CN202185250U

CN202185250U - 一种空分设备纯化系统

Info

Publication number: CN202185250U
Application number: CN2011202592960U
Authority: CN
Inventors: 刘冶予; 俞建; 陈熙静
Original assignee: SHANGHAI QIYUAN AIR SEPARATION TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co Ltd
Current assignee: SHANGHAI QIYUAN AIR SEPARATION TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co Ltd
Priority date: 2011-07-21
Filing date: 2011-07-21
Publication date: 2012-04-11
Anticipated expiration: 2021-07-21

Abstract

本实用新型提供了一种空分设备纯化系统系统，包括，电加热器和两个结构相同的吸附器；所述的吸附器设有与原料管道相接的吸附气体进口，以及与外部的分馏塔相连接的吸附气体出口；所述电加热器设有与外部的富氧气管道连接的气体进口，而其气体出口连通所述吸附器的吸附气体出口；而所述吸附器的吸附气体进口还与再生气体放空管道连接。本实用新型空分设备纯化系统系统中，两只吸附器轮流工作，一只从空气中吸附水分与二氧化碳，另一只用加热再生气将吸附在分子筛中的水分与二氧化碳清除出去，随后再用冷再生气将分子筛吹冷使其恢复工作能力。

Description

一种空分设备纯化系统

技术领域

本实用新型涉及一种空气分离装置部件，尤其涉及一种应用于空气分离工艺中的空分设备纯化系统。

背景技术

在空气分离工艺（简称，空分工艺）发展过程中，随着科技的发展，人们对于空分工艺提取的气体纯度要求越来越高。如在浮法玻璃行业所使用的高纯氮气压力为0.2~0.5MPa，而氮气纯度更是需要达到99.999%（O₂浓度≤3ppm）。现代空分工艺中，利用空气各组分的物理性质（如沸点）差异，采用精馏塔精馏工艺分离各组分，并得到高纯度空气产品。为了提高空分工艺中精馏塔精馏效率，以及降低空分工艺的技术成本。在空分工艺中，在气体进入分馏塔之前，先通入空分设备纯化系统。

空分设备纯化系统，是一种清除空气中水分及二氧化碳等杂质的装置，现有的空分设备纯化系统多采用13X分子筛和氧化铝作为吸附剂，根据吸附剂对杂质的选择性吸附作用脱除空气中的水蒸气二氧化碳以及其他杂质，从而防止残留在进塔空气中的水分和二氧化碳冻结在换热器及精馏塔内，影响设备的正常运转。

在实际应用过程中，吸附剂在吸附空气中的水分和二氧化碳以及其他杂质一段时间后，会出现饱和状况，直接降低吸附剂的吸附活性，并直接影响空分设备纯化系统的效用，减小空分工艺的工作效率，以及降低最终产品的质量。

实用新型内容

本实用新型提供了一种空分设备纯化系统，其克服上述现有空分设备纯化系统中缺陷，在使用过程中，有效保持吸附剂的吸附效果，从而提高空分设备纯化系统的工作效率。

本实用新型空分设备纯化系统通过以下技术方案实现其目的：

一种空分设备空分设备纯化系统，其中：包括一个电加热器和两个结构相同的吸附器；所述的吸附器设有与原料管道相接的吸附气体进口，以及与外部的分馏塔相连接的吸附气体出口；

所述电加热器设有与外部的富氧气管道连接的气体进口，而其气体出口连通所述吸附器的吸附气体出口；而所述吸附器的吸附气体进口还与再生气体放空管道连接；其中，所述空分设备空分设备纯化系统的各根连接管道组成的管道连接系统位于所述两个吸附器中心轴所在平面的一侧。

