CN113041774B - 一种吸附装置及该吸附装置的运行方法 - Google Patents

一种吸附装置及该吸附装置的运行方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及废气的回收处理技术领域,具体涉及一种吸附装置及该吸附装置的运行方法。所述吸附装置包括加热器、第一主吸附器、第二主吸附器、第一辅助吸附器、第二辅助吸附器和冷却组件。通过管路设置及程控阀能控制主吸附器和辅助吸附器之间的通断,以及各吸附器与加热器、冷却组件之间的通断,而使四个吸附器处于对原料废气中的待吸附物质进行吸附脱除的吸附状态,或者处于加热再生和冷却再生的再生状态。本发明的吸附装置以来自废气源的废气作为再生气,再生完成后,再生气无需压缩机即可返回主吸附器的原料废气进口,吸附装置具有有效处理量大、运行可靠性高的优点。

Description

一种吸附装置及该吸附装置的运行方法
技术领域
本发明涉及废气的回收处理技术领域,具体涉及一种吸附装置,还涉及一种吸附装置的运行方法。
背景技术
目前,工业上从废气中回收有价值的副产品的方法主要有吸收法、吸附法、冷凝法和低温精馏法等,其中吸附法由于操作条件温和、能耗低、适用范围广和环境友好等优点被广泛采用。例如,采用改良西门子法生产多晶硅过程中,多晶硅废气中则存在有价值的副产品氯硅烷,大多采用先冷凝分离进行初步回收,然后再通过吸附分离深度回收。
吸附法分为变压吸附、变温吸附和变温变压吸附几种,其中高沸点物质的吸附回收多采用变温吸附或变温变压吸附的方式,工业上常用的流程一般分为两塔流程和三塔流程,两塔流程采用两台吸附器,其中一台吸附器处于吸附状态,另一台处于再生状态,再生状态先后经历加热再生过程和冷却再生过程。三塔流程采用三台吸附器,其中第一台吸附器处于吸附状态,第二台吸附器处于加热再生状态,第三台吸附器处于冷却再生状态。工业上应用的变温吸附装置基本上都采用从外界引入再生气或采用被吸附器吸附后的脱吸附质后的废气作为再生气,再生气经过加热器加热后进入吸附器床层进行加热再生,出吸附器后的再生气经过冷却分离后,气相要么排出系统另外处理,要么通过循环压缩机或上游增压机增压后返回系统;加热再生完成后,冷的再生气进入吸附器床层进行冷却再生,出吸附器后的再生气经冷却分离后,气相同样要么排出系统另外处理,要么通过循环压缩机或上游增压机增压后返回系统。
采用从外界引入气体作为再生气,通常成本较高,工业上很少采用。采用被吸附器吸附后的脱吸附质后的废气作为再生气,若要回收再生气中携带的有价值副产品,则需要增加循环压缩机,造成装置运行的可靠性下降,而且再生气在吸附装置内循环,降低了吸附装置的有效处理能力;若不回收再生气中携带的有价值副产品,则降低吸附装置的经济效益,同时还可能造成环境污染。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
为此,本发明一方面提出一种吸附装置,该吸附装置以来自废气源的废气作为再生气,进而不会降低吸附装置的有效处理能力。
本发明另一方面提供了一种吸附装置的运行方法。
根据本发明实施例的吸附装置,所述吸附装置包括:加热器,所述加热器具有加热器进口和加热器出口,所述加热器进口能够与废气源连通;
第一主吸附器和第二主吸附器,所述第一主吸附器具有第一原料废气进口和第一脱吸附质废气出口,所述第二主吸附器具有第二原料废气进口和第二脱吸附质废气出口;
第一辅助吸附器和第二辅助吸附器,所述第一辅助吸附器具有第三原料废气进口和第三脱吸附质废气出口,所述第二辅助吸附器具有第四原料废气进口和第四脱吸附质废气出口;
冷却组件,所述冷却组件具有冷却组件进口、冷却组件气相出口和冷却组件冷凝液出口;以及
冷凝液回收管,所述冷凝液回收管与所述冷却组件冷凝液出口相连;
