一種二氧化碳乾燥系統及其分離方法
2023-12-01 20:30:41 2
專利名稱：一種二氧化碳乾燥系統及其分離方法
技術領域：
本發明涉及一種空分系統及分離方法，尤其涉及一種二氧化碳乾燥系統及其分離方法。
背景技術：
二氧化碳乾燥系統適用於空分、氣體淨化等行業，尤其應用於二氧化碳的回收淨化，乾燥器內設有分子篩、氧化鋁吸附劑，二氧化碳進入乾燥器床層，經分子篩、氧化鋁除去水分，達到淨化乾燥二氧化碳的作用，現有技術一般是兩床乾燥器，一臺在吸附，一臺在再生，這樣會浪費沒有利用完的餘熱。
發明內容
本發明的目的是提供一種二氧化碳乾燥系統及其分離方法，該系統能夠自動切換流程，充分利用再生氣體的熱量，節約能源。本發明的具體方案為:一種二氧化碳乾燥系統，包括順次連接的預冷器、水分離器、乾燥器、粉塵過濾器和換熱器，在所述預冷器與所述乾燥器之間串聯有電加熱器，所述乾燥器的數量為3個，原料氣由下至上流過所述乾燥器。進一步的，所述3個乾燥器並聯設置在所述水分離器與所述粉塵過濾器之間。進一步的，所述乾燥器進口、出口設有閥門，所述閥門由控制系統控制其開或關。進一步的，所述控制系統為PLC控制系統。進一步的，所述粉塵過濾器的數量為2個，所述2個粉塵過濾器並聯設置。一種二氧化碳分離的方法，該方法包括如下步驟:原料氣進入預冷器預冷後進入水分離器脫水，然後進入乾燥器，經設置在所述乾燥器內的分子篩床層吸附脫除原料氣中的水分之後排出。接著進入粉塵過濾器除去顆粒狀雜質，最後進入換熱器深冷原料氣，當所述乾燥器吸附水分飽和後，通過電加熱器加熱從預冷器出來的氣體反吹乾燥器進行再生，所述乾燥器的數量為3個。進一步的，所述乾燥器處理原料氣按照時間順序依次包括吸附、再生和預加熱，所述3個乾燥器交替處於吸附、再生和預加熱三個工作狀態。採用上述技術方案，本發明的技術效果有:本乾燥系統能實現乾燥系統的三個乾燥器自動切換，保證設備運行安全，節約人力成本。相對於傳統乾燥系統，本發明可以更好得回收再生氣體的熱量，節約能耗。本發明中的粉塵過濾器共兩組，一用一備，如使用的一組壓差有明顯增大，需要清洗或更換濾芯時，切換到另外一組使用。
圖1是本發明提供的二氧化碳乾燥系統的結構示意圖2是本發明提供的二氧化碳分離方法的工藝流程圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明的具體實施方式
作進一步的詳細說明。如圖1所示，一種二氧化碳乾燥系統，包括順次連接的I個預冷器1、1個水分離器
3、3個並聯的乾燥器5、2個並聯的粉塵過濾器6和I個換熱器2，在預冷器I與乾燥器5之間串聯有2個並聯的電加熱器4，其中粉塵過濾器6共兩組，一用一備，如果使用的一組壓差有明顯增大，需要清洗或更換濾芯時，粉塵過濾器6切換到另外一組使用，乾燥器5由三組(只)立裝的圓柱形容器組成，乾燥器5進口設置在其下部，出口設置在其頂部，三隻乾燥器5的進口、出口設有閥門，該閥門由PLC控制系統控制其開或關，使三隻乾燥器5進行交替工作，即一隻乾燥器運行在吸附工作狀態，一隻乾燥器處於預加熱狀態，一隻則運行在再生狀態。處在吸附工作狀態的乾燥器5，當二氧化碳通過分子篩時，其中的水分被乾燥劑吸附，使二氧化碳得到乾燥，含水量達到20ppm以下。經過一段時間的吸附，乾燥劑就需要進行再生，通過回收預冷器I的氣體經過電加熱器4加熱後，反吹乾燥器5進行預加熱，使其內的乾燥劑解析出水分，進行再生，此時，經過再生後的乾燥器再投入吸附工作，預加熱的乾燥器開始再生，而吸附飽和的乾燥器則開始進行預加熱，三組(只)乾燥器交替工作。如圖2所示，一種二氧化碳分離的方法，該方法包括如下步驟:脫除其中的硫組分後的原料氣進入預冷器，初步冷卻後，使飽和的氣態水轉化為游離態的水，經水分離器除去原料氣中大部分游離態的水，然後從乾燥器下部進入乾燥器床層，經分子篩、氧化鋁除去水分，接著進入粉塵過濾器除去顆粒狀雜質，最後進入換熱器深冷原料氣，乾燥器處理原料氣按照時間順序依次包括吸附、再生和預加熱，當所述乾燥器吸附水分飽和後，通過電加熱器加熱從預冷器出來的氣體反吹乾燥器進行再生，乾燥器的數量為3個；3個乾燥器交替處於吸附、再生和預加熱三個工作狀態。實施例1三臺乾燥器A、B、C是相互交替工作的，當A處於吸附工作狀態時，B處於再生狀態，C則處於預加熱狀態；當B處於吸附工作狀態時，C處於再生狀態，A則處於預加熱狀態；當C處於吸附工作狀態時，B處於預加熱狀態，A則處於再生狀態。三臺乾燥器自動控制過程半周期分15步進行，當切換程序啟動時，即處於第一
