專利名稱：變壓吸附氣體分離裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用固定吸附劑進(jìn)行變壓吸附分離混合氣體的設(shè)備。
背景技術(shù)：
用固定吸附劑進(jìn)行變壓吸附分離混合氣體的設(shè)備，其最常用的結(jié)構(gòu)形式是采用兩組并聯(lián)方式排列的吸附塔，吸附塔內(nèi)裝填吸附劑，吸附塔間通過(guò)進(jìn)氣管路、排氣管路、出氣管路和上下均壓管路而聯(lián)結(jié)。其工作原理是在一只吸附塔處于吸附產(chǎn)氣時(shí)，另一只吸附塔處于解吸再生，如此交替循環(huán)，連續(xù)分離生成產(chǎn)品氣體。上述結(jié)構(gòu)形式的氣體分離裝置由于上、下均壓過(guò)程中，下均壓氣體的吸附質(zhì)濃度高，加大了吸附劑的瞬間吸附量，這個(gè)瞬間吸附量直接影響到吸附劑在吸附產(chǎn)氣過(guò)程中的有效吸附量。這類氣體分離裝置的缺點(diǎn)是吸附劑利用率低，單質(zhì)質(zhì)量吸附劑的產(chǎn)氣率低；回收率低，能耗高；只適用于純度低于99.9％的應(yīng)用領(lǐng)域，對(duì)于高純度設(shè)備由于造價(jià)高，運(yùn)行成本高而沒(méi)有實(shí)用價(jià)值。為解決上述問(wèn)題，本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員就提出了一種氣體分離裝置。查中國(guó)專利，公告號(hào)為CN1142814C名稱為變壓吸附氣體分離裝置，該專利公開了如下內(nèi)容“一種變壓吸附氣體分離裝置，由兩只或兩例填料塔、進(jìn)氣管路、出氣管路、排氣管路、上均壓管路、下均壓管路、階梯均壓管路構(gòu)成，填料塔內(nèi)裝填有能吸附混合體中某一組分氣體的吸附劑，兩只填料塔通過(guò)上述管路的連接呈并聯(lián)形式排列，兩例填料塔則是并聯(lián)的兩列，每列填料塔由相同數(shù)量的兩只或兩只以上填料塔通過(guò)串聯(lián)管路串聯(lián)組成，各管路的連接方式如下1)、進(jìn)氣管路的一端分別連通兩只或兩例填料塔的混合氣進(jìn)氣口，并分別設(shè)置控制閥門，另一端連通外圍設(shè)備，2)、排氣管路的一端分別連通兩只或兩列填料的混合氣進(jìn)氣口，并分別設(shè)置控制閥門，另一端連通外圍設(shè)備，3)、出氣管路的一端分別連通兩只或兩列填料塔的產(chǎn)品氣出氣口，并分別設(shè)置控制閥門，另一端流通外圍設(shè)備，4)、上均壓管路連通兩只或兩列填料塔的產(chǎn)品氣出氣口，下均壓管路連通兩只或兩列填料塔混合氣進(jìn)氣口，并分別在上、下均壓管路上設(shè)有控制閥門，5)、階梯均壓管路的一端分別連通兩只或兩列填料塔取氣口，另一端分別連通兩只或兩列填料塔的混合氣體進(jìn)氣口，并分別設(shè)置控制閥門，其特征在于在兩只或兩列填料塔之間設(shè)有兩路或多路階梯均壓路，每路階梯均壓管路的一端連通一只或一列填料塔取氣口，另一端連通另一只或另一列填料塔的混合氣體進(jìn)氣口，取氣口的位置處于吸附劑床層的中部吸附層段，所謂中部吸附層段是指一只或一列填料塔的吸附劑在除去上部吸附層段與下部吸附層段后所剩余的中間層段，如以一只或一列填料塔裝填的吸附劑床層的總長(zhǎng)度為一個(gè)計(jì)量單位，上部吸附層段即到頂層吸附層面的距離為所速長(zhǎng)度0％～25％的吸附層段，下部吸附層段即到底層吸附層面的距離所述總長(zhǎng)度的0％～25％的吸附層段?！痹摷夹g(shù)方案雖然解決了吸附劑利用率低，回收率低以及能耗高的缺點(diǎn)，但是，在吸附塔的工作進(jìn)行切換時(shí)，在兩吸附塔之間均壓的過(guò)程中，由于兩吸附塔的壓力差較大，在均壓時(shí)就延長(zhǎng)了時(shí)間，這樣在均壓的過(guò)程中就把傳質(zhì)區(qū)內(nèi)已經(jīng)吸附的氣體脫離吸附劑通過(guò)上均壓帶到另一只吸附塔出口端，降低了氣體分離的純度。

