CN209696614U - 使用变压吸附使气体混合物的两种或更多种气体彼此分离的吸附塔组 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种使用变压吸附使气体混合物的两种或更多种气体彼此分离的吸附塔组,吸附塔组包括:第一吸附塔组,包括串联连接的至少两个吸附塔并包括吸附介质,可选数量的附加吸附塔组,包括附加吸附塔,所述附加吸附塔的数量与第一吸附塔组中的吸附塔的数量相同,以形成与第一吸附塔组的等同吸附塔一起的一个或多个附加吸附塔,辅助设备,支撑在吸附塔附近,包括每个吸附塔的操作阀,用于限制气体混合物和已分离的气体的流动。第一吸附塔和每个附加吸附塔包括连接接头,并且每个并联的附加吸附塔被布置成与能拆卸连接件一起连接至前一个附加吸附塔的连接接头,并且被布置成经由连接接头共同地利用相关吸附塔的操作阀。
Description
技术领域
本发明涉及一种通过使用变压吸附(pressure swing adsorption)使气体混合物的两种或更多种气体彼此分离的吸附塔组(adsorption column set),吸附塔组包括:
-第一吸附塔组,包括串联连接的至少两个吸附塔并包括通过压力作用吸附第一气体的吸附介质,并且每个吸附塔包括供给接头和排放接头,
-可选数量的附加吸附塔组,包括附加吸附塔,所述附加吸附塔的数量与第一吸附塔组中的吸附塔的数量相同,以形成与第一吸附塔组的等同吸附塔一起的一个或多个附加吸附塔,
-辅助设备,支撑在吸附塔附近,用于将气体混合物供给到吸附塔并用于根据变压吸附排放已分离的气体,包括每个吸附塔的操作阀,用于限制气体混合物和已分离的气体的流动。
背景技术
在公开文献CN201470294U中提出的利用变压吸附生产氮的设备在现有技术中是已知的。在变压吸附中,通过增加压力实现吸附介质中气体的吸附,因此待分离的气体吸附在吸附介质的合成物中。通过降低吸附塔的压力并在吸附塔中施加真空,吸附在吸附介质中的气体可以从吸附介质中分离,因此吸附介质同时再生。基于变压吸附的技术通常被称为PSA技术(变压吸附)。
基于PSA技术的过程通常使用循环加压,其中串联连接的几个吸附塔在变压吸附的不同阶段中运行。当待分离的气体吸附在吸附介质中时,能够在高压下开始从吸附塔中排放未吸附的气体,同时将新的气体混合物供给到吸附塔,直到碳分子筛被已吸附的一种或多种气体饱和为止。此后,通过关闭通向气体产品管线的阀来停止气体产品的流动,并且吸附塔的排气开始进入串联的接下来的塔。最后,吸附塔的压力降低到空气压力的水平,但已吸附的气体的很大一部分被吸附在吸附介质中。借助真空,可以使已吸附的气体从吸附介质中解吸并因此被回收,同时使吸附介质再生。同样的真空也用于从吸附介质中除去水分。
然而,现有技术的吸附塔之间的上述循环供给需要显著数量的操作阀和控制单元,以便可以正确地安排从一个吸附塔到另一个吸附塔的气体混合物的供给,并且可以使气体产品废物最小化。此外,吸附组中施加的高压对吸附塔设定了自身的要求,即,必须满足压力容器的要求。反过来,这会导致与压力容器的制造相关的额外成本。
由于上述事实,市场上没有小型可扩展系统,但仅仅是大型系统不能适应不同的容量需求。在公开文献CN201470294U中,已经尝试通过使用在相同的供给或排放管线中并联连接的较小标准尺寸的吸附塔来解决与容量相关的问题。以这种方式,通过改变并联连接的吸附塔的数量可以增加或减少容量。通过使用一种尺寸的吸附塔,避免了不同尺寸的吸附塔的制造成本。然而,与这种结构相关的问题是,分别为每个吸附塔制造了在各个尺寸等级中的特定的操作阀和控制器,这使得系统实施起来很昂贵。
