专利名称：三塔流程变压吸附气体分离工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种变压吸附气体分离工艺，特别是空气变压吸附分离工艺。
背景技术：
现在进行工业气体分离的方法最常见的是变压吸附工艺，即PSA工艺。一般在工艺流程中对吸附塔再生时都是采用成品气回吹再生方式，吸附塔内的分子筛再生时间长，往往与吸附工作时间相等或更长，造成工艺流程的有效吸附时间短，效率不高，而且成品气回吹消耗量大，运行耗能多。如果调整吸附和再生的周期时间比，则会使分子筛再生不充分，影响产品质量。因此，不论吸附塔采用二个、三个或更多个的编组形式，处于再生状态的吸附塔数量都会多于或等于工作的吸附塔数量，即流程切换周期中再生总时间多于吸附工作的总时间，大大影响了生产效率的提高，并增加工艺流程能耗和运行成本。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种可大幅缩短吸附塔分子筛再生时间，提高工艺生产效率的三塔流程变压吸附气体分离工艺。
本发明包括使用三个吸附塔，通过控制切换，使各塔均周期性循环交替吸附工作、再生，吸附工作时从吸附塔的进气口通入压缩原料气，成品气从出气口排出，再生时则从吸附塔的出气口逆向回吹其它吸附塔生产的成品气，从进气口排出；对一个吸附塔再生时，先从该吸附塔的出气口逆向回吹压缩原料气进行初步再生，经设定时间后，再改为逆向回吹成品气进行深度再生，再经设定时间后停止再生，切换为吸附工作状态；吸附塔逆向回吹再生的总时间为切换总周期的1/3，即始终为一塔再生、二塔吸附工作。
本发明的工艺中先使用压缩原料气回吹进行初步再生，再利用成品气回吹深度再生，回吹清洗效果好，可以大幅降低分子筛再生的时间，使再生时间降到吸附工作时间的一半以下，整个流程切换周期中的吸附工作时间比例大大增加，生产效率提高，减少成品气回吹消耗量，并有效降低工艺能耗和生产成本。
在运行优选状态中，再生状态的吸附塔初步再生时间和深度再生时间均为切换总周期的1/6，这样分配比较合理，适用的原料气体较多，工艺流程的运行比较可靠。而且在吸附塔再生时，从进气口排出气体可进行抽空辅助，这样可加快气流，提高再生效果。
实际中，各吸附塔均可以由一组串联的吸附器构成等同设备，不会影响工艺流程的生产效果。同样，本发明工艺也可采用六个塔、九个塔等递增的塔数编组，也具有等同效果，切换周期中总再生时间和吸附工作时间比例始终保持在1∶2以下。
下面结合附图和实施例进一步说明本发明。
附图是实施例的工艺流程示意图。
实施例如图所示，本实施例采用三个单塔切换，利用压缩空气分离制取氮气，每一吸附塔的进气口设在塔下方，出气口设在上方，在各进气口的逆向排空管路末端还设有真空泵抽空辅助，并设有消音器消除噪声。
当吸附塔A和B工作时，吸附塔C再生，控制阀V1、V3、V6、V7、V9、V12、V13、V14打开，控制阀V2、V4、V5、V8、V10、V11、V15关闭，压缩空气经控制阀V7、吸附塔A、控制阀V1后吸附排出成品氮气。同样，压缩空气经控制阀V9、吸附塔B、控制阀V3后生产出成品氮气。部分压缩空气则经控制阀V14、V6、吸附塔C、控制阀V12、V13、真空泵及消音器对吸附塔C逆向回吹，进行初步再生。经30秒后，控制阀V14关闭，控制阀V15打开，部分成品氮气经控制阀V15、V6、吸附塔C、控制阀V12、V13、真空泵及消音器对吸附塔C回吹进行深度再生，经30秒后，再生完成。
