本实用新型专利技术属于化工领域，涉及化工领域中的变压吸附气体分离技术，具体为一种串级冲洗的变压吸附装置。该装置包括冲洗装置和变压吸附装置，其特征在于：冲洗气通过冲洗装置进入第一个处于冲洗步骤的吸附塔，第一个吸附塔的冲洗废气进入第二个处于冲洗步骤的吸附塔，第二个吸附塔的冲洗废气从变压吸附装置排出或对第三个或对后面更多个吸附塔进行冲洗。采用该装置实现串级冲洗，无需增加顺放气缓冲罐等设备，可提高冲洗气的使用效率，减少冲洗气用量，提高产品收率，且可缩短顺放时间和总循环时间，显著降低吸附剂用量和设备投资。
【技术实现步骤摘要】
本技术属于化工领域，涉及化工领域中的变压吸附气体分离技术，具体为一 种串级冲洗的变压吸附装置。
技术介绍
变压吸附气体分离技术，是以压力为热力学参量，在压力下气体组分吸附，减压下 被吸附组分解吸，释放出该气体组分，吸附剂得到再生。常见的减压再生方法有两种，其一 是抽真空降低气相总压；其二是冲洗降低被吸附组分的分压。由于冲洗再生方式无需使用 真空栗，节省了投资，降低了能耗，故在最近几年，重新成为了研究的热点。 随着变压吸附装置处理的原料气量越来越大，变压吸附装置的吸附塔、管径、阀门 等设备也变得越来越大。但受吸附剂颗粒的压碎强度限制，以及考虑到吸附塔的制造、运输 的难度，吸附塔尺寸不能无限变大。在保证产品质量的前提下，用户往往要求用更小的设 备，更少的投资和占地面积，获得更高的收率。为满足以上要求，有以下两种方法：一是提高 冲洗气的利用效率，以减少冲洗气量，达到提高产品收率的目的；二是缩短总循环时间，提 高吸附剂的利用效率，以达到减少吸附剂用量，降低投资和减少占地面积的目的。 现有的变压吸附工艺，均是采用并联的冲洗技术，即冲洗气被分割为一份或几份， 分别用于冲洗不同的吸附塔，每个吸附塔的冲洗废气，均从变压吸附循环中排出，不会进行 重复利用，这使得冲洗气未能得到充分利用。特别是在冲洗后期时冲洗废气的杂质含量较 低，而此部分冲洗废气也会从变压吸附循环中排出，造此部分冲洗废气未能得到充分利用， 且会影响产品的收率。 ZL01112382. 6公开了一种大规模变压吸附方法，该方法通过多个吸附塔同时为多 个吸附塔提供净化气，打破了净化步骤时间应等于或小于吸附步骤时间的惯例，使得吸附 时间和总循环时间均显著减少，可降低吸附剂用量和设备投资，也可在产品纯度收率不变 的前提下，增加装置的原料气处理量。 ZL200510020305.X公开了带两个顺放罐的变压吸附工艺，该工艺将变压吸附装置 的吸附塔分成两个系列，每个系列配置一个顺放罐用于储存供吸附塔再生用的顺放气，每 个系列的顺放以及冲洗回路上配置程控阀及调节阀，其时序如表1所示。 表1带两个顺放罐的10-3-4工艺时序 该工艺可在保证同样再生时间的前提下，大大缩短吸附时间和顺放时间，减小吸 附塔的体积及吸附剂的总量，从而大大节省投资，还可实现两个系列的吸附塔分别冲洗或 交错冲洗，具有更好的再生效果，从而提高了装置的产品回收率。ZL200810044290. 4公开了多次顺放交错冲洗变压吸附工艺，该工艺在吸附塔顶部 出口管线上增设顺放出口阀、冲洗进口阀及至少四台交错分布的调节阀，实现了三次或三 次以上的顺放及冲洗过程，增加了再生时间，降低了吸附分周期时间，降低了冲洗气用量， 可有效提高产品气收率，并降低装置的投资和缩小占地面积。且各个吸附塔的顺放冲洗过 程完全一致，避免了因调节阀的性能差异而降低整个装置的再生效果。 以上工艺和方法均属于并联冲洗，每个塔的冲洗废气均从吸附再生循环中排出， 冲洗废气未能得到充分利用。
技术实现思路
