一种可回收潜热的三吸附器空分纯化装置及其方法与流程

本发明涉及分子筛设计领域，特别是设计一种可回收潜热的三吸附器空分纯化装置。

背景技术：

在低温空分系统中，将原料空气中杂质，如水汽、二氧化碳和碳氢化合物含量降到规定水平的过程称为空分纯化过程，采用的装置称为空分纯化装置。但该纯化过程的能耗较高，约占空分系统总能耗的16％左右。对整个空分纯化系统进行分析可知，其没有利用的余热主要有两部分，一是吸附器内活性氧化铝和分子筛的吸附热，二是在吸附器冷吹段排出的高温、高湿污氮气。对于吸附热，会恶化吸附剂的工作环境，如水汽作为强吸附相，其吸附热又高于二氧化碳，床层温度将迅速升高而导致部分已经被吸附的二氧化碳解析出来，使得二氧化碳浓度增加。对于排出的冷吹污氮气，除显热外，其内部还包含着大量水汽，若能将其潜热回收，则可大幅增加系统可用余热量。但常规空分纯化系统中，吸附热的影响均被忽略；而系统结构上只设置两台分子筛吸附器，一台吸附工作，另一台解吸再生，时间上的差异导致冷吹污氮气所包含的热量很难利用，通常直接放空，造成了能量浪费。

技术实现要素：

为克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种可回收潜热的三吸附器空分纯化装置，将常规系统中的双吸附器改为三吸附器系统，在吸附器内部安装换热盘管，通过循环水冷却吸附剂，此外，设置开式直接接触式换热箱，在回收冷吹污氮气显热的同时，回收其内部水汽的潜热。充分利用吸附热和冷吹污氮气余热，延长吸附器的运行时间，减少加热器的能量投入，实现空分纯化系统的节能降耗。

本发明拟用如下技术方案实现本发明的目的：

一种可回收潜热的三吸附器空分纯化装置，其包括第一分子筛吸附器、第二分子筛吸附器、第三分子筛吸附器、第一换热器、第一循环水泵、电加热器、第二换热器、开式直接接触式换热箱、第二循环水泵、污氮气加热通道第一支路、污氮气加热通道第二支路、污氮气加热通道、污氮气冷吹通道、污氮气余热回收通道、污氮气放空通道、空气出口通道、空气进口通道、第一循环水通道、第二循环水通道；

所述的第一分子筛吸附器一端的管路分为三条支路，其中第一支路连接污氮气加热通道，且第一支路上设有第一自动控制阀，第二支路连接污氮气冷吹通道，且第二支路上设有第二自动控制阀，第三支路连接空气出口通道，且第三支路上设有第三自动控制阀；第一分子筛吸附器的另一端的管路分为四条支路，第一支路和第二支路分别连接空气进口通道，且第一支路上设有第十自动控制阀，第二支路上设有第一增压阀，第三支路上设有第一卸压阀，第四支路上设有第十一自动控制阀，第三支路和第四支路汇合后连接第一三通阀的进口通道，第一三通阀的另外两个出口通道分别连接污氮气余热回收通道和污氮气放空通道；第二分子筛吸附器和第三分子筛吸附器的两端以与第一分子筛吸附器相同的方式连接各通道；

进入空分纯化装置的污氮进气管道被分成两路，一路接入污氮气冷吹通道，污氮气冷吹通道上设有污氮气冷吹控制阀；另一路经过污氮气加热控制阀后分为两条支路，污氮气加热通道第一支路连接第二换热器，污氮气加热通道第二支路连接第一换热器，两条支路汇合后接入污氮气加热通道，污氮气加热通道上依次连接第十六自动控制阀和电加热器；