提出用于变压吸附的吸附塔组的公开文献US5,549,736在现有技术中也是已知的。在该吸附塔组中,定制的吸附塔串联布置,并且附加的吸附塔与这些吸附塔一起提供以增加容量。然而,这种吸附塔组制造昂贵,因为每个吸附塔和附加的吸附塔具有其自身的操作阀和控制器。此外,附加吸附塔的连接需要定制结构。
发明内容
本发明的目的是提供一种吸附塔组,与现有技术的基于变压吸附分离气体的吸附塔组相比,本发明实施起来更加便宜。在所附权利要求1中阐述了本发明的特征。
该目的可以通过使用变压吸附使气体混合物的两种或更多种气体彼此分离的吸附塔组来实现,吸附塔组包括:第一吸附塔组,包括串联连接的至少两个吸附塔并包括用于通过压力作用吸附第一气体的吸附介质,并且每个吸附塔包括供给接头和排放接头。吸附塔组附加地包括可选数量的附加吸附塔组,其包括附加吸附塔,所述附加吸附塔的数量与第一吸附塔组中的吸附塔的数量相同,以形成与第一吸附塔组的等同吸附塔一起的一个或多个附加吸附塔。此外,吸附塔组包括辅助设备,其在吸附塔附近支撑,用于将气体混合物供给到吸附塔并用于根据变压吸附排放已分离的气体,包括每个吸附塔的操作阀,用于限制气体混合物和已分离的气体的流动。第一吸附塔和每个附加吸附塔包括连接接头,每个并联的附加吸附塔被布置成与可拆卸连接件一起连接至前一个附加吸附塔的连接接头,并且被布置成通过连接接头共同地利用相关吸附塔的操作阀。
借助连接接头,可以将额外的吸附塔并联连接到每个吸附塔以提供额外的体积,因此容易增加吸附塔组的容量。当使用连接接头时,附加吸附塔不需要附加的操作阀,因为附加吸附塔组以及与其并联设置的第一吸附塔组的操作阀一起使用。容量能够以相当便宜的方式增加,因为形成附加容量的附加吸附塔组的填充和排空是使用与用于第一吸附塔组的相同的辅助设备进行。此外,使用基本相同的吸附塔有利地节省了成本,因为相同吸附塔的连续生产比生产若干不同尺寸的塔更便宜,此外,为符合压力容器法规,仅一个吸附塔需要获得安全机构的批准。通常,获得安全机构批准是昂贵的。
当谈到可选数量的附加吸附塔组时,应该理解的是,也可以只有一个附加吸附塔组。
有利地,每个吸附塔和附加吸附塔包括两个连接接头。以这种方式,排放和供给都设有它们自身的管线,并且不必对它们使用相同的管线。
有利地,使用辅助设备将每个吸附塔布置在不同的压力级。因此,可以根据变压吸附原理使用串联连接的吸附塔,用以有效地使气体彼此分离,布置成不同的间隔。
每个附加吸附塔有利地通过连接接头直接连接到吸附塔,与该吸附塔形成不受限制的连续体积。换言之,除了连接接头之外,吸附塔与附加吸附塔之间没有附加组件,因此吸附塔和附加吸附塔的共同体积可以借助吸附塔的操作阀而使用。
换言之,每个吸附塔的操作阀被布置成通过连接接头将气体混合物经由相关的吸附塔供给到与相关吸附塔连接的附加吸附塔中。
有利地,每个吸附塔仅包括一个供给管线。因此,辅助设备非常简单。
在本文中,当谈到气体混合物时,意味着所谓的原气(crude gas)。本领域技术人员还应理解,当谈及第一气体和第二气体时,这些实际上可以指包括一种或多种气体的第一气体混合物和第二气体混合物,上述气体与吸附在吸附介质中的一种或多种气体分离。
单个吸附塔的体积可以在0.01m3和5m3之间,优选地在0.05m3和2m3之间。因此,通过改变吸附塔组的吸附塔的数量,可以根据使用者的需要实现相当多的不同总容量,而不是现有技术的超过10m3的大吸附塔的情况。
