一種高效的多罐進氣式變壓吸附提純器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種利用變壓吸附原理的氣體提純裝置，尤其是涉及一種高效的多罐進氣式變壓吸附提純器。
【背景技術(shù)】
[0002]變壓吸附提純氣體技術(shù)是利用吸附劑在高壓下吸附雜質(zhì)組分，在低壓下解吸雜質(zhì)組分，從而將氣體提純出來的一種技術(shù)。
[0003]自專利US3430418中公開PSA系統(tǒng)的實例后，專利US3564816、US3986849先后在前者的基礎(chǔ)上進行了優(yōu)化研究，之后又有更多的單位對PSA提純過程、均衡步驟、使用閥門控制等方面進行研究和改進，但依然存在結(jié)構(gòu)和PSA循環(huán)上的復雜性，且提純器都偏重于大型化。針對以上問題進行研究，設(shè)計了小型輕便的變壓吸附提純器，在發(fā)明專利201410302126.4 和 201410543516 中進行了詳述。
[0004]在申請?zhí)?01410302126.4和201410543516的基礎(chǔ)上，本單位對變壓吸附提純器進行進一步研究，本發(fā)明不同于以上專利中所述提純罐，通過采用多罐進氣、分散氣流的技術(shù)方式，從而縮短PSA提純過程的進氣時間，進一步提高PSA (變壓吸附)提純效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供了一種高效的多罐進氣式變壓吸附提純器，該變壓吸附提純器采用多罐并聯(lián)(或串聯(lián))、同時進氣的方式，所用閥門沒有增加，且設(shè)計了提純罐上連接體(第二連接體)上閥門、傳感器等部件倒置的方式。其技術(shù)方案如下所述:
[0006]一種高效的多罐進氣式變壓吸附提純器，包括多個提純罐組，每個提純罐組由兩個或多個并聯(lián)或串聯(lián)的提純罐組成，連接各提純罐下端的第一連接體以及上端的第二連接體；所述多罐進氣式變壓吸附提純器還包括產(chǎn)品氣緩沖罐以及廢氣處理端；每個提純罐組中的各提純罐共用一個進氣通道及一個進氣閥，共用一個清洗通道及一個清洗閥，且共用一個廢氣排出通道及一個廢氣排出閥，共用一個提純氣導出通道，每個提純罐組中的各提純罐各有一個提純氣出口單向閥。
[0007]所述多罐進氣式變壓吸附提純器包含至少兩個并聯(lián)的、同時進氣且同時排氣的提純罐組，或包含至少兩個串聯(lián)的提純罐組，所述提純罐組中的每個提純罐內(nèi)各含至少一個吸附劑層、一個原料氣入口、一個廢氣出口、一個產(chǎn)品氣出口及一個清洗氣入口。
[0008]所述第一連接體包括各提純罐的下安裝孔位；
[0009]包括待提純氣體入口及與其相連接的待提純總氣體進氣通道，所述待提純總氣體進氣通道與各提純罐組的進氣通道相連接，所述各提純罐組的進氣通道上都設(shè)置有進氣閥安裝孔位；
[0010]所述各提純罐組的進氣通道與該組內(nèi)各提純罐的下安裝孔位相連接，用于提供原料氣；
[0011]包括提純器廢氣排出口和與其相連接的廢氣總排出通道，所述廢氣總排出通道與各提純罐組的廢氣排出通道相連接，所述各提純罐組的廢氣排出通道上都設(shè)置有廢氣排出閥的安裝孔位；
[0012]所述各提純罐組的廢氣排出通道與該組內(nèi)各提純罐的下安裝孔位相連接，用于排出廢氣。
[0013]所述第二連接體包括各提純罐的上安裝孔位和與其相連接的單向閥安裝孔位，上安裝孔位和單向閥安裝孔位均在第二連接體上；
[0014]包括提純氣總通道和與其相連接的各提純罐組的提純氣通道，所述各提純罐組的提純氣通道與該組的各提純罐的單向閥安裝孔位相連接，用于排出產(chǎn)品氣；
[0015]包括清洗氣總通道和與其相連接的各提純罐組的清洗氣通道，所述各提純罐組的清洗氣通道上都設(shè)置有清洗閥安裝孔位；
[0016]所述清洗氣總通道設(shè)置有清洗流量節(jié)流閥安裝孔位；
[0017]所述各提純罐組的清洗氣通道與該組內(nèi)各提純罐的上安裝孔位相連接，用于提供清洗氣。
[0018]所述提純氣總通道的出口端設(shè)置有背壓閥，由背壓閥連接口連接安裝，所述背壓閥的后端為產(chǎn)品氣緩沖罐或直接連接客戶端。
[0019]所述第二連接體設(shè)置有電磁閥，所述電磁閥包括清洗電磁閥和節(jié)流閥，清洗閥作用是:提純器工作過程中，每組提純罐充壓和清洗時，開啟相應(yīng)清洗閥；節(jié)流閥是用來控制用于提純罐充壓和清洗的純凈氣體的流量。
[0020]所述電磁閥倒置于第二連接體上，或正立于第二連接體上。
