CN216755923U - 一种psa空分装置吸附剂再生反吹可控结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于气体分离技术领域，涉及一种PSA空分装置吸附剂再生反吹可控结构，即吸附塔A顶部与吸附塔B顶部之间设置有使两塔顶部相互连通的反吹流路，反吹流路上设置有反吹量控制孔板及反吹控制阀。主要解决了变压吸附(PSA)空气分离制取氮气或者氧气的工艺过程现有技术中反吹气量相对盲目，未能实现精确化控制的问题。通过本实用新型的实施，可以在基于理论与实测基础上的单位吸附剂反吹气量的大小，再根据流通能力Kv值，计算出反吹孔板的尺寸，从而做到精确化控制。同时在装置调试阶段通过对气动切断阀开关动作时长的控制，实现装置性能调试的最优化。因此，具有极好的实用性及推广应用价值。

Description

一种PSA空分装置吸附剂再生反吹可控结构

技术领域

本实用新型属于气体分离技术领域，具体涉及一种PSA空分装置吸附剂再生反吹可控结构。

背景技术

变压吸附分离空气装置制取氮气或氧气，是当今最为常用的在常温下获得产品氮气及氧气的装置，而且变压吸附空气分离技术，正在越来越多地用于中小型规模氮气及氧气现场发生装置中。

PSA空分制氮装置，其吸附塔的空气入口及再生气排放出口结构已是完全成熟的技术形式，而对于不同纯度的产品气体，其吸附塔之间均压的形式，也已如本公司专利CN2008 2 0064847.6中所呈现的，都已是成熟的结构方式。

但现有技术中对于氮气或氧气吸附塔出口的产品端，针对再生过程反吹量精确计算及控制研究不足，不同产品及不同纯度时的布置结构类似，反吹量相对盲目，往往只设置一只反吹截止阀，手动操作到一定的开度，最终的结果是否达到了最佳的效果不得而知，以至于变压吸附工艺过程往往未能真正开发出特定装置的最佳性能。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型公开一种PSA空分装置吸附剂再生反吹可控结构，针对变压吸附空气分离制取氮气、氧气的装置。其目的是保证吸附剂再生解吸彻底的前提下，精确控制吸附剂的反吹气量大小，减少产品气体的损失，从而提高变压吸附空气分离的效率，在特定的纯度下提高产品的产量，实现节能降耗的目的。

本实用新型通过下述技术方案实现：

一种PSA空分装置吸附剂再生反吹可控结构，包括吸附塔A、吸附塔B，吸附塔A下部、吸附塔B下部均设有压缩空气管路和排放废气管路，吸附塔A压缩空气管路上设有空气进气阀a，吸附塔B压缩空气管路上设有空气进气阀b，吸附塔A排放废气管路上设有再生排放阀a，吸附塔B排放废气管路上设有再生排放阀b，吸附塔A顶部、吸附塔B顶部产品气体出口侧均通过主管路与产品缓冲罐相连通；吸附塔A顶部与吸附塔B顶部之间设置有使两塔顶部相互连通的反吹流路，反吹流路上设置有反吹量控制孔板及反吹控制阀。由反吹量控制孔板及反吹控制阀组成的反吹流路，气体的流向可以是双向的，即既可以从吸附塔A顶部反吹到吸附塔B的顶部，也可以从吸附塔B的顶部反吹到吸附塔A的顶部。其反吹的方向取决于塔内的压力状态。

作为优选方案，反吹控制阀为只有通断作用而无调节作用的ON/OFF气动控制阀。

作为优选方案，吸附塔A顶部与吸附塔B顶部之间设置有使两塔顶部相互连通的上均压流路，上均压流路上设置有上均压阀。

作为优选方案，吸附塔B下部与吸附塔A的中部之间设置有下均压流路a，下均压流路a上设置有下均压阀a。

作为优选方案，吸附塔A下部与吸附塔B的中部之间设置有下均压流路b，下均压流路b上设置有下均压阀b。

作为优选方案，吸附塔A顶部、吸附塔B顶部与产品缓冲罐相连通的主管路上设置有截止阀。

作为优选方案，吸附塔A顶部与主管路连通处设置有产品出口阀a。

作为优选方案，吸附塔B顶部与主管路连通处设置有产品出口阀b。

作为优选方案，吸附塔A、吸附塔B为应用于变压吸附空气分离制取氮气或者氧气的吸附塔。变压吸附空气分离制取氮气或者氧气，尤其需要采用变压吸附产品气体端精确控制、提高产品气体生产效率的措施。

作为优选方案，吸附塔A、吸附塔B还可以是应用于变压吸附脱除水分的吸附式干燥器。该再生反吹可控结构，还可以拓展应用于变压吸附脱除水分的气体干燥装置中(吸附式干燥器)。该类装置由于反吹气量需要根据不同季节进入干燥器的压缩气体温度、含水量、相对湿度等的不同进行反吹气量的合理控制，从而在保证出口气体干燥度的前提下，减少干燥气体量的消耗量。

