CN2381375Y - 一种双床层变压吸附装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型一种双床层变压吸附装置,由填满吸附剂的分子筛吸附塔1和2、空气压缩机5、冷却器6、真空泵4等组成,其特征在于:分子筛吸附塔1和2的中部各开一气口,由管路通过阀17相连通;分子筛吸附塔1和2上端连接的管路的中间又有管路通过阀9和单向阀10与成品气贮罐3相连接,本实用新型主要用由提取氧气或氮气,其特点是采用低压力、低真空分离,这样可以减少能耗,提高提纯气体的纯度。
Description
本实用新型属于气体的吸附分离装置，特别适用于从空气中提取氧气O2、氮气N2时使用。
变压吸附装置(包括真空变压吸附装置)用于从空气中提取氧气和氮气，已有近二十年的历史，人们发明了许多分离工艺，大致者基于如下过程：混合气体中所含的一种(或几种)气体，由于与床层中的一种(或几种)吸附剂具有较强的新合力而被吸附于吸附剂的表面(内、外吸附)；混合气体中不易被吸附的气体从吸附床层的顶端取出。
吸附气体的解吸即床层吸附剂的再生，是在吸附步骤之后的减小压力来实现的，一般降致1个大气压，如果压力降致低于大气压，就要采用真空的办法来实现。
解吸步骤之后，床层一般通过填充气体升压至吸附压。在常压变压吸附工艺(PSA)中，此过程是输入不易被吸附的气体组分，或原料气，或两种气体同时输入；而在真空变压吸附(VSA)工艺中，此过程一般是输入原料气。以上的分离过程大致可分为三步：吸附分离、减压解吸、再填充即升至吸附压。
双床层的变压吸附装置一般能耗要稍高于三床层的变压吸附装置，但其结构要简单得多，相对而言故障也少，因此得到了广泛的应用。双床层的真空变压吸附系统，其能耗要比PSA低些，然而由于要使用真空泵，尤其是水环泵，使装置又变得比较复杂，往往不受亲睐。不论是哪种工艺，在较高纯度的气体分离时，其能耗都比较高，如氮气纯度高于99.95％(体积)时，一般就得采取加净化的方法。
本实用新型的目的在于提供一种低能耗、可分离出较高纯度的气体的双床层亚真空变压吸附装置，用于从空气中提取氮气和氧气。
本实用新型的目的是这样实现的：一种双床层变压吸附装置，由填满吸附剂的分子筛吸附塔1和2、空气压缩机5、冷却器6、真空泵4等组成，分子筛吸附塔1上端有阀7、8通过管路与分子筛吸附塔2连接，分子筛吸附塔1的下端由三路管路与分子筛吸附塔2的下端相连，其中的两路管路又分别与冷却器6和空气压缩机5、真空泵4和单向阀16相连，其特征在于：分子筛吸附塔1和2的中部各开一气口，由管路通过阀17相连通；分子筛吸附塔1和2上端连接的管路的中间又有管路通过阀9和单向阀10与成品气贮罐3相连接。
本实用新型的特点之一是采用低压力、低真空分离，这样可以减少能耗，提高提纯气体的纯度。所谓低压力是指吸附压力可在0.2mpa或更低的状态下进行。而现有的变压吸附工艺采用的吸附压力一般在0.6～1.0mpa，真空变压吸附的吸附压一般在0.3～0.5mpa。所谓的低真空度是指对真空泵所达到真空度要求不高，只需在-0.04～-0.06mpa左右。而现有的真空变压吸附一般的真空度在-0.08～0.1mpa左右。本实用新型设计能有效的发挥分子筛的特性、降低压缩和真空过程中的能耗。
附图说明：
图1、本实用新型示意图；
图2、本实用新型t1时间示意图；
图1、本实用新型t2时间示意图；
图1、本实用新型t3时间示意图。
实施例一：
如图1所示，一种双床层变压吸附装置，由填满吸附剂的分子筛吸附塔1和2、空气压缩机5、冷却器6、真空泵4等组成，分子筛吸附塔1上端有阀7、8通过管路与分子筛吸附塔2连接，分子筛吸附塔1的下端由三路管路与分子筛吸附塔2的下端相连，其中的两路管路又分别与冷却器6和空气压缩机5、真空泵4和单向阀16相连，其特征在于：分子筛吸附塔1和2的中部各开一气口，由管路通过阀17相连通；分子筛吸附塔1和2上端连接的管路的中间又有管路通过阀9和单向阀10与成品气贮罐3相连接。根据权利要求1所述的双床层变压吸附装置，其特征在于：压缩机5和真空泵4可由一台电动机带动。
本实用新型的装置的使用过程是这样的：
