变压吸附气体分离装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种变压吸附气体分离装置，其包括，一第一变压吸附单元和一第二变压吸附单元，该第一变压吸附单元与该第二变压吸附单元通过一过滤器组连通，该第一变压吸附单元包括相互并联的一第一吸附塔和一第二吸附塔，该第一吸附塔的顶端与该第二吸附塔的顶端之间连接有相互并联的第一组气动阀、第一组止回阀和一第一球阀，该第一组气动阀包括相互串联的一第五气动阀和一第六气动阀，该第一组止回阀包括相互串联的一第三止回阀和一第四止回阀；该第三止回阀和该第四止回阀之间的管路上还设有一支路，该支路与该第二变压吸附单元的一排气通路连通。本实用新型提高了再生气的品质和吸附剂再生效果，降低了生产成本。
【专利说明】变压吸附气体分离装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种变压吸附气体分离装置。
【背景技术】
[0002]利用吸附剂变压分离混合气体的设备包括升压吸附和降压解吸两个过程。其工作原理是:当一只装有吸附剂的容器(简称吸附塔)在升压吸附产气时，同时另一只吸附塔放空降压解吸再生，利用部分产品气经过正在降压解吸的吸附剂床层，对吸附剂再生；如此交替循环工作，不断的输出产品气。其中，工艺设备结构示意图见图1。
[0003]如图1所示，现有技术中的变压吸附气体分离装置包括:一第一变压吸附单元和一第二变压吸附单元。所述第一变压吸附单元与所述第二变压吸附单元通过一过滤器组6'连通。
[0004]所述第一变压吸附单元包括相互并联的一第一吸附塔I'和一第二吸附塔2'。所述第一吸附塔I,的顶端与所述第二吸附塔2,的顶端之间连接有相互并联的第一组气动阀和一第一球阀17'，所述第一吸附塔1’的底端与所述第二吸附塔2'的底端之间连接有相互并联的第四组气动阀和第五组气动阀。
[0005]所述第一组气动阀包括相互串联的一第五气动阀15'和一第六气动阀16'，所述第四组气动阀包括相互串联的一第三气动阀13'和一第四气动阀14'，所述第五组气动阀包括相互串联的一第一气动阀11'和一第二气动阀12'。
[0006]一第一排空消音器8'的一端和一第二球阀18'的一端均连接至所述第一气动阀11'和所述第二气动阀12'之间；一原料气5'的出口连接至所述第三气动阀13'和所述第四气动阀14'之间。
[0007]如图1所示，所述第二变压吸附单元包括一第三吸附塔3'和一第四吸附塔4'。所述第三吸附塔3,的底端与所述第四吸附塔4,的底端之间连接有相互并联的第二组气动阀、一第九气动阀33'和第三组气动阀，所述第三吸附塔3'的顶端与所述第四吸附塔4/的顶端之间连接有相互并联的第六组气动阀、第一组止回阀和一第十二气动阀36'。
[0008]所述第二组气动阀包括相互串联的一第十气动阀34'和一第十一气动阀35'，所述第三组气动阀包括相互串联的一第七气动阀31'和一第八气动阀32'，一第二排空消音器9'设置于所述第七气动阀31'和所述第八气动阀32'之间。
[0009]所述第六组气动阀包括相互串联的一第十三气动阀37'和一第十四气动阀38'，所述第一组止回阀包括相互串联的一第一止回阀39'和一第二止回阀40'，一第一节流阀41'的一端连接至所述第十三气动阀37'和所述第十四气动阀38'之间，所述第一节流阀41'的另一端连接至所述第一止回阀39'和所述第二止回阀40'之间，一产品气V的进口连接至所述第十三气动阀37'和所述第十四气动阀38'之间。
[0010]所述过滤器组6'的进口连接至所述第五气动阀15'和所述第六气动阀16'之间，所述过滤器组6'的出口连接至所述第十气动阀34'和所述第十一气动阀35'之间。
[0011]采用上述结构的变压吸附气体分离装置的吸附剂依靠自身产品气对其吹扫再生势必产生以下缺点:
[0012]1、造成产品气的浪费；
[0013]2、由于自身产品气露点低等特点，导致吸附剂再生效果不佳。