上述的空分设备空分设备纯化系统，其中：所述电加热器位于所述两个吸附器之间；且所述电加热器位于所述两个吸附器中心轴所在平面，与所述管道系统位置的相对的另一侧。

上述的空分设备空分设备纯化系统，其中：所述吸附器的吸附气体出口位于所述吸附器上端，其气体进口位于所述吸附器下端。

上述的空分设备空分设备纯化系统，其中：所述管道连接系统还包括四根管道，一号管道、二号管道、三号管道和四号管道；

其中，所述的一号管道两端分别与所述两个吸附器的吸附气体进口相连；且所述一号管道上设有原料气体进口，所述原料气体进口与原料管道连接；

所述的二号管道两端分别与所述两个吸附器的吸附气体出口相连；且所述二号管道上设有饱和气体出口，所述饱和气体出口与外部的分馏塔连接；

所述的三号管道两端分别与所述两个吸附器的吸附气体出口相连，且所述二号管道上设有再生气体进口，所述再生气体进口与所述电加热器的气体出口相连接；

所述的四号管道两端分别与所述两个吸附器的吸附气体进口相连，且所述四号管道上设有再生气体放空口，所述再生气体放空口与所述放空管道连接。

上述的空分设备空分设备纯化系统，其中：在所述一号管道的原料气体进口、二号管道的饱和气体出口、三号管道的再生气体进口和四号管道的再生气体放空口两侧均各设有一个用于控制管道畅通或闭塞的气动阀门。

上述的空分设备空分设备纯化系统，其中：一号管道、二号管道、三号管道和四号管道皆位于所述两个吸附器之间。

上述的空分设备空分设备纯化系统，其中：所述一号管道位于所述二号管道的下方；所述三号管道位于所述四号管道上方，且所述三号管道位于二号管道靠近所述电加热器一侧。

上述的空分设备空分设备纯化系统，其中：所述一号管道上的两个所述气动阀门与所述二号管道上的两个所述气动阀门呈纵向错开分布；所述三号管道上的两个所述气动阀门与所述四号管道上的两个所述气动阀门呈纵向错开分布。

采用本实用新型空分设备纯化系统的优点在于：

1．本实用新型空分设备纯化系统的电加热器可向所述的吸附器中通入高温富氧气体，从而带走吸附器的吸附剂的水分等杂质，恢复吸附剂的吸附活性，提高吸附器的工作效率。

2. 本实用新型空分设备纯化系统的电加热器的连接管道设计布置简单，结构紧凑，大大减小了管道中的气体流程，以及管道使用量，从而提高空分设备纯化系统的工作效率同时，减小空分设备纯化系统的占地面积，以及制造成本。

3. 本实用新型空分设备纯化系统的电加热器上下排管道的各个气动阀门呈纵向错开设计，使用时，避免上排阀门结露后滴到下排阀门电磁阀上，从而更好地保护阀门，提高空分设备纯化系统的使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型空分设备纯化系统结构主视图；

图2为本实用新型空分设备纯化系统结构俯视图。

具体实施方式

如图1和图2所示的一种空分设备纯化系统，包括一个电加热器3和两个结构相同的吸附器，第一吸附器1和第二吸附器2；任意一个所述吸附器1或2的底部均设有吸附气体进口，所述第一吸附器1下端设有吸附气体进口12，所述第二吸附器2下端设有吸附气体进口22，所述两个吸附气体进口12和22通过管道与外部的与原料管道相连接，用于向所述的两个吸附器1和2中通入原料空气；所述的两个吸附器1和2的上端还分别设有吸附气体出口11和21，所述两个吸附气体出口11和21通过管道与外部的分馏塔相连接，将纯化后的空气通入分馏塔中精馏。

如图2所示，所述电加热器3设有与外部的富氧气管道连接的气体进口13，用于通入富氧气体，并加热。所述电加热器3的气体出口14连通两个所述吸附器1和2的吸附气体出口11和21，而所述吸附器1和2的两个吸附气体进口12和22还与再生气体放空管道连接。工作使用时，通过所述电加热器3后升温的富氧气体由两个所述吸附器1和2的顶部通入，从而带走吸附器中吸附剂中的水分以及其气体杂质，恢复吸附剂的活性，再由所述的吸附气体进口12和22放出。

所述电加热器3位于所述两个吸附器，第一吸附器1和第二吸附器2之间，且所述电加热器3与所述空分设备纯化系统的各根连接管道组成的管道连接系统分别位于所述两个吸附器1和2的中心轴所在平面的两侧，这样有效减少了空分设备纯化系统的占地面积，使得空分设备纯化系统的使用范围更广，更具灵活性。