發(fā)明內(nèi)容為了克服現(xiàn)有技術(shù)中氣體分離純度還不夠高的不足，本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種能使均壓時(shí)間短并提高氣體分離純度的變壓吸附氣體分離裝置。
為了能解決上述提出的技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型是采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的一種變壓吸附氣體分離裝置，包括有吸附塔、工藝緩沖罐和閥門，所述吸附塔具有入口端、出口端和中間端，各吸附塔的入口端和出口端均通過(guò)并聯(lián)管道和閥門以并聯(lián)的形式連通，其特征在于所述吸附塔之間設(shè)有中間儲(chǔ)氣罐，該中間儲(chǔ)氣罐具有進(jìn)口端及出口端，所述中間儲(chǔ)氣罐的進(jìn)口端通過(guò)管道和閥門與吸附塔的中間出口端相連，其中間儲(chǔ)氣罐的出口端通過(guò)管道和閥門與吸附塔的入口端相連。
本實(shí)用新型在吸附塔之間設(shè)置中間儲(chǔ)氣罐，并將該儲(chǔ)氣罐通過(guò)管道和閥門分別與吸附塔連通后，通過(guò)閥門的打開先后時(shí)間的控制，使中間儲(chǔ)氣罐的氣體首先能夠到達(dá)下一步要切換工作的吸附塔內(nèi)，降低了兩吸附塔之間的壓力差，這樣就縮短了其均壓的時(shí)間，因而不會(huì)使吸附塔內(nèi)已經(jīng)吸附的雜質(zhì)氣體脫離吸附劑而重新跑出來(lái)，提高了氣體分離的純度。
所述吸附塔至少為兩只，所述吸附塔均通過(guò)并聯(lián)管道與一只工藝緩沖罐連通。

下面再結(jié)合附圖進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型的各細(xì)節(jié)及利用本實(shí)用新型變壓吸附分離氣體的過(guò)程。
圖1為本實(shí)用新型現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖所示，該變壓吸附氣體分離裝置，包括有吸附塔2、7、工藝緩沖罐8和閥門，所述吸附塔具有入口端21、出口端22和中間端23，各吸附塔的入口端21和出口端22均通過(guò)并聯(lián)管道和閥門以并聯(lián)的形式連通，所述吸附塔之2、7間設(shè)有中間儲(chǔ)氣罐1，該中間儲(chǔ)氣罐1具有進(jìn)口端11及出口端12，所述中間儲(chǔ)氣罐1的進(jìn)口端11通過(guò)管道和閥門與吸附塔的中間出口端23相連，其中間儲(chǔ)氣罐1的出口端12通過(guò)管道和閥門與吸附塔的入口端21相連。本實(shí)施例以分離空氣中的氮?dú)鉃槔捎脙芍晃剿?、7，對(duì)其實(shí)施過(guò)程進(jìn)行描述。所述吸附塔2、7均通過(guò)并聯(lián)管道與一只工藝緩沖罐8連通，當(dāng)潔凈的壓縮空氣通過(guò)進(jìn)氣閥進(jìn)入到該變壓吸附氣體分離裝置時(shí)，通過(guò)閥門13進(jìn)入吸附塔2的進(jìn)口端，在吸附塔2內(nèi)吸附劑床層氣體流動(dòng)方向，形成一個(gè)濃度梯度，即傳質(zhì)區(qū)，這時(shí)，大部分空氣中的氧分子被吸附劑吸附，大部分氮?dú)饨?jīng)過(guò)飽和區(qū)、傳質(zhì)區(qū)、未吸附區(qū)到達(dá)出口端22及閥門4經(jīng)閥門6輸出，到達(dá)工藝緩沖罐8，并由工藝緩沖罐8輸出成品高純氮?dú)?。同時(shí)，小部分約95％純度的氮?dú)鈴奈剿?