CN211328778U - 一种防止二氧化碳穿透的分子筛纯化器再生装置 - Google Patents

Abstract

一种防止二氧化碳穿透的分子筛纯化器再生装置，通过管道连接至分子筛纯化器，其包括；蒸汽加热器，电加热器，放空消声塔，控制器。本实用新型在分子筛纯化器再生阶段的蒸汽加热器后端增设电加热器，弥补因蒸汽质量波动导致分子筛再生不彻底的问题，紧急情况可以对分子筛纯化器紧急高温特殊再生，具备了特殊再生功能。在蒸汽加热器再生气出口管道设置露点分析仪和温度检测仪，防止分子筛纯化器再生时由于蒸汽加热器发生泄漏导致分子筛纯化器损坏；且可以根据运行中进入分子筛纯化器的空气中二氧化碳浓度对再生阶段进行指导，使再生后的分子筛纯化器满足当前工艺流程的需要。

Description

一种防止二氧化碳穿透的分子筛纯化器再生装置

技术领域

本实用新型属于空气分离技术领域，具体涉及一种防止二氧化碳穿透的分子筛纯化器再生装置。

背景技术

分子筛纯化系统是空分设备中空气净化的关键设备，也是空分设备长期安全运行的一个保障。随着工业污染的加剧，很多空分设备周围大气中的杂质含量偏高，因此了解分子筛的性能和大气中杂质对分子筛的影响，无论是对空分设备的设计还是对空分设备的运行管理都有重要的意义。空分设备中，分子筛纯化系统设置在空气预冷系统之后，被压缩的空气经过空气预冷系统冷却后，空气中的水分、二氧化碳、乙炔和其他碳氢化合物等仍然存在。如果空气不经纯化处理，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里，就会堵塞通道、管路和阀门，乙炔积聚在液氧中更有爆炸的危险。因此分子筛纯化系统的作用就是清除空气中所含的水分、乙炔、二氧化碳等杂质，从而保证空分设备长期安全、可靠的运行。

空分装置处于化工工业区中，所在空气环境中二氧化碳远远高于正常环境值，空分装置正常运行时，尤其在夏季分子筛纯化器很容易发生二氧化碳穿透的问题，进而导致水分和二氧化碳沉积在低温换热器、透平膨胀机或精馏塔里，堵塞通道、管路和阀门，导致空分装置无法正常运行。再者，由于分子筛纯化器发生二氧化碳穿透问题，导致主冷中的碳氢和乙炔等杂质含量急速升高，容易发生爆炸事故，严重企业的正常生产。因此当分子筛纯化器发生穿透的时候，需要对分子筛纯化器进行再生。

目前大型空分装置分子筛纯化器再生均采用蒸汽加热器装置，但是这种再生存在一个问题一旦发生蒸汽加热器泄漏，如果不及时发现处理，很容易导致分子筛纯化器彻底报废和低温换热器彻底堵塞，空分装置只能被迫加温吹扫，这是目前分子筛纯化器再生面临的难题。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种防止二氧化碳穿透的分子筛纯化器再生装置，可以弥补因蒸汽质量波动导致分子筛纯化器再生不彻底的问题，紧急情况可以对分子筛纯化器紧急高温特殊再生，同时可以防止分子筛纯化器再生时由于蒸汽加热器发生泄漏导致分子筛纯化器损坏。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种防止二氧化碳穿透的分子筛纯化器再生装置，通过管道连接至分子筛纯化器，所述分子筛纯化器底部、顶部分别设有原料进口、原料出口及相应的原料进、出口管道和进、出料控制阀；其包括：

蒸汽加热器，其顶部设有蒸汽进口，并连接一蒸汽管道，该蒸汽管道上设蒸汽控制阀及第一温度检测仪、压力计；蒸汽加热器底部设有冷凝蒸汽出口，其下部设有再生气进气口，所述再生气进气口连接再生气管道，该再生气管道上设再生气控制阀；蒸汽加热器上部设有再生气出气口；

