[发明专利]一种变压吸附脱除工业气体中二氧化碳的方法

权利要求书

1.一种采用变压吸附装置脱除工业气体中的二氧化碳的方法，其特征在于，所述变压吸附装置包括至少四个吸附塔；含二氧化碳的工业气体以一定压力通过吸附塔；每个吸附塔都依次经历吸附步骤、高压氮气置换步骤、逆放步骤、低压氮气冲洗步骤、终充步骤、预吸附步骤六个基本步骤，处理得到净化气，其中氢气的回收率达99.5%以上；

所述高压氮气置换步骤包括：在吸附步骤结束后，从吸附塔的进气端引入与工业气体压力相同的高压氮气，将死空间中的气体和因高压氮气的进入从吸附剂上解吸下来的气体顺着进气方向推出塔外；

所述低压氮气冲洗步骤包括：逆放之后，为了使吸附剂得到更深层的解吸，从产品气端引入低压氮气，对吸附床层进行冲洗，冲洗气体逆着进气方向排放到塔外。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述变压吸附装置还包括多个用于控制气流的控制阀门；通过控制阀门的开关设置多塔工艺的时序步骤，通过多塔交替使用实现对含二氧化碳工业气体的连续脱碳。

3.根据权利要求1或2任一项所述的方法，其特征在于，冲洗氮气的用量为进气量的2%~15%摩尔比；压力为0.05~0.5MPa表压。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述压力为0.05~0.2MPa表压。

5.根据权利要求1或2任一项所述的方法，其特征在于，所述高压氮气置换步骤进一步包括：置换尾气直接进入另一个已终充结束的吸附塔中进行预吸附，或者进入置换尾气缓冲罐中，以回收吸附塔内的有效气体组分。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，置换尾气进入另一个已终充结束的吸附塔中进行预吸附，置换氮气的用量选择为进气量的20%~50%摩尔比。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，置换尾气进入置换尾气缓冲罐中，置换氮气的用量选择为进气量的5%~25%摩尔比；和/或，置换尾气缓冲罐的压力为吸附压力的20%~60%；和/或，置换尾气缓冲罐的体积为吸附塔的1-8倍。

8.根据权利要求1或2任一项所述的方法，其特征在于，

所述吸附步骤包括：根据处理气量的不同，选用一个或多个吸附塔同时进工业气体；工业气体从吸附塔的进气端进入，二氧化碳气作为杂质被吸附剂吸附，其余气体作为产品气从塔的上部引出；

和/或,

所述逆放步骤包括：高压氮气置换结束后，将塔内的气体逆着进气方向排放到塔外，直至塔内压力降至大气压，此时吸附剂得到部分解吸；

和/或,

所述终充步骤包括：低压氮气冲洗结束后，用产品气从产品端进气，或用置换尾气从进气端进气，对吸附塔进行最终充压，使得吸附塔内压力达到吸附工作压力；

和/或,

所述预吸附步骤包括：终充结束后，将从一个处于高压氮气置换步骤中的吸附塔的置换尾气从进气端引入终充结束的塔中进行预吸附；或者将置换尾气缓冲罐中的气体通过增压泵增压达到吸附压力后，从进气端引入终充结束的塔中进行预吸附；预吸附结束后，该塔即可进入下一个循环的吸附步骤。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述吸附压力为0.3~4.5MPa表压；吸附塔中的吸附剂选用分子筛、活性炭、硅胶、以及其它能选择性吸附二氧化碳的吸附剂。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，吸附压力为0.5~3.0MPa表压。

11.一种变压吸附装置，其特征在于，所述装置采用权利要求1-10任一项所述方法以脱除工业气体中的二氧化碳。

12.权利要求11所述变压吸附装置在脱除工业气体中的二氧化碳中的应用。