一种集成吸附干燥功能的变压吸附空气分离装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种集成吸附干燥功能的变压吸附空气分离装置，包括依次连接的空气压缩机、过滤器一、过滤器二、压缩空气缓冲罐以及产品气体缓冲罐，压缩空气缓冲罐和产品气体缓冲罐之间设置有集成式变压吸附分离装置，集成式变压吸附分离装置同时与压缩空气缓冲罐和产品气体缓冲罐连接。本方案相应地减少了自动控制的切换阀门，故障点更少，装置的运行更为可靠；装置流程缩短，占地面积减少，对于对安装空间有严格要求的场合尤其适用；用于干燥装置再生的压缩空气消耗量减少约10%，主要依靠空气分离吸附剂层中保存的干燥气体，在再生过程中用于再生吸附干燥层的吸附剂，有效地利用了空气分离吸附剂排放的再生气体，降低了压缩空气的消耗。
【专利说明】
一种集成吸附干燥功能的变压吸附空气分离装置
技术领域
[0001]本实用新型属于变压吸附气体分离领域，具体涉及一种集成吸附干燥功能的变压吸附空气分离装置。
【背景技术】
[0002]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与氧气的装置。
[0003]但现有技术的变压吸附空气分离装置，通常都在两个过滤器与过滤器中间，设置一个压缩空气干燥装置，采用冷冻式或吸附式，如图1所示。但无论是冷冻式或吸附式干燥装置，都存在可靠性问题，因为气体分离的流程长，故障点多。尤其是吸附式干燥装置，在采用无热再生工艺的情况下，仅靠吸附塔内部分气体排放、降低压力再生，其再生深度远远不足。因此需要消耗大量的干燥空气(20%左右)反吹，用于吸附剂的再生，从而大大增加了压缩空气的消耗，降低了运行的经济性。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型所要解决的技术问题是无热再生吸附式干燥装置消耗压缩空气量过大的问题，以及气体分离流程长、故障点多所引起的可靠性差的问题，目的在于提供一种集成吸附干燥功能的变压吸附空气分离装置，通过采用干燥吸附剂与空气分离用吸附剂多层装填、直接分层连通的方式，取消了压缩空气分离前端预处理过程独立设置的干燥装置，而将其干燥功能集成到变压吸附分离装置中，解决上述问题。同时在特殊安装条件下，对于占地面积有苛刻要求的场合，可以有效地减小占地面积。
[0005]本实用新型通过下述技术方案实现:
[0006]—种集成吸附干燥功能的变压吸附空气分离装置，包括依次连接的空气压缩机、过滤器一、过滤器二、压缩空气缓冲罐以及产品气体缓冲罐，所述压缩空气缓冲罐和产品气体缓冲罐之间设置有集成式变压吸附分离装置，且集成式变压吸附分离装置同时与压缩空气缓冲罐和产品气体缓冲罐连接，在串联式过滤器组中间，无须再设置用于脱除压缩空气中水分的干燥装置，
[0007]进一步地，集成式变压吸附分离装置中设置有两个或两个以上的吸附塔，且吸附塔均与压缩空气缓冲罐和产品气体缓冲罐连接;每个吸附塔中均填装有吸附剂;吸附剂至少由用于干燥的吸附剂一，与用于空气分离的吸附剂二两种或以上的填料组成，吸附剂一设置在吸附塔的空气入口侧，吸附剂一和吸附剂二在吸附塔中呈上下层结构设置，并直接连通，从而实现变压吸附工艺交替吸附、再生。通过吸附干燥层干燥后的压缩空气，其干燥度应达到《ISO 8573.1压缩空气质量标准》中规定的压力露点不低于4级标准。
[0008]进一步地，吸附塔中每个吸附塔中所填装的用于干燥的吸附剂一的比例为10?30%，用于空气分离的吸附剂二的比例为70?90%。本申请中用到的吸附剂都是现有材料，具体根据不同的产品及不同的产品纯度而有区别。
