專利名稱：多塔負(fù)變壓吸附氣體分離方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明與變壓吸附氣體分離方法和裝置有關(guān)，尤其與負(fù)變壓吸附(VPSA)氣體分離方法和裝置有關(guān)。
在化學(xué)工程中，許多氣體分離過程采用VPSA工藝流程，其工作原理是使一定壓力的混合氣通過吸附塔，利用吸附塔中的吸附劑在一定壓力下選擇性吸附其中容易吸附的組份，而不易吸附的組份從吸附塔頂排出，排出氣或作為產(chǎn)品，或作為廢氣。而吸附塔經(jīng)均壓降壓(和順放降壓)后，用真空泵對吸附塔抽負(fù)壓，抽出的氣體或作為廢氣或作為產(chǎn)品，在對吸附塔抽負(fù)壓時(shí)，吸附劑亦因吸附的氣體解吸出來而得到再生。
傳統(tǒng)的VPSA工藝流程如空氣分離制富氧的兩塔或三塔流程和脫除CO2的四塔或六塔流程，工作時(shí)，兩塔、三塔、四塔流程均為單塔吸附，六塔流程為兩塔吸附，其余的塔處于解吸再生或升壓操作步驟。吸附劑同時(shí)處于吸附狀態(tài)的僅為裝入裝置總吸附劑用量的25％-50％。吸附劑吸附利用率較低從而導(dǎo)致生產(chǎn)效率較低而能耗較高。傳統(tǒng)的VPSA工藝，如四塔和六塔變換氣脫除CO2流程，采用兩次均壓升壓步驟，需較高的壓力氣源，裝置投資大且耗能較高。
本發(fā)明的目的是提供一種吸附劑利用率高，生產(chǎn)效率高，成本低，能耗低的多塔負(fù)變壓吸附氣體分離方法和裝置。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明的方法中，吸附塔在運(yùn)行時(shí)工作程序依次包括吸附，均壓降壓，抽負(fù)壓，均壓升壓，終充升壓五個(gè)步驟，多個(gè)吸附塔交替輪流執(zhí)行上述步驟，有負(fù)壓緩沖罐(2)連接在解吸氣總管(8)上使抽真空步驟在整個(gè)工藝流程中連續(xù)，工作時(shí)，處于吸附狀態(tài)的吸附塔數(shù)為吸附塔總數(shù)減2，吸附步驟在整個(gè)工藝流程中連續(xù)。
本發(fā)明的方法中的多塔為五個(gè)以上(含五個(gè))吸附塔。
本發(fā)明的方法中的抽負(fù)壓步驟可由再生吹洗氣吹掃步驟代替。
本發(fā)明方法中的吸附塔在運(yùn)行時(shí)工作程序亦可依次為吸附，均壓降壓，順放降壓，抽負(fù)壓，均壓升壓，終充升壓六個(gè)步驟。
本發(fā)明的多塔負(fù)變壓吸附氣體分離裝置，其特征在于有五個(gè)以上(含五個(gè))以上的吸附塔，吸附塔一端分別通過程控閥10與產(chǎn)品氣管4連接，分別通過程控閥12與均壓管6連接，分別通過程控閥11與終充升壓管5連接，其另一端分別通過程控閥13與進(jìn)氣管7連接，分別通過程控閥13與解吸管8連接，解吸管8的終端一路有真空泵3，另一路有程控閥15和及其連接的負(fù)壓緩解罐2。
本發(fā)明的多塔負(fù)變壓吸附氣體分離裝置的吸附塔的一端分別通過程控閥16與廢氣管線9連接。
本發(fā)明的方法中，多個(gè)吸附塔交替輪流執(zhí)行各個(gè)相同的工藝步驟。連接在解吸氣管8上的負(fù)壓緩沖罐2解決了多塔運(yùn)行時(shí)真空系統(tǒng)負(fù)荷跳躍升降形成的負(fù)壓波動(dòng)。并使真空泵3的動(dòng)力能得到連續(xù)應(yīng)用而達(dá)到節(jié)能的目的。在本發(fā)明的方法中，只要吸附塔的設(shè)置總數(shù)比處于吸附狀態(tài)的吸附塔多兩臺(tái)，就能保證吸附塔的正常吸附和真空再生。并使裝置在運(yùn)行時(shí)同時(shí)處于吸附狀態(tài)的吸附劑量提高到60％-83％，可明顯減少吸附劑用量和裝置建設(shè)投資，可提高產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量。同時(shí)由于吸附劑利用率的提高，可使吸附壓力和真空度下降，節(jié)省裝置能耗。
如下是本發(fā)明的附圖

圖1為本發(fā)明的實(shí)施例1的工藝裝置圖。
圖2為實(shí)施例1的工藝流程圖。
圖3為實(shí)施例2的工藝裝置圖。
圖4為實(shí)施例2的工藝流程圖。
圖5為實(shí)施例3的工藝裝置圖。
圖6為實(shí)施例3的工藝流程圖。
圖7為實(shí)施例4的工藝裝置圖。
圖8為實(shí)施例4的工藝流程圖。
圖9為實(shí)施例5的工藝裝置圖。
圖10為實(shí)施例5的工藝流程圖。
如下是
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1本例為空氣分離制富氧的三塔吸附一次均壓五塔工藝流程及其裝置。
有吸附塔1A-1E五個(gè)。運(yùn)行時(shí)，同時(shí)處于吸附狀態(tài)的吸附塔為三個(gè)。吸附塔的上端分別通過程控閥10接產(chǎn)品氣管4，通過程控閥11接終充升壓管5。通過程控閥12接均壓管6，吸附塔下端通過程控閥13接低壓空氣進(jìn)氣管7。通過程控閥14。接負(fù)壓解吸氣管線8。裝置如圖1所示，本例的工藝流程如圖2所示。
