[发明专利]低成本变压吸附空分流程工艺及应用的变压吸附空分设备

说明书

技术领域：本发明涉及一种变压吸附气体空分流程工艺，同时涉及一种变压吸附空分设备。

背景技术：一般的变压吸附空分流程工艺在工作过程中，变压吸附装置的尾气和床层分子筛的再生气都被放空，浪费较多，而配套的无热再生干燥装置必须单独用气再生，用气量大，能耗高，整个变压吸附空分设备的运行成本较高，影响推广使用。而且，一般的变压吸附空分设备的阀门控制装置复杂，阀门数量多，设备成本较高，运行控制不够方便。

发明内容：针对现有技术的不足，本发明提供一种可减少运行使用成本的变压吸附空分工艺，本发明同时提供一种实施该工艺的变压吸附空分设备。

本发明的流程工艺将压缩空气经冷却、过滤、干燥后，再变压吸附进行空气分离，生产出成品气，其特征为：将干燥装置中的干燥塔和变压吸附装置的吸附塔分别对应串联使用，工作状态的干燥塔和吸附塔联合工作，生产出的成品气部分被引流逆向回吹再生状态的吸附塔及干燥塔进行再生，再生的废气排空；吸附完成后，工作状态的吸附塔和干燥塔中的气体均压至再生状态的干燥塔和吸附塔中回收利用，然后切换吸附塔和干燥塔的再生-工作状态，周期性循环进行。

本发明的空分设备包括管路连接的空压机、冷却器和过滤器，过滤器通过阀门控制装置连接变压吸附装置，每一吸附塔的进口端均串联有干燥塔构成干燥-吸附联合单元，各吸附塔的出口端通过阀门连通构成成品气回吹再生导流通路。

本发明将吸附塔的床层和干燥塔的床层串联使用，可以利用吸附塔的放空尾气和再生气来再生干燥塔，节约用气量，减少能耗，流程工艺合理，运行成本降低。而且，空分设备中减少了单独使用无热再生干燥装置的阀门控制系统，节省了硬件设备成本，提高了控制效果。

本发明的空分设备中的阀门控制装置可采用五口以上的多位阀，一般采用两位五通阀或三位五通阀，这样可以用一只阀门替代实现两只进气阀和两只排气阀的控制作用，更加降低设备成本。空压机还可以采用无油空压机，这样无需进行除油配置，提高空分生产的质量。

下面结合附图和实施例进一步说明本发明。

附图说明：图1是实施例1的空分设备结构示意图；

图2是实施例2的空分设备结构示意图。

具体实施方式：实施例1：如图1所示，空压机1、冷却器2和过滤器3管路连接，过滤器3通过多位阀6连接变压吸附装置。每一吸附塔5的进口端均串联有干燥塔4构成干燥-吸附联合单元，各吸附塔5的出口端通过阀门7连通构成成品气回吹再生导流通路。本实施例采用双塔式变压吸附装置，吸附塔5A或5B也可以分别由多个小吸附塔连接组成等效装置。干燥塔4A或4B也同样可以分别由多个小干燥塔组成，效果是等同的。本实施例的多位阀6采用三位五通阀，两端由电磁阀SV1和SV2控制。

设备运行时，无油空压机1输出的压缩空气经过冷却器2冷却后，经过过滤器3过滤净化，将液态水和固体杂质滤除。电磁阀SV1开启，压缩空气进入干燥塔4B和吸附塔5B的串联联合单元进行空分运行，本实施例是空分生产氧气，成品氧气通过单向阀ZV2流出，同时一部分氧气通过阀门7回吹流入干燥塔4A和吸附塔5A的串联床层进行吹扫再生，再生废气通过消声器8放空。当干燥塔4B和吸附塔5B的串联床层吸附完成之后，电磁阀SV1、SV2关闭或电磁阀SV1、SV2同时开启，使多位阀6处于全封状态，同时电磁阀SV4开启，将干燥塔4B和吸附塔5B的串联联合单元的富氧气体均压到干燥塔4A和吸附塔5A的串联联合单元中回收利用。之后电磁阀SV4关闭，电磁阀SV2开启，压缩空气进入干燥塔4A和吸附塔5A的串联联合单元进行产氧运行，氧气通过单向阀ZV1流出，同时一部分氧气通过阀门7流入干燥塔4B和吸附塔5B的串联床层进行吹扫再生，废气通过消声器8放空。当干燥塔4A和吸附塔5A的串联床层吸附完成之后，电磁阀SV1、SV2关闭或电磁阀SV1、SV2同时开启，使多位阀6处于全封状态，同时电磁阀SV3开启，将干燥塔4A和吸附塔5A的串联联合单元的富氧气体均压到干燥塔4B和吸附塔5B的串联联合单元中回收利用，之后电磁阀SV3关闭，电磁阀SV1开启，这样周期性循环运行。

本实施例的电磁阀SV1、SV2、SV3、SV4采用气压感应式，可以在冷却器2的出口设一气流支路，通过单向阀ZV3和蓄压罐9对应控制各电磁阀，使电磁阀感应动作的压力稳定，提高控制可靠性。

实施例2：如图2所示，变压吸附装置的多位阀6采用两位五通阀，由于两位五通阀的各接口控制和三位五通阀不同，本实施例在两位五通阀上还接有电磁阀SV5，其余结构及运行过程基本和实施例1相同。