CN216367311U - 一种高纯氩气生产用分子筛切换再生系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高纯氩气生产用分子筛切换再生系统，包括供气风机、吸附式制氧机和产品缓冲罐，以及真空风机，吸附式制氧机包括分子筛吸附器A和分子筛吸附器B，该系统还包括：通过管道顺次相连的原料气供给源、原料气储罐和加热器；原料气储罐排气端管道引出两路排气支管，一路排气支管与加热器连接，另一路排气支管端部分为两个支管道并分别与分子筛吸附器A和分子筛吸附器B底部供气管道连接；加热器的排气端引出一排气管道并在排气管道端部分为两个支管道且分别与分子筛吸附器A和分子筛吸附器B顶部排气管道连接。本实用新型其可以有效降低吸附式制氧机内分子筛吸附器切换时的升降压波动，提升产气稳定性，从而促使氩馏份浓度稳定。

Description

一种高纯氩气生产用分子筛切换再生系统

技术领域

本实用新型属于高纯氩气生产技术领域，具体涉及一种高纯氩气生产用分子筛切换再生系统。

背景技术

高纯氩气制备工艺中，会从分馏上塔（主塔分为分馏上塔和分流下塔）下部引出一股氩馏份，并送入粗氩塔Ⅰ，然后经粗氩Ⅱ进一步精馏后进入精馏塔，经过精馏塔的精馏后在精馏塔底部获得高纯精液氩。

要获得合格的氩气，从分馏上塔引出的氩馏份含氩浓度很重要，通常要控制在12~15%，控制过低不利于后续脱氧，控制过高则易出现“氮塞”情况；氩馏份含氩浓度的控制受到变压吸附制氧机的影响，变压吸附制氧机在进行分子筛切换时会有一个升降压过程，会引起进入主塔的空气量的变化，进而使氩馏份含氩量产生拨动，这样不利于高纯氩气的制备。

现有变压吸附制氧机的制氧工艺是：参阅图1，供气风机将外部空气打入变压吸附制氧机的分子筛吸附器中，分子筛吸附器通常设有两个（分子筛吸附器A和分子筛吸附器B），两个分子筛吸附器中当分子筛吸附器A处于工作状态，则分子筛吸附器B处于再生状态并待切换使用，在阀门和管道的控制下供气风机将空气打入处于工作状态的分子筛吸附器中，空气中的水分、二氧化碳、及少量其他气体被过滤吸附，同时分子筛吸附器处于高压状态下氮气也被吸附剂所吸附，过滤后产出产品氧并打入缓冲罐，缓冲罐中的氧气产品打入主塔中；分子筛吸附器进行切换时，停止向分子筛吸附器A供气并打开向分子筛吸附器B供气的阀门，关闭向缓冲罐供气的阀门，打开分子筛吸附器A和分子筛吸附器B顶部连通管道的阀门，此时分子筛吸附器A将产品氧由上向下打入分子筛吸附器B，对分子筛吸附器B进行冲洗，待分子筛吸附器B升压时，关闭分子筛吸附器A和分子筛吸附器B顶部连通管道的阀门，开启分子筛吸附器A底部连通真空风机管道上的阀门，对分子筛吸附器A进行降压解吸，当分子筛吸附器B压力达到设计值后开启分子筛吸附器B与缓冲罐之间连通管道的阀门，进行产品氧的供应。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术中存在的不足，提供一种高纯氩气生产用分子筛切换再生系统，其可以有效降低吸附式制氧机内分子筛吸附器切换时的升降压波动，提升产气稳定性。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种高纯氩气生产用分子筛切换再生系统，包括顺次连接的供气风机、吸附式制氧机和产品缓冲罐，以及与吸附式制氧机连接的真空风机，所述吸附式制氧机包括分子筛吸附器A和分子筛吸附器B，该系统还包括：通过管道顺次相连的原料气供给源、原料气储罐和加热器；所述原料气储罐排气端管道引出两路排气支管，一路排气支管与加热器连接，另一路排气支管端部分为两个支管道并分别与分子筛吸附器A和分子筛吸附器B底部供气管道连接，该两个支管道上分别设有调节阀A和调节阀B；所述加热器的排气端引出一排气管道并在排气管道端部分为两个支管道且分别与分子筛吸附器A和分子筛吸附器B顶部排气管道连接，该另外两个支管道上分别设有调节阀a和调节阀b。