电加热器，其下部设再生气进口，并通过第一连接管道及第一控制阀连接至所述蒸汽加热器的再生气出气口；所述第一连接管道上设监控蒸汽加热器出口温度的第二温度检测仪、露点分析仪；电加热器上部设再生气出口，并通过第二连接管道及第二控制阀连接所述分子筛纯化器顶部的原料出口管道；所述蒸汽加热器再生气出气口的第一连接管道通过第三连接管道及第三控制阀连接至第二连接管道；所述电加热器上部连接再生气出口的第二连接管道上设监控电加热器出口温度的第三温度检测仪；

放空消声塔，其底部设有气体进口，并通过第四连接管道及第四控制阀连接至所述分子筛纯化器的原料进口管道；所述分子筛纯化器顶部的原料出口管道连接一冷却气管道及冷却控制阀；所述分子筛纯化器底部还设有减压管道及减压阀；

控制器，所述进、出料控制阀、蒸汽控制阀、第一温度检测仪、压力计、再生气控制阀、第一控制阀、第二、第三温度检测仪、露点分析仪、第二控制阀、第三控制阀、第四控制阀、冷却控制阀分别电连接该控制器。

进一步，所述分子筛纯化器的原料进口管道上设置二氧化碳分析仪，所述原料出口管道上设置一气体分析仪，所述二氧化碳分析仪、气体分析仪分别电连接所述控制器。

优选的，所述冷却气管道与所述再生气管道连接至同一气源。

在本实用防止二氧化碳穿透的分子筛纯化器再生装置中：

在蒸汽加热器再生气出气口管道上安装有露点分析仪和温度检测仪，可以随时监测从蒸汽加热器出来的再生气的露点情况和温度情况，可以根据再生气的露点情况和温度情况来判断蒸汽加热器是否发生泄漏，避免由于蒸汽加热器发生泄漏损坏分子筛的情况发生。

蒸汽加热器后端又增设了电加热器，弥补因蒸汽质量波动导致分子筛再生不彻底的问题，紧急情况可以对分子筛纯化器紧急高温特殊再生。

与电加热和所述电加热器再生气进口管道和电加热器再生气出口管道上的阀门并联的阀门是当电加热器需要进行检修时进行使用，当电加热器需要维护时，可以关闭电加热器再生气进口管道和电加热器再生气出口管道上的阀门，打开与电加热和所述电加热器再生气进口管道和电加热器再生气出口管道上的阀门并联的阀门，实现对电热器的隔离检修。

在分子筛纯化器空气输入管道设置的二氧化碳分析仪主要是为了检测进入分子筛纯化器的空气中二氧化碳含量，如果进入分子筛纯化器的空气中二氧化碳含量增加，那么对正在再生阶段的再生温度进行调整，蒸汽加热器后的电加热器参与升温过程，对蒸汽加热器的温度进行补充，达到再生需要的温度，从而使再生后的分子筛纯化器可以满足现阶段的要求。防止因为分子筛纯化器再生器不彻底投入使用时导致再次穿透。

分子筛纯化器出口管线上分析仪对经过分子筛纯化器的空气中的二氧化碳、乙炔、氧化亚氮、甲烷等指标进行分析，如果经过分子筛纯化器的空气中所含这些物质的含量有上涨趋势，证明运行中的分子筛纯化器对这些物质的吸附能力减弱，如果分析仪监测数据已经严重超标，达到上限，证明运行中的分子筛纯化器发生了穿透，需要对其进行再生。

