CN102343196A - 一段法变压吸附提氢并回收富碳气的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种一段法变压吸附提氢并回收富碳气的方法及装置，采用变压吸附原理从甲醇合成弛放气中提取高纯度的氢气作为产品气，同时回收脱附过程中产生的高纯度富碳气作为甲醇装置的原料气，而且产生的较高浓度的顺放氢气返回至甲醇系统，低浓度的顺放置换气作为燃料气排入燃料管网，其工艺流程中的每一循环均包括吸附过程、均压降压过程、顺放过程、置换过程、逆放过程、抽真空过程、均压升压过程和终冲过程，本发明与常规二段法提氢工艺流程相比，装置的总氢回收率和产品氢气回收率得到了提高，同时，在解析气中得到了高纯度的富碳气，装置投资省，占地面积小，具有较好的经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及到一种变压吸附制氢装置，尤其涉及到一种能极大提高富碳气回收率的一段法变压吸附提氢并回收富碳气的方法及装置。
背景技术
针对焦炉煤气转化制甲醇或联产合成氨（或需氢产品）的类似装置中，原料气中含有氢气、二氧化碳、一氧化碳、氮气等气体成分，一般采用二段法制氢方法，即先将原料气经变压吸附脱碳流程处理得到粗氢气，脱碳流程中解析出来的含碳气体（富碳气）返回甲醇系统，再将粗氢气通过分子筛变压吸附提氢流程处理而得到较高纯度的成品氢气，提氢流程中解析出来的气体直接送去燃料管网或排空，如中国专利号为CN200610022102.9的、名称为一种高收率甲醇重整制氢方法的发明专利，包括将甲醇与水混合后增压送入汽化过热器，达到反应温度后进入转化器，在催化剂作用下重整生成转化气，再将该转化气冷却至常温，将该转化气净化处理后送入一套装有脱碳吸附剂的变压吸附脱碳装置中脱去二氧化碳，得到含有H2、CO、CH4的脱碳粗氢气，再将该脱碳粗氢气送入一套以分子筛为主要吸附剂的变压吸附提氢装置中脱去所有杂质即得到产品氢气，提氢装置中的尾气增压后并入来自汽化过热器的甲醇与水的混合气体进入转化器，脱碳装置中的尾气直接排放，该种方法虽可大幅度提高氢气总的收率，降低制氢成本，但由于采用二段法，对设备的投资较大，装置占地面积大，而一氧化碳回收率较低，约为15%，高纯氢的回收率也较低，约为91%。
发明内容
本发明主要解决二段法提氢设备投资大、氢气回收率较低、一氧化碳和二氧化碳的回收率低、制氢成本高的技术问题；提供一种可充分回收一氧化碳和二氧化碳、 氢气纯度高、总氢回收率高、设备投资少、占地面积小、装置总体经济效益好的一段法变压吸附提氢并回收富碳气的方法及装置。
为了解决上述存在的技术问题，本发明主要是采用下述技术方案：
一段法变压吸附提氢并回收富碳气的方法，采用变压吸附原理从甲醇合成弛放气中提取高纯度的氢气作为产品气，同时回收脱附过程中产生的高纯度富碳气作为甲醇装置的原料气，而且产生的较高浓度的顺放氢气返回至甲醇系统，低浓度的顺放置换气作为燃料气排入燃料管网，其工艺流程中的每一循环均包括吸附过程、均压降压过程、顺放过程、置换过程、逆放过程、抽真空过程、均压升压过程和终冲过程，具体工艺流程如下：
a）吸附过程：经原料气单元处理后的甲醇合成弛放气通过进口程控阀进入变压吸附提氢单元中正处于吸附状态的吸附塔内，在多种吸附剂的依次选择性吸附下，将甲醇合成弛放气中的H2O、醇类、CO2、CO、CH4、N2等组分吸附下来，未被吸附的氢气等组分从塔顶通过产品气程控阀流入产品气管，输入至产品气单元中的氢气缓冲罐内；
b）均压降压过程：在吸附过程结束后，通过均压程控阀，顺着吸附方向将吸附塔内的较高压力的氢气排放入其它已完成再生的较低压力吸附塔内，该过程不仅是降压过程，更是回收吸附床层死空间内氢气的过程，本过程可包括多次降压步骤以保证氢气的充分回收；
c）顺放过程：在均压降压过程结束后，将吸附塔内还有一定压力的氢气顺放送出，通过顺放气程控阀和顺放氢气控制阀进入顺放氢气储气罐，重新回送到甲醇系统，此过程可以将吸附床死空间的较低压力氢气回收从而提高装置的总氢回收率；
