CN206444406U

CN206444406U - 一种分子筛吸附器三塔吸附装置

Info

Publication number: CN206444406U
Application number: CN201621268829.0U
Authority: CN
Inventors: 徐浩; 郑小平; 张宾; 彭喜魁
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2016-11-24
Filing date: 2016-11-24
Publication date: 2017-08-29
Anticipated expiration: 2026-11-24

Abstract

本实用新型提出一种分子筛吸附器三塔吸附装置，包括通过原料气进管及原料气出管并联的第一分子筛吸附器、第二分子筛吸附器及第三分子筛吸附器，所述第一分子筛吸附器、第二分子筛吸附器及第三分子筛吸附器同时连接有加热器及消音器，所述加热器及所述消音器同时连接有再生气进管；所述消音器同时与所述第一分子筛吸附器、第二分子筛吸附器及第三分子筛吸附器连接；本实用新型通过采用三个分子筛吸附器、加热器、消音器和十九个自动切换阀，使得设备运行在最佳的设计工况，节省了在低负荷运行时的再生能耗。

Description

一种分子筛吸附器三塔吸附装置

技术领域

本实用新型涉及一种分离空气净化装置，特别是指一种分子筛吸附器三塔吸附装置。

背景技术

空气中除了氧气、氮气、氩气外，还有少量的水蒸气、二氧化碳、乙炔及其它碳氢化合物等气体，空气中的水蒸气含量约为4～40g/m³(随气候和地区而异)，二氧化碳的含量约为0.6～0.9g/m³(受高度影响)，乙炔含量约为0.01～0.1cm ³/m³，这些杂质在每立方米空气中的含量虽然不大，由于空分设备需要连续不断吸入空气，日积月累，这些杂质会对空分设备造成损害，被冻结下来的水分和二氧化碳沉积在低温换热器、透平膨胀机或精馏塔内，也会堵塞管道和阀门，乙炔集聚在液氧中有爆炸的危险，为保证空分设备长期安全可靠运行，必须设置分子筛吸附器来清除这些杂质，市场上现有的分子筛吸附器阻力大、吸附效果差、占地面积大，不能够有效清除杂质；

空分设备的净化效果与吸附器结构形式、吸附容量、气体流速、再生完善度、吸附剂动吸附能力等多种因素有关系，吸附器的结构尺寸对吸附效果影响较大，当气流从下往上流动时，由于气流流速太高会造成分子筛跳动磨损，当气流从上往下流动时，将会造成底部分子筛破损，均形成较大阻力，但流速太低，压降小于0.23KPa/m时，就会形成勾流使床层的气流分布不均匀，影响吸附效果，上述问题亟待解决以更好地对空气进行分离净化。

实用新型内容

本实用新型提出一种分子筛吸附器三塔吸附装置，通过采用三个分子筛吸附器、加热器、消音器和十九个自动切换阀，减少了空气的切换损失，同时减少因切换引起的压力被动次数，保持主塔工况稳定，大大提高了设备运行的可靠性和安全性；同时切换系统采用DCS自动控制，并设有压力压差自动判断，再配合阀位反馈信号条件，可充分保证切换系统的可靠性；再生加热采用电加热器，温度采用调功柜控制；同时避免了在大变负荷运行时，结构尺寸带来的影响，使得设备运行在最佳的设计工况，节省了在低负荷运行时的再生能耗。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种分子筛吸附器三塔吸附装置，包括：通过原料气进管及原料气出管并联的第一分子筛吸附器、第二分子筛吸附器及第三分子筛吸附器，所述第一分子筛吸附器、第二分子筛吸附器及第三分子筛吸附器同时连接有加热器及消音器，所述加热器及所述消音器同时连接有再生气进管；所述消音器同时与所述第一分子筛吸附器、第二分子筛吸附器及第三分子筛吸附器连接。

进一步，所述第一分子筛吸附器、第二分子筛吸附器及第三分子筛吸附器的并联管路的进管及出管上均设有自动切换阀；所述消音器的再生气进管上也设有自动切换阀。

进一步，所述第一分子筛吸附器连接第一并联管路，所述第二分子筛吸附器连接第二并联管路，所述第三分子筛吸附器连接第三并联管路；所述第一并联管路的原料气进管上设有第一自动切换阀，所述第一并联管路的原料气出管上设有第二自动切换阀；所述第二并联管路的原料气进管上设有第三自动切换阀，所述第二并联管路的原料气出管上设有第四自动切换阀；所述第三并联管路的原料气进管上设有第五自动切换阀，所述第三并联管路的原料气出管上设有第六自动切换阀。

