CN110302632A - 一种原料气净化系统及工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种原料气净化系统及工艺，属于气体净化技术领域。该系统包括换热装置、净化装置和膨胀装置，其中，高压气体进入膨胀装置降低压力和温度后变为低压气体排出，该低压气体和原料气通过换热装置进行换热，所述低压气体经换热装置处理后作为低压产品气从换热装置排出，所述原料气经换热装置处理后进入净化装置进行净化，然后作为高压产品气从净化装置排出，所述高压气体来自于所述高压产品气。该系统可降低原料气净化系统的能耗并提高其净化性能，在空气干燥和天然气处理等工业场合具有重大节能意义。

Description

一种原料气净化系统及工艺

技术领域

本发明涉及气体净化技术领域，特别是指一种原料气净化系统及工艺。

背景技术

气体净化是冶金、能源、化工、环保等领域中一种常见的原料气处理过程，例如气体污染物脱除、压缩空气干燥、以及原料天然气干燥等。气体净化的主要作用是避免因杂质而造成危害(例如环境污染、管道冻结堵塞、材料腐蚀和爆炸)，确保后续使用或后续工序的顺利进行。

常见的气体净化工艺包括吸收分离法、吸附分离法和膜分离法等，通过将原料气通入采用了至少一种上述净化工艺的净化装置，可实现将原料气中的杂质(例如水蒸气、二氧化碳、乙炔、二氧化氮、一氧化碳、硫化氢和挥发性有机化合物)脱除至痕量水平，从而获得纯度达标的产品气。

实际应用中，现有气体净化工艺存在以下两个方面的问题：

一方面，通入净化装置的原料气和净化装置排出的产品气通常具有较高的压力，其原因包括以下因素中的一种或几种：原料气的气源具有较高压力、原料气因产品气需要高压而被加压、以及原料气因净化工艺要求而被加压。然而，在上述高压气体的流通过程中，经常出现以阀门节流的形式来减压的现象(例如将高压产品气减压后作为净化装置的再生气)，因而存在高压气体所含的压力能被浪费的问题。

另一方面，通入净化装置的原料气因温度较高而体使积流量相对较大，因而存在管道等相关设备尺寸相对较大的问题。因此，设法降低原料气温度，则可减小相关设备的尺寸，或者在同等设备尺寸下，可使气体流通阻力变小。此外，降低原料气温度还可能获得以下有益效果：可降低原料气中某些杂质(例如水蒸气)的含量，进而减轻净化装置的负荷；以及，对于某些净化工艺，原料气温度越低，其净化性能越好(例如低温下吸附剂和吸收剂分别具有更强的平衡吸附量和吸收量)。

如果能够采用以下节能方法，则可降低净化装置能耗并提高其净化性能，同时解决上述两方面问题。所述节能方法为：通过膨胀装置对上述高压气体的压力能进行利用，同时获得机械功(或进一步转换为电能)和冷量，并进一步将所述冷量用于降低原料气的温度。下面，以基于吸附分离法的气体干燥过程为案例，进一步说明上述节能方法的具体可实施性。

吸附分离法是通过吸附床实现的。吸附床具有进料端和出料端，其内部填充有特定厚度的吸附剂。吸附分离法的气体净化原理为：在线模式中，将原料气持续通入吸附床进行杂质吸附并变为产品气，并且在到达预定时间后停止通入原料气，吸附床切换至离线模式以便进行再生，从而使得吸附床在在线和离线这两种模式下交替操作。为了连续获得产品气，基于吸附分离法的净化装置包含至少两个吸附床以便切换使用。

在线模式中，吸附床主要经历一个步骤：吸附步骤，将高压的原料气通入吸附床的进料端以便进行气固接触，经过吸附剂对原料气中的杂质进行选择性吸附之后，从吸附床的出料端获得高压且不含杂质的产品气。常用吸附剂有分子筛、氧化铝、硅胶和活性炭等。吸附过程具有热效应，吸附剂的吸附容量随温度上升而降低，因此，为提高吸附剂的吸附能力，吸附步骤的操作温度应尽量降低。由于操作温度主要取决于原料气的温度，因此，较低的原料气温度可提高吸附床的吸附容量，进而提高净化装置的净化性能。到达预定时间后，吸附床切换至离线模式。