所述管道连接系统包括四根管道，一号管道8、二号管道7、三号管道9和四号管道（图1中位于所述一号管道8后面，被所述一号管道8挡住未显示；图2中所述四号管道位于所述三号管道9后面，只显露部分，而后面所述的气动阀门16、17均安装在所述四号管道上，后面有进一步描述）。

其中，所述的一号管道8两端分别与所述两个吸附器1和2的吸附气体进口12和22相连；且所述一号管道上设有原料气体进口6，所述原料气体进口6与外部的原料管道连接；而所述的二号管道7位于所述一号管道8的上方，其两端分别与所述两个吸附器1和2的吸附气体出口11和21相连，且所述二号管道8上设有饱和气体出口5，所述饱和气体出口5与外部的分馏塔连接，用于将纯化后的空气通入分馏塔中精馏，从而提取所需的高纯度气体产品。

所述的三号管道9两端分别与所述两个吸附器1和2的吸附气体出口11和21相连，且所述三号管道上设有再生气体进口15相连，所述再生气体进口15与所述电加热器3的气体出口14相连接，将升温后的富氧气体作为再生气体通入所述的两个吸附器1和2中，用于恢复所述两个吸附器1和2中的吸附剂的活性。

所述的四号管道两端分别与所述两个吸附器1和2的吸附气体进口12和22相连，且所述四号管道上设有再生气体放空口10，所述再生气体放空口10与所述放空管道连接，用于放出经过所述两个吸附器1和2，且携带有水蒸气以及气体杂质的富氧气体。图1中，四号管道位于所述一号管道8后面，被所述一号管道8挡住未显示；图2中所述四号管道位于所述三号管道9后面。如图1和图2所示，一号管道8、二号管道7、三号管道9和四号管道皆位于所述两个吸附器第一吸附器1和第二吸附器2之间。且所述一号管道8位于所述二号管道7的下方；所述三号管道9位于所述四号管道上方，且所述三号管道9位于二号管道7靠近所述电加热器3一侧。这样，四号管道位于所述一号管道8的靠近所述电加热器3一侧。（图中，四号管道8并未完全显示）

如图，在所述一号管道8的原料气体进口6、二号管道7的饱和气体出口5、三号管道9的再生气体进口15和四号管道的再生气体放空口10两侧均各设有一个用于控制管道畅通或闭塞的气动阀门，图中，一号管道8的原料气体进口6两侧各设有一个气体蝶阀81和82；所述二号管道7的饱和气体出口5的两侧也各设有一个气体蝶阀71和72；所述三号管道9的再生气体进口15的两侧各设有一个气体蝶阀91和92；所述四号管道的再生气体放空口10的两侧也各设有一个气体蝶阀16和17。其中，气体蝶阀16、71、81、91靠近所述吸附器1一侧，而所述气体蝶阀17、72、82、92靠近所述吸附器2一侧。这些蝶阀用于控制气体的流向。

如图所示，使用时：

（1）气体吸附：当向所述空分设备纯化系统中通入空气，作为待吸附气体时，打开气动蝶阀72和82，关闭气动蝶阀81、71、91、92和16、17则气体由所述一号管道8的原料气体进口6进入所述一号管道8，并由所述吸附器2的吸附气体进口22进入所述吸附器2中，经过吸附后，纯净的饱和气体由所述的吸附器2的吸附器出口21由所述二号管道7引导，并经所述二号管道7上的饱和气体出口5进入分馏塔精馏，从而提纯纯净的目的气体。

（2）吸附剂活性恢复：打开气动蝶阀91、16，经外部的富氧气体管道向所述电加热器3中通入富氧气体，并经所述电加热器3加热，将加热后的富氧气体作为再生气体由所述再生气体进口15，经三号管道9，由所述吸附器1的吸附气体出口11，进入所述吸附器1中，带走吸附器1中的吸附剂所吸附的水蒸气、二氧化碳以及其他杂质，恢复吸附剂的活性，之后携带有水蒸气的富氧气体经所述吸附器1的吸附气体进口12，通过所述四号管道，由再生气体放空口10进入放空气体管道，放空。

