本實用新型涉及氣體凈化技術(shù)領(lǐng)域,具體而言,涉及一種吸附塔和吸附凈化系統(tǒng)。
背景技術(shù):
目前天然氣凈化工藝中,常采用吸附劑除去原料氣中的CO2和水分等雜質(zhì),原料氣包括但不限于天然氣。在現(xiàn)有凈化工藝流程中會涉及到吸附劑再生的步驟:原料氣經(jīng)吸附劑吸附凈化后送出界外,然后被水分飽和的吸附劑通過再生步驟,將水從吸附劑上分離出來。吸附劑的再生步驟分為熱吹和冷吹:熱吹時,再生氣通過加熱器加熱后直接進入吸附塔加熱吸附劑,吸附劑受熱后,吸附劑內(nèi)的水蒸發(fā)并被再生氣帶走并送出界外;冷吹時,被冷卻的再生氣直接進入吸附塔冷卻吸附劑,經(jīng)過熱吹和冷吹后的吸附劑可以再次被利用。該工藝的缺點是:再生氣消耗大,且再生不徹底。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本實用新型的第一目的在于提供一種吸附塔,該吸附塔可以對設(shè)置吸附塔內(nèi)的吸附劑進行加熱或冷卻,具有再生氣消耗量少、吸附劑再生更徹底等優(yōu)點。
本實用新型的第二目的在于提供一種吸附凈化系統(tǒng),該吸附凈化系統(tǒng)具有需要更少的再生氣、對吸附劑的再生更徹底等優(yōu)點。
本實用新型是這樣實現(xiàn)的:
一種吸附塔,包括吸附塔本體和換熱裝置,吸附塔設(shè)置有原料氣入口接管和凈化氣出口接管,換熱裝置包括多根設(shè)置在吸附塔內(nèi)的換熱管,換熱管之間具有用于填充吸附劑的空隙。
進一步地,在本實用新型較佳的實施例中,吸附塔還包括設(shè)置在吸附塔本體的外壁的換熱夾套。
進一步地,在本實用新型較佳的實施例中,吸附塔本體的內(nèi)壁設(shè)置有保溫絕熱襯里。
進一步地,在本實用新型較佳的實施例中,吸附塔本體內(nèi)設(shè)置有由吸附劑組成的復(fù)合床。
進一步地,在本實用新型較佳的實施例中,吸附劑為分子篩類、硅膠類、氧化鋁類和活性炭類吸附劑中的至少一種。
一種吸附凈化系統(tǒng),包括原料氣管路、凈化氣管路、再生氣管路、外換熱介質(zhì)管路、配套的儀控閥門,以及至少兩個上述的吸附塔。
進一步地,在本實用新型較佳的實施例中,吸附塔的數(shù)量為2~12個。
進一步地,在本實用新型較佳的實施例中,吸附凈化系統(tǒng)還包括用于向換熱裝置輸送熱介質(zhì)的加熱系統(tǒng)和用于向換熱裝置輸送冷介質(zhì)的冷卻系統(tǒng),外換熱介質(zhì)管路包括熱介質(zhì)輸送管和冷介質(zhì)輸送管,熱介質(zhì)輸送管將加熱系統(tǒng)和換熱裝置連通,冷介質(zhì)輸送管將冷卻系統(tǒng)和換熱裝置連通。
進一步地,在本實用新型較佳的實施例中,熱介質(zhì)為原料氣、凈化氣、蒸汽、外來氣和導(dǎo)熱油中的任一種,冷介質(zhì)為原料氣、凈化氣、外來氣、水和導(dǎo)熱油中的任一種。
進一步地,在本實用新型較佳的實施例中,吸附凈化系統(tǒng)還包括加熱再生氣的再生氣換熱器和再生氣換熱管路。
進一步地,在本實用新型較佳的實施例中,再生氣為原料氣、凈化氣和外來氣中的至少一種。
原料氣是指待凈化處理的氣體,凈化氣是指凈化后的氣體,外來氣是指除原料氣和凈化氣外的其他氣體。優(yōu)選地,外來氣為氫氣、合成氣、空氣和氮氣中任一種。本實用新型的吸附塔及吸附凈化系統(tǒng)可以用于氣體的吸附凈化處理,尤其適用于氣體的脫碳、脫水、脫重?zé)N、脫硫等工藝。原料氣包括但不限于天然氣。
本實用新型的有益效果是:本實用新型通過上述設(shè)計得到的吸附塔,使用時,可以將換熱裝置和再生氣配合使用,有利于減少再生氣的用量。本實用新型通過上述設(shè)計得到的吸附凈化系統(tǒng),包括了至少兩個由本實用新型提供的吸附塔,吸附凈化系統(tǒng)在使用的過程中,相比于現(xiàn)有技術(shù)需要更少的再生氣。