其中,所述第一脱吸附质废气出口能够可切换地与所述加热器出口、所述第三脱吸附质废气出口和所述第四脱吸附质废气出口中的一者连通,所述第二脱吸附质废气出口能够可切换地与所述加热器出口、所述第三脱吸附质废气出口和所述第四脱吸附质废气出口中的一者连通,所述第三脱吸附质废气出口能够可切换地与所述加热器出口和所述第四脱吸附质废气出口中的一者连通,所述第四脱吸附质废气出口能够可切换地与所述加热器出口和所述第三脱吸附质废气出口中的一者连通,所述冷却组件进口能够可切换地与所述第一原料废气进口和所述第二原料废气进口中的一者连通,并且所述冷却组件进口能够可切换地与所述第三原料废气进口和所述第四原料废气进口中的一者连通。
根据本发明实施例的吸附装置具有有效处理量大的优点。
在一些实施例中,所述吸附装置进一步包括:
第一废气主管和第二废气主管,所述第一废气主管和所述第二废气主管中的每一者能够与所述废气源连通,所述第一废气主管上设有第一流量调节阀;
第一废气支管和第二废气支管,所述第一废气支管和所述第二废气支管中的每一者与所述第一废气主管相连,所述第一废气支管与所述第一原料废气进口连通,所述第二废气支管与所述第二原料废气进口连通,其中,所述第一废气支管上设有第一程控阀,所述第二废气支管上设有第二程控阀;
以及第三废气支管、第四废气支管和第五废气支管,所述第三废气支管、第四废气支管和第五废气支管中的每一者与所述第二废气主管相连,所述第三废气支管与所述第三原料废气进口连通,所述第四废气支管与所述第四原料废气进口连通,所述第五废气支管与所述加热器进口连通,其中,所述第三废气支管上设有第三程控阀,所述第四废气支管上设有第四程控阀,所述第五废气支管上设有第五程控阀。
在一些实施例中,所述吸附装置进一步包括:
再生气主管,所述再生气主管与所述加热器出口连通;
第一再生气支管和第二再生气支管,所述第一再生气支管和所述第二再生气支管中的每一者与所述在再生气主管相连,所述第一再生气支管与所述第一脱吸附质废气出口连通,所述第二再生气支管与所述第二脱吸附质废气出口连通,其中,所述第一再生气支管上设有第六程控阀,所述第二再生气支管上设有第七程控阀;
以及第三再生气支管和第四再生气支管,所述第三再生气支管和所述第四再生气支管中的每一者与所述再生气主管相连,所述第三再生气支管与所述第三脱吸附质废气出口连通,所述第四再生气支管与所述第四脱吸附质废气出口连通,其中第三再生气支管上设有第八程控阀,所述第四再生气支管上设有第九程控阀。
在一些实施例中,所述吸附装置进一步包括:
第一废气主管和第二废气主管,所述第一废气主管和所述第二废气主管中的每一者能够与所述废气源连通,所述第一废气主管上设有第一流量调节阀;
第一废气支管和第二废气支管,所述第一废气支管和所述第二废气支管中的每一者与所述第一废气主管相连,所述第一废气支管与所述第一原料废气进口连通,所述第二废气支管与所述第二原料废气进口连通,其中,所述第一废气支管上设有第一程控阀,所述第二废气支管上设有第二程控阀;
以及第三废气支管和第四废气支管,所述第三废气支管和第四废气支管中的每一者与所述第二废气主管相连,所述第三废气支管与所述第三原料废气进口连通,所述第四废气支管与所述第四原料废气进口连通,其中,所述第三废气支管上设有第三程控阀,所述第四废气支管上设有第四程控阀;
所述加热器进口能够可切换地与所述第三脱吸附质废气出口和所述第四脱吸附质废气出口中的一者连通。
在一些实施例中,所述吸附装置进一步包括:
再生气主管,所述再生气主管与所述加热器出口连通;
第一再生气支管和第二再生气支管,所述第一再生气支管和所述第二再生气支管中的每一者与所述在再生气主管相连,所述第一再生气支管与所述第一脱吸附质废气出口连通,所述第二再生气支管与所述第二脱吸附质废气出口连通,其中,所述第一再生气支管上设有第六程控阀,所述第二再生气支管上设有第七程控阀;
以及第三再生气支管和第四再生气支管,所述第三再生气支管和所述第四再生气支管中的每一者通过加热器连接管与所述加热器进口相连,所述第三再生气支管和所述第四再生气支管中的每一者通过加热器旁通管与所述再生气主管相连,所述第三再生气支管与所述第三脱吸附质废气出口连通,第四再生气支管与所述第四脱吸附质废气出口连通,其中加热器连接管上设有进口程控阀,所述第三再生气支管上设有第八程控阀,所述第四再生气支管上设有第九程控阀,加热器旁通管上设有出口程控阀。
