一种新型多塔高效节能PSA制气系统的制作方法

一种新型多塔高效节能psa制气系统
技术领域
1.本实用新型涉及一种psa制气设备领域，尤其涉及一种新型多塔高效节能psa制气系统。


背景技术：

2.变压吸附简称psa，是对气体混合物进行提纯的工艺过程，该工艺是以多孔性固体物质(吸附剂)内部表面对气体分子的物理吸附为基础，在两种压力状态之间工作的可逆的物理吸附过程，它是根据混合气体中杂质组分在高压下具有较大的吸附能力，在低压下又具有较小的吸附能力，而理想的组分h2则无论是高压或是低压都具有较小的吸附能力的原理。在高压下，增加杂质分压以便将其尽量多的吸附于吸附剂上，从而达到高的产品纯度。吸附剂的解吸或再生在低压下进行，尽量减少吸附剂上杂质的残余量，以便于在下个循环再次吸附杂质。
3.现有的双塔psa设备在使用中往往存在着气流不稳、能耗较大、气体回收率较小的问题，且制备气体的纯度无法保证。因此，需要一种高效节能的多塔psa制气系统。


技术实现要素：

4.本实用新型针对现有技术的缺陷，提供一种新型多塔高效节能psa制气系统。
5.本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案：
6.本实用新型提供了一种新型多塔高效节能psa制气系统，psa制气系统包括：
7.前后连接的过滤器、空气压缩机和冷却器，用以过滤净化、压缩和冷却空气；
8.吸附塔；吸附塔的一端均连接冷却器，并设置有废气出口管道；吸附塔的数量大于2个；
9.吸附塔的另一端均分别连接一节流阀和另一吸附塔；节流阀均连接测试模块，测试模块连接第二计算机；
10.冷却器与吸附塔连接的管道上、吸附塔与节流阀连接的管道上、吸附塔之间连接的管道上、废气出口管道上均设置有电磁阀，电磁阀均与一plc控制器相连。
11.进一步地，测试模块包括依次连接的单向阀、储气罐、限压阀、流量计和测量仪。
12.进一步地，测量仪连接第二计算机。
13.进一步地，废气出口管道连接一消音器，消音器与外界相通。
14.进一步地，plc控制器与第二计算机相连。
15.进一步地，制气系统还包括压力变送器，压力变送器与所有吸附塔连接，且连接一第一计算机。
16.本实用新型采用以上技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：
17.本实用新型提供的一种新型多塔高效节能psa制气系统，由多个吸附塔组成，使单个吸附塔在发生故障时，可切塔运行，生产继续；通过设置多个吸附塔，可进行多次均压，有效气体损失较少，且可调节吸附剂的解析时间使吸附剂解析完全，使用寿命更长；多塔的设
置可使制备的气体纯度和回收率更高，且相较于双塔运行更加平稳，减小压缩机的功率，更加经济。
附图说明
18.图1是本实用新型一具体实施例提供的新型多塔高效节能psa制气系统的原理示意图；
19.其中：1-过滤器，2-空气压缩机，3-冷却器，4-消音器，5-电磁阀，6-第一吸附塔，7-第二吸附塔，8-第三吸附塔，9-第四吸附塔，10-节流阀，11-单向阀，12-储气罐，13-限压阀，14-流量计，15-测量仪，16-第二计算机，17-plc控制器，18-压力变送器，19-第一计算机。
具体实施方式
20.本实用新型提供了一种新型多塔高效节能psa制气系统，该制气系统包括：
21.前后连接的过滤器1、空气压缩机2和冷却器3，用以过滤净化、压缩和冷却空气；
22.吸附塔，吸附塔的一端连接冷却器，并设置有废气出口管道；吸附塔的数量大于2个；该废气出口管道连接于一消音器4，消音器与外界相通；
23.吸附塔的另一端均分别连接节流阀10和另一吸附塔；节流阀10均连接测试模块，测试模块连接第二计算机16；
24.冷却器3与吸附塔连接的管道上、吸附塔与节流阀10连接的管道上、吸附塔之间连接的管道上，吸附塔与外界连接的管道上均设置有电磁阀5，电磁阀5均与一plc控制器17相连。
25.测试模块包括前后连接的单向阀11、储气罐12、限压阀13、流量计14和测量仪15。测量仪15连接第二计算机16，节流阀10均与单向阀11连接。plc控制器17与第二计算机16相连。测量模块中的测量仪15对一部分产品气进行检测其纯度，并反馈给第二计算机16，第二计算机16连接plc控制器17进行调整控制所有电磁阀5。
26.制气系统还包括压力变送器18，压力变送器与所有吸附塔连接，并连接于一第一计算机19。压力变送器可获得所有吸附塔内压力变化的数据，判断吸附塔内吸附、压升和压降等操作是否正常进行。
27.吸附塔内另一部分产品气通过与其他吸附塔的连接，对另一吸附塔进行反吹清洗，例如，在本实用新型一实施例中，第一吸附塔6中的一部分气体对第三吸附塔8进行反吹清洗，但不限于此。
28.剩余部分的产品气在吸附塔内吸附剂进行解析的过程中通过消音器4排入大气中，消音器4可减小排出废气造成的噪音污染。