附圖說明
為了更清楚地說明本實用新型實施方式的技術(shù)方案,下面將對實施方式中所需要使用的附圖作簡單地介紹,應(yīng)當理解,以下附圖僅示出了本實用新型的某些實施例,因此不應(yīng)被看作是對范圍的限定,對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。
圖1是本實用新型實施方式提供的吸附塔的示意圖;
圖2是本實用新型實施方式提供的吸附塔的橫截面示意圖;
圖3是本實用新型實施方式提供的吸附凈化系統(tǒng)的示意圖;
圖4是圖3中去除了原料氣管路和凈化氣管路后的示意圖;
圖5是圖4中去除了再生氣相關(guān)管路后的示意圖;
圖6是圖4中去除了換熱管路后的示意圖。
圖中標記分別為:
吸附塔100;吸附塔本體101;上封頭102;下封頭103;人孔104;原料氣入口接管105;凈化氣出口接管106;氣體分布器107;氣體收集器108;換熱管109;空隙110;換熱夾套111;夾套出料口接管112;夾套進料口接管113;上積液箱114;下積液箱115;換熱介質(zhì)入口116;換熱介質(zhì)出口117;鋼架118;第一吸附塔201;第二吸附塔202;第三吸附塔203;再生氣換熱器204;原料氣管路310;原料氣入口端311;凈化氣管路320;凈化氣出口端321;再生氣進口管路330;再生氣入口端331;再生氣出口管路340;再生氣出口端341;第一再生氣換熱管路350;第二再生氣換熱管路360;第一熱介質(zhì)輸送管370;熱介質(zhì)入口端371;第二熱介質(zhì)輸送管380;熱介質(zhì)出口端381;第一冷介質(zhì)輸送管390;冷介質(zhì)入口端391;第二冷介質(zhì)輸送管410;冷介質(zhì)出口端411;閥門215~244。
具體實施方式
為使本實用新型實施方式的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚,下面將結(jié)合本實用新型實施方式中的附圖,對本實用新型實施方式中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施方式是本實用新型一部分實施方式,而不是全部的實施方式?;诒緦嵱眯滦椭械膶嵤┓绞?,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施方式,都屬于本實用新型保護的范圍。因此,以下對在附圖中提供的本實用新型的實施方式的詳細描述并非旨在限制要求保護的本實用新型的范圍,而是僅僅表示本實用新型的選定實施方式。基于本實用新型中的實施方式,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施方式,都屬于本實用新型保護的范圍。
此外,術(shù)語“第一”、“第二”等僅用于描述目的,而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此,限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。在本實用新型的描述中,“多個”的含義是兩個或兩個以上,除非另有明確具體的限定。
在本實用新型中,除非另有明確的規(guī)定和限定,術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術(shù)語應(yīng)做廣義理解,例如,可以是固定連接,也可以是可拆卸連接,或成一體;可以是直接相連,也可以通過中間媒介間接相連,可以是兩個元件內(nèi)部的連通或兩個元件的相互作用關(guān)系。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言,可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本實用新型中的具體含義。
