一种节能型变压吸附尾气回收与利用的成套设备及方法技术

本发明专利技术公开了一种节能型变压吸附尾气回收与利用的成套设备，包括进气管路、压缩热再生干燥装置、输气管路、尾气再生管路和氧氮分离装置，所述压缩热再生干燥装置包括第一干燥塔、第二干燥塔，所述第一干燥塔的出口和第二干燥塔的出口分别通过第四单向阀和第三单向阀与尾气再生管路连接；所述第一干燥塔或者第二干燥塔泄压时，先通过小口径气动阀排空，再经过大口径气动阀泄压排空；此外，本发明专利技术还公开了一种节能型变压吸附尾气回收与利用的方法。本发明专利技术无需加热器加热，避免了大量尾气排空，节约了原料空气的消耗和电能消耗，降低了运行成本。

【技术实现步骤摘要】
一种节能型变压吸附尾气回收与利用的成套设备及方法
本专利技术涉及空气分离领域，尤其是一种节能型变压吸附尾气回收与利用的成套设备及方法。
技术介绍
近年来，随着工业生产中节能降耗的要求越来越严格以及人们环保意识的不断增强，变压吸附技术由于其工艺简单、高效节能的优点越来越受到重视。变压吸附是一种用于气体净化、分离与提纯的工业技术。它以压力变化为主要操作参数，利用吸附剂对气体组分进行选择性吸附；在加压条件下吸附特定气体组分，在减压条件下脱附被吸附的气体组分，实现不同气体组分的分离。变压吸附工业化可应用空分制备氧气和氮气。由于空气中含有一定量的水、油、二氧化碳等，而分子筛是变压吸附的核心部分，分子筛对水、油、二氧化碳等的吸附会降低分子筛对氮或者氧的吸附，所以必须在压缩空气进入氧氮分离装置之前除水、油、二氧化碳等杂质。压缩空气的干燥设备一般有冷冻干燥设备、无热干燥设备、微热干燥设备、鼓风热干燥设备。冷冻干燥设备采用温度变化除湿原理，利用制冷设备将压缩空气冷却降温，析出相应的水分并通过分离，自动排出，从而使压缩空气获得所需要的干燥程度，但是，这种设备除水效果不好，时间长了会影响分子筛吸附效果，而且也不适用于露点比较高的场合。无热干燥设备通过压力变化来达到干燥效果，由于空气中容纳水汽的能力与压力成反比，其干燥后一部分干燥再生空气，减压膨胀至大气压，这种压力使膨胀空气变得更加干燥，然后让它流过未接通气流的需要干燥的干燥层，即通过已吸附足够水汽的干燥塔，干燥的再生空气吸出干燥设备里的水分，将其带出干燥设备以达到除湿的目的，但是，此种设备耗能多，一般需要消耗15％左右的压缩空气，消耗空气太大。微热干燥设备是一种让少量干燥再生空气，经过加热器加热后，再吹过需要再生干燥剂层，产生的高温空气会吸出干燥剂里的水分，将其带出干燥设备，但是，一般需要消耗8％左右的再生气和一定的电耗，而且增加了加热器这个故障点。鼓风热式干燥设备通过鼓风机将普通空气吹过外置加热器产生的高温空气会吸出干燥剂里的水分，将其带出鼓风热式干燥设备。但是，一般消耗的再生气为3％左右，同样需要消耗电耗，增加了鼓风机和加热器两个故障点。综上，现有的干燥设备耗能大，一般的变压吸附空分流程工艺在工作过程中，氧氮分离装置的尾气和干燥床层分子筛的再生气都被放空，浪费也较多，配套的无热再生装置必须单独用气再生，用气量大，能耗高，整个变压吸附空分设备的运行成本较高，而且一般的变压吸附空分设备复杂，影响推广使用。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决
技术介绍
