[发明专利]变压吸附装置

说明书

本发明涉及混合气分离领域，具体提供了一种变压吸附装置，该装置包括：吸附塔、进气管路、废气排放管路、均压管路、产品气管路及与其对应的产品气缓冲罐；所述吸附塔的个数n≥6；所述进气管路上设有与吸附塔一一对应并与其入口连接的第一支线管路；所述废气排放管路上设有与吸附塔一一对应并与其入口连接的第二支线管路，用于排放各个吸附塔产生的废气；每条所述均压管路上分别设有与吸附塔一一对应并与其出口连接的第五支线管路；第一支线管路至第五支线管路上均设有气动阀。本发明的变压吸附装置每组吸附塔的操作时序独立运行，无需考虑与其它吸附塔的操作配合，各组吸附塔内实现均压操作，因此可以使整套变压吸附装置处于最优化运行状态。

技术领域

本发明涉及混合气分离领域，具体涉及一种变压吸附装置。

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，是利用气体组分在固体材料上吸附特性的差别及吸附量随压力改变而变化的特性，通过周期性的压力变换过程实现气体的分离或提纯。变压吸附有如下优点：(1)产品纯度高；(2)一般可在室温和不高的压力下工作，床层再生时不用加热，节能且经济；(3)设备简单，操作、维护简便；(3)连续循环操作，可完全达到自动化。因此，当这种技术问世后，就受到各国工业界的关注并竞相开发和研究，发展迅速，并日益成熟。

传统的变压吸附装置在连续生产的循环过程中包括一条原料气进料管路和一条产品气出气管路，同时只能进行一种时序操作，具体包括：原料进料的吸附步骤、均压步骤、提供再生气的顺放步骤、逆向泄压的逆放步骤、冲洗再生的冲洗步骤、与均压降步骤对应的均升压步骤和终充步骤，这些操作步骤的实现是通过吸附床顶部和底部不同阀门的打开和关闭来实现的。

变压吸附装置的生产规模从最初的几百标方每小时(Nm³/h)发展到目前的数十万标方每小时，随着变压吸附装置的大型化，其配套的吸附床容积、气动阀门及管道的通径越来越大，使吸附床内气流均布困难，加工及运输费用较高，占地面积大。同时，传统的变压吸附装置在建成后往往只能针对一种特定组份的气体进行分离和提纯，很难灵活使用。特别是4个以上吸附塔的多塔变压吸附装置，只能在一个操作周期内运行一种工艺步骤。当原料气组份发生较大波动或分离气体的种类发生改变时，传统的多塔变压吸附装置的效率和分离效果就会下降，这在一定程度上限制了变压吸附装置的应用范围。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有的变压吸附装置存在的上述缺陷，从而提供一种新的投资节省、处理规模大、操作工艺灵活可变的变压吸附装置。

本发明提供了一种变压吸附装置，该装置包括：吸附塔、进气管路、废气排放管路、均压管路、产品气管路及与其对应的产品气缓冲罐；其中，

所述吸附塔的个数n≥6；

所述进气管路上设有与吸附塔一一对应并与其入口连接的第一支线管路，用于向各个吸附塔中输送待分离的混合气；

所述废气排放管路上设有与吸附塔一一对应并与其入口连接的第二支线管路，用于排放各个吸附塔产生的废气；

所述产品气管路的个数在两条以上，每条产品气管路上设有与吸附塔一一对应并与其出口连接的第三支线管路，且每条产品气管路上还设有第四支线管路；吸附塔产生的产品气可依次经第三支线管路、产品气输送管路和第四支线管路进入到对应的产品气缓冲罐中；

所述均压管路用于调节各个吸附塔之间的压力，当吸附塔的个数n为奇数时，所述均压管线的个数为(2+(n-7)/2)，当n为偶数时，所述均压管线的个数为(2+(n-6)/2)；

每条所述均压管路上分别设有与吸附塔一一对应并与其出口连接的第五支线管路；

所述第一支线管路、第二支线管路、第三支线管路、第四支线管路和第五支线管路上均设有气动阀。

优选地，所述进气管路的个数为两条以上。