工作时，在经过上述操作一段时间后，将所述的两只吸附器切换使用，即：吸附器1进行气体吸附工艺，而吸附器2通入再生气体进行吸附剂活性恢复工艺，在经过一段时间后，所述的两个吸附器再次切换使用。这样所述两个吸附器不断切换使用，从而确保两个所述吸附器1和2中的吸附剂的吸附活性，提高本实用新型空分设备纯化系统的工作效率。

所述一号管道8上的两个所述气动蝶阀81和82与所述二号管道7上的两个所述气动蝶阀71和72呈纵向错开分布；所述三号管道上9的两个所述气动蝶阀91和92与所述四号管道上的两个所述气动蝶阀16和17呈纵向错开分布，这样的设计，可在使用时，避免上气动阀门结露后滴到下排气动阀门的电磁阀上而烧坏电磁阀，从而更好地保护阀门，提高空分设备纯化系统的使用寿命。

本实用新型空分设备纯化系统通过设置两只吸附器及再生电加热器，两只吸附器轮流工作，一只从空气中吸附水分与二氧化碳，另一只用加热再生气将吸附在分子筛中的水分与二氧化碳清除出去，随后可再用冷再生气将分子筛吹冷使其恢复工作能力。这样可以大大提高空气净化的效率。

以上对本实用新型的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本实用新型并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本实用新型进行的等同修改和替代也都在本实用新型的范畴之中。因此，在不脱离本实用新型的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本实用新型的范围内。

Claims

1.一种空分设备纯化系统，其特征在于：包括一个电加热器和两个结构相同的吸附器；所述的吸附器设有与原料管道相接的吸附气体进口，以及与外部的分馏塔相连接的吸附气体出口；所述电加热器设有与外部的富氧气管道连接的气体进口，而其气体出口连通所述吸附器的吸附气体出口；而所述吸附器的吸附气体进口还与再生气体放空管道连接；其中，所述空分设备纯化系统的各根连接管道组成的管道连接系统位于所述两个吸附器中心轴所在平面的一侧。

2.根据权利要求1所述的空分设备纯化系统，其特征在于：所述电加热器位于所述两个吸附器之间；且所述电加热器位于所述两个吸附器中心轴所在平面，与所述管道系统位置的相对的另一侧。

3.根据权利要求1所述的空分设备纯化系统，其特征在于：所述吸附器的吸附气体出口位于所述吸附器上端，其气体进口位于所述吸附器下端。

4. 根据权利要求3所述的空分设备纯化系统，其特征在于：所述管道连接系统还包括四根管道，一号管道、二号管道、三号管道和四号管道；其中，所述的一号管道两端分别与所述两个吸附器的吸附气体进口相连；且所述一号管道上设有原料气体进口，所述原料气体进口与原料管道连接；所述的二号管道两端分别与所述两个吸附器的吸附气体出口相连；且所述二号管道上设有饱和气体出口，所述饱和气体出口与外部的分馏塔连接；所述的三号管道两端分别与所述两个吸附器的吸附气体出口相连，且所述二号管道上设有再生气体进口，所述再生气体进口与所述电加热器的气体出口相连接；所述的四号管道两端分别与所述两个吸附器的吸附气体进口相连，且所述四号管道上设有再生气体放空口，所述再生气体放空口与所述放空管道连接。

5.根据权利要求4所述的空分设备纯化系统，其特征在于：在所述一号管道的原料气体进口、二号管道的饱和气体出口、三号管道的再生气体进口和四号管道的再生气体放空口两侧均各设有一个用于控制管道畅通或闭塞的气动阀门。

6.根据权利要求5所述的空分设备纯化系统，其特征在于：一号管道、二号管道、三号管道和四号管道皆位于所述两个吸附器之间。

7.根据权利要求6所述的空分设备纯化系统，其特征在于：所述一号管道位于所述二号管道的下方；所述三号管道位于所述四号管道上方，且所述三号管道位于二号管道靠近所述电加热器一侧。

8.根据权利要求7所述的空分设备纯化系统，其特征在于：所述一号管道上的两个所述气动阀门与所述二号管道上的两个所述气动阀门呈纵向错开分布；所述三号管道上的两个所述气动阀门与所述四号管道上的两个所述气动阀门呈纵向错开分布。