本發(fā)明涉及變壓吸附技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種變壓吸附裝置及有效氣回收方法。

背景技術(shù)：

在變壓吸附工藝中，按照再生方式的不同，可以分為沖洗再生流程和抽空再生流程。針對沖洗再生流程，需要采用高含有效氣的氣體作為沖洗介質(zhì)，使吸附塔脫吸附而再生。在沖洗過程中，會導(dǎo)致有效氣大量損失，使有效氣的回收率大大下降。

另一方面地，針對沖洗再生流程，在逆放過程中，特別是逆放初期，由于吸附塔內(nèi)還有較高的壓力，逆放操作也會造成有效氣的大量損失。

這些都使得沖洗再生流程的有效氣損耗很大，使得整體有效氣回收率大大降低，不利于有效資源的充分利用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種變壓吸附裝置，其能夠?qū)崿F(xiàn)對變壓吸附過程中的有效氣進(jìn)行充分回收，提高有效氣回收率，實(shí)現(xiàn)資源的充分利用。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種有效氣回收方法，其步驟簡單，容易實(shí)施，能夠?qū)ψ儔何竭^程中的有效氣進(jìn)行充分回收，提高有效氣回收率，實(shí)現(xiàn)資源的充分利用。

本發(fā)明的實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種變壓吸附裝置，其包括吸附單元和有效氣回收單元。吸附單元包括吸附塔和原料氣管路，吸附塔具有第一接口與第二接口，原料氣管路連接于第一接口。有效氣回收單元的回收口與第一接口連接并選擇性地與吸附塔的吸附腔連通，以使有效氣回收單元可接收吸附塔的吸附腔內(nèi)的有效氣。

該變壓吸附裝置實(shí)現(xiàn)了對變壓吸附過程中的有效氣進(jìn)行充分回收，提高有效氣回收率，實(shí)現(xiàn)資源的充分利用。

一種有效氣回收方法，包括第一回收操作與第二回收操作二者中至少一者。第一回收操作包括將吸附單元的逆放過程初期的逆放氣和逆放過程末期的逆放氣二者中至少一者回收至有效氣回收單元；第二回收操作包括將吸附單元的沖洗過程初期的沖洗氣和沖洗過程末期的沖洗氣二者中至少一者回收至有效氣回收單元。

該有效氣回收方法步驟簡單，容易實(shí)施，對變壓吸附過程中的有效氣進(jìn)行了充分回收，提高了有效氣回收率，實(shí)現(xiàn)了對資源的充分利用。

本發(fā)明實(shí)施例的有益效果是：本發(fā)明實(shí)施例提供的變壓吸附裝置利用有效氣回收單元對吸附單元的吸附塔中的有效氣進(jìn)行了充分回收。有效氣回收單元不僅可以回收吸附單元在逆放過程的逆放氣中的有效氣，還可以將沖洗過程的沖洗氣中的有效氣進(jìn)行回收，使得有效氣的回收量大大提高，減少了有效氣在整個吸附過程中的損失，提高了有效氣回收率，實(shí)現(xiàn)了對資源的充分利用。在原料的量相同的情況下，提高了產(chǎn)品氣的產(chǎn)出量。

本發(fā)明實(shí)施例提供的有效氣回收方法，步驟簡單，容易實(shí)施，通過將吸附單元的逆放過程的初期的逆放氣以及沖洗過程的末期的沖洗氣回收，有效地提高有效氣回收率，實(shí)現(xiàn)了對資源的充分利用。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應(yīng)當(dāng)理解，以下附圖僅示出了本發(fā)明的某些實(shí)施例，因此不應(yīng)被看作是對范圍的限定，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例1提供的變壓吸附裝置的示意圖；

圖2為圖1中的變壓吸附裝置的第一狀態(tài)示意圖；

圖3為圖1中的變壓吸附裝置的第二狀態(tài)示意圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例2提供的變壓吸附裝置的示意圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例3提供的變壓吸附裝置的示意圖。

圖標(biāo)：1000-變壓吸附裝置；100-吸附單元；111-第一吸附塔；111b、112b、113b、114b、115b、116b-第一接口管；111a、112a、113a、114a、115a、116a-第二接口管；112-第二吸附塔；113-第三吸附塔；114-第四吸附塔；115-第五吸附塔；116-第六吸附塔；120-產(chǎn)品氣管路；121、122、123、124、125、126-產(chǎn)品氣閥門；130-終壓管路；31、32、33、34、35、36-終壓支管；131、132、133、134、135、136-終壓支管閥門；137-終壓管路閥門；140-順放氣管路；41、42、43、44、45、46-順放氣支管；141、142、143、144、145、146-順放氣支管閥門；147-順放氣管路閥門；148-順放氣收集器；150-沖洗氣進(jìn)口管；51、52、53、54、55、56-沖洗氣進(jìn)口支管；151、152、153、154、155、156-沖洗氣進(jìn)口支管閥門；157-沖洗氣進(jìn)口管閥門；160-原料氣管路；61、62、63、64、65、66-原料氣支管；161、162、163、164、165、166-原料氣支管閥門；170-逆放氣管路；71、72、73、74、75、76-逆放氣支管；171、172、173、174、175、176-逆放氣支管閥門；177-第一逆放閥門；178-第二逆放閥門；180-沖洗氣出口管；181、182、183、184、185、186-沖洗氣出口閥門；187-沖洗氣閥門；188a-回收支管；188-回收支管閥門；189-解吸氣緩沖器；200-有效氣回收單元；210-有效氣收集器；220-壓縮機(jī)；230-高壓氣儲存器；230a-有效氣回輸管；300-解吸氣管路；2000-變壓吸附裝置；190-第一回收管路；91、92、93、94、95、96-第一回收管路支管；191、192、193、194、195、196-第一回收管路支管閥門；197-第一回收管路閥門；190a-第二回收管路；91a、92a、93a、94a、95a、96a-第二回收管路支管；191a、192a、193a、194a、195a、196a-第二回收管路支管閥門；197a-第二回收管路閥門；3000-變壓吸附裝置；31b、32b、33b、34b、35b、36b-有效氣回輸管支管；131b、132b、133b、134b、135b、136b-有效氣回輸管支管閥門。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。通常在此處附圖中描述和示出的本發(fā)明實(shí)施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設(shè)計(jì)。