此外,吸附塔组有利地包括用于将第一吸附塔组支撑在使用位置的框架,该框架包括连接装置,该连接装置用于通过专用的(dedicated)附加框架将附加吸附塔连接到框架。该框架使得吸附塔组的容量容易扩大,因为附加吸附塔可以使用它们自身的附加框架直接地连接到原来的吸附塔的框架。以这种方式,提供附加容量的吸附塔可以预先安装在工厂中已有的附加框架中,并且与原来的吸附塔一起在使用位置的该安装以相当快速和简单的方式进行。
有利地,框架包括用于紧固附加框架以便增加容量的锚固构件。利用锚固构件,框架和附加框架可以锁定在一起以形成稳定的实体,因此附加吸附塔的接头将自动地与原来的吸附塔的连接接头对准而无需单独对准。
连接接头优选地是T形分支。T型分支实施起来更加便宜,并且使流动相对均匀地分配到原来的吸附塔和附加吸附塔两者。
辅助设备也可以适于使用附加吸附塔。因此,辅助设备也可以直接使用,而不需要对已扩大容量的吸附塔组进行任何修改。
辅助设备的尺寸有利地被设计为使得辅助设备的容量至少对应于第一吸附塔组以及与之连接的1-10个附加吸附塔组、优选地2-4个附加吸附塔组的总体要求(aggregatedrequirement)。例如,如果已经将四个吸附塔连接到框架上,则考虑到要连接到每个吸附塔的附加吸附塔,已经确定了辅助设备的容量或至少管道的容量,即容量已经被设定尺寸为至少为八个吸附塔。这至少可以使得容量加倍,而无需对辅助设备进行任何修改。
辅助设备可包括供给管线和排放管线,该供给管线包括用于将气体混合物供给到吸附塔的供给接头,该排放管线包括被连接到吸附塔的排放接头,用于从吸附塔排放气体。
辅助设备还可以包括:连接到供给管线的加压装置,用于加压气体混合物,同时将气体混合物供给到至少一个吸附塔上;真空装置,其用于在吸附塔中产生真空,以提供吸附在吸附介质中的气体的解吸;以及中间供给管线,在吸附塔之间的用于增加吸附塔的压力和用于分段再生。
此外,辅助设备可包括阀系统,其包括:每个吸附塔的操作阀,即供给阀和排放阀,以及用于限制吸附塔的供给流和排放流的中间供给阀;以及控制系统,用于控制阀系统以分段的方式利用先前吸附塔的压力在不同的压力级下将气体混合物分段供给到每个吸附塔。
有利地,吸附塔组被布置成使二氧化碳与甲烷分离。
有利地,每个附加吸附塔还包括供给接头和排放接头,这些接头中的一者或两者包括连接接头,用于将附加吸附塔连续地与每个吸附塔并联连接以增加容量。因此,若干附加吸附塔可以连续地并联连接到相同的吸附塔,以使容量增加。
有利地,吸附塔组包括可选的可拆卸封闭件,用于最后一个附加吸附塔组的每个连接接头,用于封堵连接接头。借助该封闭件,如果连续的附加吸附塔组在该组之后没有并联连接,则可以封堵最后一个附加吸附塔组的连接接头或者备选地第一吸附塔组的连接接头。
有利地,每个连接接头配备有凸缘接头。使用简单的单元部件(例如螺栓和螺母)连接凸缘接头非常简单,在这种情况下,吸附塔和附加吸附塔可以非常简单。此外,与凸缘接头相连的吸附塔和附加吸附塔也易于拆卸。
利用根据本发明的吸附塔组件,能够可变地实施具有不同容量的多件设备,以使用变压吸附将气体彼此分离。使用相对小且基本相同的吸附塔能够以非常低的成本根据需要分段扩容。如果原来的吸附塔组的投资成本为500,000欧元,则使容量翻倍的成本可能低至100,000欧元。这是因为没有必要为附加吸附塔布置专用的辅助设备,而是可以将原来的吸附塔组的辅助设备用于附加吸附塔。
根据本发明的吸附塔组的优点包括,例如,与二氧化碳和甲烷的分离相关的,二氧化碳的高效分离和气体产品的纯度,能耗低,可以利用紧凑型吸附塔装置实施生产装置,以及可以实现小规模实施装置。
