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。針對抽空再生流程，在抽空過程中，會將吸附塔內(nèi)的有效氣與雜質(zhì)氣一同抽出，使有效氣的損失量增大，有效氣的回收率大大下降。

另一方面地，針對抽空再生流程，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。

這些都使得抽空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行充分回收，提高有效氣回收率，實現(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，容易實施，能夠?qū)ψ儔何竭^程中的有效氣進行充分回收，提高有效氣回收率，實現(xiàn)資源的充分利用。

本發(fā)明的實施例是這樣實現(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抽空管路，吸附塔具有第一接口與第二接口，抽空管路連接于第一接口，抽空管路設(shè)有用于抽空脫吸附的真空泵。有效氣回收單元的回收口與真空泵的出口連接并選擇性連通，以使有效氣回收單元可接收吸附單元的抽空管路中的有效氣。

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

一種有效氣回收方法，其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抽空過程初期的抽空氣和抽空過程末期的抽空氣二者中至少一者回收至有效氣回收單元。

一種有效氣回收方法，其包括第一回收操作與第二回收操作。第一回收操作包括將吸附單元的逆放過程的初期的逆放氣回收至有效氣回收單元，第二回收操作包括將吸附單元的抽空過程的末期的抽空氣回收至有效氣回收單元。

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

本發(fā)明實施例的有益效果是：本發(fā)明實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，還可以將抽空過程的抽空氣中的有效氣進行回收，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)明實施例提供的有效氣回收方法，步驟簡單，容易實施，通過將吸附單元的逆放過程的初期的逆放氣以及抽空過程的末期的抽空氣回收，有效地提高有效氣回收率，實現(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)明實施例的技術(shù)方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應(yīng)當理解，以下附圖僅示出了本發(fā)明的某些實施例，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)的示意圖；

圖3為圖1中的變壓吸附裝置的第二狀態(tài)的示意圖；

圖4為圖1中的變壓吸附裝置的第三狀態(tài)的示意圖；

圖5為本發(fā)明實施例2提供的變壓吸附裝置的示意圖；

圖6為本發(fā)明實施例3提供的變壓吸附裝置的示意圖。

圖標：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-均壓管路；41、42、43、44、45、46-均壓支管；141、142、143、144、145、146-均壓支管閥門；150-原料氣管路；51、52、53、54、55、56-原料氣支管；151、152、153、154、155、156-原料氣支管閥門；160-逆放氣管路；61、62、63、64、65、66-逆放氣支管；161、162、163、164、165、166-逆放氣支管閥門；167-逆放總閥；168-第一逆放閥門；169-第二逆放閥門；160a-逆放氣緩沖器；170-抽空管路；171、172、173、174、175、176-抽空閥門；177-第二抽空閥門；178-第一抽空閥門；170a-真空泵；170b-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；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；180-回收管；81、82、83、84、85、86-回收管支管；181、182、183、184、185、186-回收管支管閥門；3000-變壓吸附裝置；190-有效氣回輸管；91、92、93、94、95、96-有效氣回輸管支管；191、192、193、194、195、196-有效氣回輸管支管閥門。

具體實施方式

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

因此，以下對在附圖中提供的本發(fā)明的實施例的詳細描述并非旨在限制要求保護的本發(fā)明的范圍，而是僅僅表示本發(fā)明的選定實施例。基于本發(fā)明中的實施例，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施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

應(yīng)注意到：相似的標號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進行進一步定義和解釋。

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。

實施例1

請參照圖1，本實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的抽空過程末期的抽空氣。

吸附單元100包括吸附塔組、產(chǎn)品氣管路120、終壓管路130、均壓管路140、原料氣管路150、逆放氣管路160和抽空管路170。

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，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，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行準確控制和操作。需要說明的是，在本發(fā)明的其他實施例中，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現(xiàn)。在本發(fā)明的又一些實施例中，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行最終升壓，而不僅限于利用產(chǎn)品氣管路120。