因此，以下對在附圖中提供的本發(fā)明的實(shí)施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍，而是僅僅表示本發(fā)明的選定實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

應(yīng)注意到：相似的標(biāo)號和字母在下面的附圖中表示類似項(xiàng)，因此，一旦某一項(xiàng)在一個附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進(jìn)行進(jìn)一步定義和解釋。

術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”等僅用于區(qū)分描述，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

在本發(fā)明的描述中，還需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“設(shè)置”、“相連”、“連接”等應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

實(shí)施例1

請參照圖1，本實(shí)施例提供一種變壓吸附裝置1000。變壓吸附裝置1000包括吸附單元100和有效氣回收單元200。有效氣回收單元200用于回收吸附單元100的逆放過程初期的逆放氣，還用于回收吸附單元100的沖洗過程末期的沖洗氣。

吸附單元100包括吸附塔組、產(chǎn)品氣管路120、終壓管路130、順放氣管路140、沖洗氣進(jìn)口管150、原料氣管路160、逆放氣管路170和沖洗氣出口管180。

吸附塔組包括多個并列設(shè)置的吸附塔，分別為第一吸附塔111、第二吸附塔112、第三吸附塔113、第四吸附塔114、第五吸附塔115和第六吸附塔116。每個吸附塔均具有用于與吸附塔的吸附腔連通的第一接口和第二接口，其中：

第一吸附塔111的第一接口連通有第一接口管111b，其第二接口連通有第二接口管111a。

第二吸附塔112的第一接口連通有第一接口管112b，其第二接口連通有第二接口管112a。

第三吸附塔113的第一接口連通有第一接口管113b，其第二接口連通有第二接口管113a。

第四吸附塔114的第一接口連通有第一接口管114b，其第二接口連通有第二接口管114a。

第五吸附塔115的第一接口連通有第一接口管115b，其第二接口連通有第二接口管115a。

第六吸附塔116的第一接口連通有第一接口管116b，其第二接口連通有第二接口管116a。

在吸附單元100中，產(chǎn)品氣管路120具有用于與第二接口管111a連接的產(chǎn)品氣閥門121、用于與第二接口管112a連接的產(chǎn)品氣閥門122、用于與第二接口管113a連接的產(chǎn)品氣閥門123、用于與第二接口管114a連接的產(chǎn)品氣閥門124、用于與第二接口管115a連接的產(chǎn)品氣閥門125以及用于與第二接口管116a連接的產(chǎn)品氣閥門126。

換句話說，產(chǎn)品氣閥門121用于控制產(chǎn)品氣管路120與第二接口管111a之間的斷開和連通；產(chǎn)品氣閥門122用于控制產(chǎn)品氣管路120與第二接口管112a之間的斷開和連通；產(chǎn)品氣閥門123用于控制產(chǎn)品氣管路120與第二接口管113a之間的斷開和連通；產(chǎn)品氣閥門124用于控制產(chǎn)品氣管路120與第二接口管114a之間的斷開和連通；產(chǎn)品氣閥門125用于控制產(chǎn)品氣管路120與第二接口管115a之間的斷開和連通；產(chǎn)品氣閥門126用于控制產(chǎn)品氣管路120與第二接口管116a之間的斷開和連通。

通過以上設(shè)計(jì)，產(chǎn)品氣管路120可以選擇性地與第一吸附塔111、第二吸附塔112、第三吸附塔113、第四吸附塔114、第五吸附塔115和第六吸附塔116中的一者或多者連通，即產(chǎn)品氣管路120可以選擇性地將第一吸附塔111、第二吸附塔112、第三吸附塔113、第四吸附塔114、第五吸附塔115和第六吸附塔116中的一者或多者的產(chǎn)品氣輸出。

進(jìn)一步地，在吸附單元100中，終壓管路130具有用于與第二接口管111a連接的終壓支管31和終壓支管閥門131、用于與第二接口管112a連接的終壓支管32和終壓支管閥門132、用于與第二接口管113a連接的終壓支管33和終壓支管閥門133、用于與第二接口管114a連接的終壓支管34和終壓支管閥門134、用于與第二接口管115a連接的終壓支管35和終壓支管閥門135以及用于與第二接口管116a連接的終壓支管36和終壓支管閥門136。

換句話說，終壓支管31將第二接口管111a與終壓管路130連通，終壓支管閥門131設(shè)于終壓支管31并用于控制終壓支管31的開閉。終壓支管32將第二接口管112a與終壓管路130連通，終壓支管閥門132設(shè)于終壓支管32并用于控制終壓支管32的開閉。終壓支管33將第二接口管113a與終壓管路130連通，終壓支管閥門133設(shè)于終壓支管33并用于控制終壓支管33的開閉。終壓支管34將第二接口管114a與終壓管路130連通，終壓支管閥門134設(shè)于終壓支管34并用于控制終壓支管34的開閉。終壓支管35將第二接口管115a與終壓管路130連通，終壓支管閥門135設(shè)于終壓支管35并用于控制終壓支管35的開閉。終壓支管36將第二接口管116a與終壓管路130連通，終壓支管閥門136設(shè)于終壓支管36并用于控制終壓支管36的開閉。