的中間出口端23經(jīng)過(guò)閥門3輸入到中間儲(chǔ)氣罐1中，當(dāng)中間儲(chǔ)氣罐1中的壓力與吸附塔2達(dá)到一致時(shí)停止，當(dāng)吸附塔2工作停止時(shí)，將轉(zhuǎn)換到吸附塔7工作，在轉(zhuǎn)換的過(guò)程中有一個(gè)短暫的均壓過(guò)程，這時(shí)，閥門6、13、14、15、16、17關(guān)閉，使吸附塔2出口端22與吸附塔7出口端通過(guò)閥門4、5及管路相連進(jìn)行上均壓，同時(shí)，中間儲(chǔ)氣罐1的出口端11、吸附塔2的中間出口端23通過(guò)閥門3、10、18進(jìn)行均壓，當(dāng)吸附塔2與7壓力平衡結(jié)束，然后將閥門13、4、3、10關(guān)閉，閥門14、16、15、17、5、6打開，吸附塔7開始吸附產(chǎn)氮，此時(shí)，吸附塔2內(nèi)的氣體通過(guò)閥門16、15通過(guò)排空口9排空，對(duì)吸附塔2內(nèi)的吸附劑進(jìn)行再生。本實(shí)用新型中，當(dāng)吸附塔7工作時(shí)，吸附塔7內(nèi)的大部分氮?dú)饨?jīng)過(guò)飽和區(qū)、傳質(zhì)區(qū)及未吸附區(qū)到達(dá)吸附塔7的出口端22進(jìn)入工藝緩沖罐8，輸出高純度氮?dú)猓瑫r(shí)小部分約95％純度的氮?dú)鈴奈剿?的中間出口端23輸出進(jìn)入中間儲(chǔ)氣罐1，為下一次吸附塔2工作前均壓提供起源，以縮短均壓的時(shí)間。這樣，吸附塔2與7不斷交替工作和均壓，從而從工藝緩沖罐8不斷輸出所需的高純度氮?dú)狻?br> 權(quán)利要求1.一種變壓吸附氣體分離裝置，包括有吸附塔(2，7)、工藝緩沖罐(8)和閥門，所述吸附塔具有入口端(21)、出口端(22)和中間端(23)，各吸附塔的入口端(21)和出口端(22)均通過(guò)并聯(lián)管道和閥門以并聯(lián)的形式連通，其特征在于所述吸附塔(2，7)之間設(shè)有中間儲(chǔ)氣罐(1)，該中間儲(chǔ)氣罐(1)具有進(jìn)口端(11)及出口端(12)，所述中間儲(chǔ)氣罐(1)的進(jìn)口端(11)通過(guò)管道和閥門與吸附塔的中間出口端(23)相連，其中間儲(chǔ)氣罐的出口端(12)通過(guò)管道和閥門與吸附塔的入口端(21)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變壓吸附氣體分離裝置，其特征在于所述吸附塔至少為兩只，所述吸附塔均通過(guò)并聯(lián)管道與一只工藝緩沖罐(8)連通。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種變壓吸附氣體分離裝置，該變壓吸附氣體分離裝置包括有吸附塔(2，7)、工藝緩沖罐(8)和閥門，所述吸附塔具有入口端(21)、出口端(22)和中間端(23)，各吸附塔的入口端和出口端均通過(guò)并聯(lián)管道和閥門以并聯(lián)的形式連通，其特征在于所述吸附塔之間設(shè)有中間儲(chǔ)氣罐(1)，該中間儲(chǔ)氣罐具有進(jìn)口端(11)及出口端(12)，所述中間儲(chǔ)氣罐的進(jìn)口端通過(guò)管道和閥門與吸附塔的中間出口端相連，其中間儲(chǔ)氣罐的出口端(12)通過(guò)管道和閥門與吸附塔的入口端相連。通過(guò)本實(shí)用新型裝置能夠分離所得高純度的氣體，特別適合空氣中分離制取氮?dú)狻?br> 文檔編號(hào)B01D53/053GK2875568SQ20052013246
公開日2007年3月7日 申請(qǐng)日期2005年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月14日
發(fā)明者陳躍星 申請(qǐng)人:陳躍星