如图2所示，在时间t1＝0～2秒；较高吸附压的分子筛吸附塔1向“亚真空”态再生后的分子筛吸附塔2均压，分三路同时进行，第一路从底部经阀13；第二路在中部经阀17；第三路从顶部，经阀7和8。此过程中分子筛吸附塔1的压力由0.2mpa降至0.08mpa，而分子筛吸附塔2则由-0.6mpa升压至0.08mpa。
如图3所示，在时间t2＝0～1秒，分子筛吸附塔1经阀11与单向阀16和真空泵4连通，开始减压再生，因为此段开始时分子筛吸附塔1内的压力高于大气压，因此气分两路排了，一部分经单向阀16，一部分进入真空泵4。分子筛吸附塔2经过打开阀8和阀9与成品气贮罐3接通，由于成品气贮罐3内压力从0.08mpa升至0.15mpa左右，成品气贮罐3仍然不断向外输出成品气，因其压力一直高于大气压。
如图4所示，时间t3＝0～55秒；分子筛吸附塔1继续通过阀11打开与真空泵4接通，压力由0.08mpa减至“亚真空”状态-0.06mpa；分子筛吸附塔2通过阀15打开与空气压缩机5接通，开始升压吸附，压力由0.15mpa升至0.2mpa；并在此状态下经塔顶由阀9打开向成品气贮罐3输送产品气，成品气贮罐3中的压力也由0.15mpa升至0.2mpa。
程序接下来的t4、t5、t6与t1、t2、t3对应，只是气流运行线路如同把分子筛吸附塔1和2的位置交换一下的线路。
吸附剂可以是碳分子筛(CMS)用于提取氮气；亦可以是沸石分子筛(5AMG等)用于提取氧气。
Claims (2)
1、一种双床层变压吸附装置，由填满吸附剂的分子筛吸附塔(1)和(2)、空气压缩机(5)、冷却器(6)、真空泵(4)等组成，分子筛吸附塔(1)上端有阀(7)、(8)通过管路与分子筛吸附塔(2)连接，分子筛吸附塔(1)的下端由三路管路与分子筛吸附塔(2)的下端相连，其中的两路管路又分别与冷却器(6)和空气压缩机(5)、真空泵(4)和单向阀(16)相连，其特征在于：分子筛吸附塔(1)和(2)的中部各开一气口，由管路通过阀(17)相连通；分子筛吸附塔(1)和(2)上端连接的管路的中间又有管路通过阀(9)和单向阀(10)与成品气贮罐(3)相连接。
2、根据权利要求1所述的双床层变压吸附装置，其特征在于：压缩机(5)和真空泵(4)可由一台电动机带动。
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| CN 99213802 CN2381375Y (zh) | 1999-06-15 | 1999-06-15 | 一种双床层变压吸附装置 |
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| CN 99213802 CN2381375Y (zh) | 1999-06-15 | 1999-06-15 | 一种双床层变压吸附装置 |
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| CN 99213802 Expired - Fee Related CN2381375Y (zh) | 1999-06-15 | 1999-06-15 | 一种双床层变压吸附装置 |
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| CN (1) | CN2381375Y (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1310698C (zh) * | 2003-07-16 | 2007-04-18 | Lg电子有限公司 | 气体分离装置 |
| CN110395694A (zh) * | 2019-07-23 | 2019-11-01 | 中国石油大学(华东) | 大规模节能型梯级空气分离工艺 |
| CN110527571A (zh) * | 2019-09-11 | 2019-12-03 | 张家港富瑞特种装备股份有限公司 | 一种天然气过滤计量脱水脱汞模块 |
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1999
- 1999-06-15 CN CN 99213802 patent/CN2381375Y/zh not_active Expired - Fee Related
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