进一步，所述消音器分别通过第七自动切换阀、第八自动切换阀及第九自动切换阀与所述第一分子筛吸附器、第二分子筛吸附器及第三分子筛吸附器连接；所述加热器分别通过第十自动切换阀、十一自动切换阀及十二自动切换阀与所述第一分子筛吸附器、第二分子筛吸附器及第三分子筛吸附器连接。

进一步，所述第二自动切换阀的出口与所述第十自动切换阀的出口通过十三自动切换阀连接，所述第三自动切换阀的出口与所述十一自动切换阀的出口通过十四自动切换阀连接，所述第四自动切换阀的出口与所述十二自动切换阀的出口通过十五自动切换阀连接。

进一步，所述第一自动切换阀的出口连接有十六自动切换阀，所述十六自动切换阀同时与所述第七自动切换阀连接；所述第三自动切换阀的出口连接有十七自动切换阀，所述十七自动切换阀同时与所述第九自动切换阀连接；所述第五自动切换阀的出口连接有十八自动切换阀，所述十八自动切换阀同时与所述十一自动切换阀连接。

进一步，所述再生气通过十九自动切换阀与所述消音器连接。

进一步，所述第一分子筛吸附器、第二分子筛吸附器及第三分子筛吸附器内均填装有分子筛吸附剂。

更进一步，还包括用于控制分子筛吸附器三塔吸附装置运行的DCS控制系统。

本实用新型通过采用三个分子筛吸附器、加热器、消音器和十九个自动切换阀，减少了空气的切换损失，同时减少因切换引起的压力被动次数，保持主塔工况稳定，大大提高了设备运行的可靠性和安全性；同时切换系统采用DCS 自动控制，并设有压力压差自动判断，再配合阀位反馈信号条件，可充分保证切换系统的可靠性。再生加热采用电加热器，温度采用调功柜控制；同时避免了在大变负荷运行时，结构尺寸带来的影响，使得设备运行在最佳的设计工况，节省了在低负荷运行时的再生能耗。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型具体实施例中一种分子筛吸附器三塔吸附装置的结构示意图；

图2为图1所示的分子筛吸附器三塔吸附装置的三台分子筛吸附器的切换时序周期表。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的具体实施例中，见图1、图2，一种分子筛吸附器三塔吸附装置，包括：通过原料气进管27及原料气出管25并联的第一分子筛吸附器20、第二分子筛吸附器21及第三分子筛吸附器22，第一分子筛吸附器20、第二分子筛吸附器21及第三分子筛吸附器22同时连接有加热器23及消音器24，加热器23及消音器24同时连接有再生气进管26；消音器24同时与第一分子筛吸附器20、第二分子筛吸附器21及第三分子筛吸附器22连接。

在本实用新型的具体实施例中，见图1，第一分子筛吸附器20、第二分子筛吸附器21及第三分子筛吸附器22的并联管路的进管及出管上均设有自动切换阀；消音器24的再生气进管26上也设有自动切换阀。

在本实用新型的具体实施例中，见图1，第一分子筛吸附器20连接第一并联管路，第二分子筛吸附器21连接第二并联管路，第三分子筛吸附器22连接第三并联管路；第一并联管路20的原料气进管上设有第一自动切换阀1，第一并联管路的原料气出管上设有第二自动切换阀2；第二并联管路的原料气进管上设有第三自动切换阀3，第二并联管路的原料气出管上设有第四自动切换阀4；第三并联管路的原料气进管上设有第五自动切换阀5，第三并联管路的原料气出管上设有第六自动切换阀6。

在本实用新型的具体实施例中，见图1，消音器24分别通过第七自动切换阀7、第八自动切换阀8及第九自动切换阀9与第一分子筛吸附器20、第二分子筛吸附器21及第三分子筛吸附器22连接；加热器24分别通过第十自动切换阀10、十一自动切换阀11及十二自动切换阀12与第一分子筛吸附器20、第二分子筛吸附器21及第三分子筛吸附器22连接。

在本实用新型的具体实施例中，见图1，第二自动切换阀2的出口与第十自动切换阀10的出口通过十三自动切换阀13连接，第三自动切换阀3的出口与十一自动切换阀11的出口通过十四自动切换阀14连接，第四自动切换阀4的出口与十二自动切换阀12的出口通过十五自动切换阀15连接。

在本实用新型的具体实施例中，见图1，第一自动切换阀1的出口连接有十六自动切换阀16，十六自动切换阀16同时与第七自动切换阀7连接；第三自动切换阀3的出口连接有十七自动切换阀17，十七自动切换阀17同时与第九自动切换阀9连接；第五自动切换阀5的出口连接有十八自动切换阀18，十八自动切换阀18同时与十一自动切换阀11连接。