d）置换过程：顺放过程结束后，来自置换气储气罐内较高压力的富碳气通过置换程控阀进入吸附塔底部，将吸附床内的氮气和甲烷顺放置换出来，置换出来的气体通过顺放气程控阀和燃料气控制阀输出至燃料管网，此过程可将吸附层中的氮气和甲烷置换出来，提高吸附塔内的二氧化碳和一氧化碳的浓度，也提高了解析气中的二氧化碳和一氧化碳的含量，有效地降低解析气中氮气组份的含量；
e）逆放过程：在置换过程结束后，将吸附塔内还有一定压力的气体通过置换程控阀逆排至逆放气缓冲罐，并通过压力调节阀送入解析气混合罐，此时吸附塔内的气体压力降至常压；
f）抽真空过程：在逆放过程结束后，真空泵通过抽真空程控阀对吸附塔进行抽真空，吸附塔内的压力进一步降低，使被吸附的组份完全脱附出来，脱附气直接送至解析气混合罐，解析气混合罐内的一部分脱附气被压缩机吸入并压缩升压后进入置换气储气罐，作为较高压力的富碳气为置换过程作好准备，剩余的脱附气则作为富碳气输出重新成为甲醇装置的原料气；
g） 均压升压过程：在抽真空过程结束后，用来自其他吸附塔内的较高压力氢气对该吸附塔进行持续升压，包括多次升压步骤以保证氢气的充分回收，该过程与均压降压过程相对应；
h） 终冲过程：在均压升压过程结束后，为了使吸附塔可以平稳切换至下一次吸附过程并保证产品氢气压力在这一过程中不发生波动，通过终冲程控阀将产品气缓慢而平稳地送入吸附塔内，使吸附塔内的压力升至吸附压力，保证产品升压过程充分和减少吸附压力波动的影响；
i）若干个吸附塔交替顺序进行以上的吸附—再生操作过程，即可实现对甲醇合成弛放气的连续分离与提纯的目的。
一段法变压吸附提氢并回收富碳气的装置，包括原料气单元、变压吸附提氢单元、产品气单元、顺放气单元和解析气单元，甲醇合成弛放气经原料气单元处理后进入变压吸附提氢单元，提取出高纯氢气并输出至产品气单元，脱附产生的气体经解析气单元处理后，一部分脱附气作为置换气重新进入变压吸附提氢单元，另一部分作为富碳气回送至甲醇系统，针对甲醇合成弛放气，通过该装置的变压吸附提氢工艺，可提取高纯度的氢气，同时得到高含量的富碳气回送至甲醇系统。
作为优选，所述原料气单元包括进口调节阀、超压调节阀、计量阀和气液分离器，甲醇合成弛放气通过进口调节阀降低压力，并经计量阀计算流量后进入气液分离器处理，处理后的原料气进入变压吸附提氢单元，原料气经过降压和气液分离处理后，达到了变压吸附提氢工艺的要求。
作为优选，所述变压吸附提氢单元包括若干吸附塔和相应的程控阀，变压吸附提氢单元设有原料气进口管、吸附塔出口管、产品气管、均压管、顺放气管、终冲气管、吸附塔逆放管、解析气管和抽真空管，所述原料气进口管与吸附塔底部的吸附塔逆放管之间设有进口程控阀，甲醇合成弛放气通过进口程控阀进入吸附塔，所述产品气管与吸附塔顶部的吸附塔出口管之间设有产品气程控阀，变压吸附提取的高纯氢通过产品气程控阀流入产品气管，并输出到产品气单元，所述的均压管与吸附塔出口管之间设有均压程控阀，结束吸附过程的吸附塔内较高压力的氢气可通过相应的均压程控阀流入到结束再生的较低压力的吸附塔内，所述的顺放气管与吸附塔出气管之间设有顺放气程控阀，变压吸附过程中的顺放气通过顺放气程控阀流入顺放气管并输出至顺放气单元，所述终冲气管与吸附塔出口管之间设有终冲程控阀，来自产品气单元的产品气可通过终冲程控阀流入吸附塔内完成升压，所述解析气管与吸附塔逆放管之间设有置换程控阀，脱附气体可通过置换程控阀流入解析气管并排出至解析气单元，同时，置换气也可通过置换程控阀流入吸附塔逆放管并进入吸附塔内对吸附剂进行置换，所述抽真空管与吸附塔逆放管之间设有抽真空程控阀，吸附塔内的残余脱附气体通过抽真空程控阀进入抽真空管并排出至解析气单元，通过控制各程控阀，使不同的吸附塔工作在不同的阶段，保证吸附塔的吸附和再生过程连续和平稳，吸附床内死空间的氢气可输送至另外的吸附塔内，各组分的气体均得到回收和利用，装置的总氢回收率高，通过利用富碳气对吸附床的置换，可提高解析气中一氧化碳和二氧化碳的浓度，降低解析气中的含氮量，达到回收解析气的目的。
