專利名稱：變壓吸附工藝及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氣體分離工藝及裝置，特別是一種變壓吸附工藝及裝置。
技術(shù)背景目前變壓吸附工藝流程中，關(guān)于吸附劑的再生主要有兩種， 一種是采用抽真空的 方式，另一種是采用沖洗的方式。其中的區(qū)別是前者動力消耗大，后者雖沒有動力 消耗，但沖洗氣要求是干凈的產(chǎn)品氣，否則吸附劑內(nèi)的雜質(zhì)不能沖洗干凈，吸附劑不 能完全再生。本工藝流程的特點是將兩種方式有機的結(jié)合起來，將沖洗氣由原來的產(chǎn) 品氣改為本來應(yīng)該放空的氣體，采用逆向沖洗的目的是通過沖洗的過程，帶出部分 雜質(zhì)氣體，從而減輕抽真空的負荷，進而達到降低能耗的目的。變壓吸附就是利用裝填于吸附塔內(nèi)的固體顆粒狀物質(zhì)(稱為吸附劑)的內(nèi)外表面 對雜質(zhì)氣體的附著能力，將原料氣中的雜質(zhì)氣體脫除，整個工作過程就是根據(jù)要求控 制產(chǎn)品氣體中的雜質(zhì)氣體的含量。由于原料氣是從吸附塔的底部進入吸附塔，隨著時 間的推移，雜質(zhì)不斷向吸附塔的頂部推進。在吸附塔內(nèi)的雜質(zhì)氣體的濃度梯度始終是 呈一個三角型，即上部雜質(zhì)氣體的濃度低，下部雜質(zhì)氣體的濃度高?，F(xiàn)將變壓吸附的兩種工藝流程簡介如下一、原抽真空工藝流程(見圖l )圖1中閥門編號說明KS101為原料氣進口閥 (即圖1中的KS101a、KS101b、KS101c、KS101d)KS102為產(chǎn)品氣出口閥 (即圖1中的KS102a、 KS102b、 KS102c、 KS102d)KS103為終充氣進口閥 (即圖1中的KS103a、KS103b、KS103c、KS103d)KS104為均壓氣進出口閥 (即圖1中的KS104a、KS104b、KS104c、KS104d) KS107為逆放氣出口閥 (即圖1中的KS107a、KS107b、KS107c、KS107d)KS108為抽空氣進口閥 (即圖l中的KS108a、KS108b、KS108c、KS108d)此工藝流程一個循環(huán)包括吸附、降壓、逆放、抽真空、升壓、最后充壓等過程: ①吸附原料氣通過KS101閥門進入吸附塔，雜質(zhì)氣體被吸附劑吸附后的產(chǎn)品氣通 過KS102閥門流出吸附塔，進入下一工段；②降壓當(dāng)產(chǎn)品氣中指標超過生產(chǎn)指標 時，吸附過程結(jié)束，通過KS104闊門將塔吸附塔內(nèi)的高壓氣體轉(zhuǎn)移到其它需要升壓 的吸附塔(此過程稱降壓)；③逆放當(dāng)降壓過程完成后，吸附塔內(nèi)還高于常壓，通過KS107閥門將吸附塔內(nèi)的氣體排出系統(tǒng)；④抽真空逆放完畢，通過KS108閥門 用真空泵對吸附塔抽真空，讓吸附于吸附劑中的雜質(zhì)氣體解吸；⑤升壓當(dāng)吸附吸附 劑中的雜質(zhì)氣體解吸完畢后，通過KS104閥門將其它吸附塔內(nèi)的高壓氣體轉(zhuǎn)移到吸 附塔內(nèi)(此過程稱升壓)；⑥最后充壓僅通過吸附塔內(nèi)的壓力轉(zhuǎn)移不能將吸附塔內(nèi) 的壓力提高到吸附壓力，通過KS103閥門將產(chǎn)品氣轉(zhuǎn)移到吸附塔內(nèi)，讓吸附塔內(nèi)的壓力達到吸附壓力(此過程稱最后充壓)，最后充壓完畢后，該吸附塔進入下一個吸 附循環(huán)。