离线模式中，吸附床经历的步骤包括减压步骤、再生步骤和增压步骤。减压步骤和增压步骤的主要作用是防止管道喘振并最大限度地减少吸附剂的磨损。在线和离线两种模式下，吸附床的操作压力不同(在线模式操作压力更高)，两种模式相互切换的过程中，吸附床内部压力的改变需要足够的缓冲时间。再生步骤的主要目的是促使吸附剂中的杂质脱附，一般采用提高温度和降低压力两种方法中的至少一种来实现。例如，通入再生气反吹吸附床，降低吸附质的分压；对吸附床进行抽真空，降低吸附床内部压力；或将再生气加热升温后通入吸附床，提高吸附床温度，但随后须继续通入未经加热的再生气冷却吸附床以便恢复其吸附能力。再生步骤通常需要引出一部分产品气作为再生气，由于产品气压力较高，该部分产品气作为再生气使用之前需降低压力。

结合上述具体案例，通过以下方法可以提高吸附床的吸附容量并降低吸附床的负荷，由此实现降低净化装置的能耗并提高净化装置的净化性能。所述方法为：将作为再生气使用的那部分产品气通入膨胀装置，推动膨胀装置对外做功(或发电)的同时还可获得冷量(因为所述产品气经膨胀过程后温度会降低)，并将该冷量用于冷却原料气以降低原料气的温度和含水量。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种原料气净化系统及工艺。

该净化系统包括换热装置、净化装置和膨胀装置，其中，高压气体进入膨胀装置降低压力和温度后变为低压气体排出，该低压气体和原料气通过换热装置进行换热，所述低压气体经换热装置处理后作为低压产品气从换热装置排出，低压产品气可以部分排至低压产品气出口，部分送往再生管线，也可以全部送往再生管线。所述原料气经换热装置处理后进入净化装置进行净化，并作为高压产品气从净化装置排出；净化后的气体可以部分排至高压产品气出口，部分送往膨胀装置，也可以全部送往膨胀装置。所述高压气体来自于所述高压产品气。

其中：

换热装置包括冷流入口管道、冷流出口管道、热流入口管道和热流出口管道，换热装置的热流出口管道上还设有气液分离器，用于除去换热装置的热流出口管道中气体所夹带的液体。

净化装置包括吸附床、进料管线、产品管线、排气管线、再生管线、均压管线和阀，其中进料管线、产品管线、排气管线、再生管线均具有支路部分和非支路部分，支路部分上设有阀，其中进料管线、排气管线的支路部分通过阀将进料管线、排气管线的非支路部分连接于相应吸附床的进料端；产品管线、再生管线的支路部分通过阀将产品管线、再生管线的非支路部分连接于相应吸附床的出料端；再生气体进入净化装置的再生管线，在净化装置中被使用后经排气管线排出，所述再生气体来自于所述低压产品气；各个吸附床的出料端之间通过均压管线连接。

膨胀装置包括进气管和排气管，其中进气管连接净化装置中的产品管线，排气管连接换热装置中的冷流入口管道。

净化装置的再生管线上还设有加热器，净化装置中的吸附床数量不少于两个，吸附床内填有至少一层吸附剂，吸附剂包括分子筛、氧化铝、硅胶、活性炭和金属有机骨架材料中的至少一种；吸附床为卧式轴向流吸附床、立式轴向流吸附床或立式径向流吸附床中的一种。

应用该原料气净化系统的工艺，包括步骤如下：

S1：在换热装置中，原料气被导入换热装置的热流入口管道，在换热装置中释放热量后温度降低，然后经换热装置的热流出口管道排出；来自膨胀装置排气管的气体被导入换热装置的冷流入口管道，在换热装置中吸收热量后温度升高，然后经换热装置的冷流出口管道排出；

