[发明专利]一种变压吸附法增浓易吸附气体的方法

说明书

本发明提供了一种变压吸附法增浓易吸附气体的方法，所述方法包括：(1)原料气进入第一吸附塔，进行吸附操作至吸附剂达到饱和；(2)将吸附后的第一吸附塔进行均压操作；(3)将产品气通入对未吸附气体进行置换，将置换出的气体吹扫进其他吸附塔；(4)将置换后的第一吸附塔再次进行均压操作；(5)将第一吸附塔进行真空解吸，得到产品气；(6)将解吸后的第一吸附塔进行充压。本发明采用上述工序使多个吸附塔配合，实现了易吸附气体的增浓，尤其是以产品气作为置换气，并使置换出的气体进入其他吸附塔，置换后进行均压操作，不仅提高置换效果，还可提高易吸附组分的浓度和回收率。

技术领域

本发明属于气体吸附技术领域，涉及一种变压吸附法增浓易吸附气体的方法，尤其涉及一种含产品气置换的变压吸附法增浓易吸附气体的方法。

背景技术

变压吸附是化学工业中常用的一种气体分离方式，由于其灵活性强、运行成本低、分离效果佳等优势得到广泛的工业应用。根据需要吸附分离后可以回收易吸附的气体，也可以回收难吸附的剩余气体，或者两者同时回收。其中，吸附剂是影响分离效果的因素之一，吸附流程的设计优化对分离效果的提升同样至关重要。

目前，气体吸附分离的流程一般包括吸附、均压、解吸、终充的步骤，而置换也是吸附流程中常用的操作之一，可用于在一定程度上提高产品浓度，但是进行置换操作时，吸附塔内的气体除了杂质气还有部分产品气，置换后的气体直接排放会造成目标产品气的损失，降低产品回收率的同时还可能造成污染，而若将置换后的气体输送回原料罐，则会降低吸附剂的气体处理量。此外，在高压条件下进行气体分离时，一般采用低压置换，低压置换操作不仅对产品气的増浓效果有限，而且会由于目标气体分压的降低而导致气体解吸，反而降低了目标气体的处理量以及增浓效果。

CN 107694284A公开了一种多塔置换真空变压吸附浓缩煤气层甲烷的方法，主要包括加压、CH₄吸附、CO₂置换、降压、吸附剂真空解吸、真空吹扫等步骤，该方法置换前未采用均压操作，置换气的压力较高，既会置换塔内的未吸附气体，也会置换甲烷，造成气体分离效果不佳，而且采用CO₂进行置换还会引入其他杂质气体，不利于煤层气中甲烷的增浓。CN102350171A公开了一种采用置换方式的气体分离方法，共有至少6个吸附塔共同组合实现循环吸附，每个吸附塔都依次完成吸附、降压、放空、置换、抽真空、升压并充压的循环工序，同一时间内，每个吸附塔完成一个工序，但该方法是将原料气中的杂质气吸附，并以此为基础完成后续工序，重点在于气体分离，对于吸附并增浓产品气的情况，其操作工序以及各吸附塔的配合情况会有较大差别。

综上所述，对于混合气体中组分的分离以及易吸附气体的增浓，还需要寻求更优化的工序步骤，以充分提高产品气的浓度和回收率。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种变压吸附法增浓易吸附气体的方法，本发明采用变压吸附的方法，利用吸附剂对目标组分的选择性吸附，使气体吸附分离过程中置换出的气体进入其他吸附塔，并在置换后采用均压操作，在增强置换效果的同时，大幅提高产品气的浓度及回收率。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供了一种变压吸附法增浓易吸附气体的方法，所述方法包括以下步骤：

(1)原料气进入第一吸附塔，其中的易吸附组分被吸附剂吸附，难吸附组分流出，吸附操作进行至吸附剂达到饱和；

(2)将步骤(1)吸附后的第一吸附塔与第三吸附塔进行均压操作；

(3)将产品气通入步骤(2)均压后的第一吸附塔，对未吸附气体进行置换，将置换出的气体吹扫进入步骤(2)的第三吸附塔中；

(4)将步骤(3)置换后的第一吸附塔与第四吸附塔进行均压操作；

(5)将步骤(4)均压后的第一吸附塔进行抽真空，经步骤(1)吸附的易吸附组分解吸，得到产品气；