所述的第一分子筛吸附器、第二分子筛吸附器、第三分子筛吸附器三者内部均装有与第一循环水通道相连的换热盘管，盘管间填充活性氧化铝和分子筛构成的双层床体；所述第一循环水通道上设有用于提供循环动力的第一循环水泵，循环水在循环过程中分为三条支路流入三个分子筛吸附器内的换热盘管，用于带走双层床体中的热量；第一支路依次连接第一分子筛吸附器、第一循环水阀；第二支路依次连接第二分子筛吸附器、第二循环水阀；第三支路依次连接第三分子筛吸附器、第三循环水阀；第一循环水通道的三条支路汇合后流经第一换热器，与污氮气加热通道第二支路进行热交换；

所述的第二循环水通道在循环过程中依次连接第二换热器、开式直接接触式换热箱和第二循环水泵，第二循环水通道中的循环水在第二换热器与污氮气加热通道第一支路进行热交换；

所述的污氮气余热回收通道经过所述的开式直接接触式换热箱后放空，且在开式直接接触式换热箱内与循环水直接换热；

所述的污氮气放空通道末端直接放空；

待净化的空气从空气进口通道通入；净化后的空气从空气出口通道排出。

作为优选，所述的第一分子筛吸附器、第二分子筛吸附器、第三分子筛吸附器的结构形式相同，均包括分子筛吸附器外壳，分子筛吸附器外壳上设有供待净化空气进出的分子筛吸附器入口和分子筛吸附器出口；分子筛吸附器外壳内部设有双层床体，其中外层床体为活性氧化铝吸附床，内层床体为分子筛吸附床；外层床体与外壳之间连通分子筛吸附器入口的分子筛吸附器外通道，内层床体中心具有一条连通分子筛吸附器出口的分子筛吸附器中心通道；所述的外层床体中布设有活性氧化铝吸附床内换热盘管，所述的内层床体中布设有分子筛吸附床内换热盘管，且活性氧化铝吸附床内换热盘管、分子筛吸附床内换热盘管均连通第一循环水通道。

进一步的，所述的双层床体呈内外同轴嵌套形式，活性氧化铝吸附床、分子筛吸附床上下两侧封闭，待净化空气只能从侧面流入。

作为优选，所述的第一分子筛吸附器、第二分子筛吸附器、第三分子筛吸附器三者并联运行，通过相互切换实现纯化过程的连续、低耗运行。

作为优选，第一分子筛吸附器、第二分子筛吸附器和第三分子筛吸附器出口的污氮，在加热解吸过程通过污氮气放空通道排出，在冷吹过程中通过污氮气余热回收通道排出。

作为优选，所述的第一分子筛吸附器、第二分子筛吸附器、第三分子筛吸附器三者内部的换热盘管分别通过第一循环水阀、第二循环水阀、第三循环水阀控制内部的循环水流通。

作为优选，污氮气放空通道的末端装有消音器，用于对排放口进行噪音消除。

作为优选，第一换热器和第二换热器均为气-水型换热器。

本发明的另一目的在于提供一种如上述任一方案所述空分纯化装置的空分纯化方法，其步骤如下：

1)首先，第一分子筛吸附器开始处于吸附状态，第二分子筛吸附器处于加热解吸结束状态，第三分子筛吸附器处于吸附饱和状态；通过阀切换，第三分子筛吸附器完成卸压，第二分子筛吸附器冷吹开始；第一分子筛吸附器连接的循环水支路打开，吸附热在第一循环水泵的作用下传递到第一换热器；第二分子筛吸附器排出的冷吹污氮气与开式直接接触式换热箱内的循环水换热后直接排空，回收的余热在第二循环水泵的作用下传递到第二换热器；用于加热再生的污氮气分两路分别通过污氮气加热通道第一支路与第二换热器进行换热，以及污氮气加热通道第二支路与第一换热器进行换热；预热后的再生污氮气汇合后进入电加热器进一步加热，达到设定温度要求后，进入第三分子筛吸附器开始加热再生；第三分子筛吸附器再生完成后，通过阀切换准备冷吹；第二分子筛吸附器冷吹结束后，通过阀切换开始升压；