S2：在净化装置中，来自换热装置热流出口管道的气体被导入净化装置的进料管线，在净化装置中被净化变为高压产品气，然后经净化装置的产品管线排出；

S3:在膨胀装置中，来自净化装置产品管线的气体被导入膨胀装置的进气管，在驱动膨胀装置对外做功或者发电后气体的压力降低，然后经膨胀装置的排气管排出。

净化装置内任一个吸附床均重复执行包括以下步骤的循环：

Sa：吸附步骤：将进料管线中的气体通入任一个吸附床，使其通过该吸附床后变为高压产品气并排至产品管线；

Sb：减压步骤：降低任一个吸附床内部的气压；

Sc：再生步骤：将再生管线中的气体通入任一个吸附床，使其通过该吸附床后排至排气管线；

Sd：增压步骤：恢复任一个吸附床内部的气压。

步骤Sc包括加热步骤和冷却步骤，其中加热步骤通过加热器对再生管线中的气体进行加热。

换热装置的结构形式为管壳式、套管式、板式或板翅式；膨胀装置的结构形式为透平式膨胀机、活塞式膨胀机或螺杆式膨胀机；原料气包括空气、天然气或包含挥发性有机化合物的混合气中的一种。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：

该净化系统利用高压气体的膨胀对外做功并获得冷量，从而降低净化装置能耗并提高净化装置的净化性能，在空气干燥和天然气处理等工业场合具有重大节能意义。

附图说明

图1为本发明实施例中的原料气净化系统的系统流程图。

其中：1-换热装置；2-净化装置；3-膨胀装置；4-气液分离器；21-吸附床一；22-吸附床二；23-进料管线；24-产品管线；25-排气管线；26-再生管线；27-均压管线；231-阀一；232-阀二；241-阀三；242-阀四；251-阀五；252-阀六；253-阀七；254-阀八；261-阀九；262-阀十；267-阀十一；268-阀十二；269-加热器；271-阀十三。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

本发明提供一种原料气净化系统及工艺。

该净化系统包括换热装置1、净化装置2和膨胀装置3，其中，高压气体进入膨胀装置3降低压力和温度后变为低压气体排出，该低压气体和原料气通过换热装置1进行换热，所述低压气体经换热装置1处理后作为低压产品气从换热装置1排出，所述原料气经换热装置1处理后进入净化装置2进行净化，然后作为高压产品气从净化装置2排出，所述高压气体来自于所述高压产品气。

其中：

换热装置1包括冷流入口管道、冷流出口管道、热流入口管道和热流出口管道，换热装置1的热流出口管道上还设有气液分离器4，用于除去换热装置1的热流出口管道中气体所夹带的液体。

净化装置2包括进料管线23、产品管线24、排气管线25、再生管线26、均压管线27和阀，其中进料管线23、产品管线24、排气管线25、再生管线26均具有支路部分和非支路部分，支路部分上设有阀，其中进料管线23、排气管线25的支路部分通过阀将进料管线23、排气管线25的非支路部分连接于相应吸附床的进料端；产品管线24、再生管线26的支路部分通过阀将产品管线24、再生管线26的非支路部分连接于相应吸附床的出料端；再生气体被导入净化装置的再生管线26，在净化装置2中被使用后经排气管线25排出，再生气体来自于低压产品气；各个吸附床的出料端之间通过均压管线27连接。

膨胀装置3包括进气管和排气管，其中进气管连接净化装置2中的产品管线24，排气管连接换热装置1中的冷流入口管道。

如图1所示，净化装置2中的吸附床为两个，包括吸附床一21、吸附床二22，每个吸附床的结构均与上述一致；吸附床内填有至少一层吸附剂，吸附剂包括分子筛、氧化铝、硅胶、活性炭和金属有机骨架材料中的至少一种；吸附床为卧式轴向流吸附床、立式轴向流吸附床或立式径向流吸附床中的一种。