在本实用新型的具体实施例中，见图1，再生气通过十九自动切换阀19与消音器24连接。

在本实用新型的具体实施例中，见图1，分子筛吸附器三塔吸附装置用于净化空气使空气中二氧化碳含量小于1PPM，分子筛吸附器三塔吸附装置变负荷能力为30％～120％，再生能耗随变负荷能力同步下降，设置第一分子筛吸附器20、第二分子筛吸附器21、第三分子筛吸附器22、分子筛吸附剂、自动切换阀、加热器23及消音器24来吸附净化空气，除去空气中的水分、二氧化碳、乙炔、丙烯、丙烷、重烃、一氧化二氮等杂质。

在本实用新型的具体实施例中，见图1，第一分子筛吸附器20、第二分子筛吸附器21及第三分子筛吸附器22内均填装有分子筛吸附剂；设置分子筛吸附剂，有效发挥分子筛吸附器的潜力运行更加安全可靠，节能减耗。

在本实用新型的具体实施例中，见图1，还包括用于控制分子筛吸附器三塔吸附装置运行的DCS控制系统；运行采用自动化控制，开停车更加方便。

在本实用新型的具体实施例中，见图1，包括三次切换工作，第一次切换工作：原料气通过原料气进管进入第一分子筛吸附器20、第二分子筛吸附器21及第三分子筛吸附器22，第一自动切换阀1、第二自动切换阀2、第三自动切换阀 3及第四自动切换阀4感应到原料气候自动打开，原料气同时进入第一分子筛吸附器20及第二分子筛吸附器21；同时再生气通过十九自动切换阀19进入消音器24中放空，以保持第一分子筛吸附器20、第二分子筛吸附器21及第三分子筛吸附器22内的压力的稳定性；十八自动切换阀18打开第三分子筛吸附器22 释放压力，压力达到正常压力值后，第九自动切换阀9及十二自动切换阀12自动打开，然后再生气通过第三分子筛吸附器22活化第三分子筛吸附器22，然后关闭十九自动切换阀19保持整个装置的稳定性；装置内压力稳定后启动加热器 23，加热再生气活化第三分子筛吸附器22，加热时间满足工艺要求后，关闭加热器23，进入冷吹阶段，冷吹时间满足工艺要求后，第三分子筛吸附器22再生活化完成，准备切换进入吸附阶段；进入吸附阶段后，十九自动切换阀19打开，第九自动切换阀9及十二自动切换阀12关闭，保持装置内压力的稳定；然后十五自动切换阀15慢慢打开，为第三分子筛吸附器22充压，待第三分子筛吸附器22内压力与装置的压力平衡后，第五自动切换阀5及第六第六自动切换阀6 打开，第三自动切换阀3及第四自动切换阀4关闭，完成一次第三分子筛吸附器22及第二分子筛吸附器21的切换工作。

在本实用新型的具体实施例中，见图1，第二次切换工作：十七自动切换阀 17打开，第二分子筛吸附器21释放压力，第二分子筛吸附器21的压力正常后第九自动切换阀9及十一自动切换阀11打开，再生气通过第二分子筛吸附器21 活化再生第二分子筛吸附器21，然后关闭十九自动切换阀19，保持系统压力的稳定；然后启动加热器23，加热器23加热再生气活化第二分子筛吸附器21，加热时间满足工艺要求后，关闭加热器23，进入冷吹阶段，冷吹时间满足工艺要求后，第二分子筛吸附器21再生活化完成，准备切换进入吸附阶段，打开十九自动切换阀19，关闭第九自动切换阀9及十一自动切换阀11以保持整个装置的压力的稳定；然后十四自动切换阀14慢慢打开为第二分子筛吸附器21充压，待第二分子筛吸附器21内的压力与系统压力平衡后，打开第三自动切换阀3及第四自动切换阀4，同时关闭第一自动切换阀1及第二自动切换阀2完成第一分子筛吸附器20及第二分子筛吸附器21的切换工作。

在本实用新型的具体实施例中，见图1，第三次切换工作：十六自动切换阀 16打开使第一分子筛吸附器20释放压力，压力正常后，打开第七自动切换阀7 及第十自动切换阀10，再生气通过第一分子筛吸附器20活化再生第一分子筛吸附器20，关闭十九自动切换阀19，保持整个装置的压力的稳定；启动加热器23，加热再生气活化第一分子筛吸附器20，加热时间满足工艺要求后，关闭加热器 23进入冷吹阶段，冷吹时间满足工艺要求后，第一分子筛吸附器20再生活化完成，准备切换进入吸附阶段；打开十九自动切换阀19，关闭第七自动切换阀7 及第十自动切换阀10，保持系统压力的稳定；然后十三自动切换阀13为第一分子筛吸附器20充压，待第一分子筛吸附器20内的压力与装置的压力平衡后，打开第一自动切换阀1及第二自动切换阀2，关闭第五自动切换阀5及第六自动切换阀6完成第三分子筛吸附器22与第一分子筛吸附器20的切换工作。