作为优选，所述吸附塔的数量为6台～12台，多塔循环作业形成吸附—再生过程中的多次均压，既回收了吸附床死空间内的高纯度氢气，极大提高了氢气的回收率，又减少了吸附床内的压力波动，延长了吸附剂的使用寿命，用户可根据实际需要和经济指标，合理选用吸附塔的数量。
作为优选，所述吸附塔内设有一种或多种吸附剂，所述多种吸附剂按吸附性能依次分层装填组成复合吸附床，不同种类的吸附剂对应吸附不同的气体组分，可充分吸附甲醇合成弛放气中的各气体组分，气体分离效果好并进而提升了装置总氢回收率和富碳气回收率，提高了经济效益。
作为优选，所述产品气单元包括氢气缓冲罐、氢气压力调节阀和终冲气压力调节阀，所述氢气压力调节阀一端与产品气管连接，另一端与氢气缓冲罐连接，所述终冲气压力调节阀一端与产品气管连接，另一端与终冲气管连接，保证了产品氢气的压力平稳，满足使用需要，同时，调节终冲气使结束再生吸附塔的压力能平稳升至吸附压力，减少压力波动对吸附过程和吸附剂的影响。
作为优选，所述的顺放气单元包括顺放氢气控制阀、燃料气控制阀和顺放氢气储气罐，所述顺放氢气控制阀一端与顺放气管连接，另一端与顺放氢气储气罐连接，所述燃料气控制阀一端与顺放气管连接，另一端与燃料管网连接，将吸附床死空间内的较高压力的氢气重新回收，回送至甲醇系统，提高了装置总氢回收率，而置换出来的含有氮气、甲烷的低压气体，可作为燃料气送至燃料管网，充分利用，经济效益好。
作为优选，所述解析气单元包括真空泵、压缩机、置换气储气罐、逆放气储气罐和解析气混合罐，所述解析气混合罐分别设有两个进口与两个出口，所述逆放气储气罐的出口与解析气混合罐的进口之间设有压力调节阀，所述压力调节阀的一端与逆放气储气罐连接，另一端与解析气混合罐连接，逆放气储气罐的进口通过脱附气控制阀与解析气管连接，解析气混合罐的另一个进口与真空泵的出口连接，真空泵的进口与抽真空管连接，所述压缩机吸气口与解析气混合罐的一个出口连接，压缩机的排气口与置换气储气罐连接，置换气储气罐的另一端通过置换气控制阀与解析气管连接，吸附过程脱附出来的富含二氧化碳和一氧化碳的脱附气经过二次调节后，一部分被压缩机压缩并送入置换气储气罐，作为置换吸附床内氮气、甲烷等气体的置换气，可提高脱附气的一氧化碳和二氧化碳含量，降低脱附气中氮气的含量，又可以在解析气中得到高纯度的富碳气，回送至甲醇系统，真空脱附的再生效果好，能提高产品收率高和解析气的纯度。
作为优选，所述置换气储气罐与置换气控制阀之间设有置换气流量阀，可实时检测置换气的流量。
本发明的有益效果是：与常规二段变压吸附法相比：
①、采用此种方法可以达到投资省，性价比高；
②、装置总氢回收率高，≥98%；
③、产品氢气回收率高，≥94%（ CO+CO2≤10PPM）；
④、一氧化碳回收率高，≥80%（含氮量≤5%），有利于甲醇增产；
⑤、工艺指标稳定可靠，操控性强；
⑥、装置布局合理，占地面积小。
附图说明
图1是本发明的一种工艺流程框图；
图2是本发明的一种装置示意图；
图3是本发明的一种工艺流程时序表；
图4是本发明的一种工艺流程操作参数表；
图中1. 原料气单元，11.进口调节阀，12.超压调节阀，13.计量阀，14.气液分离器，2.变压吸附提氢单元，21.吸附塔，22.原料气进口管，23.吸附塔出口管，24.产品气管，25.均压管，26.顺放气管，27.终冲气管，28.吸附塔逆放管，29. 解析气管，30.抽真空管，31.进口程控阀，32.产品气程控阀，33.均压程控阀，34.顺放气程控阀，35.终冲程控阀，36.置换程控阀，37.抽真空程控阀，4.产品气单元，41.氢气缓冲罐，42.氢气压力调节阀，43.终冲气压力调节阀，5.顺放气单元，51.顺放氢气控制阀，52.燃料气控制阀，53.顺放氢气储气罐，6.解析气单元，61.真空泵，62.压缩机，63.置换气储气罐，64.逆放气储气罐，65.解析气混合罐，66.压力调节阀，67.脱附气控制阀，68.置换气控制阀，69.置换气流量阀。