一种利于实现小型化的变压吸附装置的制作方法

1.本实用新型涉及变压吸附气体分离技术领域，具体涉及一种利于实现小型化的变压吸附装置。


背景技术：

2.变压吸附气体分离技术，具有技术投资少、运行费用低、产品纯度高、装置运行稳定、操作简单灵活、维修量少、无三废排放、原料气源适应范围宽等优点，广泛应用于化工、石油、冶金、轻工及环保等领域。
3.变压吸附气体分离技术涵盖了变压吸附制氢、变压吸附脱碳、变压吸附制氧、变压吸附提纯co以及从烟道气中提纯co2和脱除so2等，分离的混合气体有变换气、煤气、半水煤气、焦炉煤气、重整气、甲烷裂解气、空气及烟道气等。
4.变压吸附技术是以特定的吸附剂对气体分子的物理吸附为基础，利用吸附剂在相同压力下易吸附高沸点组分、不易吸附低沸点组分，以及高压下吸附量增加、低压下吸附量减少的特性，将原料气在一定压力下通过吸附床，相对于氢的高沸点杂质组分被选择性吸附，低沸点的氢气不易被吸附而穿过吸附床，达到氢和杂质组分的分离。吸附完成后，吸附剂在减压下解吸被吸附的杂质组分，使吸附剂获得再生，从而恢复吸附分离杂质的能力。
5.现有的变压吸附装置大多通过复杂的管路来对各罐体进行连接，各罐体之间需要留出布设管路的空间；这存在着集成度低、占地面积大的缺点，不利于实现变压吸附装置的小型化发展。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的在于提供一种利于实现小型化的变压吸附装置，其具有集成度高、占地面积小的优点。
7.为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
8.一种利于实现小型化的变压吸附装置，包括：并列设置的气液分离罐、吸附塔、缓冲罐，以及设于吸附塔上方的第一顶板与设于吸附塔下方的底板；其中，所述底板具有第一主通道与第二主通道；所述吸附塔的底部分别连通第一主通道、第二主通道，并各自适配第一阀门、第二阀门；所述第一顶板具有第三主通道与第四主通道；所述吸附塔的顶部分别连通第三主通道、第四主通道，并各自适配第三阀门、第四阀门；所述气液分离罐设有进气口、排液口；所述气液分离罐与第二主通道连通；所述缓冲罐设有排气口，所述缓冲罐与第三主通道连通。
9.可选的，所述底板还具有第一支道与第二支道；所述第一主通道通过第一支道与吸附塔底部连通，所述第一支道的通断状态由第一阀门控制；所述第二主通道通过第二支道与吸附塔底部连通，所述第二支道的通断状态由第二阀门控制。
10.可选的，所述顶板还具有第三支道与第四支道；所述第三主通道通过第三支道与吸附塔顶部连通，所述第三支道的通断状态由第三阀门控制；所述第四主通道通过第四支
道与吸附塔顶部连通，所述第四支道的通断状态由第四阀门控制。
11.可选的，所述吸附塔并列设置多个，所述第一支道、第二支道、第三支道、第四支道、第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门相应地设置多个。
12.可选的，所述顶板还具有第五主通道与多个第五支道；所述第五支道与所述吸附塔一一对应，所述第五主通道通过各第五支道与各吸附塔顶部对应连通；所述第五支道适配控制其通断状态的第五阀门。
13.可选的，所述吸附塔为上下通透的筒状结构，所述第一顶板与所述底板对吸附塔的上下两端构成封闭。
14.可选的，所述缓冲罐为上下通透的筒状结构，所述第一顶板与所述底板对缓冲罐的上下两端构成封闭。
15.可选的，所述第一顶板、底板具有相对应的第一安装孔，并通过穿设于第一安装孔的第一螺杆固接。
16.可选的，所述气液分离罐为上下通透的筒状结构；所述气液分离罐的顶部设有第二顶板，所述第二顶板与所述底板对气液分离罐的上下两端构成封闭。
17.可选的，所述第二顶板、底板具有相对应的第二安装孔，并通过穿设于第二安装孔的第二螺杆固接。
18.本实用新型的工作原理为：
19.吸附阶段：令气液分离罐与第二主通道连通，令第二主通道与吸附塔底部连通，令吸附塔顶部与第三主通道连通，令第三主通道与缓冲罐连通。通过进气口向气液分离罐注入待分离气体；待分离气体在气液分离罐内除去水汽后，会通过第二主通道进入吸附塔底部；待分离气体在吸附塔内除去气体杂质后，会从顶部进入第三主通道；完成分离的气体会由第三主通道流入缓冲罐，并从缓冲罐的排气口排出。如此，即可实现待分离气体的吸附分离。