2)然后，第二分子筛吸附器开始处于吸附状态，第三分子筛吸附器处于加热解吸结束状态，第一分子筛吸附器处于吸附饱和状态；通过阀切换，第一分子筛吸附器完成卸压，第三分子筛吸附器冷吹开始；第二分子筛吸附器连接的循环水支路打开，吸附热在第一循环水泵的作用下传递到第一换热器；第三分子筛吸附器排出的冷吹污氮气与开式直接接触式换热箱内的循环水换热后直接排空，回收的余热在第二循环水泵的作用下传递到第二换热器；用于加热再生的污氮气分两路分别通过污氮气加热通道第一支路与第二换热器进行换热，以及污氮气加热通道第二支路与第一换热器进行换热；预热后的再生污氮气汇合后进入电加热器进一步加热，达到设定温度要求后，进入第一分子筛吸附器开始加热再生；第一分子筛吸附器再生完成后，通过阀切换准备冷吹；第三分子筛吸附器冷吹结束后，通过阀切换开始升压；

3)再后，第三分子筛吸附器开始处于吸附状态，第一分子筛吸附器处于加热解吸结束状态，第二分子筛吸附器处于吸附饱和状态；通过阀切换，第二分子筛吸附器完成卸压，第一分子筛吸附器冷吹开始；第三分子筛吸附器连接的循环水支路打开，吸附热在第一循环水泵的作用下传递到第一换热器；第一分子筛吸附器排出的冷吹污氮气与开式直接接触式换热箱内的循环水换热后直接排空，回收的余热在第二循环水泵的作用下传递到第二换热器；用于加热再生的污氮气分两路分别通过污氮气加热通道第一支路与第二换热器进行换热以及污氮气加热通道第二支路与第一换热器进行换热；预热后的再生污氮气汇合后进入电加热器进一步加热，达到设定温度要求后，进入第二分子筛吸附器开始加热再生；第二分子筛吸附器再生完成后，通过阀切换准备冷吹；第一分子筛吸附器冷吹结束后，通过阀切换开始升压；

4)不断循环步骤1)～3)，完成空分纯化。

作为优选，第一循环水泵、第二循环水泵和电加热器停止运行。

本发明有益效果：对吸附剂进行冷却，增加吸附剂对水汽、二氧化碳等杂质的吸附量，延长吸附器的运行时间；设计的开式直接接触式换热箱及其附加装置可以有效回收冷吹污氮气的显热和水汽的潜热；提出的三吸附器纯化流程可以使冷吹污氮余热回收和再生污氮气预热同时段进行；总的来说，本发明可以延长吸附器运行时间，减小电加热器功率，降低整个空分纯化系统能耗。

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果做进一步说明，以充分的了解本发明的目的、特征和效果。

附图说明

图1是本发明一种可回收潜热的三吸附器空分纯化装置的结构示意图。

图2为本发明中的分子筛吸附器结构示意图。

图中附图标记为：第一分子筛吸附器1、第二分子筛吸附器2、第三分子筛吸附器3、第一换热器4、第一循环水泵5、电加热器6、第二换热器7、开式直接接触式换热箱8、第二循环水泵9、消音器10、第一自动控制阀11、第二自动控制阀12、第三自动控制阀13、第四自动控制阀14、第五自动控制阀15、第六自动控制阀16、第七自动控制阀17、第八自动控制阀18、第九自动控制阀19、第十自动控制阀20、第一增压阀21、第一卸压阀22、第十一自动控制阀23、第一三通阀24、第十二自动控制阀25、第二增压阀26、第二卸压阀27、第十三自动控制阀28、第二三通阀29、第十四自动控制阀30、第三增压阀31、第三卸压阀32、第十五自动控制阀33、第三三通阀34、第十六自动控制阀35、污氮气加热控制阀36、污氮气冷吹控制阀37、第一循环水阀38、第二循环水阀39、第三循环水阀40、污氮气加热通道第一支路41、污氮气加热通道第二支路42、污氮气加热通道43、污氮气冷吹通道44、污氮气余热回收通道45、污氮气放空通道46、空气出口通道47、空气进口通道48、第一循环水通道49、第二循环水通道50、分子筛吸附器入口1-1、分子筛吸附器外壳1-2、分子筛吸附器外通道1-3、分子筛吸附器中心通道1-4、分子筛吸附器出口1-5、活性氧化铝吸附床1-6、分子筛吸附床1-7、活性氧化铝吸附床内换热盘管1-8、分子筛吸附床内换热盘管1-9。

