变压吸附空气分离器模块化结构制造技术

一种变压吸附空气分离器模块化结构，包括过滤器、空气缓冲罐、两组自动切换工作的吸附塔、自动切换阀门组、产品气缓冲罐以及自动控制装置，其特征在于：主要将空气缓冲罐、产品气缓冲罐和两组吸附塔设计成多单元标准模块结构，每个单元模块由对应的两个小型气体缓冲罐和两个小型吸附塔组成，并且相互固定集成为一体结构，单元模块上设有对应各缓冲罐和吸附塔的进出接口；该空气分离器配设有架体，架体上设有对应多个单元模块的安装座位和进出汇总管结构，所述进出汇总管上分别设有对应各单元模块小型气体缓冲罐和小型吸附塔的分路接口，该接口与单元模块上的进出接口对应连接构成并联通道结构，自动切换阀门组设在各路进出汇总管的汇总端。（*该技术在2012年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种变压吸附空气分离装置，具体涉及一种具有模块化特点，而且在同一套自动切换阀门和控制系统基础上可以通过多单元模块的拼装随时扩展或缩小空气分离能力的新设计。
技术介绍
变压吸附技术自60年代开发应用以来，发展非常迅速，已经在空气分离制氧制氮、干燥空气、氢气提纯、二氧化碳提纯、一氧化碳提纯、天然气净化、煤矿瓦斯气处置等方面得到广泛应用。变压吸附的基本原理是利用吸附剂对不同气体的吸附容量随压力变化而有差异的特性，在吸附剂选择吸附条件下，在加压下吸附气体混合物中的杂质(或产品)组分，然后降低压力，在减压或常压下解吸这些杂质(或产品)，用部分产品作为再生冲洗气，而使吸附剂得到再生，以达到连续制取所需产品气体的目的。由于对产品的不同要求，变压吸附空气分离器可在气相或吸附相获得，从而构成了变压吸附的不同工艺步骤。通常的工艺流程步骤由吸附、压力平衡降压(或抽空)、解吸一升压等基本步骤组成。最早采用二塔流程，目前已有三塔、多塔、甚至十塔流程。由于用户的不同需求，以往变压吸附(PSA)空气分离装置的生产多数为非标设备，因此设计生产周期长，成本高，重复性差，尤其是当用户需要扩展生产能力时，要么更换设备，要么添置整套新设备，无法在原有设备基础上进行扩展或升级。这种形式的不足是1、周期长；2、灵活性差；3、投资大，成本高，无意中造成很多不必要的浪费。为此，本技术从标准化、模块化结构设计的角度出发，提供一种随时扩展或缩小生产能力的变压吸附空气分离装置，该装置在同一套自动切换阀门和控制系统基础上可以通过单元模块的拼装来实现空气分离能力的变化，从而克服上述不足，适应用户的不同需求和变化。
技术实现思路
为达到上述目的，本技术采用的技术方案是一种变压吸附空气分离器模块化结构，包括过滤器、空气缓冲罐、两组自动切换工作的吸附塔、自动切换阀门组、产品气缓冲罐以及自动控制装置，其改进之处主要是将空气缓冲罐、产品气缓冲罐和两组吸附塔设计成多单元标准模块结构，每个单元模块由对应的两个小型气体缓冲罐和两个小型吸附塔组成，并且相互固定集成为一体结构，单元模块上设有对应各缓冲罐和吸附塔的进出接口；该空气分离器配设有架体，架体上设有对应多个单元模块的安装座位和进出汇总管结构，所述进出汇总管上分别设有对应各单元模块小型气体缓冲罐和小型吸附塔的分路接口，该接口与单元模块上的进出接口对应连接构成并联通道结构，自动切换阀门组设在各路进出汇总管的汇总端。上述技术方案的有关内容和变化解释如下1、所述“空气缓冲罐”是前入吸附塔前空气的一种缓冲容器。所述“吸附塔”是一种装有变压吸附分子筛的容器。吸附塔的用途取决于分子筛种类，不同的分子筛吸附剂获得不同的产品，这些属于现有技术。所述“自动切换阀门组”是指切换两组处于不同工作状态的控制阀门，该阀门可以采用电磁阀，也可以采用气动阀，但这些阀门受上述自动控制装置所控制。自动控制装置由控制电路和相关的执行元件组成，这些由现有技术所提供。2、上述技术方案中，为了使进入吸附塔的空气保持一定的清洁度，所述空气缓冲罐进口前的过滤器可以有两种设置方案，一种是设置一个总的共用型过滤器，该过滤器具体应设在空气进口汇总管之前；另一种是分设单元过滤器，即在各单元模块中的小型产品气缓冲罐进口上串接至少一级过滤器，单元过滤器固定在单元模块中。