專利名稱：一種二氧化碳干燥系統(tǒng)及其分離方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種空分系統(tǒng)及分離方法，尤其涉及一種二氧化碳干燥系統(tǒng)及其分離方法。
背景技術(shù)：
二氧化碳干燥系統(tǒng)適用于空分、氣體凈化等行業(yè)，尤其應(yīng)用于二氧化碳的回收凈化，干燥器內(nèi)設(shè)有分子篩、氧化鋁吸附劑，二氧化碳進(jìn)入干燥器床層，經(jīng)分子篩、氧化鋁除去水分，達(dá)到凈化干燥二氧化碳的作用，現(xiàn)有技術(shù)一般是兩床干燥器，一臺(tái)在吸附，一臺(tái)在再生，這樣會(huì)浪費(fèi)沒有利用完的余熱。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種二氧化碳干燥系統(tǒng)及其分離方法，該系統(tǒng)能夠自動(dòng)切換流程，充分利用再生氣體的熱量，節(jié)約能源。本發(fā)明的具體方案為:一種二氧化碳干燥系統(tǒng)，包括順次連接的預(yù)冷器、水分離器、干燥器、粉塵過濾器和換熱器，在所述預(yù)冷器與所述干燥器之間串聯(lián)有電加熱器，所述干燥器的數(shù)量為3個(gè)，原料氣由下至上流過所述干燥器。進(jìn)一步的，所述3個(gè)干燥器并聯(lián)設(shè)置在所述水分離器與所述粉塵過濾器之間。進(jìn)一步的，所述干燥器進(jìn)口、出口設(shè)有閥門，所述閥門由控制系統(tǒng)控制其開或關(guān)。進(jìn)一步的，所述控制系統(tǒng)為PLC控制系統(tǒng)。進(jìn)一步的，所述粉塵過濾器的數(shù)量為2個(gè)，所述2個(gè)粉塵過濾器并聯(lián)設(shè)置。一種二氧化碳分離的方法，該方法包括如下步驟:原料氣進(jìn)入預(yù)冷器預(yù)冷后進(jìn)入水分離器脫水，然后進(jìn)入干燥器，經(jīng)設(shè)置在所述干燥器內(nèi)的分子篩床層吸附脫除原料氣中的水分之后排出。接著進(jìn)入粉塵過濾器除去顆粒狀雜質(zhì)，最后進(jìn)入換熱器深冷原料氣，當(dāng)所述干燥器吸附水分飽和后，通過電加熱器加熱從預(yù)冷器出來的氣體反吹干燥器進(jìn)行再生，所述干燥器的數(shù)量為3個(gè)。進(jìn)一步的，所述干燥器處理原料氣按照時(shí)間順序依次包括吸附、再生和預(yù)加熱，所述3個(gè)干燥器交替處于吸附、再生和預(yù)加熱三個(gè)工作狀態(tài)。采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明的技術(shù)效果有:本干燥系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)干燥系統(tǒng)的三個(gè)干燥器自動(dòng)切換，保證設(shè)備運(yùn)行安全，節(jié)約人力成本。相對(duì)于傳統(tǒng)干燥系統(tǒng)，本發(fā)明可以更好得回收再生氣體的熱量，節(jié)約能耗。本發(fā)明中的粉塵過濾器共兩組，一用一備，如使用的一組壓差有明顯增大，需要清洗或更換濾芯時(shí)，切換到另外一組使用。


圖1是本發(fā)明提供的二氧化碳干燥系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖2是本發(fā)明提供的二氧化碳分離方法的工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。如圖1所示，一種二氧化碳干燥系統(tǒng)，包括順次連接的I個(gè)預(yù)冷器1、1個(gè)水分離器
