[实用新型]二次回流工艺变压吸附装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种在分离混合气体的变压吸附气体分离工艺中使用的二次回流工艺变压吸附装置。

背景技术

目前的变压吸附气体分离工艺没有二次回流装置，当一个吸附塔完成均压动作后，原料气通过进气阀门A1直接从吸附塔的进气口进入吸附器，逐渐升压在吸附塔的出气端通过出气阀门A2得到产品气，一般出气管路上还有一只止回阀B1。如图1所示。这种只靠原料气进气升压的方法由于升压速度缓慢，较长时间内达不到产品氮气的压力，这段时间实际是产不出产品气的，称为无效吸附时间。由于无效吸附时间过长，缩短了有效吸附床层，分离效率低，对分离高纯度的产品气影响尤为明显。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有变压吸附气体分离系统存在的不足而提供一种在二次回流工艺中能够生产出高纯度产品气的二次回流工艺变压吸附装置。

本实用新型的目的是这样实现的：包括装填有吸附剂的第一吸附塔、通过塔间阀门和管道与第一吸附塔相接通的装填有吸附剂的第二吸附塔，其特征在于：第二吸附塔的出气口通过塔外阀门和管道与产品气缓冲罐相接通。

第二吸附塔的出气口通过塔外阀门和管道与第一产品气缓冲罐和第二产品气缓冲罐相接通，第一产品气缓冲罐和第二产品气缓冲罐并联在塔外阀门的后面。

第二吸附塔的出气口与第一产品气缓冲罐之间还接通有第一止回阀，第二吸附塔的出气口与第二产品气缓冲罐之间还接通有第二止回阀。

第二吸附塔的出气口与第一产品气缓冲罐之间还接通有节流阀。

本实用新型具有如下积极效果：由于二次回流工艺在吸附塔均压后开始吸附的初期，迅速提高了吸附压力，大大迟滞了原料气的推进速度，延长了有效吸附床层高度，同时由于二次回流量较大，迅速提高了吸附器的压力，使之快速达到产品气缓冲罐的压力，迅速产出产品气，使得同样一个吸附周期内实际的产气时间更长，设备的产率和收率更高。

同时，由于延长了有效吸附床层高度，大大减轻吸附剂对吸附组分的预吸附量，避免了吸附组分“穿透”，维持了理想的吸附浓度曲线，使产品气纯度更高，使得吸附剂吸附容量增大，并在较长时间内产出高纯度的产品气。在变压吸附制氮设备上，当氮气纯度大于99.95％时，用二次回流工艺的制氮设备比不采用二次回流工艺的制氮设备回收率高出25％左右，且氮气纯度很快达到指标要求并且氮气纯度很稳定。

同时由于二次回流工艺从吸附塔的另一端和原料气进气方向相对，气体在吸附器内得到平衡，有效降低气流对吸附剂的冲击，延长了吸附剂的使用寿命。

所述的二次回流工艺可以是原料气从分离塔的下部进入，产品气从上部产出；也可以是原料气从分离塔的上部进入，产品气从下部产出。

附图说明

图1为现有的吸附塔升压示意图。

图2为本实用新型的二次回流装置采用一个产品气缓冲罐3示意图。

图3为本实用新型的二次回流装置采用一个产品气缓冲罐4和一个产品气缓冲罐5的示意图。

具体实施方式

如图2所示，本实用新型包括装填有吸附剂的第一吸附塔1、通过塔间阀门A1和管道与第一吸附塔1相接通的装填有吸附剂的第二吸附塔2，其特征在于：第二吸附塔2的出气口通过塔外阀门A2和管道与产品气缓冲罐3相接通。

如图3所示，本实用新型的第二吸附塔2的出气口通过塔外阀门A2和管道与第一产品气缓冲罐4和第二产品气缓冲罐5相接通，第一产品气缓冲罐4和第二产品气缓冲罐5并联在塔外阀门A2的后面。

第二吸附塔2的出气口与第一产品气缓冲罐4之间还接通有第一止回阀B3，第二吸附塔2的出气口与第二产品气缓冲罐5之间还接通有第二止回阀B2。

第二吸附塔2的出气口与第一产品气缓冲罐4之间还接通有节流阀A3。

当一个吸附塔完成均压动作后，原料气通过塔间阀门A1(进气阀门A1)从吸附塔的进气口进入吸附器，同时，通过塔外阀门A2(出气阀门A2)把产品气迅速回流到正在升压的吸附塔内。塔外阀门A2(出气阀门A2)的阀门口径应等于或大于塔间阀门A1(进气阀门A1)的口径，以保证回流量在短时间内足够。阀门是自动的也可以是手动的。同时，产品气缓冲罐的容积足够大，一般不小于吸附塔容积的7～8倍，如图2所示。或另设一个回流产品气缓冲器，其容积一般不小于吸附塔容积的5倍，如图3所示。回流完毕，用一个小口径的节流阀A3和止回阀B3在吸附塔产气的半周期内把回流产品气缓冲器压力缓慢升至和产品氮气缓冲器一样，同时止回阀B3不影响回流流量，以利于下一周期的二次回流。止回阀B2的作用是稳定产品气缓冲罐5的压力和流量，在二次回流的时候产品气缓冲罐5内的产品气不回流。两个吸附塔交替循环回流。

如图3所示，本实用新型由第一吸附塔1、第二吸附塔2和一个产品气缓冲罐3或两个产品气缓冲罐(第一产品气缓冲罐4和第二产品气缓冲罐5)以及和他们相连接的阀门A1、A2、A3和B2、B3以及管道组成，在第一吸附塔1吸附结束后分别通过阀门向待吸附的第二吸附塔2进行均压后，第二吸附塔2同时通过进气阀门A1进原料气、通过阀门A2从出气口回流产品气，向待吸附的第二吸附塔2快速充压，实现二次回流工艺。