具有前置氣體成份分離裝置的變壓吸附氣體提純器組件的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種變壓吸附氣體提純器組件。該組件包括變壓吸附氣體提純器，所述組件還包括前置組分分離裝置，所述前置組分分離裝置連接在氣源和所述變壓吸附氣體提純器之間，用于在來自所述氣源的氣體進入所述變壓吸附氣體提純器之前對氣體進行組分分離，所述前置組分分離裝置包括缸體和位于所述缸體內的吸附劑。通過所述前置組分分離裝置吸收氣體中的水分子，從而使得所述變壓吸附氣體提純器可以長時間地高效工作。
【專利說明】具有前置氣體成份分離裝置的變壓吸附氣體提純器組件
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種變壓吸附氣體提純器組件。
【背景技術】
[0002] 變壓吸附（Pressure Swing Adso巧tion，簡稱PSA)是一種新型氣體吸附分離技 術。PSA分離提純氣體的原理是吸附劑在高壓下吸附雜質組分，低壓下解吸雜質組分，從而 對氣體進行分離提純。PSA中吸附劑更易于吸附極性較強的氣體分子，如水分子、有機小分 子等，卻不易解吸該些氣體分子。PSA長時間運行必然會有較多的水分子占據吸附劑的活性 位點，影響吸附劑對其他雜質組分的吸附，從而影響其提純能力。CN202555142U公開了一種 應用兩級PSA生產高純度氧氣的變壓吸附制氧裝置。該裝置雖然可W達到除去空氣中水分 的目的，但是該裝置所需組件多，結構復雜、成本高。
[0003] 因此，需要一種不僅能夠對預提純氣體進行水分處理從而提高PSA的使用壽命而 且結構簡單、成本較低的變壓吸附氣體提純器。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的就是提供一種不僅能夠對預提純氣體進行水分處理從而提高PSA 的使用壽命而且結構簡單、成本較低的變壓吸附氣體提純器組件。
[0005] 上述目的是通過如下的變壓吸附氣體提純器組件實現的，該組件包括變壓吸附氣 體提純器，所述組件還包括前置組分分離裝置，所述前置組分分離裝置連接在氣源和所述 變壓吸附氣體提純器之間，用于在來自所述氣源的氣體進入所述變壓吸附氣體提純器之前 對氣體進行組分分離，所述前置組分分離裝置包括缸體和位于所述缸體內的吸附劑。
[0006] 通過所述前置組分分離裝置吸收氣體中的水分子，從而使得所述變壓吸附氣體提 純器可W長時間地高效工作。
[0007] 在一個優選實施例中，所述前置組分分離裝置設有；進氣閥，通過進氣管路與所述 氣源連接；排氣閥，連接有廢氣排放管路；清洗閥，通過再生進氣管路與所述變壓吸附氣體 提純器連接；連接所述變壓吸附氣體提純器的出氣管路。該樣的前置組分分離裝置可W稱 為隔離式前置組分分離裝置。將該隔離式前置組分分離裝置通過外置的管路連接至所述變 壓吸附氣體提純器，不需要對所述變壓吸附氣體提純器進行修改。
[0008] 在一個優選實施例中，所述變壓吸附氣體提純器包括至少一個氣床、產品氣緩沖 罐、第一連接構件（上閥體）和第二連接構件（下閥體）；所述前置組分分離裝置、所述至 少一個氣床和所述產品氣緩沖罐位于所述第一連接構件和所述第二連接構件之間。。
[0009] 在一個優選實施例中，所述前置組分分離裝置包括溫度傳感器，用于測量所述吸 附劑的溫度。通過吸附劑的溫度變化情況，可W確定前置組分分離裝置是否吸附飽和W及 是否解吸完成。
[0010] 在一個優選實施例中，所述前置組分分離裝置包括加熱器。吸附劑在高溫情況下 再生時更加有利。
[0011] 在一個優選實施例中，所述加熱器為加熱帶，所述加熱帶纏繞于所述缸體的外周 面上。加熱帶加熱適用于管徑較小的缸體。
[0012] 在一個優選實施例中，所述加熱器為至少一個加熱棒，所述至少一個加熱棒插入 到所述缸體內。加熱棒加熱適用于管徑較大的缸體。
[0013] 在一個優選實施例中，所述前置組分分離裝置包括包裹所述缸體的保溫裝置，所 述保溫裝置為保溫棉。保溫裝置既用來對前置組分分離裝置再生時的加熱的保溫，又用來 與外界隔溫而保護外部環境免受高溫影響。
[0014] 在一個優選實施例中，所述前置組分分離裝置包括包裹所述缸體的保溫裝置，所 述保溫裝置為保溫棉、幢石材料或二者。保溫裝置既用來對前置組分分離裝置再生時的加 熱的保溫，又用來與外界隔溫而保護外部環境免受高溫影響。
[0015] 在一個優選實施例中，所述吸附劑是活性炭類、氧化鉛類或娃膠類中至少一種物 質。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016] 本發明的上述W及其他目的和優點通過參考W下附圖且W實施例的方式會更加 明顯，在附圖中：