在本實用新型中,除非另有明確的規(guī)定和限定,第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接觸,也可以包括第一和第二特征不是直接接觸而是通過它們之間的另外的特征接觸。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方,或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。
如圖1所示,本實施例提供的一種吸附塔100主要包括吸附塔本體101和換熱裝置。其中吸附塔本體101的外形基本呈柱狀,吸附塔本體101的上下兩端分別設(shè)置有上封頭102和下封頭103,上封頭102處設(shè)置有人孔104和原料氣入口接管105,下封頭103處設(shè)置有凈化氣出口接管106。需要說明的是原料氣是指待處理的氣體,凈化氣是指經(jīng)過吸附凈化處理后的氣體。若凈化氣不做進一步處理,凈化氣也可以稱為產(chǎn)品氣。在本實用新型的其他實施例中,也可以將原料氣入口接管105設(shè)置于下封頭103處,將凈化氣出口接管106設(shè)置于上封頭102處。
吸附塔本體101內(nèi)設(shè)置有與原料氣入口接管105連通的氣體分布器107,氣體分布器107有利于原料氣進入吸附塔本體101后沿吸附塔本體101的徑向運動,有利于原料氣均勻分布于吸附塔本體101內(nèi),進而有利于更徹底地對原料氣進行凈化。作為優(yōu)選,氣體分布器107為中空的柱體,該柱體的一端與原料氣入口接管105連接,另一端為封閉結(jié)構(gòu);氣體分布器107的側(cè)壁開有多個分布孔。進一步地,分布孔為直徑為16~32mm的圓形孔,分布孔呈正三角形排布。更進一步地,氣體分布器107的外側(cè)壁固定有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)層,該網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)層優(yōu)選為兩層不銹鋼絲網(wǎng)。
吸附塔本體101內(nèi)設(shè)置有與凈化氣出口接管106連通的氣體收集器108,氣體收集器108有助于吸附塔本體101內(nèi)的凈化氣排出。
如圖1和圖2所示,本實施例中換熱裝置包括多根換熱管109,這些換熱管109間隔地設(shè)置在吸附塔本體101內(nèi),相鄰換熱管109之間具有用于填充吸附劑的空隙110。吸附塔100在使用時,這些空隙110會填充大量的吸附劑形成由吸附劑組成的復(fù)合床,這些吸附劑的具體種類可以根據(jù)工藝需求選擇。在本實用新型的優(yōu)選實施例中,吸附劑為分子篩類、硅膠類、氧化鋁類和活性炭類吸附劑中的至少一種。
請參閱圖2,換熱管109基本間隔均勻地設(shè)置在吸附塔本體101內(nèi),優(yōu)點包括有利于換熱管109和吸附劑之間能夠有效地進行熱交換。由于通常吸附劑之間的熱交換進行緩慢,優(yōu)選采用直徑較小的換熱管109,同時增加換熱管109的數(shù)量。本實施例中,換熱裝置還包括換熱夾套111,換熱夾套111設(shè)置于吸附塔本體101的外壁,換熱夾套111連接有夾套出料口接管112和夾套進料口接管113,夾套進料口接管113設(shè)置于吸附塔本體101的頂部,夾套出料口接管112設(shè)置于吸附塔本體101的底部。可以向換熱夾套111內(nèi)連續(xù)地通入換熱介質(zhì),換熱介質(zhì)與吸附塔本體101及其內(nèi)部的吸附劑等進行熱交換。
