CN110433606A - 气体提纯装置及具有其的气体回收系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种气体提纯装置及具有其的气体回收系统，气体提纯装置包括：吸附单元，包括用于存储吸附剂的吸附罐组件，以利用变压吸附法使吸附剂吸附混合气体中的杂质气体；第一管路，与吸附罐组件连通，以向吸附罐组件内输送混合气体；第二管路，与吸附罐组件连通，以输送吸附罐组件内完成提纯操作的混合气体；其中，吸附单元为多个，多个吸附单元均设置在第一管路和第二管路之间；吸附罐组件包括第一吸附罐和第二吸附罐，第二吸附罐设置在第一吸附罐的上方，第二吸附罐设置在第一吸附罐远离第一管路的一侧，第一吸附罐的第一吸附出口和第二吸附罐的第二吸附进口相连通。解决了现有技术中的气体提纯装置的提纯效率较低的问题。

Description

气体提纯装置及具有其的气体回收系统

技术领域

本发明涉及气体回收领域，具体而言，涉及一种气体提纯装置及具有其的气体回收系统。

背景技术

空调的冷凝器和蒸发器在投入使用前需要进行氦气检查，目前，对于完成氦检的气体通常直接排放，造成了氦气的浪费，故需要对氦气进行回收。

然而，在对氦气的回收过程中存在氦气提纯效率较低且氦气提纯效果较差的问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种气体提纯装置及具有其的气体回收系统，以解决现有技术中的气体提纯装置的提纯效率较低和提纯效果较差的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种气体提纯装置，用于对混合气体中的待提纯气体进行提纯，混合气体包括杂质气体和待提纯气体，气体提纯装置包括：吸附单元，吸附单元包括吸附罐组件，吸附罐组件用于存储吸附剂，以利用变压吸附法使吸附剂吸附混合气体中的杂质气体，以提纯待提纯气体；第一管路，与吸附罐组件连通，以向吸附罐组件内输送混合气体；第二管路，与吸附罐组件连通，以输送吸附罐组件内完成提纯操作的混合气体；其中，吸附单元为多个，多个吸附单元均设置在第一管路和第二管路之间；吸附罐组件包括第一吸附罐和第二吸附罐，第二吸附罐设置在第一吸附罐的上方，第二吸附罐设置在第一吸附罐远离第一管路的一侧，第一吸附罐的第一吸附出口和第二吸附罐的第二吸附进口相连通。

进一步地，吸附单元包括：吸附管路，吸附罐组件设置在吸附管路上，吸附管路具有吸附管路进口和吸附管路出口，吸附管路进口用于与第一管路相连通，吸附管路出口用于与第二管路相连通；第三控制阀，设置在吸附管路上且位于吸附管路进口和吸附罐组件之间；第四控制阀，设置在吸附管路上且位于吸附罐组件和吸附管路出口之间。

进一步地，气体提纯装置还包括：过滤器，设置在第一管路上，以过滤混合气体中的油污。

进一步地，气体提纯装置还包括：第一控制阀，设置在第一管路上且位于过滤器远离吸附单元的一侧。

进一步地，气体提纯装置还包括：检测件，与第二管路相连接，以对第二管路内的混合气体中的待提纯气体的浓度进行检测。

进一步地，混合气体由气体回收系统输送至第一管路，气体提纯装置还包括泄压总管，泄压总管具有相对设置的第一连接端和第二连接端，第二连接端与气体回收系统连通；吸附单元还包括：泄压支路，泄压支路的一端与吸附管路连通，泄压支路的另一端与泄压总管的第一连接端连通，泄压支路与吸附管路的连接处位于吸附罐组件和第四控制阀之间。

进一步地，吸附单元还包括：泄压阀，设置在泄压支路上，以控制泄压支路的通断。

进一步地，气体提纯装置还包括抽真空部件，吸附单元还包括：抽真空管路，抽真空管路的一端与吸附管路连通，抽真空管路与吸附管路的连接处位于吸附罐组件和第三控制阀之间，抽真空管路的另一端与抽真空部件连接，以使吸附罐组件内的杂质气体通过抽真空部件排出。

