變壓吸附法從混合氣中提取二氧化碳的製作方法
2023-05-05 07:00:21 2
專利名稱：變壓吸附法從混合氣中提取二氧化碳的製作方法
技術領域：
本發明是利用變壓吸附技術將富含二氧化碳混合氣分離，並提取其中二氧化碳組份。
富含二氧化碳混合氣中含二氧化碳15～90%(體積)，其餘組分為氮、氫、氧、一氧化碳、甲烷等。不同的氣源，各組份的含量範圍也不同。富含二氧化碳的混合氣包括石灰窯氣、變換氣及其它工業氣等。
石灰窯氣是石灰窯煅燒石灰石而分解出來的氣體，其組成範圍如下(以體積百分數表示)CO225～40%N260～70%O20.5～1.8%CO0.5～1.5%合成氨廠中採用不同方法和不同原料造氣，經變換後均含有大量CO2，其組成範圍(以體積%表示)為CO215～30%H230～65%N215～35%CO1～3%CH40.5～4.5%O2+Ar 0.5～1%用變壓吸附法從上述富含CO2的混合氣體中提取的二氧化碳，可用作化工原料，也可用於冶金、焊接、飲料、科學研究等行業。
本發明的目的在於提供一種能從富含二氧化碳氣的混合氣體中提取出濃度為99～99.9%(體積)的工業二氧化碳的變壓吸附方法。
本發明的另一目的在於提供一種能獲得高的二氧化碳提取率的變壓吸附方法。
本發明其它目的將在下面說明變壓吸附就是利用吸附劑對氣體中各組份的吸附容量隨著壓力變化而呈現差異的特性，由選擇吸附和解吸再生二個過程組成的交替切換循環工藝。早先發展的變壓吸附工藝，比較具有代表性的是美國專利3430418所介紹的四塔一次均壓式變壓吸附工藝。它的特點是每個塔都必須經歷吸附、壓力均衡、順向減壓、逆向減壓、衝洗、一次充壓、二次充壓等七個步驟。在工藝實施過程中，雜質組份被吸附在吸附劑上，產品組份不易在吸附劑上吸附，從而在氣相獲得不含雜質的產品。
而變壓吸附法通常所用的幾種吸附劑對富含二氧化碳混合氣中二氧化碳的吸附能力均比其它組份為強，因此用變壓吸附法提取富含二氧化碳混合氣中CO2，作為產品組份的是易吸附組份CO2，雜質組份是不易吸附的組份，這與典型的變壓吸附工藝在實施過程中每一過程的作用和含義完全相反，即在吸附劑選擇吸附條件下，加壓時吸附原料氣中的二氧化碳組份，難吸附組份氫、氧、氮、一氧化碳、甲烷、氬等從吸附塔出口端排出，減壓時吸附的二氧化碳脫附，同時吸附劑獲得再生。本發明的又一目的是提供一種在解吸再生階段獲得CO2產品的變壓吸附方法。
變壓吸附法從富含二氧化碳混合氣中提取二氧化碳的普通程序包括如下基本過程在環境溫度時，吸附階段利用吸附劑在吸附壓力下對原料氣中二氧化碳與其它組份的吸附能力不同，將通過床層的原料氣中的二氧化碳吸附下來，其餘組份(如H2、O2、CO、CH4、N2和Ar等)作為廢氣從床層出口端排出。吸附壓力最好控制在0.3～1.5MPa(表壓)範圍內，當二氧化碳的吸附前沿移動至床層某一位置時，就停止吸附。接著便是解吸階段，首先是壓力均衡步驟，即從塔出口方向減壓，其目的是進一步將床層吸附相中還吸留的氫、氧、氮、甲烷、一氧化碳等組份釋放出來，以提高床層內二氧化碳濃度，同時利用減壓過程中釋放的廢氣作為另一塔的充壓氣。壓力均衡時，其壓力在0.15～0.35MPa(表壓)範圍。然後是順向減壓步驟，此步驟所釋放的廢氣中因含二氧化碳濃度在55～60%範圍內，為了減少損失，故將這股氣返回原料氣系統回收，以提高二氧化碳的提取率。