CN105536427B - 一种气体过滤收集装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及气体处理领域，具体公开了一种气体过滤收集装置，本发明提供的气体过滤收集装置，包括收集罐、冷凝器和至少一个热交换器；所述收集罐与所述冷凝器的底部连接，所述收集罐设置有进气口；所述冷凝器包括冷阱罐和与所述冷阱罐机械连接的至少一级冷阱，所述冷阱罐与所述热交换器连接；所述热交换器包括热交换罐、设置在所述热交换器罐内部的热交换管、以及出气口，所述热交换罐的底部与所述收集罐连接。本发明提供的气体过滤收集装置通过多级冷阱和多级热交换器来提高气体可冷凝成分的收集能力，使气体的可冷凝成分的收集率达到99％以上，高度净化的气体通过真空泵排出，能够有效地延长真空泵的使用寿命，减少了真空泵油的更换频率。

Description

一种气体过滤收集装置

【技术领域】

本发明涉及气体处理领域，尤其涉及一种气体过滤收集装置。

【背景技术】

在粉末冶金、金属及非金属陶瓷制品行业采用真空烧结技术时，产品成型时都要加入粘结剂(也叫成型剂)，粘结剂属于中间过渡物质，产品制成时该物质必须脱除，由于传统的收集设备收集效率低，脱除该物质时将有大量的粘结剂进入真空泵，造成真空泵不能正常工作，泵油需经常更换，泵的维修工作量也很大。第一代粘结剂的收集过滤装置，简称H型过滤罐，该收集过滤装置采用两个罐体，外部加一个水套或不加水套，在产品烧结过程中粘结剂的蒸汽从罐体中通过，触碰到冷罐壁而凝结在罐内，将收粘效果提高50％以上，但是仍有5％左右的粘结剂进入真空泵内，效果不理想。采用收集过滤装置收集到的粘结剂，散发大量恶心的臭气，且具有一定的毒性，若采用人力劳动的方式进行清除，极为不便，且对工人的身体造成危害。

【发明内容】

本发明旨在解决传统的收集过滤装置的气体收集效果不理想、对真空泵使用寿命影响较大、对工人的身体危害较大的问题，提供一种气体过滤收集装置，技术方案如下：

本发明提供一种气体过滤收集装置，包括收集罐、冷凝器和至少一个热交换器；

所述收集罐与所述冷凝器的底部连接，所述收集罐设置有进气口，所述气体通过所述进气口进入到所述收集罐，再从所述收集罐进入到所述冷凝器中进行一次冷凝；

所述冷凝器包括冷阱罐和与所述冷阱罐机械连接的至少一级冷阱，所述冷阱罐与所述热交换器连接，经过一次冷凝后的气体进入到所述热交换器中进行二次冷凝；

所述热交换器包括热交换罐、设置在所述热交换器罐内部的热交换管、以及出气口，所述热交换罐的底部与所述收集罐连接，在所述热交换器中气体冷凝后的液体通过所述热交换罐的底部进入所述收集罐中。

在一些实施例中，所述冷阱为四级冷阱。

在一些实施例中，所述热交换罐填充有导热吸附材料。

在一些实施例中，所述导热吸附材料为鲍尔环。

在一些实施例中，所述热交换器通过所述出气口与另一热交换器连接；或者

所述热交换器通过所述出气口与真空泵连接，经过所述热交换器的气体通过所述真空泵排出。

在一些实施例中，所述热交换器有两个，分别为第一热交换器和第二热交换器；

所述第一热交换器与所述第二热交换器通过连通器连通，所述气体通过所述连通器从第一热交换器进入到所述第二交换器进行三次冷凝。

在一些实施例中，所述冷阱罐与所述热交换器的连接处设置有隔离阀。

在一些实施例中，所述热交换器的底部与所述收集罐的连接处设置有热交换罐排污阀。

在一些实施例中，所述热交换器还设置有压力气体进口。

在一些实施例中，所述收集装置还包括机架；

所述机架的底部与所述收集罐固定连接；

所述机架的顶部通过提升装置分别与所述冷凝器的顶部和所述热交换器的顶部连接，所述提升装置带动所述冷凝器和/或所述热交换器在垂直方向上运动。

本发明具体实施例的有益效果在于，本发明提供的气体过滤收集装置通过多级冷阱和多级热交换器来提高气体可冷凝成分的收集能力，使气体的可冷凝成分的收集率达到99％以上，高度净化的气体通过真空泵排出，能够有效地延长真空泵的使用寿命，减少了真空泵油的更换频率。

【附图说明】

图1为本发明一实施例提供的气体过滤收集装置的结构示意图。

附图标记：1、收集罐；2、冷凝器；3、热交换器；3^1#、第一热交换器；3^2#、第二热交换器；4、隔离阀；5、热交换罐排污阀；6、压力气体进口；7、机架；8、提升装置；11、进气口；12、总排污阀；21、冷阱罐；22、冷阱；31、热交换罐；32、热交换管；33、导热吸附材料；34、出气口；35、栅格；36、连通器；81、转盘；82、螺杆；221、冷阱进水口；222、冷阱出水口。