附图说明
下面通过参考说明本发明的一些实施例的附图来详细地描述本发明,其中:
图1是根据本发明的吸附塔组的基本工艺流程图,
图2a是没有附加容量的根据本发明的吸附塔组的侧视图,
图2b是没有附加容量的根据本发明的吸附塔组的另一侧的侧视图,
图2c是没有附加容量的根据本发明的吸附塔组的俯视图,
图3a是具有附加容量的根据本发明的吸附塔组的侧视图,
图3b是具有附加容量的根据本发明的吸附塔组的另一侧的侧视图,
图3c是具有附加容量的根据本发明的吸附塔组的俯视图,
图3d是具有附加容量的根据本发明的吸附塔组的前视图,
图3e是具有附加容量的根据本发明的吸附塔组的立体图,
图4是变压吸附中的吸附塔的现有技术加压图。
具体实施方式
图1是根据本发明的吸附塔组的一个实施例的基本视图。根据图1,根据本发明的吸附塔组10包括第一吸附塔组,其包括串联连接的至少两个吸附塔12,并包括用于通过压力作用吸附第一气体的吸附介质。根据变压吸附的原理,吸附塔12中的一个被加压,使得待分离的气体中的一种被吸附在吸附介质中。依次地,第二吸附塔12处于这样的间距内,使得通过使先前的吸附塔排气来加压。串联连接的其余吸附塔12可以是这两者之间的中间级,其中压力级升高或降低。在图1的实施例中,第一吸附塔组中的吸附塔12的数量是六个。根据本发明,吸附塔组10中的吸附塔12有利地基本上彼此相同,并且每个吸附塔12的供给接头16和/或排放接头18包括图2a-图3e中所示的连接接头20,能够连接一个或多个附加吸附塔组,其包括相同数量的附加吸附塔13以及吸附塔12,以增加第一吸附塔组的容量。每个附加吸附塔与吸附塔并联连接,使得吸附塔12和附加吸附塔有利地与第一吸附塔基本相同,形成连续的体积。当谈及物理上连接到同一排的附加吸附塔13时,也可以使用集合名词“附加吸附塔组”。
根据图2a-图3e,根据本发明的吸附塔组10包括辅助设备14,该辅助设备被支撑在第一吸附塔组的吸附塔12附近,用于将待分离的气体供给到吸附塔12中并根据变压吸附将它们从这些吸附塔中排放,包括每个吸附塔12的操作阀55,用于限制气体混合物和分离气体的流动。利用辅助设备14,吸附塔根据图4串联地循环加压。稍后将讨论吸附塔的循环加压。每个吸附塔12以及有利地每个附加吸附塔13包括图1中所示的供给接头16和排放接头18。
更确切地说,辅助设备14有利地包括:连接到吸附塔12的供给接头16的供给管线34,用于将气体混合物供给到每个吸附塔12;以及连接到吸附塔12的排放接头18的排放管线36,用于以分段方式从吸附塔12排放一种气体。有利地,每个吸附塔设置至少两个排放管线36。利用供给管线,待分离的气体混合物例如从产生气体混合物的过程被带到吸附塔。例如,气体混合物的生产过程可以是产生沼气(其包括甲烷、二氧化碳和硫化合物)的厌氧发酵。在使用吸附塔之前必须除去硫化合物,以便留待吸附塔分离的气体由二氧化碳和甲烷组成。有利地,几个吸附塔连接到一个供给管线以及一个排放管线。在本文中,本领域技术人员将理解,根据本发明的方法还可以用于其他气体混合物,例如用于空气,用于分离氧气和氮气。