进一步地，吸附单元还包括：抽真空阀，设置在抽真空管路上，以控制抽真空管路的通断。

进一步地，气体提纯装置还包括：旁通管路，旁通管路的一端与第一管路连通，旁通管路的另一端与第二管路连通：旁通阀，设置在旁通管路上，以控制旁通管路的通断。

根据本发明的另一方面，提供了一种气体回收系统，包括气体回收管路和气体提纯装置，气体提纯装置设置在气体回收管路上，以对气体回收管路内的混合气体中的待提纯气体进行提纯，气体提纯装置为上述的气体提纯装置。

进一步地，气体回收管路具有相对设置混合气体进口和混合气体出口，气体回收系统还包括：第一储气罐，设置在气体回收管路上；第二储气罐，设置在气体回收管路上且位于第一储气罐远离混合气体进口的一侧；压缩机，设置在气体回收管路上且位于第一储气罐和第二储气罐之间；干燥机，设置在气体回收管路上且位于压缩机和第二储气罐之间；气体回收控制阀，设置在气体回收管路上且位于干燥机和第二储气罐之间；其中，气体提纯装置的第一管路远离气体提纯装置的吸附单元的一端与气体回收管路连接，气体提纯装置的第二管路远离吸附单元的一端与气体回收管路连接，第一管路与气体回收管路的连接处位于干燥机和气体回收控制阀之间，第二管路与气体回收管路的连接处位于气体回收控制阀和第二储气罐之间。

进一步地，气体回收系统还包括：第三储气罐，用于储存待提纯气体，第三储气罐与第一储气罐可通断地连通，以向第一储气罐输送待提纯气体。

进一步地，气体提纯装置为上述的气体提纯装置，气体提纯装置的泄压总管的第二连接端与第一储气罐相连通。

本发明的气体提纯装置用于对混合气体中的待提纯气体进行提纯，混合气体包括杂质气体和待提纯气体，该气体提纯装置利用变压吸附法使吸附剂吸附混合气体中的杂质气体，以提纯待提纯气体；在利用变压吸附法对气体提纯操作时，需要释放吸附罐组件内的吸附剂所吸附的杂志气体，该气体提纯装置通过设置多个吸附单元，可以使多个吸附单元轮流工作，提高了气体提纯装置的提纯效率；且该气体提纯装置通过设置第一吸附罐和第二吸附罐，可以使得混合气体经过第一吸附罐的吸附提纯作用后再经过第二吸附罐的吸附提纯作用，增强了对混合气体中的待提纯气体的提纯效果，提高了待提纯气体的浓度。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的气体提纯装置的实施例的结构示意图；

图2示出了根据本发明的气体回收系统的实施例的流程原理图；

图3示出了根据本发明的气体提纯装置的部分结构的结构示意图；

图4示出了根据本发明的气体提纯装置的实施例的立体图；

图5示出了根据本发明的气体提纯装置的实施例的正视图；

图6示出了根据本发明的气体提纯装置的吸附罐体结构的正视图；

图7示出了根据本发明的气体提纯装置的吸附罐体结构的侧视图；

图8示出了图7中的吸附罐体结构的B-B截面处的剖视图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、吸附罐组件；11、第一吸附罐；12、第二吸附罐；20、第一管路；21、第一控制阀；30、第二管路；40、吸附管路；41、第三控制阀；42、第四控制阀；50、过滤器；60、检测件；70、泄压总管；80、泄压支路；81、泄压阀；90、抽真空部件；100、抽真空管路；101、抽真空阀；110、旁通管路；111、旁通阀；120、气体回收管路；121、气体回收控制阀；130、第一储气罐；140、第二储气罐；150、压缩机；160、干燥机；170、第三储气罐；180、柜体；

1010、罐体；1011、吸附进口；1012、吸附出口；1013、圆筒段；1014、第一封头部；1015、第二封头部；1020、第一挡板；1030、第二挡板；1040、进料管；1050、出料管；1060、进气管；1070、吸附剂容纳空间；1080、出气管。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