此流程由于吸附劑解吸全靠抽真空完成，所以真空泵的動力消耗大。二、沖洗工藝流程(見圖2 )圖2中閥門編號說明KS201為原料氣進口閥 (即圖1中的KS201a、KS201b、KS201c、KS201d)KS202為產(chǎn)品氣出口閥 (即圖1中的KS202a、 KS202b、 KS202c、 KS202d)KS203為終充氣進口閥 (即圖1中的KS203a、 KS203b、 KS203c、 KS203d)KS204為均壓氣進出口閥 (即圖1中的KS204a、 KS204b、 KS204c、 KS204d) KS205為沖洗氣進口閥 (即圖1中的KS205a、 KS205b、 KS205c、 KS205d)KS207為抽逆放氣出口閥 (即圖1中的KS207a、 KS207b、 KS207c、 KS207d) 此工藝流程一個循環(huán)包括吸附、降壓、逆放、沖洗、升壓、最后充壓等過程 ①吸附原料氣通過KS201閥門進入吸附塔，雜質(zhì)氣體被吸附劑吸附后的產(chǎn)品氣通 過KS202閥門流出吸附塔，進入下一工段；②降壓當(dāng)產(chǎn)品氣中指標超過生產(chǎn)指標 時，吸附過程結(jié)束，通過KS204閥門將塔吸附塔內(nèi)的高壓氣體轉(zhuǎn)移到其它需要升壓 的吸附塔(此過程稱降壓)；③逆放當(dāng)降壓過程完成后，吸附塔內(nèi)還高于常壓，通 過KS207閥門將吸附塔內(nèi)的氣體排出系統(tǒng)； 沖洗當(dāng)逆放過程完成后，通過KS205、 KS206闊門將產(chǎn)品氣逆向轉(zhuǎn)移到塔吸附塔內(nèi)，再通過KS207閥門排空，通過此方式 將吸附塔內(nèi)雜質(zhì)氣體沖洗干凈，使吸附劑得以再生。⑤升壓當(dāng)吸附吸附劑中的雜質(zhì) 氣體解吸完畢后，通過KS204閥門將其它吸附塔內(nèi)的高壓氣體轉(zhuǎn)移到吸附塔內(nèi)(此 過程稱升壓)；⑥最后充壓僅通過吸附塔內(nèi)的壓力轉(zhuǎn)移不能將吸附塔內(nèi)的壓力提高 到吸附壓力，通過KS203閥門將產(chǎn)品氣轉(zhuǎn)移到吸附塔內(nèi)，讓吸附塔內(nèi)的壓力達到吸 附壓力(此過程稱最后充壓)，最后充壓完畢后，該吸附塔進入下一個吸附循環(huán)。此流程由于吸附劑解吸全靠產(chǎn)品氣沖洗完成，所以產(chǎn)品氣消耗大。 =、碰力口德々丁.雄肖()圖2中閥門編號說明:
KS301為原料氣進口閥(即圖1中的KS301a、KS301b、KS301c、KS301d)
KS302為產(chǎn)品氣出口閥(即圖1中的KS302a、KS302b、KS302c、KS302d)
KS303為終充氣進口閥(即圖1中的KS303a、KS303b、KS303c、KS303d)
KS304為均壓氣進出口閥(即圖1中的KS304a、KS304b、KS304c、KS304d)
KS305為順放氣出口閥(即圖1中的KS305a、KS305b、KS305c、KS305d)
KS306為沖洗氣進口閥(即圖1中的KS306a、KS306b、KS306c、KS306d)
KS307為逆放氣出口閥(即圖1中的KS307a、KS307b、KS307c、KS307d)
KS308為真空氣進口閥(即圖1中的KS308a、KS308b、KS308c、KS308d)