3、3個(gè)并聯(lián)的干燥器5、2個(gè)并聯(lián)的粉塵過濾器6和I個(gè)換熱器2，在預(yù)冷器I與干燥器5之間串聯(lián)有2個(gè)并聯(lián)的電加熱器4，其中粉塵過濾器6共兩組，一用一備，如果使用的一組壓差有明顯增大，需要清洗或更換濾芯時(shí)，粉塵過濾器6切換到另外一組使用，干燥器5由三組(只)立裝的圓柱形容器組成，干燥器5進(jìn)口設(shè)置在其下部，出口設(shè)置在其頂部，三只干燥器5的進(jìn)口、出口設(shè)有閥門，該閥門由PLC控制系統(tǒng)控制其開或關(guān)，使三只干燥器5進(jìn)行交替工作，即一只干燥器運(yùn)行在吸附工作狀態(tài)，一只干燥器處于預(yù)加熱狀態(tài)，一只則運(yùn)行在再生狀態(tài)。處在吸附工作狀態(tài)的干燥器5，當(dāng)二氧化碳通過分子篩時(shí)，其中的水分被干燥劑吸附，使二氧化碳得到干燥，含水量達(dá)到20ppm以下。經(jīng)過一段時(shí)間的吸附，干燥劑就需要進(jìn)行再生，通過回收預(yù)冷器I的氣體經(jīng)過電加熱器4加熱后，反吹干燥器5進(jìn)行預(yù)加熱，使其內(nèi)的干燥劑解析出水分，進(jìn)行再生，此時(shí)，經(jīng)過再生后的干燥器再投入吸附工作，預(yù)加熱的干燥器開始再生，而吸附飽和的干燥器則開始進(jìn)行預(yù)加熱，三組(只)干燥器交替工作。如圖2所示，一種二氧化碳分離的方法，該方法包括如下步驟:脫除其中的硫組分后的原料氣進(jìn)入預(yù)冷器，初步冷卻后，使飽和的氣態(tài)水轉(zhuǎn)化為游離態(tài)的水，經(jīng)水分離器除去原料氣中大部分游離態(tài)的水，然后從干燥器下部進(jìn)入干燥器床層，經(jīng)分子篩、氧化鋁除去水分，接著進(jìn)入粉塵過濾器除去顆粒狀雜質(zhì)，最后進(jìn)入換熱器深冷原料氣，干燥器處理原料氣按照時(shí)間順序依次包括吸附、再生和預(yù)加熱，當(dāng)所述干燥器吸附水分飽和后，通過電加熱器加熱從預(yù)冷器出來的氣體反吹干燥器進(jìn)行再生，干燥器的數(shù)量為3個(gè)；3個(gè)干燥器交替處于吸附、再生和預(yù)加熱三個(gè)工作狀態(tài)。實(shí)施例1三臺(tái)干燥器A、B、C是相互交替工作的，當(dāng)A處于吸附工作狀態(tài)時(shí)，B處于再生狀態(tài)，C則處于預(yù)加熱狀態(tài)；當(dāng)B處于吸附工作狀態(tài)時(shí)，C處于再生狀態(tài)，A則處于預(yù)加熱狀態(tài)；當(dāng)C處于吸附工作狀態(tài)時(shí)，B處于預(yù)加熱狀態(tài)，A則處于再生狀態(tài)。三臺(tái)干燥器自動(dòng)控制過程半周期分15步進(jìn)行，當(dāng)切換程序啟動(dòng)時(shí)，即處于第一
止/J/ O第一步A吸附，B加熱，C卸壓，電加熱器開啟，計(jì)時(shí)20分；第二步A吸附，B加熱，C靜置，電加熱器開啟，計(jì)時(shí)50分；第三步A吸附，B冷吹，C預(yù)熱，電加熱器關(guān)閉，計(jì)時(shí)240分；第四步A吸附，B均壓，C加熱，電加熱器開啟，計(jì)時(shí)45分；第五步A吸附，B并行，C加熱，電加熱器開啟，計(jì)時(shí)5分；第六步A卸壓，B吸附，C加熱，電加熱器開啟，計(jì)時(shí)20分；第七步A靜置，B吸附，C加熱，電加熱器開啟，計(jì)時(shí)50分；第八步A預(yù)熱，B吸附，C冷吹，電加熱器關(guān)閉，計(jì)時(shí)240分；第九步A加熱，B吸附，C均壓，電加熱器開啟，計(jì)時(shí)45分；第十步A加熱，B吸附，C并行，電加熱器開啟，計(jì)時(shí)5分；