20.冲洗与解吸阶段：令第二主通道与吸附塔底部断开，令吸附塔顶部与第三主通道断开。令吸附塔底部与第一主通道连通，令吸附塔顶部与第四主通道连通；通过第四主通道向吸附塔内注入冲洗气，冲洗气会对吸附塔进行冲洗，并通过第一主通道排出。如此，即可实现吸附塔的冲洗与解吸。
21.由此可知，本实用新型的有益效果是：通过集成在底板的第一主通道、第二主通道，以及集成在第一顶板的第三主通道、第四主通道；替换了现有技术所采用的复杂管路系统。如此，可以将气液分离罐、吸附塔、缓冲罐并拢到一块，提高了集成度、减少了占地面积，有利于实现变压吸附装置的小型化。
附图说明
22.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
23.图1为本实用新型的结构示意图；
24.图2为本实用新型的装配示意图；
25.图3为气液分离罐、吸附塔、缓冲罐的连通示意图。
26.附图标记：1、气液分离罐；2、吸附塔；3、缓冲罐；4、第一顶板；5、底板；6、第一主通道；7、第二主通道；8、第三主通道；9、第四主通道；10、第五主通道；11、第二顶板。
具体实施方式
27.在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。
28.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
29.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
30.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
31.下面结合附图1～附图3对本实用新型的实施例进行详细说明。
32.本实用新型实施例提供了一种利于实现小型化的变压吸附装置。该变压吸附装置包括：并列设置的气液分离罐1、吸附塔2、缓冲罐3，以及设于吸附塔2上方的第一顶板4与设于吸附塔2下方的底板5。应当理解的是，缓冲罐3用于稳定吸附阶段的吸附塔2内高压。所述底板5具有第一主通道6与第二主通道7；所述吸附塔2的底部分别连通第一主通道6、第二主通道7，并各自适配第一阀门、第二阀门。应当理解的是，第一阀门用于控制吸附塔2底部与第一主通道6之间的通断状态，第二阀门用于控制吸附塔2底部与第二主通道7之间的通断状态，第一阀门、第二阀门均安装在底板5。所述第一顶板4具有第三主通道8与第四主通道9；所述吸附塔2的顶部分别连通第三主通道8、第四主通道9，并各自适配第三阀门、第四阀门。应当理解的是，第三阀门用于控制第三主通道8与吸附塔2顶部之间的通断状态，第四阀门用于控制第四主通道9与吸附塔2顶部之间的通断状态，第三阀门、第四阀门均安装在第一顶板4。所述气液分离罐1设有进气口、排液口；所述气液分离罐1与第二主通道7连通；所述缓冲罐3设有排气口，所述缓冲罐3与第三主通道8连通。
33.下面阐述本实用新型的具体实施方式，在吸附阶段时：令气液分离罐1与第二主通道7连通，令第二主通道7与吸附塔2底部连通，令吸附塔2顶部与第三主通道8连通，令第三主通道8与缓冲罐3连通。通过进气口向气液分离罐1注入待分离气体；待分离气体在气液分
离罐1内除去水汽后，会通过第二主通道7进入吸附塔2底部；待分离气体在吸附塔2内除去气体杂质后，会从顶部进入第三主通道8；完成分离的气体会由第三主通道8流入缓冲罐3，并从缓冲罐3的排气口排出。如此，即可实现待分离气体的吸附分离。在冲洗与解吸阶段时：令第二主通道7与吸附塔2底部断开，令吸附塔2顶部与第三主通道8断开。令吸附塔2底部与第一主通道6连通，令吸附塔2顶部与第四主通道9连通；通过第四主通道9向吸附塔2内注入冲洗气，冲洗气会对吸附塔2进行冲洗，并通过第一主通道6排出。如此，即可实现吸附塔2的冲洗与解吸。本实用新型通过集成在底板5的第一主通道6、第二主通道7，以及集成在第一顶板4的第三主通道8、第四主通道9；替换了现有技术所采用的复杂管路系统。如此，可以将气液分离罐1、吸附塔2、缓冲罐3并拢到一块，提高了集成度、减少了占地面积，有利于实现变压吸附装置的小型化。
