[发明专利]变压吸附脱碳装置及工艺

权利要求书

1.一种变压吸附脱碳装置，包括与原料气管道相连通的水分离器(1)，其特征在于：水分离器(1)通过管道分别与第一工段吸附塔组(2)进气口相连，第一工段吸附塔组(2)的出气口通过半成品缓冲罐(3)与第二工段吸附塔组(4)进气口相连，第二工段吸附塔组(4)的出气口通过管道依次与净化气缓冲罐(7)和高压机(8)相连；所述第一工段吸附塔组(2)为24个吸附塔并联，所述第二工段吸附塔组(4)为24个吸附塔并联，所述第一工段吸附塔组(2)分别与气体回收系统(21)、气体放空管道(22)、逆放气缓冲罐(23)、抽空气缓冲罐(25)、二氧化碳缓冲罐(26)相连，逆放气缓冲罐(23)和抽空气缓冲罐(25)分别通过管道与二氧化碳缓冲罐(26)相连，二氧化碳缓冲罐(26)与二氧化碳压缩系统(27)相连，第一工段吸附塔组(2)与逆放气缓冲罐(23)之间设有第一三通阀门(19)，第一三通阀门(19)的第三端通过第九阀门(18)与气体放空管道(22)相连，所述的第一工段吸附塔组(2)与抽空气缓冲罐(25)之间安装有第一真空泵(24)；水分离器(1)与第一工段吸附塔组(2)进气口之间设有第一阀门(10)，第一工段吸附塔组(2)的出气口和半成品缓冲罐(3)之间的管道上设有第二三通阀门(20)，第二三通阀门(20)的第一端与第一工段吸附塔组(2)的出气口相连，第二三通阀门(20)的第二端与半成品缓冲罐(3)之间的管道上设有第二阀门(11)，第二三通阀门(20)与第一工段吸附塔组(2)相连，半成品缓冲罐(3)与第二工段吸附塔组(4)之间设有第三阀门(12)，所述第二工段吸附塔组(4)通过分别与升压气缓冲罐(6)，顺放气缓冲罐(5)和吹风气燃烧装置(28)相连，升压气缓冲罐(6)和顺放气缓冲罐(5)分别与第一工段吸附塔组(2)相连，第二工段吸附塔组(4)与吹风气燃烧装置(28)之间设有第十阀门(9)，所述第十阀门(9)与第二工段吸附塔组(4)之间设有第二真空泵(29)；所述第二工段吸附塔组(4)与净化气缓冲罐(7)之间设有第六阀门(15)，所述净化气缓冲罐(7)通过管道与第二工段吸附塔组(4)相连。

2.根据权利要求1所述变压吸附脱碳装置，其特征在于：所述第二工段吸附塔组(4)与升压气缓冲罐(6)之间设有第五阀门(14)，升压气缓冲罐(6)与第一工段吸附塔组(2)之间设有第八阀门(17)；所述第二工段吸附塔组(4)与顺放气缓冲罐(5)之间设有第四阀门(13)，顺放气缓冲罐(5)与第一工段吸附塔组(2)之间设有第七阀门(16)。

3.一种变压吸附脱碳工艺，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一：使原料气经过水分离器(1)去除原料气中的水分；

步骤二：使步骤一去除水分后的原料气经过第一工段吸附塔组(2)，所述第一工段吸附塔组(2)由24个吸附塔并联构成，其中每个吸附塔依次经过24个周期，每个吸附塔在24个周期内经过：吸附，一均降，二均降，三均降，四均降，五均降，六均降，七均降，八均降，九均降，顺放，逆向放压一，逆向放压二，逆向放压三，抽空，预升压，九均升，八均升，七均升，六均升，五均升，四均升，三均升，二均升，一均升，预终充和终充的状态；上述为24个周期一个循环；

上述第一工段吸附塔组(2)的24个吸附塔中，当吸附塔进入顺放状态时，该吸附塔内的气体进入气体回收系统(21)内；当吸附塔进入逆向放压一状态时，该吸附塔内的气体进入气体放空管道(22)内；当吸附塔进入逆向放压二状态时，可通过调节第一三通阀门(19)和第九阀门(18)使该吸附塔内的气体进入气体放空管道(22)或逆放气缓冲罐(23)内；当吸附塔进入逆向放压三状态时，该吸附塔内的气体通过二氧化碳缓冲罐(26)进入二氧化碳压缩系统(27)内；当吸附塔进入抽空状态时，启动第一真空泵(24)，使该吸附塔内的气体进入抽空气缓冲罐(25)内；所述的逆放气缓冲罐(23)与抽空气缓冲罐(25)内的气体通过二氧化碳缓冲罐(26)进入二氧化碳压缩系统(27)内；

步骤三：上述步骤二中的原料气在经过上述运行状态后在第一工段吸附塔组(2)出气口排出半成品气，通过调节第二三通阀门(20)使半成品气进入第一工段吸附塔组(2)或半成品缓冲罐(3)内，进入第一工段吸附塔组(2)的半成品气作为第一工段吸附塔组(2)中吸附塔的终充气使用，其中进入半成品缓冲罐(3)内的半成品气在半成品缓冲罐(3)后以稳定的流量压力2.0MPa-2.3MPa进入第二工段吸附塔组(4)内，第二工段吸附塔组(4)由24个吸附塔并联构成，其中每个吸附塔依次经过24个周期，每个吸附塔在24个周期内经过吸附，顺放一，一均降，二均降，三均降，四均降，五均降，六均降，七均降，八均降，九均降，十均降，顺放二，逆向放压一，逆向放压二，抽真空，十均升，九均升，八均升，七均升，六均升，五均升，四均升，三均升，二均升，一均升，终充的状态；上述为24个周期一个循环；

上述第二工段吸附塔组(4)的24个吸附塔中，当吸附塔进入顺放一状态时，该吸附塔内的气体通过升压气缓冲罐(6)进入第一工段吸附塔组(2)内，作为第一工段吸附塔组(2)内吸附塔的预终充气使用，当吸附塔进入逆向放压一状态时，该吸附塔内的气体通过顺放气缓冲罐(5)进入第一上段吸附塔组(2)内，作为第一工段吸附塔组(2)内吸附塔的预升压气使用，当吸附塔进入逆向放压二或抽真空状态时，该吸附塔内的气体通过吹风气燃烧装置(28)燃烧；

步骤四：步骤三中的半成品气经过第二工段吸附塔组(4)后，第二工段吸附塔组(4)出气口的气体为二氧化碳含量≤1.2％的净化气，所述的净化气通过净化气缓冲罐(7)进入高压机(8)内，净化气缓冲罐(7)通过管道与第二工段吸附塔组(4)相连，使净化气缓冲罐(7)内的净化气作为第二工段吸附塔组(4)中吸附塔的终充气使用。