以上两种情况的过滤器可根据实际需要设置一级、二级或三级(初过滤、细过滤和精过滤)。3、上述技术方案中，为了使进入产品气缓冲罐内的气体保持一定的清洁度，可以在各单元模块中的小型空气缓冲罐进口前串接一过滤器，该过滤器至少采用一级过滤。这种过滤器与上述过滤器一样也可以采用两种设置方案，一种是设置一个总过滤器，另一种是分设单元过滤器。当分设单元过滤器时一般将单元过滤器设在单元模块中，与单元模块构成一体结构。4、上述技术方案中，为了均衡各单元之间流经吸附塔的气体流量，可以在各单元模块中的小型吸附塔进口或出口中串接一节流阀。该节流阀可以设在单元模块内，也可以设在架体的接口管上。其控制方式一般采用手动调节形式，因为这个调节阀仅在调试设备时使用，在正常工作状态下一般要锁定阀门。5、上述技术方案中，关于空气缓冲罐和产品气缓冲罐底部的自动排污问题，可以在各单元模块中的小型产品气缓冲罐和小型空气缓冲罐底部均设有排污出口，该排污出口与汇总管连接，自动排污阀设在汇总管的出口端或分别设在缓冲罐底部的排污出口中。所有的汇总管均铺设在架体上，其进口出接口数量和位置与架体上的单元座位对应。6、上述技术方案中，所述自动切换阀门和控制装置为各模块共用装置，其中自动切换阀门是通过汇总管结构与各单元模块实现连接。这里要强调的是控制装置的设计要能够适应不同数量单元模块拼装后的工作要求。本技术原理是将现有变压吸附空气分离器中的空气缓冲罐、产品气缓冲罐和两组吸附塔四大结构拆分成多个标准单元，然后将每组标准单元固定集成构成一种模块结构，各模块通过汇总管连接成相互并联的气体通道，并共用一套自动切换阀门和控制装置。当需要扩展生产能力时只要在架体的座位上增加单元模块并与各汇总管连接即可达到目的；当需要缩小生产能力时只要相应拆除若干单元模块即可实现。由于上述技术方案运用，本技术与现有技术相比具有下列优点1、本技术为模块化、智能化变压吸附(PSA)空气分离器的新设计，其最显著的特点是将两个气体缓冲罐和两个吸附塔设计成单元模块，各单元模块共用一套自动切换阀门和控制装置，因此可以采用单元模块的简单拼装和拆卸来实现产量增减变化。2、本技术可扩展性强，可以灵活适应不同用户以及使用后产量变化的需要。3、本技术结构紧凑，设计合理，是一种既经济又方便的模块化新设计，具有广阔的产业化前景。4、本技术构思巧妙，技术含量高，实用性强，特别适合于制做各类中、小型变压吸附(PSA)空气分离设备。5、本技术适用于装配多种用途的变压吸附(PSA)空气分离设备，如变压吸附(PSA)制氧机、变压吸附(PSA)制氮机、变压吸附PSA)干燥装置等，其通过压缩空气的能力可以随单元模块的增减从50L/min～5000L/min范围内调节。附图说明附图1为本技术流程示意图(一)，其中由四个单元模块组成；附图2为本技术流程示意图(二)，其中由四个单元模块组成；附图3为本技术单元模块和架体的结构示意图；附图4为本技术单元模块示意图；附图5为本技术单元模块的上、下盖示意图；附图6为本现有二塔变压吸附(PSA)空气分离器流程图。以上附图中1、过滤器；2、过滤器；3、自动排水球阀；4、电磁阀；5、电磁阀；6、电磁阀；7、单元过滤器；8、单元过滤器；9、节流阀；10、汇总管；11、汇总管；12、架体；13、单元模块；14、模块座位；15、底架；16、顶架；17、模块上盖；18、接口；19、接口；20、接口；21、接口；A11、A12、A13、A14分别为四个单元模块中的空气缓冲罐；A21、A22、A23、A24分别为四个单元模块中的产品气缓冲罐；B11、B12、B13、B14分别为四个单元模块中的一个吸附塔；B21、B22、B23、B24分别为四个单元模块中的另一个吸附塔。具体实施方式以下结合附图及实施例对本技术作进一步描述实施例一参见附图1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：顾敏毅，
申请(专利权)人：苏州市赛普空气分离器技术有限公司，
类型：实用新型
国别省市：