[发明专利]具有前置气体成份分离装置的变压吸附气体提纯器组件

说明书

技术领域

本发明涉及一种变压吸附气体提纯器组件。

背景技术

变压吸附(Pressure Swing Adsorption，简称PSA)是一种新型气体吸附分离技术。PSA分离提纯气体的原理是吸附剂在高压下吸附杂质组分，低压下解吸杂质组分，从而对气体进行分离提纯。PSA中吸附剂更易于吸附极性较强的气体分子，如水分子、有机小分子等，却不易解吸这些气体分子。PSA长时间运行必然会有较多的水分子占据吸附剂的活性位点，影响吸附剂对其他杂质组分的吸附，从而影响其提纯能力。CN202555142U公开了一种应用两级PSA生产高纯度氧气的变压吸附制氧装置。该装置虽然可以达到除去空气中水分的目的，但是该装置所需组件多，结构复杂、成本高。

因此，需要一种不仅能够对预提纯气体进行水分处理从而提高PSA的使用寿命而且结构简单、成本较低的变压吸附气体提纯器。

发明内容

本发明的目的就是提供一种不仅能够对预提纯气体进行水分处理从而提高PSA的使用寿命而且结构简单、成本较低的变压吸附气体提纯器组件。

上述目的是通过如下的变压吸附气体提纯器组件实现的，该组件包括变压吸附气体提纯器，所述组件还包括前置组分分离装置，所述前置组分分离装置连接在气源和所述变压吸附气体提纯器之间，用于在来自所述气源的气体进入所述变压吸附气体提纯器之前对气体进行组分分离，所述前置组分分离装置包括缸体和位于所述缸体内的吸附剂。

通过所述前置组分分离装置吸收气体中的水分子，从而使得所述变压吸附气体提纯器可以长时间地高效工作。

在一个优选实施例中，所述前置组分分离装置设有：进气阀，通过进气管路与所述气源连接；排气阀，连接有废气排放管路；清洗阀，通过再生进气管路与所述变压吸附气体提纯器连接；连接所述变压吸附气体提纯器的出气管路。这样的前置组分分离装置可以称为隔离式前置组分分离装置。将该隔离式前置组分分离装置通过外置的管路连接至所述变压吸附气体提纯器，不需要对所述变压吸附气体提纯器进行修改。

在一个优选实施例中，所述变压吸附气体提纯器包括至少一个气床、产品气缓冲罐、第一连接构件(上阀体)和第二连接构件(下阀体)；所述前置组分分离装置、所述至少一个气床和所述产品气缓冲罐位于所述第一连接构件和所述第二连接构件之间。。

在一个优选实施例中，所述前置组分分离装置包括温度传感器，用于测量所述吸附剂的温度。通过吸附剂的温度变化情况，可以确定前置组分分离装置是否吸附饱和以及是否解吸完成。

在一个优选实施例中，所述前置组分分离装置包括加热器。吸附剂在高温情况下再生时更加有利。

在一个优选实施例中，所述加热器为加热带，所述加热带缠绕于所述缸体的外周面上。加热带加热适用于管径较小的缸体。

在一个优选实施例中，所述加热器为至少一个加热棒，所述至少一个加热棒插入到所述缸体内。加热棒加热适用于管径较大的缸体。

在一个优选实施例中，所述前置组分分离装置包括包裹所述缸体的保温装置，所述保温装置为保温棉。保温装置既用来对前置组分分离装置再生时的加热的保温，又用来与外界隔温而保护外部环境免受高温影响。

在一个优选实施例中，所述前置组分分离装置包括包裹所述缸体的保温装置，所述保温装置为保温棉、蛭石材料或二者。保温装置既用来对前置组分分离装置再生时的加热的保温，又用来与外界隔温而保护外部环境免受高温影响。

在一个优选实施例中，所述吸附剂是活性炭类、氧化铝类或硅胶类中至少一种物质。

附图说明

本发明的上述以及其他目的和优点通过参考以下附图且以实施例的方式会更加明显，在附图中：

图1是本发明的第一实施方案的PSA气体提纯器组件的示意图。

图2是图1的PSA气体提纯器组件的前置组分分离装置的结构简图。

图3A是室温条件下CO₂在分子筛上的吸附温度曲线图；图3B是室温条件下CO₂在分子筛上的解吸温度曲线图。

图4A和图4B示出不同加热器类型的前置组分分离装置的简图。

图5示出了双气床式PSA提纯器的简图。

图6是本发明的第二实施方案的PSA气体提纯器组件的示意图。

图7A示出了图6的PSA气体提纯器组件的第一连接构件的结构示意图；图7B示出了图6的PSA气体提纯器组件的第二连接构件的结构示意图。

具体实施方式