[發明專利]一種高效率多通道變壓吸附再生制氮裝置

在審

• 申請號: 201610116644.6
• 申請日: 2016-03-02
• 公開（公告）號: CN105582783A
• 公開（公告）日: 2016-05-18
• 發明（設計）人: 劉秋平
• 申請（專利權）人: 杭州汽輪染整機械有限公司
• 主分類號: B01D53/047
• 分類號: B01D53/047;C01B21/04
• 代理公司: 北京聯瑞聯豐知識產權代理事務所(普通合伙) 11411
• 代理人: 張清彥

技術領域

本發明涉及一種新型的多通道變壓吸附再生(PSA)制氮裝置，是一種可以 通過改變吸附再生通道的數量，進而實現流量的多級變化，更能適應設備對用 戶流量變化的一種裝置，屬于變壓吸附再生(PSA)制氮技術領域。

背景技術

變壓吸附法(簡稱PSA)是一種新的氣體分離技術，以吸附劑分子篩為例， 其原理是利用分子篩對不同氣體分子“吸附”性能的差異而將氣體混合物分開。 它是以空氣為原材料，利用一種高效能、高選擇的固體吸附劑對氮和氧的選擇 性吸附的性能，從而把空氣中的氮和氧分離出來。變壓吸附制氮設備的制氮過 程為物理吸附過程，無化學反應，對環境不造成污染，是一種理想的供氮方式。 整個制氮過程相對于傳統的深冷法制氧方式，具有結構簡單、工藝流程簡單、 使用操作方便、設備啟動迅速、常溫低壓運行、安全可靠、制氮成本低等一系 列優點。

目前在PSA制氮領域內使用較多的是雙塔吸附或雙套四塔吸附的方法。分 子篩對氧和氮的分離作用主要是基于這兩種氣體在分子篩表面的擴散速率不 同。但是變壓吸附制氮設備的制氮過程，由于分子篩高壓時吸附，低壓時再生， 在制取氮氣的過程中，往往制取率較低，設備在選型時常會考慮用氣端的最大 值，在實際運行中卻沒有達到或者遠低于設備的正常制氮設計值，造成設備氣 源浪費都較大，在較低流量時運行成本更高，氣源排放比更大，造成了配套氣 源設備的嚴重浪費。

傳統PSA制氮工藝都是采用的是兩吸附塔配套閥門的結構，當一塔吸附時， 另一塔再生，另一塔再生時會將原塔內的所有氣源排放完，造成塔內氣源的浪 費。同時，因為容器較大的原因，由于氣流量會延著容器內部最近途徑通過， 使得一部分分子篩不能有效的利用，所以所需要的分子篩量加大，分子篩利用 率不高。再者，分子篩量加大后，會增加上容器容積，容器容積較大，設備體 積增加。同時，由于容器分子篩量加大后，容器的頂部的壓緊有時不能完全密 實，容易產生分子篩在高速氣源沖洗過程中粉化。由于分子篩裝填的緊密性不 高，易產生吸附劑填料的局部“空穴”現象，加上分子篩的抗壓能力較差，在 “空穴”里更容易產生分子篩粉化。這將對設備產生較嚴重的產量、質量的影 響。進而影響的整體設備的使用。其次，設備容器增大，受設備運輸等原因， 高徑比不能很大，大設備上往往小于正常的值。那么，分子篩的吸附時間減少， 產氣品質將受較大的影響。

綜上所述，簡單雙塔式吸附已經不能滿足其“節能減排”的要求，且為了 解決現有簡單雙塔式吸附存在的分子篩利用率不高、易產生分子篩粉化、產氣 品質效率較低等問題，目前亟需發明一種定制單塔標準容器，多通道擴容組裝、 增強分子篩對氣流的吸附能力的高效率多通道變壓吸附再生制氮裝置。

發明內容

本發明提出一種定制單塔標準容器，多通道擴容組裝、增強分子篩對氣流 的吸附能力的高效率多通道變壓吸附再生制氮裝置，解決了現有技術存在的簡 單雙塔式吸附存在的分子篩利用率不高、易產生分子篩粉化、產氣品質效率較 低等問題。

為了解決上述技術問題，本發明的技術方案為：

一種高效率多通道變壓吸附再生制氮裝置，包括單塔標準容器、閥門進出 口和外部箱板，所述單塔標準容器底部安裝有固定端板，所述固定端板上開設 有原料氣源進口，所述原料氣源進口連接有用于均勻擴散與吸集氣體的氣流均 布器，所述氣流均布器上端依次平鋪有氧化鋁和制氮分子篩，所述單塔標準容 器頂部設置活動下降壓緊裝置，所述活動下降壓緊裝置下設壓緊椰墊，所述活 動下降壓緊裝置開設有成品氣出口，所述成品氣出口連接有所述氣流均布器。

進一步地，所述閥門進出口還設置有操作界面。

所述活動下降壓緊裝置連接有下降螺紋，并通過所述下降螺紋進行所述制 氮分子篩的壓緊處理。

所述單塔標準容器外側連接有筒體固定塊。

所述單塔標準容器通過所述筒體固定塊、固定塊支撐進行多組容器的對接 與擴展。

本發明具有以下的特點和有益效果：

()本發明高效率多通道變壓吸附再生制氮裝置多通道吸附方式，當多通 道吸附時，有一小部分再生，再生量小，減少原塔內的所有氣源排放，減少了 塔內氣源的浪費。由于單塔容器較小的原因，分子篩對氣流的吸附能力加強， 分子篩利用率增加，有效吸附能力增強，使得絕大部分分子篩能有效的利用， 所以所需要的分子篩量也會相應減少。