进一步，所述原料气供给源为供气风机出口管道引出，引出的管道上设有调节阀C。

进一步，所述原料气储罐排气端管道上设有的两路排气管道上分别设有阀门D和阀门E。

进一步，所述原料气储罐排气端管道还引出有泄压管道，所述泄压管道上设有泄压阀。

进一步，所述加热器采用电加热器。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型在现有制氩工艺系统的基础上，根据制氧环节的吸附式制氧机运行特点，增设了原料气供给源、原料气储罐和加热器，用以改善吸附式制氧机在分子筛吸附器A和分子筛吸附器B切换过程中升降压对主塔供气的影响，进而保证主塔引出的氩馏份浓度稳定；原料气储罐在吸附式制氧机升压过程中用于预先升压，降低升降压波动，使供气风机可以持续稳定供气；在分子筛吸附器解吸再生过程中，可利用原料气储罐和加热器的配合对分子筛吸附器进行高温反向冲洗，可提升分子筛吸附器再生后的吸附性能；原料气供给源取自供气风机，无需额外增设供气风机，可在吸附式制氧机停机过程中对原料气储罐进行加压存储；

2、本实用新型还大量保留原有工艺设备，在实际使用过程中即可进行原有工艺的常规控制，也可将本实用新型的改进结构进行切换使用或组合使用。

附图说明

图1为现有制氩工艺中制氧过程的系统结构图；

图2为本实用新型的系统结构示意图；

其中，1-供气风机；2-吸附式制氧机；3-产品缓冲罐；4-真空风机；5-分子筛吸附器A；6-分子筛吸附器B；7-原料气供给源；8-原料气储罐；9-加热器；10-调节阀A；11-调节阀B；12-调节阀C；13-阀门D；14-阀门E；15-泄压阀；16-调节阀a；17-调节阀b。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型优选实施例进行说明。

如图1和2所示，一种高纯氩气生产用分子筛切换再生系统；该系统包括顺次连接的供气风机1、吸附式制氧机2和产品缓冲罐3，以及与吸附式制氧机2连接的真空风机4；真空风机4与吸附式制氧机2连接的管道上还设有旁支管道，旁支管道上设有阀门F，旁支管道顶部设有消声器；吸附式制氧机2包括分子筛吸附器A5和分子筛吸附器B6；上述介绍为现有结构，此处说明是为了方便对本实用新型的改进结构进行说明，本实用新型的重点改进是在上述结构的基础上增设了原料气供给源7、原料气储罐8和加热器9。

具体的，原料气供给源7用于给原料气储罐8供气、增压；原料气供给源7可以采用外额外设的供气风机进行供气，但这样会增加技改成本，实际应用时采用了现有供气风机1作为气源，利用设备停机期间对原料气储罐8进行补气增压；更具体的，在供气风机1排气管道上引出排气支管并接至原料气储罐8，在引出的管道上设置有调节阀C12。

具体的，原料气储罐8为高压储罐，辅助用于分子筛吸附器的增压，原料气储罐8的压力应大于分子筛吸附器运行时的吸附压力；原料气储罐8配合加热器9使用时对分子筛吸附器进行反冲洗；原料气储罐8的排气端管道引出两路排气支管，一路排气支管与加热器9进气端连接，另一路排气支管端部分为两个支管道并分别与分子筛吸附器A5和分子筛吸附器B6底部供气管道连接，为了方便对分子筛吸附器A5和分子筛吸附器B6的进行独立供气控制，在这两个支管道上分别设有调节阀A10和调节阀B11；为了实现加热器9供气控制和吸附式制氧机2供气控制彼此独立控制，在原料气储罐8排气端管道上设有的两路排气管道上设置阀门D13和阀门E14；为了原料储气罐的使用安全在原料气储罐8排气端管道还引出有泄压管道，泄压管道上设置泄压阀15进行泄压操作。

