[實用新型]一種氣體變壓吸附裝置及包含其的氣體提純裝置

有效

• 申請號: 201821143810.2
• 申請日: 2018-07-19
• 公開（公告）號: CN208786103U
• 公開（公告）日: 2019-04-26
• 發明（設計）人: 朱泓菡;李立忠;盛俊峰;謝東紅
• 申請（專利權）人: 上海穗杉實業股份有限公司
• 主分類號: B01D53/047
• 分類號: B01D53/047
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟

本實用新型涉及一種氣體變壓吸附裝置及包含其的氣體提純裝置。所述氣體變壓吸附裝置包括剛性腔體，所述剛性腔體由進氣區、吸附區和出氣區三部分構成，所述吸附區中設有柔性透氣網袋，吸附劑顆粒封裝在所述柔性透氣網袋中并將其填滿。減少了吸附劑顆粒的運動空間和撞擊距離；把吸附劑顆粒撞擊、摩擦產生的粉塵和碎粒鎖在袋內，不進入系統氣道、閥門、節流小孔，從而減少故障和提高裝置的使用壽命。由于氣流是往復運動的，粉塵、顆粒在空間中處于漂移、懸浮狀態，不固定在某個位置，所以能保持布氣網袋的氣流暢通。本實用新型的構造簡單，成本低，廣泛適用于多種氣體變壓吸附，例如空氣加壓吸附制氧和空氣加壓吸附制氮等，工藝適應性強。

技術領域

本實用新型涉及氣體制備技術領域，尤其涉及一種氣體變壓吸附裝置及包含其的氣體提純裝置。

背景技術

目前，吸附劑填充方法的變壓吸附(PSA)制氧/制氮裝置是一種重要的具有廣泛應用的氣體分離方法，是一種較為先進的氣體分離技術，也是低溫深冷空分工藝的重要補充，以至少一個或多個吸附劑塔和至少一個或多個儲氣罐以及流體切換閥門、控制系統等組成的變壓吸附裝置，主要是依靠分子篩(變壓吸附空氣分離設備的關鍵部件)在不同壓力下對空氣中各組份氣體的吸附容量和吸附速率的不同來達到將各組分氣體分離的目的。變壓吸附空氣分離設備分為制氮設備和制氧設備，廣泛應用于化工、電子、醫療、煤炭、冶金、食品儲存等行業。在變壓吸附空氣分離設備中，其關鍵部件分子篩是一種內部含有大量微孔的顆粒狀物質(如球型)，因此怕油、水和粉塵。變壓吸附(PSA)制氧/制氮裝置可以為用戶提供一種相對廉價、靈活的氮氣純度范圍為90～99.999％(無氧氣含量，氧氣含量小于5ppm，體積百分比)，氧氣純度范圍23～95.7％(體積百分比)的現場供氣方法，因這種方法具有靈活、方便、投資少、能耗低、自動化程度高等優點，變壓吸附技術自1958年一開始用就得以迅速發展。

變壓吸附制氮工作過程主要為吸附、再生、均壓、減壓、升壓及再次吸附。

吸附：壓縮空氣通過吸附塔，其中水分、二氧化碳和大部分碳氫化合物被分子篩吸收。

再生：低壓反流氮通過吸附塔，吸附在分子篩上的水份、二氧化碳和碳氫化合物被低壓污氮帶走。

均壓：需要再生的吸附塔和完成已經再生的吸附塔進行壓力平衡，減少切換損失。

減壓：吸附塔通過放空消音器減壓到接近大氣壓力。

升壓：用壓縮空氣將再生后的吸附塔升高到吸附壓力。一個吸附塔從吸附結束到再次吸附的工作過程如下：

吸附結束——均壓——減壓——再生沖洗——升壓——再次吸附

這樣循環往復地工作，罐內分子篩不斷的撞擊、摩擦，不斷的產生粉塵和撞擊碎粒，高速氣流在管道內，將粉塵和碎粒吹送到裝置中各零部件內：

①閥組內運動的閥芯卡死，產生故障；

②小孔節流處被堵死，產生故障；

③影響系統正常工作，使壓力下降；

④分子篩撞擊、摩擦、減小分子篩的表面積和體積，降低產品氣的濃度。

分子篩在吸附塔內會依次受到上升原料空氣和逆向解析氣的沖擊，很容易蠕動，從而粉化，隨產品氣和解析氣排出，整個制氧設備的產量和純度會因此而下降。傳統工藝中一般采用陶瓷球壓緊，陶瓷球比重較大，裝填完分子篩后，鋪一層絲網，然后用粒徑不等的陶瓷球填滿整個吸附塔剩余空間，再在出口加裝過濾裝置，壓住陶瓷球，防止陶瓷球的外串。

而實際應用中，陶瓷球比重較大，加上出口過濾裝置壓住陶瓷球，在初期確實可以壓住分子篩。但初裝的分子篩總有粉塵，隨著設備運行，粉塵逐步逃逸，整個床層會有所下降，這時出口過濾裝置壓不住陶瓷球，陶瓷球會在塔內跳動，加劇分子篩的粉化。陶瓷球壓緊會需要定期補充分子篩，甚至更換分子篩。