【具体实施方式】

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供的气体过滤收集装置用于可冷凝净化的气体的收集，可冷凝净化的气体例如在粉末冶金、金属及非金属陶瓷制品行业采用真空烧结技术时带有粘结剂气氛的气体，本领域技术人员应该理解，本发明提供的气体过滤收集装置的使用并不仅限于收集带有粘结剂气氛的气体，可冷凝净化的气体均可以使用本发明提供的气体过滤收集装置进行收集。

实施例1

如图1所示，本发明实施例提供一种气体过滤收集装置，包括收集罐1、冷凝器2和至少一个热交换器3。收集罐1与冷凝器2的底部连接；冷凝器2包括冷阱罐21和与冷阱罐21机械连接的至少一级冷阱22，冷阱罐21与热交换器3连接；热交换器3包括热交换罐31、设置在热交换器3罐内部的热交换管32、以及出气口34，热交换罐31的底部与收集罐1连接。

收集罐1设置有进气口11，气体通过进气口11进入到收集罐1，收集罐1与冷凝器2的底部连通，气体进入到冷凝器2中进行一次冷凝，冷凝后形成的液体通过冷凝器2的底部进入收集罐1中。

在本实施例中，冷阱22可以包括冷阱进水口221、冷阱叶片(未图示)和冷阱出水口222，冷冻液从冷阱进水口221进入冷阱22，再从冷阱出水口222流出，冷阱叶片(未图示)具体可以为设有冷冻液循环流路的冷凝片，气体经过该冷凝片时，温度降低，气体中可冷凝成分由气态转化为液态吸附在冷凝片上，然后在重力作用下落入收集罐1中。在本实施例中，可以采用冷却水、冰盐水、液氮或乙二醇等作为冷阱22的冷凝剂。

设置多级冷阱22，可以使气体中更多的可冷凝成分冷凝吸附在冷阱叶片(未图示)上，但冷阱22的级数越多，冷凝的成本就越高，冷阱22在竖直方向上可以是均匀地分布在冷阱罐21上，以吸附更多的气体。优选地，在本实施例中，冷阱22为四级冷阱22，在实际生产中，采用四级冷阱22的使用成本较为合理，且能达到较优的气体净化效果。

气体经过冷凝器2后，部分没有被吸附到冷阱叶片(未图示)上的气体进入到热交换器3中进行二次冷凝。热交换器3中设置有热交换管32，热交换管32中可以通入冷凝剂以达到冷凝效果，热交换管32具体可以是导热性能较好的紫铜管，优选地使用冷却水作为冷凝剂，相比于冰盐水、液氮或乙二醇等冷凝剂，冷却水的成本更低。

进一步地，热交换罐31填充有导热吸附材料33。该导热吸附材料33具体可以是鲍尔环，与拉西环相比，鲍尔环具有生产能力大、阻力小、操作弹性大等特点，在热交换罐31中填充鲍尔环作为导热吸附材料33，极大地提高了热交换罐31的冷凝效果。进一步，还可以在热交换罐31上设置栅格35来固定鲍尔环，防止气体过滤收集装置在长时间使用后，鲍尔环移动，导致热交换器3达不到理想的冷凝效果。鲍尔环的材质可以是金属、陶瓷、塑料等。

气体在热交换器3中进行二次冷凝之后，气体中部分可冷凝部分由气态转化为液态，在重力作用下落入热交换罐31的底部。热交换器3通过出气口34可以与另一热交换器3连接，或者与真空泵连接，剩余的气体可以通过热交换器3的出气口34进入另一个热交换器3中再次冷凝，或者通过真空泵排出。

在本实施例中，热交换器3可以是多个，在经过第一个热交换器冷凝后的气体可以继续进入到第二个热交换器再次冷凝，优选地，热交换器3为两个，分别为第一热交换器3^1#和第二热交换器3^2#；第一热交换器3^1#与第二热交换器3^2#通过连通器36连通，气体通过连通器36从第一热交换器3^1#进入到第二热交换器3^2#进行三次冷凝。经过多次冷凝的气体，其可冷凝的成分收集率达到99％以上。第二热交换器3^2#的出气口34与真空泵连接，经过多次冷凝的气体，通过该真空泵排出，高度净化的气体通过真空泵排出，能够有效地延长真空泵的使用寿命，减少了真空泵油的更换频率。

进一步地，冷阱罐21与热交换器3的连接处设置有隔离阀4。热交换器3的底部与收集罐1的连接处设置有热交换罐排污阀5。在气体收集过程中，隔离阀4开启，使得气体从冷阱罐21顺利进入到热交换器3中；热交换罐排污阀5闭合，防止气体从热交换罐31底部进入到收集罐1后，再次进入冷阱罐21中重复冷凝。