在一些实施例中,所述吸附装置进一步包括:
三通,所述三通具有第一开口、第二开口和第三开口;
第五再生气支管,所述第五再生气支管的第一端部与所述第三脱吸附质废气出口连通,所述第五再生气支管的第二端部与所述第一开口连通,所述第五再生气支管上设有第十程控阀;
第六再生气支管,所述第六再生气支管的第一端部与所述第四脱吸附质废气出口连通,所述第六再生气支管的第二端部与所述第二开口连通,所述第六再生气支管上设有第十一程控阀;
以及第七再生气支管,所述第七再生气支管的第二端部与所述再生气主管连通,所述第七再生气支管的第一端部与所述第三开口连通,所述第七再生气支管上设有第二流量调节阀。
在一些实施例中,所述吸附装置进一步包括:
所述冷却组件气相出口能够可切换地与所述第一原料废气进口和所述第二原料废气进口中的一者连通。
在一些实施例中,所述吸附装置进一步包括:
气体主进管和气体主出管,所述气体主进管与所述冷却组件进口连通,所述气体主出管与所述冷却组件气相出口连通;
第一气体支管、第二气体支管、第三气体支管和第四气体支管,所述第一气体支管、第二气体支管、第三气体支管和第四气体支管中的每一者与所述气体主进管相连,所述第一气体支管与所述第一原料废气进口连通,所述第二气体支管与所述第二原料废气进口连通,所述第三气体支管与所述第三原料废气进口连通,所述第四气体支管与所述第四原料废气进口连通,其中,所述第一气体支管上设有第十二程控阀,所述第二气体支管上设有第十三程控阀,所述第三气体支管上设有第十四程控阀,所述第四气体支管上设有第十五程控阀;
所述第一废气支管和所述第二废气支管中的每一者与所述气体主出管相连。
在一些实施例中,所述冷却组件包括:
水冷器,所述水冷器具有水冷器进口、水冷器气相出口和水冷器冷凝液出口,所述水冷器进口构成所述的冷却组件进口,所述水冷器冷凝液出口构成冷却组件的第一个冷却组件冷凝液出口;
热交换器,所述热交换器具有热交换器第一进口、热交换器第二进口、热交换器第一出口、热交换器第二出口和热交换器冷凝液出口,所述热交换器第一进口与所述水冷器气相出口连通,气体主出管与热交换器第二出口连通,即热交换器第二出口构成冷却组件气相出口,所述热交换器冷凝液出口构成冷却组件的第二个冷却组件冷凝液出口;
深冷器,所述深冷器具有深冷器进口、深冷器气相出口和深冷器冷凝液出口,所述深冷器进口与所述热交换器第一出口连通,所述深冷器气相出口与所述热交换器第二进口连通,所述深冷器冷凝液出口构成冷却组件的第三个冷却组件冷凝液出口;
所述水冷器还具有第一冷却介质进口和第一冷却介质出口,所述深冷器还具有第二冷却介质进口和第二冷却介质出口。
根据本发明实施例的吸附装置的运行方法,所述吸附装置的运行方法包括以下步骤:
利用第一主吸附器吸附原料废气中的待吸附物质;
同时,利用加热器加热来自废气源的废气的一部分以便利用加热后的废气对第一辅助吸附器和第二辅助吸附器中的一者以及所述第二主吸附器进行加热再生,利用冷却组件对加热再生完成后的废气进行冷却以便将该废气中有价值的吸附质冷凝而作为副产品进行回收;
利用原料废气中的一部分通过所述第一辅助吸附器和第二辅助吸附器中的一者吸附脱除其中的待吸附物质,以便得到脱吸附质冷却再生气,利用所述脱吸附质冷却再生气对所述第一辅助吸附器和第二辅助吸附器中的一者以及所述第二主吸附器进行冷却再生,利用冷却组件对冷却再生完成后的废气进行冷却以便将该废气中有价值的吸附质冷凝而作为副产品进行回收。
附图说明
图1是根据本发明一个实施例的吸附装置的结构示意图。
图2是根据本发明另一个实施例的吸附装置的结构示意图。