实用新型内容
[0014]本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术中变压吸附气体分离装置产品气耗量大以及吸附剂再生效果不佳等缺陷，提供一种变压吸附气体分离装置。
[0015]本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题的:
[0016]一种变压吸附气体分离装置，包括，一第一变压吸附单元和一第二变压吸附单元，所述第一变压吸附单元与所述第二变压吸附单元通过一过滤器组连通，其特点在于，所述第一变压吸附单元包括相互并联的一第一吸附塔和一第二吸附塔，所述第一吸附塔的顶端与所述第二吸附塔的顶端之间连接有相互并联的第一组气动阀、第一组止回阀和一第一球阀，所述第一组气动阀包括相互串联的一第五气动阀和一第六气动阀，所述第一组止回阀包括相互串联的一第三止回阀和一第四止回阀；
[0017]所述第三止回阀和所述第四止回阀之间的管路上还设有一支路，所述支路与所述第二变压吸附单元的一排气通路连通。
[0018]在本方案中，第一吸附塔的顶端与第二吸附塔的顶端之间连接有相互串联的一第三止回阀和一第四止回阀，第三止回阀和第四止回阀之间的管路上还设有一与第二变压吸附单元的一排气通路连通的支路，使得第二变压吸附单元经排气通路排出的气体重新回收利用，使其进入第一变压吸附单元的第一吸附塔或第二吸附塔内，对第一吸附塔或第二吸附塔进行冲压或吸附剂再生，提高部分再生气的品质以及吸附剂再生效果，从而提高吸附剂吸附性能，同时节约了用于吸附剂再生的成品气的耗量，减少原料气的耗量，降低了用户的生产成本。
[0019]较佳地，所述第二变压吸附单元包括一第三吸附塔和一第四吸附塔，所述第三吸附塔的底端与所述第四吸附塔的底端之间连接有相互并联的第二组气动阀、一第九气动阀和第三组气动阀，所述第二组气动阀包括相互串联的一第十气动阀和一第十一气动阀，所述第三组气动阀包括相互串联的一第七气动阀和一第八气动阀，所述排气通路设置于所述第七气动阀和所述第八气动阀之间。
[0020]在本方案中，所述排气通路设置在第七气动阀和所述第八气动阀之间，使得第三吸附塔或第四吸附塔排出的气体经排出通路进入第一变压吸附单元内。
[0021]较佳地，所述排气通路上连接有一第二排空消音器。
[0022]在本方案中，采用上述结构，使得第二变压吸附单元排出的部分气体经第二消音器在不影响吸附剂再生效果的情况下进行有效的消声。
[0023]较佳地，所述过滤器组的进口连接至所述第五气动阀和所述第六气动阀之间，所述过滤器组的出口连接至所述第十气动阀和所述第十一气动阀之间。
[0024]较佳地，所述第一吸附塔的底端与第二吸附塔的底端之间连接有相互并联的一第四组气动阀和一第五组气动阀，所述第四组气动阀包括相互串联的一第三气动阀和一第四气动阀，所述第五组气动阀包括相互串联的一第一气动阀和一第二气动阀，一第一排空消音器的一端和一第二球阀的一端均连接至所述第一气动阀和第二气动阀之间。[0025]在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本实用新型各较佳实例。
[0026]本实用新型的积极进步效果在于:
[0027]本实用新型变压吸附气体分离装置提高了部分再生气的品质，从而提高了吸附剂再生效果以及吸附剂吸附性能，同时节约吹扫再生的成品气，减少脱附放空气，减少原料气的耗量，降低了用户运行能耗和生产成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0028]图1为现有技术中变压吸附气体分离装置的结构示意图。
[0029]图2为本实用新型变压吸附气体分离装置的较佳实施例的结构示意图。
[0030]图3为图2中第一变压吸附单元的气动阀之间的时序表。
[0031]图4为图2中第二变压吸附单元的气动阀之间的时序表。
【具体实施方式】