[0017] 圖1是本發明的第一實施方案的PSA氣體提純器組件的示意圖。
[0018] 圖2是圖1的PSA氣體提純器組件的前置組分分離裝置的結構簡圖。
[0019] 圖3A是室溫條件下CA在分子篩上的吸附溫度曲線圖；圖3B是室溫條件下CA在 分子篩上的解吸溫度曲線圖。
[0020] 圖4A和圖4B示出不同加熱器類型的前置組分分離裝置的簡圖。
[0021] 圖5示出了雙氣床式PSA提純器的簡圖。
[0022] 圖6是本發明的第二實施方案的PSA氣體提純器組件的示意圖。
[0023] 圖7A示出了圖6的PSA氣體提純器組件的第一連接構件的結構示意圖；圖7B示 出了圖6的PSA氣體提純器組件的第二連接構件的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0024] 下文將參照附圖W舉例的方式描述本發明的PSA氣體提純器組件。然而，應理解， 下面的實施例和附圖僅是舉例性的，并不限制本發明的范圍。本發明的范圍應由所附帶的 權利要求限定。另外，為清楚起見，附圖未按比例繪制。
[00巧]圖1是本發明的第一實施方案的PSA氣體提純器組件的示意圖。PSA氣體提純器 組件1包括前置組分分離裝置2和PSA分離提純器3。前置組分分離裝置2通過外置管路 與氣源4和PSA分離提純器3連通。具體地，前置組分分離裝置2通過進氣管路5與氣源4 連通，對氣源4中的氣體進行組分分離，分離氣體經出氣管路6進入PSA分離提純器3。前 置組分分離裝置2的再生過程中，PSA分離提純器3中的提純氣體經再生進氣管路7進入 前置組分分離裝置2,廢氣經廢氣排放管路8排出。因此，圖1中的前置組分分離裝置2可 W稱為間隔式（隔離式）前置組分分離裝置。
[0026] 圖2是圖1的PSA氣體提純器組件的前置組分分離裝置的結構簡圖。前置組分分 離裝置2包括缸體9 W及位于缸體9內的吸附劑。吸附劑可W是活性炭類、氧化鉛類、娃膠 類或分子篩類吸附劑。缸體9可W使金屬管或耐高溫塑料管。缸體9的最小容積可W根據 氣源中預純化雜質含量、進氣流速、吸附劑吸附容量W及需連續工作時間計算得到。例如， 可W通過如下公式得到。
[0027]
【權利要求】
1. 一種變壓吸附氣體提純器組件，包括變壓吸附氣體提純器，其特征在于： 所述組件還包括前置組分分離裝置，所述前置組分分離裝置連接在氣源和所述變壓吸 附氣體提純器之間，用于在來自所述氣源的氣體進入所述變壓吸附氣體提純器之前對氣體 進行組分分尚， 所述前置組分分離裝置包括缸體和位于所述缸體內的吸附劑。
2. 根據權利要求1所述的變壓吸附氣體提純器組件，其特征在于，所述前置組分分離 裝置設有： 進氣閥，通過進氣管路與所述氣源連接； 排氣閥，連接有廢氣排放管路； 清洗閥，通過再生進氣管路與所述變壓吸附氣體提純器連接； 連接所述變壓吸附氣體提純器的出氣管路。
3. 根據權利要求1所述的變壓吸附氣體提純器組件，其特征在于，所述變壓吸附氣體 提純器包括至少一個氣床、產品氣緩沖罐、第一連接構件和第二連接構件；所述前置組分分 離裝置、所述至少一個氣床和所述產品氣緩沖罐位于所述第一連接構件和所述第二連接構 件之間。
4. 根據權利要求2或3所述的變壓吸附氣體提純器組件，其特征在于，所述前置組分分 離裝置包括溫度傳感器，用于測量所述吸附劑的溫度。
5. 根據權利要求2所述的變壓吸附氣體提純器組件，其特征在于，所述前置組分分離 裝置包括加熱器。
6. 根據權利要求5所述的變壓吸附氣體提純器組件，其特征在于，所述加熱器為加熱 帶，所述加熱帶纏繞于所述缸體的外周面上。
7. 根據權利要求5所述的變壓吸附氣體提純器組件，其特征在于，所述加熱器為至少 一個加熱棒，所述至少一個加熱棒插入到所述缸體內。
8. 根據權利要求6所述的變壓吸附氣體提純器組件，其特征在于，所述前置組分分離 裝置包括包裹所述缸體的保溫裝置，所述保溫裝置為保溫棉。
9. 根據權利要求7所述的變壓吸附氣體提純器組件，其特征在于，所述前置組分分離 裝置包括包裹所述缸體的保溫裝置，所述保溫裝置為保溫棉、蛭石材料或二者。
10. 根據權利要求1所述的變壓吸附氣體提純器組件，其特征在于，所述吸附劑是活性 炭類、氧化鋁類或硅膠類中至少一種物質。
【文檔編號】B01D53/02GK104436992SQ201410543516
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年10月15日 優先權日:2014年10月15日
【發明者】朱俊娥, 歐陽洵, 賴平化 申請人:北京氫璞創能科技有限公司