[发明专利]无再生气损失等压纯化干燥系统及其工艺流程

说明书

 

技术领域

本发明涉及到一种氮气制备装置，尤其涉及到一种不消耗成品气或原料气的无再生气损失等压纯化干燥系统及其工艺流程。

 

背景技术

变压吸附设备在制备氮气领域得到广泛应用，但由于普通变压吸附装置的再生所消耗的成品气量较大，制得的氮气露点和纯净度不高，达不到较高的使用要求，给应用带来了一定的局限，为了得到更低露点和更纯净的氮气，人们改进了普通的变压吸附装置，如中国专利号为CN01104857.3的发明专利，公开了一种变压吸附制备低露点氮气的装置，包括空气压缩机、冷却器、高效除油器、制氮吸附塔、氮气缓冲罐、氮气贮罐、自动控制阀门及管道等，其特点是在氮气缓冲罐和氮气贮罐之间设置了干燥吸附塔，在氮气贮罐后面还设置了备用干燥器，虽然该装置可制得露点-60℃以下的氮气，但由于增加了干燥流程，相应增加了再生气的损耗，经济性较差；为了降低再生气的消耗，中国专利号为CN200520134418.8的实用新型专利则公开了一种三塔流程变压吸附气体分离装置，三个吸附塔下方的进气口处均设有进气阀和下均压阀，各进气阀管路连通并和压缩原料气源连接，各下均压阀也管路连通，并通过排空阀放空连接；各吸附塔的上方出气口处均设有出气阀和上均压阀，各出气阀管路连通输出成品气，各上均压阀管路连通，且和成品气输出管路间通过一个成品气回吹阀连接，连通各上均压阀的管路还通过一个控制阀和压缩原料气源连通，该装置中当某个吸附塔切换到再生状态时，可先利用压缩原料气对该塔回吹初步再生，再利用成品气回吹深度再生，再生充分，再生时间降到吸附工作时间的一半以下，吸附工作时间比例大大增加，减少了成品气的消耗，但由于再生时仍需消耗原料气，再生过程中压力变化大，吸附质容易破损，生产成本仍较高，限制了该装置的使用范围。

 

发明内容

本发明主要解决氮气制备的变压吸附装置再生消耗气量较大，氮气的露点和纯度不能达到要求的技术问题；提供一种不用消耗成品气或原料气的无再生气损失等压纯化干燥系统。

为了解决上述存在的技术问题，本发明主要是采用下述技术方案：

本发明包括脱氧部分和吸附干燥部分，所述脱氧部分包括混合器、脱氧器、冷却器、分水器及相应进出气管路，所述吸附干燥部分包括变压吸附干燥器及相应进出气管路，吸附干燥部分还包括辅助再生气回路，所述辅助再生气回路包括预干燥筒、加热器、辅助冷却器、辅助分水器和切换阀门，所述变压吸附干燥器包括吸附筒和切换阀门，纯化干燥系统还设有控制器，所述程控器与相应阀门电连接，脱氧部分使粗氮气在静态混合器中通过与氢气充分的混合并在脱氧催化剂的作用下，使粗氮气中的氧和氢反应生成水从而达到除氧的目的，吸附干燥部分在变压吸附干燥器中增加辅助再生气回路，使再生过程分为反向热吹再生和正向冷吹再生等两个不同的阶段，吸附床的脱附再生更彻底和更充分，进而使成品气的露点更低，再生过程中吸附塔内压力保持不变，使吸附质的寿命延长，扩大系统的应用范围，同时，脱咐后的再生气经冷却除水重新回到原料气源中，消除了再生气的损耗，极大地节约了能源，杜绝了再生气排空对环境的影响。

作为优选，所述切换阀门均为四通阀，所述四通阀由相应的气动控制阀控制，所述气动控制阀与程控器电连接，四通阀上设有四个进排气端口，包括1#～4#端口，程控器控制相应的气动控制阀，并进而控制四通阀的通断，满足系统的工艺流程要求，达到不同处理量的系统控制标准。

作为优选，所述控制器为西门子PLC控制器。

作为优选，所述的变压吸附干燥器包括两个吸附塔，分 A塔和B塔，切换阀门为两个，分四通阀Ⅰ和四通阀Ⅱ，所述A塔的进口端与四通阀Ⅰ的2#端口连接，A塔的出口端与四通阀Ⅱ的4#端口连接，所述B塔的进口端与四通阀Ⅰ的4#端口连接，B塔的出口端与四通阀Ⅱ的2#端口连接，四通阀Ⅱ的3#端口与成品气出口管路连接，通过一个吸附塔吸附干燥，另一个吸附塔再生，保证了整个吸附干燥流程的连续性，满足生产工艺的要求。