[发明专利]变压吸附脱碳装置及工艺

说明书

技术领域

本发明属于气体分离技术领域，具体涉及一种提高处理负荷和回收率，实现节电降耗的变压吸附脱碳装置及工艺。

背景技术

PSA装置的设计取决于净化气要求的CO₂百分比，越高则可在均压设计上加多，以多回收气体，尽量做到放空压力低，气体损失小。如何降低系统阻力，提高气体回收率成为变压吸附脱碳技术研究的重点。现有变压吸附脱碳装置，设计为一段20个吸附塔，二段20个吸附塔，运行时序为20-5-8/v4，二段为20-5-9/v4，处理气量为180000Nm³，净化气CO₂为0.5％，通过上述设备的长期运行，发现在满机生产时，由于负荷较大，为了使净化气CO₂控制在指标内，使各段吸附周期达到最短，放空次数增加，气体损失率增加。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的缺陷而提供一种提高处理负荷和回收率，实现节电降耗的变压吸附脱碳装置及工艺。

本发明的目的是这样实现的：包括与原料气管道相连通的水分离器，水分离器通过管道分别与第一工段吸附塔组进气口相连，第一工段吸附塔组的出气口通过半成品缓冲罐与第二工段吸附塔组进气口相连，第二工段吸附塔组的出气口通过管道依次与净化气缓冲罐和高压机相连；所述第一工段吸附塔组为24个吸附塔并联，所述第二工段吸附塔组为24个吸附塔并联，所述第一工段吸附塔组分别与气体回收系统、气体放空管道、逆放气缓冲罐、抽空气缓冲罐、二氧化碳缓冲罐相连，逆放气缓冲罐和抽空气缓冲罐分别通过管道与二氧化碳缓冲罐相连，二氧化碳缓冲罐与二氧化碳压缩系统相连，第一工段吸附塔组与逆放气缓冲罐之间设有第一三通阀门，第一三通阀门的第三端通过第九阀门与气体放空管道相连，所述的第一工段吸附塔组与抽空气缓冲罐之间安装有第一真空泵；水分离器与第一工段吸附塔组进气口之间设有第一阀门，第一工段吸附塔组的出气口和半成品缓冲罐之间的管道上设有第二三通阀门，第二三通阀门的第一端与第一工段吸附塔组的出气口相连，第二三通阀门的第二端与半成品缓冲罐之间的管道上设有第二阀门，第二三通阀门与第一工段吸附塔组相连，半成品缓冲罐与第二工段吸附塔组之间设有第三阀门，所述第二工段吸附塔组通过分别与升压气缓冲罐，顺放气缓冲罐和吹风气燃烧装置相连，升压气缓冲罐和顺放气缓冲罐分别与第一工段吸附塔组相连，第二工段吸附塔组与吹风气燃烧装置之间设有第十阀门，所述第十阀门与第二工段吸附塔组之间设有第二真空泵；所述第二工段吸附塔组与净化气缓冲罐之间设有第六阀门，所述净化气缓冲罐通过管道与第二工段吸附塔组相连。

所述第二工段吸附塔组与升压气缓冲罐之间设有第五阀门，升压气缓冲罐与第一工段吸附塔组之间设有第八阀门；所述第二工段吸附塔组与顺放气缓冲罐之间设有第四阀门，顺放气缓冲罐与第一工段吸附塔组之间设有第七阀门。

一种变压吸附脱碳工艺包括如下步骤：

步骤一：使原料气经过水分离器去除原料气中的水分；

步骤二：使步骤一去除水分后的原料气经过第一工段吸附塔组，所述第一工段吸附塔组由24个吸附塔并联构成，其中每个吸附塔依次经过24个周期，每个吸附塔在24个周期内经过吸附，一均降，二均降，三均降，四均降，五均降，六均降，七均降，八均降，九均降，顺放，逆向放压一，逆向放压二，逆向放压三，抽空，预升压，九均升，八均升，七均升，六均升，五均升，四均升，三均升，二均升，一均升，预终充和终充的状态；上述为24个周期一个循环；

上述第一工段吸附塔组的24个吸附塔中，当吸附塔进入顺放状态时，该吸附塔内的气体进入气体回收系统内；当吸附塔进入逆向放压一状态时，该吸附塔内的气体进入气体放空管道内；当吸附塔进入逆向放压二状态时，可通过调节第一三通阀门和第九阀门使该吸附塔内的气体进入气体放空管道或逆放气缓冲罐内；当吸附塔进入逆向放压三状态时，该吸附塔内的气体通过二氧化碳缓冲罐进入二氧化碳压缩系统内；当吸附塔进入抽空状态时，启动第一真空泵，使该吸附塔内的气体进入抽空气缓冲罐内；所述的逆放气缓冲罐与抽空气缓冲罐内的气体通过二氧化碳缓冲罐进入二氧化碳压缩系统内；