順向減壓終壓力一般控制在0.12～0.14MPa之間。在順向減壓步驟後，接著利用一部份二氧化碳產品氣，在順向減壓步驟終時的壓力下，從塔進口端通過床層，並從塔出口端流出，這稱為置換步驟，也可稱為產品回流步驟，其目的是吸附能力強的二氧化碳置換殘留在床層內的氧、氮、一氧化碳、甲烷等組份，使床層中的二氧化碳濃度大幅度提高。然後是逆著吸附時的氣流方向減壓，即從床層進口方向減壓到-0.02～-0.01MPa(表壓)。這部份排出氣體即為二氧化碳產品氣的一部份。但此時床層中尚殘留有相當一部份二氧化碳組份，必須用真空泵將其抽出，一方面抽出的氣體中二氧化碳濃度高，以提高最終產品二氧化碳平均濃度，同時也提高了二氧化碳的提取率，另一方面是使床層得到比較徹底的解吸，提高了床層的利用率。要達到較好的解吸效果，塔的負壓解吸最終壓力不宜高於-0.07MPa(表壓)，最後為了使解吸完畢的塔及時轉到吸附階段，還需要使吸附塔從負壓升至吸附壓力，充壓的氣體一部份來自另一個處於壓力均衡步驟的塔中釋放的廢氣，另一部份來自又一個正處於吸附步驟的塔中釋放的廢氣，充壓結束也標誌著解吸再生階段的結束，上述的整個過程均處於環境溫度下進行。
變壓吸附法從富含二氧化碳混合氣中提取二氧化碳的「順放倒置程序」與「普通程序」的區別在於「壓力均衡」和「順向減壓」兩步驟的先後順序不同。普通程序先進行「壓力均衡」然後再「順向減壓」，而「順放倒置程序」則相反。其餘步驟相同。
本發明至少需要兩個裝填有選擇性吸附劑的吸附塔，也可以是三塔或四塔。由二個以上的塔組成的變壓吸附系統，其中必須有一個塔處於選擇吸附階段，而其它塔則處於解吸再生階段的不同步驟，它們根據變壓吸附的基本過程，在同一時間內分別進行不同的步驟，實現吸附和解吸的循環，達到連續提純二氧化碳的目的。
本發明所用的吸附劑可以是矽膠、A型或X型分子篩、活性炭或碳分子篩，選擇吸附劑的關鍵問題是這種吸附劑對二氧化碳的分離係數要大，同時二氧化碳又能很容易地從吸附劑中脫附出來。在變壓吸附所常用的吸附劑中，細孔矽膠能較好地滿足上述要求。
本發明的具體內容將在下面較詳細地說明。
參看附圖。
圖1是本發明整個流程的示意圖。富含二氧化碳混合氣由系統外引入，通過管道10進入壓力在0～0.04MPa(表壓)範圍內的原料氣緩衝罐11，與來自管道27的返流氣一起經管道12、原料氣壓縮機13、壓縮至0.3～1.5MPa(表壓)，經管道14至水分離器15。經分離水份後的原料氣流經管道17進入乾燥器組18，乾燥器組18可採用常規變溫乾燥器。乾燥器組可由兩個乾燥器組成，裡面充填乾燥劑，例如矽膠。再生乾燥劑的氣源可採用變壓吸附系統輸出的乾燥廢氣，該乾燥廢氣出變壓吸附裝置後，從管道29流經蒸汽加熱器30，加熱到約150℃，去再生已被水吸附飽和的乾燥劑。攜帶水份的再生廢氣經管道33放至大氣。
乾燥後的富含二氧化碳混合氣經管道19進入變壓吸附系統20，提取的純二氧化碳通過管道21進入產品壓縮機22，壓縮到7～8MPa，經管道23到產品乾燥組24，乾燥後的二氧化碳經管道25送往用戶或充入鋼瓶。乾燥器組24的工作原理同乾燥器組18一樣，乾燥器中裝填有相同的矽膠，再生乾燥劑的氣源也相同。在變壓吸附系統中，順向減壓和置換步驟釋放出來的氣體中二氧化碳濃度高，故可作為原料通過管道27返流到原料氣緩衝罐11中去。這是本發明的特點之一，旨在提高二氧化碳的提取率。原料氣壓縮機13最好採用無油潤滑壓縮機，以免氣體中的油蒸汽汙染變壓吸附塔中的吸附劑。