進一步地，在本實施例中，在吸附單元100中，均壓管路140具有用于與第二接口管111a連接的均壓支管41和均壓支管閥門141、用于與第二接口管112a連接的均壓支管42和均壓支管閥門142、用于與第二接口管113a連接的均壓支管43和均壓支管閥門143、用于與第二接口管114a連接的均壓支管44和均壓支管閥門144、用于與第二接口管115a連接的均壓支管45和均壓支管閥門145以及用于與第二接口管116a連接的均壓支管46和均壓支管閥門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，均壓管路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，即均壓管路140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中的一者或多者進行均壓處理。

進一步地，在本實施例中，在吸附單元100中，原料氣管路150具有用于與第一接口管111b連接的原料氣支管51和原料氣支管閥門151、用于與第一接口管112b連接的原料氣支管52和原料氣支管閥門152、用于與第一接口管113b連接的原料氣支管53和原料氣支管閥門153、用于與第一接口管114b連接的原料氣支管54和原料氣支管閥門154、用于與第一接口管115b連接的原料氣支管55和原料氣支管閥門155以及用于與第一接口管116b連接的原料氣支管56和原料氣支管閥門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，原料氣管路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，即原料氣管路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原料氣用于吸附。

進一步地，在吸附單元100中，逆放氣管路160具有用于與第一接口管111b連接的逆放氣支管61和逆放氣支管閥門161、用于與第一接口管112b連接的逆放氣支管62和逆放氣支管閥門162、用于與第一接口管113b連接的逆放氣支管63和逆放氣支管閥門163、用于與第一接口管114b連接的逆放氣支管64和逆放氣支管閥門164、用于與第一接口管115b連接的逆放氣支管65和逆放氣支管閥門165以及用于與第一接口管116b連接的逆放氣支管66和逆放氣支管閥門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，逆放氣管路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，即逆放氣管路160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出。

進一步地，在吸附單元100中，抽空管路170具有用于與第一接口管111b連接的抽空閥門171、用于與第一接口管112b連接的抽空閥門172、用于與第一接口管113b連接的抽空閥門173、用于與第一接口管114b連接的抽空閥門174、用于與第一接口管115b連接的抽空閥門175以及用于與第一接口管116b連接的抽空閥門176。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，抽空管路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，即抽空管路170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中的一者或多者進行抽空處理。其中，抽空管路170設(shè)有用于選擇性地對各個吸附塔進行抽空脫吸附的真空泵170a。

進一步地，有效氣回收單元200包括有效氣收集器210、壓縮機220和高壓氣儲存器230。有效氣收集器210的出口與壓縮機220的進口連通，壓縮機220的出口與高壓氣儲存器230的進口連通。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150，從而實現(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)明的其他實施例中，還可以不設(shè)置高壓氣儲存器230，此時，壓縮機220的出口直接與原料氣管路150連通。

在本實施例中，有效氣收集器210的回收口與逆放氣管路160相連并選擇性連通，有效氣收集器210的回收口與逆放氣管路160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160連通與斷開的第一逆放閥門168。有效氣收集器210的回收口還與真空泵170a的出口連接并選擇性連通，有效氣收集器210的回收口與真空泵170a的出口之間設(shè)有用于控制有效氣收集器210的回收口與真空泵170a的出口連通與斷開的第一抽空閥門178。

進一步地，逆放氣管路160和真空泵170a的出口均與吸附單元100的解吸氣管路300的解吸氣緩沖器170b連接并選擇性連通。逆放氣管路160與解吸氣緩沖器170b之間設(shè)有用于控制逆放氣管路160與解吸氣緩沖器170b連通和斷開的第二逆放閥門169，真空泵170a的出口與解吸氣緩沖器170b之間設(shè)有用于控制真空泵170a的出口與解吸氣緩沖器170b連通和斷開的第二抽空閥門177。解吸氣緩沖器170b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)明的其他實施例中，還可以不設(shè)置解吸氣緩沖器170b，此時，逆放氣管路160和真空泵170a的出口均直接與吸附單元100的解吸氣管路300連通。

在本實施例中，沿逆放氣管路160中的逆放氣的流向，在第一逆放閥門168與第二逆放閥門169的上游還設(shè)置有逆放總閥167，具體地，逆放總閥167為手動調(diào)節(jié)閥。逆放總閥167可以使逆放氣管路160中的氣流更加平緩，以減小對后續(xù)設(shè)備的影響，提高設(shè)備運行的穩(wěn)定性。需要說明的是，在本發(fā)明的其他實施例中，也可以不設(shè)置逆放總閥167。