通過以上設(shè)計(jì)，終壓管路130可以選擇性地與第一吸附塔111、第二吸附塔112、第三吸附塔113、第四吸附塔114、第五吸附塔115和第六吸附塔116中的一者或多者連通，即終壓管路130可以選擇性地對第一吸附塔111、第二吸附塔112、第三吸附塔113、第四吸附塔114、第五吸附塔115和第六吸附塔116中的一者或多者進(jìn)行吸附前的最終升壓處理。

具體地，終壓管路130還與產(chǎn)品氣管路120連通，且終壓管路130還設(shè)有用于控制終壓管路130與產(chǎn)品氣管路120之間的連通與斷開的終壓管路閥門137。即終壓管路130是利用產(chǎn)品氣管路120中的壓力來對各個吸附塔進(jìn)行吸附前的最終升壓處理。更具體地，終壓管路閥門137為手動調(diào)節(jié)閥，便于人工對最終升壓處理進(jìn)行準(zhǔn)確控制和操作。需要說明的是，在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，也可以不設(shè)置終壓管路閥門137，此時，最終升壓使得升壓控制直接通過終壓管路130的支管以及支管閥門來實(shí)現(xiàn)。在本發(fā)明的又一些實(shí)施例中，最終升壓也可以通過吸附單元100外部的其他裝置實(shí)現(xiàn)，并不局限于終壓管路130。終壓管路130還可以是利用界外的升壓氣進(jìn)行最終升壓，而不僅限于利用產(chǎn)品氣管路120。

進(jìn)一步地，在本實(shí)施例中，在吸附單元100中，順放氣管路140具有用于與第二接口管111a連接的順放氣支管41和順放氣支管閥門141、用于與第二接口管112a連接的順放氣支管42和順放氣支管閥門142、用于與第二接口管113a連接的順放氣支管43和順放氣支管閥門143、用于與第二接口管114a連接的順放氣支管44和順放氣支管閥門144、用于與第二接口管115a連接的順放氣支管45和順放氣支管閥門145以及用于與第二接口管116a連接的順放氣支管46和順放氣支管閥門146。具體的連接方式和終壓管路130的支管以及支管閥門的連接方式類似，具體可參照圖1，此處不再贅述。

通過以上設(shè)計(jì)，順放氣管路140可以選擇性地與第一吸附塔111、第二吸附塔112、第三吸附塔113、第四吸附塔114、第五吸附塔115和第六吸附塔116中的一者或多者連通，即順放氣管路140可以選擇性地將第一吸附塔111、第二吸附塔112、第三吸附塔113、第四吸附塔114、第五吸附塔115和第六吸附塔116中的一者或多者的順放氣導(dǎo)出。

進(jìn)一步地，在吸附單元100中，沖洗氣進(jìn)口管150具有用于與第二接口管111a連接的沖洗氣進(jìn)口支管51和沖洗氣進(jìn)口支管閥門151、用于與第二接口管112a連接的沖洗氣進(jìn)口支管52和沖洗氣進(jìn)口支管閥門152、用于與第二接口管113a連接的沖洗氣進(jìn)口支管53和沖洗氣進(jìn)口支管閥門153、用于與第二接口管114a連接的沖洗氣進(jìn)口支管54和沖洗氣進(jìn)口支管閥門154、用于與第二接口管115a連接的沖洗氣進(jìn)口支管55和沖洗氣進(jìn)口支管閥門155以及用于與第二接口管116a連接的沖洗氣進(jìn)口支管56和沖洗氣進(jìn)口支管閥門156。具體的連接方式和終壓管路130的支管以及支管閥門的連接方式類似，具體可參照圖1，此處不再贅述。

通過以上設(shè)計(jì)，沖洗氣進(jìn)口管150可以選擇性地與第一吸附塔111、第二吸附塔112、第三吸附塔113、第四吸附塔114、第五吸附塔115和第六吸附塔116中的一者或多者連通，即沖洗氣進(jìn)口管150可以選擇性地向第一吸附塔111、第二吸附塔112、第三吸附塔113、第四吸附塔114、第五吸附塔115和第六吸附塔116中的一者或多者通入沖洗氣，實(shí)現(xiàn)對相應(yīng)吸附塔的脫吸附?jīng)_洗處理。

具體地，順放氣管路140與沖洗氣進(jìn)口管150之間還連接有順放氣順放氣收集器148，順放氣管路140與順放氣收集器148的進(jìn)口連通，沖洗氣進(jìn)口管150與順放氣收集器148的出口連通，順放氣管路140和順放氣收集器148之間設(shè)有用于控制順放氣管路140和順放氣收集器148連通與斷開的順放氣管路閥門147，沖洗氣進(jìn)口管150和順放氣收集器148之間設(shè)有用于控制沖洗氣進(jìn)口管150和順放氣收集器148連通與斷開的沖洗氣進(jìn)口管閥門157。

以上結(jié)構(gòu)使得順放氣收集器148可以將順放氣收集起來并用作沖洗流程的沖洗氣，利用順放氣作為沖洗氣，一方面可以避免使用產(chǎn)品氣作為沖洗氣，有助于提高產(chǎn)品氣產(chǎn)出率，降低產(chǎn)品氣損耗；另一方面利用順放氣作為沖洗氣還有利于對有效氣的回收。順放氣管路閥門147和沖洗氣進(jìn)口管閥門157可以保證在閥門開閉的過程中，盡可能使順放氣管路140與沖洗氣進(jìn)口管150中的氣流平緩，減小對各個吸附塔的影響。更具體地，沖洗氣進(jìn)口管閥門157為手動調(diào)節(jié)閥，這樣可以提高在沖洗過程中的沖洗氣的人工可控性，提高沖洗流程的精準(zhǔn)度并節(jié)約沖洗氣，有利于減小沖洗氣的消耗，提高沖洗氣的回收率。需要說明的是，在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，還可以不設(shè)置順放氣管路閥門147和/或沖洗氣進(jìn)口管閥門157。在本發(fā)明的另一些實(shí)施例中，沖洗氣也可以由產(chǎn)品氣來充當(dāng)，但不限于此。

