一種集成吸附干燥功能的變壓吸附空氣分離裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種集成吸附干燥功能的變壓吸附空氣分離裝置，包括依次連接的空氣壓縮機(jī)、過濾器一、過濾器二、壓縮空氣緩沖罐以及產(chǎn)品氣體緩沖罐，壓縮空氣緩沖罐和產(chǎn)品氣體緩沖罐之間設(shè)置有集成式變壓吸附分離裝置，集成式變壓吸附分離裝置同時(shí)與壓縮空氣緩沖罐和產(chǎn)品氣體緩沖罐連接。本方案相應(yīng)地減少了自動(dòng)控制的切換閥門，故障點(diǎn)更少，裝置的運(yùn)行更為可靠；裝置流程縮短，占地面積減少，對(duì)于對(duì)安裝空間有嚴(yán)格要求的場合尤其適用；用于干燥裝置再生的壓縮空氣消耗量減少約10%，主要依靠空氣分離吸附劑層中保存的干燥氣體，在再生過程中用于再生吸附干燥層的吸附劑，有效地利用了空氣分離吸附劑排放的再生氣體，降低了壓縮空氣的消耗。
【專利說明】
一種集成吸附干燥功能的變壓吸附空氣分離裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于變壓吸附氣體分離領(lǐng)域，具體涉及一種集成吸附干燥功能的變壓吸附空氣分離裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]變壓吸附分離空氣裝置制取氮?dú)饣蜓鯕?，是?dāng)今最為常用的在常溫下獲得產(chǎn)品氮?dú)馀c氧氣的裝置。
[0003]但現(xiàn)有技術(shù)的變壓吸附空氣分離裝置，通常都在兩個(gè)過濾器與過濾器中間，設(shè)置一個(gè)壓縮空氣干燥裝置，采用冷凍式或吸附式，如圖1所示。但無論是冷凍式或吸附式干燥裝置，都存在可靠性問題，因?yàn)闅怏w分離的流程長，故障點(diǎn)多。尤其是吸附式干燥裝置，在采用無熱再生工藝的情況下，僅靠吸附塔內(nèi)部分氣體排放、降低壓力再生，其再生深度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足。因此需要消耗大量的干燥空氣(20%左右)反吹，用于吸附劑的再生，從而大大增加了壓縮空氣的消耗，降低了運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是無熱再生吸附式干燥裝置消耗壓縮空氣量過大的問題，以及氣體分離流程長、故障點(diǎn)多所引起的可靠性差的問題，目的在于提供一種集成吸附干燥功能的變壓吸附空氣分離裝置，通過采用干燥吸附劑與空氣分離用吸附劑多層裝填、直接分層連通的方式，取消了壓縮空氣分離前端預(yù)處理過程獨(dú)立設(shè)置的干燥裝置，而將其干燥功能集成到變壓吸附分離裝置中，解決上述問題。同時(shí)在特殊安裝條件下，對(duì)于占地面積有苛刻要求的場合，可以有效地減小占地面積。
[0005]本實(shí)用新型通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0006]—種集成吸附干燥功能的變壓吸附空氣分離裝置，包括依次連接的空氣壓縮機(jī)、過濾器一、過濾器二、壓縮空氣緩沖罐以及產(chǎn)品氣體緩沖罐，所述壓縮空氣緩沖罐和產(chǎn)品氣體緩沖罐之間設(shè)置有集成式變壓吸附分離裝置，且集成式變壓吸附分離裝置同時(shí)與壓縮空氣緩沖罐和產(chǎn)品氣體緩沖罐連接，在串聯(lián)式過濾器組中間，無須再設(shè)置用于脫除壓縮空氣中水分的干燥裝置，
[0007]進(jìn)一步地，集成式變壓吸附分離裝置中設(shè)置有兩個(gè)或兩個(gè)以上的吸附塔，且吸附塔均與壓縮空氣緩沖罐和產(chǎn)品氣體緩沖罐連接;每個(gè)吸附塔中均填裝有吸附劑;吸附劑至少由用于干燥的吸附劑一，與用于空氣分離的吸附劑二兩種或以上的填料組成，吸附劑一設(shè)置在吸附塔的空氣入口側(cè)，吸附劑一和吸附劑二在吸附塔中呈上下層結(jié)構(gòu)設(shè)置，并直接連通，從而實(shí)現(xiàn)變壓吸附工藝交替吸附、再生。通過吸附干燥層干燥后的壓縮空氣，其干燥度應(yīng)達(dá)到《ISO 8573.1壓縮空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定的壓力露點(diǎn)不低于4級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。
[0008]進(jìn)一步地，吸附塔中每個(gè)吸附塔中所填裝的用于干燥的吸附劑一的比例為10?30%，用于空氣分離的吸附劑二的比例為70?90%。本申請(qǐng)中用到的吸附劑都是現(xiàn)有材料，具體根據(jù)不同的產(chǎn)品及不同的產(chǎn)品純度而有區(qū)別。
[0009]進(jìn)一步地，空氣壓縮機(jī)的出口與過濾器一的入口相連通，過濾器一的出口與過濾器二的入口相連通，過濾器二的出口與壓縮空氣緩沖罐的入口連通，緩沖罐的出口與集成式變壓吸附分離裝置的入口相連通，而集成式變壓吸附分離裝置的出口與產(chǎn)品氣體緩沖罐相連通，產(chǎn)品氣體從緩沖罐輸出。