本发明提供了一种气体提纯装置，请参考图1至图5，用于对混合气体中的待提纯气体进行提纯，混合气体包括杂质气体和待提纯气体，气体提纯装置包括：吸附单元，吸附单元包括吸附罐组件10，吸附罐组件10用于存储吸附剂，以利用变压吸附法使吸附剂吸附混合气体中的杂质气体，以提纯待提纯气体；第一管路20，与吸附罐组件10连通，以向吸附罐组件10内输送混合气体；第二管路30，与吸附罐组件10连通，以输送吸附罐组件10内完成提纯操作的混合气体；其中，吸附单元为多个，多个吸附单元均设置在第一管路20和第二管路30之间；吸附罐组件10包括第一吸附罐11和第二吸附罐12，第二吸附罐12设置在第一吸附罐11的上方，第二吸附罐12设置在第一吸附罐11远离第一管路20的一侧，第一吸附罐11的第一吸附出口和第二吸附罐12的第二吸附进口相连通。

本发明的气体提纯装置用于对混合气体中的待提纯气体进行提纯，混合气体包括杂质气体和待提纯气体，该气体提纯装置利用变压吸附法使吸附剂吸附混合气体中的杂质气体，以提纯待提纯气体；在利用变压吸附法对气体提纯操作时，需要释放吸附罐组件10内的吸附剂所吸附的杂志气体，该气体提纯装置通过设置多个吸附单元，可以使多个吸附单元轮流工作，提高了气体提纯装置的提纯效率；且该气体提纯装置通过设置第一吸附罐11和第二吸附罐12，可以使得混合气体经过第一吸附罐11的吸附提纯作用后再经过第二吸附罐12的吸附提纯作用，增强了对混合气体中的待提纯气体的提纯效果，提高了待提纯气体的浓度。

在一个实施例中，吸附单元为两个，连个吸附单元轮流工作。

具体实施时，混合气体包括空气和氦气，待提纯气体为氦气，杂质气体为除氦气以外的其余气体，吸附剂为分子筛。

在本实施例中，吸附单元包括：吸附管路40，吸附罐组件10设置在吸附管路40上，吸附管路40具有吸附管路进口和吸附管路出口，吸附管路进口用于与第一管路20相连通，吸附管路出口用于与第二管路30相连通；第三控制阀41，设置在吸附管路40上且位于吸附管路进口和吸附罐组件10之间；第四控制阀42，设置在吸附管路40上且位于吸附罐组件10和吸附管路出口之间。

具体实施时，先关闭第四控制阀42，打开第三控制阀41，向吸附罐组件10内通入混合气体，当吸附罐组件10内的压力达到预定压力时，打开第四控制阀42，以使经过提纯的混合气体由第二管路30输出，此时，第三控制阀41保持打开，持续向吸附罐组件10输入混合气体，以使吸附罐组件10内的压力保持在预定压力。打开第四控制阀42后，维持预定时间的提纯操作，然后关闭第三控制阀41和第四控制阀42。这样便完成了一个吸附单元的一次提纯操作。

在本实施例中，气体提纯装置还包括过滤器50，设置在第一管路20上，以过滤混合气体中的油污。

为了控制第一管路20的通断，气体提纯装置还包括第一控制阀21，设置在第一管路20上且位于过滤器50远离吸附单元的一侧。

在本实施例中，气体提纯装置还包括检测件60，与第二管路30相连接，以对第二管路30内的混合气体中的待提纯气体的浓度进行检测。当检测件60检测到混合气体中的待提纯气体的浓度达到预定浓度时，由吸附单元流入第二储气罐中的混合气体被输送至预定设备，而当检测件60检测到混合气体中的待提纯气体的浓度低于预定浓度时，由吸附单元流入第二储气罐中的混合气体通过第二储气罐被排放至大气中。

具体实施时，检测件60设置在检测管路上，检测管路与第二管路30相连通；气体提纯装置还包括检测阀，检测阀设置在检测管路上且位于检测件60靠近第二管路30的一侧，以控制检测管路的通断。