应用该原料气净化系统的工艺，包括以下步骤：

S1：在换热装置1中，原料气被导入换热装置1的热流入口管道，在换热装置1中释放热量后温度降低，然后经换热装置1的热流出口管道排出；来自膨胀装置3排气管的气体被导入换热装置1的冷流入口管道，在换热装置1中吸收热量后温度升高，然后经换热装置1的冷流出口管道排出；

S2：在净化装置2中，来自换热装置1热流出口管道的气体被导入净化装置2的进料管线，在净化装置2中被净化变为高压产品气，然后经净化装置2的产品管线排出；

S3:在膨胀装置3中，来自净化装置2产品管线的气体被导入膨胀装置3的进气管，在驱动膨胀装置3对外做功或者发电后气体的压力降低，然后经膨胀装置3的排气管排出。

净化装置1内任一个吸附床均重复执行包括以下步骤的循环：

Sa：吸附步骤：将进料管线23中的气体通入任一个吸附床，使其通过该吸附床后变为高压产品气并排至产品管线24；

Sb：减压步骤：降低任一个吸附床内部的气压；

Sc：再生步骤：将再生管线26中的气体通入任一个吸附床，使其通过该吸附床后排至排气管线25；

Sd：增压步骤：恢复任一个吸附床内部的气压。

Sc包括加热步骤和冷却步骤，其中加热步骤会通过加热器对再生管线26中的气体进行加热。

换热装置1的结构形式为管壳式、套管式、板式或板翅式；膨胀装置的结构形式为透平式膨胀机、活塞式膨胀机或螺杆式膨胀机；原料气包括空气、天然气或包含挥发性有机化合物的混合气中的一种。

本发明的优选实施例如下：

实施例1

如图1所示，换热装置1，用于冷热流体换热，具有冷流入口管道、冷流出口管道、热流入口管道和热流出口管道。待净化的原料气从热流入口管道通入换热装置1；换热装置1的结构形式可以是管壳式、套管式、板式或板翅式；原料气可以是空气、天然气或包含挥发性有机化合物的混合气。

净化装置2，用于去除气体中所含的杂质，设有进料管线23和产品管线24，进料管线23连接于换热装置1的热流出口管道。

膨胀装置3，用于通过降低气体的压力和温度对外做功或发电，具有进气管和排气管，进气管连接于净化装置2的产品管线24，排气管连接于换热装置1的冷流入口管道。膨胀装置3可以是透平式膨胀机、活塞式膨胀机或螺杆式膨胀机。

换热装置1的热流出口管道上还设有气液分离器4，主要用于将所述热流出口管道中的气体所夹带的液体进行分离、收集并排出。

净化装置2采用基于吸附分离法的工作原理，但本发明工艺的实施不限于采用吸附分离法作为净化装置2的工作原理，净化装置2采用的工作原理还可以基于膜分离法等其它方法。

净化装置2设有两个吸附床：吸附床一21和吸附床二22，此外，净化装置2还设有再生管线26和排气管线25，各吸附床均设有进料端和出料端，进料管线23和排气管线25连接各吸附床的进料端，产品管线24和再生管线26连接各吸附床的出料端，再生管线26还连接于换热装置1的冷流出口管道。

吸附床一21和吸附床二22内填有至少一层吸附剂，吸附剂为分子筛、氧化铝、硅胶、活性炭和金属有机骨架材料等多孔材料中的一种或几种，吸附床的结构形式可以是卧式轴向流、立式轴向流或立式径向流。

进料管线23、排气管线25、产品管线24和再生管线26均具有支路部分和非支路部分，支路部分上设有阀，其中，吸附床一21和吸附床二22的进料端分别通过阀一231和阀二232连接于进料管线23的支路部分；吸附床一21和吸附床二22的进料端还分别通过阀五251和阀六252连接于排气管线25的支路部分；吸附床一21和吸附床二22的出料端分别通过阀三241和阀四242连接于产品管线24的支路部分；吸附床一21和吸附床二22的出料端分别通过阀九261和阀十262连接于再生管线26的支路部分。

