CN216935365U - 一种便于安装的小型变压吸附撬装设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种便于安装的小型变压吸附撬装设备，包括固定底架，所述的固定底架上设有固定架A和固定架B。本实用新型的优点在于：①将原有一台吸附塔拆为两台套，一台装有脱水吸附剂，一台装有脱碳吸附剂，这样更换吸附剂更加方便，在脱水吸附剂更换时，不用连带倒出全部的脱碳吸附剂即可完成更换；②结构紧凑，整体体积小便于运输；③整体在厂内组装，可以组装完成管道后再进行拆卸，拆下来进行完全的管道探伤，能够确保所有焊缝100%经过机器检验，保证产品质量；④现场不需动火动焊即可完成组装；⑤在探伤完成后，可以在厂内进行空气实验、打压吹扫等步骤，出厂前，使用制氮机向设备内填充氮气，完成封装，可降低成本。

Description

一种便于安装的小型变压吸附撬装设备

技术领域

本实用新型涉及真空变压吸附技术领域，具体是指一种便于安装的小型变压吸附撬装设备。

背景技术

变压吸附(Pressure Swing Adsorption)气体分离与提纯技术成为大型化工工业的一种生产工艺和独立的单元操作过程，是1960年之后迅速发展起来的。由于变压吸附(PSA)气体分离技术是依靠压力的变化来实现吸附与再生的，因而再生速度快、能耗低，属节能型气体分离技术。并且该工艺过程简单、操作稳定，对于含多种杂质的混合气体可将所有杂质，在同类装置中完全脱除得到高纯度产品，因而四十年来发展非常迅速，已广泛应用于沼气气体中甲烷提纯，混合气体中一氧化碳、二氧化碳、氧气、氮气、氩气和烃类的制取、各种气体的无热干燥及各种工业尾气的净化和回收等。目前的变压吸附设备还存在以下技术问题：①脱水的吸附剂与脱碳的吸附剂使用寿命不同，脱水吸附剂寿命更短，当需要更换脱水吸附剂时需要将罐体所有吸附剂全部清除，再装入新的脱水吸附剂及原有脱碳吸附剂，此方法过于繁琐；②沼气提纯变压吸附所用的阀门、管道较多，现场安装不方便，同时，受限于周边施工环境，如，不便于施焊等情况，现场难以安装；③安装后进行压力管道探伤工作难以进行，若管道间距过小，有些管道无法进行完全探伤，以及管架阻挡等情况，探伤机器难以探伤焊缝的全部；④现场管道吹扫打压、置换工作不方便。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是以上所述的技术问题，提供一种整体体积小便于安装的小型变压吸附撬装设备。

为解决上述技术问题，本实用新型提供的技术方案为：一种便于安装的小型变压吸附撬装设备，包括固定底架，所述的固定底架上设有固定架A和固定架B，所述的固定架A上设有若干固定杆，所述的固定架A和固定架B上设有多组吸附机构，所述的固定底架上靠一侧端部设有仪表柜，所述的固定架A上在靠近设有仪表柜的一侧设有原料气缓冲罐，所述的固定架A上在原料气缓冲罐远离设有仪表柜的一侧设有真空缓冲罐，所述的固定架A上在远离设有原料气缓冲罐的一侧设有中间罐，所述的固定架B上在靠近设有真空缓冲罐的一侧设有产品气缓冲罐，所述的原料气缓冲罐通过管路与多组吸附机构的进口并联，所述的吸附机构的出口通过管路与产品气缓冲罐连接，所述的吸附机构的进口通过管路连接有真空缓冲罐和中间罐。

作为改进，所述的吸附机构包括吸附塔A和吸附塔B，所述的吸附塔A和吸附塔B组成一组吸附机构，所述的吸附塔A和吸附塔B的外侧壁上设有支撑架，多组所述的吸附塔A和吸附塔B分别通过支撑架架设在固定架B和固定架A上，多组所述的吸附机构中的吸附塔A和吸附塔B分别并排设置，所述的固定杆设置在相邻两吸附塔B之间。

作为改进，所述的原料气缓冲罐通过管路分别与吸附塔A的进口连接，所述的吸附塔A 的出口通过管路与同组的吸附塔B的进口连接，所述的吸附塔B的出口通过管路与产品气缓冲罐连接，所述的真空缓冲罐通过管路分别与吸附塔B连接，所述的真空缓冲罐与吸附塔B 连接的管路末端与中间罐的进口连接。

作为改进，所述的吸附塔A中填充有脱水吸附剂，所述的吸附塔B中填充有脱碳吸附剂。

作为改进，所述的管路均设置在吸附塔B远离吸附塔A的一侧。

本实用新型与现有技术相比的优点在于：①将原有一台吸附塔拆为两台套，一台装有脱水吸附剂，一台装有脱碳吸附剂，这样更换吸附剂更加方便，在脱水吸附剂更换时，不用连带倒出全部的脱碳吸附剂即可完成更换；②结构紧凑，整体体积小便于运输；③整体在厂内组装，可以组装完成管道后再进行拆卸，拆下来进行完全的管道探伤，能够确保所有焊缝100％经过机器检验，保证产品质量；④现场不需动火动焊即可完成组装；⑤在探伤完成后，可以在厂内进行空气实验、打压吹扫等步骤，出厂前，使用制氮机向设备内填充氮气，完成封装，可降低成本。