具体实施方式

下面结合附图以具体实施例对本发明作进一步描述。

参见图1，一种可回收潜热的三吸附器空分纯化装置，其包括第一分子筛吸附器1、第二分子筛吸附器2、第三分子筛吸附器3、第一换热器4、第一循环水泵5、电加热器6、第二换热器7、开式直接接触式换热箱8、第二循环水泵9、消音器10、污氮气加热通道第一支路41、污氮气加热通道第二支路42、污氮气加热通道43、污氮气冷吹通道44、污氮气余热回收通道45、污氮气放空通道46、空气出口通道47、空气进口通道48、第一循环水通道49、第二循环水通道50。

第一分子筛吸附器1一端的管路分为三条支路，其中第一支路连接污氮气加热通道43，且第一支路上设有第一自动控制阀11，第二支路连接污氮气冷吹通道44，且第二支路上设有第二自动控制阀12，第三支路连接空气出口通道47，且第三支路上设有第三自动控制阀13；第一分子筛吸附器1的另一端的管路分为四条支路，第一支路和第二支路分别连接空气进口通道48，且第一支路上设有第十自动控制阀20，第二支路上设有第一增压阀21，第三支路上设有第一卸压阀22，第四支路上设有第十一自动控制阀23，第三支路和第四支路汇合后连接第一三通阀24的进口通道，第一三通阀24的另外两个出口通道分别连接污氮气余热回收通道45和污氮气放空通道46；污氮气放空通道46末端直接放空。污氮气放空通道46的末端装有消音器10，用于对排放口进行噪音消除。

第二分子筛吸附器2和第三分子筛吸附器3的两端以与第一分子筛吸附器1相同的方式连接各通道。

进入空分纯化装置的污氮进气管道被分成两路，一路接入污氮气冷吹通道44，污氮气冷吹通道44上设有污氮气冷吹控制阀37；另一路经过污氮气加热控制阀36后分为两条支路，污氮气加热通道第一支路41连接第二换热器7，污氮气加热通道第二支路42连接第一换热器4，两条支路汇合后接入污氮气加热通道43，污氮气加热通道43上依次连接第十六自动控制阀35和电加热器6。

第一分子筛吸附器1、第二分子筛吸附器2、第三分子筛吸附器3三者内部均装有与第一循环水通道49相连的换热盘管，盘管间填充活性氧化铝和分子筛构成的双层床体；所述第一循环水通道49上设有用于提供循环动力的第一循环水泵5，循环水在循环过程中分为三条支路流入三个分子筛吸附器内的换热盘管，用于带走双层床体中的热量；第一支路依次连接第一分子筛吸附器1、第一循环水阀38；第二支路依次连接第二分子筛吸附器2、第二循环水阀39；第三支路依次连接第三分子筛吸附器3、第三循环水阀40；第一循环水通道49的三条支路汇合后流经第一换热器4，与污氮气加热通道第二支路42进行热交换。

第二循环水通道50在循环过程中依次连接第二换热器7、开式直接接触式换热箱8和第二循环水泵9，第二循环水通道50中的循环水在第二换热器7与污氮气加热通道第一支路41进行热交换；