此工藝流程一個循環(huán)包括吸附、降壓、逆放、沖洗、抽真空、升壓、最后充壓 等過程①吸附原料氣通過KS301閥門進入吸附塔，雜質(zhì)氣體被吸附劑吸附后的 產(chǎn)品氣通過KS302閥門流出吸附塔，進入下一工段；②降壓當(dāng)產(chǎn)品氣中指標超過
生產(chǎn)指標時，吸附過程結(jié)束，通過KS304閥門將塔吸附塔內(nèi)的高壓氣體轉(zhuǎn)移到其它 需要升壓的吸附塔(此過程稱降壓)；③順放當(dāng)降壓過程完成后，吸附塔內(nèi)還高于 常壓，通過KS305閥門將吸附塔內(nèi)的氣體轉(zhuǎn)移到順放氣緩沖塔④逆放當(dāng)順放過 程完成后，吸附塔內(nèi)還高于常壓，通過KS307閥門將吸附塔內(nèi)的氣體排出系統(tǒng)； 沖洗當(dāng)逆放過程完成后，通過KS306閥門將產(chǎn)品氣逆向轉(zhuǎn)移到塔吸附塔內(nèi)，再通 過KS307閥門排空，通過此方式將吸附塔內(nèi)部分雜質(zhì)氣體帶出，使吸附劑得以部分 再生。⑥抽真空沖洗過程完成后，通過KS308閥門用真空泵對吸附塔抽真空，讓 吸附于吸附劑中的雜質(zhì)氣體解吸；⑦升壓當(dāng)吸附吸附劑中的雜質(zhì)氣體解吸完畢后， 通過KS304閥門將其它吸附塔內(nèi)的高壓氣體轉(zhuǎn)移到吸附塔內(nèi)(此過程稱升壓)；⑧最
后充壓僅通過吸附塔內(nèi)的壓力轉(zhuǎn)移不能將吸附塔內(nèi)的壓力提高到吸附壓力，通過
KS303閥門將產(chǎn)品氣轉(zhuǎn)移到吸附塔內(nèi)，讓吸附塔內(nèi)的壓力達到吸附壓力(此過程稱最 后充壓)，最后充壓完畢后，該吸附塔進入下一個吸附循環(huán)。
此流程由于采用順放氣沖洗吸附劑，沖洗過程中帶出部分雜質(zhì)氣體，再采用抽真 空的方式使吸附劑解吸，由于消耗的氣體不是產(chǎn)品氣，而是放空氣的一部分，所以產(chǎn) 品氣的消耗沒有變化而動力消耗降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種改進的變壓吸附工藝及裝置，克服己有技術(shù)中存在的 ，隨T碰,力亂為達到上述發(fā)明目的，本發(fā)明的構(gòu)思是
本發(fā)明工藝流程將原來的抽真空流程和沖洗流程相結(jié)合。新流程中放空步驟分 成順放和逆放，用順放氣去沖洗吸附塔內(nèi)的吸附劑，使其在沖洗的過程中，帶出部 分雜質(zhì)氣體，再用真空泵抽真空，從而達到節(jié)能降耗的目的。
根據(jù)上述發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案
一種變壓吸附工藝，采用并列的吸附塔，將原料氣中的雜質(zhì)氣體經(jīng)吸附塔內(nèi)的吸 附劑吸附脫除，從而得到產(chǎn)品氣，其工藝流程的每一循環(huán)包括吸附、降壓、順放、逆 放、沖洗、抽真空、升壓和最后充壓過程，其特征在于
(1) 在所述的順放過程是將吸附塔內(nèi)的高壓氣體沿著吸附的氣流方向，放入順放 氣緩沖塔中；
(2) 在所述的逆放過程后，吸附塔內(nèi)壓力為常壓，將順放氣緩沖塔內(nèi)的氣體，從 吸附塔頂部放入吸附塔內(nèi)，再通過逆放閥門排出。
上述的吸附過程是原料氣通過原料氣進口閥(KS301A、KS301B、KS301C.......)
