一种快速变温吸附脱水装置的制作方法

1.本实用新型属于吸附分离设备领域，具体涉及一种快速变温吸附脱水装置。


背景技术：

2.溶剂在化工、医药、生工等领域有较广泛的应用。很多工况中，溶剂中的微量水分会影响反应过程和结果，所以在溶剂再利用过程经常需要用到溶剂脱水工艺。在脱除微量水技术领域，因吸附材料选择性强，使用吸附法比精馏法、膜分离法更有优势。
3.常规的吸附剂一般是多孔材料，属于热的不良导体，传统固定床吸附塔变温吸附（tsa）过程中再生加热步骤一般通过加热介质（一般是氮气、氩气等惰性气体）通过固定床间接加热床层，加热时间长且需要消耗大量加热介质。这是造成传统tsa工艺周期较长、效率低的主要原因，而操作周期长又导致吸附塔单个周期处理量较大、吸附塔需设计较大，这给设计、制造、安装和使用带来较多的不便，基于此，亟需开发一种能够快速变温的吸附脱水装置。


技术实现要素：

4.技术问题：设计一种能够快速变温吸附的脱水装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.技术方案：一种快速变温吸附脱水装置，包括进料泵、真空泵、氮气加热器、外加热列管式吸附塔和管道，所述管道包括第一管道、第二管道、第三管道和第四管道；
6.所述进料泵安装在第一管道上，所述真空泵安装在和第四管道上，所述第一管道和第四管道并联连接到外加热列管式吸附塔的底部进料口；
7.所述氮气加热器安装在第二管道上，所述第一管道和第三管道并联连接到外加热列管式吸附塔的顶部出料口。
8.优选地，所述第一管道、第二管道、第三管道和第四管道上安装有阀门。
9.优选地，所述外加热列管式吸附塔由封头、管板法兰、列管吸附柱和自限温电热膜构成。
10.优选地，所述封头与管板法兰之间通过螺栓和螺母固定连接，多个所述列管吸附柱固定连接在两个管板法兰之间。
11.优选地，所述自限温电热膜套接在列管吸附柱的外壁上，多个所述列管吸附柱呈环形阵列且等间距分布。
12.优选地，所述封头上固定穿设有衔接管，所述衔接管靠近列管吸附柱的一侧固定连接有流体分布器。
13.优选地，外加热列管式吸附塔是并列布置的两组，其进出料口与管道并联，也可以设置多组，使用时借助阀门的开闭实现双塔或多塔循环切换。
14.有益效果：相比于现有技术，本实用新型具备以下实质性的特点和进步：
15.1、使用真空泵对外加热列管式吸附塔抽真空，吸附剂在真空和高温条件下脱附较
快，辅以少量高温惰性气体间歇性吹扫吸附剂床层，将已脱附水分吹离吸附床，从而加快水分脱附过程，待加热结束后，继续通以干燥氮气给吸附床降温，由于真空条件下吸附床再生温度降低，吹扫降温过程时间也大幅缩短，降温后的吸附床可以重新投入吸附，双塔循环切换，可以实现连续化生产；
16.2、通过缩短吸附和脱附时间缩短了整个吸附周期，实现快速变温吸附的工艺目的，减少相同处理能力下吸附剂装填量，使装置小型化，减少占地并降低设备投资，减少惰性气体用量，实现节能降耗的目的，上脱水装置可以处理含水不高于2%的原料溶剂，得到的最终产品溶剂中水含量在50ppm以下，装置可以无人连续化运行。
附图说明
17.图1为本实用新型的整体结构示意图；
18.图2是图1的工艺流程图；
19.图3为图1中外加热列管式吸附塔的轴侧结构示意图；
20.图4为图3的剖视图。
21.图中标号说明：1、进料泵；2、第一管道；3、外加热列管式吸附塔；31、封头；32、管板法兰；33、列管吸附柱；34、自限温电热膜；35、衔接管；36、流体分布器；4、第二管道；5、氮气加热器；6、第三管道；7、第四管道；8、真空泵；9、阀门。
具体实施方式
22.本实施例的快速变温吸附脱水装置请如图1-4所示，包括进料泵1，进料泵1的右侧固定连接有第一管道2，第一管道2上并联有两个外加热列管式吸附塔3，外加热列管式吸附塔3的上侧连接有水平设置的第二管道4，第二管道4上串联有氮气加热器5，第二管道4的上侧有竖直设置且与外加热列管式吸附塔3固定连接的第三管道6，第一管道2的右侧固定连接有第四管道7，第四管道7上连接有真空泵8。启动真空泵8对外加热列管式吸附塔3抽真空，吸附剂在真空和高温条件下脱附较快，辅以少量高温惰性气体间歇性吹扫吸附剂床层，将已脱附水分吹离吸附床，从而加快水分脱附过程，待加热结束后，继续通以干燥氮气给吸附床降温，由于真空条件下吸附床再生温度降低，吹扫降温过程时间也大幅缩短，降温后的吸附床可以重新投入吸附，双塔循环切换，可以实现连续化生产。
23.第一管道2作为进料管道，第二管道4作为进气管道，第三管道6作为出料管道，第四管道7作为回收及抽真空管道，这些管道上均安装有阀门9，外加热列管式吸附塔3由封头31、管板法兰32、列管吸附柱33和自限温电热膜34构成，封头31与管板法兰32之间通过螺栓和螺母固定连接，多个列管吸附柱33固定连接在两个管板法兰32之间，自限温电热膜34套接在列管吸附柱33的外壁上，多个列管吸附柱33呈环形阵列且等间距分布，封头31上固定穿设有衔接管35，衔接管35靠近列管吸附柱33的一侧固定连接有流体分布器36。
24.工作原理：将相对应的阀门9打开，含水溶剂原料通过进料泵1进入外加热列管式吸附塔3，溶剂含微量水分被吸附剂床层吸附，外加热列管式吸附塔3可与成品罐连接，溶剂通过吸附剂床层进入成品罐储存，当外加热列管式吸附塔3附饱和时，停止进出料，外加热列管式吸附塔3可与回收罐连接，使得外加热列管式吸附塔3内的溶剂进入回收罐内储存，启动真空泵8对外加热列管式吸附塔3抽真空，吸附剂在真空和高温条件下脱附较快，辅以
少量高温惰性气体间歇性吹扫吸附剂床层，将已脱附水分吹离吸附床，从而加快水分脱附过程，待加热结束后，继续通以干燥氮气给吸附床降温，由于真空条件下吸附床再生温度降低，吹扫降温过程时间也大幅缩短，降温后的吸附床可以重新投入吸附，双塔循环切换，可以实现连续化生产，通过缩短吸附和脱附时间缩短了整个吸附周期，实现快速变温吸附的工艺目的，减少相同处理能力下吸附剂装填量，使装置小型化，减少占地并降低设备投资，减少惰性气体用量，实现节能降耗的目的，上脱水装置可以处理含水不高于2%的原料溶剂，得到的最终产品溶剂中水含量在50ppm以下，装置可以无人连续化运行。
25.结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。