圖2是用於實施本發明過程的變壓吸附工藝流程圖。這裡以三塔流程作為例子來加以說明。該工藝流程可應用於上述圖1中的變壓吸附系統20。由圖2示出三個裝填有細孔矽膠的吸附塔A、B和C，它們被並聯連接在乾燥後的原料氣總管19和廢氣總管42之間。自動閥36A、36B和36C分別控制吸附塔A、B和C的原料氣進料(本發明中所指的原料氣亦為富含二氧化碳混合氣)。自動閥37控制不含二氧化碳的廢氣從上述相應的吸附塔進入廢氣總管42。
被吸附組份即二氧化碳通過逆向減壓和抽真空二個步驟從各吸附塔進口端的產品氣總管49排出。自動閥41A、41B和41C將分別控制從相應塔進口端排出的氣體。逆向減壓的排出氣從總管49排出後經自動閥52進入真空罐53。抽真空排出氣經產品總管49、自動閥50、真空泵55進入產品緩衝罐57。真空罐53起到真空泵55的前級抽真空作用，它充分利用了真空泵55在抽真空步驟外的抽空能力。產品緩衝罐57中大部分二氧化碳經管道21引到圖1所示的產品壓縮機22，小部分二氧化碳經管道58、置換氣壓縮機59、管道60進入置換氣乾燥器組61，乾燥器組61的工作原理同乾燥器組18一樣，乾燥器中裝填有相同的矽膠乾燥劑，再生乾燥劑的氣源也相同。乾燥後回流進塔的二氧化碳經管道62進入置換氣緩衝罐63，再經管道64、調節閥65、自動閥66流經管道49後分別經自動閥41A、41B和41C中之一，進入相應的吸附塔中去置換，置換時的吸附塔壓力由調節閥65控制。置換後的氣體從相應塔的出口端中流出後，分別經自動閥39A、39B和39C中之一進入管道44，然後再經調節閥45返流到圖1所示的返流氣管道27。
自動閥38A、38B和38C用於各塔之間的壓力均衡，自動閥39A、39B和39C還用於各塔順向減壓。順向減壓步驟時的排出氣經管道44、調節閥45返流到管道27。閥45用於控制順向減壓排出氣流速。
吸附時的廢氣經廢氣總管42、調節閥43和管道29後流出系統。流出氣的一部份用作乾燥器的再生氣源，其餘部分放空。調節閥43主要用於控制和維持吸附時吸附塔的壓力。
自動閥40A、40B和40C用於各塔的二次充壓過程，充壓的氣體即為來自廢氣總管42的廢氣，經閥47並通過二充總管46流往相應的吸附塔。閥47用於控制充氣流速。
參見表1和表2舉例的循環和時間程序就更容易了解本發明的實施過程。
由表1可見，每個塔在同一時間內都在執行著互不相同的步驟，在任何時候，總有一個吸附塔處於吸附步驟，並在壓力基本上恆定的情況下將廢氣排出至廢氣總管42。與此同時其它兩個塔中始終有一個吸附塔是在用廢氣充壓，即為隨後的吸附步驟作最後的準備，因此原料氣可以連續不斷供給，而不是間歇的。與此同時另一個塔正在經歷從壓力均衡到抽真空五個步驟，所以輸出的二氧化碳產品氣是斷續地排經產品總管49，但是通過緩衝罐和自動控制調節系統，就能保證產品氣穩定連續地從管道25輸出。
現在以A塔為例來說明每個塔在一次循環中所經歷的各個步驟，並敘述圖2中參與循環切換的閥門。也列出各步驟中吸附塔所處的壓力。當然，在以下的敘述中，壓力值和步驟時間都是屬於說明性的，對於能在本發明實施中採用最理想的壓力和每一步驟時間，決不加以任何限制。在裝置進行運轉前所有閥門均處於關閉狀態。
