[实用新型]多塔变压吸附测试装置

说明书

本实用新型涉及气体分离领域，具体涉及一种多塔变压吸附测试装置，包括供气单元、纯化单元、再生单元；所述纯化单元包括吸附塔，所述供气单元通向吸附塔的底部，所述吸附塔顶部设置产品气阀门，吸附塔底部设置解析阀门；所述再生单元包括第一均压罐、第二均压罐、再生装置，第一均压罐连通至吸附塔顶部，所述第二均压罐连通至吸附塔底部，所述再生装置能够使吸附塔再生。本实用新型的优点在于：本方案利用一台吸附塔与第一均压罐、第二均压罐配合模拟多塔PSA循环流程，对氦气进行纯化，在获得相同纯度和回收率的同时，大大降低了多塔的生产成本。

技术领域

本实用新型涉及气体分离领域，具体涉及一种多塔变压吸附测试装置。

背景技术

氦是一种珍贵的稀有气体，在工业和研究中有广泛的应用。目前，氦气资源主要依靠天然气中分离，天然气中含有1vol％～8vol％的氦气，氦气含量少，提取难度大，成本高，因此迫切需要研究新型方案从天然气中提取含量低的氦气，提高提取后氦气的纯度和回收率，同时降低纯化装置成本。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于：现有技术中如何确保氦气提取纯度、回收率的同时降低纯化装置成本的技术问题。

本实用新型是通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：一种多塔变压吸附测试装置，包括供气单元、纯化单元、再生单元；

所述纯化单元包括吸附塔，所述供气单元通向吸附塔的底部，所述吸附塔顶部设置产品气阀门，吸附塔底部设置解析阀门；

所述再生单元包括第一均压罐、第二均压罐、再生装置，第一均压罐连通至吸附塔顶部，所述第二均压罐连通至吸附塔底部，所述再生装置能够使吸附塔再生。

本实用新型中的一种多塔变压吸附测试装置在实际应用时，供气单元提供原料气进入吸附塔，吸附塔经过以下过程：吸附、均压降、解析、再生、均压升、终充，此处只有吸附塔经过上述过程，因为第一均压罐、第二均压罐是模拟吸附塔，所以不需要进行此重复步骤，具体过程如下：

吸附：原料气在吸附塔中一定工作压力下进行吸附分离，开启顶部产品气阀门，纯氦气进行收集，完成气体吸附分离纯化的目的，变压吸附工艺利用不同吸附质在吸附剂上的吸附力不同实现气体分离，与低温冷凝吸附法、膜分离法等其他的分离技术相比，它具有能耗低、床层再生时不用加热、设备简单、操作，维护简便、可完全达到自动化、稳定可靠等优点；

均压降：吸附剂饱和以后开始进行均压流程，关闭第二均压罐与吸附塔底部之间的连通管路，吸附塔对第一均压罐进行均压降，若第一均压罐为多个，则吸附塔对第一均压罐依次进行均压降，随后，关闭吸附塔与第一均压罐之间的管路，吸附塔对第二均压罐进行均压降；

解析：打开吸附塔底部的解析阀门进行吸附剂解析，使吸附塔压力降为常压；

再生：利用再生装置使吸附塔完全再生；

均压升：再生工作完成以后，吸附塔进行均压升流程，关闭吸附塔与第一均压罐之间的管路，第二均压罐对吸附塔进行一次均压升，随后，关闭第二均压罐与吸附塔底部之间的连通管路，第一均压罐对吸附塔进行均压升，若第一均压罐为多个，第一均压罐依次对吸附塔进行均压升，且各个第一均压罐均压升的顺序与均压降的顺序相反；

终充：利用产品氦气进行终充，使得吸附塔恢复到工作压力，为下次吸附工作做好准备。

本方案利用一台吸附塔与第一均压罐、第二均压罐配合模拟多塔PSA循环流程，对氦气进行纯化，在获得相同纯度和回收率的同时，大大降低了多塔的生产成本，由于多塔变压吸附循环中的每一塔都执行相同的步骤序列，但每个步骤之间只相差一个相位，所以该单塔系统只需执行一个步骤序列，系统的逻辑控制相较于多塔流程更加简单，而且可切除不同均压罐，模拟4塔、3塔等PSA循环氦气提纯流程，采用变压吸附技术，在常温、低压的条件下即可实现气体的分离，具有装置小型化、低能耗、高可靠、全自动、维护成本低等特点。