优选地，检测阀为气动球阀。

在本实施例中，混合气体由气体回收系统输送至第一管路20，气体提纯装置还包括泄压总管70，泄压总管70具有相对设置的第一连接端和第二连接端，第二连接端与气体回收系统连通；吸附单元还包括泄压支路80，泄压支路80的一端与吸附管路40连通，泄压支路80的另一端与泄压总管70的第一连接端连通，泄压支路80与吸附管路40的连接处位于吸附罐组件10和第四控制阀42之间。

具体实施时，吸附单元还包括泄压阀81，设置在泄压支路80上，以控制泄压支路80的通断。

具体实施时，泄压总管70的第二连接端与第一储气罐130相连通，在吸附单元完成一次提纯操作后，开始对吸附罐组件进行泄压操作，将吸附单元内的杂质气体进行排放，此时，第三控制阀41和第四控制阀42为关闭状态，打开泄压阀81，使得吸附罐组件10与第一储气罐130连通，而第一储气罐130内的压力低于吸附罐组件10内的压力，故吸附剂内吸附的杂质气体释放出来回流至第一储气罐130内，已进行下一次的提纯操作。这样的设置实现了混合气体的循环提纯。

在本实施例中，气体提纯装置还包括抽真空部件90，吸附单元还包括抽真空管路100，抽真空管路100的一端与吸附管路40连通，抽真空管路100与吸附管路40的连接处位于吸附罐组件10和第三控制阀41之间，抽真空管路100的另一端与抽真空部件90连接，以使吸附罐组件10内的杂质气体通过抽真空部件90排出。这样的设置可以使在泄压操作后，进一步排出吸附剂吸附的杂质气体。这样的设置便于吸附剂的重复利用，保证下一次的提纯效果。

具体实施时，吸附单元还包括抽真空阀101，设置在抽真空管路100上，以控制抽真空管路100的通断。

优选地，抽真空部件90为真空泵。

在本实施例中，气体提纯装置还包括：旁通管路110，旁通管路110的一端与第一管路20连通，旁通管路110的另一端与第二管路30连通：旁通阀111，设置在旁通管路110上，以控制旁通管路110的通断。这样的设置可以在多个吸附单元进行检修或者发生故障时，通过旁通管路110将第一储气罐130中的气体输送至第二储气罐140内，使第二储气罐140内的待提纯气体保持预定浓度。

优选地，第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀、第四控制阀、泄压阀、抽真空阀和旁通阀均为气动球阀。

在本实施例中，吸附单元还包括压力变送器，压力变送器设置在吸附管路40上且位于第一吸附罐11和第二吸附罐12之间，压力变送器与吸附管路40连通，以检测吸附管路40内的气体压力。

在本实施例中，气体提纯装置还包括柜体180，各个零部件设置在柜体180内，第一管路和第二管路伸出柜体180设置。

在一个实施例中，第一吸附罐11和第二吸附罐12均为吸附罐体结构，吸附罐体结构如图6至8所示，其具体实施方式为：

吸附罐体结构包括：罐体1010，用于存放吸附剂，以使吸附剂吸附混合气体中的杂质气体，以提纯混合气体中的待提纯气体；罐体1010具有吸附进口1011和吸附出口1012，吸附进口1011设置在罐体1010的底部，吸附出口1012设置在罐体1010的顶部，以使由吸附进口1011进入的混合气体经过吸附剂后由吸附出口1012流出；第一挡板1020，设置在罐体1010内，第一挡板1020用于止挡吸附剂，以使吸附剂位于第一挡板1020的上方；第一挡板1020上设置有第一通气孔，以使由吸附进口1011进入的混合气体经过第一通气孔后流经吸附剂；进料管1040，插设在罐体1010的顶部且与罐体1010的容纳腔相连通，以通过进料管1040向容纳腔放入吸附剂；出料管1050，插设在罐体1010的底部且延伸至第一挡板1020，出料管1050插设在第一挡板1020上且与容纳腔相连通，以通过出料管1050将罐体1010内的吸附剂排出。