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例：本实施例的一段法变压吸附提氢并回收富碳气的装置，如图1所示，采用变压吸附原理从甲醇合成弛放气中提取高纯度的氢气作为产品气，同时回收脱附过程中产生的高纯度富碳气作为甲醇装置的原料气，而且产生的较高浓度的顺放氢气返回至甲醇系统，低浓度的顺放置换气作为燃料气排入燃料管网，变压吸附提氢单元采用10-2-6PR/VPSA，如图2所示，吸附塔数量为10台，其中始终有二台吸附塔处于吸附状态，均压过程为6次，其工艺流程中的每一循环均包括吸附过程、均压降压过程、顺放过程、置换过程、逆放过程、抽真空过程、均压升压过程和终冲过程，工艺流程时序表如图3所示，工艺流程的操作参数表如图4所示，具体工艺流程（以A塔工作为例）如下：
a）吸附过程：来自外界的压力为5.0Mpa，温度为30℃甲醇合成弛放气进入该装置，经原料气单元处理后，减压至2.7 MPa，通过进口程控阀31A进入A塔内，在多种吸附剂的依次选择性吸附下，将甲醇合成弛放气中的H2O、醇类、CO2、CO、CH4、N2等组分吸附下来，未被吸附的氢气等组分从塔顶通过产品气程控阀32A流入产品气管24，输入至产品气单元4中的氢气缓冲罐内41，吸附时间约为120秒；
b）均压降压过程：在吸附过程结束后，关闭进口程控阀31A和产品气程控阀32A，开启均压程控阀33A和33D，顺着吸附方向将A塔内的2.7 MPa的氢气排放入已完成再生的D塔，时间为15秒，此时A、D两塔压力平衡为2.302 MPa；
关闭均压程控阀33D，打开均压程控阀33E，A塔内2.302 MPa的氢气顺着吸附方向流入E塔，时间为15秒，此时A、E两塔压力平衡为1.905 MPa；
关闭均压程控阀33E，打开均压程控阀33F，A塔内1.905 MPa的氢气顺着吸附方向流入F塔，时间为15秒，此时A、F两塔压力平衡为1.508MPa；
关闭均压程控阀33F，打开均压程控阀33G，A塔内1.508MPa的氢气顺着吸附方向流入G塔，时间为15秒，此时A、G两塔压力平衡为1.111 MPa；
关闭均压程控阀33G，打开均压程控阀33H，A塔内1.111 MPa的氢气顺着吸附方向流入H塔，时间为15秒，此时A、H两塔压力平衡为0.714 MPa；
关闭均压程控阀33H，打开均压程控阀33I，A塔内0.714 MPa的氢气顺着吸附方向流入I塔，时间为15秒，此时A、I两塔压力平衡为0.317 MPa；
c）顺放过程：在均压降压过程结束后，关闭均压程控阀33A和33I，打开顺放气程控阀34A和顺放氢气控制阀51，A塔内0.317 MPa的氢气流入顺放氢气储气罐53，时间为15秒，此时A塔内的压力下降为0.15 MPa；
d）置换过程：顺放过程结束后，关闭顺放氢气控制阀51，打开燃料气控制阀52、置换程控阀36A和置换气控制阀68，来自置换气储气罐63内较高压力的富碳气通过置换程控阀36A进入A塔，将吸附床内的氮气和甲烷顺放置换出来，置换出来的气体通过顺放气程控阀34A和燃料气控制阀输出至燃料管网，置换时间为15秒，此时A塔内的压力下降为0.1 MPa；
e）逆放过程：在置换过程结束后，关闭顺放气程控阀34A、燃料气控制阀52和置换气控制阀68，打开脱附气控制阀67，A塔内0.1 MPa的气体逆排至逆放气缓冲罐64，并通过压力调节阀66送入解析气混合罐65，逆放时间为15秒，此时A塔内的压力降至常压；
f）抽真空过程：在逆放过程结束后，关闭脱附气控制阀67和置换程控阀36A，打开抽真空程控阀37A和真空泵61，对A塔进行抽真空，A塔内的压力进一步降低，使被吸附的组份完全脱附出来，脱附气直接送至解析气混合罐65，解析气混合罐内的一部分脱附气被压缩机62吸入并压缩升压后进入置换气储气罐63，作为较高压力的富碳气为置换过程作好准备，剩余的脱附气则作为富碳气输出重新作为甲醇装置的原料气，抽真空时间为60秒，此时A塔内的压力下降为-0.08 MPa；
g）均压升压过程：在抽真空过程结束后，关闭抽真空程控阀37A和真空泵61，开启均压程控阀33A和33C，顺着吸附方向将C塔内的0.714 MPa的氢气引入已完成再生的A塔，时间为15秒，此时A、C两塔压力平衡为0.317 MPa；