此外,辅助设备14有利地包括连接到供给管线34的加压装置40,用于加压气体混合物,同时将其供给到至少一个吸附塔12,真空装置42连接到第二排放管线36,用于在吸附塔12中产生真空,以便在未吸附气体已经从吸附塔12排放后提供吸附在吸附介质中的气体的解吸,以及吸附塔12之间的中间供给管线44,用于利用以分段方式串联连接的吸收塔12的压力级增加和减小吸附塔12的压力。利用加压装置40,分别与第一吸附塔组和附加吸附塔组相关的每个吸附塔12和与其并联连接的附加吸附塔13中的压力可以增加到如下水平:气体中的一种,在这种情况下是二氧化碳,吸附在吸附介质中,而甲烷在吸附塔12中保持自由。加压装置有利地包括例如加压泵或螺杆泵,借助上述加压泵或螺杆泵气体被加压到适合此目的的压力级。该压力级可以是10巴,螺杆泵的容量可以在例如10m3/h和1000m3/h之间。在碳分子筛饱和之后,吸附塔中存在的甲烷进一步被引导以对随后的吸附塔加压,并且一旦压力降低至0巴(barg)的水平,吸附介质中吸附的气体利用真空装置42产生的真空解吸。真空装置42有利地由真空泵组成,真空泵可以是例如容量为约10m3/h-1000m3/h的活塞泵。为了降低压力,以填充循环供给的吸附塔,当开始降低吸附塔的压力时,使用先前用中间供给管线44填充的该吸附塔的压力。
辅助设备14有利地包括阀系统,该阀系统包括:每个吸附塔的操作阀55,即供给阀和排放阀,以及用于限制吸附塔12的供给流和排放流的中间供给阀;以及控制系统54,用于以分段方式控制阀系统,以利用先前吸附塔12的压力将气体混合物以不同压力级分段地供给到每个吸附塔12中。阀系统46和供给阀48如图2a-图3e所示。阀系统有利地通过控制系统54以非常简单的方式在时间控制方面进行控制。也就是说,整个阀系统以选定的间隔同时操作。有利地,对于每个吸附塔,图1中所示的排放阀50的数量为至少两个,因为分离的气体被排放到不同的管线中。
在这种情况下,当指的是将气体混合物供给到吸附塔时,使用辅助设备来填充和排空吸附塔,并且从吸附塔排放已分离的气体,同时,本领域技术人员应理解的是,在相关吸附塔附近并联连接的附加吸附塔的相应操作意味着这些操作同时自动进行,因为吸附塔和附加吸附塔形成连续的体积。
在沼气加工厂中,吸附塔在不同阶段(包括加压、气体供给/吸附和再生)的吸附塔组中分段循环运行。使用PSA技术,通常可以实现气体产品的甲烷含量为96-99%。利用PSA技术,能够有效地从气体混合物中分离二氧化碳,并且还部分地分离氮和氧(如果包含在粗气体中)。
在加压期间,首先例如通过将用加压装置40加压的气体混合物沿着供给管线34通过供给阀供给到吸附塔12同时排放阀50被关闭,将第一吸附塔12加压至4巴-12巴的压力。在供给到第一吸附塔12之前,已经用加压装置40将待供给的气体混合物加压至6巴-12巴的压力,于是气体混合物的温度升至约40℃-70℃。然而,为了减少气体体积,在将气体混合物供给到第一吸附塔12之前,气体混合物已经有利地用冷却装置60冷却至约10℃-30℃。根据图1,冷却装置60有利地包括制冷机62和气体冷凝器64。当压力增加时,待分离的气体中的一种吸附在吸附塔12中容纳的吸附介质中。当达到9巴-12巴的压力级时,可以关闭供给阀48,并且排放阀50中的一个可以打开,以允许浓度接近100%的未吸附气体流到通向沼气容器56的排放管线36。生物甲烷的产量可以是例如200Nm3/h-500Nm3/h。监测流向排放管线36的未吸附气体的浓度,并且例如,在生物甲烷的情况下,当浓度降至例如92-94%时,排放阀50在例如4分钟-7分钟后关闭。在此阶段,吸附塔的压力约为8巴-11巴。