该吸附罐体结构通过设置进料管1040和出料管1050可以实现吸附剂的存放与排出，便于吸附剂的更换；并且，该吸附罐体结构在罐体1010内设置第一挡板1020，且第一挡板1020上设置有第一通气孔，出料管1050与第一挡板1020连接，通过第一挡板1020与容纳腔相连通，该吸附罐体结构可以通过第一挡板1020止挡吸附剂，避免吸附剂落入吸附进口1011堵塞吸附进口1011，且第一通气孔的设置可以使混合气体顺畅通过该第一挡板1020与吸附剂相接触，此外，出料管1050的设置实现了吸附剂的排放。

具体实施时，吸附剂为分子筛。该吸附罐体结构利用吸附剂材料加压吸附杂质组分，减压解吸杂质组分的原理，即变压吸附法。

具体实施时，吸附剂用于吸附空气与氦气混合气体中的氧气、氮气和二氧化碳等，以提纯氦气。

在本实施例中，吸附罐体结构还包括第二挡板1030，设置在罐体1010内，第二挡板1030设置在第一挡板1020靠近吸附出口1012的一侧，第一挡板1020、第二挡板1030和罐体1010的罐体壁面围成用于容纳吸附剂的吸附剂容纳空间1070；第二挡板1030上设置有第二通气孔，以使流经吸附剂的混合气体经过第二通气孔后由吸附出口1012流出；其中，进料管1040延伸至第二挡板1030，进料管1040与第二挡板1030连接且与吸附剂容纳空间1070相连通。这样的设置使得吸附剂容纳在吸附剂容纳空间1070，在第一挡板1020和第二挡板1030的作用下，避免吸附剂通过吸附进口1011和吸附出口1012进入进气管1060和出气管1080，避免堵塞进气管1060和出气管1080，保证提纯效果。

具体实施时，第一通气孔为多个，多个第一通气孔间隔设置在第一挡板1020上。其中，第一通气孔的直径与分子筛的直径相适配，以避免分子筛由第一通气孔落下。优选地，第一通气孔为毛细孔。

具体实施时，第二通气孔为多个，多个第二通气孔间隔设置在第二挡板1030上。其中，第一通气孔的直径与分子筛的直径相适配，以避免分子筛由第一通气孔落下。优选地，第一通气孔为毛细孔。

在本实施例中，吸附罐体结构还包括进气管1060，进气管1060设置在吸附进口1011上，进气管1060沿罐体1010的延伸方向延伸；其中，出料管1050相对进气管1060倾斜设置。这样的设置便于吸附剂由出料管1050流出，也使得出料管1050和进气管1060布局合理化。

具体实施时，进气管1060的中心线与罐体1010的中心线相重合，出料管1050的远离第一挡板1020的一端朝向远离进气管1060的方向延伸。

在本实施例中，吸附罐体结构还包括：出气管1080，出气管1080设置在吸附出口1012上，出气管1080沿罐体1010的延伸方向延伸；其中，进料管1040相对出气管1080倾斜设置。这样的设置便于吸附剂由进料管1040进入，避免吸附剂与罐体1010的冲击较大，也使得进料管1040和出气管1080布局合理化。

具体实施时，出气管1080的中心线与罐体1010的中心线相重合，进料管1040远离出料管1050的一端朝向远离出气管1080的方向延伸。

在本实施例中，罐体1010包括圆筒段1013、第一封头部1014和第二封头部1015，圆筒段1013具有相对设置的第一连接端和第二连接端，圆筒段1013的第一连接端与第一封头部1014连接，圆筒段1013的第二连接端与第二封头部1015连接；其中，第一挡板1020与圆筒段1013连接且设置在圆筒段1013的第一连接端，第二挡板1030与圆筒段1013连接且设置在圆筒段1013的第二连接端。

具体实施时，第一挡板1020和第二挡板1030均由不锈钢材料制成，结构可靠且强度大。

具体实施时，第一挡板1020和第二挡板1030与罐体1010一体成型。

在本实施例中，吸附罐体结构还包括第一检测件，第一检测件设置在罐体1010上，第一检测件的检测头朝向罐体1010的预定位置设置，以在第一检测件的检测头检测到吸附件时发送信号，以停止向罐体1010内输送吸附件。