针对上述现有技术的不足，本专利技术提供了一种串级冲洗的变压吸附装置，可将冲 洗气串级循环利用，提高冲洗气的利用效率，减少冲洗废气量，提高产品收率，同时还可增 加冲洗时间，缩短总循环时间，显著降低吸附剂用量和设备投资。 本技术的技术方案为： 一种串级冲洗的变压吸附装置，该装置包括冲洗装置和变压吸附装置，冲洗气通 过冲洗装置进入第一个处于冲洗步骤的吸附塔，第一个吸附塔的冲洗废气进入第二个处于 冲洗步骤的吸附塔，第二个吸附塔的冲洗废气从变压吸附装置排出或对第三个或对后面更 多个吸附塔进行冲洗。所述的吸附塔上方有至少两排管线，一排为提供冲洗气的管线，另一 排为冲洗进气管线，每个吸附塔与这两排管线之间通过程控阀连接，提供冲洗气的管线与 冲洗进气管线之间通过调节阀连接。 该装置还包括均压升装置和逆放装置，逆放装置中进行逆放步骤后的吸附塔经过η次冲洗后经均压升装置进行均压升步骤，串级冲洗的第一个吸附塔是即将经均压升装置 进入均压升步骤的吸附塔，串级冲洗装置中的最后一个吸附塔是经逆放装置中刚完成逆放 步骤的吸附塔。 所述的变压吸附装置配置有一排将所有吸附塔串联起来的程控阀和管道，所有吸 附塔按顺序排列后，每台吸附塔的下部与下一个吸附塔的上部通过程控阀和管道串联起 来。 利用串级冲洗的变压吸附装置实现串级冲洗的变压吸附工艺，该工艺至少包括以 下步骤，吸附，均压降，顺放，逆放，冲洗1，冲洗2,均压升，终充步骤，顺放步骤和/或均压降 步骤提供冲洗气，该冲洗气进入第一个处于冲洗步骤的吸附塔进行冲洗后，第一个吸附塔 的冲洗废气进入第二个处于冲洗步骤的吸附塔，对第二个吸附塔进行冲洗，第二个吸附塔 的冲洗废气从变压吸附装置排出或对第三个或对后面更多个的吸附塔进行冲洗，实现冲洗 气对两个或两个以上的吸附塔串级冲洗。 所述逆放步骤后的吸附塔经过η次冲洗后进入均压升步骤，串级冲洗的第一个吸 附塔是即将经均压升装置进入均压升步骤的吸附塔，该冲洗步骤称为第η次冲洗，即冲洗 η，冲洗η的冲洗废气去冲洗η-1，以此类推，串级冲洗的最后一个吸附塔是经逆放装置刚完 成逆放步骤的吸附塔，称为第一次冲洗，即冲洗1。 所述的变压吸附装置配置有一排将所有吸附塔串联起来的程控阀和管道，所有吸 附塔按顺序排列后，每台吸附塔的下部与下一个吸附塔的上部通过程控阀和管道串联起 来。 所述吸附塔上方有至少两排管线，一排为提供冲洗气的管线，另一排为冲洗进气 管线，每个吸附塔与这两排管线之间通过程控阀连接，提供冲洗气的管线与冲洗进气管线 之间通过调节阀连接。 所述串级冲洗的串级数为2-5级，即η为2-5,串级数优选为2-3级，即η优选为 2-3 〇 所述冲洗步骤中的冲洗压力为0· 01-0.IMPa(G)。 使用冲洗的方法进行再生，一般用于从非吸附相得到产品的情况。冲洗再生的效 果，主要取决于冲洗气的量和冲洗时间，冲洗再生效果越好，吸附剂的动态吸附量越大，处 理相同量的原料气所需吸附剂量就更少。冲洗再生方法的产品收率，与冲洗废气中损失的 有效组分损失，冲洗废气中损失的有效组分越少，产品收率就越高。 在顺放步骤和/或均压降步骤提供的冲洗气量相同的条件下，每串一级，可增加 一倍的总冲洗气量，总冲洗时间也显著增加，冲洗效果可以得到明显提升。故实际操作中， 可以减少顺放步骤和/或均压降步骤提供的冲洗气量，即可获得与其它冲洗方法相同的冲 洗效果。冲洗气量减少后，冲洗废气量也会随之减少，且由于采取串级冲洗，冲洗废气中的 杂质浓度升高，产品浓度降低，故从冲洗废气中损失的产品减少，从非吸附相得到的产品收 率升高。在不增加顺放罐的情况下，本专利技术的冲洗步骤时间远大于顺放步骤时间，且至少与 吸附步骤时间相当，故实际操作中，可减少分周期时间，则可减少吸附时间和总循环时间， 从而达到减少吸附剂用量和降低设备投资的目的。[0025当前第1页1 2 3 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种串级冲洗的变压吸附装置，该装置包括冲洗装置和变压吸附装置，其特征在于：冲洗气通过冲洗装置进入第一个处于冲洗步骤的吸附塔，第一个吸附塔的冲洗废气进入第二个处于冲洗步骤的吸附塔，第二个吸附塔的冲洗废气从变压吸附装置排出或对第三个或对后面更多个吸附塔进行冲洗。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张剑锋，李旭，陶宇鹏，
申请(专利权)人：四川天一科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：四川;51
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