進(jìn)一步地，在本實(shí)施例中，在吸附單元100中，原料氣管路160具有用于與第一接口管111b連接的原料氣支管61和原料氣支管閥門161、用于與第一接口管112b連接的原料氣支管62和原料氣支管閥門162、用于與第一接口管113b連接的原料氣支管63和原料氣支管閥門163、用于與第一接口管114b連接的原料氣支管64和原料氣支管閥門164、用于與第一接口管115b連接的原料氣支管65和原料氣支管閥門165以及用于與第一接口管116b連接的原料氣支管66和原料氣支管閥門166。具體的連接方式和終壓管路130的支管以及支管閥門的連接方式類似，具體可參照圖1，此處不再贅述。

通過以上設(shè)計(jì)，原料氣管路160可以選擇性地與第一吸附塔111、第二吸附塔112、第三吸附塔113、第四吸附塔114、第五吸附塔115和第六吸附塔116中的一者或多者連通，即原料氣管路160可以選擇性地向第一吸附塔111、第二吸附塔112、第三吸附塔113、第四吸附塔114、第五吸附塔115和第六吸附塔116中的一者或多者通入原料氣用于吸附。

進(jìn)一步地，在吸附單元100中，逆放氣管路170具有用于與第一接口管111b連接的逆放氣支管71和逆放氣支管閥門171、用于與第一接口管112b連接的逆放氣支管72和逆放氣支管閥門172、用于與第一接口管113b連接的逆放氣支管73和逆放氣支管閥門173、用于與第一接口管114b連接的逆放氣支管74和逆放氣支管閥門174、用于與第一接口管115b連接的逆放氣支管75和逆放氣支管閥門175以及用于與第一接口管116b連接的逆放氣支管76和逆放氣支管閥門176。具體的連接方式和終壓管路130的支管以及支管閥門的連接方式類似，具體可參照圖1，此處不再贅述。

通過以上設(shè)計(jì)，逆放氣管路170可以選擇性地與第一吸附塔111、第二吸附塔112、第三吸附塔113、第四吸附塔114、第五吸附塔115和第六吸附塔116中的一者或多者連通，即逆放氣管路170可以選擇性地將第一吸附塔111、第二吸附塔112、第三吸附塔113、第四吸附塔114、第五吸附塔115和第六吸附塔116中的一者或多者的逆放氣導(dǎo)出。

進(jìn)一步地，在吸附單元100中，沖洗氣出口管180具有用于與第一接口管111b連接的沖洗氣出口閥門181、用于與第一接口管112b連接的沖洗氣出口閥門182、用于與第一接口管113b連接的沖洗氣出口閥門183、用于與第一接口管114b連接的沖洗氣出口閥門184、用于與第一接口管115b連接的沖洗氣出口閥門185以及用于與第一接口管116b連接的沖洗氣出口閥門186。具體的連接方式和產(chǎn)品氣管路120及其閥門的連接方式類似，具體可參照圖1，此處不再贅述。

通過以上設(shè)計(jì)，沖洗氣出口管180可以選擇性地與第一吸附塔111、第二吸附塔112、第三吸附塔113、第四吸附塔114、第五吸附塔115和第六吸附塔116中的一者或多者連通，即沖洗氣出口管180可以選擇性地將第一吸附塔111、第二吸附塔112、第三吸附塔113、第四吸附塔114、第五吸附塔115和第六吸附塔116中的一者或多者的沖洗氣導(dǎo)出。

進(jìn)一步地，有效氣回收單元200包括有效氣收集器210、壓縮機(jī)220和高壓氣儲存器230。有效氣收集器210的出口與壓縮機(jī)220的進(jìn)口連通，壓縮機(jī)220的出口與高壓氣儲存器230的進(jìn)口連通。有效氣回收單元200的有效氣的回收口設(shè)于有效氣收集器210。有效氣收集器210由于收集有效氣，由有效氣收集器210收集的有效氣經(jīng)壓縮機(jī)220輸送至高壓氣儲存器230，最終有效氣經(jīng)有效氣回輸管230a回輸至原料氣管路160，從而實(shí)現(xiàn)對有效氣的回收利用。這樣可以使有效氣最終轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品氣，有利于提高有效氣的回收率和利用率，以及產(chǎn)品氣的產(chǎn)量，實(shí)現(xiàn)對資源的充分利用。需要說明的是，在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，還可以不設(shè)置高壓氣儲存器230，此時，壓縮機(jī)220的出口直接與原料氣管路160連通。

在本實(shí)施例中，有效氣收集器210的回收口與逆放氣管路170相連，且有效氣收集器210的回收口與逆放氣管路170之間設(shè)有用于控制有效氣收集器210的回收口與逆放氣管路170連通與斷開的第一逆放閥門177。有效氣收集器210的回收口還連通有回收支管188a，回收支管188a將有效氣收集器210的回收口與沖洗氣出口管180連通，且回收支管188a設(shè)有用于控制回收支管188a的開閉的回收支管閥門188。

進(jìn)一步地，逆放氣管路170和沖洗氣出口管180均與吸附單元100的解吸氣管路300的解吸氣緩沖器189連接并選擇性連通。逆放氣管路170與解吸氣緩沖器189之間設(shè)有用于控制逆放氣管路170與解吸氣緩沖器189連通和斷開的第二逆放閥門178，沖洗氣出口管180與解吸氣緩沖器189之間設(shè)有用于控制沖洗氣出口管180與解吸氣緩沖器189連通和斷開的沖洗氣閥門187。解吸氣緩沖器189對解吸氣具有緩沖作用，可以減小對后續(xù)設(shè)備的影響。需要說明的是，在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，還可以不設(shè)置解吸氣緩沖器189，此時，逆放氣管路170和沖洗氣出口管180均直接與吸附單元100的解吸氣管路300連通。

