一种用于空分纯化装置的分子筛吸附器及该装置和方法与流程

文档序号:20443555发布日期:2020-04-17 22:34阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种用于空分纯化装置的分子筛吸附器,其特征在于,包括分子筛吸附器外壳(1-2),分子筛吸附器外壳(1-2)上设有供待净化空气进出的分子筛吸附器入口(1-1)和分子筛吸附器出口(1-5);分子筛吸附器外壳(1-2)内部设有双层床体,其中外层床体为活性氧化铝吸附床(1-6),内层床体为分子筛吸附床(1-7);外层床体与外壳之间连通分子筛吸附器入口(1-1)的分子筛吸附器外通道(1-3),内层床体中心具有一条连通分子筛吸附器出口(1-5)的分子筛吸附器中心通道(1-4);所述的外层床体中布设有活性氧化铝吸附床内换热盘管(1-8),所述的内层床体中布设有分子筛吸附床内换热盘管(1-9),且活性氧化铝吸附床内换热盘管(1-8)、分子筛吸附床内换热盘管(1-9)均连通用于换热的循环水管路。

2.如权利要求1所述的用于空分纯化装置的分子筛吸附器,其特征在于,所述的双层床体呈内外同轴嵌套形式,活性氧化铝吸附床(1-6)、分子筛吸附床(1-7)上下两侧封闭,待净化空气只能从侧面流入。

3.如权利要求1所述的用于空分纯化装置的分子筛吸附器,其特征在于,所述的活性氧化铝吸附床内换热盘管(1-8)、分子筛吸附床内换热盘管(1-9)并联接于循环水管路上。

4.一种冷却吸附剂的三吸附器空分纯化装置,其特征在于:包括第一分子筛吸附器(1)、第二分子筛吸附器(2)、第三分子筛吸附器(3)、换热器(4)、循环水泵(5)、电加热器(6)、消音器(7)、污氮气加热通道(35)、污氮气冷吹通道(36)、污氮气放空通道(37)、空气出口通道(38)、空气进口通道(39)和循环水通道(40);所述第一分子筛吸附器(1)、第二分子筛吸附器(2)、第三分子筛吸附器(3)均采用如权利要求1所述的分子筛吸附器;

所述的第一分子筛吸附器(1)一端的管路分为三条支路,其中第一支路连接污氮气加热通道(35),且第一支路上设有第一自动控制阀(8),第二支路连接污氮气冷吹通道(36),且第二支路上设有第二自动控制阀(9),第三支路连接空气出口通道(38),且第三支路上设有第三自动控制阀(10);第一分子筛吸附器(1)另一端的管路分为四条支路,第一支路和第二支路分别连接空气进口通道(39),且第一支路上设有第十自动控制阀(17),第二支路上设有第一增压阀(18),第三支路上设有第一卸压阀(19),第四支路上设有第十一自动控制阀(20),第三支路和第四支路汇合后连接污氮气放空通道(37),第二分子筛吸附器(2)和第三分子筛吸附器(3)的两端以与第一分子筛吸附器(1)相同的方式连接各通道;

进入空分纯化装置的污氮进气管路被分成两路,一路接入污氮气冷吹通道(36),污氮气冷吹通道(36)上设有污氮气冷吹控制阀(31);另一路接入污氮气加热通道(35),污氮气加热通道(35)依次连接污氮气加热控制阀(30)、换热器(4)、第十六自动控制阀(29)和电加热器(6);

所述循环水通道(40)在循环过程中分为三条支路流入三个分子筛吸附器内的换热盘管中进行换热;其中,第一支路依次连接第一分子筛吸附器(1)、第一循环水阀(32);第二支路依次连接第二分子筛吸附器(2)、第二循环水阀(33);第三支路依次连接第三分子筛吸附器(3)、第三循环水阀(34);循环水通道(40)上设有用于提供循环动力的循环水泵(5),并流经换热器(4)与污氮气加热通道(35)进行换热;

所述的污氮气放空通道(37)直接放空;

待净化的空气从空气进口通道(39)通入;净化后的空气从空气出口通道(38)排出。

5.根据权利要求4所述的冷却吸附剂的三吸附器空分纯化装置,其特征在于:所述的第一分子筛吸附器(1)、第二分子筛吸附器(2)、第三分子筛吸附器(3)三者并联运行。

6.根据权利要求4所述的冷却吸附剂的三吸附器空分纯化装置,其特征在于:所述的第一分子筛吸附器(1)、第二分子筛吸附器(2)、第三分子筛吸附器(3)三者内部的换热盘管,分别由第一循环水阀(32)、第二循环水阀(33)、第三循环水阀(34)控制内部的循环水流通。