從吸附塔底部進入吸附塔；雜質(zhì)氣體被吸附劑吸附后的產(chǎn)品氣從吸附塔頂部流出，通
過產(chǎn)品氣出口閥(KS302A、 KS302B、 KS302C.......)進入下一工序；所述的降壓過程
是當(dāng)產(chǎn)品氣中指標超過生產(chǎn)指標時，通過均壓進出口閥(KS304A、 KS304B、
KS304C.......)，將吸附塔內(nèi)的高壓氣體轉(zhuǎn)移到其它需要升壓的吸附塔；所述的順放
過程是通過順放氣出口閥(KS305A、 KS305B、 KS305C.......)將吸附塔內(nèi)的高壓氣
體放入順放氣緩沖塔；所述的逆放放過程是通過逆放氣出口閥(KS307A、 KS307B、
KS1307C.......)將吸附塔內(nèi)的順放后剩余氣體放入排出系統(tǒng)；所述的沖洗過程是
通過沖洗氣進口閥(KS306A、 KS306B、 KS306C.......)，將順放緩沖塔內(nèi)的高壓氣體
從吸附塔頂部放入吸附塔內(nèi)，再通過逆放閥門(KS307A、 KS307B、 KS307C、......)
排出；所述的抽真空過程是通過真空泵進口閥(KS308A、 KS308B、 KS308C、......)
從吸附塔底部抽出氣體，使吸附于吸附劑中的雜質(zhì)氣體解吸；所述的升降過程是通 過均壓進出口閥(KS304A、 KS304B、 KS304C、......)，從吸附塔頂部輸入其它吸附塔
來的高壓氣體；所述的最后充壓過程是通過終充氣進口閥KS303A、 KS303B、 KS303C.......)，將產(chǎn)品氣從吸附塔頂部輸入吸附塔，使其內(nèi)壓力達到吸附壓力。
一種變壓吸附裝置，應(yīng)用于上述變壓一種變壓吸附工藝裝置，包括并列的吸附塔，
原料氣管路通過原料氣進口閥(KS301A、 KS301B、 KS301C.......)連接吸附塔底部，
產(chǎn)品氣管路誦討產(chǎn)品氣出口閥(XS302A、 KS302B、 KS302C.......)連通吸附塔IS^有真空泵通過真空泵進口閥(KS308A、 KS308B、 KS308C、......)連通吸附塔的底部，
均壓管道通過均壓進出口閥(KS304A、 KS304B、 KS304C、......)連通吸附塔的頂部，
逆放管道通過逆放氣出口閥(KS307A、 KS307B、 KS307C.......)連通吸附塔的底部。
其特征在于順放出口閥(KS305A、 KS305B、 KS305C .......)通過管道分別與吸附塔
的頂部及順放緩充塔相連，沖洗氣進口閥(KS306A、 KS306B、 KS306C 、......)通過
管道分別與吸附塔的頂部及順放緩充塔相連。
上述的變壓吸附工藝裝置，共有4 20臺吸附塔并列安裝。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較，具有如下顯而易見的突出實質(zhì)性特點和顯著優(yōu)點本 發(fā)明的工藝流程中采用順放氣沖洗與抽真空相結(jié)合的方式。本工藝流程的經(jīng)濟價值 為相對于原來的沖洗流程，產(chǎn)品氣減少損失15%,相對于原來的抽真空流程，動力 消耗降低13%。


圖1是已知技術(shù)的抽真空工藝流程示意圖。 圖2是己知技術(shù)的沖洗工藝流程示意圖。 圖3是本發(fā)明的工藝流程示意圖。
具體實施例方式
本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，結(jié)合

如下
參見圖三， 一種變壓吸附工藝，采用并列的吸附塔，將原料氣中的雜質(zhì)氣體經(jīng)吸 附塔內(nèi)的吸附劑吸附脫除，從而得到產(chǎn)品氣，其工藝流程的每一循環(huán)包括吸附、降壓、 順放、逆放、沖洗、抽真空、升壓和最后充壓過程，其特征在于
(1) 在所述的順放過程是將吸附塔內(nèi)的高壓氣體沿著吸附的氣流方向，放入 順放氣緩沖塔中；
