專(zhuān)利名稱(chēng)：轉(zhuǎn)子式變壓吸附氣體分離裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是一種轉(zhuǎn)子式變壓吸附氣體分離裝置，用于富氧燃燒或其他富氧和純氧應(yīng)用行業(yè)，也可用于其它氣體分離提純工業(yè)，屬氣體分離提純、富氧和純氧應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前制取富氧空氣主要有三種方法深冷法、膜分離法和變壓吸附法。深冷法原理 為低溫精餾，把空氣壓縮、冷卻、液化，利用不同氣體沸點(diǎn)的差異進(jìn)行精餾使氮氧氣體分離。該方法是林德教授1902年發(fā)明的，是大規(guī)模制氧的傳統(tǒng)工藝也是目前大規(guī)模工業(yè)制氧的主要方法，我國(guó)制氧量的80%是由該方法完成的。特點(diǎn)是氣體純度高制氣規(guī)模大，但壓縮冷卻耗能大投資大，開(kāi)機(jī)復(fù)雜。膜分離制氧技術(shù)是依靠不同氣體在膜中溶解和擴(kuò)散系數(shù)的差異來(lái)實(shí)現(xiàn)氣體分離。當(dāng)空氣在一定的驅(qū)動(dòng)力(膜兩側(cè)的壓力差)作用下，滲透速率快的氧氣透過(guò)膜后，在膜的滲透?jìng)?cè)被富集，滲透率相對(duì)低的氮?dú)夥肿颖粶粼谀さ臏魝?cè)從而達(dá)到空氣中氧氣和氮?dú)夥蛛x的目的。膜材料通常為高分子聚合纖維濾層，目前主要問(wèn)題是膜透氣阻力大因而系統(tǒng)能耗高，同時(shí)制氧濃度有限。變壓吸附氣體分離技術(shù)是上世紀(jì)六十年代發(fā)展起來(lái)的，由美國(guó)聯(lián)合碳化物公司(UCC)首次實(shí)現(xiàn)變壓吸附四床工藝技術(shù)的工業(yè)化。該技術(shù)是依靠分子篩對(duì)特定氣體選擇性吸附并隨著壓力變化實(shí)現(xiàn)吸附和再生的，因而再生速度快、能耗低，隨著吸附劑技術(shù)的發(fā)展近年來(lái)發(fā)展非常迅速。單個(gè)固定吸附塔操作，由于吸附劑需要解吸再生，吸附都是間歇式的。因此變壓吸附裝置至少由兩個(gè)甚至多達(dá)數(shù)十個(gè)吸附塔并聯(lián)組成，使吸附床的吸附和解吸再生交替進(jìn)行。由于需要多個(gè)吸附塔之間頻繁切換輪流工作使得變壓吸附裝置產(chǎn)能有限,耗能增加，占地面積大,系統(tǒng)復(fù)雜。目前窯爐多使用的是氧濃度為21%的空氣，其中含78%不參與燃燒的氮?dú)鈳ё叽罅咳紵裏崮埽档腿紵郎囟?，更重要的是由于助燃空氣量大和煙氣量大使窯爐系統(tǒng)設(shè)備放大而增加投資，另一方面由于大量氮?dú)膺M(jìn)入燃燒區(qū)而增加了氧化氮的排放量，也因氧氣濃度不足增加了二氧化硫的排放。實(shí)現(xiàn)工業(yè)窯爐富氧燃燒，需要制氧規(guī)模大，運(yùn)行能耗低、運(yùn)行簡(jiǎn)單的富氧制氣技術(shù)。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型提出的是一種轉(zhuǎn)子式變壓吸附氣體分離裝置，旨在克服現(xiàn)有變壓吸附氣體分離裝置所存在的上述缺陷，具有能耗低，占地面積小，吸附劑用量小，單機(jī)產(chǎn)氣量大，運(yùn)行簡(jiǎn)單，投資低等優(yōu)點(diǎn)，很適合如水泥窯、工業(yè)鍋爐等大規(guī)模工業(yè)富氧燃燒。本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案其結(jié)構(gòu)包括殼體和轉(zhuǎn)子、吸附區(qū)和解吸區(qū)，其中轉(zhuǎn)子安裝在殼體內(nèi)，所述的轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)軸和固定于轉(zhuǎn)軸上的中空?qǐng)A盤(pán)組成，圓盤(pán)內(nèi)由多個(gè)隔板隔成多個(gè)空格，該空格內(nèi)填滿(mǎn)的是吸附劑，封閉軸向兩端的是多孔板或網(wǎng)。