能量回收并保持摩尔分率梯度的PSA均压方法技术

能量回收并保持摩尔分率梯度的PSA均压方法。将设有上缸、下缸、小格空间、动力活塞、承压缸体、机械传动机构、发电机的活塞式能量回收装置连接于均压气流和逆放气流管道中；使吸附塔间的气体泄放能量，在上缸、下缸的进出气过程中，驱动动力活塞、机械传动机构、发电机转化为电能；均压气流的等熵膨胀作功，使气流温度降低，有力降低PSA工艺温度，大幅增加床层强吸附相容量；小格空间的设置，有效确保了均压气流的摩尔分率梯度在降压床和升压床中的一致性，从而大幅提高PSA分离因子、分离效率；该方法尤其适用于大型煤化工的变换气脱碳、荒煤气回收可燃组分、中低热值煤层气回收甲烷、煤加氢甲烷化工艺中的甲烷氢气分离等。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于化工气体分离领域，特别涉及psa变压吸附分离工艺中吸附剂再生过程的均压工艺与能量回收方法。

技术介绍

1、由于psa变压吸附分离工艺过程中，既无机械分离的力场需求，也无传质分离的热量/冷量需求，更没有液相介质的高低压、高低温循环；其吸附热引起的工艺温升，又被其解吸耗热全部吸收；变化通常出现在吸附床层的进口段，也就大致在5～50℃的常温范围内，床层出口温度基本不变化；分离工艺无需、或耗用很少能量。该工艺自1960年代研发成功后，就开始被全球各行业的气体分离工艺中广泛选用。

2、但当我们进一步深入研究psa变压吸附工艺后，认为仍有改进的必要：

3、①均压工艺气体由均压降塔进入均压升塔后，均压气各组分在吸附剂床层轴向空间上的浓度梯度向量将被调换方向，即均压降塔内离出口更近的、弱吸附相组分更高的均压气，均压时被率先送入均压升塔，尔后又被同一均压时段后期、离出口更远的、弱吸附相组分更低的均压气，推向离出口更远的吸附剂床层，从而导致了混合气体的轴向浓度梯度方向在均压降塔与均压升塔中的方向调换；其结果是，使结束全部均压升后的吸附塔床本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.能量回收并保持摩尔分率梯度的PSA均压方法，其特征在于：在PSA变压吸附分离工艺的吸附剂再生过程中，压力相对高的吸附塔向压力相对低的吸附塔泄放气体的管路中设置气流能量转化装置，将来自压力相对高的吸附塔的气流的能量转化为机械能，其机械能再通过相连的发电机转化为电能；

2.根据权利要求1所述的能量回收并保持摩尔分率梯度的PSA均压方法，其特征在于，活塞式能量回收装置(HS)中，与动力活塞(DLHS)相连的传动机构为：齿条(CT)固定在动力活塞(DLHS)下方，并在动力活塞(DLHS)的带动下同时作直线运动，齿条(CT)再与只能作旋转运动的齿轮(CL)啮合传动，将动力活塞(DL...

【技术特征摘要】

1.能量回收并保持摩尔分率梯度的psa均压方法，其特征在于：在psa变压吸附分离工艺的吸附剂再生过程中，压力相对高的吸附塔向压力相对低的吸附塔泄放气体的管路中设置气流能量转化装置，将来自压力相对高的吸附塔的气流的能量转化为机械能，其机械能再通过相连的发电机转化为电能；

2.根据权利要求1所述的能量回收并保持摩尔分率梯度的psa均压方法，其特征在于，活塞式能量回收装置(hs)中，与动力活塞(dlhs)相连的传动机构为：齿条(ct)固定在动力活塞(dlhs)下方，并在动力活塞(dlhs)的带动下同时作直线运动，齿条(ct)再与只能作旋转运动的齿轮(cl)啮合传动，将动力活塞(dlhs)传递给齿条(ct)的直线运动机械能转化为啮合齿轮(cl)的旋转运动机械能；

3.根据权利要求1所述的能量回收并保持摩尔分率梯度的psa均压方法，其特征在于，活塞式能量回收装置(hs)中，与动力活塞(dlhs)相连的传动机构为齿条-齿轮传动机构为，将一根及以上齿条(ct)根据设计需要，在承压缸体(cygt)内筒壁垂直均匀固定；与其齿条(ct)啮合的齿轮(cl)和其相连的定向离合器(dxlhq)、变速箱(bsx)、发电机(fdj)固定在动力活塞(dlhs)上，并随动力活塞(dlhs)一道作直线运动；

4.根据权利要求1所述的能量回收并保持摩尔分率梯度的psa均压方法，其特征在于，其活塞式能量回收装置(hs)由动力活塞(dlhs)、承压缸体(cygt)、上缸钢绳(sggs)、下缸钢绳(xggs)、导向轮承压壳(dxlcyq)、导向轮(xl)、承压导管(cydg)、花键动力轴(hjdlz)、动密封(dmf)、下缸卷筒(xgjt)、上缸卷筒(sgjt)、卷筒承压壳(jtcuq)、变速箱(bsx)、发电机(dj)组成；

5.根据权利要求1所述的能量回收并保持摩尔分率梯度的psa均压方法，其特征在于，钢绳或非金属高强纤维缆绳(ls)竖直固定在承压承压缸体(cygt)内；将旋转轮(xzl)、传动变速箱(bsx)、发电机(fdj)固定在动力活塞(dlhs)上；并将缆绳在旋转轮(czl)上缠绕一圈及数圈；在动力活塞(dlhs)受力做上下直线运动时，缆绳驱使旋转轮(xzl)旋转，将直线运动转化为旋转运动，从而通过相连的变速箱(bsx)驱使相连的发电机(fd)将机械能转化为电能；发电机(fdj)输出的电能、需要的励磁电流、检测、控制信息通过柔性电缆(rxdl)或导电构件从动力活塞(dlhs)上的相关设备接口与承压缸体(cygt)外的相关设...

【专利技术属性】
技术研发人员：李宁，李开建，
申请(专利权)人：成都聚实节能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：