(2) 在所述的逆放過程后，吸附塔內(nèi)壓力為常壓，將順放氣緩沖塔內(nèi)的氣體，
從吸附塔頂部放入吸附塔內(nèi)，再通過逆放閥門排出。
所述的變壓吸附上述的吸附過程是原料氣通過原料氣進口閥(KS301A、 KS301B、
KS301C.......)從吸附塔底部進入吸附塔；雜質(zhì)氣體被吸附劑吸附后的產(chǎn)品氣從吸附
塔頂部流出，通過產(chǎn)品氣出口閥(KS302A、 KS302B、 KS302C、......)進入下一工序；
所述的降壓過程是當(dāng)產(chǎn)品氣中指標超過生產(chǎn)指標時，通過均壓進出口閥(KS304A、
KS304B、 KS304C.......)，將吸附塔內(nèi)的高壓氣體轉(zhuǎn)移到其它需要升壓的吸附塔；
所沐的順放討稈是誦.討順放氣出口閥(1CS305A、 KS305B、 KS305C、......)將吸附塔內(nèi)的高壓氣體放入順放氣緩沖塔；所述的逆放放過程是通過逆放氣出口閥(KS307A、
KS307B、 KS1307C.......)將吸附塔內(nèi)的順放后剩余氣體放入排出系統(tǒng)；所述的沖洗
過程是通過沖洗氣進口閥(KS306A、 KS306B、 KS306C.......)，將順放緩沖塔內(nèi)的
高壓氣體從吸附塔頂部放入吸附塔內(nèi)，再通過逆放閥門(KS307A、 KS307B、
KS307C.......)排出；所述的抽真空過程是通過真空泵進口閥(KS308A、 KS308B、
KS308C.......)從吸附塔底部抽出氣體，使吸附于吸附劑中的雜質(zhì)氣體解吸；所述的
升降過程是通過均壓進出口閥(KS304A、 KS304B、 KS304C、......)，從吸附塔頂部
輸入其它吸附塔來的高壓氣體；所述的最后充壓過程是通過終充氣進口閥KS303A、
KS303B、 KS303C.......)，將產(chǎn)品氣從吸附塔頂部輸入吸附塔，使其內(nèi)壓力達到吸
附壓力。
參見圖三，本裝置一種變壓吸附工藝裝置，應(yīng)用于變壓吸附工藝。包括并列 的吸附塔，原料氣管路通過原料氣進口閥(KS301A、 KS301B、 KS301C、......)連接吸
附塔底部，產(chǎn)品氣管路通過產(chǎn)品氣出口閥(KS302A、 KS302B、 KS302C、......)連通吸
附塔頂部，有真空泵通過真空泵進口閥(KS308A、 KS308B、 KS308C、......)連通吸附
塔的底部，均壓管道通過均壓進出口閥(KS304A、 KS304B、 KS304C、......)連通吸附
塔的頂部，逆放管道通過逆放氣出口閥(KS307A、 KS307B、 KS307C.......)連通吸附
塔的底部。其特征在于順放出口閥(KS305A、 KS305B、 KS305C .......)通過管道分
別與吸附塔的頂部及順放緩充塔相連，沖洗氣進口閥(KS306A、 KS306B、
KS306C .......)通過管道分別與吸附塔的頂部及順放緩充塔相連。本裝置中共有4~20
臺吸附塔并列安裝。
權(quán)利要求
1.一種變壓吸附工藝，采用并列的吸附塔，將原料氣中的雜質(zhì)氣體經(jīng)吸附塔內(nèi)的吸附劑吸附脫除，從而得到產(chǎn)品氣，其工藝流程的每一循環(huán)包括吸附、降壓、順放、逆放、沖洗、抽真空、升壓和最后充壓過程，其特征在于a.在所述的順放過程是將吸附塔內(nèi)的高壓氣體沿著吸附的氣流方向，放入順放氣緩沖塔中；b.在所述的逆放過程后，吸附塔內(nèi)壓力為常壓，將順放氣緩沖塔內(nèi)的氣體，從吸附塔頂部放入吸附塔內(nèi)，再通過逆放閥門排出。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的變壓吸附脫碳工藝，其特征在于所述的吸附過程是原料 氣通過原料氣進口閥(KS301A、 KS301B、 KS301C、......)