變壓吸附裝置1000能夠?qū)υ蠚膺M(jìn)行連續(xù)吸附處理，中途不會出現(xiàn)間斷，且對有效氣的回收也是連續(xù)的，中途無需做任何的停機(jī)處理，吸附與回收均為流水線式進(jìn)行，大大提高了產(chǎn)品氣生產(chǎn)效率以及有效氣的回收率。

下面以第一吸附塔111為例，對每個吸附塔的吸附與再生流程進(jìn)行介紹。在某一工作時刻，假定第一吸附塔111正處于吸附階段，那么，第一吸附塔111的下一階段將會是均壓降。均壓降過程中可以包括多個壓降過程，在本實(shí)施例中，均壓降包括一均降和二均降。均壓降之后，分別是順放、逆放、沖洗和均壓升。均壓升可以包括多個升壓過程，在本實(shí)施例中，均壓升包括一均升和二均升。均壓升之后經(jīng)最終升壓后便會重新進(jìn)入吸附階段。

其中，在逆放過程中，第一吸附塔111內(nèi)的壓力迅速降低，第一吸附塔111中的雜質(zhì)氣體開始脫吸附，逆放氣中的雜質(zhì)氣體的含量不斷升高。在現(xiàn)有技術(shù)中，逆放氣會全部進(jìn)入解吸氣管路300排出，但是在逆放初期，逆放氣中的雜質(zhì)氣體含量還較低，有效氣含量還較高，將逆放氣全部排出將使有效氣遭受較大的損失，降低有效氣回收率。

在沖洗流程中，沖洗氣將第一吸附塔111的吸附腔中的脫吸附出來的雜質(zhì)氣體排出。在現(xiàn)有技術(shù)中，沖洗過程的沖洗氣也是全部經(jīng)解吸氣管路300排出。在沖洗流程初期，由于雜質(zhì)氣體大量脫吸附，從第一吸附塔111中排出的沖洗氣中的雜質(zhì)氣體含量很高。但是隨著沖洗的繼續(xù)，雜質(zhì)氣越來越少，從第一吸附塔111中排出的沖洗氣中的雜質(zhì)氣體含量逐漸降低，有效氣含量逐漸升高，特別是當(dāng)沖洗流程進(jìn)行到一定程度時，從第一吸附塔111中排出的沖洗氣中的雜質(zhì)氣體含量已經(jīng)較低，有效氣含量較高。

此時如果停止沖洗，雖然可以減小有效氣的損失，但是會使得第一吸附塔111的脫吸附很不充分。因?yàn)殡S著吸附腔中的雜質(zhì)氣體的含量的減少，其脫吸附速率也會降低，才導(dǎo)致從第一吸附塔111中排出的沖洗氣中的雜質(zhì)氣體含量下降。實(shí)際上，此時第一吸附塔111的吸附腔中仍然具有較多的雜質(zhì)氣體。若此時停止沖洗，可以減小有效氣的損失，但第一吸附塔111脫吸附很不充分，對后續(xù)吸附流程會造成額外的負(fù)擔(dān)。一方面會使后續(xù)吸附流程所能吸附的雜質(zhì)氣體的量大大降低，這將直接導(dǎo)致后續(xù)流程中，第一吸附塔111需要更加頻繁地進(jìn)行脫吸附，否則會出現(xiàn)吸附過飽和而出現(xiàn)吸附床穿透。更加頻繁地進(jìn)行脫吸附會使每個吸附塔的各個流程的交替更加頻繁，大大提高設(shè)備能耗，使運(yùn)行成本大大提高，同時各個流程更加頻繁的交替，加快了設(shè)備零部件的損耗，加重了設(shè)備損耗成本。另一方面，由于吸附塔脫吸附很不充分，無法得到徹底脫吸附，致使吸附塔的吸附床長期處于吸附狀態(tài)，與能夠徹底脫吸附的吸附床相比，無法得到徹底脫吸附的吸附床在吸附過程中，即使沒有達(dá)到吸附飽和的狀態(tài)，也容易出現(xiàn)吸附床穿透的問題，這樣將大大提高設(shè)備運(yùn)行的故障概率，加大設(shè)備運(yùn)行成本。以上問題所帶來的額外成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于在沖洗流程所節(jié)約的有效氣所帶來的收益。

但如果此時繼續(xù)進(jìn)行沖洗，雖然可以避免上述問題的出現(xiàn)，但是會使的大量的有效氣體被浪費(fèi)掉，使有效氣的回收率大大下降，不利于資源的充分利用，使原材料投入成本升高。

在本發(fā)明的實(shí)施例中，通過對逆放初期的逆放氣和沖洗后期的沖洗氣進(jìn)行回收，使有效氣的損失大大減小，提高有效氣的回收率，進(jìn)而提高產(chǎn)品氣的產(chǎn)量。同時，在本實(shí)施例中，可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)性的吸附、再生和有效氣回收，無需對吸附塔進(jìn)行停機(jī)回收，大大提高了有效氣回收效率以及整個變壓吸附裝置1000的運(yùn)行效率.其他吸附塔的運(yùn)行流程與第一吸附塔111相同，在不同時刻，不同的吸附塔可以處于不同的流程節(jié)點(diǎn)。

需要說明的是，在本實(shí)施例中，當(dāng)需要對逆放初期的逆放氣進(jìn)行回收時，在打開相應(yīng)吸附塔與逆放氣管路170相連的支管閥門的基礎(chǔ)上，再開啟第一逆放閥門177并關(guān)閉第二逆放閥門178，即可實(shí)現(xiàn)對逆放氣的回收。當(dāng)不需要回收時，關(guān)閉第一逆放閥門177并開啟第二逆放閥門178，即可將逆放氣排入解吸氣管路300，將其排出。當(dāng)需要對沖洗后期的沖洗氣進(jìn)行回收時，在打開相應(yīng)的吸附塔與沖洗氣出口管180相連的閥門的基礎(chǔ)上，再開啟回收支管閥門188并關(guān)閉沖洗氣閥門187，即可實(shí)現(xiàn)對沖洗氣的回收。當(dāng)不需要回收時，關(guān)閉回收支管閥門188并開啟沖洗氣閥門187，即可將沖洗氣排入解吸氣管路300，將其排出。