附图标记:吸附装置100;第一主吸附器1;第一原料废气进口11;第一脱吸附质废气出口12;第二主吸附器2;第二原料废气进口21;第二脱吸附质废气出口22;第一辅助吸附器3;第三原料废气进口31;第三脱吸附质废气出口32;第二辅助吸附器4;第四原料废气进口41;第四脱吸附质废气出口42;加热器5;加热器进口51;加热器出口52;水冷器6;水冷器进口61;水冷器气相出口62;水冷器冷凝液出口63;第一冷却介质进口64;第一冷却介质出口65;热交换器7;热交换器第一进口71;热交换器第二进口72;热交换器第一出口73;热交换器第二出口74;热交换器冷凝液出口75;深冷器8;深冷器进口81;深冷器气相出口82;深冷器冷凝液出口83;第二冷却介质进口84;第二冷却介质出口85;第一流量调节阀9;第二流量调节阀10;第一废气主管101;第一废气支管1011;第二废气支管1012;第二废气主管102;第三废气支管1021;第四废气支管1022;第五废气支管1023;再生气主管103;第一再生气支管1031;第二再生气支管1032;第三再生气支管1033;第四再生气支管1034;第五再生气支管1035;第六再生气支管1036;第七再生气支管1037;气体主进管104;第一气体支管1041;第二气体支管1042;第三气体支管1043;第四气体支管1044;气体主出管105;气体主排管106;第一气体排出支管1061;第二气体排出支管1062;加热器旁通管107;冷却组件连接管108;加热器连接管109;辅助吸附器连接管110。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
如图1、图2所示,根据本发明实施例的吸附装置100包括第一主吸附器1、第二主吸附器2、第一辅助吸附器3、第二辅助吸附器4、加热器5、冷却组件和冷凝液回收管。
加热器5具有加热器进口51和加热器出口52,加热器进口51能够与废气源连通。第一主吸附器1具有第一原料废气进口11和第一脱吸附质废气出口12,第二主吸附器2具有第二原料废气进口21和第二脱吸附质废气出口22。第一辅助吸附器3具有第三原料废气进口31和第三脱吸附质废气出口32,第二辅助吸附器4具有第四原料废气进口41和第四脱吸附质废气出口42。
冷却组件具有冷却组件进口、冷却组件气相出口和冷却组件冷凝液出口,冷凝液回收管与冷却组件冷凝液出口相连。
其中,第一脱吸附质废气出口12能够可切换地与加热器出口52和第三脱吸附质废气出口32中的一者连通,第二脱吸附质废气出口22能够可切换地与加热器出口52和第四脱吸附质废气出口42中的一者连通,第三脱吸附质废气出口32能够可切换地与加热器出口52和第四脱吸附质废气出口42中的一者连通,第四脱吸附质废气出口42能够可切换地与加热器出口52和第三脱吸附质废气出口32中的一者连通。冷却组件进口能够可切换地与第一原料废气11进口和第二原料废气进口21中的一者连通,并且冷却组件进口能够可切换地与第三原料废气进口31和第四原料废气进口41中的一者连通。
加热器进口51能够与废气源连通是指:当吸附装置100处于运行状态时,加热器进口51可以与废气源连通、也可以不与废气源连通;当吸附装置100未处于运行状态时,加热器进口51可以与废气源连通、也可以不与废气源连通。
第一脱吸附质废气出口12能够可切换地与加热器出口51和第三脱吸附质废气出口32中的一者连通是指:当吸附装置100处于运行状态时,第一脱吸附质废气出口12可以从与加热器出口52连通的状态切换至与第三脱吸附质废气出口32连通的状态,第一脱吸附质废气出口12也可以从与第三脱吸附质废气出口32连通的状态切换至与加热器出口52连通的状态。
第二脱吸附质废气出口22能够可切换地与加热器出口52和第四脱吸附质废气出口42中的一者连通是指:当吸附装置100处于运行状态时,第二脱吸附质废气出口22可以从与加热器出口52连通的状态切换至与第四脱吸附质废气出口42连通的状态,第二脱吸附质废气出口22也可以从与第四脱吸附质废气出口42连通的状态切换至与加热器出口52连通的状态。