[0021]所述提純罐內(nèi)自上而下的結(jié)構(gòu)依次為:第二連接體、上隔離裝置、吸附劑層、下隔離裝置、紊流水分隔離層(如多孔塑料小球)第一連接體。
[0022]所述吸附劑層為一層或多層，所用吸附劑層上的吸附劑為活性炭、三氧化二鋁及分子篩中的其中一種或多種組合。
[0023]所述產(chǎn)品氣緩沖罐能夠與提純罐集成一體，如發(fā)明專利201410302126.4中所述方式，或獨立存在，其設(shè)置有產(chǎn)品氣入口、產(chǎn)品氣出口。
[0024]本發(fā)明有效提高了變壓吸附提純器的提純效率，同樣采用單一 13X分子篩的情況下，雙罐同時進氣與單罐進氣式相比，提純效率由66%提高至80%，變壓吸附提純器壽命也大幅提高。同時，有效縮小了單位產(chǎn)氫量的設(shè)備體積，生產(chǎn)I立方米的氫氣由原來的26L設(shè)備體積，縮小至IlL設(shè)備體積。體積的縮小既減少了原材料成本，也減少了人工維護和運輸?shù)某杀?。變壓吸附提純器提純罐上連接體上電磁閥和壓力傳感器倒置于下側(cè)，便于設(shè)備的封裝與運輸。
【附圖說明】
[0025]圖1是實施例中所述第一連接體的結(jié)構(gòu)平面簡圖；
[0026]圖2是實施例中所述第二連接體的結(jié)構(gòu)平面簡圖；
[0027]圖3是實施例中清洗閥正立于第二連接體上的示意圖；
[0028]圖4是實施例中清洗閥倒置于第二連接體上的示意圖；
[0029]圖5是實施例中提純罐內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0030]本發(fā)明所述具有多罐同時進氣和同時排氣的變壓吸附氣體提純器，包括同時進氣和同時排氣的多提純罐組、分別連接提純罐下端和上端的第一連接體和第二連接體、產(chǎn)品氣緩沖罐以及廢氣處理端。
[0031]所述變壓吸附提純器包含至少2個并聯(lián)的、同時進氣且同時排氣的提純罐組，或至少2個串聯(lián)的提純罐組，每個提純罐組內(nèi)的各提純罐內(nèi)各含至少一個吸附劑層、一個原料氣入口、一個廢氣出口、一個產(chǎn)品氣出口及一個清洗氣入口。
[0032]所述產(chǎn)品氣緩沖罐可以與提純罐集成一體，也可以獨立存在，該產(chǎn)品氣緩沖罐具有產(chǎn)品氣入口、產(chǎn)品氣出口。
[0033]本實施例中，設(shè)計為兩組并聯(lián)的雙純化罐變壓吸附提純器、產(chǎn)品氣緩沖罐獨立式，提純罐組一包含提純罐一和提純罐二，提純罐組二包含提純罐三和提純罐四，上述變壓吸附提純器中的第一連接體I的結(jié)構(gòu)簡圖如圖1所示，所述第一連接體I與提純罐的原料氣入口、廢氣出口相連接，其包含:
[0034]提純罐一的下安裝孔位2，提純罐二的下安裝孔位202，
[0035]提純罐二的下安裝孔位3，提純罐三的下安裝孔位303 ；
[0036]待提純氣體入口 10及待提純氣體進氣通道11，提純罐組一進氣閥安裝孔位9及提純罐組一進氣通道5，提純罐組二進氣閥安裝孔位8及提純罐組二進氣通道4 ;
[0037]提純器廢氣排出口 15和廢氣排出通道14，提純罐組一的廢氣排出通道7及純化罐組一的廢氣排出閥的安裝孔位13，純化罐組二的廢氣排出通道6及純化罐組二的廢氣排出閥的安裝孔位12。
[0038]上述變壓吸附提純器中的第二連接體16結(jié)構(gòu)簡圖如圖2所示，提純罐第二連接體16與提純罐的產(chǎn)品氣出口、清洗氣入口相連接，其包含提純罐一的上安裝孔位17，提純罐二的上安裝孔位177，提純罐三的上安裝孔位18，提純罐四的上安裝孔位188 ;
[0039]提純罐一的單向閥安裝孔位19，提純罐二的單向閥安裝孔位199，提純罐三的單向閥安裝孔位20，提純罐四的單向閥安裝孔位200，提純罐一和提純罐二共用的提純氣通道29，提純罐三和提純罐四共用的提純氣通道30，及提純罐組一和提純罐組二共用的提純氣通道21。
[0040]提純罐組一清洗閥安裝孔位26及其清洗氣通道24，提純罐組二清洗閥安裝孔位25及其清洗氣通道23，提純罐組一和提純罐組二共用清洗氣通道27。
[0041]背壓閥的連接口 22及清洗流量節(jié)流閥安裝孔位28，其中背壓閥連接口所連接的背壓閥作用是，在穩(wěn)定輸出產(chǎn)品氣體的同時，通過前置背壓保證變壓吸附提純器及其前端工作壓力穩(wěn)定；清洗流量節(jié)流閥安裝孔所安裝節(jié)流閥是用來控制用于提純罐清洗和充壓時產(chǎn)品氣的流量。
[0042]可見，在同一提純罐組中，兩個或多個并聯(lián)或串聯(lián)的提純罐共有一個進氣通道及一個進氣閥，共有一個清洗通道及一個清洗閥，且共有