综上所述，本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

变压吸附(PSA)空气分离制取氮气或者氧气的工艺过程中，每次吸附塔吸附饱和后，就需要进行切换再生。所谓切换再生是将准备再生的吸附塔降压到大气压力，同时用另外一个正在产生合格产品气的吸附塔出口的气体反吹正在再生的吸附塔。由于反吹过程使用的是合格的产品气体，反吹气量大了就表现为产品气量减少了。同时有些变压吸附装置还需要运行在不同的纯度下，所需的反吹气量大小并不同。因此，反吹气量的大小及可控性，直接影响到变压吸附空气分离生产的效率。

本实用新型公开了一种PSA空分装置吸附剂再生反吹可控结构，主要解决了变压吸附(PSA)空气分离制取氮气或者氧气的工艺过程现有技术中反吹气量相对盲目，未能实现精确化控制的问题。通过本实用新型的实施，可以在基于理论与实测基础上的单位吸附剂反吹气量的大小，再根据流通能力Kv值，计算出反吹孔板的尺寸，从而做到精确化控制。同时在装置调试阶段通过对气动切断阀开关动作时长的控制，实现装置性能调试的最优化。因此，具有极好的实用性及推广应用价值。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。

图1为本实用新型实施例结构示意图；

图2为现有技术示意图；

附图标记及对应的零部件名称：1-空气进气阀a；2-空气进气阀b；3-再生排放阀a；4-再生排放阀b；5-吸附塔A；6-吸附塔B；7-下均压阀a；8-下均压阀b；9-反吹阀；9a-反吹量控制孔板；9b-反吹控制阀；10-上均压阀；11-产品出口阀a；12-产品出口阀b；13-气动切断阀；14-截止阀；15-截止止回一体阀；16-球阀；17-产品缓冲罐。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。

在以下描述中，为了提供对本实用新型的透彻理解阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本实用新型。在其他实例中，为了避免混淆本实用新型，未具体描述公知的结构、电路、材料或方法。

在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本实用新型至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和、或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的示图都是为了说明的目的，并且示图不一定是按比例绘制的。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“高”、“低”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

实施例

一种PSA空分装置吸附剂再生反吹可控结构，如图1所示，包括吸附塔A5、吸附塔B6，吸附塔A5下部、吸附塔B6下部均设有压缩空气管路和排放废气管路，吸附塔A5压缩空气管路上设有空气进气阀a1，吸附塔B6压缩空气管路上设有空气进气阀b2，吸附塔A5排放废气管路上设有再生排放阀a3，吸附塔B6排放废气管路上设有再生排放阀b4，吸附塔A5顶部、吸附塔B6顶部产品气体出口侧均通过主管路与产品缓冲罐17相连通。相比现有技术(如图2所示)，吸附塔A5顶部与吸附塔B6顶部之间设置有使两塔顶部相互连通的反吹流路，反吹流路上设置有反吹量控制孔板9a及反吹控制阀9b。具体地，反吹量控制孔板9a的直径，可以根据吸附剂的种类、吸附剂的数量，理论计算或实测后，再根据最佳反吹量及不同尺寸的孔板在具体工况条件下两端的压力差下计算所得。

由反吹量控制孔板9a及反吹控制阀9b组成的反吹流路，气体的流向可以是双向的，即既可以从吸附塔A5顶部反吹到吸附塔B6的顶部，也可以从吸附塔B6的顶部反吹到吸附塔A5的顶部。其反吹的方向取决于塔内的压力状态。当从吸附塔A5顶部反吹到吸附塔B6的顶部时，空气进气阀a1打开，空气进气阀b2关闭，再生排放阀a3关闭，再生排放阀b4打开，压缩空气经空气进气阀a1，由吸附塔A5下部的压缩空气管路进入吸附塔A5，吸附塔A5吸附后的产品气体，经由反吹量控制孔板9a及反吹控制阀9b组成的反吹流路，再由吸附塔B6顶部进入吸附塔B6，再生后的废气进入吸附塔B6下部的排放废气管路，经过再生排放阀b4排放。反向同理。

作为优选方案，反吹控制阀9b为只有通断作用而无调节作用的ON/OFF气动控制阀。

作为优选方案，吸附塔A5顶部与吸附塔B6顶部之间设置有使两塔顶部相互连通的上均压流路，上均压流路上设置有上均压阀10，上均压阀10与反吹量控制孔板9a及反吹控制阀9b为相互并联的关系。

作为优选方案，吸附塔B6下部与吸附塔A5的中部之间设置有下均压流路a，下均压流路a上设置有下均压阀a7。吸附塔A5下部与吸附塔B6的中部之间设置有下均压流路b，下均压流路b上设置有下均压阀b8。