技术特征：
1.一种快速变温吸附脱水装置，其特征在于：包括进料泵（1）、真空泵（8）、氮气加热器（5）、外加热列管式吸附塔（3）和管道，所述管道包括第一管道（2）、第二管道（4）、第三管道（6）和第四管道（7）；所述进料泵（1）安装在第一管道（2）上，所述真空泵（8）安装在和第四管道（7）上，所述第一管道（2）和第四管道（7）并联连接到外加热列管式吸附塔（3）的底部进料口；所述氮气加热器（5）安装在第二管道（4）上，所述第一管道（2）和第三管道（6）并联连接到外加热列管式吸附塔（3）的顶部出料口。2.根据权利要求1所述的一种快速变温吸附脱水装置，其特征在于：所述第一管道（2）、第二管道（4）、第三管道（6）和第四管道（7）上安装有阀门（9）。3.根据权利要求1所述的一种快速变温吸附脱水装置，其特征在于：所述外加热列管式吸附塔（3）由封头（31）、管板法兰（32）、列管吸附柱（33）和自限温电热膜（34）构成。4.根据权利要求3所述的一种快速变温吸附脱水装置，其特征在于：所述封头（31）与管板法兰（32）之间通过螺栓和螺母固定连接，多个所述列管吸附柱（33）固定连接在两个管板法兰（32）之间。5.根据权利要求4所述的一种快速变温吸附脱水装置，其特征在于：所述自限温电热膜（34）套接在列管吸附柱（33）的外壁上，多个所述列管吸附柱（33）呈环形阵列且等间距分布。6.根据权利要求5所述的一种快速变温吸附脱水装置，其特征在于：所述封头（31）上固定穿设有衔接管（35），所述衔接管（35）靠近列管吸附柱（33）的一侧固定连接有流体分布器（36）。7.根据权利要求5所述的一种快速变温吸附脱水装置，其特征在于：所述外加热列管式吸附塔（3）是并列布置的两组。

技术总结
本实用新型提供一种快速变温吸附脱水装置，包括进料泵，进料泵的输出端连通第一管道，第一管道连通外加热列管式吸附塔的底部进料口，外加热列管式吸附塔的顶部出料口连通第二管道，第二管道与第三管道并联，第二管道上串联有氮气加热器，第一管道与第四管道并联，第四管道上连接有真空泵。本实用新型通过缩短吸附和脱附时间缩短了整个吸附周期，达成了快速变温吸附的工艺目的，可减少相同处理能力下吸附剂装填量，令装置小型化以减少占地及设备投资，节约惰性气体用量，具备节能降耗的优势。具备节能降耗的优势。具备节能降耗的优势。


技术研发人员：丁艳宾
受保护的技术使用者：南京裕初科技有限公司
技术研发日：2022.08.31
技术公布日：2022/11/29