此后,打开中间供给管线44的中间供给阀52,并开始在一系列PSA过程中将容纳在吸附塔12中的气体混合物供给到随后的吸附塔12中,并继续进行,直到待排空的吸附塔12中的压力降低至约5巴-8.5巴的水平。该阶段可持续约0.5分钟-3.0分钟。在此阶段之后,关闭中间供给阀52并打开第二中间阀,进而将气体混合物引导至第三吸附塔12,直到第一吸附塔12中的压力在0.5分钟-3.0分钟期间降低至2.5巴-4.5巴的水平。一旦压力降低,第二中间阀52被关闭并且第三中间阀52被打开以将剩余的气体混合物引导至第四吸附塔12,这也在0.5分钟-3.0分钟内发生,直至第一吸附塔12的压力级为0巴。此时,第三中间阀52关闭。
一旦压力降低到容器不再主要容纳二氧化碳的水平,第一吸附塔12的第二排放管线36的排放阀50就被打开,约为-0.5巴-(-)2.5巴的压力用真空装置42在第一吸附塔12中吸气。因此,吸附介质中吸附的气体从吸附介质中解吸并在吸附介质再生的同时被吸入第二排放管线36,该步骤持续约0.5分钟-2.5分钟。此后,可以开始新的填充循环,其中利用其他吸附塔12的压力再次对第一吸附塔12加压。
根据PSA过程,不同阶段的吸附容器的压力级可以用于吸附塔的加压。在根据本发明的吸附塔组中,通过并联附加吸附塔来扩大单个吸附塔的体积以形成连续体积。
图3a-图3c示出了根据本发明的吸附塔组10的实施例的立体图,其包括在PSA过程的不同阶段中的四个吸附塔12和对于每个吸附塔12并联连接的两个附加吸附塔13,用于增加容量。根据图2a-图2c,吸附塔组10可最简单地由固定在框架22上并连接到辅助设备14的、串联连接的四个吸附塔12组成。待分离的气体混合物可以用辅助设备14被供给到吸附塔12以及从吸附塔12排放。为了提供附加的容量,根据图3a-图3c,包括附加吸附塔13的第二附加吸附塔组和第三附加吸附塔组被连接到具有连接装置24的附加框架26,上述第二附加吸附塔组和第三附加吸附塔组并联连接到配备有辅助设备14的这些吸附塔12上。进而,附加框架26借助锚固构件28连接到框架22。例如,锚固构件28可以由预先形成的穿孔和螺栓或类似的锁定装置组成,框架22和附加框架26可以借助上述锁定装置彼此锁定。有利地,除了辅助设备14之外,附加吸附塔组的附加吸附塔13与固定到吸附塔组10的框架22的吸附塔12相同,辅助设备14仅设置在固定到框架22的吸附塔12中。
借助附加框架26,将连接在位于框架22中的吸附塔12之后的附加吸附塔13使用连接接头20各自并联连接到与其对齐的吸附塔12,以形成连续体积。换言之,根据图2a-图3c,例如,固定到框架22的吸附塔的右侧上的吸附塔12连接到位于第一附加吸附塔组和第二附加吸附塔组的右侧上的附加吸附塔13。有利地,连接接头20设置在每个吸附塔12和附加的吸附塔13中,与供给管线34和排放管线36两者连接,以避免额外的流动阻力。基本上,吸附塔组也可以采取如下方式实施:每个吸附塔仅包括一个连接接头,通过该连接接头进行填充和排放。
以其最简单的方式,连接接头20是管道的T形分支,其能够使供给管线34延长到与其并联设置的吸附塔12。如果吸附塔没有连接到T形分支以提供附加的容量,则T形分支的另一端将用凸缘或等同物封堵。备选地,代替T形分支,可以使用任何分支或接头,其在供给阀48之后以如下方式连接到供给管线34:其能够使用并联吸附塔作为连续体积。
T形分支有利地包括根据图3a的凸缘接头53,借助该凸缘接头53能够使附加吸附塔13彼此连接。进而,凸缘接头可以用密封件密封,并且例如可以通过使用螺栓来锁定接头。通过臂59紧固到框架22的带57可以有利地用于将吸附塔12紧固到框架22。相应地,带57也可以用于将附加吸附塔13紧固到附加框架26。
