VPSA变压吸附分级提纯CO2设备

技术领域

本发明涉及真空变压吸附分离技术领域，具体的，涉及一种VPSA变压吸附分级提纯CO

背景技术

二氧化碳（CO

应对不同气体分离和提纯的需要，有很多分离方法，包括低温冷凝、液态吸收法、固体吸附和膜分离法等，但它们都有自己的优势和劣势。基于固体吸附法的变压吸附技术（PSA）和真空变压吸附技术（VPSA），已经普遍应用于氢气（H

发明内容

本发明提出VPSA变压吸附分级提纯CO

本发明的技术方案如下：

VPSA变压吸附分级提纯CO

第一真空变压吸附组及第二真空变压吸附组，所述第一真空变压吸附组与第二真空变压吸附组连通；

第一压力缓冲罐，连通设置在所述第一真空变压吸附组的进气口；

第二压力缓冲罐，连通设置在所述第一真空变压吸附组的出气口及第二真空变压吸附组的进气口之间；

吸干机吸附塔，设置在所述第一压力缓冲罐与所述第一真空变压吸附组之间。

做进一步的技术方案，所述第一真空变压吸附组及第二真空变压吸附组均包括若干个吸附塔，若干个所述吸附塔的进口及出口均设置有电磁阀，若干个所述吸附塔均连接有压力计。

做进一步的技术方案，所述第二真空变压吸附组的出气口依次连通有真空泵及真空缓冲罐。

做进一步的技术方案，所述吸附塔包括：

壳体，截面为圆形；

吸附筒，设置在所述壳体内部，所述吸附筒与所述壳体同轴设置，所述吸附筒上具有填料孔一；

吸附板，移动且转动设置在所述吸附筒内，所述吸附板具有填料孔二，所述吸附板设置有若干块，所述吸附板移动后，所述填料孔二与所述填料孔一对齐或错位。

做进一步的技术方案，所述吸附筒的底部设置有导面板，所述导面板呈锥形结构，所述吸附塔内设置有连接板，所述连接板连接在所述吸附筒的顶部，所述连接板与所述吸附塔可拆卸连接。

做进一步的技术方案，所述吸附塔还包括调节组件，所述调节组件包括：

导向环槽，设置在所述连接板上；

移动块，设置在所述导向环槽内；

转轴，一端连接在所述吸附板上，另一端贯穿所述移动块且连接有转动轮，所述转动轮与所述移动块均设置有若干个；

皮带，用于连接若干个所述转动轮。

做进一步的技术方案，所述调节组件还包括

张紧轮，转动设置在所述连接板上，所述皮带连接所述张紧轮与所述转动轮，且所述张紧轮用于带动所述皮带进行张紧；

摆动杆，设置有若干个，所述摆动杆与所述移动块一一对应连接，所述摆动杆的一端铰接在所述连接板上，另一端铰接在所述移动块上。

做进一步的技术方案，所述调节组件还包括

线性驱动件；

推动杆一及推动杆二，所述推动杆一的一端与所述推动杆二的一端铰接，所述推动杆二的另一端与所述摆动杆铰接，所述推动杆一的另一端具有抵接滑槽，所述推动杆一的中部铰接在所述连接板上，所述线性驱动件的伸缩端铰接有抵接滑块，所述抵接滑块与所述抵接滑槽滑动连接。

本发明的工作原理及有益效果为：

1、本发明中设置有至少两组真空变压吸附组，使得设备进行至少两次CO

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明连接关系示意图；

图2为本发明第一真空变压吸附组的连接关系示意图；

图3为本发明第二真空变压吸附组的连接关系示意图；

图4为本发明吸附塔结构示意图；

图5为本发明调节组件结构示意图；

图6为本发明调节组件结构示意图；

图7为本发明图6中A部位的局部放大；

图中：1、第一真空变压吸附组，2、第二真空变压吸附组，3、第一压力缓冲罐，4、第二压力缓冲罐，5、吸干机吸附塔， 6、电磁阀，7、压力计，8、真空泵，9、真空缓冲罐，10、吸附塔，11、壳体，12、吸附筒，121、填料孔一，13、吸附板，131、填料孔二，14、导面板，15、连接板，20、调节组件，21、导向环槽，22、移动块，23、转轴，231、转动轮，232、皮带，233、张紧轮，24、摆动杆，25、线性驱动件，251、抵接滑块，26、推动杆一，261、抵接滑槽，27、推动杆二。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都涉及本发明保护的范围。

