一种全温程模拟旋转移动床变压吸附（FTrSRMPSA）的空分制氮工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种全温程模拟旋转移动床变压吸附（FTrSRMPSA）的空分制氮工艺，将置于一多通道旋转阀中央且在其周围安置于一圆环形旋转托盘上多个轴向流固定床吸附塔并通过管道连接以及调控旋转阀旋转方向与旋转速度（ω1）、圆环形旋转托盘旋转方向与旋转速度（ω2），使得流经吸附塔中旋转移动的吸附床层的气体，在不断地通过进出每个吸附塔进出口的位置及每个吸附床层在旋转同时完成各自的吸附与解吸步骤的传质，实现了轴向流固定床变压吸附基础上的模拟旋转移动床变压吸附过程，使得吸附与解吸多步骤的循环操作，从空气中获得纯度为96~99.9%、收率为50~70%的氮气产品气。收率为50~70%的氮气产品气。收率为50~70%的氮气产品气。

【技术实现步骤摘要】
一种全温程模拟旋转移动床变压吸附（FTrSRMPSA）的空分制氮工艺


[0001]本专利技术涉及从空气中分离制取纯氮的变压吸附（PSA）
，更具体的说是涉及一种全温程模拟旋转移动床变压吸附（FTrSRMPSA）的空分制氮工艺。

技术介绍

[0002]氮气（N2）的工业生产方法主要有深冷空气精馏（深冷空分）法与变压吸附法两种，膜分离法单纯制氮不经济而不常用。深冷空气精馏法主要适用于规模较大的纯氮制备，并可同时生产高纯氧气（N2）和氩气（Ar）副产品，对于规模较小的制氮装置而言，其单位能耗高、建设投资大，氮气生产成本高；变压吸附（PSA）方法是目前一些化工行业各种规模的空分制氮应用最为广泛的方法。
[0003]PSA空分制氮与PSA空分富氧工艺有较大的区别，其中，空分富氧的吸附机理主要是平衡吸附，空气中的氮气（N2）、二氧化碳（CO2）、水及微量的碳氢化合物（CmH
n
）等作为吸附质，氧气（O2）与氩气（Ar）作为非吸附相组分，常用的吸附剂有5A、13X、LiX等，其中，LiX型吸附剂对N2吸附容量较大，且在吸附剂上本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种全温程模拟旋转移动床变压吸附（FTrSRMPSA）的空分制氮工艺，所述的全温程模拟旋转移动床变压吸附（FTrSRMPSA）系统是由n（3≤n≤20的自然整数）个装载有一种或多种吸附剂的轴向流固定床层吸附塔且安置在一个以旋转速度（ω2，秒（s）为单位）的圆环形旋转托盘上的吸附塔、有m（5≤m≤36的自然整数）个通道并安置在圆环形旋转托盘中央以旋转速度（ω1，秒（s）为单位）旋转的多通道旋转阀、多通道旋转阀与系统外物料气体进出的物料管道以及连接于经圆环形托盘内置管道至吸附塔上下与多通道旋转阀之间的工艺管道，以及相应的驱动圆环形旋转托盘及多通道旋转阀旋转方向及其调控其旋转速度（ω1与ω2）的驱动机构、缓冲罐、真空泵/或压缩机所构成而形成一个FTrSRMPSA系统，其特征在于，吸附塔进出口与m通道旋转阀进出口连接的管道是通过预设在圆环形旋转托盘的内置管道相连形成工艺管道且与m通道旋转阀通道数m相同，进出FTrSRMPSA系统物料气体的位置是由m通道旋转阀旋转的通道加以分配来固定，其物料气体包括空气为原料气（F）、N2产品气（N2PG）、冲洗气（P）、终充气（FR）以及逆放（D）气或/与抽真空气（V）或/与冲洗废气（PW）组成的解吸气（D），并相应的连接包括缓冲罐（器）、压缩机/抽真空泵/循环泵在内的设备，由m通道旋转阀进出口与吸附塔进出口之间通过圆环形旋转托盘中内置管道连接的工艺管道中工艺气体流动的位置是移动变化的，工艺气体是在FTrSRMPSA系统内流动，包括原料气（F）、N2产品气（N2PG）、冲洗气（P）、均压降气（ED）、顺放气（PP）\逆放气（D）气或/与抽真空气（V）或/与冲洗废气（PW）组成的解吸气（D）、均压升气（ER）及终充气（FR），具体的空分制氮吸附与解吸的循环过程为，来自FTrSRMPSA系统外的原料气空气（F），温度为10~90℃，压力为0.3~2.0MPa，流量为100