污氮气余热回收通道45经过所述的开式直接接触式换热箱8后放空，且在开式直接接触式换热箱8内与循环水直接换热；

待净化的空气从空气进口通道48通入；净化后的空气从空气出口通道47排出。

在该空分纯化装置中，第一分子筛吸附器1、第二分子筛吸附器2、第三分子筛吸附器3三者并联运行，通过相互切换实现纯化过程的连续、低耗运行。第一分子筛吸附器1、第二分子筛吸附器2和第三分子筛吸附器3出口的污氮，在加热解吸过程通过污氮气放空通道46排出，在冷吹过程中通过污氮气余热回收通道45排出。第一分子筛吸附器1、第二分子筛吸附器2、第三分子筛吸附器3三者内部的换热盘管分别通过第一循环水阀38、第二循环水阀39、第三循环水阀40控制内部的循环水流通。

在本发明中，通过两部分来提高空分纯化装置的运行效率并降低能耗，其中开式直接接触式换热箱8用于回收冷吹污氮的余热，而三个分子筛吸附器上的循环水通道49则用于提高分子筛吸附器的吸附能力并降低功耗，其原理如下：

现有的分子筛吸附器中，待净化空气依次流经活性氧化铝吸附床、分子筛吸附床，取出空气中的二氧化碳以及水汽。申请人经过研究发现，导致其出现吸附饱和、运行时间短问题的原因主要是对吸附饱和的判断出现与实际不符的情况。水汽的吸附热约为50kj/mol，而二氧化碳的吸附热约为30kj/mol；而水汽作为强吸附相，其吸附热又高于二氧化碳，床层温度将迅速升高而导致部分已经被吸附的二氧化碳解析出来，使得二氧化碳浓度增加。但在实际空分纯化系统运行时，将二氧化碳浓度作为判断吸附器是否饱和的判断标准，当二氧化碳浓度超标时则会认为分子筛吸附器吸附饱和，需要进行再生。在常规空分纯化装置中，分子筛吸附器结束运行时，其不能继续吸附二氧化碳，但依然保持着一定的水汽吸附能力。此外，由于实际运行中吸附器内的吸附剂体积十分巨大，而活性氧化铝和分子筛在吸附水汽或二氧化碳时将会不可避免地产生吸附热，当其不能快速排出时，吸附热会在吸附器内部堆积，使活性氧化铝和分子筛吸附剂快速升温，恶化吸附剂的工作环境，降低吸附剂对水汽和二氧化碳等杂质的吸附能力。因此，有必要对分子筛吸附器中产生的热量进行去除。

为了更好地实现上述目的，本发明中针对第一分子筛吸附器1、第二分子筛吸附器2、第三分子筛吸附器3设计了一种适用于散热的吸附器结构。

如图2所示，本发明中优化设计的分子筛吸附器，均包括分子筛吸附器外壳1-2，分子筛吸附器外壳1-2上设有供待净化空气进出的分子筛吸附器入口1-1和分子筛吸附器出口1-5；分子筛吸附器外壳1-2内部设有双层床体，其中外层床体为活性氧化铝吸附床1-6，内层床体为分子筛吸附床1-7；外层床体与外壳之间连通分子筛吸附器入口1-1的分子筛吸附器外通道1-3，内层床体中心具有一条连通分子筛吸附器出口1-5的分子筛吸附器中心通道1-4；所述的外层床体中布设有活性氧化铝吸附床内换热盘管1-8，所述的内层床体中布设有分子筛吸附床内换热盘管1-9。活性氧化铝吸附床内换热盘管1-8间填充活性氧化铝吸附剂；分子筛吸附床内换热盘管1-9间填充分子筛吸附剂，换热盘管中需要通入冷源进行换热。

因此，若要实现对吸附剂的有效降温，则需寻找到有效的冷源。来自精馏塔的再生污氮气则是很好的选择，其温度较低，且需要进行升温。但若低温再生污氮气直接对性氧化铝和分子筛吸附剂进行冷却，则气-气换热的效果较差，所以采用循环水进行传热则是一种较为理想的方式。在本发明中，活性氧化铝吸附床内换热盘管1-8、分子筛吸附床内换热盘管1-9均连通用于换热的循环水管路。在本实施例中，活性氧化铝吸附床内换热盘管1-8、分子筛吸附床内换热盘管1-9并联接于同一条第一循环水通道49上。