实施例1

如图1~图7所示，本实施例提出了VPSA变压吸附分级提纯CO

第一真空变压吸附组1及第二真空变压吸附组2，所述第一真空变压吸附组1与第二真空变压吸附组2连通；

第一压力缓冲罐3，连通设置在所述第一真空变压吸附组1的进气口；

第二压力缓冲罐4，连通设置在所述第一真空变压吸附组1的出气口及第二真空变压吸附组2的进气口之间；

吸干机吸附塔5，设置在所述第一压力缓冲罐3与所述第一真空变压吸附组1之间。

本实施例中，为了解决现有技术中的提纯CO

如图1~图7所示，所述第一真空变压吸附组1及第二真空变压吸附组2均包括若干个吸附塔10，若干个所述吸附塔10的进口及出口均设置有电磁阀6，若干个所述吸附塔10均连接有压力计7、温度传感器、压力传感器及流量计。

本实施例中，电磁阀6用于控制每个吸附塔10的打开与闭合，且在第一压力缓冲罐3、吸干机吸附塔5及第二真空变压吸附组2的进气口都设置有换热器，用于调整气流的温度，且还设置有各级风冷散热气，各级缓冲罐，鼓风机，真空泵等设备整体可拆卸安装，结构紧凑，安装方便。

如图1~图7所示，所述第二真空变压吸附组2的出气口依次连通有真空泵8及真空缓冲罐9。

本实施例中，为了提高回收率，真空泵8设置有两个，其中一个真空泵8（第一个）与第二真空变压吸附组2中的每个吸附塔的出口均相连通，且与第二压力缓冲罐4的进气口连通；另一个真空泵8（第二个）的一端连通第二真空变压吸附组2的总出口连通，另一端与真空缓冲罐9连通。第一个真空泵8加速均压，逆向减压，使吸附塔内的压力快速降低，把低纯CO

如图1~图7所示，所述吸附塔10包括：

壳体11，截面为圆形；

吸附筒12，设置在所述壳体11内部，所述吸附筒12与所述壳体11同轴设置，所述吸附筒12上具有填料孔一121；

吸附板13，移动且转动设置在所述吸附筒12内，所述吸附板13具有填料孔二131，所述吸附板13设置有若干块，所述吸附板13移动后，所述填料孔二131与所述填料孔一121对齐或错位。

本实施例中，为了对气流进行分离提纯，在填料孔一121和填料孔二131内均设置有吸附剂填料，气流从壳体底部的进气口进入穿过吸附筒12和吸附板13，然后从壳体11的顶部流出，在这个过程中，通过吸附板13的移动及转动调整填料孔二131与填料孔一121的相对位置，使得气流的流速的流向得到相应的调整，使得气流多为紊流状态，从而改变气流与单位面积吸附剂填料的接触占比，提高提纯速度，保证提纯质量。

如图1~图7所示，所述吸附筒12的底部设置有导面板14，所述导面板14呈锥形结构，所述吸附塔10内设置有连接板15，所述连接板15连接在所述吸附筒12的顶部，所述连接板15与所述吸附塔10可拆卸连接。

本实施例中，吸附筒12的底部设置有导面板14对进入壳体11内的气流进行分流和导向，使得气流从底部流向壳体的侧壁，然后依次穿过吸附筒12和吸附板13从壳体11顶部的出气口流出，连接板15的设置阻碍了气流直接沿着侧壁流向壳体11的顶部出气口，使得气流必须穿过吸附筒12，连接板15上设置有气孔，穿过吸附板13的气流从气孔流出到连接板15的上方，然后从壳体11顶部流出。