辅助设备14有利地以如下方式确定尺寸:其使得附加的容量能够以附加吸附塔的形式增加。有利地,辅助设备根据连接到框架的多个吸附塔而被设定尺寸。
在根据本发明的吸附塔组中使用的框架22可以由钢型材形成,从侧面观察为L形结构,其形成闭合的环状物。例如,框架可以在使用位置用螺栓固定到地板上。这种结构使得制造商能够在工厂中预先制造吸附塔,因此在使用地点的安装本身非常快速和简单。有利地,在吸附塔组中使用的附加框架26与框架22相同,允许使用单个框架设计来实施整个吸附塔组。
当使用根据本发明的吸附塔组时,通过单独的控制单元控制吸附塔的加压和各个阶段。以其最简单的方式,控制单元根据时钟同时打开和关闭阀系统的操作阀。吸附塔可以以15分钟的间隔运行,吸附塔精确地以一分钟的间隔开始。
从吸附塔中除去的未吸附的气体(有利地是生物甲烷)可以被排放到根据图1的单独的生物甲烷罐56中。在连续操作CH4、CO2、N2、H2S、O和计算热值之后,可以从生物甲烷罐56输送生物甲烷到天然气网络或加压后罐装到车上。有利地,待除去的气体,例如二氧化碳,也设置有罐58,待除去的气体可以从罐58输送以进一步使用。
在吸附塔中使用的吸附介质可以是现有技术中已知的吸附介质,优选地吸附填料,在吸附塔的小间隙中吸附另一种气体或剩余气体。
在根据本发明的吸附塔组中使用的吸附塔可以是现有技术的圆柱形容器,其已根据压力容器规定制造。
Claims (18)
1.一种使用变压吸附使气体混合物的两种或更多种气体彼此分离的吸附塔组,所述吸附塔组(10)包括:
-第一吸附塔组,包括串联连接的至少两个吸附塔(12)并包括通过压力作用吸附第一气体的吸附介质,并且每个吸附塔(12)包括供给接头(16)和排放接头(18),
-可选数量的附加吸附塔组,包括附加吸附塔(13),所述附加吸附塔的数量与所述第一吸附塔组中的吸附塔(12)的数量相同,以形成与所述第一吸附塔组的等同吸附塔(12)一起的一个或多个附加吸附塔(13),
-辅助设备(14),支撑在所述吸附塔(12)附近,用于将气体混合物供给到所述吸附塔(12)并用于根据变压吸附排放已分离的气体,包括每个吸附塔(12)的操作阀(55),用于限制所述气体混合物和已分离的气体的流动,
其特征在于,所述第一吸附塔(12)和每个附加吸附塔(13)包括连接接头(20),并且每个并联的附加吸附塔(13)被布置成与能拆卸连接件一起连接至前一个附加吸附塔的连接接头(20),并且被布置成经由所述连接接头(20)共同地利用相关的吸附塔(12)的操作阀(55)。
2.根据权利要求1所述的吸附塔组,其特征在于,所述吸附塔(12)的体积在0.01m3-5m3之间。
3.根据权利要求1所述的吸附塔组,其特征在于,所述吸附塔(12)的体积在0.05m3-2m3之间。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的吸附塔组,其特征在于,所述吸附塔组(10)还包括将所述第一吸附塔组支撑在使用位置的框架(22),所述框架(22)包括连接装置(24),用于通过专用的附加框架(26)将所述附加吸附塔(13)连接到所述框架(22)。