[0010]進(jìn)一步地，過濾器一采用多個(gè)過濾器組成過濾器組，由不同過濾等級(jí)的過濾器串聯(lián)組成;所述過濾器二中主要由能夠脫除微量油蒸汽的組件或填料所構(gòu)成，最終實(shí)現(xiàn)的過濾精度，需要達(dá)到《ISO 8573.1壓縮空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定的含機(jī)械雜質(zhì)I級(jí)及含油I級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)。
[0011]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下的優(yōu)點(diǎn)和有益效果:
[0012](I)取消了獨(dú)立設(shè)置的壓縮空氣干燥裝置，相應(yīng)地減少了自動(dòng)控制的切換閥門，故障點(diǎn)更少，裝置的運(yùn)行更為可靠；
[0013](2)裝置流程縮短，占地面積減少，對(duì)于對(duì)安裝空間有嚴(yán)格要求的場合尤其適用；
[0014](3)用于干燥裝置再生的壓縮空氣消耗量減少約10%，主要依靠空氣分離吸附劑層中保存的干燥氣體，在再生過程中用于再生吸附干燥層的吸附劑，從而有效地利用了空氣分離吸附劑排放的再生氣體，降低了壓縮空氣的消耗。
【附圖說明】
[0015]此處所說明的附圖用來提供對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例的限定。在附圖中:
[0016]圖1為傳統(tǒng)的變壓吸附空氣分離裝置示意圖；
[0017]圖2為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)不意圖。
[0018]附圖中標(biāo)記及對(duì)應(yīng)的零部件名稱:
[0019]1-空氣壓縮機(jī)，2-過濾器一，3-干燥裝置，4-過濾器二，5-壓縮空氣緩沖罐，6A-集成式變壓吸附分離裝置，6B-變壓吸附分離裝置，7-產(chǎn)品氣體緩沖罐。
【具體實(shí)施方式】
[0020]為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面結(jié)合實(shí)施例和附圖，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，本實(shí)用新型的示意性實(shí)施方式及其說明僅用于解釋本實(shí)用新型，并不作為對(duì)本實(shí)用新型的限定。
[0021]實(shí)施例1:
[0022]如圖1、圖2所示，一種集成吸附干燥功能的變壓吸附空氣分離裝置，包括依次連接的空氣壓縮機(jī)1、過濾器一 2、過濾器二 4、壓縮空氣緩沖罐5以及產(chǎn)品氣體緩沖罐7，所述壓縮空氣緩沖罐5和產(chǎn)品氣體緩沖罐7之間設(shè)置有集成式變壓吸附分離裝置6A，且集成式變壓吸附分離裝置6A同時(shí)與壓縮空氣緩沖罐5和產(chǎn)品氣體緩沖罐7連接;集成式變壓吸附分離裝置6A中設(shè)置有兩個(gè)或兩個(gè)以上的吸附塔，且吸附塔均與壓縮空氣緩沖罐5和產(chǎn)品氣體緩沖罐7連接;吸附塔中的每個(gè)吸附塔中均填裝有吸附劑;并且吸附劑至少由用于干燥的吸附劑一，與用于空氣分離的吸附劑二兩種或以上的填料組成，吸附劑一設(shè)置在吸附塔的空氣入口偵U，吸附劑一和吸附劑二在吸附塔中呈上下層結(jié)構(gòu)設(shè)置，并直接連通。傳統(tǒng)的變壓吸附空氣分離裝置中設(shè)置有干燥裝置3，采用的是變壓吸附分離裝置6B，其存在可靠性問題，因?yàn)闅怏w分離的流程長，故障點(diǎn)多。尤其是吸附式干燥裝置，在采用無熱再生工藝的情況下，僅靠吸附塔內(nèi)部分氣體排放、降低壓力再生，其再生深度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足。因此需要消耗大量的干燥空氣20%左右反吹，用于吸附劑的再生，從而大大增加了壓縮空氣的消耗，降低了運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。而本方案用于壓縮空氣分離的變壓吸附空氣分離裝置中，集成了氣體吸附式干燥的功能，將原料空氣通過空氣壓縮機(jī)I加壓后，再進(jìn)入空氣預(yù)處理過濾器組;通過預(yù)凈化過濾的壓縮空氣進(jìn)入壓縮空氣緩沖罐5，供進(jìn)一步空氣干燥及分離備用;壓縮空氣順次進(jìn)入集成式變壓吸附分離裝置的吸附塔中，順次進(jìn)入空氣干燥及空氣分離吸附劑層，以實(shí)現(xiàn)空氣的干燥與分離;分離后獲得的產(chǎn)品氣體，經(jīng)產(chǎn)品氣體緩沖罐7輸出。圖中未畫出吸附塔的位置和結(jié)構(gòu)，吸附塔是現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)，只是集成吸附干燥功能后高度有所增加。本方案是將現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)進(jìn)行組合，采用干燥吸附劑與空氣分離用吸附劑多層裝填、直接分層連通的方式，取消了壓縮空氣分離前端預(yù)處理過程獨(dú)立設(shè)置的干燥裝置，而將其干燥功能集成到變壓吸附分離裝置中，相應(yīng)地減少了自動(dòng)控制的切換閥門，故障點(diǎn)更少，裝置的運(yùn)行更為可靠，依靠空氣分離吸附劑層中保存的干燥氣體，在再生過程中用于再生吸附干燥層的吸附劑，從而有效地利用了空氣分離吸附劑排放的再生氣體，降低了壓縮空氣的消耗。