29.下面结合附图对本实用新型的技术方案做进一步的详细说明以使更好地理解本实用新型，但不限制本实用新型的范围。
30.实施例1
31.如图1所示，本实施例提供了一种新型多塔高效节能psa制气系统，该psa制气系统包括：
32.前后连接的过滤器1、空气压缩机2和冷却器3，用以过滤净化、压缩和冷却空气；
33.四个吸附塔；四个吸附塔的一端连接冷却器，并均设置有废气出口管道；该废气出
口管道连接于一消音器4，消音器与外界相通；
34.四个吸附塔的另一端均分别连接四个节流阀10和另一吸附塔；节流阀10均连接测试模块，测试模块连接第二计算机16；
35.冷却器3与吸附塔连接的管道上、吸附塔与节流阀10连接的管道上、吸附塔之间连接的管道上、废气出口管道上均设置有电磁阀5，电磁阀5均与一plc控制器17相连。
36.测试模块包括前后连接的单向阀11、储气罐12、限压阀13、流量计14和测量仪15。测量仪15连接第二计算机16，节流阀10均与单向阀11连接。plc控制器17与第二计算机16相连。测量模块中的测量仪15对一部分产品气进行检测其纯度，并反馈给第二计算机16，第二计算机16连接plc控制器17进行调整控制所有电磁阀5。
37.本实施例提供的新型多塔高效节能psa制气系统的使用方法为：首先，plc控制器17控制电磁阀5，空气进过滤器1、空气压缩机2和冷却器3处理后，进入吸附塔；然后，吸附塔对空气进行吸附分离，分离后的产品气一部分通过节流阀10进入测试模块，在测试模块中进入储气罐12，经流量计14流出，大部分产品气输出，小部分产品气进入测量仪15检测产品气纯度，并反馈给第二计算机16；其次，另一部分产品气对另一吸附塔进行反吹清洗，剩余部分的产品气在吸附塔内吸附剂解析的过程中进消音器4排出至大气。同时，每个吸附塔均与压力变送器18连接，并与第一计算机19连接，得到吸附塔内压力变化的数值。
38.一次制气循环中，每个制气装置内吸附塔都要经过吸附(a)、一次均压降(ed1)、二次均压降(ed2)、逆放(d)、清洗(p)、一次均压升(er1)、空操作(—)、二次均压升(er2)和终冲压(fr)九个工艺步骤。
39.表1为一个制气循环中吸附塔的变压吸附时序表。
40.表1四塔变压吸附时序表
[0041][0042][0043]
如表1所示，一个制气装置内的一次制气循环为九个步骤，包括：
[0044]
步骤一，第一吸附塔6经升压后，继续进入原料气，使该塔内的气体在一定压力下充分吸附，保证该塔在塔顶末端仍保留一层未使用的吸附剂(临界于塔顶出口没有气体)，停止进气，所得的产品气一部分作为产品气，一部分用于第三吸附塔8的清洗，残留在塔内的产品气用于其他塔的升压；
[0045]
步骤二，第一吸附塔6同第三吸附塔8连接，直到两塔的压力达到一致，完成一次均压降；
[0046]
步骤三，第一吸附塔6同压力最低的第四吸附塔9连接，直至压力均衡，完成二次均压降；
[0047]
步骤四，开启第一吸附塔6与外界连接管道上的电磁阀5，使残留气体降至最低压
力，使塔内的杂质排出一部分，完成逆放；
[0048]
步骤五，用第三吸附塔8产生的一部分产品气清洗第一吸附塔6，使第一吸附塔6内的杂质清洗干净；
[0049]
步骤六，用第二吸附塔7的部分产品气使第一吸附塔6进行一次均压升；
[0050]
步骤七，空操作，为实现循环；
[0051]
步骤八，用第三吸附塔8的产品气对第一吸附塔6进行二次均压升；
[0052]
步骤九，第一吸附塔6在二次均压升后，经原料气升压至吸附压力，为下一次吸附准备。
[0053]
由表1可知，本实施例提供的新型多塔高效节能psa制气系统中，每个制气装置内同时可有多个吸附塔同时吸附(即为a)，且可实现多次均压，降低压缩机的消耗，多塔相对于现有的双吸附塔工作状态更为平稳，即使某一吸附塔故障，也可临时切塔运行，不影响生产进行，且每个吸附塔均连接压力变送器，可对塔内压力实施监控，产品气的纯度由测量仪15实时监控，并作出相应的工艺调整，若制气装置出现故障，则可通过plc控制器17控制电磁阀5进行停车，生产更为平稳，减小流量和产品气纯度的波动。
[0054]
上述使用方法仅以四个吸附塔组成的多塔高效psa制气系统为例，本实用新型提供的多塔高效psa制气系统中吸附塔数量不限于这一具体数值，具体的使用方法可根据吸附塔的数量进行变换，不限制本实用新型的范围。
[0055]
以上对本实用新型的具体实施例进行了详细描述，但其只作为范例，本实用新型并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对该实用进行的等同修改和替代也都在本实用新型的范畴之中。因此，在不脱离本实用新型的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本实用新型的范围内。