止/J/ O第一步A吸附，B加熱，C卸壓，電加熱器開啟，計時20分；第二步A吸附，B加熱，C靜置，電加熱器開啟，計時50分；第三步A吸附，B冷吹，C預熱，電加熱器關閉，計時240分；第四步A吸附，B均壓，C加熱，電加熱器開啟，計時45分；第五步A吸附，B並行，C加熱，電加熱器開啟，計時5分；第六步A卸壓，B吸附，C加熱，電加熱器開啟，計時20分；第七步A靜置，B吸附，C加熱，電加熱器開啟，計時50分；第八步A預熱，B吸附，C冷吹，電加熱器關閉，計時240分；第九步A加熱，B吸附，C均壓，電加熱器開啟，計時45分；第十步A加熱，B吸附，C並行，電加熱器開啟，計時5分；
第^^一步A加熱，B卸壓，C吸附，電加熱器開啟，計時20分；第十二步A加熱，B靜置，C吸附，電加熱器開啟，計時50分；第十三步A冷吹，B預熱，C吸附，電加熱器關閉，計時240分；第十四步A均壓，B加熱，C吸附，電加熱器開啟，計時45分；第十五步A並行，B加熱，C吸附，電加熱器開啟，計時5分。二氧化碳經過乾燥器後，其中水組分被脫出到20ppm以下，從床層上部排出進入粉塵過濾器6。在粉塵過濾器6中可過濾分子篩粉末，當氣體經過過濾後進入換熱器2。在換熱器中與返流的二氧化碳氣體換熱，經初步冷卻後進入液化精餾工序。粉塵過濾器共兩組，一用一備，但使用的一組壓差有明顯增大時，需要清洗或更換濾芯，此時切換到另外一組使用。最後應當說明的是:以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非對其限制，儘管參照上述實施例對本發明進行了詳細的說明，所屬領域的普通技術人員應當理解:依然可以對本發明的具體實施方式
進行修改或者等同替換，而未脫離本發明精神和範圍的任何修改或者等同替換，其均應涵蓋在本發明 的權利要求範圍當中。
權利要求
1.一種二氧化碳乾燥系統，包括順次連接的預冷器(I)、水分離器(3)、乾燥器(5)、粉塵過濾器(6 )和換熱器(2 )，在所述預冷器(I)與所述乾燥器(5 )之間串聯有電加熱器(4 )，其特徵在於:所述乾燥器(5)的數量為3個，原料氣由下至上流過所述乾燥器(5)。
2.如權利要求1所述的乾燥系統，其特徵在於:所述3個乾燥器(5)並聯設置在所述水分離器(3 )與所述粉塵過濾器(6 )之間。
3.如權利要求1所述的乾燥系統，其特徵在於:所述乾燥器(5)進口、出口設有閥門，所述閥門由控制系統控制其開或關。
4.如權利要求3所述的乾燥系統，其特徵在於:所述控制系統為PLC控制系統。
5.如權利要求1所述的乾燥系統，其特徵在於:所述粉塵過濾器(6)的數量為2個，所述2個粉塵過濾器(6 )並聯設置。
6.一種二氧化碳分離的方法，該方法包括如下步驟:原料氣進入預冷器預冷後進入水分離器脫水，然後進入乾燥器，經設置在所述乾燥器內的分子篩床層吸附脫除原料氣中的水分之後排出，接著進入粉塵過濾器除去顆粒狀雜質，最後進入換熱器深冷原料氣，其特徵在於:當所述乾燥器吸附水分飽和後，通過電加熱器加熱從預冷器出來的氣體反吹乾燥器進行再生，所述乾燥器的數量為3個。
7.如權利要求6所述的分離方法，其特徵在於:所述乾燥器處理原料氣按照時間順序依次包括吸附、再生和預加熱，所述3個乾燥器交替處於吸附、再生和預加熱三個工作狀態。
全文摘要
一種二氧化碳乾燥系統及其分離方法，包括順次連接的預冷器、水分離器、乾燥器、粉塵過濾器和換熱器，在所述預冷器與所述乾燥器之間串聯有電加熱器，所述乾燥器的數量為3個，原料氣由下至上流過所述乾燥器；該系統能夠自動切換流程，充分利用再生氣體的熱量，節約能源。
文檔編號B01D53/26GK103143240SQ20131004856
公開日2013年6月12日 申請日期2013年2月6日 優先權日2013年2月6日
發明者吳江, 王長建 申請人:珠海共同機械設備有限公司