進一步地，逆放氣管路160與解吸氣緩沖器170b之間還設(shè)有逆放氣緩沖器160a。逆放氣緩沖器160a用于對要排入解吸氣緩沖器170b的逆放氣進行緩沖，以減小氣流對后續(xù)設(shè)備的影響，提高設(shè)備運行的穩(wěn)定性。需要說明的是，在本發(fā)明的實施例中，還可以不設(shè)置逆放氣緩沖器160a。

變壓吸附裝置1000能夠?qū)υ蠚膺M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處理，吸附與回收均為流水線式進行，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，在本實施例中，均壓降包括一均降、二均降和三均降。均壓降之后，分別為逆放、抽空和均壓升。均壓升可以包括多個升壓過程，在本實施例中，均壓升包括一均升、二均升和三均升。均壓升之后經(jīng)最終升壓后便會重新進入吸附階段。

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。

在抽空過程中，利用真空泵170a對第一吸附塔111進行抽空處理，使第一吸附塔111內(nèi)的壓力逐漸降低。隨著壓力的降低，第一吸附塔111的吸附腔內(nèi)的雜質(zhì)氣體發(fā)生脫吸附，并在真空泵170a的抽離作用下離開第一吸附塔111。在現(xiàn)有技術(shù)中，抽空過程的抽空氣也是全部經(jīng)解吸氣管路300排出。但是隨著抽空過程的繼續(xù)，由真空泵170a的出口出來的氣體中雜質(zhì)氣體的濃度逐漸降低，有效氣的濃度逐漸升高。特別是在抽空過程的后期，由真空泵170a的出口出來的氣體中雜質(zhì)氣體的濃度已經(jīng)較低，有效氣濃度已經(jīng)較高。

此時如果停止抽空，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。因為隨著吸附腔中的雜質(zhì)氣體的含量的減少，其脫吸附速率也會降低，才導致從第一吸附塔111中排出的抽空氣中的雜質(zhì)氣體含量下降。實際上，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。若此時停止抽空，可以減小有效氣的損失，但第一吸附塔111脫吸附會很不充分，對后續(xù)吸附流程會造成額外的負擔。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，這將直接導致后續(xù)流程中，第一吸附塔111需要更加頻繁地進行脫吸附，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)備運行的故障概率，加大設(shè)備運行成本。以上問題所帶來的額外成本遠遠高于在抽空流程所節(jié)約的有效氣所帶來的收益。

但如果此時繼續(xù)進行抽空，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排入解吸氣管路300，是大量的有效氣被浪費掉，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)明的實施例中，通過對逆放初期的逆放氣和抽空后期的抽空氣進行回收，使有效氣的損失大大減小，提高有效氣的回收率，進而提高產(chǎn)品氣的產(chǎn)量。同時，在本實施例中，可以實現(xiàn)連續(xù)性的吸附、再生和有效氣回收，無需對吸附塔進行停機回收，大大提高了有效氣回收效率以及整個變壓吸附裝置1000的運行效率。其他吸附塔的運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。

需要說明的是，在本實施例中，當需要對逆放初期的逆放氣進行回收時，在打開相應(yīng)吸附塔與逆放氣管路160相連的支管閥門的基礎(chǔ)上，開啟逆放總閥167，再開啟第一逆放閥門168并關(guān)閉第二逆放閥門169，即可實現(xiàn)對逆放氣的回收。當不需要回收時，關(guān)閉第一逆放閥門168并開啟第二逆放閥門169，即可將逆放氣排入解吸氣管路300，將其排出。當需要對抽空后期的抽空氣進行回收時，在打開相應(yīng)的吸附塔與抽空管路170相連的閥門的基礎(chǔ)上，再開啟第一抽空閥門178并關(guān)閉第二抽空閥門177，即可實現(xiàn)對抽空氣的回收。當不需要回收時，關(guān)閉第一抽空閥門178并開啟第二抽空閥門177，即可將抽空氣排入解吸氣管路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的運行流程以及有效氣回收方法進行介紹。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；e3d為三均降；rc1為第一次回收；d為逆放；v為抽空；rc2為第二次回收；e3r為三均升；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中的抽空閥門171、均壓支管閥門142、終壓支管閥門133、原料氣支管閥門154、產(chǎn)品氣閥門124、終壓支管閥門135、均壓支管閥門146和第二抽空閥門177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)處于抽空階段，第二吸附塔112(圖1中示出)處于三均降階段，第三吸附塔113(圖1中示出)處于一均降階段，第四吸附塔114(圖1中示出)處于吸附階段，第五吸附塔115(圖1中示出)處于一均升階段，第六吸附塔116(圖1中示出)處于三均升階段。