中的问题，提供一种节能型变压吸附尾气回收与利用的成套设备及方法。本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案实现的：一种节能型变压吸附尾气回收与利用的成套设备，包括进气管路、压缩热再生干燥装置、输气管路、尾气再生管路和氧氮分离装置，所述进气管路包括第一进气管路和第二进气管路；所述第一进气管路和第二进气管路的进气端连接有离心式压缩机；所述第一进气管路上依次上设置有第一气动阀、冷却器和气液分离器；所述第一进气管路和第二进气管路的出气端与压缩热再生干燥装置连接；所述压缩热再生干燥装置包括第一干燥塔、第二干燥塔，所述第一干燥塔的入口和第二干燥塔的入口分别通过第一单向阀和第二单向阀与干燥塔再生出气管路连通；所述第一干燥塔的入口经过第二气动阀与第一进气管路连通，出口通过第十一气动阀与第一输气管路连通，所述第二干燥塔的入口通过第三气动阀与第一进气管路连通，出口通过第十二气动阀与第一输气管路连通；所述第一干燥塔的出口和第二干燥塔的出口分别通过第四单向阀和第三单向阀与尾气再生管路连接；所述第一干燥塔的出口和第二干燥塔的出口分别通过第八气动阀和第九气动阀与第二进气管路连接；所述第一干燥塔的出口和第二干燥塔的出口通过第一再生管路连通，第一再生管路上依次串联设置有第十气动阀和再生手动阀，所述第十气动阀与第一干燥塔的出口通过管道连接，所述再生手动阀与第二干燥塔的出口通过管道连接；所述第一干燥塔与第二干燥塔的入口分别通过第六气动阀和第七气动阀与第三消音器连通，所述第一干燥塔与第二干燥塔的入口分别通过第四气动阀和第五气动阀与第三消音器连通，所述第六气动阀的口径和第七气动阀的口径分别小于第四气动阀的口径和第五气动阀的口径；所述输气管路包括第一输气管路和第二输气管路；所述第一输气管路上依次设置有粉尘过滤器和空气缓冲罐，所述粉尘过滤器的入口端连接压缩热再生干燥装置，出口端连接空气缓冲罐的入口端，所述空气缓冲罐的出口端连接氧氮分离装置；所述氧氮分离装置的出口端连接第二输气管路，所述第二输气管路上连接有产品储存罐；所述尾气再生管路上设置有尾气回收罐，所述尾气回收罐一端通过管道连接压缩热再生干燥装置，另一端通过管道连接氧氮分离装置。进一步的，所述氧氮分离装置包括吸附塔，所述吸附塔包括第一吸附塔和第二吸附塔，所述第一吸附塔的入口通过第十七气动阀与第一输气管路连通，出口通过第六单向阀与第二输气管路连通；所述第二吸附塔的入口通过第十八气动阀与第一输气管路连通，出口通过第七单向阀与第二输气管路连通；所述第一吸附塔的入口和第二吸附塔的入口分别通过第十五气动阀和第十六气动阀与尾气回收罐连接，所述尾气回收罐与氧氮分离装置之间依次设置有压力传感器和第五单向阀，所述第五单向阀靠近尾气回收罐；所述第一吸附塔的出口通过第一均压管路与第二吸附塔的入口连接，所述第一均压管路上设置有第十九气动阀；所述第二吸附塔的出口通过第二均压管路与第一吸附塔的入口连接，所述第二均压管路上设置有第二十气动阀；第一吸附塔出口通过第二再生管路与第二吸附塔的出口相连，所述第二再生管路上并联设置有第二十一气动阀和再生阀。进一步的，所述氧氮分离装置为制备氮气的装置，所述吸附塔内装填有碳分子筛。进一步的，所述氧氮分离装置为制备氧气的装置，所述吸附塔内装填有沸石分子筛。进一步的，所述尾气回收罐还连接有尾气排出管路。进一步的，所述吸附塔内部结构从下至上依次为进气口、气流挡板、气流分布器、氧化铝吸附层、分子筛吸附层、出气口，所述气流挡板紧贴进气口将气体分流，所述气流分布器连接于吸附塔周壁。进一步的，所述气流分布器包括大孔和小孔，所述大孔的孔径大于小孔的孔径，所述大孔分布于气流分布器的四周边缘，所述小孔分布于气流分布器的中心区域。