本实用新型的有益效果：

1)在分子筛纯化器再生阶段增设了电加热器，弥补因蒸汽质量波动导致分子筛再生不彻底的问题。

2)通过监测从蒸汽加热器出来的再生气的露点情况和温度情况，避免由于蒸汽加热器发生泄漏损坏分子筛纯化器的情况发生。

3)本实用新型装置设计绿色环保、简单易改造，且操作简单、方便、安装可靠，且该装置可以提高分子筛再生能力，使装置的使用周期得以延长，经济效益显著。

4)可以根据进入分子筛纯化器的空气中二氧化碳含量，对再生温度进行调整，使再生后分子筛纯化器能够满足现阶段的要求，提高分子筛纯化器的使用寿命。

5)本实用新型装置的安全性大幅提高。

附图说明

图1为本实用新型实施例的结构示意图。

具体实施方式

参见图1，本实用新型所述的防止二氧化碳穿透的分子筛纯化器再生装置，通过管道连接至分子筛纯化器1(本实施例中设两台分子筛纯化器 1、1’，一用一备，以分子筛纯化器1为例，下同)，所述分子筛纯化器 1底部、顶部分别设有原料进口、原料出口及相应的原料进口管道101、原料出口管道102和进料控制阀F1、出料控制阀F2；其包括：

蒸汽加热器2，其顶部设有蒸汽进口，并连接一蒸汽管道201，该蒸汽管道201上设蒸汽控制阀F3及第一温度检测仪T1、压力计P；蒸汽加热器2底部设有冷凝蒸汽出口，其下部设有再生气进气口，所述再生气进气口连接再生气管道202，该再生气管道202上设再生气控制阀F4；蒸汽加热器2上部设有再生气出气口；该再生气管道202连接至空分系统；

电加热器3，其下部设再生气进口，并通过第一连接管道301及第一控制阀F5连接至所述蒸汽加热器2的再生气出气口；所述第一连接管道 301上设监控蒸汽加热器2出口温度的第二温度检测仪T2、露点分析仪 DP；电加热器3上部设再生气出口，并通过第二连接管道302及第二控制阀F6连接所述分子筛纯化器1顶部的原料出口管道102；所述蒸汽加热器2再生气出气口的第一连接管道301通过第三连接管道303及第三控制阀 F7连接至第二连接管道302；所述电加热器3上部连接再生气出口的第二连接管道302上设监控电加热器出口温度的第三温度检测仪T3；

放空消声塔4，其底部设有气体进口，并通过第四连接管道401及第四控制阀F8连接至所述分子筛纯化器1的原料进口管道101；

所述分子筛纯化器1顶部的原料出口管道102连接一冷却气管道5及冷却控制阀F9；所述分子筛纯化器1底部还设有减压管道及减压阀F10；

控制器6，所述进、出料控制阀、蒸汽控制阀、第一温度检测仪、压力计、再生气控制阀、第一控制阀、第二温度检测仪、第三温度检测仪、露点分析仪、第二控制阀、第三控制阀、第四控制阀、冷却控制阀分别电连接该控制器。

进一步，所述分子筛纯化器1的原料进口管道上设置二氧化碳分析仪 7，所述原料出口管道102上设置一气体分析仪8，所述二氧化碳分析仪7、气体分析仪8分别电连接所述控制器6。

优选的，所述冷却气管道5与所述再生气管道202连接至同一气源。

当分子筛纯化器1’工作时，原料空气自原料进口管道经过二氧化碳分析仪进入分子筛纯化器1’，并自原料出口管道输出。

而此时分子筛纯化器1处于再生阶段，首先分子筛纯化器1通过减压阀F10将压力降低，来自空分系统的再生气通过再生气管道202进入蒸汽加热器2，经过蒸汽加热器2升温过的再生气进入电加热器3，经二氧化碳分析仪分析得到进入分子筛纯化器1的空气中二氧化碳含量来控制电加热器3加热后的温度，再生气经加热后温度再次提升后连接管道进入分子筛纯化器1，通过分子筛纯化器1的再生气自原料进口管道101进入放空消音塔4；

当分子筛纯化器1加热再生结束，对分子筛纯化器1进行冷吹，通过冷却气管道5及第二连接管道302进入分子筛纯化器1，随后通过第四连接管道401进入放空消音塔4；蒸汽沿蒸汽管道201进入蒸汽加热器2，冷凝后的蒸汽通过蒸汽加热器2底部的冷凝蒸汽出口进入后系统管线。