在该分子筛吸附器中，双层床体呈内外同轴嵌套形式，活性氧化铝吸附床1-6、分子筛吸附床1-7上下两侧封闭，待净化空气只能从侧面流入。待净化空气自分子筛吸附器入口1-1进入，随后进入分子筛吸附器外通道1-3；然后首先进入活性氧化铝吸附床1-6，活性氧化铝首先对待净化空气进行吸附，其主要作用是吸附水汽；随后进入分子筛吸附床1-7，分子筛吸附剂主要吸附二氧化碳以及未除尽的水汽；吸附完成后，净化后的空气进入分子筛吸附器中心通道1-4，随后从分子筛吸附器出口1-5排出。而活性氧化铝吸附床1-6和分子筛吸附床1-7中产生的热量则可以通过第一循环水通道49的三条支路中循环的冷却水带走，提高其吸附能力，同时也能够防止吸附热造成床体中已被吸附的二氧化碳出现脱附，进而在将二氧化碳浓度作为判断吸附器是否饱和的判断标准下，保证判断结果与实际相符。第一循环水通道49中的高温水则在第一换热器4中与再生污氮气换热，重新得到冷却。由此，吸附器放出的吸附热进一步被用来预热再生污氮气，降低加热器能耗，使空分纯化系统高效稳定地运行。

为了提高换热效率，本发明中的第一换热器4和第二换热器7均为气-水型换热器。

基于上述装置，还可以提供一种可回收潜热的三吸附器空分纯化装置的空分纯化方法，其步骤如下：

1)首先，第一分子筛吸附器1开始处于吸附状态，第二分子筛吸附器2处于加热解吸结束状态，第三分子筛吸附器3处于吸附饱和状态；通过阀切换，第三分子筛吸附器3完成卸压，第二分子筛吸附器2冷吹开始；第一分子筛吸附器1连接的循环水支路打开，吸附热在第一循环水泵5的作用下传递到第一换热器4；第二分子筛吸附器2排出的冷吹污氮气与开式直接接触式换热箱8内的循环水换热后直接排空，回收的余热在第二循环水泵9的作用下传递到第二换热器7；用于加热再生的污氮气分两路分别通过污氮气加热通道第一支路41与第二换热器7进行换热，以及污氮气加热通道第二支路42与第一换热器4进行换热；预热后的再生污氮气汇合后进入电加热器6进一步加热，达到设定温度要求后，进入第三分子筛吸附器3开始加热再生；第三分子筛吸附器3再生完成后，通过阀切换准备冷吹；第二分子筛吸附器2冷吹结束后，通过阀切换开始升压；

2)然后，第二分子筛吸附器2开始处于吸附状态，第三分子筛吸附器3处于加热解吸结束状态，第一分子筛吸附器1处于吸附饱和状态；通过阀切换，第一分子筛吸附器1完成卸压，第三分子筛吸附器3冷吹开始；第二分子筛吸附器2连接的循环水支路打开，吸附热在第一循环水泵5的作用下传递到第一换热器4；第三分子筛吸附器3排出的冷吹污氮气与开式直接接触式换热箱8内的循环水换热后直接排空，回收的余热在第二循环水泵9的作用下传递到第二换热器7；用于加热再生的污氮气分两路分别通过污氮气加热通道第一支路41与第二换热器7进行换热，以及污氮气加热通道第二支路42与第一换热器4进行换热；预热后的再生污氮气汇合后进入电加热器6进一步加热，达到设定温度要求后，进入第一分子筛吸附器1开始加热再生；第一分子筛吸附器1再生完成后，通过阀切换准备冷吹；第三分子筛吸附器3冷吹结束后，通过阀切换开始升压；