第三脱吸附质废气出口32能够可切换地与加热器出口52和第四脱吸附质废气出口42中的一者连通是指:当吸附装置100处于运行状态时,第三脱吸附质废气出口32可以从与加热器出口52连通的状态切换至与第四脱吸附质废气出口42连通的状态,第三脱吸附质废气出口32也可以从与第四脱吸附质废气出口42连通的状态切换至与加热器出口52连通的状态。
第四脱吸附质废气出口42能够可切换地与加热器出口52和第三脱吸附质废气出口32中的一者连通是指:当吸附装置100处于运行状态时,第四脱吸附质废气出口42可以从与加热器出口52连通的状态切换至与第三脱吸附质废气出口32连通的状态,第四脱吸附质废气出口42也可以从与第三脱吸附质废气出口32连通的状态切换至与加热器出口52连通的状态。
冷却组件进口能够可切换地与第三原料废气进口31和第四原料废气进口41中的一者连通是指:当吸附装置100处于运行状态时,冷却组件进口可以从与第三原料废气进口31连通的状态切换至与第四原料废气进口41连通的状态,冷却组件进口也可以从与第四原料废气进口41连通的状态切换至与第三原料废气进口31连通的状态。
第一主吸附器1、第二主吸附器2、第一辅助吸附器3和第二辅助吸附器4内的吸附剂采用活性炭吸附剂。加热器5采用电加热,也可采用热媒加热,例如采用蒸汽加热。两台主吸附器切换使用,其中一台处于吸附状态,另一台处于再生状态,两台辅助吸附器也切换使用,其中一台处于吸附状态,另一台处于再生状态。下面以第一主吸附器1处理原料废气为例、参考图1和图2简要地描述根据本发明实施例的吸附装置100的工作过程。
来自废气源的原料废气(主原料气)可以从第一原料废气进口11进入到第一主吸附器1内,以便第一主吸附器1内的吸附剂吸附该原料废气内有价值的待吸附物质。脱除该待吸附物质的废气作为脱吸附质后的废气,从第一脱吸附质废气出口12排出第一主吸附器1。第一主吸附器1使用一段时间后,第一主吸附器1内的吸附剂达到饱和状态。然后,可以切换到第二主吸附器2继续处理原料废气,即原料废气可以从第二原料废气进口21进入到第二主吸附器2内,以便第二主吸附器2内的吸附剂吸附该原料废气内有价值的待吸附物质。待吸附物质是指原料废气还没有通过吸附器之前,理论上可以被吸附器内的吸附剂吸附的物质;吸附质是指被吸附器内的吸附剂所吸附的物质。
在利用第二主吸附器2处理该原料废气时,可以对第一主吸附器1内的吸附剂依次进行加热再生和冷却再生。
对第一主吸附器1内的吸附剂进行加热再生时,从原料废气中分出一小部分作为加热再生气,其余部分作为主原料气通过第二原料废气进口21进入第二主吸附器2内。该加热再生气从加热器进口51进入加热器5进行加热升温,之后从加热器出口52流出以便得到加热后的该再生气,加热后的该再生气即为加热后的废气。加热后的该再生气中的大部分通过第一脱吸附质废气出口12进入第一主吸附器1内,以便对第一主吸附器1内的吸附剂进行加热再生。加热后的该再生气中的其余部分(小部分)通过第四脱吸附质废气出口42进入第二辅助吸附器4内,以便对第二辅助吸附器4内的吸附剂进行加热再生。利用冷却组件对加热再生完成后的废气进行冷却,将该废气中有价值的吸附质冷凝而作为副产品进行回收,该废气的气相从冷却组件气相出口排出,之后可以通过管路返回到第二原料废气进口21与主原料气混合进入第二主吸附器2。
加热再生结束后,对第一主吸附器1内的吸附剂进行冷却再生时。同样从该原料废气中分出一小部分作为冷却再生气,其余部分作为主原料气通过第二原料废气进口21进入第二主吸附器2内。该冷却再生气从第三原料废气进口31进入第一辅助吸附器3内,该冷却再生气中的待吸附物质被第一辅助吸附器3内的吸附剂所吸附,以便得到脱吸附质冷却再生气,脱吸附质冷却再生气从第三脱吸附质废气出口32排出第一辅助吸附器3。
脱吸附质冷却再生气中的大部分通过第一脱吸附质废气出口12进入到第一主吸附器1内,以便对第一主吸附器1内的吸附剂进行冷却再生。脱吸附质冷却再生气中的其余部分(小部分)通过第四脱吸附质废气出口42进入到第二辅助吸附器4内,以便对第二辅助吸附器4内的吸附剂进行冷却再生。至此完成对第一主吸附器1内的吸附剂和第二辅助吸附器4内的吸附剂的再生。利用冷却组件对冷却再生完成后的废气进行冷却,该废气中有价值的吸附质冷凝而作为副产品进行回收,该废气的气相从冷却组件气相出口排出,之后可以通过管路返回到第二原料废气进口21与主原料气混合进入第二主吸附器2。其中,该原料废气可以是多晶硅原料废气,该待吸附物质可以是氯硅烷。