热交换器3还设置有压力气体进口6，压力气体进口6可以与进气装置连接。进气装置具体可以是气泵。当需要将收集罐1中的液体从总排污阀12排除时，关闭进气口11、出气口34、以及设置在冷阱罐21和热交换器3的连接处之间的隔离阀4，打开热交换器3底部与收集罐1之间的热交换罐排污阀5，再打开压力气体进口6阀门，气泵驱动空气进入到热交换器3，气体在压力作用下，将收集罐1中的液体从总排污阀12排出。通过压力气体将收集罐1中的液体排出的这种自动排废方式，省略了人力劳动排废的工序，降低了操作人员的劳动强度，自动化程度更高，收集罐1中液体的排废过程也不易对环境或人体造成危害。若热交换器3设置的个数过多，则将液体从收集罐1中排出所需要的气体压力越大，过大的气体压力可能会导致收集装置部件的损坏，导致事故的发生。

进一步地，收集装置还包括机架7，机架7的底部与收集罐1固定连接；机架7的顶部通过提升装置8分别与冷凝器2的顶部和热交换器3的顶部连接，提升装置8带动冷凝器2和/或热交换器3在垂直方向上运动。当需要对收集装置进行清洗、拆装、或者零部件的更换时，可以通过提升装置8将冷凝器2和/或热交换器3向上移动，使冷凝器2和/或热交换器3脱离收集罐1，方便工作人员操作。提升装置8具体可以包括转盘81和螺杆82，转盘81固定在机架7的顶部，转盘81通过螺杆82分别与冷凝器2的顶部和热交换器3的顶部连接，通过手动或者电动转动转盘81，即可驱动冷凝器2和/或热交换器3在垂直方向上运动。

本实施例提供的气体过滤收集装置通过多级冷阱和多级热交换器来提高气体可冷凝成分的收集能力，使气体可冷凝的成分的收集率达到99％以上，高度净化的气体通过真空泵排出，能够有效地延长真空泵的使用寿命，减少了真空泵油的更换频率；采用鲍尔环作为热交换器中的热吸附材料，极大地提高了热交换器的冷凝效果；自动排废方式降低了操作人员的劳动强度，减少了收集罐中液体对环境或人体的危害；提升装置更方便对气体过滤收集装置进行清洗、拆装或零部件的更换。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种气体过滤收集装置，其特征在于，包括收集罐、冷凝器和至少一个热交换器；

所述收集罐与所述冷凝器的底部连接，所述收集罐设置有进气口，所述气体通过所述进气口进入到所述收集罐，再从所述收集罐进入到所述冷凝器中进行一次冷凝；

所述冷凝器包括冷阱罐和与所述冷阱罐机械连接的至少一级冷阱，所述冷阱罐与所述热交换器连接，经过一次冷凝后的气体进入到所述热交换器中进行二次冷凝，所述冷阱包括冷阱叶片；

所述热交换器包括热交换罐、设置在所述热交换器罐内部的热交换管、以及出气口，所述热交换罐填充有导热吸附材料，所述热交换罐的底部与所述收集罐连接，在所述热交换器中气体冷凝后的液体通过所述热交换罐的底部进入所述收集罐中。

2.如权利要求1所述的气体过滤收集装置，其特征在于，所述冷阱为四级冷阱。

3.如权利要求1所述的气体过滤收集装置，其特征在于，所述导热吸附材料为鲍尔环。

4.如权利要求1所述的气体过滤收集装置，其特征在于，

所述热交换器通过所述出气口与另一热交换器连接；或者

所述热交换器通过所述出气口与真空泵连接，经过所述热交换器的气体通过所述真空泵排出。

5.如权利要求1所述的气体过滤收集装置，其特征在于，所述热交换器有两个，分别为第一热交换器和第二热交换器；

所述第一热交换器与所述第二热交换器通过连通器连通，所述气体通过所述连通器从第一热交换器进入到所述第二热交换器进行三次冷凝。

6.如权利要求1所述的气体过滤收集装置，其特征在于，所述冷阱罐与所述热交换器的连接处设置有隔离阀。

7.如权利要求1所述的气体过滤收集装置，其特征在于，所述热交换器的底部与所述收集罐的连接处设置有热交换罐排污阀。

8.如权利要求1所述的气体过滤收集装置，其特征在于，所述热交换器还设置有压力气体进口。

9.如权利要求1所述的气体过滤收集装置，其特征在于，所述收集装置还包括机架；

所述机架的底部与所述收集罐固定连接；

所述机架的顶部通过提升装置分别与所述冷凝器的顶部和所述热交换器的顶部连接，所述提升装置带动所述冷凝器和/或所述热交换器在垂直方向上运动。