第^^一步A加熱，B卸壓，C吸附，電加熱器開啟，計(jì)時(shí)20分；第十二步A加熱，B靜置，C吸附，電加熱器開啟，計(jì)時(shí)50分；第十三步A冷吹，B預(yù)熱，C吸附，電加熱器關(guān)閉，計(jì)時(shí)240分；第十四步A均壓，B加熱，C吸附，電加熱器開啟，計(jì)時(shí)45分；第十五步A并行，B加熱，C吸附，電加熱器開啟，計(jì)時(shí)5分。二氧化碳經(jīng)過干燥器后，其中水組分被脫出到20ppm以下，從床層上部排出進(jìn)入粉塵過濾器6。在粉塵過濾器6中可過濾分子篩粉末，當(dāng)氣體經(jīng)過過濾后進(jìn)入換熱器2。在換熱器中與返流的二氧化碳?xì)怏w換熱，經(jīng)初步冷卻后進(jìn)入液化精餾工序。粉塵過濾器共兩組，一用一備，但使用的一組壓差有明顯增大時(shí)，需要清洗或更換濾芯，此時(shí)切換到另外一組使用。最后應(yīng)當(dāng)說明的是:以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對(duì)其限制，盡管參照上述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:依然可以對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行修改或者等同替換，而未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者等同替換，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明 的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.一種二氧化碳干燥系統(tǒng)，包括順次連接的預(yù)冷器(I)、水分離器(3)、干燥器(5)、粉塵過濾器(6 )和換熱器(2 )，在所述預(yù)冷器(I)與所述干燥器(5 )之間串聯(lián)有電加熱器(4 )，其特征在于:所述干燥器(5)的數(shù)量為3個(gè)，原料氣由下至上流過所述干燥器(5)。
2.如權(quán)利要求1所述的干燥系統(tǒng)，其特征在于:所述3個(gè)干燥器(5)并聯(lián)設(shè)置在所述水分離器(3 )與所述粉塵過濾器(6 )之間。
3.如權(quán)利要求1所述的干燥系統(tǒng)，其特征在于:所述干燥器(5)進(jìn)口、出口設(shè)有閥門，所述閥門由控制系統(tǒng)控制其開或關(guān)。
4.如權(quán)利要求3所述的干燥系統(tǒng)，其特征在于:所述控制系統(tǒng)為PLC控制系統(tǒng)。
5.如權(quán)利要求1所述的干燥系統(tǒng)，其特征在于:所述粉塵過濾器(6)的數(shù)量為2個(gè)，所述2個(gè)粉塵過濾器(6 )并聯(lián)設(shè)置。
6.一種二氧化碳分離的方法，該方法包括如下步驟:原料氣進(jìn)入預(yù)冷器預(yù)冷后進(jìn)入水分離器脫水，然后進(jìn)入干燥器，經(jīng)設(shè)置在所述干燥器內(nèi)的分子篩床層吸附脫除原料氣中的水分之后排出，接著進(jìn)入粉塵過濾器除去顆粒狀雜質(zhì)，最后進(jìn)入換熱器深冷原料氣，其特征在于:當(dāng)所述干燥器吸附水分飽和后，通過電加熱器加熱從預(yù)冷器出來的氣體反吹干燥器進(jìn)行再生，所述干燥器的數(shù)量為3個(gè)。
7.如權(quán)利要求6所述的分離方法，其特征在于:所述干燥器處理原料氣按照時(shí)間順序依次包括吸附、再生和預(yù)加熱，所述3個(gè)干燥器交替處于吸附、再生和預(yù)加熱三個(gè)工作狀態(tài)。
全文摘要
一種二氧化碳干燥系統(tǒng)及其分離方法，包括順次連接的預(yù)冷器、水分離器、干燥器、粉塵過濾器和換熱器，在所述預(yù)冷器與所述干燥器之間串聯(lián)有電加熱器，所述干燥器的數(shù)量為3個(gè)，原料氣由下至上流過所述干燥器；該系統(tǒng)能夠自動(dòng)切換流程，充分利用再生氣體的熱量，節(jié)約能源。
文檔編號(hào)B01D53/26GK103143240SQ20131004856
公開日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2013年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月6日
發(fā)明者吳江, 王長(zhǎng)建 申請(qǐng)人:珠海共同機(jī)械設(shè)備有限公司