下面結(jié)合具體流程狀態(tài)，對變壓吸附裝置1000的運(yùn)行流程以及有效氣回收方法進(jìn)行介紹。請參閱表1，表1為變壓吸附裝置1000的工作時序表。

表1變壓吸附裝置1000工作時序表

其中：a為吸附；e1d為一均降；e2d為二均降；pp為順放；rc1為第一次回收；d為逆放；p為沖洗；rc2為第二次回收；e2r為二均升；e1r為一均升；fr為最終升壓。

請參閱圖2，在某一工作時刻，變壓吸附裝置1000中的原料氣支管閥門161、產(chǎn)品氣閥門121、終壓支管閥門132、順放氣支管閥門143、沖洗氣進(jìn)口支管閥門154、沖洗氣出口閥門184、逆放氣支管閥門175、順放氣支管閥門146、終壓管路閥門137、沖洗氣進(jìn)口管閥門157、第一逆放閥門177以及沖洗氣閥門187處于開啟狀態(tài)，其他閥門均處于關(guān)閉狀態(tài)。

此時，第一吸附塔111(圖1中示出)處于吸附階段，第二吸附塔112(圖1中示出)處于最終升壓階段，第三吸附塔113(圖1中示出)處于二均升階段，第四吸附塔114(圖1中示出)處于沖洗階段，第五吸附塔115(圖1中示出)處于第一次回收階段，第六吸附塔116(圖1中示出)處于二均降階段。

該狀態(tài)下，順放氣收集器148(圖1中示出)中的順放氣作為沖洗氣對第四吸附塔114(圖1中示出)進(jìn)行沖洗。第四吸附塔114(圖1中示出)處于沖洗初期，從第四吸附塔114(圖1中示出)中出來的沖洗氣中的雜質(zhì)氣體含量還較高，于是該沖洗氣直接經(jīng)沖洗氣閥門187進(jìn)入解吸氣緩沖器189(圖1中示出)進(jìn)入解吸氣管路300。第五吸附塔115(圖1中示出)處于逆放初期，此時第五吸附塔115(圖1中示出)的逆放氣中的有效氣含量較高，于是改逆放氣經(jīng)逆放氣支管閥門175和第一逆放閥門177回收至有效氣收集器210。

請參閱圖3，此時變壓吸附裝置1000處于圖2所示狀態(tài)的緊接的下一個狀態(tài)。該狀態(tài)下，變壓吸附裝置1000的沖洗氣進(jìn)口支管閥門151、產(chǎn)品氣閥門122、原料氣支管閥門162、沖洗氣進(jìn)口支管閥門153、沖洗氣進(jìn)口支管閥門154、沖洗氣出口閥門184、逆放氣支管閥門175、順放氣支管閥門146、順放氣管路閥門147、沖洗氣進(jìn)口管閥門157、回收支管閥門188以及第二逆放閥門178均處于開啟狀態(tài)，其他閥門均處于關(guān)閉狀態(tài)。

此時，第一吸附塔111(圖1中示出)處于一均降階段，第二吸附塔112(圖1中示出)處于吸附階段，第三吸附塔113(圖1中示出)處于一均升階段，第四吸附塔114(圖1中示出)處于第二次回收階段，第五吸附塔115(圖1中示出)處于逆放階段，第六吸附塔116(圖1中示出)處于順放階段。

該狀態(tài)下，第四吸附塔114(圖1中示出)處于沖洗后期，從第四吸附塔114(圖1中示出)出來的沖洗氣中的有效氣含量較高，于是將該沖洗氣經(jīng)沖洗氣出口閥門184和回收支管閥門188回收至有效氣收集器210。第五吸附塔115(圖1中示出)處于逆放后期，此時從第五吸附塔115(圖1中示出)出來的逆放氣中的雜質(zhì)氣體含量較高，于是將該逆放氣經(jīng)逆放氣支管閥門175和第二逆放閥門178排入解吸氣緩沖器189(圖1中示出)進(jìn)入解吸氣管路300。

另一方面，第一吸附塔111(圖1中示出)在吸附階段之后進(jìn)入了一均降階段，第二吸附塔112(圖1中示出)由最終升壓階段進(jìn)入了吸附階段，第三吸附塔113(圖1中示出)由二均升階段進(jìn)入了一均升階段，第六吸附塔116(圖1中示出)由二均降階段進(jìn)入了順放階段。

上述兩個工作狀態(tài)下收集的有效氣均由壓縮機(jī)220(圖1中示出)輸送至高壓氣儲存器230(圖1中示出)，再由高壓氣儲存器230(圖1中示出)返回原料氣管路160(圖1中示出)。

變壓吸附裝置1000的后續(xù)流程以及流程變換方式可根據(jù)表1得出，此處不再贅述。

需要說明的是，在變壓吸附裝置1000的流程中，利用了在逆放階段初期和沖洗階段末期進(jìn)行有效氣收集，即收集逆放階段初期的逆放氣和沖洗階段末期的沖洗氣，實(shí)現(xiàn)了對有效氣的充分回收和利用。回收的有效氣返回原料氣管路160(圖1中示出)重新經(jīng)歷吸附處理，最終轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品氣，以提高有效氣的回收率，進(jìn)而提高原料氣利用率。同時，在回收有效氣的過程中不會對變壓吸附造成干擾，并且可以實(shí)現(xiàn)吸附、解吸和回收的同時、連續(xù)進(jìn)行，中途無需任何的停機(jī)操作，使變壓吸附裝置1000可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)，大大提高了設(shè)備的運(yùn)行效率，提高了產(chǎn)品氣生產(chǎn)率以及有效氣回收效率。