一种节能型变压吸附尾气回收与利用的方法，包括以下步骤：步骤1，离心压缩机排出的大于110℃高温压缩空气进入第二干燥塔对第二干燥塔进行吹扫再生，经过冷却器和气液分离器后进入第一干燥塔，第一干燥塔进入干燥工作状态，获得低露点干燥后的压缩空气，后通过粉尘过滤器进入空气缓冲罐；步骤2，第一干燥塔处于干燥工作状态，第二干燥塔先通过打开第七气动阀排空，后关闭第七气动阀，第二干燥塔通过打开第五气动阀泄压排空；步骤3，第一干燥塔处于干燥工作状态，打开第三单向阀，尾气回收罐内的产品尾气进入第二干燥塔，吹冷第二干燥塔的吸附床层；步骤4，第一干燥塔处于干燥工作状态，依次打开第十气动阀和再生手动阀，第一干燥塔的部分干燥压缩空气进入第二干燥塔，使得第二干燥塔内压力升高；步骤5，同时打开第八气动阀和第九气动阀，离心压缩机排出的大于110℃高温压缩空气分别进入第一干燥塔和第二干燥塔，直至第一干燥塔和第二干燥塔内的压力达到平衡，完成均压本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种节能型变压吸附尾气回收与利用的成套设备，包括进气管路、压缩热再生干燥装置、输气管路、尾气再生管路(16)和氧氮分离装置，其特征在于，所述进气管路包括第一进气管路(3)和第二进气管路(56)；所述第一进气管路(3)和第二进气管路(56)的进气端连接有离心压缩机(1)；所述第一进气管路(3)上依次上设置有第一气动阀(2)、冷却器(5)和气液分离器(7)；所述第一进气管路(3)和第二进气管路(56)的出气端与压缩热再生干燥装置连接；所述压缩热再生干燥装置包括第一干燥塔(6)、第二干燥塔(17)，所述第一干燥塔(6)的入口和第二干燥塔(17)的入口分别通过第一单向阀(11)和第二单向阀(12)与干燥塔再生出气管路(4)连通；所述第一干燥塔(6)的入口经过第二气动阀(10)与第一进气管路(3)连通，出口通过第十一气动阀(49)与第一输气管路(44)连通，所述第二干燥塔(17)的入口通过第三气动阀(13)与第一进气管路(3)连通，出口通过第十二气动阀(47)与第一输气管路(44)连通；所述第一干燥塔(6)的出口和第二干燥塔(17)的出口分别通过第四单向阀(53)和第三单向阀(52)与尾气再生管路(16)连接；所述第一干燥塔(6)的出口和第二干燥塔(17)的出口分别通过第八气动阀(55)和第九气动阀(54)与第二进气管路(56)连接；所述第一干燥塔(6)的出口和第二干燥塔(17)的出口通过第一再生管路(48)连通，第一再生管路(48)上依次串联设置有第十气动阀(51)和再生手动阀(50)，所述第十气动阀(51)与第一干燥塔(6)的出口通过管道连接，所述再生手动阀(50)与第二干燥塔(17)的出口通过管道连接；所述第一干燥塔(6)与第二干燥塔(17)的入口分别通过第六气动阀(8)和第七气动阀(15)与第三消声器(57)连通，所述第一干燥塔(6)与第二干燥塔(17)的入口分别通过第四气动阀(9)和第五气动阀(14)与第三消声器(57)连通，所述第六气动阀(8)的口径和第七气动阀(15)的口径分别小于第四气动阀(9)的口径和第五气动阀(14)的口径；所述输气管路包括第一输气管路(44)和第二输气管路(33)；所述第一输气管路(44)上依次设置有粉尘过滤器(18)和空气缓冲罐(19)，所述粉尘过滤器(18)的入口端连接压缩热再生干燥装置，出口端连接空气缓冲罐(19)的入口端，所述空气缓冲罐(19)的出口端连接氧氮分离装置；所述氧氮分离装置的出口端连接第二输气管路(33)，所述第二输气管路(33)上连接有产品储存罐(29)；所述尾气再生管路(16)上设置有尾气回收罐(21)，所述尾气回收罐(21)一端通过管道连接压缩热再生干燥装置，另一端通过管道连接氧氮分离装置。...

