[发明专利]一种多塔变压吸附分级冲洗装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于变压吸附工艺技术领域，具体涉及一种多塔变压吸附分级冲洗装置及方法。

背景技术

变压吸附工艺的吸附剂再生，早期采用塔对塔冲洗方式，这种再生方式的缺点是：a、先高压后低压，造成先高纯度气冲洗后低纯度气冲洗，再生效果不好；b、冲洗时间短。经过改进，现在普遍采用顺放罐工艺，这种再生方式的改进是：将顺放气放入顺放罐中，由顺放罐对吸附塔进行冲洗。这种再生工艺优点是：a、顺放气在顺放罐中混合，纯度均匀，改变了先高纯度气后低纯度气的冲洗方式；b、用顺放罐冲洗替代塔对塔冲洗，冲洗时间较多延长，再生效果更好。

但是在对产品气纯度要求高(如氢气纯度≥99.99％)或者对杂质要求严(如CO+CO₂≤20PPm)的情况下，这种再生方式的缺陷就有凸显：a、冲洗气最好是在前期是低纯度气，后期再生是高纯度气；b、再生时间延长再生更干净。故需要改进的更好。

发明内容

本发明的目的是解决上述问题，提供一种对杂质要求较严的、要求吸附剂再生良好的多塔变压吸附分级冲洗装置。

本发明的另一目的在于提供一种冲洗过程中先用较低纯度的产品气冲洗后再用较高纯度的产品气进行后期冲洗的多塔变压吸附分级冲洗方法。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种多塔变压吸附分级冲洗装置，包括多个吸附塔，每个吸附塔的原料气端连接原料气输入管和解吸气输出管，每个吸附塔的产品端连接产品气输出管，每个吸附塔均连接顺放回路和冲洗回路，顺放回路分别与高压顺放罐的入口和低压顺放罐的入口相连，冲洗回路分别与高压顺放罐的出口和低压顺放罐的出口相连；高压顺放罐内存储的产品气的纯度高于低压顺放罐内存储的产品气的纯度。

在高压顺放罐内存储较高纯度的产品气，低压顺放罐内存储较低纯度的产品气。冲洗过程中先用低压顺放罐的较低纯度的产品气冲洗，冲洗完后，再用高压顺放罐的较高纯度的产品气进行后期冲洗。

优选地，所述吸附塔的原料气端与原料气输入管之间设有程控阀，原料气端与解吸气输出管之间设有程控阀，吸附塔的产品端与产品气输出管之间设有程控阀，高压顺放罐的入口处和低压顺放罐的入口处均设有程控阀。

优选地，所述高压顺放罐的出口处和低压顺放罐的出口处均设有用于调节冲洗流量的调节阀，使冲洗气均匀放出。

优选地，所述吸附塔产品端之间均通过压力管相连，压力管与每个吸附塔产品端之间均设有均压阀。

优选地，所述吸附塔的数量大于或等于六。

一种多塔变压吸附分级冲洗方法，每个吸附塔在一个循环内依次包括步骤：

S1、吸附(A)，

1.0MPa-8.0MPa的原料气经过程控阀从吸附塔塔底的原料气端进入吸附塔，原料气中的较强吸附性杂质被组合吸附床层分别吸附，未吸附产品气成分从吸附塔上部产品端经程控阀送出界区，当杂质在产品气中达到规定浓度，关闭原料气程控阀和产品气程控阀，停止吸附；

S2、均压降(ED)，

打开均压阀，回收吸附塔内的产品气，吸附塔内死空间的产品气向均压升(ER)的吸附塔传送，当两个吸附塔的压力相等后，关闭均压阀，根据吸附压力、吸附剂的吸附能力，均压降可分一次或多次进行，每一次分别表示为E1D、E2D、E3D、E4D、......EnD；

均压完成后，吸附塔留存着部分产品气，将这部分产品气分为两部分，通过高压顺放和低压顺放来收集；

S3、高压顺放(PP1)，

打开高压顺放罐的入口处的程控阀，将部分的顺放气放到高压顺放罐，然后关闭高压顺放罐的入口处的程控阀；

S4、低压顺放(PP2)，

打开低压顺放罐的出口处的程控阀，将剩余的顺放气放到低压顺放罐，然后关闭低压顺放罐的出口处的程控阀；

S5、逆向放压(D)，

低压顺放完成后，大量的杂质將解吸而出，打开吸附塔底部程控阀，将塔内杂质气体通过解吸气输出管放出，逆向放压的终压为0.02MPa-0.10MPa；

S6、低压冲洗(P2)，

为了让吸附剂再生完全，用低压顺放罐中较低纯度的产品气对吸附塔的吸附床层进行冲洗，降低吸附床层中杂质的分压，把残余杂质排走；冲洗压力为0.02MPa-0.10MPa；

S7、高压冲洗(P1)，

经过低压冲洗的吸附床层已经得到再生，为了再生更彻底，再用高压顺放罐中较高纯度的产品气对吸附塔的吸附床层进行冲洗，进一步降低吸附床层中杂质的分压，把残余杂质彻底排走，使吸附剂得到完全再生；冲洗压力为0.02MPa-0.10MPa；