[0009]进一步地，空气压缩机的出口与过滤器一的入口相连通，过滤器一的出口与过滤器二的入口相连通，过滤器二的出口与压缩空气缓冲罐的入口连通，缓冲罐的出口与集成式变压吸附分离装置的入口相连通，而集成式变压吸附分离装置的出口与产品气体缓冲罐相连通，产品气体从缓冲罐输出。
[0010]进一步地，过滤器一采用多个过滤器组成过滤器组，由不同过滤等级的过滤器串联组成;所述过滤器二中主要由能够脱除微量油蒸汽的组件或填料所构成，最终实现的过滤精度，需要达到《ISO 8573.1压缩空气质量标准》中规定的含机械杂质I级及含油I级的标准。
[0011]本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果:
[0012](I)取消了独立设置的压缩空气干燥装置，相应地减少了自动控制的切换阀门，故障点更少，装置的运行更为可靠；
[0013](2)装置流程缩短，占地面积减少，对于对安装空间有严格要求的场合尤其适用；
[0014](3)用于干燥装置再生的压缩空气消耗量减少约10%，主要依靠空气分离吸附剂层中保存的干燥气体，在再生过程中用于再生吸附干燥层的吸附剂，从而有效地利用了空气分离吸附剂排放的再生气体，降低了压缩空气的消耗。
【附图说明】
[0015]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。在附图中:
[0016]图1为传统的变压吸附空气分离装置示意图；
[0017]图2为本实用新型结构不意图。
[0018]附图中标记及对应的零部件名称:
[0019]1-空气压缩机，2-过滤器一，3-干燥装置，4-过滤器二，5-压缩空气缓冲罐，6A-集成式变压吸附分离装置，6B-变压吸附分离装置，7-产品气体缓冲罐。
【具体实施方式】
[0020]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。
[0021]实施例1:
[0022]如图1、图2所示，一种集成吸附干燥功能的变压吸附空气分离装置，包括依次连接的空气压缩机1、过滤器一 2、过滤器二 4、压缩空气缓冲罐5以及产品气体缓冲罐7，所述压缩空气缓冲罐5和产品气体缓冲罐7之间设置有集成式变压吸附分离装置6A，且集成式变压吸附分离装置6A同时与压缩空气缓冲罐5和产品气体缓冲罐7连接;集成式变压吸附分离装置6A中设置有两个或两个以上的吸附塔，且吸附塔均与压缩空气缓冲罐5和产品气体缓冲罐7连接;吸附塔中的每个吸附塔中均填装有吸附剂;并且吸附剂至少由用于干燥的吸附剂一，与用于空气分离的吸附剂二两种或以上的填料组成，吸附剂一设置在吸附塔的空气入口侦U，吸附剂一和吸附剂二在吸附塔中呈上下层结构设置，并直接连通。传统的变压吸附空气分离装置中设置有干燥装置3，采用的是变压吸附分离装置6B，其存在可靠性问题，因为气体分离的流程长，故障点多。尤其是吸附式干燥装置，在采用无热再生工艺的情况下，仅靠吸附塔内部分气体排放、降低压力再生，其再生深度远远不足。因此需要消耗大量的干燥空气20%左右反吹，用于吸附剂的再生，从而大大增加了压缩空气的消耗，降低了运行的经济性。而本方案用于压缩空气分离的变压吸附空气分离装置中，集成了气体吸附式干燥的功能，将原料空气通过空气压缩机I加压后，再进入空气预处理过滤器组;通过预净化过滤的压缩空气进入压缩空气缓冲罐5，供进一步空气干燥及分离备用;压缩空气顺次进入集成式变压吸附分离装置的吸附塔中，顺次进入空气干燥及空气分离吸附剂层，以实现空气的干燥与分离;分离后获得的产品气体，经产品气体缓冲罐7输出。