3)再后，第三分子筛吸附器3开始处于吸附状态，第一分子筛吸附器1处于加热解吸结束状态，第二分子筛吸附器2处于吸附饱和状态；通过阀切换，第二分子筛吸附器2完成卸压，第一分子筛吸附器1冷吹开始；第三分子筛吸附器3连接的循环水支路打开，吸附热在第一循环水泵5的作用下传递到第一换热器4；第一分子筛吸附器1排出的冷吹污氮气与开式直接接触式换热箱8内的循环水换热后直接排空，回收的余热在第二循环水泵9的作用下传递到第二换热器7；用于加热再生的污氮气分两路分别通过污氮气加热通道第一支路41与第二换热器7进行换热以及污氮气加热通道第二支路42与第一换热器4进行换热；预热后的再生污氮气汇合后进入电加热器6进一步加热，达到设定温度要求后，进入第二分子筛吸附器2开始加热再生；第二分子筛吸附器2再生完成后，通过阀切换准备冷吹；第一分子筛吸附器1冷吹结束后，通过阀切换开始升压；

4)不断循环步骤1)～3)，完成空分纯化。

在上述空分纯化过程中，加热再生过程完成后，第一循环水泵5、第二循环水泵9和电加热器6停止运行。

上述各步骤中，通过不同的阀切换操作能够转变不同分子筛吸附器的工作状态，下面具体详述不同阶段的阀切换操作的流程：

假设当前时段，第一循环水泵5、第二循环水泵9、电加热器6处于关闭状态；第一分子筛吸附器1开始处于工作状态，第二分子筛吸附器2加热解吸结束等待冷吹，第三分子筛吸附器3吸附结束，未卸压。阀门当前状态：第三自动控制阀13、第十自动控制阀20、第十三自动控制阀28、第十六自动控制阀35、污氮气加热控制阀36、污氮气冷吹控制阀37打开；第一自动控制阀11、第二自动控制阀12、第四自动控制阀14、第五自动控制阀15、第六自动控制阀16、第七自动控制阀17、第八自动控制阀18、第九自动控制阀19、第一增压阀21、第一卸压阀22、第十一自动控制阀23、第十二自动控制阀25、第二增压阀26、第二卸压阀27、第十三自动控制阀28、第十四自动控制阀30、第三增压阀31、第三卸压阀32、第十五自动控制阀33、第一循环水阀38、第二循环水阀39、第三循环水阀40关闭；

第一三通阀24连接污氮气余热回收通道45、第二三通阀29连接污氮气放空通道46、第三三通阀34连接污氮气余热回收通道45。

阶段ⅰ：第一分子筛吸附器1开始处于吸附状态。

1)第三分子筛吸附器3开始卸压，第三三通阀34转向污氮气放空通道46，第三卸压阀32打开，卸压过程结束后，第三卸压阀32关闭，等待第二分子筛吸附器2冷吹过程开始。

2)第二分子筛吸附器2冷吹过程开始，第二三通阀29转向污氮气余热回收通道45，第五自动控制阀15打开。第二分子筛吸附器2冷吹过程排出的污氮气经通道45进入开式直接接触式换热箱8，与其内部的循环水换热后放空。

3)第三分子筛吸附器3加热再生过程开始，第一循环水阀38、第七自动控制阀17、第十五自动控制阀33打开，第一循环水泵5、第二循环水泵9、电加热器6开始运行。用于加热再生的污氮气分两路分别通过污氮气加热通道第一支路41与第二换热器7进行换热以及污氮气加热通道第二支路42与第一换热器4进行换热；预热后的再生污氮气汇合后进入电加热器6进一步加热，达到设定温度要求后，进入第三分子筛吸附器3解吸再生。加热过程结束时，第一循环水泵5、第二循环水泵9、电加热器6停止运行，第一循环水阀38、第七自动控制阀17关闭。

4)第二分子筛吸附器2冷吹过程结束，第五自动控制阀15、第十三自动控制阀28关闭，第二增压阀26打开，第二分子筛吸附器2开始升压，升压结束后，第二增压阀26关闭，第六自动控制阀16、第十二自动控制阀25打开，第二分子筛吸附器2开始与第一分子筛吸附器1并行工作。随后第三自动控制阀13、第十自动控制阀20关闭，第一分子筛吸附器1结束吸附状态。