本实用新型装置中所有分析设备将相关数据传输到控制器(计算机)，露点分析仪检测蒸汽加热器再生气出气口管道上再生气露点情况，并将相关数据传输到控制器。第一温度检测仪和压力计检测蒸汽加热器进口管道上蒸汽的温度和压力，并将相关数据传输到控制器。第三温度检测仪用于测量经过电加热器加热后的再生气的温度，并将相关数据传输到控制器。第二温度检测仪和露点分析仪检测蒸汽加热器再生气出气口管道上再生气的的温度和露点情况，并将相关数据传输到控制器。控制器收集所有数据反馈到集成阀门控制系统，集成控制系统依据控制器反馈数据做出判断控制纯化系统所有阀门。

二氧化碳分析仪检测分子筛纯化器空气输入管道空气中二氧化碳含量，如果分子筛纯化器空气输入管道空气中二氧化碳含量增加，需要对再生温度进行调整，电加热器参与升温过程，使再生阶段温度得到提升，再生阶段的分子筛纯化器再生彻底。气体分析仪为分子筛纯化器空气输出管道上的分析仪，如果分子筛纯化器空气输出管道空气中的二氧化碳、乙炔、氧化亚氮、甲烷等指标含量有上涨趋势，证明运行中的分子筛纯化器对这些物质的吸附能力减弱，如果气体分析仪监测数据已经严重超标，达到上限，证明运行中的分子筛纯化器发生了穿透，需要对其进行再生。

Claims (3)

1.一种防止二氧化碳穿透的分子筛纯化器再生装置，通过管道连接至分子筛纯化器，所述分子筛纯化器底部、顶部分别设有原料进口、原料出口及相应的原料进、出口管道和进、出料控制阀；其特征在于，包括：

蒸汽加热器，其顶部设有蒸汽进口，并连接一蒸汽管道，该蒸汽管道上设蒸汽控制阀及第一温度检测仪、压力计；蒸汽加热器底部设有冷凝蒸汽出口，其下部设有再生气进气口，所述再生气进气口连接再生气管道，该再生气管道上设再生气控制阀；蒸汽加热器上部设有再生气出气口；

电加热器，其下部设再生气进口，并通过第一连接管道及第一控制阀连接至所述蒸汽加热器的再生气出气口；所述第一连接管道上设监控蒸汽加热器出口温度的第二温度检测仪、露点分析仪；电加热器上部设再生气出口，并通过第二连接管道及第二控制阀连接所述分子筛纯化器顶部的原料出口管道；所述蒸汽加热器再生气出气口的第一连接管道通过第三连接管道及第三控制阀连接至第二连接管道；所述电加热器上部连接再生气出口的第二连接管道上设监控电加热器出口温度的第三温度检测仪；

放空消声塔，其底部设有气体进口，并通过第四连接管道及第四控制阀连接至所述分子筛纯化器的原料进口管道；所述分子筛纯化器顶部的原料出口管道连接一冷却气管道及冷却控制阀；所述分子筛纯化器底部还设有减压管道及减压阀；

控制器，所述进、出料控制阀、蒸汽控制阀、第一温度检测仪、压力计、再生气控制阀、第一控制阀、第二温度检测仪、第三温度检测仪、露点分析仪、第二控制阀、第三控制阀、第四控制阀、冷却控制阀分别电连接该控制器。

2.如权利要求1所述的防止二氧化碳穿透的分子筛纯化器再生装置，其特征在于，所述分子筛纯化器的原料进口管道上设置二氧化碳分析仪，所述原料出口管道上设置一气体分析仪，所述二氧化碳分析仪、气体分析仪分别电连接所述控制器。

3.如权利要求1所述的防止二氧化碳穿透的分子筛纯化器再生装置，其特征在于，所述冷却气管道与所述再生气管道连接至同一气源。

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