关闭均压程控阀33C，经过30秒延时后打开均压程控阀33D，D塔内1.111MPa的氢气顺着吸附方向流入A塔，时间为15秒，此时A、D两塔压力平衡为0.714 MPa；
关闭均压程控阀33D，经过30秒延时后打开均压程控阀33E，E塔内1.508 MPa的氢气顺着吸附方向流入A塔，时间为15秒，此时A、E两塔压力平衡为1.111MPa；
关闭均压程控阀33E，经过30秒延时后打开均压程控阀33F，F塔内1.905MPa的氢气顺着吸附方向流入A塔，时间为15秒，此时A、F两塔压力平衡为1.508 MPa；
关闭均压程控阀33F，经过30秒延时后打开均压程控阀33G，G塔内2.302 MPa的氢气顺着吸附方向流入G塔，时间为15秒，此时A、G两塔压力平衡为1.905 MPa；
关闭均压程控阀33G，经过30秒延时后打开均压程控阀33H，H塔内2.7MPa的氢气顺着吸附方向流入A塔，时间为15秒，此时A、H两塔压力平衡为2.302 MPa；
用来自其他吸附塔内的较高压力氢气对A塔进行持续升压，包括六次升压步骤以保证氢气的充分回收，该过程与均压降压过程相对应；
h）终冲过程：在均压升压过程结束后，打开终冲程控阀35A，2.7 MPa的产品气流入A塔内，时间为45秒，此时A塔内的压力上升为2.7 MPa，达到吸附的压力要求；
i）10台吸附塔交替顺序进行以上的吸附—再生操作过程，即可实现原料气的连续分离与提纯的目的。
以上说明并非对本发明作了限制，本发明也不仅限于上述说明的举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所作出的变化、改型、增添或替换，都应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种一段法变压吸附提氢并回收富碳气的方法，采用变压吸附原理从甲醇合成弛放气中提取高纯度的氢气，同时回收脱附过程中产生的高纯度富碳气作为甲醇装置的原料气，而且产生的较高浓度的顺放氢气回收返送至甲醇系统，低浓度的顺放置换气则作为燃料气排入燃料管网，其工艺流程中的每一循环均包括吸附过程、均压降压过程、顺放过程、置换过程、逆放过程、抽真空过程、均压升压过程和终冲过程，具体工艺流程如下：
a）吸附过程：经原料气单元处理后的甲醇合成弛放气通过进口程控阀进入变压吸附提氢单元中正处于吸附状态的吸附塔内，在多种吸附剂的依次选择性吸附下，甲醇合成弛放气中的H2O、醇类、CO2、CO、CH4、N2等组分被吸附下来，未被吸附的氢气等组分从塔顶通过产品气程控阀流入产品气管，输入至产品气单元中的氢气缓冲罐内；
b）均压降压过程：在吸附过程结束后，通过均压程控阀，顺着吸附方向将吸附塔内较高压力的氢气排放入其它已完成再生的较低压力吸附塔内，该过程不仅是降压过程，更是回收吸附床层死空间内氢气的过程，本过程可包括多次降压步骤以保证氢气的充分回收；
c）顺放过程：在均压降压过程结束后，将吸附塔内还有一定压力的氢气顺放送出，通过顺放气程控阀和顺放氢气控制阀进入顺放氢气储气罐，重新回送到甲醇系统，此过程可以将吸附床死空间的较低压力氢气回收从而提高装置的总氢回收率；
d）置换过程：顺放过程结束后，来自置换气储气罐内较高压力的富碳气通过置换程控阀进入吸附塔底部，将吸附床内的氮气和甲烷顺放置换出来，置换出来的气体通过顺放气程控阀和燃料气控制阀输出至燃料管网，此过程可将吸附层中的氮气和甲烷置换出来，提高吸附塔内的二氧化碳和一氧化碳的浓度，也提高了解析气中的二氧化碳和一氧化碳的含量，有效地降低解析气中氮气组份的含量；
e）逆放过程：在置换过程结束后，将吸附塔内还有一定压力的气体通过置换程控阀逆排至逆放气缓冲罐，并通过压力调节阀送入解析气混合罐，此时吸附塔内的气体压力降至常压；
f）抽真空过程：在逆放过程结束后，真空泵通过抽真空程控阀对吸附塔进行抽真空，吸附塔内的压力进一步降低，使被吸附的组份完全脱附出来，脱附气直接送至解析气混合罐，解析气混合罐内的一部分脱附气被压缩机吸入并压缩升压后进入置换气储气罐，作为较高压力的富碳气为置换过程作好准备，剩余的脱附气则作为富碳气输出重新成为甲醇装置的原料气；