【技术特征摘要】
1.一种节能型变压吸附尾气回收与利用的成套设备，包括进气管路、压缩热再生干燥装置、输气管路、尾气再生管路(16)和氧氮分离装置，其特征在于，所述进气管路包括第一进气管路(3)和第二进气管路(56)；所述第一进气管路(3)和第二进气管路(56)的进气端连接有离心压缩机(1)；所述第一进气管路(3)上依次上设置有第一气动阀(2)、冷却器(5)和气液分离器(7)；所述第一进气管路(3)和第二进气管路(56)的出气端与压缩热再生干燥装置连接；所述压缩热再生干燥装置包括第一干燥塔(6)、第二干燥塔(17)，所述第一干燥塔(6)的入口和第二干燥塔(17)的入口分别通过第一单向阀(11)和第二单向阀(12)与干燥塔再生出气管路(4)连通；所述第一干燥塔(6)的入口经过第二气动阀(10)与第一进气管路(3)连通，出口通过第十一气动阀(49)与第一输气管路(44)连通，所述第二干燥塔(17)的入口通过第三气动阀(13)与第一进气管路(3)连通，出口通过第十二气动阀(47)与第一输气管路(44)连通；所述第一干燥塔(6)的出口和第二干燥塔(17)的出口分别通过第四单向阀(53)和第三单向阀(52)与尾气再生管路(16)连接；所述第一干燥塔(6)的出口和第二干燥塔(17)的出口分别通过第八气动阀(55)和第九气动阀(54)与第二进气管路(56)连接；所述第一干燥塔(6)的出口和第二干燥塔(17)的出口通过第一再生管路(48)连通，第一再生管路(48)上依次串联设置有第十气动阀(51)和再生手动阀(50)，所述第十气动阀(51)与第一干燥塔(6)的出口通过管道连接，所述再生手动阀(50)与第二干燥塔(17)的出口通过管道连接；所述第一干燥塔(6)与第二干燥塔(17)的入口分别通过第六气动阀(8)和第七气动阀(15)与第三消声器(57)连通，所述第一干燥塔(6)与第二干燥塔(17)的入口分别通过第四气动阀(9)和第五气动阀(14)与第三消声器(57)连通，所述第六气动阀(8)的口径和第七气动阀(15)的口径分别小于第四气动阀(9)的口径和第五气动阀(14)的口径；所述输气管路包括第一输气管路(44)和第二输气管路(33)；所述第一输气管路(44)上依次设置有粉尘过滤器(18)和空气缓冲罐(19)，所述粉尘过滤器(18)的入口端连接压缩热再生干燥装置，出口端连接空气缓冲罐(19)的入口端，所述空气缓冲罐(19)的出口端连接氧氮分离装置；所述氧氮分离装置的出口端连接第二输气管路(33)，所述第二输气管路(33)上连接有产品储存罐(29)；所述尾气再生管路(16)上设置有尾气回收罐(21)，所述尾气回收罐(21)一端通过管道连接压缩热再生干燥装置，另一端通过管道连接氧氮分离装置。2.根据权利要求1所述的一种节能型变压吸附尾气回收与利用的成套设备，其特征在于，所述氧氮分离装置包括吸附塔，所述吸附塔包括第一吸附塔(42)和第二吸附塔(30)，所述第一吸附塔(42)的入口通过第十七气动阀(43)与第一输气管路(44)连通，出口通过第六单向阀(38)与第二输气管路(33)连通；所述第二吸附塔(30)的入口通过第十八气动阀(28)与第一输气管路(44)连通，出口通过第七单向阀(35)与第二输气管路(33)连通；所述第一吸附塔(42)的入口和第二吸附塔(30)的入口分别通过第十五气动阀(26)和第十六气动阀(27)与尾气回收罐(21)连接，所述尾气回收罐(21)与氧氮分离装置之间依次设置有压力传感器(24)和第五单向阀(22)，所述第五单向阀(22)靠近尾气回收罐(21)；所述第一吸附塔(42)的出口通过第一均压管路(31)与第二吸附塔(30)的入口连接，所述第一均压管路(31)上设置有第十九气动阀(41)；所述第二吸附塔(30)的出口通过第二均压管路(32)与第一吸附塔(42)的入口连接，所述第二均压管路(32)上设置有第二十气动阀(40)；所述第一吸附塔(42)出口通过第二再生管...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱宏青，黄光玉，李丕阳，王冰，黄梅，
申请(专利权)人：浙江正大空分设备有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33