[0008]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)工作時(shí)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)吸附劑在吸附區(qū)和解吸區(qū)連續(xù)移動(dòng)并循環(huán)，原料氣以交叉于吸附劑移動(dòng)方向在吸附區(qū)穿過(guò)吸附劑層，因此在吸附區(qū)由于新鮮附劑連續(xù)被移入和已飽和吸附劑被連續(xù)移出，使原料氣提純分離過(guò)程連續(xù)進(jìn)行，同時(shí)已飽和吸附劑在解吸區(qū)以同樣方式被連續(xù)減壓或/和沖洗再生，實(shí)現(xiàn)連續(xù)穩(wěn)定產(chǎn)生產(chǎn)品氣。避免了現(xiàn)有變壓吸附氣體分離裝置的頻繁切換吸附塔弊病，進(jìn)而降低運(yùn)行能耗，增加產(chǎn)氣量，易于運(yùn)行操作，同時(shí)具有系統(tǒng)簡(jiǎn)單，占地面積小，吸附劑用量小，投資低等優(yōu)點(diǎn)。很適合如水泥窯、工業(yè)鍋爐等富氧燃燒和富氧、純氧應(yīng)用領(lǐng)域，也可用于其它氣體分離提純工業(yè)。

附圖I是轉(zhuǎn)子式變壓吸附氣體分離裝置的系統(tǒng)示意圖。附圖2是轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖3是圖2的俯視剖面結(jié)構(gòu)示意圖。圖中I是轉(zhuǎn)子式變壓吸附氣體分離裝置，2是原料氣進(jìn)口，3是成品氣出口，4是沖洗氣進(jìn)口，5是廢氣排放口，6是轉(zhuǎn)子，7是吸附劑，8是吸附區(qū)，9是解吸區(qū)，10是鼓風(fēng)機(jī)，11是吸附區(qū)壓力調(diào)節(jié)閥，12是解吸區(qū)壓力調(diào)節(jié)閥，13是排風(fēng)機(jī)，14是轉(zhuǎn)軸，15是空心圓盤(pán)，16是隔板，17是多孔板或網(wǎng)，18是均流層。
具體實(shí)施方式
對(duì)照附圖1，其結(jié)構(gòu)包括殼體和轉(zhuǎn)子6組成，轉(zhuǎn)子6安裝在殼體內(nèi)，依據(jù)所形成的不同壓力分為吸附區(qū)8和解吸區(qū)9 ;所述的轉(zhuǎn)子6由轉(zhuǎn)軸14和固定于轉(zhuǎn)軸上的中空?qǐng)A盤(pán)15組成，圓盤(pán)15內(nèi)由若干個(gè)隔板16形成多個(gè)空格，空格內(nèi)填滿(mǎn)吸附劑7，并沿軸向兩端用多孔板或網(wǎng)17封閉。為使氣流分布均勻和保護(hù)吸附劑不受強(qiáng)氣流沖擊，在空格進(jìn)氣側(cè)設(shè)有均流層18，這樣轉(zhuǎn)子圓盤(pán)沿軸向是透氣的，并可隨轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)。所述的殼體上安裝原料氣進(jìn)口 2、成品氣出口 3、沖洗氣進(jìn)口 4、廢氣排放口 5。轉(zhuǎn)子式變壓吸附裝置內(nèi)依據(jù)壓力不同分為吸附區(qū)8和解吸區(qū)9，相互間依靠轉(zhuǎn)子隔板16隔離維持兩個(gè)區(qū)的不同工作壓力。所述的吸附區(qū)8由于和鼓風(fēng)機(jī)10相連產(chǎn)生高壓，使原料氣特定成分在此區(qū)被吸附劑選擇性吸收，形成產(chǎn)品氣經(jīng)產(chǎn)品氣出口 3排出，為維持吸附區(qū)吸附劑工作所需高壓，產(chǎn)品氣出口管路上設(shè)有調(diào)節(jié)閥11，減小調(diào)節(jié)閥11開(kāi)度吸附區(qū)8壓力升高。所述的解吸區(qū)9由于和排風(fēng)機(jī)13相連，經(jīng)過(guò)濾干燥的沖洗氣通過(guò)沖洗氣進(jìn)口 4進(jìn)入解吸區(qū)9，對(duì)已飽和吸附劑進(jìn)行沖洗解吸后通過(guò)廢氣出口 5由排風(fēng)機(jī)13排出。