[0023]實(shí)施例2:
[0024]在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，當(dāng)集成式變壓吸附分離裝置6A中設(shè)置耐水型干燥劑，以及優(yōu)先吸附氧氣的空氣分離吸附劑時(shí)，可以用于氮?dú)獾纳a(chǎn)。
[0025]實(shí)施例3:
[0026]在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，當(dāng)集成式變壓吸附分離裝置6A中設(shè)置耐水型干燥劑，以及優(yōu)先吸附氮?dú)獾目諝夥蛛x吸附劑時(shí)，可以用于氧氣的生產(chǎn)。
[0027]實(shí)施例4:
[0028]在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，當(dāng)集成式變壓吸附分離裝置6A由于安裝地點(diǎn)的限制，對(duì)高度有嚴(yán)格要求的情況下，可以設(shè)計(jì)成多個(gè)成對(duì)設(shè)置的吸附塔，每一個(gè)吸附塔都按相同的規(guī)格設(shè)計(jì)，通過程序控制并聯(lián)而間隔式切換再生，從而實(shí)現(xiàn)有限的高度限制條件下裝置規(guī)模的擴(kuò)大。
[0029]以上所述的【具體實(shí)施方式】，對(duì)本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】而已，并不用于限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種集成吸附干燥功能的變壓吸附空氣分離裝置，包括依次連接的空氣壓縮機(jī)(I)、過濾器一 (2)、過濾器二 (4)、壓縮空氣緩沖罐(5)以及產(chǎn)品氣體緩沖罐(7)，其特征在于，所述壓縮空氣緩沖罐(5)和產(chǎn)品氣體緩沖罐(7)之間設(shè)置有集成式變壓吸附分離裝置(6A)，且集成式變壓吸附分離裝置(6A)同時(shí)與壓縮空氣緩沖罐(5)和產(chǎn)品氣體緩沖罐(7)連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種集成吸附干燥功能的變壓吸附空氣分離裝置，其特征在于，所述集成式變壓吸附分離裝置(6A)中設(shè)置有兩個(gè)或兩個(gè)以上的吸附塔，且吸附塔均與壓縮空氣緩沖罐(5)和產(chǎn)品氣體緩沖罐(7)連接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種集成吸附干燥功能的變壓吸附空氣分離裝置，其特征在于，所述吸附塔中的每個(gè)吸附塔中均填裝有吸附劑。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種集成吸附干燥功能的變壓吸附空氣分離裝置，其特征在于，所述吸附劑至少由用于干燥的吸附劑一，與用于空氣分離的吸附劑二兩種或以上的填料組成，吸附劑一設(shè)置在吸附塔的空氣入口側(cè)，吸附劑一和吸附劑二在吸附塔中呈上下層結(jié)構(gòu)設(shè)置，并直接連通。5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項(xiàng)所述的一種集成吸附干燥功能的變壓吸附空氣分離裝置，其特征在于，所述空氣壓縮機(jī)(I)的出口與過濾器一(2)的入口相連通，過濾器一(2)的出口與過濾器二(4)的入口相連通，過濾器二(4)的出口與壓縮空氣緩沖罐(5)的入口連通，緩沖罐(5)的出口與集成式變壓吸附分離裝置(6A)的入口相連通，而集成式變壓吸附分離裝置(6A)的出口與產(chǎn)品氣體緩沖罐(7)相連通。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種集成吸附干燥功能的變壓吸附空氣分離裝置，其特征在于，所述過濾器一 (2)為過濾器組，由不同過濾等級(jí)的過濾器串聯(lián)組成;所述過濾器二 (4)中主要由能夠脫除微量油蒸汽的組件或填料所構(gòu)成。
【文檔編號(hào)】B01D53/26GK205598892SQ201620439502
【公開日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年5月16日
【發(fā)明人】沈強(qiáng), 孟翰武, 蔡榮榮, 劉瑞強(qiáng), 黃祖旭
【申請(qǐng)人】西梅卡亞洲氣體系統(tǒng)成都有限公司