由上可知，本實(shí)施例中還提供了一種有效氣的回收方法，包括第一回收操作與第二回收操作。第一回收操作包括將逆放過程的初期的逆放氣回收至有效氣回收單元200，第二回收操作包括將沖洗過程的末期的沖洗氣回收至有效氣回收單元200。以實(shí)現(xiàn)對有效氣的充分回收。在本方法中，還將順放過程的順放氣收集至順放氣收集器148(圖1中示出)，并在沖洗過程中將順放氣收集器148(圖1中示出)中的順放氣作為沖洗氣。

需要說明的是，針對逆放氣與沖洗氣中的有效氣濃度可以通過在線取樣等手段獲得，或者根據(jù)吸附塔脫吸附氣體濃度變化曲線推導(dǎo)出來，以獲得逆放氣與沖洗氣中有效氣濃度的變化情況，根據(jù)有效氣濃度變化，便于對符合要求的有效氣進(jìn)行回收，從而實(shí)現(xiàn)對有效氣回收的控制。

進(jìn)一步地，根據(jù)獲得的逆放氣與沖洗氣中有效氣濃度的變化情況，可以對回收有效氣的時間段進(jìn)行靈活調(diào)整。例如，當(dāng)雜質(zhì)氣體是某些難解吸的氣體時，在沖洗流程的初期，雜質(zhì)氣體并不能及時解吸出來，該種情況下，沖洗流程初期的沖洗氣中的有效氣體含量還是較高的，可以對沖洗流程初期的沖洗氣進(jìn)行回收以提高有效氣回收率。同理，當(dāng)雜質(zhì)氣體是某些容易解吸的氣體時，在逆放初期，由于吸附塔壓力迅速降低，雜質(zhì)氣體大量解吸，而在逆放流程的末期，由于吸附塔內(nèi)部的壓力降低速率趨于穩(wěn)定，雜質(zhì)氣體的解吸速率急速下降，該種情況下，逆放流程末期的逆放氣中的有效氣體含量快速升高，對逆放流程末期的逆放氣進(jìn)行回收可以進(jìn)一步提高有效氣回收率。

因此，對有效氣的回收，包括但不僅限于回收逆放流程初期的逆放氣和沖洗流程末期的沖洗氣，還可以回收沖洗流程初期的沖洗氣和/或逆放流程末期的逆放氣，也可以是回收沖洗流程和/或逆放流程中期的有效氣。這些都可以根據(jù)上述獲得的逆放氣與沖洗氣中有效氣濃度的變化情況來選擇性回收，只要有效氣濃度符合回收要求，就可以進(jìn)行回收，并不局限于具體的時間段。具體的回收方法和上述的方法相同，此處不再贅述。

需要說明的是，解吸氣管路300用于將解吸氣排到界外。逆放氣管路170和沖洗氣出口管180可以看作是解吸氣管路300的一部分。在本發(fā)明的實(shí)施例中，沖洗氣和逆放氣也可以看作解吸氣的一部分，而我們是將沖洗氣和逆放氣中的有效氣體進(jìn)行回收，也就相當(dāng)于是對解吸氣中的有效氣進(jìn)行回收。

變壓吸附裝置1000的工作原理是：利用變壓吸附裝置1000中有效氣回收單元200可以在不出現(xiàn)任何停機(jī)操作的情況下高效地進(jìn)行吸附、解吸和有效氣回收。利用變壓吸附裝置1000可以在在逆放階段初期和沖洗階段末期對有效氣進(jìn)行收集，大大降低有效氣的損失，提高有效氣的回收率以及原料氣利用率。變壓吸附裝置1000整體運(yùn)行效率高，有利于在充分回收有效氣的情況下，進(jìn)一步提高產(chǎn)品氣的產(chǎn)率。

實(shí)施例2

請參閱圖4，本實(shí)施例提供一種變壓吸附裝置2000。與變壓吸附裝置1000相比，不同的是：變壓吸附裝置2000的有效氣收集器210的回收口不是與逆放氣管路170或沖洗氣出口管180連接，而是分別與第一回收管路190和第二回收管路190a連接并選擇性連通。變壓吸附裝置2000的有效氣收集器210的回收口與第一回收管路190之間連接有第一回收管路閥門197，變壓吸附裝置2000的有效氣收集器210的回收口與第二回收管路190a之間連接有第二回收管路閥門197a。

其中，第一回收管路190具有用于與第一接口管111b(圖1中示出)連接的第一回收管路支管91和第一回收管路支管閥門191、用于與第一接口管112b(圖1中示出)連接的第一回收管路支管92和第一回收管路支管閥門192、用于與第一接口管113b(圖1中示出)連接的第一回收管路支管93和第一回收管路支管閥門193、用于與第一接口管114b(圖1中示出)連接的第一回收管路支管94和第一回收管路支管閥門194、用于與第一接口管115b(圖1中示出)連接的第一回收管路支管95和第一回收管路支管閥門195以及用于與第一接口管116b(圖1中示出)連接的第一回收管路支管96和第一回收管路支管閥門196。具體的連接方式和變壓吸附裝置1000中的終壓管路130(圖1中示出)的支管以及支管閥門的連接方式類似，具體可參照圖1和圖4，此處不再贅述。

通過以上設(shè)計(jì)，第一回收管路190可以選擇性地與第一吸附塔111、第二吸附塔112、第三吸附塔113、第四吸附塔114、第五吸附塔115和第六吸附塔116中的一者或多者連通，即第一回收管路190可以選擇性地從第一吸附塔111、第二吸附塔112、第三吸附塔113、第四吸附塔114、第五吸附塔115和第六吸附塔116中的一者或多者回收有效氣。