如图1~图7所示，所述吸附塔10还包括调节组件20，所述调节组件20包括：

导向环槽21，设置在所述连接板15上；

移动块22，设置在所述导向环槽21内；

转轴23，一端连接在所述吸附板13上，另一端贯穿所述移动块22且连接有转动轮231，所述转动轮231与所述移动块22均设置有若干个；

皮带232，用于连接若干个所述转动轮231。

本实施例中，为了实现吸附板13与吸附筒12之间的相对位置，在连接板15设置有导向环槽21，移动块22滑动设置在导向环槽21内，当移动块移动时，带动转轴23移动，从而带动吸附板13沿着导向环槽21移动，从而使得填料孔二131与填料孔一121对齐、错位或者部分重合，以此改变气流的流速，当其错位或部分重合时，使得气体少量流出，避免漫灌式流出，保证了分离的纯度；为了进一步改变气流的流速，改变吸附板13上吸附剂填料与穿过填料孔一121的气流的接触夹角，从而改变分离速度，设置了转动轮231，当皮带232转动带动转动轮231转动，转动轮231带动转轴23转动，转轴23带动吸附板13转动，吸附板13转动后，吸附板13相对于吸附筒12的投影面积改变，从而使得穿过填料孔一121的气流与改变吸附板13上吸附剂填料的接触夹角得到改变。

如图1~图7所示，所述调节组件20还包括

张紧轮233，转动设置在所述连接板15上，所述皮带232连接所述张紧轮233与所述转动轮231，且所述张紧轮233用于带动所述皮带232进行张紧；

摆动杆24，设置有若干个，所述摆动杆24与所述移动块22一一对应连接，所述摆动杆24的一端铰接在所述连接板15上，另一端铰接在所述移动块22上。

本实施例中，张紧轮233为主动轮，其可以用电机驱动，张紧轮233与皮带232接触时，张紧轮233转动，带动232转动，从而带动吸附板13绕转轴23转动，改变吸附板13相对于吸附筒12的投影面积；张紧轮233与皮带232接触时，张紧轮233转动的同时摆动杆24摆动，使得吸附板13在自转的同时沿着导向环槽21移动；

张紧轮233与皮带232不接触时，张紧轮233转动，吸附板13无动作；张紧轮233与皮带232不接触时，张紧轮233转动的同时摆动杆24摆动，使得吸附板13沿着导向环槽21移动。

如图1~图7所示，所述调节组件20还包括

线性驱动件25；

推动杆一26及推动杆二27，所述推动杆一26的一端与所述推动杆二27的一端铰接，所述推动杆二27的另一端与所述摆动杆24铰接，所述推动杆一26的另一端具有抵接滑槽261，所述推动杆一26的中部铰接在所述连接板15上，所述线性驱动件25的伸缩端铰接有抵接滑块251，所述抵接滑块251与所述抵接滑槽261滑动连接。

本实施例中，若干个摆动杆24之间固定连接，使得一个摆动杆24摆动则带动若干个摆动杆24同步运动；线性驱动件25为液压伸缩杆或电动伸缩杆，设置在连接板15上，当线性驱动件25的伸缩端伸长，抵接滑块251在抵接滑槽261滑动，带动推动杆一26绕与连接板15的交接点转动，使得推动杆一26的另一端移动，从而带动推动杆二27移动，推动杆二27带动摆动杆24进行摆动，抵接滑块251和抵接滑槽261的截面为T型。

本实施例中，一组真空变压吸附组上述设备的使用步骤如下：

进料吸附：原料气经塔体底部进入真空变压吸附组的某吸附塔，CO

顺流减压：停止原料气进入该吸附塔，打开该吸附塔与刚完成轻质回流步骤的其他吸附塔顶部的连接，将该吸附塔内的贫CO

抽空排气：关闭该吸附塔与其他吸附塔的连接，使用与该吸附塔底部相连的真空泵回收CO

轻质回流：保持真空泵的连通，将该吸附塔顶部与进行进料吸附步骤的其他吸附塔的顶部连通，其他吸附塔中排出的贫CO

逆流加压：关闭真空泵的连通，将该吸附塔顶部与刚完成进料吸附步骤的其他吸附塔的顶部连通，使该吸附塔与其他吸附塔的压力均衡；

加压：向该吸附塔中引入原料气或贫CO

重复上述步骤。

表一：两组吸附塔的工作步序（步骤顺序）

注：第一真空变压吸附组1及第二真空变压吸附组2中的吸附塔依次为T1-T8。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。