[發明專利]變壓吸附氣體分離裝置及其控制方法

有效

• 申請號: 200910215269.0
• 申請日: 2009-12-30
• 公開（公告）號: CN102114377A
• 公開（公告）日: 2011-07-06
• 發明（設計）人: 張軍;劉益民;韓維峰;申春午;沈聞皓;謝貴琴
• 申請（專利權）人: 上海瑞氣氣體設備有限公司
• 主分類號: B01D53/047
• 分類號: B01D53/047
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 胡美強

技術領域

本發明涉及一種變壓吸附氣體分離裝置，尤其涉及該裝置的結構及其控制變壓吸附分離裝置的方法。

背景技術

用固定吸附劑床層進行變壓吸附分離混合氣體的設備，其最常用的方法是用固定的吸附周期。其工作原理是：當一只裝有吸附劑的容器(簡稱吸附塔)在升高壓力產氣時，同時另一只吸附塔在放空降壓解吸再生，通過固定的吸附周期來切換兩塔的工作方式，每個塔各完成一次產氣和解吸再生稱之為一個吸附周期；如此交替循環工作，不斷生成產品氣，工藝設備結構示意圖見圖1、控制時序見圖2，圖中：第二截止閥LV₂、第三截止閥LV₃。

原料氣進入變壓吸附空分裝置，A吸附塔開始工作，氣動閥QV_{5、8、9、10}打開，B塔向A塔均壓(不等式均壓)后關閉氣動閥QV_5、8、9，然后打開氣動閥QV_1、4、11，A吸附塔進入工作狀態，產品氣由管道流入緩沖罐C產品氣體輸入各用戶，產品氣另一部分通過第一截止閥LV₁進入B吸附塔脫附再生通過氣動閥QV₄放空到大氣。A塔運行到設定時間后切換B吸附塔工作，B吸附塔開始工作氣動閥QV_{6、7、9、10}打開，A塔向B塔均壓(不等式均壓)后關閉氣動閥QV_6、7、10，然后打開氣動閥QV_2、3、12，B吸附塔進入工作狀態，產品氣由管道流入緩沖罐C產品氣體輸入各用戶，產品氣另一部分通過第一截止閥LV₁進入A吸附塔脫附再生通過氣動閥QV₃放空到大氣。兩塔交替工作一次為一個周期，以上氣動閥動作及控制切換時間均有?PLC設定后自動控制，原料氣進入變壓吸附空分裝置反復循環此周期得到合格氣體輸送至用戶。

采用上述結構的固定吸附周期是針對設備額定的產氣量、純度、壓力下而特定的一個值，只有在裝置產氣量不變的情況下，產品氣的純度才能穩定，吸附劑才能夠被充分利用。隨著變壓吸附技術的不斷更新，在工業化工行業需求量的增加，所需實際產氣量較大時變壓吸附分離設備就需要隨產氣量的增大而增大(考慮分子篩吸附性能需將吸附塔高徑比做大)。當吸附劑使用在相同的吸附周期內和不同大小的設備時這類氣體分離裝置就會產生如下的缺點：

1、吸附劑沒有得到充分再生，使此時的分子篩產氣率下降，導致實際額定設備產氣量下降、當用戶開啟設備額定設計產氣量時純度隨之下降；

2、由于均壓后吸附器內部壓力相對較高，分子篩吸附的氣體還未隨壓力降低而解吸，此時打開吹掃氣隨放空管路一并放空，造成回吹產品氣浪費。

3、只適用產氣量小的空分設備。

發明內容

本發明需要解決的技術問題是提供了一種變壓吸附氣體分離裝置，旨在解決上述的問題；

本發明還提供了一種采用上述變壓吸附氣體分離裝置的控制方法。

為了解決上述技術問題，本發明是通過以下技術方案實現的：

本發明的裝置包括：第一吸附塔和第二吸附塔并列放置于地基上，一根四通管道分別連接第一吸附塔的底部、第一管道氣動閥、第三管道氣動閥以及第三管道氣動閥的一端，在第一吸附塔中部連接第七管道氣動閥的一端，一根三通管道分別連接第一吸附塔頂部、第九管道氣動閥以及第十一管道氣動閥；用一根四通管道分別連接第二吸附塔底部、第二管道氣動閥、?第四管道氣動閥以及第六管道氣動閥的一端，在第二吸附塔中部連接第八管道氣動閥的一端，一根三通管道分別連接第二吸附塔頂部、第十管道氣動閥以及第十二管道氣動閥的一端；一根三通管道分別與氣源進口、第一管道氣動閥的另一端以及第二管道氣動閥的另一端連接；一根三通管道分別連接第九管道氣動閥的另一端、第十管道氣動閥的另一端以及第一截止閥的一端，一根四通管道分別連接第十一管道氣動閥的另一端、第十二管道氣動閥以及第一截止閥的另一端以及第二截止閥的一端；兩通管道分別連接第二截止閥的另一端和緩沖罐進口，緩沖罐出口與第三截止閥連接；還包括：一根五通管道分別連接第五管道氣動閥的另一端、第六管道氣動閥的另一端、第七管道氣動閥的另一端、第八管道氣動閥的另一端以及第十三管道氣動閥的一端；一根四通管道分別連接第三管道氣動閥的另一端、第四管道氣動閥的另一端、排空消音器的進口以及第十三管道氣動閥的另一端。

本發明的控制方法是通過以下步驟實現的：

打開第五管道氣動閥、第八管道氣動閥、第九管道氣動閥以及第十管道氣動閥，B塔向A塔均壓；