34.进一步地，所述底板5还具有第一支道与第二支道；所述第一主通道6通过第一支道与吸附塔2底部连通，所述第一支道的通断状态由第一阀门控制；所述第二主通道7通过第二支道与吸附塔2底部连通，所述第二支道的通断状态由第二阀门控制。应当理解的是，第一主通道6自身的通断状态不受第一阀门影响，第二主通道7自身的通断状态不受第二阀门影响。
35.进一步地，所述顶板还具有第三支道与第四支道；所述第三主通道8通过第三支道与吸附塔2顶部连通，所述第三支道的通断状态由第三阀门控制；所述第四主通道9通过第四支道与吸附塔2顶部连通，所述第四支道的通断状态由第四阀门控制。应当理解的是，第三主通道8自身的通断状态不受第三阀门影响，第四主通道9自身的通断状态不受第四阀门影响。
36.进一步地，所述吸附塔2并列设置多个，所述第一支道、第二支道、第三支道、第四支道、第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门相应地设置多个。应当理解的是，多个吸附塔2交替进入吸附阶段、冲洗与解吸阶段，可以实现对待分离气体的不间断吸附分离。
37.进一步地，所述顶板还具有第五主通道10与多个第五支道；所述第五支道与所述吸附塔2一一对应，所述第五主通道10通过各第五支道与各吸附塔2顶部对应连通；所述第五支道适配控制其通断状态的第五阀门。应当理解的是，第五阀门仅控制第五支道自身的通断状态。第五主通道10可用于均压。具体地，对于吸附阶段的吸附塔2，该吸附塔2处于高压状态；该吸附塔2的吸附阶段结束时，令第二主通道7与该吸附塔2底部断开，令该吸附塔2顶部与第三主通道8断开，并令第五主通道10与该吸附塔2顶部连通。对于冲洗与解吸阶段的吸附塔2，该吸附塔2处于常压状态；该吸附塔2的冲洗与解吸阶段结束时，令第一主通道6与该吸附塔2底部断开，令第四主通道9与该吸附塔2顶部断开，并令第五主通道10与该吸附塔2顶部连通。如此，吸附阶段结束的吸附塔2内的气体会通过第五主通道10进入冲洗与解吸阶段结束的吸附塔2内，吸附阶段结束的吸附塔2会进入降压阶段，冲洗与解吸阶段结束的吸附塔2会进入升压阶段。当与第五主通道10连通的各吸附塔2均压后；对降压阶段结束的吸附塔2进行相应操作，即可令该吸附塔2进入冲洗与解吸阶段；对升压阶段结束的吸附塔2进行相应操作，即可令该吸附塔2进入吸附阶段。通过前述操作，一方面，可以使吸附阶段结束的吸附塔2内的气体得到更充分的利用；另一方面，冲洗与解吸阶段结束的吸附塔2会分两步恢复到吸附阶段的高压，减缓了吸附塔2的升压速度，可以对吸附塔2起到一定的保护作用，同时也降低了吸附塔2进入吸附阶段时气体对吸附剂的冲刷力度。此外，还可令
第四主通道9与第五主通道10连通；以利用降压阶段的吸附塔2排出的气体作为冲洗气的一部分，对冲洗与解吸阶段的吸附塔2进行冲洗。
38.进一步地，所述吸附塔2为上下通透的筒状结构，所述第一顶板4与所述底板5对吸附塔2的上下两端构成封闭。应当理解的是，吸附塔2的上下两端还设有筛板。
39.进一步地，所述缓冲罐3为上下通透的筒状结构，所述第一顶板4与所述底板5对缓冲罐3的上下两端构成封闭。
40.进一步地，所述第一顶板4、底板5具有相对应的第一安装孔，并通过穿设于第一安装孔的第一螺杆固接。应当理解的是，第一螺杆适配有锁紧螺母。
41.进一步地，所述气液分离罐1为上下通透的筒状结构；所述气液分离罐1的顶部设有第二顶板11，所述第二顶板11与所述底板5对气液分离罐1的上下两端构成封闭。应当理解的是，当气液分离罐1的高度与吸附塔2的高度相近时，第一顶板4与第二顶板11可合并为一块。
42.进一步地，所述第二顶板11、底板5具有相对应的第二安装孔，并通过穿设于第二安装孔的第二螺杆固接。应当理解的是，第二螺杆适配有锁紧螺母。
43.虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。