一种模块化吸附装置及其使用方法与流程

本发明属于气体吸附与分离技术领域，涉及一种模块化吸附装置及其使用方法。

背景技术：

在工业生产过程中，气体的吸附与分离是最常用的操作之一，吸附分离是利用吸附剂只对特定气体吸附和解析能力上的差异进行分离的，目前常用的吸附分离方法包括变压吸附和变温吸附。其中，变压吸附作为一种重要的、具有广泛应用的气体分离方法，是低温深冷空气分离工艺的重要补充。

变压吸附法采用碳分子筛基于动力学分离机理从空气中制氮，或采用沸石基于平衡吸附机理从空气中制氧，其所用的吸附装置通常包括缓冲罐、压缩机以及吸附塔等，且通常采用双塔或多塔进行制备。cn102091499a公开了一种变温吸附的氧氮联合分离的方法与装置，所述装置包括至少两个装填吸附剂的吸附塔，加热与冷却吸附塔内吸附剂的加热与换热装置，氧气和氮气产品气缓冲罐以及各装置间的连接管线等。cn204735090u公开了一种变温变压吸附回收装置，所述装置包括变频风泵、两组以上的变温变压吸附装置、真空泵和冷箱换热器，其中，每组变温变压吸附装置包括吸附罐、进气阀、解析阀、排气阀、回压阀，吸附罐包括吸附罐体、放置在吸附罐体内腔中的吸附剂和使吸附剂再生的加热解析装置。以上所用的装置一般体积大，重量重，扩展性差，标准化程度低，安装不方便，制造周期长，极大地限制了变压吸附制氧/制氮的应用。

综上所述，目前急需寻求一种可替代传统变压变温吸附装置的结构模式，使整个装置更加紧凑，能够实现模块化组合。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种模块化吸附装置及其使用方法。本发明将吸附装置所用的罐体标准化、模块化，通过改变罐体组的数量和大小，使整个罐体模块单元可以依据吸附装置的需要进行自由组装，整个罐体模块单元的大小可以自由扩展，实现标准化设计和生产。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一方面，本发明提供了一种模块化吸附装置，所述吸附装置主要包括罐体模块单元和控制单元，所述罐体模块单元包括汇流管和至少两个并列设置的罐体组，所述汇流管有两条，分别与罐体组两端相连；所述控制单元设置于罐体模块单元的侧面并与其连接。

本发明中，所述模块化吸附装置的主体为罐体模块单元，罐体模块单元主要由标准化的罐体组构成，罐体组的数量和大小可以根据吸附装置的需要来选用并组合，实现多模块的灵活组合，再通过控制单元来控制气体吸附过程的进行，将气体吸附过程整合到一个装置中，使整个装置更加紧凑，体积小，标准化程度高。

以下作为本发明优选的技术方案，但不作为本发明提供的技术方案的限制，通过以下技术方案，可以更好地达到和实现本发明的技术目的和有益效果。

作为本发明优选的技术方案，所述罐体模块单元分为第一罐体模块单元和第二罐体模块单元两部分。

本发明中，罐体模块单元包括多个罐体组，吸附装置开始运行后，一部分罐体用于气体的吸附过程，待该部分罐体中的吸附剂饱和后，转而进行解吸过程，由另一部分罐体进行气体吸附，如此循环进行。其中，罐体模块单元前的“第一”和“第二”，并不是对罐体模块单元的限制，只是方便对处于不同运行过程的罐体模块进行区分。

优选地，所述罐体组包括罐体和盖体，所述盖体设置在罐体的两端并与其连接。

本发明中，罐体组包括的罐体和盖体均为标准化设计，使对应尺寸的罐体和盖体能够自由组合，两个盖体和一个罐体组合形成一个标准化罐体组。

优选地，所述盖体与罐体通过螺丝紧固件连接。

优选地，所述盖体包括圆盖或平盖。

优选地，所述罐体组包括圆盖罐体组或平盖罐体组。

优选地，所述罐体组内装填吸附剂。

优选地，所述吸附装置还包括阀门，所述阀门设置于罐体组的进气管和出气管上，与控制单元相连。

作为本发明优选的技术方案，所述控制单元包括控制柜和电磁阀，所述控制柜与电磁阀相连，所述电磁阀与阀门相连。

优选地，所述控制单元通过安装板设置于罐体模块单元的侧面。

本发明中，气体在吸附装置的进出由阀门进行控制，从而控制罐体组中吸附、解吸过程的进行，而阀门的开闭由控制单元控制，通过控制单元中的控制柜的调节来控制电磁阀，再由电磁阀控制进气管和出气管上的阀门。