[0032]下面结合附图给出本实用新型较佳实施例，以详细说明本实用新型的技术方案。
[0033]如图2所示，本实用新型变压吸附气体分离装置包括:一第一变压吸附单元和一第二变压吸附单元。所述第一变压吸附单元与第二变压吸附单元通过一过滤器组6连通。
[0034]第一变压吸附单元包括相互并联的一第一吸附塔I和一第二吸附塔2。所述第一吸附塔I的顶端与第二吸附塔2的顶端之间连接有相互并联的第一组气动阀、第一组止回阀和一第一球阀17。
[0035]其中，所述第一组气动阀包括相互串联的一第五气动阀15和一第六气动阀16 ;所述一组止回阀包括相互串联的一第三止回阀19和一第四止回阀20，并且，所述第三止回阀19和第四止回阀20之间的管路上还设有一支路，支路与第二变压吸附单元的一排气通路连通。
[0036]在本实用新型中，第一吸附塔I的顶端与第二吸附塔2的顶端之间连接有相互串联的一第三止回阀19和一第四止回阀20，第三止回阀19和第四止回阀20之间的管路上还设有一与第二变压吸附单元的一排气通路连通的支路，使得第二变压吸附单元经排气通路排出的气体重新回收利用，使其进入第一变压吸附单元的第一吸附塔I或第二吸附塔2内，对第一吸附塔或第二吸附塔进行冲压或吸附剂再生，提高部分再生气的品质以及吸附剂再生效果，从而提高吸附剂吸附性能，同时节约了用于吸附剂再生的成品气的耗量，减少原料气的耗量，降低了用户的生产成本。
[0037]所述第一吸附塔I的底端与第二吸附塔2的底端之间连接有相互并联的第四组气动阀和第五组气动阀。
[0038]其中，所述第四组气动阀包括相互串联的一第三气动阀13和一第四气动阀14 ;所述第五组气动阀包括相互串联的一第一气动阀11和一第二气动阀12。
[0039]另外，一第一排空消音器8的一端和一第二球阀18的一端均连接至第一气动阀11和第二气动阀12之间；一原料气5的出口连接至第三气动阀13和第四气动阀14之间。
[0040]此外，如图2所示，第二变压吸附单元包括一第三吸附塔3和一第四吸附塔4。所述第三吸附塔3的底端与第四吸附塔4的底端之间连接有相互并联的第二组气动阀、一第九气动阀33和第三组气动阀。
[0041]其中，所述第二组气动阀包括相互串联的一第十气动阀34和一第十一气动阀35 ；所述第三组气动阀包括相互串联的一第七气动阀31和一第八气动阀32。
[0042]进一步，第三吸附塔3的顶端与所述第四吸附塔4的顶端之间连接有相互并联的第六组气动阀、第二组止回阀和一第十二气动阀36。
[0043]其中，第六组气动阀包括相互串联的一第十三气动阀37和一第十四气动阀38 ;第二组止回阀包括相互串联的一第一止回阀39和一第二止回阀40。
[0044]更进一步，一第一节流阀41的一端连接至第十三气动阀37和第十四气动阀38之间，所述第一节流阀41的另一端连接至第一止回阀39和第二止回阀40之间；一产品气7的进口连接至第十三气动阀37和所述第十四气动阀38之间。
[0045]另外，如图2所示，排气通路设置于所述第七气动阀31和第八气动阀32之间。其中，排气通路上连接有一第二排空消音器9。
[0046]此外，过滤器组6的进口连接至所述第五气动阀15和所述第六气动阀16之间，所述过滤器组6的出口连接至第十气动阀34和第十一气动阀35之间。
[0047]以上描述为变压吸附气体的结构，具体的气动阀开启、关闭通过PLC程序控制，动作时间、顺序参照图3、图4的时序表。
[0048]其中，第一吸附塔I和第二吸附塔2交替循环工作。其具体的工作过程如下:
[0049]如图2、图3所示，打开第二气动阀12、第三气动阀13、第五气动阀15，原料气5进入变压吸附气体分离装置，第一吸附塔I工作，产品气经第五气动阀15输入过滤器组6。第一吸附塔I的顶部的部分气体通过第一球阀17对第二吸附塔2内吸附剂再生，经第二气动阀12及第一排空消音器8排出。另外，第二变压吸附单元中的第三吸附塔3或第四吸附塔4内的部分气体经排气通路以及第三止回阀19对第二吸附塔2内吸附剂再生。