阶段ⅱ：第二分子筛吸附器2开始处于吸附状态。

1)第一分子筛吸附器1开始卸压，第一三通阀24转向污氮气放空通道46，第一卸压阀22打开，卸压过程结束时，第一卸压阀22关闭，等待第三分子筛吸附器3冷吹过程的开始。

2)第三分子筛吸附器3冷吹过程开始，第三三通阀34转向污氮气余热回收通道45，第八自动控制阀18打开。第三分子筛吸附器3冷吹过程排出的污氮气经通道45进入开式直接接触式换热箱8，与其内部的循环水换热后放空。

3)第一分子筛吸附器1加热再生过程开始，第二循环水阀39、第一自动控制阀11、第十一自动控制阀23打开，第一循环水泵5、第二循环水泵9、电加热器6开始运行。用于加热再生的污氮气分两路分别通过污氮气加热通道第一支路41与第二换热器7进行换热以及污氮气加热通道第二支路42与第一换热器4进行换热；预热后的再生污氮气汇合后进入电加热器6进一步加热，达到设定温度要求后，进入第一分子筛吸附器1解吸再生。加热过程结束时，第一循环水泵5、第二循环水泵9、电加热器6停止运行，第二循环水阀39、第一自动控制阀11关闭。

4)第三分子筛吸附器3冷吹过程结束，第八自动控制阀18、第十五自动控制阀33关闭，第三增压阀31打开，第三分子筛吸附器3升压开始，升压结束时，第三增压阀31关闭，第九自动控制阀19、第十四自动控制阀30打开，第三分子筛吸附器3开始与第二分子筛吸附器2并行工作。随后第六自动控制阀16、第十二自动控制阀25关闭，第二分子筛吸附器2结束吸附状态。

阶段ⅲ：第三分子筛吸附器3开始处于吸附状态。

1)第二分子筛吸附器2开始卸压，第二三通阀29转向污氮气放空通道46，第二卸压阀27打开，卸压过程结束时，第二卸压阀27关闭。等待第一分子筛吸附器1冷吹过程开始。

2)第一分子筛吸附器1冷吹过程开始，第一三通阀24转向污氮气余热回收通道45，第二自动控制阀12打开。第一分子筛吸附器1冷吹过程排出的污氮气经通道45进入开式直接接触式换热箱8，与其内部的循环水换热后放空。

3)第二分子筛吸附器2加热再生过程开始，第三循环水阀40、第四自动控制阀14、第十三自动控制阀28打开，第一循环水泵5、第二循环水泵9、电加热器6开始运行。用于加热再生的污氮气分两路分别通过污氮气加热通道第一支路41与第二换热器7进行换热以及污氮气加热通道第二支路42与第一换热器4进行换热；预热后的再生污氮气汇合后进入电加热器6进一步加热，达到设定温度要求后，进入第二分子筛吸附器2解吸再生。加热过程结束时，第一循环水泵5、第二循环水泵9、电加热器6停止运行，第三循环水阀40、第四自动控制阀14关闭。

4)第一分子筛吸附器1冷吹过程结束，第二自动控制阀12、第十一自动控制阀23关闭，第一增压阀21打开，第一分子筛吸附器1开始升压，升压结束时，第一增压阀21关闭，第三自动控制阀13、第十自动控制阀20打开，第一分子筛吸附器1开始与第三分子筛吸附器3并行运行。随后第九自动控制阀19、第十四自动控制阀30关闭，第三分子筛吸附器3结束吸附状态。

再次进入阶段ⅰ，完成循环。

由此可见，本发明通过设置两路循环水通道，可以分别回收吸附器的吸附热以及排出的冷吹污氮余热，进而降低吸附剂温度，延长吸附器运行时间，直接接触时换热箱可有效回收冷吹污氮中水汽的潜热，降低电加热器能耗。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。