在本实用新型的具体实施例中，见图1、图2，第一次切换工作：在DCS 程序控制下，三台分子筛吸附器完成一个完整的切换周期；当需要降负荷调整或检修其中一台分子筛吸附器时，只需要完成任意两台分子筛吸附器之间的切换循环，在不采取其他措施的条件下负荷降低33％，每一阶段中自动切换阀的开关，参照附图2。

在本实用新型的具体实施例中，见图1、图2，本装置设置了十九台自动切换阀，保证装置无波动的自动吸附再生切换；同时可以用于原有空分装置的扩容改造，充分利用原有两台分子筛吸附器，降低一次性设备投资；同时设置三台分子筛吸附器，可以在降低符合的工况下，实现设备在不停车时对分子筛吸附器进行检修和更换分子筛吸附剂工作，保证了设备长期安全运行。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，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

1.一种分子筛吸附器三塔吸附装置，其特征在于：包括通过原料气进管及原料气出管并联的第一分子筛吸附器、第二分子筛吸附器及第三分子筛吸附器，所述第一分子筛吸附器、第二分子筛吸附器及第三分子筛吸附器同时连接有加热器及消音器，所述加热器及所述消音器同时连接有再生气进管；所述消音器同时与所述第一分子筛吸附器、第二分子筛吸附器及第三分子筛吸附器连接。

2.如权利要求1所述的分子筛吸附器三塔吸附装置，其特征在于：所述第一分子筛吸附器、第二分子筛吸附器及第三分子筛吸附器的并联管路的进管及出管上均设有自动切换阀；所述消音器的再生气进管上也设有自动切换阀。

3.如权利要求2所述的分子筛吸附器三塔吸附装置，其特征在于：所述第一分子筛吸附器连接第一并联管路，所述第二分子筛吸附器连接第二并联管路，所述第三分子筛吸附器连接第三并联管路；所述第一并联管路的原料气进管上设有第一自动切换阀，所述第一并联管路的原料气出管上设有第二自动切换阀；所述第二并联管路的原料气进管上设有第三自动切换阀，所述第二并联管路的原料气出管上设有第四自动切换阀；所述第三并联管路的原料气进管上设有第五自动切换阀，所述第三并联管路的原料气出管上设有第六自动切换阀。

4.如权利要求3所述的分子筛吸附器三塔吸附装置，其特征在于：所述消音器分别通过第七自动切换阀、第八自动切换阀及第九自动切换阀与所述第一分子筛吸附器、第二分子筛吸附器及第三分子筛吸附器连接；所述加热器分别通过第十自动切换阀、十一自动切换阀及十二自动切换阀与所述第一分子筛吸附器、第二分子筛吸附器及第三分子筛吸附器连接。

5.如权利要求4所述的分子筛吸附器三塔吸附装置，其特征在于：所述第二自动切换阀的出口与所述第十自动切换阀的出口通过十三自动切换阀连接，所述第三自动切换阀的出口与所述十一自动切换阀的出口通过十四自动切换阀连接，所述第四自动切换阀的出口与所述十二自动切换阀的出口通过十五自动切换阀连接。

6.如权利要求5所述的分子筛吸附器三塔吸附装置，其特征在于：所述第一自动切换阀的出口连接有十六自动切换阀，所述十六自动切换阀同时与所述第七自动切换阀连接；所述第三自动切换阀的出口连接有十七自动切换阀，所述十七自动切换阀同时与所述第九自动切换阀连接；所述第五自动切换阀的出口连接有十八自动切换阀，所述十八自动切换阀同时与所述十一自动切换阀连接。

7.如权利要求6所述的分子筛吸附器三塔吸附装置，其特征在于：所述再生气通过十九自动切换阀与所述消音器连接。

8.如权利要求7所述的分子筛吸附器三塔吸附装置，其特征在于：所述第一分子筛吸附器、第二分子筛吸附器及第三分子筛吸附器内均填装有分子筛吸附剂。

9.如权利要求8所述的分子筛吸附器三塔吸附装置，其特征在于：还包括用于控制分子筛吸附器三塔吸附装置运行的DCS控制系统。