该吸附罐体结构采用内置第一挡板1020和第二挡板1030避免吸附剂在压力作用下流出罐体堵塞在出料管和进料管中，此吸附罐体结构既可以达到吸附目的又可以避免吸附剂堵塞管道。

本发明还提供了一种气体回收系统，包括气体回收管路120和气体提纯装置，气体提纯装置设置在气体回收管路120上，以对气体回收管路120内的混合气体中的待提纯气体进行提纯，其中，气体提纯装置为上述实施例中的气体提纯装置。

在本实施例中，气体回收管路120具有相对设置混合气体进口和混合气体出口，气体回收系统还包括：第一储气罐130，设置在气体回收管路120上；第二储气罐140，设置在气体回收管路120上且位于第一储气罐130远离混合气体进口的一侧；压缩机150，设置在气体回收管路120上且位于第一储气罐130和第二储气罐140之间；干燥机160，设置在气体回收管路120上且位于压缩机150和第二储气罐140之间；气体回收控制阀121，设置在气体回收管路120上且位于干燥机160和第二储气罐140之间；其中，气体提纯装置的第一管路20远离气体提纯装置的吸附单元的一端与气体回收管路120连接，气体提纯装置的第二管路30远离吸附单元的一端与气体回收管路120连接，第一管路20与气体回收管路120的连接处位于干燥机160和气体回收控制阀121之间，第二管路30与气体回收管路120的连接处位于气体回收控制阀121和第二储气罐140之间。

具体实施时，第一储气罐130用于回收混合气体，压缩机150用于对混合气体进行压缩加压，干燥机160用于除去混合气体中的水分，第二储气罐140用于将提纯后的混合气体输送至预定设备。

具体实施时，第一储气罐130用于回收氦检后的混合气体，第二储气罐140用于将提纯后的混合气体输送至氦检设备，以通过该混合气体进行氦检。

具体实施时，第一储气罐130内的压力低于第二储气罐140中的压力。

在本实施例中，气体回收系统还包括第三储气罐170，用于储存待提纯气体，第三储气罐170与第一储气罐130可通断地连通，以向第一储气罐130输送待提纯气体。这样的设置可以在多个吸附单元进行检修或者发生故障时，通过第三储气罐170向第一储气罐130输送待提纯气体，然后通过第一管路、旁通管路110和第二管路输送该混合气体至第二储气罐140，并由第二储气罐140输送至预定设备。其中，该混合气体内的待提纯气体达到了预定浓度。

具体实施时，气体提纯装置的泄压总管70的第二连接端与第一储气罐130相连通。

在本实施例中，常温状态下，气体提纯装置利用变压吸附法通过加压吸附杂质气体，以获得高纯度氦气产品；并将吸附罐组件10泄压至大气压可以解吸吸附剂吸附的大部分杂质气体；抽真空技术可以进一步释放吸附剂吸附的杂质气体，并提高吸附剂材料的再生程度。

在本实施例中，通过可编程逻辑控制器控制气动球阀、真空泵等执行机构的工作达到双工位切换工作的效果，进一步提高设备工作效率。

本发明解决了如下技术问题：

1、解决了工业氦气重复利用的技术问题。

2、解决了设备提纯效率低的问题。

本发明的有益效果为：氦气资源为战略性稀缺资源，重复利用技术可以减少浪费，提高重复使用率，为科研单位、企业降本增效。现场在线进行回收罐内氦气的提纯，减少运输环节，替代人工转运氦气回收罐。

本发明的发明点在于：

1、结合变压吸附原理，加压吸附杂质气体，减压解吸杂质气体的技术，利用可编程逻辑控制器控制气动球阀、真空泵等执行机构的工作，设计出自动提纯氦气的设备。

2、实现双工位切换工作，极大的提高了设备的使用效率。

3、利用真空泵抽真空使吸附剂的解吸更加彻底，使吸附剂的吸附容量得到充分利用。

4、现场在线回收。

该气体提纯装置可与充氦、回收氦系统中干燥机、第二储气罐相连，其中干燥机出口管路通过阀门选择该气体提纯装置是否工作。

该气体提纯装置流程原理图如图2所示。吸附单元包括第一吸附单元和第二吸附单元，经干燥机处理过的含空气的低浓度氦气经过滤器后进入第一吸附单元进行提纯(此时，第二吸附单元泄压、抽真空再生状态)，提纯后直接接入第二储气罐，达到提纯规定时间t(4min，参数可设置)后，该第一吸附单元停止提纯操作，第二吸附单元开启提纯操作。每个吸附单元的工作流程相同。