排气管线25的支路部分上还设有与阀五251并联的阀七253，以及与阀六252并联的阀八254，阀七253和阀八254主要用于调节气体压力。

净化装置2还设有连接各吸附床出料端的均压管线27，均压管线27上设有阀十三271，均压管线27主要用于调节各吸附床内部的气压。

再生管线26的非支路部分上设有阀十一267，加热器269的排气口连接阀十一267的出口，加热器269的进气口通过阀十二268连接于阀十一267的入口。其中，阀十一267和阀十二268用于有选择地将气体送入加热器269，加热器269用于提高所述气体的温度。

实施例2

本实施例提供一种应用实施例1所述的原料气净化系统的工艺。该工艺主要包括：

在换热装置1中，待净化的原料气被导入换热装置1的热流入口管道，在换热装置1中释放热量后温度降低，然后经换热装置1的热流出口管道排出；来自膨胀装置3排气管的气体被导入换热装置1的冷流入口管道，在换热装置1中吸收热量后温度升高，然后经换热装置1的冷流出口管道排出；

在膨胀装置3中，来自净化装置2的产品管线24的气体被导入膨胀装置3的进气管，驱动膨胀装置3对外做功或者发电后压力降低，然后经膨胀装置3的排气管排出；

在气液分离器4中，除去换热装置1的热流出口管道中的气体所夹带的液体。原料气经换热装置1冷却后，可能会因冷凝而出现液体，气液分离器4可避免所述液体进入并危害净化装置2；

在净化装置2中，来自换热装置1的热流出口管道的气体被导入净化装置2的进料管线23，在净化装置2中被净化变为高压产品气，然后经净化装置2的产品管线24排出；来自换热装置1的冷流出口管道的气体被导入再生管线26，在净化装置2中被使用后经排气管线25排出。

净化装置2还涉及以下工艺：

一方面，净化装置2内任一个吸附床均重复执行包括以下步骤的循环：

(a)吸附步骤：将进料管线23中的气体通入所述任一个吸附床，使其通过该吸附床后变为高压产品气并排至产品管线24；

(b)减压步骤：将任一个吸附床内部的气体排至排气管线25，以降低该吸附床内部的气压；该步骤主要作用是避免管道喘振并减小吸附剂的磨损；

(c)再生步骤：将再生管线26中的气体通入任一个吸附床，使其通过该吸附床后排至排气管线25；其中，对气体的处理包括(c1)加热步骤和(c2)冷却步骤；在加热步骤中，再生管线26中的气体经加热器269加热后通入所述任一个吸附床；在冷却步骤中，再生管线26中的气体未经加热器269加热而直接通入所述任一个吸附床；

(d)增压步骤：将均压管线27中的气体通入所述任一个吸附床，以恢复该吸附床内部的气压；该步骤主要作用是避免管道喘振并减小吸附剂的磨损。

另一方面，净化装置2各吸附床所执行的循环是相互错开，因此还涉及各吸附床的错位关系。表1展示了净化装置2的两个吸附床在一个循环之内的步骤安排和循环错位关系，其中，根据步骤切换需要，一个循环可划分为10个操作时段。

表1实施例2中各吸附床的步骤安排和循环错位关系

(a-吸附步骤，b-减压步骤，c1-加热步骤，c2-冷却步骤，d-增压步骤)

最后，为更加具体的阐述净化装置2的工艺过程，下面将进一步结合实施例1和图1并参照吸附床一21的工作循环详细地描述各吸附床执行的步骤和经历的操作时段。假定循环初始状态为：吸附床一21处于增压步骤结束时刻，吸附床二22处于吸附步骤中，加热器269处于关闭状态，阀二232、阀四242、阀十三271处于开启状态，其余阀处于关闭状态。净化装置2的具体工艺如下：