g）均压升压过程：在抽真空过程结束后，用来自其他吸附塔内的较高压力氢气对该吸附塔进行持续升压，包括多次升压步骤以保证氢气的充分回收，该过程与均压降压过程相对应；
h）终冲过程：在均压升压过程结束后，为了使吸附塔可以平稳切换至下一次吸附过程并保证产品氢气压力在这一过程中不发生波动，通过终冲程控阀将产品气缓慢而平稳地送入吸附塔内，使吸附塔内的压力升至吸附压力，保证产品升压过程充分和减少吸附压力波动的影响；
i）若干个吸附塔交替顺序进行以上的吸附—再生操作过程，即可实现对甲醇合成弛放气的连续分离与提纯的目的。
2.一种一段法变压吸附提氢并回收富碳气的装置，其特征在于：包括原料气单元（1）、变压吸附提氢单元（2）、产品气单元（4）、顺放气单元（5）和解析气单元（6），甲醇合成弛放气经原料气单元处理后进入变压吸附提氢单元，提取出高纯氢气并输出至产品气单元，脱附产生的气体经解析气单元处理后，一部分脱附气作为置换气重新进入变压吸附提氢单元，另一部分作为富碳气回送至甲醇系统。
3.根据权利要求2所述的一段法变压吸附提氢并回收富碳气的装置，其特征在于：所述原料气单元（1）包括进口调节阀（11）、超压调节阀（12）、计量阀（13）和气液分离器（14），甲醇合成弛放气通过进口调节阀降低压力，并经计量阀计算流量后进入气液分离器处理，处理后的原料气进入变压吸附提氢单元。
4.根据权利要求2所述的一段法变压吸附提氢并回收富碳气的装置，其特征在于：所述变压吸附提氢单元（2）包括若干吸附塔（21A、B、C…）和相应的程控阀，变压吸附提氢单元设有原料气进口管（22）、吸附塔出口管（23）、产品气管（24）、均压管（25）、顺放气管（26）、终冲气管（27）、吸附塔逆放管（28）、解析气管（29）和抽真空管（30），所述原料气进口管与吸附塔底部的吸附塔逆放管之间设有进口程控阀（31 A、B、C…），甲醇合成弛放气通过进口程控阀进入吸附塔，所述产品气管与吸附塔顶部的吸附塔出口管之间设有产品气程控阀（32 A、B、C…），变压吸附提取的高纯氢通过产品气程控阀流入产品气管，并输出到产品气单元（4），所述的均压管与吸附塔出口管之间设有均压程控阀（33A、B、C…），结束吸附过程的吸附塔内较高压力的氢气可通过相应的均压程控阀流入到结束再生的较低压力的吸附塔内，所述的顺放气管与吸附塔出气管之间设有顺放气程控阀（34 A、B、C…），变压吸附过程中的顺放气通过顺放气程控阀流入顺放气管并输出至顺放气单元（5），所述终冲气管与吸附塔出口管之间设有终冲程控阀（35 A、B、C…），来自产品气单元的产品气可通过终冲程控阀流入吸附塔内完成升压，所述解析气管与吸附塔逆放管之间设有置换程控阀（36 A、B、C…），脱附气体可通过置换程控阀流入解析气管并排出至解析气单元（6），同时，置换气也可通过置换程控阀流入吸附塔逆放管并进入吸附塔内对吸附剂进行置换，所述抽真空管与吸附塔逆放管之间设有抽真空程控阀（37 A、B、C…），吸附塔内的残余脱附气体通过抽真空程控阀进入抽真空管并排出至解析气单元。
5.根据权利要求4所述的一段法变压吸附提氢并回收富碳气的装置，其特征在于：所述吸附塔（21 A、B、C…）的数量为6台～12台。
6.根据权利要求4或5所述的，其特征在于：所述吸附塔（21 A、B、C…）内设有一种或多种吸附剂，所述多种吸附剂按吸附性能依次分层装填组成复合吸附床。
7.根据权利要求2所述的一段法变压吸附提氢并回收富碳气的装置，其特征在于：所述产品气单元（4）包括氢气缓冲罐（41）、氢气压力调节阀（42）和终冲气压力调节阀（43），所述氢气压力调节阀一端与产品气管（24）连接，另一端与氢气缓冲罐连接，所述终冲气压力调节阀一端与产品气管连接，另一端与终冲气管（27）连接。