当第二吸附单元处于提纯操作时，第一吸附单元进行泄压回第一储气罐、抽真空再生状态，经过真空泵抽真空把杂质气体排空，第二吸附单元的抽真空再生过程类似。第一吸附单元和第二吸附单元交替进行提纯操作和泄压、抽真空再生过程。

当设备提纯浓度低于80％时报警，人工将流入第二储气罐内的气体进行排放。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：

本发明的气体提纯装置用于对混合气体中的待提纯气体进行提纯，混合气体包括杂质气体和待提纯气体，该气体提纯装置利用变压吸附法使吸附剂吸附混合气体中的杂质气体，以提纯待提纯气体；在利用变压吸附法对气体提纯操作时，需要释放吸附罐组件10内的吸附剂所吸附的杂志气体，该气体提纯装置通过设置多个吸附单元，可以使多个吸附单元轮流工作，提高了气体提纯装置的提纯效率；且该气体提纯装置通过设置第一吸附罐11和第二吸附罐12，可以使得混合气体经过第一吸附罐11的吸附提纯作用后再经过第二吸附罐12的吸附提纯作用，增强了对混合气体中的待提纯气体的提纯效果，提高了待提纯气体的浓度。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种气体提纯装置，用于对混合气体中的待提纯气体进行提纯，所述混合气体包括杂质气体和待提纯气体，其特征在于，所述气体提纯装置包括：

吸附单元，所述吸附单元包括吸附罐组件(10)，所述吸附罐组件(10)用于存储吸附剂，以利用变压吸附法使所述吸附剂吸附所述混合气体中的杂质气体，以提纯待提纯气体；

第一管路(20)，与所述吸附罐组件(10)连通，以向所述吸附罐组件(10)内输送混合气体；

第二管路(30)，与所述吸附罐组件(10)连通，以输送所述吸附罐组件(10)内完成提纯操作的混合气体；

其中，所述吸附单元为多个，多个所述吸附单元均设置在所述第一管路(20)和所述第二管路(30)之间；所述吸附罐组件(10)包括第一吸附罐(11)和第二吸附罐(12)，所述第二吸附罐(12)设置在所述第一吸附罐(11)的上方，所述第二吸附罐(12)设置在所述第一吸附罐(11)远离所述第一管路(20)的一侧，所述第一吸附罐(11)的第一吸附出口和所述第二吸附罐(12)的第二吸附进口相连通。

2.根据权利要求1所述的气体提纯装置，其特征在于，所述吸附单元包括：

吸附管路(40)，所述吸附罐组件(10)设置在所述吸附管路(40)上，所述吸附管路(40)具有吸附管路进口和吸附管路出口，所述吸附管路进口用于与所述第一管路(20)相连通，所述吸附管路出口用于与所述第二管路(30)相连通；

第三控制阀(41)，设置在所述吸附管路(40)上且位于所述吸附管路进口和所述吸附罐组件(10)之间；

第四控制阀(42)，设置在所述吸附管路(40)上且位于所述吸附罐组件(10)和所述吸附管路出口之间。

3.根据权利要求1所述的气体提纯装置，其特征在于，所述气体提纯装置还包括：

过滤器(50)，设置在所述第一管路(20)上，以过滤所述混合气体中的油污。

4.根据权利要求3所述的气体提纯装置，其特征在于，所述气体提纯装置还包括：

第一控制阀(21)，设置在所述第一管路(20)上且位于所述过滤器(50)远离所述吸附单元的一侧。

5.根据权利要求1所述的气体提纯装置，其特征在于，所述气体提纯装置还包括：

检测件(60)，与所述第二管路(30)相连接，以对所述第二管路(30)内的混合气体中的待提纯气体的浓度进行检测。

6.根据权利要求2所述的气体提纯装置，其特征在于，所述混合气体由气体回收系统输送至所述第一管路(20)，所述气体提纯装置还包括泄压总管(70)，所述泄压总管(70)具有相对设置的第一连接端和第二连接端，所述第二连接端与所述气体回收系统连通；所述吸附单元还包括：