0～7分鐘吸附步驟。A塔在0.8MPa(表壓)壓力下吸附。閥36A和閥37開啟，乾燥的原料氣在0.8MPa壓力下從原料氣總管19流入A塔入口端並通過該塔，而由未被吸附的氫、氧、氬、氮、甲烷和一氧化碳等組成的廢氣從該塔出口端流入廢氣總管42。同時一部份廢氣經閥47，通過管道46和閥40B對B塔進行第二次充壓。在吸附步驟中，二氧化碳被選擇性吸附(同時還少量吸附了其它組份)，使該塔入口端形成二氧化碳吸附前沿，並逐漸向它的出口端移動。當二氧化碳吸附前沿移至塔內某一定位置時吸附步驟結束。
7～7.5分鐘壓力均衡步驟。吸附步驟結束後將閥36A和37關閉，同時開啟閥38A，使A塔和C塔之間進行壓力均衡，於是A塔死空間氣體從該塔出口端釋放，並流向剛抽好真空的C塔底部進行均壓。均壓結束時，A、C兩塔壓力基本為0.27MPa(表壓)左右。此時，A塔內已有二氧化碳流出。此步驟一方面利用A塔內死空間氣體對C塔進行一次充壓，同時使A塔內的二氧化碳濃度得到了提高。
7.5～8.0分鐘順向減壓步驟。A塔完成壓力均衡後，關閉閥38A，同時開啟閥39A。A塔內死空間氣體繼續朝著出口端釋放。順放過程流出的氣體經閥39A、管道44和閥45後排出。因順放氣中二氧化碳含量高(約為60%)，為了表1適用於圖2流程的循環過程各步驟及時間程序(「普通程序」)吸附塔
表2適用於圖2流程的循環過程各步驟及時間程序(「順放倒置程序」)
減少損失，故將這股氣通過管道27返回原料氣緩衝罐11，閥45用來控制順放氣順放速度。此步驟中A塔塔內壓力進一步下降至0.03MPa(表壓)左右，塔中二氧化碳濃度進一步提高。
8.0～9.5分鐘置換步驟。當順放結束後，立即開啟閥41A、閥66。來自產品置換氣緩衝罐63的部分產品(即二氧化碳)經閥65、閥66和閥41A流入A床，去置換尚殘存在塔內的雜質，以達到進一步提高塔內二氧化碳濃度的目的。從A塔排出的置換氣體，由塔的出口端經閥39A、管道44、閥45和管道27返回原料氣緩衝罐11。置換過程中，塔內壓力始終保持在0.03MPa～0MPa(表壓)之間，置換氣量由閥65控制，置換終瞬間返流氣中二氧化碳濃度在70～82%範圍內，置換過程結束，塔內吸留的二氧化碳濃度更進一步提高。
9.5～10.5分鐘逆向減壓步驟。置換步驟結束後，關閉閥39A和閥66，同時開啟閥52。此時A塔被已抽真空的真空罐53抽成負壓，A塔內被吸附的二氧化碳從塔進口端釋放，此步驟為A塔逆向減壓，減壓終時，塔內壓力在-0.01～-0.02MPa(表壓)範圍。真空罐53內的二氧化碳由真空泵55經閥54和管道56抽出送入產品緩衝罐57。逆向減壓過程中，從吸附劑上解吸二氧化碳的同時，也使吸附劑本身得到部分再生。
10.5～14.0分鐘抽真空步驟。當A塔內壓力與真空罐53壓力基本達到平衡時，逆向減壓步驟結束。此時關閉閥52、閥54，開啟閥50。由真空泵55將A塔直接抽真空，塔內吸附劑上剩餘部分二氧化碳經閥41A和閥50抽出，此步驟為抽真空。從塔內抽出的氣體即為產品氣，直接送往產品緩衝罐57。產品緩衝罐57內二氧化碳純度99.5%。A塔內吸附劑經真空解吸後，絕大部分二氧化碳被抽出塔內，此時認為塔內吸附劑基本再生完全。