7.根据权利要求4所述的冷却吸附剂的三吸附器空分纯化装置,其特征在于:所述的污氮气放空通道(37)的末端装有消音器(7)。

8.根据权利要求4所述的冷却吸附剂的三吸附器空分纯化装置,其特征在于:所述的换热器(4)为气-水型换热器。

9.一种如权利要求4~8任一所述空分纯化装置的空分纯化方法,其特征在于,步骤如下:

1)首先,第一分子筛吸附器(1)开始处于吸附状态,第二分子筛吸附器(2)处于加热解吸结束状态,第三分子筛吸附器(3)处于吸附饱和状态;通过阀切换,第三分子筛吸附器(3)完成卸压,第二分子筛吸附器(2)冷吹开始;第一分子筛吸附器(1)连接的循环水通道(40)支路打开,吸附热在循环水泵(5)的作用下传递到换热器(4);用于再生的污氮与换热器(4)内的循环水进行换热,然后经过电加热器(6)进一步加热,达到设定温度要求后,进入第三分子筛吸附器(3)开始加热再生;第三分子筛吸附器(3)再生完成后,通过阀切换准备冷吹;第二分子筛吸附器(2)冷吹结束后,通过阀切换开始升压,同时关闭第一分子筛吸附器(1)连接的循环水通道(40)支路;

2)然后,第二分子筛吸附器(2)开始处于吸附状态,第三分子筛吸附器(3)处于加热解吸结束状态,第一分子筛吸附器(1)处于吸附饱和状态;通过阀切换,第一分子筛吸附器(1)完成换卸压,第三分子筛吸附器(3)冷吹开始;第二分子筛吸附器(2)连接的循环水通道(40)支路打开,吸附热在循环水泵(5)的作用下传递到换热器(4);用于再生的污氮与换热器(4)内的循环水进行换热,然后经过电加热器(6)进一步加热,达到设定温度要求后,进入第一分子筛吸附器(1)开始加热再生;第一分子筛吸附器(1)再生完成后,通过阀切换准备冷吹;第三分子筛吸附器(3)冷吹结束后,通过阀切换开始升压,同时关闭第二分子筛吸附器(2)连接的循环水通道(40)支路;

3)再后,第三分子筛吸附器(3)开始处于吸附状态,第一分子筛吸附器(1)处于加热解吸结束状态,第二分子筛吸附器(2)处于吸附饱和状态;通过阀切换,第二分子筛吸附器(2)完成卸压,第一分子筛吸附器(1)冷吹开始;第三分子筛吸附器(3)连接的循环水通道(40)支路打开,吸附热在循环水泵(5)的作用下传递到换热器(4);用于再生的污氮与换热器(4)内的循环水进行换热,然后经过电加热器(6)进一步加热,达到设定温度要求后,进入第二分子筛吸附器(2)开始加热再生;第二分子筛吸附器(2)再生完成后,通过阀切换准备冷吹;第一分子筛吸附器(1)冷吹结束后,通过阀切换开始升压,同时关闭第三分子筛吸附器(3)连接的循环水通道(40)支路;

4)不断循环步骤1)~3),完成空分纯化过程。

10.如权利要求9所述的空分纯化方法,其特征在于,加热再生过程完成后,循环水泵(5)与电加热器(6)停止运行。


技术总结
本发明公开了一种用于空分纯化装置的分子筛吸附器及该装置和方法。空分纯化装置包括三台并联工作的分子筛吸附器、电加热器、循环水泵、换热器、消音器、污氮气加热控制阀、污氮气冷吹控制阀等。分子筛吸附器一侧分别连接污氮气加热通道、污氮气冷吹通道、空气出口通道,另一侧分别连接空气进口通道、污氮气放空通道、在吸附器与管道间还设有卸压阀、增压阀、自动控制阀等。通过设置循环水通道,对吸附器内部的吸附剂进行冷却进而提升吸附剂的吸附量,延长运行时间,同时吸附器放出的吸附热被用来预热再生污氮气,降低加热器能耗,使空分纯化系统高效稳定地运行。

技术研发人员:张春伟;张学军;邱利民;赵阳;林秀娜
受保护的技术使用者:浙江大学
技术研发日:2019.12.24
技术公布日:2020.04.17
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