請再次參閱圖1,吸附塔本體101內(nèi)還設(shè)置有上積液箱114和下積液箱115,上積液箱114具有換熱介質(zhì)入口116,下積液箱115具有換熱介質(zhì)出口117。換熱介質(zhì)包括用于加熱吸附劑的熱介質(zhì)和用于冷卻吸附劑的冷介質(zhì)。上積液箱114靠近上封頭102處,下積液箱115靠近下封頭103處,每根換熱管109的兩端分別延伸至靠近上封頭102和下封頭103處。每根換熱管109的兩端分別與上積液箱114和下積液箱115連通。換熱介質(zhì)由上積液箱114輸入并分散到各個換熱管109,再由下積液箱115匯流收集并輸出,當然上積液箱114和下積液箱115的作用功能也可以相互替換。吸附塔本體101內(nèi)設(shè)置有用于固定換熱管109、上積液箱114和下積液箱115的鋼架118,鋼架118與吸附塔本體101連接。進一步地,上積液箱114和下積液箱115具有相似的結(jié)構(gòu)。以上積液箱114為例,上積液箱114包括一個主積液管和多個次積液管,換熱介質(zhì)入口116設(shè)置于主積液管,主積液管與各個次積液管連通,多個次積液管沿主積液管的長度方向間隔設(shè)置,兩相鄰積液箱之間的距離為20~500mm。主積液管和次積液管的直徑基本相同,進一步地,換熱介質(zhì)入口116連接有進口管,主積液管的直徑為進口管的直徑的0.6~1.5倍。
需要說明的是本實用新型的其他實施例中也可以僅設(shè)置換熱管109或僅設(shè)置換熱夾套111。僅設(shè)置換熱管109時,還可以進一步地在吸附塔本體101的內(nèi)壁設(shè)置保溫絕熱襯里或者在吸附塔本體101的外壁設(shè)置保溫層,有利于減少吸附塔本體101內(nèi)的熱量損失。
本實施例還提供了一種吸附凈化系統(tǒng)主要包括并聯(lián)的至少兩個上述的吸附塔100。進一步地,在本實用新型較佳的實施例中,吸附塔100的數(shù)量為2~12個,大大增加了裝置操作的靈活性。
下面以具有三個吸附塔100的吸附凈化系統(tǒng)為例做進一步介紹,參見圖3-圖6。
一種吸附凈化系統(tǒng)包括第一吸附塔201、第二吸附塔202、第三吸附塔203、再生氣換熱器204、原料氣管路310、凈化氣管路320、再生氣管路、外換熱介質(zhì)管路和配套的儀控閥門。
其中,第一吸附塔201、第二吸附塔202和第三吸附塔203并聯(lián),具體地,原料氣管路310具有一個原料氣入口端311和三個原料氣出口端,原料氣入口端311用于連接輸送原料氣的管路,三個原料氣出口端分別與第一吸附塔201、第二吸附塔202和第三吸附塔203對應(yīng)的原料氣入口接管105連接。凈化氣管路320具有一個凈化氣出口端321和三個凈化氣入口端,凈化氣出口端321用于與輸送凈化氣的管路連接,三個凈化氣入口端分別與第一吸附塔201、第二吸附塔202和第三吸附塔203對應(yīng)的凈化氣出口接管106連接。原料氣管路310上,和第一吸附塔201、第二吸附塔202和第三吸附塔203對應(yīng)的原料氣出口端分別對應(yīng)設(shè)置有閥門220、閥門230和閥門240。凈化氣管路320上,和第一吸附塔201的、第二吸附塔202和第三吸附塔203對應(yīng)的凈化氣入口端分別對應(yīng)設(shè)置有閥門219、閥門229和閥門239。
當閥門219、閥門220、閥門229、閥門230、閥門239和閥門240同時打開,且其他閥門關(guān)閉時,原料氣從原料氣管路310進入第一吸附塔201、第二吸附塔202和第三吸附塔203進行吸附處理,然后從凈化氣管路320排出。
再生氣換熱器204可以為管殼式換熱器,在本實用新型的其他實施例中,再生氣換熱器204也可以是電加熱器等。再生氣管路包括再生氣進口管路330、再生氣出口管路340和再生氣換熱管路。