14.0～14.5分鐘一次充壓。A塔完成了吸附、廢氣釋放、產品解吸回收過程後，準備開始增壓。關閉閥41A、閥50、開啟閥38B、閥54，這時剛完成吸附步驟的B塔執行壓力均衡步驟，其順向釋放出的死空間氣體經閥38B流向A塔入口端，對A塔進行一次充壓，直至兩塔的壓力相等，此時的壓力約為0.27MPa(表壓)左右。
14.5～21.0分鐘二次充壓步驟。A塔一次充壓之後，塔內壓力還未達到吸附步驟的工作壓力。此時關閉閥38B，開啟閥40A。利用正處於吸附步驟的C塔所排出的吸附廢氣經管道48、閥47和閥40A對A塔進行二次充壓，直到A塔基本上達到吸附壓力為止。閥47用來調節二充氣體流量。
在壓力均衡、順向減壓、置換、逆向減壓這四步驟時，閥54是打開的，真空泵55對真空罐53進行抽真空，抽出的產品氣(二氧化碳)送往產品緩衝罐57。
至此，A塔依次完成了21分鐘循環中的八個步驟，準備關閉閥40A、開啟閥36A和閥37，以再輸入原料氣進行下一次循環。
B塔和C塔的循環步驟與A塔相同，並且以三分之一的循環關係相繼進行吸附過程，以使原料氣不斷穩定輸入。
上述的三塔變壓吸附工藝流程是按照表1的循環過程即普通程序步驟及其時間表實施的，也可以按照表2的循環過程即「順放倒置程序」步驟及其時間表實施。表2與表1不同之處在於順向減壓步驟在壓力均衡之前完成。採用順放置換程序時，順向減壓步驟終了時的吸附塔壓力控制在0.1MPa(表壓)左右。壓力均衡步驟的兩塔平衡壓力控制在0.03MPa(表壓)以下。隔離步驟在抽真空和一次充壓之間進行。
雖然普通程序和順放倒置程序在執行「順向放壓」和「壓力均衡」步驟時，其時間程序互為顛倒，但其實質是一樣的，即都是利用降壓這一手段，來實現在使吸附劑降壓解吸再生的同時，提高吸附塔內二氧化碳的濃度。此外，在執行「順放倒置程序」時，若將順向減壓終的壓力控制在0.05MPa(表壓)以下，則壓力均衡終的壓力可降到負壓，在這一過程中，由於塔內解吸出來的CO2可以將吸附劑死空間內的氧、氮、一氧化碳和甲烷等殘留雜質帶出吸附塔，從而起到了置換步驟的作用，因而可以去掉程序中的「置換」步驟，起到更新工藝流程的作用。
本發明的變壓吸附工藝流程亦可採用兩個塔或四個塔的組合形式，如圖3、圖4所示。相應流程的循環過程各步驟及其時間程序表如表3、表4所示。
兩塔或四塔組合形式的流程同三塔組合形式的流程一樣，均可使用「順放倒置程序」，因而在適當降低順放終壓力的情況下，都可以去掉「置換」步驟，使整個工藝流程簡化。
本發明還可以將逆向減壓排出氣和抽真空排出氣分別收集，前者用作置換回流到塔中，後者供產品輸出，這樣在同樣操作條件下，可獲得更好的效果，但流程較複雜。
為了使本發明在實施過程中氣流更穩定而增設一些緩衝容器或提高必要的自動控制水平都是可以的，並沒有使本發明發生實質性變化。
應用圖2的三塔變壓吸附工藝流程及表1和表2的循環過程各步驟及其時間程序表，進行的下列試驗可進一步說明和了解本發明的特點試驗1(利用普通程序)使用三個吸附塔，每個塔的內徑為1000mm，吸附劑層高5000mm，內裝Φ3～Φ5的細孔矽膠約3噸，以選擇吸附二氧化碳。