(a)吸附步骤

操作时段1：

管线状态：阀十三271关闭而阀一231、阀三241打开，其余阀、加热器269保持初始状态不变。

吸附床一21状态：进料管线23的气体经由阀一231进入并穿过吸附床一21，随后作为高压产品气经由阀三241排至产品管线24；

吸附床二22状态：进料管线23的气体经由阀二232进入并穿过吸附床二22，随后作为高压产品气经由阀四242排至产品管线24；

操作时段2：

管线状态：阀二232、阀四242关闭而阀八254打开，其余阀、加热器269保持操作时段1的状态不变。

吸附床一21状态：保持操作时段1的状态不变；

吸附床二22状态：吸附床二22内的气体经由阀八254调压后排至排气管线25，其结果是吸附床二22内的气压降低；

操作时段3：

管线状态：阀八254关闭而阀六252、阀十262、阀十二268打开，加热器269打开，其余阀保持操作时段2的状态不变。

吸附床一21状态：保持操作时段2的状态不变；

吸附床二22状态：再生管线26内的气体经由阀十二268进入加热器269加热升温，随后经由阀十262进入并通过吸附床二22，然后经由阀六252排至排气管线25，其结果是吸附床二22被加热；

操作时段4：

管线状态：阀十二268关闭而阀十一267打开，加热器269关闭，其余阀保持操作时段3的状态不变。

吸附床一21状态：保持操作时段3的状态不变；

吸附床二22状态：再生管线26的气体经由阀十一267和阀十262进入并通过吸附床二22，随后经由阀六252排至排气管线25，其结果是吸附床二22被冷却；

操作时段5：

管线状态：阀六252、阀十262、阀十一267关闭而阀十三271打开，其余阀、加热器269保持操作时段4的状态不变。

吸附床一21状态：保持操作时段4的状态不变；

吸附床二22状态：均压管线27内的气体经由阀十三271进入吸附床二22，其结果是吸附床二22内的气压恢复；

操作时段6：

管线状态：阀十三271关闭而阀二232、阀四242打开，其余阀、加热器269保持操作时段5的状态不变。

吸附床一21状态：保持操作时段5的状态不变；

吸附床二22状态：进料管线23的气体经由阀二232进入并穿过吸附床二22，随后作为高压产品气经由阀四242排至产品管线24；

(b)减压步骤

操作时段7：

管线状态：阀一231、阀三241关闭而阀七253打开，其余阀、加热器269保持操作时段6的状态不变。

吸附床一21状态：吸附床一21内的气体经由阀七253调压后排至排气管线25，其结果是吸附床一21内的气压降低；

吸附床二22状态：保持操作时段6的状态不变；

(c1)加热步骤

操作时段8：

管线状态：阀七253关闭而阀五251、阀九261、阀十二268打开，加热器269打开，其余阀保持操作时段7的状态不变。

吸附床一21状态：再生管线26内的气体经由阀十二268进入加热器269加热升温，随后经由阀九261进入并通过吸附床一21，然后经由阀五251排至排气管线25，其结果是吸附床一21被加热；

吸附床二22状态：保持操作时段7的状态不变；

(c2)冷却步骤

操作时段9：

管线状态：阀十二268关闭而阀十一267打开，加热器269关闭，其余阀保持操作时段8的状态不变。

吸附床一21状态：再生管线26内的气体经由阀十一267和阀九261进入并通过吸附床一21，然后经由阀五251排至排气管线25，其结果是吸附床一21被冷却；

吸附床二22状态：保持操作时段8的状态不变；

(d)增压步骤

操作时段10：

管线状态：阀十一267、阀五251、阀九261关闭而阀十三271打开，其余阀、加热器269保持操作时段9的状态不变。

吸附床一21状态：均压管线27中的气体经由阀十三271进入吸附床一21，其结果是吸附床一21内的气压恢复；

吸附床二22状态：保持操作时段9的状态不变；

至此，循环恢复初始状态。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种原料气净化系统，其特征在于：包括换热装置(1)、净化装置(2)和膨胀装置(3)，其中，高压气体进入膨胀装置(3)降低压力和温度后变为低压气体排出，该低压气体和原料气通过换热装置(1)进行换热，所述低压气体经换热装置(1)处理后作为低压产品气从换热装置(1)排出，所述原料气经换热装置(1)处理后进入净化装置(2)进行净化，然后作为高压产品气从净化装置(2)排出，所述高压气体来自于所述高压产品气。