再生氣進口管路330具有一個再生氣入口端331和三個再生氣出口端,三個再生氣出口端分別與第一吸附塔201、第二吸附塔202和第三吸附塔203對應(yīng)的凈化氣出口接管106連接。再生氣出口管路340具有一個再生氣出口端341和三個再生氣入口端,三個再生氣入口端分別與第一吸附塔201、第二吸附塔202和第三吸附塔203對應(yīng)的原料氣入口接管105連接。再生氣進口管路330上,和第一吸附塔201、第二吸附塔202和第三吸附塔203對應(yīng)的再生氣出口端對應(yīng)設(shè)置有閥門223、閥門233和閥門243。再生氣出口管路340上,和第一吸附塔201的、第二吸附塔202和第三吸附塔203對應(yīng)的再生氣入口端對應(yīng)設(shè)置有閥門222、閥門232和閥門242。
當閥門222、閥門223、閥門232、閥門233、閥門242和閥門243同時打開,且其他閥門關(guān)閉時,再生氣從再生氣進口管路330進入第一吸附塔201的、第二吸附塔202和第三吸附塔203,然后再生氣從再生氣出口管路340排出。
再生氣換熱管路包括第一再生氣換熱管路350和第二再生氣換熱管路360。第一再生氣換熱管路350具有一個再生氣出口端和三個再生氣入口端,再生氣出口端與再生氣換熱器204的入口連接,三個再生氣入口端分別與第一吸附塔201、第二吸附塔202和第三吸附塔203對應(yīng)的原料氣入口接管105連接。第二再生氣換熱管路360具有一個再生氣出口端和三個再生氣入口端,再生氣出口端用于與再生氣換熱器204的出口連接,三個再生氣入口端與第一吸附塔201、第二吸附塔202和第三吸附塔203對應(yīng)的凈化氣出口接管106連接。第一再生氣換熱管路350上,和第一吸附塔201的、第二吸附塔202和第三吸附塔203對應(yīng)的再生氣入口端分別對應(yīng)設(shè)置有閥門224、閥門234和閥門244。第二再生氣換熱管路360上,和第一吸附塔201的、第二吸附塔202和第三吸附塔203對應(yīng)的再生氣出口端分別對應(yīng)設(shè)置有閥門221、閥門231和閥門241。
當打開閥門223、閥門224、閥門231和閥門232,且關(guān)閉其他閥門時,再生氣先進入第一吸附塔201進行冷吹,然后再生氣進入再生氣換熱器204進行加熱,然后被加熱的再生氣進入第二吸附塔202進行熱吹,最后再生氣從再生氣出口管路340排出。
進一步地,在本實用新型較佳的實施例中,吸附凈化系統(tǒng)還包括用于向換熱裝置輸送熱介質(zhì)的加熱系統(tǒng)和用于向換熱裝置輸送冷介質(zhì)的冷卻系統(tǒng),外換熱介質(zhì)管路包括熱介質(zhì)輸送管和冷介質(zhì)輸送管,熱介質(zhì)輸送管將加熱系統(tǒng)和換熱裝置連通,冷介質(zhì)輸送管將冷卻系統(tǒng)和換熱裝置連通。
熱介質(zhì)輸送管包括第一熱介質(zhì)輸送管370和第二熱介質(zhì)輸送管380。第一熱介質(zhì)輸送管370具有一個熱介質(zhì)入口端371和三個熱介質(zhì)出口端,熱介質(zhì)入口端371與加熱系統(tǒng)連接,三個熱介質(zhì)出口端分別與第一吸附塔201、第二吸附塔202和第三吸附塔203對應(yīng)的換熱裝置連接。第一熱介質(zhì)輸送管370上,和第一吸附塔201、第二吸附塔202和第三吸附塔203對應(yīng)的熱介質(zhì)出口端分別設(shè)置有閥門217、閥門227和閥門237。第二熱介質(zhì)輸送管380具有一個熱介質(zhì)出口端381和三個熱介質(zhì)入口端,熱介質(zhì)出口端381與加熱系統(tǒng)連接,三個熱介質(zhì)入口段分別與第一吸附塔201、第二吸附塔202和第三吸附塔203對應(yīng)的換熱裝置連接。