該狀態(tài)下，第一吸附塔111(圖1中示出)處于抽空階段初期，由真空泵170a的出口出來的抽空氣中雜質(zhì)氣體的濃度較高，有效氣濃度較低，于是該抽空氣直接經(jīng)第二抽空閥門177進入解吸氣緩沖器170b(圖1中示出)進入解吸氣管路300。

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的抽空閥門171、第一抽空閥門178、逆放氣支管閥門162、逆放總閥167、第一逆放閥門168、原料氣支管閥門154、均壓支管閥門143、均壓支管閥門146、終壓支管閥門135、終壓管路閥門137和產(chǎn)品氣閥門124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)處于第二次回收階段，第二吸附塔112(圖1中示出)處于第一次回收階段，第三吸附塔113(圖1中示出)處于二均降階段，第四吸附塔114(圖1中示出)處于吸附階段，第五吸附塔115(圖1中示出)處于最終升壓階段，第六吸附塔116(圖1中示出)處于二均升階段。

該狀態(tài)下，第一吸附塔111(圖1中示出)處于抽空階段后期，由真空泵170a的出口出來的抽空氣中雜質(zhì)氣體的濃度較低，有效氣濃度較高，于是該抽空氣直接經(jīng)第一抽空閥門178進入有效氣收集器210實現(xiàn)收集。第二吸附塔112(圖1中示出)處于逆放階段初期，此時第二吸附塔112(圖1中示出)中的逆放氣中的雜質(zhì)氣體含量較低，有效氣含量較高，于是將該逆放氣經(jīng)逆放總閥167和第一逆放閥門168收集至有效氣收集器210，實現(xiàn)有效氣回收。

另一方面，第三吸附塔113(圖1中示出)由一均降階段進入了二均降階段，第四吸附塔114(圖1中示出)仍然處于吸附階段，第五吸附塔115(圖1中示出)由一均升階段進入了最終升壓階段，第六吸附塔116(圖1中示出)由三均升階段進入了二均升階段。

請參閱圖4，此時變壓吸附裝置1000處于圖3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的第一逆放閥門168關(guān)閉且第二逆放閥門169開啟，其他閥門的開閉情況與圖2中的開閉情況一致。此時，第二吸附塔112(圖1中示出)處于逆放階段后期，此時第二吸附塔112(圖1中示出)中的逆放氣中的雜質(zhì)氣體含量較高，有效氣含量較低，于是將該逆放氣經(jīng)第二逆放閥門169進入解吸氣緩沖器170b(圖1中示出)進入解吸氣管路300。其他吸附塔的狀態(tài)與圖2中相比沒有變化。

上述三個工作狀態(tài)下收集的有效氣均由壓縮機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150(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抽空階段末期進行有效氣收集，即收集逆放階段初期的逆放氣和抽空階段末期的抽空氣，實現(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150(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，并且可以實現(xiàn)吸附、解吸和回收的同時、連續(xù)進行，中途無需任何的停機操作，使變壓吸附裝置1000可以實現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)，大大提高了設(shè)備的運行效率，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抽空過程的末期的抽空氣回收至有效氣回收單元200。以實現(xiàn)對有效氣的充分回收。

需要說明的是，針對逆放氣與抽空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出來，以獲得逆放氣與抽空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行回收，從而實現(xiàn)對有效氣回收的控制。