接着，由吸附塔B向C快速均压，切换为吸附塔A和C工作生产氮气，吸附塔B再生。同样，部分压缩空气经控制阀V14、V4、吸附塔B、控制阀V10、V13、真空泵及消音器初步再生，经30秒后，控制阀V14关闭，控制阀V15打开，部分成品氮气经控制阀V15、V4、吸附塔B、控制阀V10、V13、真空泵及消音器对吸附塔B回吹进行深度再生，经30秒后，吸附塔B再生完成。
接着，由吸附塔A向B均压，切换为吸附塔A再生，其余塔工作。同样，部分压缩空气经控制阀V14、V2、吸附塔A、控制阀V8、V13、真空泵及消音器对吸附塔A逆向回吹，进行初步再生。经30秒后，控制阀V14关闭，控制阀V15打开，部分成品氮气经控制阀V15、V2、吸附塔A、控制阀V8、V13、真空泵及消音器进行深度再生，经30秒后，吸附塔A再生完成。
接着，吸附塔C向A均压，又切换为吸附塔C再生，其余塔工作，如此周期循环切换，连续不断生产。
通过调整吸附塔内的分子筛种类，并调整切换周期及其它运行参数，本发明同样可对其它原料气体进行分离，工艺原理及效果是等同的。而且，按不同分子筛的再生难易程度，采用某些分子筛的工艺还可以达到一塔再生、多塔吸附工作的效果，使流程切换周期中的吸附工作时间比例再增加，但工艺原理是一致的。
权利要求
1.一种三塔流程变压吸附气体分离工艺，包括使用三个吸附塔，通过控制切换，使各塔均周期性循环交替吸附工作、再生，吸附工作时从吸附塔的进气口通入压缩原料气，成品气从出气口排出，再生时则从吸附塔的出气口逆向回吹其它吸附塔生产的成品气，从进气口排出，其特征为对一个吸附塔再生时，先从该吸附塔的出气口逆向回吹压缩原料气进行初步再生，经设定时间后，再改为逆向回吹成品气进行深度再生，再经设定时间后停止再生，切换为吸附工作状态；吸附塔逆向回吹再生的总时间为切换总周期的1/3，即始终为一塔再生、二塔吸附工作。
2.根据权利要求1所述的三塔流程变压吸附气体分离工艺，其特征为再生状态的吸附塔初步再生时间和深度再生时间均为切换总周期的1/6。
3.根据权利要求1或2所述的三塔流程变压吸附气体分离工艺，其特征为吸附塔再生时，从进气口排出气体可进行抽空辅助。
4.根据权利要求1或2所述的三塔流程变压吸附气体分离工艺，其特征为压缩原料气为压缩空气。
5.根据权利要求3所述的三塔流程变压吸附气体分离工艺，其特征为压缩原料气为压缩空气。
全文摘要
一种三塔流程变压吸附气体分离工艺，使用三个周期性循环交替吸附工作、再生的吸附塔，工作时，从吸附塔的进气口通入压缩原料气，成品气从出气口排出，再生时，先从该吸附塔的出气口逆向回吹压缩原料气进行初步再生，经设定时间后再改为逆向回吹成品气进行深度再生，再经设定时间后停止再生，切换为工作状态；吸附塔逆向回吹再生的总时间为切换总周期的1/3，即始终为一塔再生、二塔吸附工作。本发明的工艺使用初步和深度再生，回吹清洗效果好，可以大幅降低分子筛再生的时间，使再生时间降到吸附工作时间的一半以下，整个流程切换周期中的吸附工作时间比例大大增加，生产效率提高，减少成品气回吹消耗量，并有效降低工艺能耗和生产成本。
文档编号B01D53/047GK1806891SQ20051006232
公开日2006年7月26日 申请日期2005年12月27日 优先权日2005年12月27日
发明者张军, 赵宏海, 贺明星, 蒋华峰, 蔡元培 申请人:温州瑞气空分设备有限公司