第二熱介質(zhì)輸送管380上,和第一吸附塔201、第二吸附塔202和第三吸附塔203對應(yīng)的熱介質(zhì)入口端分別設(shè)置有閥門218、閥門228和閥門238。具體地,在本實施例中,第一熱介質(zhì)輸送管370與三個吸附塔的下積液箱115及換熱夾套連接,第二熱介質(zhì)輸送管380與三個吸附塔的上積液箱114及換熱夾套連接。再生氣換熱器204可以是電加熱器也可以管殼式換熱器。再生氣換熱器204是管殼式換熱器時,再生氣換熱器204可以和第一熱介質(zhì)輸送管370和第二熱介質(zhì)輸送管380連接,也可以通過其他的加熱系統(tǒng)給再生氣換熱器204加熱。
冷介質(zhì)輸送管包括第一冷介質(zhì)輸送管390和第二冷介質(zhì)輸送管410。第一冷介質(zhì)輸送管390具有一個冷介質(zhì)入口端391和三個冷介質(zhì)出口端,冷介質(zhì)入口端391與冷卻系統(tǒng)連接,三個冷介質(zhì)出口端分別與第一吸附塔201、第二吸附塔202和第三吸附塔203對應(yīng)的換熱裝置連接。第一冷介質(zhì)輸送管390上,和第一吸附塔201、第二吸附塔202和第三吸附塔203對應(yīng)的冷介質(zhì)出口端分別設(shè)置有閥門215、閥門225和閥門235。第二冷介質(zhì)輸送管410具有一個冷介質(zhì)出口端411和三個冷介質(zhì)入口端,冷介質(zhì)出口端411與冷卻系統(tǒng)連接,三個冷介質(zhì)入口段分別與第一吸附塔201、第二吸附塔202和第三吸附塔203對應(yīng)的換熱裝置連接。第二冷介質(zhì)輸送管410上,和第一吸附塔201、第二吸附塔202和第三吸附塔203對應(yīng)的冷介質(zhì)入口端分別設(shè)置有閥門216、閥門226和閥門236。具體地,在本實施例中,第一冷介質(zhì)輸送管390與三個吸附塔的下積液箱115及換熱夾套連接,第二冷介質(zhì)輸送管410與三個吸附塔的上積液箱114及換熱夾套連接。
進一步地,在本實用新型較佳的實施例中,熱介質(zhì)包括但不限于氫氣、天然氣、合成氣、空氣、氮氣、蒸汽、凈化氣或?qū)嵊?,冷介質(zhì)包括但不限于氫氣、天然氣、合成氣、空氣、氮氣、水、凈化氣或?qū)嵊?。熱介質(zhì)和冷介質(zhì)可以采用相同的介質(zhì),也可以是不同,其中熱介質(zhì)和冷介質(zhì)是相對的概念,而不是對介質(zhì)的溫度的限定,具體溫度可以根據(jù)工藝條件調(diào)整。在本實用新型的優(yōu)選實施例中,冷介質(zhì)的溫度為0-60℃,熱介質(zhì)的溫度為120~300℃。需要說明的是,通常水的凝固點為0℃,所以當冷介質(zhì)是水時,冷介質(zhì)的溫度最好高于0℃。
本實施例中的閥門優(yōu)選采用程控閥門,閥體形式可以為截止閥、閘閥或者蝶閥等。此外,加熱系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)可以通過閥門控制,選擇性地向吸附塔輸送熱介質(zhì)或者冷介質(zhì)。例如需要對吸附劑進行加熱時,和加熱系統(tǒng)相關(guān)的管路和換熱裝置連通并對吸附劑進行加熱,當需要對吸附劑進行冷卻時,和冷卻系統(tǒng)相關(guān)的管路和換熱裝置連通并對吸附劑進行冷卻。
本實施例還提供了一種根據(jù)上述吸附凈化系統(tǒng)的凈化方法,包括吸附步驟和吸附劑再生步驟;吸附劑再生步驟為:向吸附塔內(nèi)通入熱的再生氣進行熱吹,并向換熱裝置內(nèi)通入熱介質(zhì)并對吸附塔內(nèi)的吸附劑同時進行加熱;然后向吸附塔內(nèi)通入冷的再生氣進行冷吹,并向換熱裝置內(nèi)通入冷介質(zhì)并對吸附塔內(nèi)的吸附劑同時進行冷卻再生。