作为本发明优选的技术方案，所述吸附装置还包括集气装置，所述集气装置的出气口与罐体模块单元的进气口相连。

作为本发明优选的技术方案，所述吸附装置还包括过滤器，所述过滤器的进气口与集气装置的出气口相连，所述过滤器的出气口与罐体模块单元的进气口相连。

作为本发明优选的技术方案，所述吸附装置还包括缓冲罐，所述缓冲罐的进气口与罐体模块单元的出气口相连。

优选地，所述缓冲罐选自圆盖罐体组或平盖罐体组。

本发明中，根据客户的需要，对已经标准化的罐体组、控制柜、电磁阀、安装板、过滤器、缓冲罐等进行有机组合形成模块化的吸附装置，工厂可依据客户的需求，进行快速的组合，满足快速交付的要求。

另一方面，本发明提供了上述模块化吸附装置的使用方法，所述方法包括：

(1)通过控制单元控制气体进入第一罐体模块单元，气体在吸附剂作用下被吸附，未被吸附的气体排出罐体模块单元；

(2)待第一罐体模块单元中的吸附剂饱和后，调节控制单元，气体进入第二罐体模块单元进行吸附，同时第一罐体模块单元进行解吸处理，如此循环，第一罐体模块单元和第二罐体模块单元交替进行吸附和解吸过程。

作为本发明优选的技术方案，所述控制单元通过控制罐体组的进气管和出气管上的阀门来控制气体的进出。

作为本发明优选的技术方案，所述气体先经过集气压缩、过滤处理，再进入罐体模块单元。

优选地，所述集气压缩通过集气装置来进行。

优选地，所述过滤处理通过过滤器来进行。

作为本发明优选的技术方案，未被吸附的气体先进行富集，再进一步处理。

优选地，所述未被吸附的气体进入缓冲罐进行富集。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明通过将吸附装置的各组成部分标准化、模块化，再有机组合形成模块化的吸附装置，将气体吸附-解吸过程整合到一个装置中，使整个装置更加紧凑，体积小，安装简便，标准化程度高，有效替代传统吸附装置的多容器结构模式；

(2)本发明罐体组的模块化，使整个罐体模块单元可以依据吸附装置的需要进行自由组装，其大小可以自由扩展，实现多模块的灵活组合，从而实现标准化设计和生产。

附图说明

图1是本发明实施例1提供的模块化吸附装置的结构示意图；

图2是本发明实施例1提供的罐体模块单元的结构示意图；

图3是本发明实施例1提供的平盖罐体组的结构示意图；

图4是本发明实施例1提供的圆盖罐体组的结构示意图；

其中，1-罐体模块单元，11-罐体组，12-汇流管，111-罐体，112-盖体，2-阀门，3-控制柜，4-安装板，5-电磁阀，6-过滤器，7-集气装置，8-缓冲罐。

具体实施方式

为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明以具体实施方式进一步详细说明。但下述的实施例仅仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明保护范围以权利要求书为准。

本发明具体实施方式部分提供了一种模块化吸附装置及其使用方法，所述吸附装置主要包括罐体模块单元1和控制单元，所述罐体模块单元1包括汇流管12和至少两个并列设置的罐体组11，所述汇流管12有两条，分别与罐体组11两端相连；所述控制单元设置于罐体模块单元1的侧面并与其连接。

所述吸附装置的使用方法包括：

(1)通过控制单元控制气体进入第一罐体模块单元，气体在吸附剂作用下被吸附，未被吸附的气体排出罐体模块单元；

(2)待第一罐体模块单元中的吸附剂饱和后，调节控制单元，气体进入第二罐体模块单元进行吸附，同时第一罐体模块单元进行解吸处理，如此循环，第一罐体模块单元和第二罐体模块单元交替进行吸附和解吸过程。