[0050]工作积累240s后，关闭第二气动阀12，第一吸附塔I的顶部的部分气体通过第一球阀17对第二吸附塔2冲压。第二变压吸附单元中的第三吸附塔3或第四吸附塔4内的部分气体经排气通路对第二吸附塔2冲压。第一吸附塔I继续工作，120s后切换至第二吸附塔2工作。
[0051]关闭第三气动阀13、第五气动阀15，同时打开第一气动阀11、第四气动阀14、第六气动阀16，第二吸附塔2工作，产品气经第六气动阀16输入过滤器组6。第二吸附塔2的顶部的部分气体通过第一球阀17对第一吸附塔I内吸附剂再生，经第一气动阀11及第一排空消音器8排出。另外，第二变压吸附单元中的第三吸附塔3或第四吸附塔4内的部分气体经排气通路以及第四止回阀20对第一吸附塔I内吸附剂再生。
[0052]工作积累600s后，关闭第一气动阀11，第二吸附塔2的顶部的部分气体通过第一球阀17对第一吸附塔I冲压。第二变压吸附单元中的第三吸附塔3或第四吸附塔4内的部分气体经排气通路对第一吸附塔I冲压。第二吸附塔2继续工作，120s后切换至第一吸附塔I工作。
[0053]第一吸附塔I和第二吸附塔2交替工作一次为一个周期，以上气动阀动作及控制切换时间均由PLC设定后自动控制。
[0054]在第一吸附塔I和第二吸附塔2交替工作的同时，第三吸附塔3和第四吸附塔4也交替工作，具体工作过程如下所述。[0055]如图2、图4所示，打开第九气动阀33、第十二气动阀36，第四吸附塔4向第三吸附塔3均压。
[0056]工作积累2s后，关闭第九气动阀33、第十二气动阀36，同时打开第八气动阀32、第十气动阀34、第十三气动阀37，第三吸附塔3工作，产品气经第十三气动阀37输出。第三吸附塔3的顶部的部分气体通过第一节流阀41及第一止回阀39对第四吸附塔4内吸附剂再生。同时第四吸附塔4内气体经第八气动阀32—部分从第二排空消音器9排出，其另一部分流入第一变压吸附单元中的第一吸附塔I或第二吸附塔2内。
[0057]工作积累59s后，关闭第八气动阀32，第三吸附塔3顶部部分气体通过第一节流阀41及第一止回阀39对第四吸附塔4冲压，第三吸附塔3继续工作，产品气经第十三气动阀37输出，Is后切换至第四吸附塔4工作。
[0058]工作积累60s后，关闭第十气动阀34和第十三气动阀37，同时打开第九气动阀33、第十二气动阀36，第三吸附塔3向第四吸附塔4均压。
[0059]工作积累62s后，关闭第九气动阀33和第十二气动阀36，同时打开第七气动阀31、第十一气动阀35以及第十四气动阀38，第四吸附塔4工作，产品气经第十四气动阀38输出。第四吸附塔4的顶部的部分气体通过第一节流阀41及第二止回阀40对第三吸附塔3内吸附剂再生。同时第三吸附塔3内气体经第七气动阀31—部分从第二排空消音器9排出，其另一部分流入第一变压吸附单元中的第一吸附塔I或第二吸附塔2内。
[0060]工作积累119s后，关闭第七气动阀31，第四吸附塔4的顶部的部分气体通过第一节流阀41及第二止回阀40对第三吸附塔3冲压，第四吸附塔4继续工作，产品气经第十四气动阀38输出，Is后切换至第三吸附塔3工作。
[0061]第三吸附塔3和第四吸附塔4交替工作一次为一个周期，以上气动阀动作及控制切换时间均由PLC设定后自动控制。
[0062]第一吸附塔I和第二吸附塔2交替工作的一个周期为720s，第一吸附塔I和第二吸附塔2的工作时间均为360s ;第三吸附塔3和第四吸附塔4交替工作的一个周期为120s，第三吸附塔3和第四吸附塔4的工作时间均为60s。当第一吸附塔I工作时，第三吸附塔3和第四吸附塔4交替循环三个周期；当第二吸附塔2工作时，第三吸附塔3和第四吸附塔4也交替循环三个周期。
[0063]当第一吸附塔1、第三吸附塔3工作时，第四吸附塔4内气体经第八气动阀32分两路，一路经第二消音器9排空，另一路经第三止回阀19对第二吸附塔2内吸附剂再生或对第二吸附塔2冲压。