進一步地,多個吸附塔中,部分吸附塔同時進行著吸附步驟,部分吸附塔進行著熱吹步驟,部分吸附塔進行著冷吹步驟。利用多個吸附塔的配合,可以使得吸附凈化系統(tǒng)連續(xù)工作。例如:原料氣由吸附塔頂部通入吸附塔,凈化氣從塔底出吸附塔,送往后工序。完成吸附步驟的吸附塔,停止引入原料氣,切換到再生狀態(tài),原料氣引入到另一臺完成吸附劑再生的吸附塔。吸附劑再生時,熱介質(zhì)進入換熱管和/或換熱夾套并使吸附塔內(nèi)部的溫度提高,吸附過后的部分凈化氣作為再生氣,通過再生氣換熱器升溫后,逆著吸附步驟中原料氣流動的方向進入吸附塔,吸附劑表面的雜質(zhì)以及吸附劑的水分被帶出。冷卻時,冷介質(zhì)隨著換熱管進入吸附塔降低內(nèi)部溫度,對完成再生加熱步驟的吸附塔進行冷卻,從而實現(xiàn)了吸附塔的再生。
下面以圖3對應(yīng)的吸附凈化系統(tǒng)的其中一個工作過程為例,對本實施例的方法做進一步說明。
如圖3所示,假設(shè)吸附時間為4小時,吸附劑再生時間為8小時,其中,熱吹時間為4小時,冷吹時間為4小時。
在某一個時刻,第一吸附塔201內(nèi)剛好進行吸附步驟,第二吸附塔202剛好完成熱吹步驟并進入冷吹步驟,第三吸附塔203剛好完成吸附步驟并進入熱吹步驟。
此時和三個吸附塔相關(guān)的閥門開閉情況為:對于第一吸附塔201,閥門215、閥門217、閥門221、閥門223、閥門216、閥門218、閥門222和閥門224均處于關(guān)閉狀態(tài),閥門220和閥門219均處于打開狀態(tài),原料氣進入第一吸附塔201進行吸附凈化;對于第二吸附塔202,閥門229、閥門227、閥門231、閥門228、閥門230和閥門232均處于關(guān)閉狀態(tài),閥門225、閥門233、閥門226和閥門234均處于打開狀態(tài),停止了向第三吸附塔203內(nèi)通入原料氣,再生氣進入第二吸附塔202內(nèi)對吸附劑進行降溫,同時冷卻系統(tǒng)的冷介質(zhì)流經(jīng)第二吸附塔202的換熱裝置內(nèi)進行熱交換對吸附劑進行降溫。對于第三吸附塔203,閥門235、閥門239、閥門243、閥門236、閥門240和閥門244均處于關(guān)閉狀態(tài),閥門241、閥門242、閥門237和閥門238均處于打開狀態(tài),停止了向第三吸附塔203內(nèi)通入原料氣,冷的再生氣從第二吸附塔202內(nèi)排到再生氣換熱器204處進行加熱,加熱后的再生氣進入第三吸附塔203對吸附劑進行熱吹,同時加熱系統(tǒng)的熱介質(zhì)流經(jīng)第三吸附塔203的換熱裝置并對吸附劑進行加熱。
4小時后,三個吸附塔的工作狀態(tài)均發(fā)生轉(zhuǎn)變,第一吸附塔201內(nèi)完成吸附步驟并進入熱吹步驟,第二吸附塔202內(nèi)完成冷吹步驟并進入吸附步驟,第三吸附塔203內(nèi)完成熱吹并進入冷吹步驟。以此類推,三個吸附塔不斷地進行吸附步驟、熱吹步驟和冷吹步驟,為了使吸附凈化系統(tǒng)能夠連續(xù)工作,任意時刻均有一個吸附塔在進行吸附步驟,其余兩個吸附塔分別在進行冷吹和熱吹。
以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施方式而已,并不用于限制本實用新型,對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說,本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi),所作的任何修改、等同替換、改進等,均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。