進一步地，根據(jù)獲得的逆放氣與抽空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行靈活調(diào)整。例如，當雜質(zhì)氣體是某些難解吸的氣體時，在抽空過程的初期，雜質(zhì)氣體并不能及時解吸出來，該種情況下，抽空流程初期的抽空氣中的有效氣體含量還是較高的，可以對抽空流程初期的抽空氣進行回收以提高有效氣回收率。同理，當雜質(zhì)氣體是某些容易解吸的氣體時，在逆放過程初期，由于吸附塔壓力迅速降低，雜質(zhì)氣體大量解吸，而在逆放過程的末期，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行回收可以進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抽空流程末期的抽空氣，還可以回收抽空流程初期的抽空氣和/或逆放流程末期的逆放氣，也可以是回收抽空流程和/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抽空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160和抽空管路170可以看作是解吸氣管路300的一部分。在本發(fā)明的實施例中，沖洗氣和抽空氣也可以看作解吸氣的一部分，而我們是將沖洗氣和抽空氣中的有效氣體進行回收，也就相當于是對解吸氣中的有效氣進行回收。

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)任何停機操作的情況下高效地進行吸附、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抽空階段末期對有效氣進行收集，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整體運行效率高，有利于在充分回收有效氣的情況下，進一步提高產(chǎn)品氣的產(chǎn)率。

實施例2

請參閱圖5，本實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160連接，而是與回收管180連接并選擇性連通。變壓吸附裝置2000的有效氣收集器210的回收口與回收管180之間連接有第一逆放閥門168。

其中，回收管180具有用于與第一接口管111b(圖1中示出)連接的回收管支管81和回收管支管閥門181、用于與第一接口管112b(圖1中示出)連接的回收管支管82和回收管支管閥門182、用于與第一接口管113b(圖1中示出)連接的回收管支管83和回收管支管閥門183、用于與第一接口管114b(圖1中示出)連接的回收管支管84和回收管支管閥門184、用于與第一接口管115b(圖1中示出)連接的回收管支管85和回收管支管閥門185以及用于與第一接口管116b(圖1中示出)連接的回收管支管86和回收管支管閥門186。具體的連接方式和變壓吸附裝置1000中的原料氣管路150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，回收管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，即回收管180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是通過回收管180進行收集。

需要說明的是，在本發(fā)明的其他實施例中，回收管180還可以是與各個吸附塔的第二接口相連并選擇性連通。也可以是回收管180同時與各個吸附塔的第一接口和第二接口相連并選擇性連通。

實施例3

請參閱圖6，本實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190不是與原料氣管路150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190具有用于與第二接口管111a連接的有效氣回輸管支管91和有效氣回輸管支管閥門191、用于與第二接口管112a連接的有效氣回輸管支管92和有效氣回輸管支管閥門192、用于與第二接口管113a連接的有效氣回輸管支管93和有效氣回輸管支管閥門193、用于與第二接口管114a連接的有效氣回輸管支管94和有效氣回輸管支管閥門194、用于與第二接口管115a連接的有效氣回輸管支管95和有效氣回輸管支管閥門195以及用于與第二接口管116a連接的有效氣回輸管支管96和有效氣回輸管支管閥門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6，此處不再贅述。

通過以上設(shè)計，有效氣回輸管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，即有效氣回輸管190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190將高壓氣儲存器230中回收的有效氣用于對各個吸附塔進行均壓中的升壓氣，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)明的其他實施例中，有效氣回輸管190還可以設(shè)置用于控制有效氣回輸管190自身的開啟與關(guān)閉的控制閥，用于使通過有效氣回輸管190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)明的另一些實施例中，還可以不設(shè)置壓縮機220和高壓氣儲存器230，而是將有效氣收集器210中的有效氣直接導到界外用于其他用途。在本發(fā)明的另一些實施例中，有效氣收集器210、壓縮機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到界外，用于其他工藝或流程。

綜上所述，本發(fā)明實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)任何停機操作的情況下高效地進行吸附、解吸和有效氣回收。可以在逆放階段初期和抽空階段末期對有效氣進行收集，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整體運行效率高，有利于在充分回收有效氣的情況下，進一步提高產(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、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。