附图说明

图1是本实用新型一种便于安装的小型变压吸附撬装设备的结构示意图。

图2是本实用新型一种便于安装的小型变压吸附撬装设备连接示意图。

如图所示：1、固定底架；2、固定架A；3、固定架B；4、仪表柜；5、原料气缓冲罐； 6、真空缓冲罐；7、产品气缓冲罐；8、中间罐；9、吸附塔A；10、吸附塔B；11、支撑架； 12、固定杆。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明。

结合附图1～2，一种便于安装的小型变压吸附撬装设备，包括固定底架1，所述的固定底架1上设有固定架A2和固定架B3，所述的固定架A2上设有若干固定杆12，所述的固定架 A2和固定架B3上设有多组吸附机构，所述的固定底架1上靠一侧端部设有仪表柜4，所述的固定架A2上在靠近设有仪表柜4的一侧设有原料气缓冲罐5，所述的固定架A2上在原料气缓冲罐5远离设有仪表柜4的一侧设有真空缓冲罐6，所述的固定架A2上在远离设有原料气缓冲罐5的一侧设有中间罐8，所述的固定架B3上在靠近设有真空缓冲罐6的一侧设有产品气缓冲罐7，所述的原料气缓冲罐5通过管路与多组吸附机构的进口并联，所述的吸附机构的出口通过管路与产品气缓冲罐7连接，所述的吸附机构的进口通过管路连接有真空缓冲罐6和中间罐8。

所述的吸附机构包括吸附塔A9和吸附塔B10，所述的吸附塔A9和吸附塔B10组成一组吸附机构，所述的吸附塔A9和吸附塔B10的外侧壁上设有支撑架11，多组所述的吸附塔A9和吸附塔B10分别通过支撑架11架设在固定架B3和固定架A2上，多组所述的吸附机构中的吸附塔A9和吸附塔B10分别并排设置，所述的固定杆12设置在相邻两吸附塔B10之间。

所述的原料气缓冲罐5通过管路分别与吸附塔A9的进口连接，所述的吸附塔A9的出口通过管路与同组的吸附塔B10的进口连接，所述的吸附塔B10的出口通过管路与产品气缓冲罐7连接，所述的真空缓冲罐6通过管路分别与吸附塔B10连接，所述的真空缓冲罐6与吸附塔B10连接的管路末端与中间罐8的进口连接。

所述的吸附塔A9中填充有脱水吸附剂，所述的吸附塔B10中填充有脱碳吸附剂。

所述的管路均设置在吸附塔B10远离吸附塔A9的一侧。

本实用新型的工作原理：PSA提纯甲烷装置有一台原料气缓冲罐、十个吸附塔、一台产品气缓冲罐、一台真空缓冲罐、一台中间罐、25个专用程控阀、1个气动调节阀组成，变压吸附基本工作步骤分为吸附和再生两步骤，吸附剂再生又是通过以下三个基本步骤完成：

①吸附塔压力降至低压：

首先是顺着吸附的方向进行降压，逆放时，有一部分吸附剂仍处于吸附状态；

②用抽真空的方式清除尚残留于吸附剂中的杂质，抽取的解析气一部分进入沼气压缩机入口进行回收，一部分放空；

③吸附塔升至吸附压力，以准备再次分离原料气，整个过程主要由36个程控阀来实现。

程控阀编号如下：KV01XX-X，其中KV－程序控制；01—工段编号，XX－的阀门的功能；X-塔名；X－与吸附罐A、B、C、D、E对应的阀门编号a、b、c、d、e。

编号	阀门功能	编号	阀门功能
				01	原料气进口阀	06	抽真空阀
02	产品气出口阀	07	真空罐阀
				03	抽真空阀	08	逆放阀
04	一均阀、二均阀、三均阀	09	中间罐阀
				05	终充阀

每个吸附塔在一次循环中均需经历十个步骤，五个吸附塔在执行程序的安排上相互错开，构成一个闭路循环，相互工作关系如下，参照图2，以A塔为例各步骤如下：

(1)吸附(A)：开启阀KV0101a、KV0102a；原料气通过阀KV0101a自下而上通过A塔，在工作压力下吸附杂质组分，未被吸附的产品组分，通过KV0102a流出，其中大部分作为产品从本系统中输出，剩余部分通过KV0105(终充阀)、KV0104b向B塔进行最终充压，吸附完毕，KV0101a、KV0103a自动关闭。

(2)一均降(E1D)：开启阀KV0104a、KV0104d；A塔停止吸附后，与结束二均升步骤的D塔出口端相连，即通过阀KV0104a、KV0104d与D塔进行第一次压力平衡，A塔压力降低，均压后，A塔与D塔压力基本相等，关闭KV0104a、KV0104d。

