口；3、混合解吸气出口；4、人孔；5、排污口；6、放空；7、均布孔的出口管道。

具体实施方式

下面，用实施例来进一步说明本实用新型，但本实用新型的保护范围并不仅限于实施例。对本领域的技术人员在不背离本实用新型的精神和保护范围的情况下做出的其它的变化和修改，仍包括在本实用新型保护范围之内。

实施例   1

请参考图1，省略变压吸附塔的全貌，提取其中的解吸气混合罐，吸附分离工序结束后得到产品，废料从排污口5排出。气体从逆放气入口1进入，逆着吸附方向减压使吸附剂获得部分再生，然后进入冲洗气入口2进行冲洗（抽真空）工序，使吸附剂完成最终的再生，最后从混合解吸气出口3出来进入均布孔的出口管道7。

由于在解吸气混合罐的出口管道7上均布有直径35mm的孔250个（200～300个小孔均可），因此当混合解吸气从均布孔的出口管道7出来后解吸气的压力、流量、组分以及热值波动范围可以控制在8%的范围以内，有利于下一步工序中转化炉的操作。开孔为均匀分布。

一般情况下，均布孔的管道出口7长度为6000mm。

Claims (2)

1.一种小型转化制氢设备中PSA部分的解吸气混合罐，其特征在于，在所述解吸气混合罐的出口管道上开有均匀分布的200～300个小孔。

2.根据权利要求所述的解吸气混合罐，其特征在于，所述出口管道为4～6米。

Images