图中未画出吸附塔的位置和结构，吸附塔是现有的结构，只是集成吸附干燥功能后高度有所增加。本方案是将现有的结构进行组合，采用干燥吸附剂与空气分离用吸附剂多层装填、直接分层连通的方式，取消了压缩空气分离前端预处理过程独立设置的干燥装置，而将其干燥功能集成到变压吸附分离装置中，相应地减少了自动控制的切换阀门，故障点更少，装置的运行更为可靠，依靠空气分离吸附剂层中保存的干燥气体，在再生过程中用于再生吸附干燥层的吸附剂，从而有效地利用了空气分离吸附剂排放的再生气体，降低了压缩空气的消耗。
[0023]实施例2:
[0024]在上述实施例的基础上，当集成式变压吸附分离装置6A中设置耐水型干燥剂，以及优先吸附氧气的空气分离吸附剂时，可以用于氮气的生产。
[0025]实施例3:
[0026]在上述实施例的基础上，当集成式变压吸附分离装置6A中设置耐水型干燥剂，以及优先吸附氮气的空气分离吸附剂时，可以用于氧气的生产。
[0027]实施例4:
[0028]在上述实施例的基础上，当集成式变压吸附分离装置6A由于安装地点的限制，对高度有严格要求的情况下，可以设计成多个成对设置的吸附塔，每一个吸附塔都按相同的规格设计，通过程序控制并联而间隔式切换再生，从而实现有限的高度限制条件下装置规模的扩大。
[0029]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。
【主权项】
1.一种集成吸附干燥功能的变压吸附空气分离装置，包括依次连接的空气压缩机(I)、过滤器一 (2)、过滤器二 (4)、压缩空气缓冲罐(5)以及产品气体缓冲罐(7)，其特征在于，所述压缩空气缓冲罐(5)和产品气体缓冲罐(7)之间设置有集成式变压吸附分离装置(6A)，且集成式变压吸附分离装置(6A)同时与压缩空气缓冲罐(5)和产品气体缓冲罐(7)连接。2.根据权利要求1所述的一种集成吸附干燥功能的变压吸附空气分离装置，其特征在于，所述集成式变压吸附分离装置(6A)中设置有两个或两个以上的吸附塔，且吸附塔均与压缩空气缓冲罐(5)和产品气体缓冲罐(7)连接。3.根据权利要求2所述的一种集成吸附干燥功能的变压吸附空气分离装置，其特征在于，所述吸附塔中的每个吸附塔中均填装有吸附剂。4.根据权利要求3所述的一种集成吸附干燥功能的变压吸附空气分离装置，其特征在于，所述吸附剂至少由用于干燥的吸附剂一，与用于空气分离的吸附剂二两种或以上的填料组成，吸附剂一设置在吸附塔的空气入口侧，吸附剂一和吸附剂二在吸附塔中呈上下层结构设置，并直接连通。5.根据权利要求1至4中任意一项所述的一种集成吸附干燥功能的变压吸附空气分离装置，其特征在于，所述空气压缩机(I)的出口与过滤器一(2)的入口相连通，过滤器一(2)的出口与过滤器二(4)的入口相连通，过滤器二(4)的出口与压缩空气缓冲罐(5)的入口连通，缓冲罐(5)的出口与集成式变压吸附分离装置(6A)的入口相连通，而集成式变压吸附分离装置(6A)的出口与产品气体缓冲罐(7)相连通。6.根据权利要求5所述的一种集成吸附干燥功能的变压吸附空气分离装置，其特征在于，所述过滤器一 (2)为过滤器组，由不同过滤等级的过滤器串联组成;所述过滤器二 (4)中主要由能够脱除微量油蒸汽的组件或填料所构成。
【文档编号】B01D53/26GK205598892SQ201620439502
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年5月16日
【发明人】沈强, 孟翰武, 蔡荣荣, 刘瑞强, 黄祖旭
【申请人】西梅卡亚洲气体系统成都有限公司