含二氧化碳32%(體積)的富含二氧化碳混合氣試驗中用石灰窯氣被壓縮到0.75MPa(表壓)，溫度為常溫，進變壓吸附系統之前經預處理脫除其中的飽和表3適用於圖3流程的循環過程各步驟及其時間程序吸附塔
表4適用於圖4流程的循環過程步驟及其時間程序吸附塔
水。原料氣為900Nm3/h，吸附壓力為0.75MPa(表壓)，總循環時間10′25″，試驗結果如表5所示。
表5變壓吸附生產二氧化碳產品試驗結果原料氣流量(Nm3/hr) 900操作壓力[MPa(表壓)]吸附0.75壓力均衡終0.27順向減壓終0.04置換0.04逆向減壓終-0.01抽真空終-0.09一次充壓終0.27二次充壓終0.74產品二氧化碳輸出壓力7.6二氧化碳純度(體積%)≥99.5二氧化碳提取率(%)86試驗2(利用順放倒置程序)利用和試驗1相同的系統和相同的原料氣，變壓吸附系統採用順放倒置程序，其試驗結果如表6所示。
表6變壓吸附生產二氧化碳產品試驗結果石灰窯氣流量(Nm3/hr) 900操作壓力[MPa(表壓)]吸附壓力0.75壓力均衡終0.01置換0.01逆向減壓終-0.01抽真空-0.09一次充壓終0.01二次充壓終0.74產品二氧化碳輸出壓力7.6二氧化碳純度(體積%)≥99.5二氧化碳提取率(%)89
權利要求
1.從各種富含二氧化碳混合氣中提取二氧化碳的變壓吸附工藝，通常由一系列裝有吸附劑的塔組成，其中每個塔都必須經歷吸附、壓力均衡、順向減壓、置換、逆向減壓、抽真空、一次充壓、二次充壓八個步驟，這是變壓吸附普通程序的循環執行過程；每個塔也可經歷吸附、順向減壓、壓力均衡、(置換)、逆向減壓、抽真空、隔離、一次充壓、二次充壓九(八)個步驟，這是變壓吸附順放倒置程序的循環執行過程。本發明的特徵是從解吸階段獲得產品的變壓吸附法，用於富含二氧化碳混合氣中提取二氧化碳，產品二氧化碳純度為99.5%，本發明的變壓吸附法(以普通程序為例)每一個塔都必須經歷以下步驟a吸附步驟富含二氧化碳混合氣在變壓吸附系統中幾個裝填有吸附劑的吸附塔中的一個塔內得到分離，不易吸附的組份是氫、氧、氬、氮、一氧化碳和甲烷，它們從塔出口端釋放，易被吸附組份二氧化碳留在塔內，此時塔內二氧化碳濃度得到初步提高。b壓力均衡步驟在步驟(a)結束後，該塔與某一已結束抽真空步驟的吸附塔進口端相通，使已吸附的塔內氣體輸往另一塔，直至兩個塔壓力基本相等為止。c順向減壓步驟在步驟(b)之後，已吸附的塔進一步順著出口端方向減壓，直至塔內壓力降低至接近大氣壓，塔內二氧化碳濃度又一次提高。d置換步驟讓產品氣的一部份，在順向減壓終的壓力下，對剛結束步驟(C)的塔進行回流置換，置換氣從進口端向出口端方向通過，置換尚殘留在塔內的其它組份。e逆向減壓步驟在步驟(d)之後，使塔內二氧化碳逆向從塔的進口端排出，直至塔壓降到某一負壓為止，這部分排出的二氧化碳即為產品氣的一部份。f抽真空步驟在步驟(e)之後，塔內壓力已為負壓，但還吸留有一部份二氧化碳組份，這部分氣體將通過繼續抽真空抽出，抽出氣亦為產品氣的一部份。g一次充壓步驟利用另一剛處於壓力均衡步驟的塔頂釋放氣，對已完成步驟(f)的塔，從塔的進口端往出口端方向進行充壓，使塔的壓力升至與供氣源塔的壓力基本相等為止。h二次充壓步驟利用另一處於吸附步驟的塔頂釋放氣，對完成步驟(g)的塔，從塔的出口端往進口端方向進行再次充壓，使塔內壓力升至基本上等於吸附壓力為止。變壓吸附順放倒置程序執行過程，與普通程序執行過程的區別在於順向減壓步驟在壓力均衡之前完成，且在抽真空和一次充壓之間增加一隔離步驟，其它步驟相同。