5.根据权利要求4所述的吸附塔组,其特征在于,所述框架(22)包括用于将所述附加框架(26)连接到所述框架(22)以增加容量的锚固构件(28)。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的吸附塔组,其特征在于,所述连接接头(20)是T形分支(32)。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的吸附塔组,其特征在于,所述辅助设备(14)还适于操作所述附加吸附塔(13)。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的吸附塔组,其特征在于,所述辅助设备(14)的尺寸被设计成使得所述辅助设备(14)的容量对应于所述吸附塔(12)以及与其连接的1-10个附加吸附塔(13)的总体需求。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的吸附塔组,其特征在于,所述辅助设备(14)的尺寸被设计成使得所述辅助设备(14)的容量对应于所述吸附塔(12)以及与其连接的2-4个附加吸附塔(13)的总体需求。
10.根据权利要求1至3中任一项所述的吸附塔组,其特征在于,所述辅助设备(14)包括:
-供给管线(34),连接到所述供给接头(16),用于将气体混合物供给到所述吸附塔(12),
-排放管线(36),连接到所述排放接头(18),用于从所述吸附塔(12)排放气体。
11.根据权利要求10所述的吸附塔组,其特征在于,所述辅助设备(14)包括:
-加压装置(40),连接到所述供给管线(34),用于加压所述气体混合物,同时将其供给到至少一个吸附塔(12),
-真空装置(42),设置在所述排放管线(36)中,用于在所述吸附塔(12)中产生真空,以提供吸附在所述吸附介质中的气体的解吸,
-中间供给管线(44),位于所述吸附塔(12)之间,用于以分段方式增加和降低所述吸附塔(12)的压力。
12.根据权利要求1至3中任一项所述的吸附塔组,其特征在于,所述辅助设备(14)包括:
-阀系统(46),包括每个吸附塔的操作阀(55),即供给阀(48)和排放阀(50)、以及中间供给阀,用于限制所述吸附塔(12)的供给流和排放流,
-控制系统(54),用于以分段方式控制所述阀系统(46),所述控制系统被布置成利用先前的吸附塔的压力以分段方式将所述气体混合物以不同的压力级供给至每个吸附塔(12)。
13.根据权利要求1至3中任一项所述的吸附塔组,其特征在于,每个吸附塔(12)借助所述辅助设备(14)被布置在不同的压力级。
14.根据权利要求1至3中任一项所述的吸附塔组,其特征在于,每个附加吸附塔(13)经由所述连接接头(20)直接地连接到吸附塔(12),以形成相对于彼此无限制的连续体积。
15.根据权利要求1至3中任一项所述的吸附塔组,其特征在于,每个吸附塔(12)的所述操作阀(55)被布置成将气体混合物供给到所述附加吸附塔(13),所述附加吸附塔(13)经由所述相关的吸附塔(12)的供给接头(16)连接到所述相关的吸附塔(12)。
16.根据权利要求1至3中任一项所述的吸附塔组,其特征在于,每个附加吸附塔(13)还包括供给接头(16)和排放接头(18),所述供给接头(16)或所述排放接头(18)或两者包括连接接头(20),所述连接接头用于连接与每个吸附塔(12)连续地并联以增加容量的所述附加吸附塔(13)。
17.根据权利要求1至3中任一项所述的吸附塔组,其特征在于,所述吸附塔组包括可选的能拆卸封闭件(61),所述能拆卸封闭件用于最后一个附加吸附塔组的每个连接接头(20),用于封堵所述连接接头(20)。
18.根据权利要求1至3中任一项所述的吸附塔组,其特征在于,每个连接接头(20)配备有凸缘接头(53)。
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