8.根据权利要求2所述的一段法变压吸附提氢并回收富碳气的装置，其特征在于：所述顺放气单元（5）包括顺放氢气控制阀（51）、燃料气控制阀（52）和顺放氢气储气罐（53），所述顺放氢气控制阀一端与顺放气管（26）连接，另一端与顺放氢气储气罐连接，所述燃料气控制阀一端与顺放气管连接，另一端与燃料管网连接。
9.根据权利要求2所述的一段法变压吸附提氢并回收富碳气的装置，其特征在于：所述解析气单元（6）包括真空泵（61）、压缩机（62）、置换气储气罐（63）、逆放气储气罐（64）和解析气混合罐（65），所述解析气混合罐分别设有两个进口与两个出口，所述逆放气储气罐的出口与解析气混合罐的进口之间设有压力调节阀（66），所述压力调节阀的一端与逆放气储气罐连接，另一端与解析气混合罐连接，逆放气储气罐的进口通过脱附气控制阀（67）与解析气管（29）连接，解析气混合罐的另一个进口与真空泵的出口连接，真空泵的进口与抽真空管（30）连接，所述压缩机吸气口与解析气混合罐的一个出口连接，压缩机的排气口与置换气储气罐连接，置换气储气罐的另一端通过置换气控制阀（68）与解析气管连接。
10.根据权利要求9所述的一段法变压吸附提氢并回收富碳气的装置，其特征在于：所述置换气储气罐（63）与置换气控制阀（68）之间设有置换气流量阀（69）。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Method and device for one-stage pressure swing adsorption hydrogen extraction and carbon-rich gas recovery Effective date of registration: 20160715 Granted publication date: 20140507 Pledgee: Zhejiang Fuyang Rural Commercial Bank branch of the new Limited by Share Ltd Pledgor: Hangzhou Perfect Purity Installation Co., Ltd. Registration number: 2016990000598 |
|
| PLDC | Enforcement, change and cancellation of contracts on pledge of patent right or utility model | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20170505 Granted publication date: 20140507 Pledgee: Zhejiang Fuyang Rural Commercial Bank branch of the new Limited by Share Ltd Pledgor: Hangzhou Perfect Purity Installation Co., Ltd. Registration number: 2016990000598 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Method and device for one-stage pressure swing adsorption hydrogen extraction and carbon-rich gas recovery Effective date of registration: 20170505 Granted publication date: 20140507 Pledgee: Zhejiang Fuyang Rural Commercial Bank branch of the new Limited by Share Ltd Pledgor: Hangzhou Perfect Purity Installation Co., Ltd. Registration number: 2017990000377 |