泄压支路(80)，所述泄压支路(80)的一端与所述吸附管路(40)连通，所述泄压支路(80)的另一端与所述泄压总管(70)的第一连接端连通，所述泄压支路(80)与所述吸附管路(40)的连接处位于所述吸附罐组件(10)和所述第四控制阀(42)之间。

7.根据权利要求6所述的气体提纯装置，其特征在于，所述吸附单元还包括：

泄压阀(81)，设置在所述泄压支路(80)上，以控制所述泄压支路(80)的通断。

8.根据权利要求2所述的气体提纯装置，其特征在于，所述气体提纯装置还包括抽真空部件(90)，所述吸附单元还包括：

抽真空管路(100)，所述抽真空管路(100)的一端与所述吸附管路(40)连通，所述抽真空管路(100)与所述吸附管路(40)的连接处位于所述吸附罐组件(10)和所述第三控制阀(41)之间，所述抽真空管路(100)的另一端与所述抽真空部件(90)连接，以使所述吸附罐组件(10)内的所述杂质气体通过所述抽真空部件(90)排出。

9.根据权利要求8所述的气体提纯装置，其特征在于，所述吸附单元还包括：

抽真空阀(101)，设置在所述抽真空管路(100)上，以控制所述抽真空管路(100)的通断。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的气体提纯装置，其特征在于，所述气体提纯装置还包括：

旁通管路(110)，所述旁通管路(110)的一端与所述第一管路(20)连通，所述旁通管路(110)的另一端与所述第二管路(30)连通：

旁通阀(111)，设置在所述旁通管路(110)上，以控制所述旁通管路(110)的通断。

11.一种气体回收系统，包括气体回收管路(120)和气体提纯装置，所述气体提纯装置设置在所述气体回收管路(120)上，以对所述气体回收管路(120)内的混合气体中的待提纯气体进行提纯，其特征在于，所述气体提纯装置为权利要求1至10中任一项所述的气体提纯装置。

12.根据权利要求11所述的气体回收系统，其特征在于，所述气体回收管路(120)具有相对设置混合气体进口和混合气体出口，所述气体回收系统还包括：

第一储气罐(130)，设置在气体回收管路(120)上；

第二储气罐(140)，设置在气体回收管路(120)上且位于所述第一储气罐(130)远离所述混合气体进口的一侧；

压缩机(150)，设置在气体回收管路(120)上且位于所述第一储气罐(130)和所述第二储气罐(140)之间；

干燥机(160)，设置在气体回收管路(120)上且位于所述压缩机(150)和所述第二储气罐(140)之间；

气体回收控制阀(121)，设置在所述气体回收管路(120)上且位于所述干燥机(160)和所述第二储气罐(140)之间；

其中，所述气体提纯装置的第一管路(20)远离所述气体提纯装置的吸附单元的一端与所述气体回收管路(120)连接，所述气体提纯装置的第二管路(30)远离所述吸附单元的一端与所述气体回收管路(120)连接，所述第一管路(20)与所述气体回收管路(120)的连接处位于所述干燥机(160)和所述气体回收控制阀(121)之间，所述第二管路(30)与所述气体回收管路(120)的连接处位于所述气体回收控制阀(121)和所述第二储气罐(140)之间。

13.根据权利要求12所述的气体回收系统，其特征在于，所述气体回收系统还包括：

第三储气罐(170)，用于储存待提纯气体，所述第三储气罐(170)与所述第一储气罐(130)可通断地连通，以向所述第一储气罐(130)输送所述待提纯气体。

14.根据权利要求12所述的气体回收系统，其特征在于，所述气体提纯装置为权利要求6中所述的气体提纯装置，所述气体提纯装置的泄压总管(70)的第二连接端与所述第一储气罐(130)相连通。