本例吸附劑利用率60％。產(chǎn)品氣連續(xù)，吸附壓力低、節(jié)能，抽真空連續(xù)、效率高。
實(shí)施例2本例為低壓煤氣脫CO2的四塔吸附一次均壓六塔工藝流程及其裝置。
裝置如圖3所示有吸附塔1A-1F六個(gè)。運(yùn)行時(shí)，同時(shí)處于吸附狀態(tài)的吸附塔為四個(gè)。裝置結(jié)構(gòu)同實(shí)施例1(附圖3)。
本例的工藝流程如圖4所示。
本例的吸附劑利用率為66.6％。
本例中如有大量不易吸附的氣體可利用做吹洗再生氣，在這種流程中也可不用真空泵。
實(shí)施例3本例為高爐煤氣制CO的五塔吸附一次均壓七塔工藝流程及其裝置。
裝置如圖5所示，有吸附塔1A-1G七個(gè)。運(yùn)行時(shí)，同時(shí)處于吸附狀態(tài)的吸附塔為五個(gè)。裝置結(jié)構(gòu)基本上與實(shí)施例1相同，只是吸附塔上端分別通過程控閥16與廢氣管線9連接。低壓高爐煤氣從進(jìn)氣管7進(jìn)入吸附塔。產(chǎn)品氣CO從解吸管8經(jīng)過真空泵3抽出。廢氣經(jīng)管線4和9排出。
本例的工藝流程如圖6所示。
本例在均壓降壓和抽負(fù)壓步驟之間增加了順放廢氣步驟。
本例的吸附劑利用率為71％，產(chǎn)品氣連續(xù)，抽真空連續(xù)，效率高。吸附壓力較低，節(jié)能。
實(shí)施例4本例為六塔吸附，一次均壓的八塔流程。
裝置如圖7所示，有吸附塔1A-1H八個(gè)。本例的裝置與實(shí)施例1相同。
本例的工藝流程如圖8所示。
本例的吸附劑利用率為75％，產(chǎn)品氣連續(xù)，抽真空連續(xù)，效果好，吸附壓力低，節(jié)能。
實(shí)施例5本例為七塔吸附一次均壓的九塔流程。
裝置如圖9所示，有吸附塔1A-1I九個(gè)。本例的裝置結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1相同。
本例的工藝流程如圖10所示。
本例的吸附劑利用率達(dá)77.7％。產(chǎn)品氣連續(xù)，抽真空連續(xù)，效果好。吸附壓力低，節(jié)能。
權(quán)利要求
1.一種多塔負(fù)變壓吸附氣體分離方法，吸附塔在運(yùn)行時(shí)工作程序依次包括吸附，均壓降壓，抽負(fù)壓，均壓升壓，終充升壓五個(gè)步驟，多個(gè)吸附塔交替輪流執(zhí)行上述步驟，有負(fù)壓緩沖罐(2)連接在解吸氣總管(8)上使抽真空步驟在整個(gè)工藝流程中連續(xù)，工作時(shí)，處于吸附狀態(tài)的吸附塔數(shù)為吸附塔總數(shù)減2，吸附步驟在整個(gè)工藝流程中連續(xù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多塔負(fù)變壓吸附氣體分離方法，其特征在于所說的多塔為五個(gè)以上(含五個(gè))的吸附塔。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多塔負(fù)變壓吸附氣體分離方法，其特征在于所說的抽負(fù)壓步驟亦可由吹洗氣吹洗再生步驟代替。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的多塔負(fù)變壓吸附氣體分離方法，其特征在于吸附塔在運(yùn)行時(shí)工作程序亦可依次為吸附，均壓降壓，順放降壓，抽負(fù)壓，均壓升壓，終充升壓六個(gè)步驟。
5.一種多塔負(fù)變壓吸附氣體分離裝置，其特征在于有五個(gè)以上(含五個(gè))的吸附塔。吸附塔一端分別通過程控閥(10)與產(chǎn)品氣管(4)連接，通過程控閥(12)與均壓管(6)連接，通過程控閥(11)與終充升壓管(5)連接，其另一端分別通過程控閥(13)與進(jìn)氣管(7)連接，通過程控閥(14)與解吸管(8)連接，解吸管(8)的終端一路接真空泵(3)，另一路通過程控閥(15)連接負(fù)壓緩沖罐(2)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的多塔負(fù)變壓吸附氣體分離裝置，其特征在于吸附塔的頂端通過程控閥(16)與廢氣管線(9)連接。
全文摘要
本發(fā)明為多塔負(fù)變壓吸附氣體分離方法及其裝置。吸附塔在運(yùn)行時(shí)工作程序依次包括吸附,均壓降壓,抽負(fù)壓,均壓升壓,終充升壓五個(gè)步驟。有負(fù)壓緩沖罐2連接在解吸氣總管8上使抽真空步驟在整個(gè)工藝流程中連續(xù)。工作時(shí),處于吸附狀態(tài)的吸附塔數(shù)為吸附塔總數(shù)減2。吸附步驟在整個(gè)工藝流程中連續(xù)。
文檔編號(hào)B01D53/047GK1175474SQ9710743
公開日1998年3月11日 申請日期1997年4月14日 優(yōu)先權(quán)日1997年4月14日
發(fā)明者李東林, 侯世杰 申請人:成都華西化工研究所