作为优选方案，吸附塔A5顶部、吸附塔B6顶部与产品缓冲罐17相连通的主管路上设置有截止阀14。

作为优选方案，吸附塔A5顶部与主管路连通处设置有产品出口阀a11。吸附塔B6顶部与主管路连通处设置有产品出口阀b12。

作为优选方案，吸附塔A5、吸附塔B6为应用于变压吸附空气分离制取氮气或者氧气的吸附塔。吸附塔顶部产品阀出口及产品阀出口连通后，产品气体的输出结构，具体为：PSA空分制氮产品氮气输出结构，如图1所示，从吸附塔5/6流向产品缓冲罐17的主管路上设有截止阀14，相比现有技术(如图2所示)，主管路上截止阀14的上游设有气动切断阀13，另设带截止止回一体阀5的旁路，旁路两侧分别与气动切断阀13的上游、截止阀14的下游相连通，截止止回一体阀15的气路方向为从气动切断阀13的上游流向截止阀14的下游为限流状态，从截止阀14的下游流向气动切断阀13的上游为全开状态，即在图1所示方向上，截止止回一体阀15自左侧向右侧流通为限流状态，自右侧向左侧流通为全开状态。一体化结构的截止止回一体阀15单只阀门，集成了截止阀与止回阀两种阀门的功能，也可以采用两种阀门并联设置等效替换。主管路上截止阀14的下游，产品缓冲罐17之前设有球阀16。

作为优选方案，吸附塔A5、吸附塔B6还可以是应用于变压吸附脱除水分的吸附式干燥器。该再生反吹可控结构，在拓展应用于变压吸附脱除水分的气体干燥装置中(吸附式干燥器)中时，该类装置由于反吹气量需要根据不同季节进入干燥器的压缩气体温度、含水量、相对湿度等的不同进行反吹气量的合理控制，从而在保证出口气体干燥度的前提下，减少干燥气体量的消耗量。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、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 (10)

1.一种PSA空分装置吸附剂再生反吹可控结构，包括吸附塔A(5)、吸附塔B(6)，吸附塔A(5)下部、吸附塔B(6)下部均设有压缩空气管路和排放废气管路，吸附塔A(5)压缩空气管路上设有空气进气阀a(1)，吸附塔B(6)压缩空气管路上设有空气进气阀b(2)，吸附塔A(5)排放废气管路上设有再生排放阀a(3)，吸附塔B(6)排放废气管路上设有再生排放阀b(4)，吸附塔A(5)顶部、吸附塔B(6)顶部产品气体出口侧均通过主管路与产品缓冲罐(17)相连通；其特征在于：吸附塔A(5)顶部与吸附塔B(6)顶部之间设置有使两塔顶部相互连通的反吹流路，反吹流路上设置有反吹量控制孔板(9a)及反吹控制阀(9b)。

2.根据权利要求1所述的PSA空分装置吸附剂再生反吹可控结构，其特征在于：反吹控制阀(9b)为只有通断作用而无调节作用的ON/OFF气动控制阀。

3.根据权利要求1或2所述的PSA空分装置吸附剂再生反吹可控结构，其特征在于：吸附塔A(5)顶部与吸附塔B(6)顶部之间设置有使两塔顶部相互连通的上均压流路，上均压流路上设置有上均压阀(10)。

4.根据权利要求1或2所述的PSA空分装置吸附剂再生反吹可控结构，其特征在于：吸附塔B(6)下部与吸附塔A(5)的中部之间设置有下均压流路a，下均压流路a上设置有下均压阀a(7)。

5.根据权利要求1或2所述的PSA空分装置吸附剂再生反吹可控结构，其特征在于：吸附塔A(5)下部与吸附塔B(6)的中部之间设置有下均压流路b，下均压流路b上设置有下均压阀b(8)。

6.根据权利要求1所述的PSA空分装置吸附剂再生反吹可控结构，其特征在于：吸附塔A(5)顶部、吸附塔B(6)顶部与产品缓冲罐(17)相连通的主管路上设置有截止阀(14)。

7.根据权利要求6所述的PSA空分装置吸附剂再生反吹可控结构，其特征在于：吸附塔A(5)顶部与主管路连通处设置有产品出口阀a(11)。

8.根据权利要求6所述的PSA空分装置吸附剂再生反吹可控结构，其特征在于：吸附塔B(6)顶部与主管路连通处设置有产品出口阀b(12)。

9.根据权利要求1所述的PSA空分装置吸附剂再生反吹可控结构，其特征在于：吸附塔A(5)、吸附塔B(6)为应用于变压吸附空气分离制取氮气或者氧气的吸附塔。

10.根据权利要求1所述的PSA空分装置吸附剂再生反吹可控结构，其特征在于：吸附塔A(5)、吸附塔B(6)还可以是应用于变压吸附脱除水分的吸附式干燥器。

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