2.根據權利要求1的變壓吸附法，其特徵是至少需要二個裝填吸附劑的吸附塔。
3.根據權利要求1和2的變壓吸附法，其特徵是吸附塔內裝填有對二氧化碳有較好選擇吸附的細孔矽膠作為吸附劑。
4.根據權利要求1的變壓吸附法，其特徵是在吸附步驟時的吸附壓力控制在0.3～1.5MPa(表壓)範圍內。
5.根據權利要求1的變壓吸附法，其特徵是在順向減壓步驟結束時的壓力控制在0.03～0.10MPa(表壓)範圍內。
6.根據權利要求1的變壓吸附法，其特徵是置換步驟的操作壓力控制在0.01～0.05MPa(表壓)範圍內。
7.根據權利要求1的變壓吸附法，其特徵是抽真空步驟時的操作壓力不高於-0.07MPa(表壓)。
8.根據權利要求1的變壓吸附法，其特徵是在置換步驟結束時，瞬間流出氣中二氧化碳濃度控制在70～82%範圍內。
9.根據權利要求1的變壓吸附法，其特徵是產品氣由步驟(e)和步驟(f)的排出氣組成，經壓縮機壓縮後可在6.0～9.0MPa(表壓)壓力下輸出。
10.根據權利要求1的變壓吸附法，其特徵是在置換步驟中所提供的置換氣是來自於步驟(e)和步驟(f)的排出氣，並經壓縮機壓縮到高於置換所需壓力，最終控制在置換所需壓力下進入塔中。
11.根據權利要求5的變壓吸附法，其特徵是在順向減壓步驟時，通過塔出口端排出的氣體需返回原料氣緩衝罐回收利用。
12.根據權利要求1的變壓吸附法，其特徵是在置換步驟時，通過塔並從塔出口端排出的氣體需返回原料氣緩衝罐加以回收利用。
13.根據權利要求1的變壓吸附法，其特徵是必須在真空泵進口管道上設一個真空罐。
14.根據權利要求1和2的變壓吸附法，其特徵是當採用三個吸附塔的組合形式，並執行順放倒置程序時，可以在步驟(f)與步驟(g)之間增加一個隔離步驟。
15.根據權利要求1和9的變壓吸附法，可以將步驟(e)和步驟(f)的排出氣分別收集，前者用作置換氣，後者為產品。
16.根據權利要求1的變壓吸附法，其特徵是所處理的原料氣為富含二氧化碳混合氣，它應在進變壓吸附裝置之前用任何方法預先脫水。
17.根據權利要求14的變壓吸附法，其特徵是執行順放倒置程序時，將順向放壓力終壓控制在0.05MPa(表壓)以下，壓力均衡終壓力可以低於大氣壓力。
18.根據權利要求17的變壓吸附法其特徵是執行順放倒置程序時，壓力均衡步驟的終了壓力為負壓時，可以省去置換步驟。
全文摘要
本發明是提供一種從各種富含二氧化碳混合氣中提取二氧化碳的變壓吸附方法。二氧化碳作為產品從解吸階段獲得。為了生產高純度二氧化碳產品，過程中利用部分產品氣回流到塔中去置換，以進一步提高塔內二氧化碳濃度。為了提高二氧化碳的提取率，將順向減壓和置換後的排出氣作為原料加以回收是必要的。用變壓吸附法從富含二氧化碳混合氣中提取的二氧化碳，可作化工原料，也可應用在冶金、焊接、飲用及科研等領域。
文檔編號C01B31/20GK1040354SQ88105938
公開日1990年3月14日 申請日期1988年8月16日 優先權日1988年8月16日
發明者黃建彬, 郜豫川, 雍特先, 李思惠, 滕燕程, 藺榮立 申請人:化學工業部西南化工研究院