[發(fā)明專(zhuān)利]一種可回收潛熱的三吸附器空分純化裝置及其方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911349228.0
• 申請(qǐng)日: 2019-12-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111013321A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-04-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張春偉;張學(xué)軍;邱利民;趙陽(yáng);林秀娜
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B01D53/04
• 分類(lèi)號(hào): B01D53/04
• 代理公司: 杭州求是專(zhuān)利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 傅朝棟;張法高

本發(fā)明公開(kāi)了一種可回收潛熱的三吸附器空分純化裝置及其方法?？辗旨兓b置包括三臺(tái)并聯(lián)工作的分子篩吸附器、電加熱器、開(kāi)式直接接觸式換熱箱、換熱器、循環(huán)水泵、消音器、污氮?dú)饧訜峥刂崎y、污氮?dú)饫浯悼刂崎y等。分子篩吸附器一側(cè)分別連接污氮?dú)饧訜嵬ǖ馈⑽鄣獨(dú)饫浯低ǖ?、空氣出口通道，另一?cè)分別連接空氣進(jìn)口通道、污氮?dú)夥趴胀ǖ?、污氮?dú)庥酂峄厥胀ǖ馈Ｔ谖狡髋c管道間還設(shè)有卸壓閥、增壓閥、自動(dòng)控制閥等。通過(guò)設(shè)置兩循環(huán)水通道，分別回收吸附器的吸附熱以及排出的冷吹污氮余熱，進(jìn)而降低吸附劑溫度，延長(zhǎng)吸附器運(yùn)行時(shí)間，直接接觸時(shí)換熱箱可有效回收冷吹污氮中水汽的潛熱，降低電加熱器能耗。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及分子篩設(shè)計(jì)領(lǐng)域，特別是設(shè)計(jì)一種可回收潛熱的三吸附器空分純化裝置。

背景技術(shù)

在低溫空分系統(tǒng)中，將原料空氣中雜質(zhì)，如水汽、二氧化碳和碳?xì)浠衔锖拷档揭?guī)定水平的過(guò)程稱(chēng)為空分純化過(guò)程，采用的裝置稱(chēng)為空分純化裝置。但該純化過(guò)程的能耗較高，約占空分系統(tǒng)總能耗的16％左右。對(duì)整個(gè)空分純化系統(tǒng)進(jìn)行分析可知，其沒(méi)有利用的余熱主要有兩部分，一是吸附器內(nèi)活性氧化鋁和分子篩的吸附熱，二是在吸附器冷吹段排出的高溫、高濕污氮?dú)?。?duì)于吸附熱，會(huì)惡化吸附劑的工作環(huán)境，如水汽作為強(qiáng)吸附相，其吸附熱又高于二氧化碳，床層溫度將迅速升高而導(dǎo)致部分已經(jīng)被吸附的二氧化碳解析出來(lái)，使得二氧化碳濃度增加。對(duì)于排出的冷吹污氮?dú)?，除顯熱外，其內(nèi)部還包含著大量水汽，若能將其潛熱回收，則可大幅增加系統(tǒng)可用余熱量。但常規(guī)空分純化系統(tǒng)中，吸附熱的影響均被忽略；而系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上只設(shè)置兩臺(tái)分子篩吸附器，一臺(tái)吸附工作，另一臺(tái)解吸再生，時(shí)間上的差異導(dǎo)致冷吹污氮?dú)馑臒崃亢茈y利用，通常直接放空，造成了能量浪費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容

為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種可回收潛熱的三吸附器空分純化裝置，將常規(guī)系統(tǒng)中的雙吸附器改為三吸附器系統(tǒng)，在吸附器內(nèi)部安裝換熱盤(pán)管，通過(guò)循環(huán)水冷卻吸附劑，此外，設(shè)置開(kāi)式直接接觸式換熱箱，在回收冷吹污氮?dú)怙@熱的同時(shí)，回收其內(nèi)部水汽的潛熱。充分利用吸附熱和冷吹污氮?dú)庥酂幔娱L(zhǎng)吸附器的運(yùn)行時(shí)間，減少加熱器的能量投入，實(shí)現(xiàn)空分純化系統(tǒng)的節(jié)能降耗。

本發(fā)明擬用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的：

一種可回收潛熱的三吸附器空分純化裝置，其包括第一分子篩吸附器、第二分子篩吸附器、第三分子篩吸附器、第一換熱器、第一循環(huán)水泵、電加熱器、第二換熱器、開(kāi)式直接接觸式換熱箱、第二循環(huán)水泵、污氮?dú)饧訜嵬ǖ赖谝恢贰⑽鄣獨(dú)饧訜嵬ǖ赖诙?、污氮?dú)饧訜嵬ǖ?、污氮?dú)饫浯低ǖ馈⑽鄣獨(dú)庥酂峄厥胀ǖ?、污氮?dú)夥趴胀ǖ?、空氣出口通道、空氣進(jìn)口通道、第一循環(huán)水通道、第二循環(huán)水通道；

所述的第一分子篩吸附器一端的管路分為三條支路，其中第一支路連接污氮?dú)饧訜嵬ǖ溃业谝恢飞显O(shè)有第一自動(dòng)控制閥，第二支路連接污氮?dú)饫浯低ǖ?，且第二支路上設(shè)有第二自動(dòng)控制閥，第三支路連接空氣出口通道，且第三支路上設(shè)有第三自動(dòng)控制閥；第一分子篩吸附器的另一端的管路分為四條支路，第一支路和第二支路分別連接空氣進(jìn)口通道，且第一支路上設(shè)有第十自動(dòng)控制閥，第二支路上設(shè)有第一增壓閥，第三支路上設(shè)有第一卸壓閥，第四支路上設(shè)有第十一自動(dòng)控制閥，第三支路和第四支路匯合后連接第一三通閥的進(jìn)口通道，第一三通閥的另外兩個(gè)出口通道分別連接污氮?dú)庥酂峄厥胀ǖ篮臀鄣獨(dú)夥趴胀ǖ?；第二分子篩吸附器和第三分子篩吸附器的兩端以與第一分子篩吸附器相同的方式連接各通道；

進(jìn)入空分純化裝置的污氮進(jìn)氣管道被分成兩路，一路接入污氮?dú)饫浯低ǖ?，污氮?dú)饫浯低ǖ郎显O(shè)有污氮?dú)饫浯悼刂崎y；另一路經(jīng)過(guò)污氮?dú)饧訜峥刂崎y后分為兩條支路，污氮?dú)饧訜嵬ǖ赖谝恢愤B接第二換熱器，污氮?dú)饧訜嵬ǖ赖诙愤B接第一換熱器，兩條支路匯合后接入污氮?dú)饧訜嵬ǖ溃鄣獨(dú)饧訜嵬ǖ郎弦来芜B接第十六自動(dòng)控制閥和電加熱器；