[0064]当第一吸附塔1、第四吸附塔4工作时，第三吸附塔3内气体经第七气动阀31分两路，一路经第二消音器9排空，另一路经第三止回阀19对第二吸附塔2内吸附剂再生或对第二吸附塔2冲压。
[0065]当第二吸附塔2、第三吸附塔3工作时，第四吸附塔4内气体经第八气动阀32分两路，一路经第二消音器9排空，另一路经第四止回阀20对第一吸附塔I内吸附剂再生或对第一吸附塔I冲压。
[0066]当第二吸附塔2、第四吸附塔4工作时，第三吸附塔3内气体经第七气动阀31分两路，一路经第二消音器9排空，另一路经第四止回阀20对第一吸附塔I内吸附剂再生或对第一吸附塔I冲压。[0067]在本实用新型中，对第一吸附塔I或第二吸附塔2冲压时:在不影响第三吸附塔3或第四吸附塔4内吸附剂解吸再生效果的情况下，提高了第一吸附塔I或第二吸附塔2内的产品气的品质并减少了切换至该第一吸附塔I或第二吸附塔2工作时冲压的气量，提高了吸附剂吸附性能，减少原料空气耗量。
[0068]对第一吸附塔I或第二吸附塔2内吸附剂再生时:经第一吸附塔I和第二吸附塔2的产品气的露点低于经第一吸附塔1、第二吸附塔2、第三吸附塔3和第四吸附塔4的产品气的露点，使得在不影响第三吸附塔3或第四吸附塔4内吸附剂解吸再生效果的情况下，提高了吸附塔内吸附剂再生效果，并减少了用于再生的成品气的消耗，提高了吸附剂吸附性能，减少原料空气耗量。
[0069]综上所述，本实用新型变压吸附气体分离装置提高了部分再生气的品质，从而提高了吸附剂再生效果以及吸附剂吸附性能，同时节约吹扫再生的成品气，减少脱附放空气，减少原料气的耗量，降低了用户运行能耗和生产成本。
[0070]虽然以上描述了本实用新型的【具体实施方式】，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种变压吸附气体分离装置，包括，一第一变压吸附单元和一第二变压吸附单元，所述第一变压吸附单元与所述第二变压吸附单元通过一过滤器组连通，其特征在于，所述第一变压吸附单元包括相互并联的一第一吸附塔和一第二吸附塔，所述第一吸附塔的顶端与所述第二吸附塔的顶端之间连接有相互并联的第一组气动阀、第一组止回阀和一第一球阀，所述第一组气动阀包括相互串联的一第五气动阀和一第六气动阀，所述第一组止回阀包括相互串联的一第三止回阀和一第四止回阀； 所述第三止回阀和所述第四止回阀之间的管路上还设有一支路，所述支路与所述第二变压吸附单元的一排气通路连通。
2.如权利要求1所述的变压吸附气体分离装置，其特征在于，所述第二变压吸附单元包括一第三吸附塔和一第四吸附塔，所述第三吸附塔的底端与所述第四吸附塔的底端之间连接有相互并联的第二组气动阀、一第九气动阀和第三组气动阀，所述第二组气动阀包括相互串联的一第十气动阀和一第i 气动阀，所述第三组气动阀包括相互串联的一第七气动阀和一第八气动阀，所述排气通路设置于所述第七气动阀和所述第八气动阀之间。
3.如权利要求2所述的变压吸附气体分离装置，其特征在于，所述排气通路上连接有一第二排空消音器。
4.如权利要求2所述的变压吸附气体分离装置，其特征在于，所述过滤器组的进口连接至所述第五气动阀和所述第六气动阀之间，所述过滤器组的出口连接至所述第十气动阀和所述第十一气动阀之间。
5.如权利要求1所述的变压吸附气体分离装置，其特征在于，所述第一吸附塔的底端与第二吸附塔的底端之间连接有相互并联的一第四组气动阀和一第五组气动阀，所述第四组气动阀包括相互串联的一第三气动阀和一第四气动阀，所述第五组气动阀包括相互串联的一第一气动阀和一第二气动阀，一第一排空消音器的一端和一第二球阀的一端均连接至所述第一气动阀和第二气动阀之间。
【文档编号】B01D53/047GK203469762SQ201320504269
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2013年8月16日 优先权日:2013年8月16日
【发明者】刘益民, 何锦杰 申请人:上海瑞气气体设备有限公司