進(jìn)一步地，第二回收管路190a具有用于與第一接口管111b連接的第二回收管路支管91a和第二回收管路支管閥門191a、用于與第一接口管112b連接的第二回收管路支管92a和第二回收管路支管閥門192a、用于與第一接口管113b連接的第二回收管路支管93a和第二回收管路支管閥門193a、用于與第一接口管114b連接的第二回收管路支管94a和第二回收管路支管閥門194a、用于與第一接口管115b連接的第二回收管路支管95a和第二回收管路支管閥門195a以及用于與第一接口管116b連接的第二回收管路支管96a和第二回收管路支管閥門196a。具體的連接方式和變壓吸附裝置1000中的終壓管路130的支管以及支管閥門的連接方式類似，具體可參照圖1和圖4，此處不再贅述。

通過以上設(shè)計(jì)，第二回收管路190a可以選擇性地與第一吸附塔111、第二吸附塔112、第三吸附塔113、第四吸附塔114、第五吸附塔115和第六吸附塔116中的一者或多者連通，即第二回收管路190a可以選擇性地從第一吸附塔111、第二吸附塔112、第三吸附塔113、第四吸附塔114、第五吸附塔115和第六吸附塔116中的一者或多者回收有效氣。

其他結(jié)構(gòu)均與變壓吸附裝置1000相同。

與變壓吸附裝置1000不同的是，變壓吸附裝置2000在回收有效氣時，對逆放階段初期的逆放氣和沖洗階段末期的沖洗氣均是通過第一回收管路190和/或第二回收管路190a進(jìn)行收集。其中，第一回收管路閥門197用于減小第一回收管路190中的氣流波動，使氣流更加平緩，以減小對后續(xù)設(shè)備的影響。第二回收管路閥門197a則是用于減小第二回收管路190a中的氣流波動，使氣流更加平緩，以減小對后續(xù)設(shè)備的影響。

需要說明的是，在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，第一回收管路190和第二回收管路190a二者中也可以只設(shè)置一者，其余部分均采用變壓吸附裝置1000的設(shè)置方式。在本發(fā)明的另一些實(shí)施例中，也可以不設(shè)置第一回收管路閥門197和/或第二回收管路190a，此時，第一回收管路190和/或第二回收管路190a的連通與斷開通過相應(yīng)的支管閥門來進(jìn)行統(tǒng)一控制。

實(shí)施例3

請參閱圖5，本實(shí)施例提供一種變壓吸附裝置3000。與變壓吸附裝置1000相比，不同的是：變壓吸附裝置3000的有效氣回輸管230a不是與原料氣管路160連接，而使與各個吸附塔的第二接口連接并選擇性連通。

具體地，有效氣回輸管230a具有用于與第二接口管111a連接的有效氣回輸管支管31b和有效氣回輸管支管閥門131b、用于與第二接口管112a連接的有效氣回輸管支管32b和有效氣回輸管支管閥門132b、用于與第二接口管113a連接的有效氣回輸管支管33b和有效氣回輸管支管閥門133b、用于與第二接口管114a連接的有效氣回輸管支管34b和有效氣回輸管支管閥門134b、用于與第二接口管115a連接的有效氣回輸管支管35b和有效氣回輸管支管閥門135b以及用于與第二接口管116a連接的有效氣回輸管支管36b和有效氣回輸管支管閥門136b。具體的連接方式和變壓吸附裝置1000中的終壓管路130的支管以及支管閥門的連接方式類似，具體可參照圖1和圖5，此處不再贅述。

通過以上設(shè)計(jì)，有效氣回輸管230a可以選擇性地與第一吸附塔111、第二吸附塔112、第三吸附塔113、第四吸附塔114、第五吸附塔115和第六吸附塔116中的一者或多者連通，即有效氣回輸管230a可以選擇性地對第一吸附塔111、第二吸附塔112、第三吸附塔113、第四吸附塔114、第五吸附塔115和第六吸附塔116中的一者或多者進(jìn)行升壓處理。與變壓吸附裝置1000不同的是，變壓吸附裝置3000的有效氣回輸管230a將高壓氣儲存器230中回收的有效氣用于對各個吸附塔進(jìn)行均壓中的升壓氣，這樣在均壓過程中時有效氣各個吸附塔，最終實(shí)現(xiàn)有效氣轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品氣，以提高有效氣的回收利用率。

需要說明的是，在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，有效氣回輸管230a還可以設(shè)置用于控制有效氣回輸管230a自身的開啟與關(guān)閉的控制閥，用于使通過有效氣回輸管230a的氣流更加平緩，同時也使氣流的回輸具有更高的可控性。

需要說明的是，在本發(fā)明的另一些實(shí)施例中，還可以不設(shè)置壓縮機(jī)220和高壓氣儲存器230，而是將有效氣收集器210中的有效氣直接導(dǎo)到界外用于其他用途。在本發(fā)明的另一些實(shí)施例中，有效氣收集器210、壓縮機(jī)220和高壓氣儲存器230還可以都不設(shè)置，直接將回收的有效氣導(dǎo)到界外，用于其他工藝或流程。

綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例提供的變壓吸附裝置1000、變壓吸附裝置2000和變壓吸附裝置3000均能夠?qū)崿F(xiàn)對有效氣的充分回收，可以在不出現(xiàn)任何停機(jī)操作的情況下高效地進(jìn)行吸附、解吸和有效氣回收。可以在逆放階段初期和沖洗階段末期對有效氣進(jìn)行收集，大大降低有效氣的損失，提高有效氣的回收率以及原料氣利用率。變壓吸附裝置1000、變壓吸附裝置2000和變壓吸附裝置3000整體運(yùn)行效率高，有利于在充分回收有效氣的情況下，進(jìn)一步提高產(chǎn)品氣的產(chǎn)率。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。