2.根据权利要求1所述的原料气净化系统，其特征在于：所述换热装置(1)包括冷流入口管道、冷流出口管道、热流入口管道和热流出口管道；换热装置(1)的热流出口管道上还设有气液分离器(4)，用于除去换热装置(1)的热流出口管道中气体所夹带的液体。

3.根据权利要求1所述的原料气净化系统，其特征在于：所述净化装置(2)包括吸附床、进料管线(23)、产品管线(24)、排气管线(25)、再生管线(26)、均压管线(27)和阀，其中进料管线(23)、产品管线(24)、排气管线(25)、再生管线(26)均具有支路部分和非支路部分，支路部分上设有阀，其中进料管线(23)、排气管线(25)的支路部分通过阀将进料管线(23)、排气管线(25)的非支路部分连接于相应吸附床的进料端；产品管线(24)、再生管线(26)的支路部分通过阀将产品管线(24)、再生管线(26)的非支路部分连接于相应吸附床的出料端；再生气体进入净化装置(2)的再生管线(26)，在净化装置(2)中被使用后经排气管线(25)排出，所述再生气体来自于所述低压产品气；各个吸附床的出料端之间通过均压管线(27)连接。

4.根据权利要求1所述的原料气净化系统，其特征在于：所述膨胀装置(3)包括进气管和排气管，进气管连接净化装置(2)中的产品管线(24)，排气管连接换热装置(1)中的冷流入口管道。

5.根据权利要求3所述的原料气净化系统，其特征在于：所述净化装置(2)的再生管线(26)上设有加热器(269)；净化装置(2)中的吸附床不少于两个，吸附床内填有至少一层吸附剂，吸附剂包括分子筛、氧化铝、硅胶、活性炭和金属有机骨架材料中的至少一种；吸附床为卧式轴向流吸附床、立式轴向流吸附床或立式径向流吸附床中的一种。

6.根据权利要求1所述的原料气净化系统，其特征在于：所述换热装置(1)的结构形式为管壳式、套管式、板式或板翅式中的一种；膨胀装置(3)为透平式膨胀机、活塞式膨胀机或螺杆式膨胀机中的一种。

7.应用权利要求1所述的原料气净化系统的工艺，其特征在于：包括步骤如下：

S1：在换热装置(1)中，原料气被导入换热装置(1)的热流入口管道，在换热装置(1)中释放热量后温度降低，然后经换热装置(1)的热流出口管道排出；来自膨胀装置(3)排气管的气体被导入换热装置(1)的冷流入口管道，在换热装置(1)中吸收热量后温度升高，然后经换热装置(1)的冷流出口管道排出；其中，原料气包括空气、天然气或包含挥发性有机化合物的混合气中的一种；

S2：在净化装置(2)中，来自换热装置(1)热流出口管道的气体被导入净化装置(2)的进料管线，在净化装置(2)中被净化变为高压产品气，然后经净化装置(2)的产品管线排出；

S3:在膨胀装置(3)中，来自净化装置(2)产品管线的气体被导入膨胀装置(3)的进气管，在驱动膨胀装置(3)对外做功或者发电后气体的压力降低，然后经膨胀装置(3)的排气管排出。

8.根据权利要求7所述的应用原料气净化系统的工艺，其特征在于：所述净化装置(2)内任一个吸附床均重复执行包括以下步骤的循环：

Sa：吸附步骤：将进料管线(23)中的气体通入任一个吸附床，使其通过该吸附床后变为高压产品气并排至产品管线(24)；

Sb：减压步骤：降低任一个吸附床内部的气压；

Sc：再生步骤：将再生管线(26)中的气体通入任一个吸附床，使其通过该吸附床后排至排气管线(25)；

Sd：增压步骤：恢复任一个吸附床内部的气压。

9.根据权利要求8所述的应用原料气净化系统的工艺，其特征在于：所述步骤Sc包括加热步骤和冷却步骤，其中加热步骤通过加热器(269)对再生管线(26)中的气体进行加热。