沖洗氣進(jìn)口處設(shè)有調(diào)節(jié)閥12，通過(guò)調(diào)節(jié)該閥門(mén)開(kāi)度可維持解吸區(qū)負(fù)壓或常壓，以保證對(duì)已飽和吸附劑有效的減壓或/和沖洗解吸再生，當(dāng)強(qiáng)調(diào)負(fù)壓解吸效果時(shí)可減少或不用沖洗氣。工作時(shí)轉(zhuǎn)子6轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)吸附劑7在吸附區(qū)8和解吸區(qū)9周期循環(huán)通過(guò)，原料氣和/或沖洗氣以交叉于吸附劑移動(dòng)方向分區(qū)穿過(guò)吸附劑層，使原料氣在吸附區(qū)被連續(xù)分離提純和已飽和吸附劑在解吸區(qū)被連續(xù)減壓和/或沖洗解吸再生，從而連續(xù)穩(wěn)定地產(chǎn)生產(chǎn)品氣。
權(quán)利要求1.轉(zhuǎn)子式變壓吸附氣體分離裝置，其特征是包括殼體和轉(zhuǎn)子、吸附區(qū)和解吸區(qū)，其中轉(zhuǎn)子安裝在殼體內(nèi)，所述的轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)軸和固定于轉(zhuǎn)軸上的中空?qǐng)A盤(pán)組成，圓盤(pán)內(nèi)由多個(gè)隔板隔成多個(gè)空格，該空格內(nèi)填滿(mǎn)的是吸附劑，封閉軸向兩端的是多孔板或網(wǎng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的轉(zhuǎn)子式變壓吸附氣體分離裝置，其特征是所述的殼體上安裝原料氣進(jìn)口、成品氣出口、沖洗氣進(jìn)口、廢氣排放口。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的轉(zhuǎn)子式變壓吸附氣體分離裝置，其特征是所述的吸附區(qū)和鼓風(fēng)機(jī)相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的轉(zhuǎn)子式變壓吸附氣體分離裝置，其特征是所述的解吸區(qū)和排風(fēng)機(jī)相連。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型是轉(zhuǎn)子式變壓吸附氣體分離裝置，轉(zhuǎn)子安裝在殼體內(nèi)，依據(jù)所形成的不同壓力分為吸附區(qū)和解吸區(qū)；所述的轉(zhuǎn)子包括由若干個(gè)隔板所形成的多個(gè)空格的圓盤(pán)，空格內(nèi)填滿(mǎn)吸附劑，沿軸向兩端用多孔板或網(wǎng)封閉；工作時(shí)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)吸附劑在吸附區(qū)和解吸區(qū)連續(xù)移動(dòng)并循環(huán)，原料氣和/或沖洗氣以交叉于吸附劑移動(dòng)方向分區(qū)穿過(guò)吸附劑層，使原料氣在吸附區(qū)被連續(xù)分離提純，已飽和吸附劑在解吸區(qū)被連續(xù)減壓或/和沖洗再生，實(shí)現(xiàn)連續(xù)穩(wěn)定產(chǎn)生產(chǎn)品氣。優(yōu)點(diǎn)避免了現(xiàn)有變壓吸附氣體分離裝置頻繁切換吸附塔弊病，具有能耗低，產(chǎn)能大，易于運(yùn)行操作，占地少，吸附劑用量小。很適合工業(yè)窯爐富氧燃燒和富氧、純氧應(yīng)用領(lǐng)域，也可用于其它氣體分離提純工業(yè)。
文檔編號(hào)B01D53/06GK202778207SQ201220380598
公開(kāi)日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2012年8月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月2日
發(fā)明者羅義佳, 孔學(xué)標(biāo) 申請(qǐng)人:南京圣火水泥新技術(shù)工程有限公司