以下为本发明典型但非限制性实施例：

实施例1：

本实施例提供了一种模块化吸附装置及其使用方法，所述吸附装置的结构示意图如图1所示，主要包括罐体模块单元1和控制单元，所述罐体模块单元1的结构示意图如图2所示，包括汇流管12和四个并列设置的罐体组11，所述汇流管12有两条，分别与罐体组11两端相连；所述控制单元设置于罐体模块单元1的侧面并与其连接。

其中，所述罐体组11的结构示意图如图3所示，包括罐体111和盖体112，所述盖体112设置在罐体111的两端并与其连接，所述盖体112与罐体111通过螺丝紧固件连接，所述罐体组11为平盖罐体组，所述罐体组11内装填吸附剂。

所述吸附装置还包括阀门2，所述阀门2设置于罐体组11的进气管和出气管上，与控制单元相连。

所述控制单元包括控制柜3和电磁阀5，所述控制柜3与电磁阀5相连，所述电磁阀5与阀门2相连，所述控制单元通过安装板4设置于罐体模块单元1的侧面。

所述吸附装置还包括集气装置7，所述集气装置7的出气口与罐体模块单元1的进气口相连。

所述吸附装置还包括过滤器6，所述过滤器6的进气口与集气装置7的出气口相连，所述过滤器6的出气口与罐体模块单元1的进气口相连。

所述吸附装置还包括缓冲罐8，所述缓冲罐8的进气口与罐体模块单元1的出气口相连，所述缓冲罐8为圆盖罐体组。

所述罐体模块单元1分为第一罐体模块单元和第二罐体模块单元两部分。

所述吸附装置的使用方法包括：

(1)待吸附气体先经过集气压缩、过滤处理，再通过控制罐体组11进气管上的阀门2控制气体进入第一罐体模块单元，气体在吸附剂作用下被吸附，未被吸附的气体排出罐体模块单元1后采用缓冲罐8进行富集，再进一步处理；

(2)待第一罐体模块单元中的吸附剂饱和后，调节控制单元，待吸附气体进入第二罐体模块单元进行吸附，同时第一罐体模块单元进行解吸处理，如此循环，第一罐体模块单元和第二罐体模块单元交替进行吸附和解吸过程。

实施例2：

本实施例提供了一种模块化吸附装置及其使用方法，所述吸附装置主要包括罐体模块单元1和控制单元，所述罐体模块单元1包括汇流管12和两个并列设置的罐体组11，所述汇流管12有两条，分别与罐体组11两端相连；所述控制单元设置于罐体模块单元1的侧面并与其连接。

其中，所述罐体组11的结构示意图如图4所示，包括罐体111和盖体112，所述盖体112设置在罐体111的两端并与其连接，所述盖体112与罐体111通过螺丝紧固件连接，所述罐体组11为圆盖罐体组，所述罐体组11内装填吸附剂。

所述吸附装置还包括缓冲罐8，所述缓冲罐8的进气口与罐体模块单元1的出气口相连，所述缓冲罐8为平盖罐体组。

所述吸附装置的其他结构与实施例1相同。

所述吸附装置的使用方法包括：

(1)待吸附气体先经过集气压缩、过滤处理，再通过控制罐体组11进气管上的阀门2控制气体进入第一罐体模块单元，气体在吸附剂作用下被吸附，未被吸附的气体排出罐体模块单元1后采用缓冲罐8进行富集，再进一步处理；

(2)待第一罐体模块单元中的吸附剂饱和后，调节控制单元，待吸附气体进入第二罐体模块单元进行吸附，同时第一罐体模块单元进行解吸处理，如此循环，第一罐体模块单元和第二罐体模块单元交替进行吸附和解吸过程。

由以上实施例可以看出，本发明先将吸附装置各组成部分标准化、模块化，再有机组合形成模块化的吸附装置，从而将气体吸附-解吸的全过程整合到一个装置中，尤其是罐体模块化形成的罐体模块单元，罐体的数量和大小可以依据待吸附的气体量进行自由组装，实现多模块的灵活组合；整个吸附装置结构紧凑，体积、重量小，安装简便，标准化程度高，有效替代传统吸附装置的多容器结构模式。

申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细装置与使用方法，但本发明并不局限于上述详细装置与方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细装置与方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明装置部件的等效替换及辅助装置的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。