~20,000Nm3/h，进入m通道旋转阀原料气（F）进口，并经m通道旋转阀原料气（F）通道及出口、圆环形旋转托盘内置管道及圆环形旋转托盘上对应的处于吸附状态的一个或多个轴向流固定床吸附塔进口连接的工艺管道，从吸附塔底部进入进行吸附（A），经过m通道旋转阀旋转方向及旋转速度（ω1）与圆环形旋转托盘旋转方向及旋转速度（ω2）之间的调控匹配连续地步进，从吸附塔顶部流出的非吸附相气体正好经工艺管道进入m通道旋转阀N2产品气（N2PG）通道，并从m通道旋转阀N2产品气（N2PG）通道流出进入N2产品气（N2PG）缓冲罐后输出，N2产品气（N2PG）纯度为96~99.9%，处于吸附状态的吸附塔在完成吸附（A）步骤后，随着m通道旋转阀与圆环形旋转托盘继续旋转步进，结束吸附（A）步骤的吸附塔进入顺放（PP）与均压降（ED）步骤，顺放（PP）步骤流出的顺放气（PP）作为冲洗气（P）流经圆环形旋转托盘内置管道、m通道旋转阀顺放气（PP）通道、圆环形旋转托盘其它内置管道以及其它处于冲洗（P）步骤的吸附塔进行冲洗（P），结束顺放（PP）步骤的吸附塔，随后对另一个处于均压升（ER）状态的吸附塔通过系统内的工艺管道进行均压降（ED），结束均压降（ED）步骤的吸附塔，随着m通道旋转阀与圆环形旋转托盘持续地旋转步进而进入逆放（D）或/与抽真空（V）或/与冲洗（P）步骤，从吸附塔流出的逆放气（D）或/与抽真空气（V）或/与冲洗废气（PW）所形成的解吸气（D），流经圆环形旋转托盘内置管道以及m通道旋转阀逆放气（D）/抽真空气（V）/冲洗废气（PW）通道及其出口端流出所形成的解吸气（D）进入解吸气（D）缓冲罐，一部分经变温吸附（TSA）净化后并经循环泵及增压后形成的循环气（CG）返回空气原料气（F）循环使用，所得到的纯度为96~99.9%的N2产品气（N2PG）收率大于等于60~70%，一部分或直接排放，或进入富氧提取系统，结束逆放（D）或/与抽真空（V）或/与冲洗（P）步骤的吸附塔，随着m通道旋转阀与圆环形旋转托盘连续不断地旋转步进而进入均压升（ER）及/或等待（
‑
）步骤，从处于均压降（ED）步骤的吸附塔流出并经圆环形旋转托盘内置管道及m通道
旋转阀均压降气（ED）通道而进入处于均压升（ER）步骤的吸附塔进行均压，使得处于均压升（ER）步骤的吸附塔内的压力与处于均压降（ED）步骤的吸附塔内的压力相等为止，结束均压升（ER）或/与等待区（
‑
）步骤的吸附塔，随着m通道旋转阀与圆环形旋转托盘进一步连续旋转而进入终充（FR）步骤，来自系统外的终充气（FR）流经m通道旋转阀终充气（FR）通道与圆环形旋转托盘内置管道进入吸附塔进行充压直至吸附塔内的压力达到吸附（A）步骤所需的吸附压力为止，即，吸附塔的操作经历了由吸附（A）
‑
顺放（PP）/均压降（ED）
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逆放（D）/抽真空（V）
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冲洗（P）
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均压升（ER）/等待（
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）
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终充（FR）步骤构成的吸附与解吸的循环过程，并准备下一轮吸附与解吸的循环操作，其中，每一个吸附塔或进行一个步骤或多个步骤且进行每一步骤，均通过旋转阀旋转方向及旋转速度（ω1）与圆环形旋转托盘旋转方向及旋转速...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪兰海，钟娅玲，陈运，唐金财，钟雨明，蔡跃明，
申请(专利权)人：浙江天采云集科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：