(3)二均降(E2D)：开启阀KV0104a、KV0109；A塔停止吸附后，与中间罐相连，即通过阀KV0104a、KV0109与中间罐进行压力平衡，A塔压力降低，均压后，A塔与中间罐压力基本相等，关闭KV0104a、KV0109。

(4)三均降(E3D)：开启阀KV0104a、KV0104e；A塔完成隔离步骤后，与E塔出口端相连，进行第三级压力平衡，A塔压力进一步降低，关闭KV0104a、KV0104e。

(5)逆放(D)：开启阀KV0103a、KV0108；A塔完成三均降步骤后，通过开启阀KV0103a、 KV0108，将塔内存放的气体回收至沼气压缩机入口，A塔压力进一步降低，逆放完毕后，保持阀门KV0103a开启。

(6)抽真空(V)：开启阀KV0103a、KV0106、KV0107；使A塔与真空泵与真空罐联通，在真空泵与真空罐双重作用下，将残留在A塔中的吸附杂质充分解析，吸附剂得到再生。真空泵排出的气体排空，关闭KV0106，继续开启KV0103、KV0107抽真空，完成后关闭KV0103a，KV0107。此时打开KV0106，真空泵继续抽真空罐至下次抽真空阶段。

(7)三均升(E3R)：开启阀KV0104a、KV0104b；A塔完成抽真空步骤后，与B塔出口相连，与B塔进行压力平衡，A塔压力升高，与B塔平衡后，关闭KV0104a、KV0104b。

(8)二均升(E2R)：开启KV0104a、KV0109；A塔三均升完成后，与中间罐出口相连，进行第二级压力平衡，A塔压力升高，与中间罐平衡后，关闭KV0104a、KV0109。

(9)一均升(E1R)：开启阀KV0104a、KV0104c；A塔完成二均升步骤后与刚刚结束吸附步骤的C塔出口相连，进行第一级压力平衡，A塔压力再一次升高，均压后A、C塔压力基本相等。关闭KV0104a、KV0104c。

(10)终充(FR)：开启KV0104a、KV0105；A塔终充是利用产品气进行的，产品气经KV0105，由均压管进入A塔，最终使A塔压力基本接近吸附压力。通过这一步骤后，再生过程全部结束，紧接着便进行下一次循环。

其他吸附塔的操作步骤与A塔相同，不过在时间上是相互错开的，这些程控阀按规定的程序操作，使变压吸附工艺过程能不断净化原料气，输出产品气。

以上对本实用新型及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种便于安装的小型变压吸附撬装设备，包括固定底架(1)，其特征在于：所述的固定底架(1)上设有固定架A(2)和固定架B(3)，所述的固定架A(2)上设有若干固定杆(12)，所述的固定架A(2)和固定架B(3)上设有多组吸附机构，所述的固定底架(1)上靠一侧端部设有仪表柜(4)，所述的固定架A(2)上在靠近设有仪表柜(4)的一侧设有原料气缓冲罐(5)，所述的固定架A(2)上在原料气缓冲罐(5)远离设有仪表柜(4)的一侧设有真空缓冲罐(6)，所述的固定架A(2)上在远离设有原料气缓冲罐(5)的一侧设有中间罐(8)，所述的固定架B(3)上在靠近设有真空缓冲罐(6)的一侧设有产品气缓冲罐(7)，所述的原料气缓冲罐(5)通过管路与多组吸附机构的进口并联，所述的吸附机构的出口通过管路与产品气缓冲罐(7)连接，所述的吸附机构的进口通过管路连接有真空缓冲罐(6)和中间罐(8)。

2.根据权利要求1所述的一种便于安装的小型变压吸附撬装设备，其特征在于：所述的吸附机构包括吸附塔A(9)和吸附塔B(10)，所述的吸附塔A(9)和吸附塔B(10)组成一组吸附机构，所述的吸附塔A(9)和吸附塔B(10)的外侧壁上设有支撑架(11)，多组所述的吸附塔A(9)和吸附塔B(10)分别通过支撑架(11)架设在固定架B(3)和固定架A(2)上，多组所述的吸附机构中的吸附塔A(9)和吸附塔B(10)分别并排设置，所述的固定杆(12)设置在相邻两吸附塔B(10)之间。

3.根据权利要求2所述的一种便于安装的小型变压吸附撬装设备，其特征在于：所述的原料气缓冲罐(5)通过管路分别与吸附塔A(9)的进口连接，所述的吸附塔A(9)的出口通过管路与同组的吸附塔B(10)的进口连接，所述的吸附塔B(10)的出口通过管路与产品气缓冲罐(7)连接，所述的真空缓冲罐(6)通过管路分别与吸附塔B(10)连接，所述的真空缓冲罐(6)与吸附塔B(10)连接的管路末端与中间罐(8)的进口连接。

4.根据权利要求3所述的一种便于安装的小型变压吸附撬装设备，其特征在于：所述的吸附塔A(9)中填充有脱水吸附剂，所述的吸附塔B(10)中填充有脱碳吸附剂。

5.根据权利要求3所述的一种便于安装的小型变压吸附撬装设备，其特征在于：所述的管路均设置在吸附塔B(10)远离吸附塔A(9)的一侧。

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