一种变压吸附气体高回收率分离系统及其分离方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111282397A(43)申请公布日2020.06.16(21)申请号202010155578.X(22)申请日2020.03.09(71)申请人西南化工研究设计院有限公司地址610225四川省成都市高新区高朋大道5号(72)发明人陈健卜令兵王键张宏宇张杰张崇海吴巍赵洪法(74)专利代理机构成都九鼎天元知识产权代理有限公司51214代理人刘小彬(51)Int.Cl.B01D53/053(2006.01)权利要求书3页说明书8页附图2页(54)发明名称一种变压吸附气体高回收率分离系统及其分离方法(57)摘要本发明公开了一种变压吸附气体高回收率分离系统及其分离方法，解决现有技术传统中小规模变压吸附系统因吸附塔数量少导致产品气回收率低的技术问题。本发明系统由多个吸附塔，N个(N≥1)中间罐，多个程控阀门，以及相应的连接管路构成，在循环过程中，将某一个均压降步骤分解为N个均压降步骤，均压降的吸附塔与N个中间罐(从第1个到第N个)依次进行均压降，将对应的均压升步骤分解为N个均压升步骤，均压升的吸附塔依次反向与N个中间罐(从第N个到第1个)进行均压升。本发明通过将一个均压步骤分解为N个均压步骤，增加了变压吸附系统的均压次数，从而提升了装置的回收率，扩大了应用范围。CN111282397ACN111282397A权利要求书1/3页1.一种变压吸附气体高回收率分离系统，包括若干个吸附塔，接入所述吸附塔的原料气输送管线和解吸气管线，从所述吸附塔接出的产品气外输管线，以及安装于原料气输送管线、解吸气管线和产品气外输管线上的程控阀；其特征在于，还包括N个中间罐，所述吸附塔接入有均压管线和冲洗管线，所述均压管线通过管道分别与N个中间罐连接，所述冲洗管线通过管道与至少一个中间罐连接。2.根据权利要求1所述的一种变压吸附气体高回收率分离系统，其特征在于，所述均压管线与所述产品气外输管线之间连接有终升管线；优选地，所述解吸气管线、所述产品气外输管线、所述终升管线、以及所述冲洗管线上均设有流量控制阀；更优选地，N个中间罐分别与所述均压管线相连接的管道上均设有程控阀。3.根据权利要求1所述的一种变压吸附气体高回收率分离系统，其特征在于，N不小于1；优选地，N个中间罐从第1个至第N个顺序编号，并且所述冲洗管线通过管道与第N个中间罐连接。4.根据权利要求1所述的一种变压吸附气体高回收率分离系统，其特征在于，所述原料气输送管线所输送的原料气中氢气体积含量不小于40％，并且所述产品气外输管线所外输的产品气为氢气。5.根据权利要求1所述的一种变压吸附气体高回收率分离系统，其特征在于，所述原料气输送管线所输送的原料气压力为1.2～6.0MPag。6.根据权利要求1-5任意一项所述一种变压吸附气体高回收率分离系统的分离方法，其特征在于，吸附塔按如下步骤进行循环分离提纯气体：步骤Ⅰ、吸附步骤；步骤Ⅱ、非常规均压降步骤；步骤Ⅲ、常规均压降步骤；步骤Ⅳ、逆放步骤；步骤Ⅴ、冲洗步骤；步骤Ⅵ、常规均压升步骤；步骤Ⅶ、非常规均压升步骤；步骤Ⅷ、最终升压步骤。7.根据权利要求6所述的分离方法，其特征在于，在所述步骤Ⅱ中，所述非常规均压降步骤为吸附塔处于均压降时分别与N个中间罐分N次进行均压降；优选地，当吸附塔分N次进行均压降时，从第1个中间罐至第N个中间罐依次进行均压降；进一步地，在所述步骤Ⅶ中，所述非常规均压升步骤为吸附塔处于均压升时分别与N个中间罐分N次进行均压升；优选地，当吸附塔分N次进行均压升时，从第N个中间罐至第1个中间罐依次进行均压降。更进一步地，在所述步骤Ⅴ中，用第N个中间罐内的气体对处于再生阶段的吸附塔进行冲洗再生。8.根据权利要求6所述的分离方法，其特征在于，第N个中间罐内的气体仅供冲洗用，不用作均压升，此时第N次均压降步骤转变为顺放步骤，此顺放步骤调整到最后一次均压降之2CN111282397A权利要求书2/3页后进行。9.根据权利要求6所述的分离方法，其特征在于，所述吸附塔有4个，其采用16循环步序进行气体吸附分离，所述16循环步序具体如下表所示：其中，A：吸附；(1～N)ED：第(1～N)均压降；(N+1)ED：第(N+1)均压降；(N+2)ED：第(N+2)均压降；D：逆向放压；P：冲洗；(N+2)ER：第(N+2)均压升；(N+1)ER：第(N+1)均压升；(1～N)ER：第(1～N)均压升；FR：最终升压；IS：隔离；优选地，所述步骤1为60S，所述步骤2为30S，所述步骤3为20S，所述步骤4为30S，所述步骤5为60S，所述步骤6为30S，所述步骤7为20S，所述步骤8为30S，所述步骤9为60S，所述步骤10为30S，所述步骤11为20S，所述步骤12为30S，所述步骤13