從吸附塔底部進入吸附塔；雜質(zhì)氣體被吸附劑吸附后的產(chǎn)品氣從吸附塔頂部流出，通過產(chǎn)品氣出口閥(KS302A、 KS302B、 KS302C.......)進入下一工序；所述的降壓過程是當(dāng)產(chǎn)品氣中指標超過生產(chǎn)指標時，通過均壓進出口閥(KS304A、KS304B、KS304C、......)，將吸附塔內(nèi)的高壓氣體轉(zhuǎn)移到其它需要升壓的吸附塔；所述的順放過程是通過 順放氣出口閥(KS305A、 KS305B、 KS305C、......)將吸附塔內(nèi)的高壓氣體放入順放氣緩沖塔；所述的逆放放過程是通過逆放氣出口閥(KS307A、 KS307B、KS1307C.......)將吸附塔內(nèi)的順放后剩余氣體放入排出系統(tǒng);所述的沖洗過程是通過沖洗氣進口閥(KS306A、 KS306B、 KS306C、......)，將順放緩沖塔內(nèi)的高壓氣體從吸附塔頂部放入吸附塔內(nèi)，再通過逆放閥門(KS307A、 KS307B、KS307C.......)排出；所述的抽真空過程是通過真空泵進口閥(KS308A、KS308B、KS308C.......)從吸附塔底部抽出氣體，使吸附于吸附劑中的雜質(zhì)氣體解吸；所述的升降過程是通過均壓進出口閥(KS304A、 KS304B、 KS304C、......)，從吸附塔頂部輸入其它吸附塔來的高壓氣體；所述的最后充壓過程是通過終充氣進 口閥KS303A、 KS303B、 KS303C、......)，將產(chǎn)品氣從吸附塔頂部輸入吸附塔，使其內(nèi)壓力達到吸附壓力。
3. —種變壓吸附工藝裝置，應(yīng)用于根據(jù)權(quán)利要求l所述變壓吸附工藝。包括并列的 吸附塔，原料氣管路通過原料氣進口閥(KS301A、 KS301B、 KS301C、......)連接吸附塔底部，產(chǎn)品氣管路通過產(chǎn)品氣出口閥(KS302A、 KS302B、 KS302C、......)連通吸附塔頂部，有真空泵通過真空泵進口閥(KS308A、 KS308B、 KS308C、......)連通吸附塔的底部，均壓管道通過均壓進出口閥(KS304A、KS304B、KS304C、......)誶誦吸附塔的頂部，逆放管道通過逆放氣出口閥(XS307A、KS307B、KS307C.......)連通吸附塔的底部。其特征在于順放出口闊(KS305A、 KS305B、 KS305C 、......)通過管道分別與吸附塔的頂部及順放緩充塔相連，沖洗氣進口閥(KS306A、KS306B、 KS306C .......)通過管道分別與吸附塔的頂部及順放緩充塔相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的變壓吸附脫碳工藝用的裝置，其特征在于共有4 20臺吸 附塔并列安裝。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種變壓吸附工藝裝置。本工藝采用并列的吸附塔，將原料氣中的雜質(zhì)氣體經(jīng)吸附塔內(nèi)的吸附劑吸附脫除，從而得到產(chǎn)品氣，其工藝流程的每一循環(huán)包括吸附、降壓、順放、逆放、沖洗、抽真空、升壓和最后充壓過程。其中順放過程是將吸附塔內(nèi)的高壓氣體沿著吸附的氣流方向，放入順放氣緩沖塔中，順放過程后，吸附塔內(nèi)壓力為常壓，將順放氣緩沖塔內(nèi)的氣體，從吸附塔頂部放入吸附塔內(nèi)，再通過逆放閥門排出。本發(fā)明能有限降低系統(tǒng)能耗。
文檔編號B01D53/047GK101301559SQ200810038428
公開日2008年11月12日 申請日期2008年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月2日
發(fā)明者胡鴻頻 申請人:上海沃珅化工科技有限公司