具体的，加热器9用于提供热气流，实现对分子筛吸附器A5或分子筛吸附器B6的反冲洗，促进分子筛再生；分子筛吸附器的吸附能力受制于压力和温度，分子筛吸附剂在压力增大后吸附能力增大，压力降低时吸附能力降低，在温度增高时吸附能力降低；加热器9的排气端引出一排气管道，该排气管道的道端部分为两个支管道且分别与分子筛吸附器A5和分子筛吸附器B6顶部排气管道连接，为了方便对分子筛吸附器A5和分子筛吸附器B6进行独立供气控制，在两个支管道上分别设有调节阀a16和调节阀b17；加热器9可采用电加热器，这样利于快速获取高温气体。

本实用新型的工作过程及原理是：

设备停机过程中可开启调节阀C12，利用供气风机1预先给原料气储罐8供气升压，达到设定压力后停止供气关闭调节阀C12；系统运行过程中分子筛吸附器持续向产品缓冲罐3供给产品氧；当需要切换分子筛吸附器时，例如由分子筛吸附器A5切换为分子筛吸附器B6产氧时，分子筛吸附器A5先持续运行，开启阀门E14和调节阀B11，此时原料气储罐8向分子筛吸附器B6持续供气，使分子筛吸附器B6升压，临近吸附器升压吸附阈值时关闭阀门E14和调节阀B11，关闭分子筛吸附器A5的下端进气阀门及顶端出气阀门，开启分子筛吸附器B6底端进气阀门，此时供气风机1由分子筛吸附器A5供气切换为分子筛吸附器B6供气，当分子筛吸附器B6内部压力达到设定值后开启分子筛吸附器B6顶端排气阀门，此时分子筛吸附器B6持续吸附并产氧，产品氧输送给产品缓冲罐3，在该过程中升压平稳快速，压力波动小，产品氧输送相对平稳；当分子筛吸附器A5进行再生时，开启分子筛吸附器A5与真空风机4之间的阀门以及阀门F，此时分子筛吸附器A5内的废弃经旁支管道外排；开启阀门D13和调节阀a16，启动加热器9，原料气储罐8内的空气经加热器9加热后从分子筛吸附器A5顶部向下流动并经旁支管道外排，此时高温气体促使分子筛吸附器A5内的吸附剂吸附能力下降，原先吸附的杂质解吸脱落一并外排，采用高温空气解吸一定时间后，关闭加热器9、阀门D13、调节阀a16以及阀门F；然后进行降压解吸，该过程中，启动真空风机4持续抽气提升分子筛吸附器A5的真空度，进而提升吸附剂再生性能，运行一定时间后关闭真空风机4。由分子筛吸附器B6在切换为分子筛吸附器A5时的原理与分子筛吸附器A5、B切换相同，操作时仅需控制相应阀门变换即可。

Claims (5)

1.一种高纯氩气生产用分子筛切换再生系统，包括顺次连接的供气风机、吸附式制氧机和产品缓冲罐，以及与吸附式制氧机连接的真空风机，所述吸附式制氧机包括分子筛吸附器A和分子筛吸附器B，其特征在于，还包括：通过管道顺次相连的原料气供给源、原料气储罐和加热器；所述原料气储罐排气端管道引出两路排气支管，一路排气支管与加热器连接，另一路排气支管端部分为两个支管道并分别与分子筛吸附器A和分子筛吸附器B底部供气管道连接，该两个支管道上分别设有调节阀A和调节阀B；所述加热器的排气端引出一排气管道并在排气管道端部分为两个支管道且分别与分子筛吸附器A和分子筛吸附器B顶部排气管道连接，该另外两个支管道上分别设有调节阀a和调节阀b。

2.如权利要求1所述的一种高纯氩气生产用分子筛切换再生系统，其特征在于，所述原料气供给源为供气风机出口管道引出，引出的管道上设有调节阀C。

3.如权利要求1所述的一种高纯氩气生产用分子筛切换再生系统，其特征在于，所述原料气储罐排气端管道上设有的两路排气管道上分别设有阀门D和阀门E。

4.如权利要求1或3所述的一种高纯氩气生产用分子筛切换再生系统，其特征在于，所述原料气储罐排气端管道还引出有泄压管道，所述泄压管道上设有泄压阀。

5.如权利要求1所述的一种高纯氩气生产用分子筛切换再生系统，其特征在于，所述加热器采用电加热器。

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