第二主吸附器2内的吸附剂和第一辅助吸附器3内的吸附剂的再生过程与第一主吸附器1内的吸附剂和第二辅助吸附器4内的吸附剂的再生过程相同,在此不再详细描述。
本领域技术人员可以理解的是,当首次利用第一主吸附器1处理该原料废气时,由于未利用第二辅助吸附器4处理该原料废气,因此无需对第二辅助吸附器4内的吸附剂进行再生。
现有技术利用一部分脱吸附质后的废气作为再生气对吸附器进行再生,这导致该部分脱吸附质后的废气混入了被吸附器吸附的吸附质,进而导致该部分脱吸附质后的废气变成待处理的原料废气,这相当于这部分作为再生气的脱吸附质后的废气没有被处理,这就降低了吸附装置100的有效处理能力。
根据本发明实施例的吸附装置100通过设置加热器5,从而可以利用来自废气源的原料废气作为加热再生气对第一主吸附器1内的吸附剂和第二主吸附器2内的吸附剂进行加热再生,由此无需再利用第一主吸附器1和第二主吸附器2产生的脱吸附质后的废气作为再生气。根据本发明实施例的吸附装置100通过设置第一辅助吸附器3和第二辅助吸附器4,从而可以利用第一辅助吸附器3和第二辅助吸附器4产生的脱吸附质后的废气作为冷却再生气,由此无需再利用第一主吸附器1和第二主吸附器2产生的脱吸附质后的废气作为再生气,即不会降低第一主吸附器1和第二主吸附器2的有效处理能力。
此外,现有技术利用脱吸附质后的废气对吸附剂进行再生,即采用脱吸附质后的废气作为再生气,由于再生气压力低,多采用变压变温吸附装置,即再生气压力远比吸附器处于吸附状态时的吸附压力低,因此,在对吸附器进行再生前,需要对吸附器进行逆放减压,即通过吸附器的原料废气进口释放一部分气体,保证再生气可以通入吸附器内。吸附器再生完成后,还需要对吸附器进行充压,即通过吸附器的原料废气进口充入一部分原料废气,使吸附器内具有一定的气体压力而做好吸附准备。在逆放减压以及充压时,吸附器内部均存在气流的高速流动,高速气流会对吸附器内的吸附剂造成冲刷,进而容易造成吸附器内的吸附剂粉化。
根据本发明实施例的吸附装置100,第一主吸附器1、第二主吸附器2、第一辅助吸附器3和第二辅助吸附器4进行吸附和再生时,进入其内部的气体均来自废气源,这使得在整个工作过程中第一主吸附器1、第二主吸附器2、第一辅助吸附器3和第二辅助吸附器4的内部压力基本相等,因此不存在逆放减压和充压的过程,从而减弱了因高速气流对吸附剂进行冲刷而造成吸附剂粉化。
因此,根据本发明实施例的吸附装置100具有有效处理量大、吸附剂使用寿命长等优点。
在一些实施例中,如图1所示,吸附装置100进一步包括:第一废气主管101、第二废气主管102、第一废气支管1011、第二废气支管1012、第三废气支管1021、第四废气支管1022和第五废气支管1023,第一废气主管101和第二废气主管102中的每一者能够与废气源连通,第一废气主管101上设有第一流量调节阀9。
第一废气支管1011和第二废气支管1012中的每一者与第一废气主管101相连,第一废气支管1011和第一原料废气进口11连通,第二废气支管1012与第二原料废气进口2112连通。第三废气支管1021、第四废气支管1022和第五废气支管1023中的每一者与第二废气主管102相连,第三废气支管1021与第三原料废气进口31连通,第四废气支管1022与第四原料废气进口4132连通,第五废气支管1023与加热器进口51连通。
其中,第一废气支管1011上设有第一程控阀V1,第二废气支管1012上设有第二程控阀V2,第三废气支管1021上设有第三程控阀V3,第四废气支管1022上设有第四程控阀V4,第五废气支管1023上设有第五程控阀V5。
第一废气主管101和第二废气主管102中的每一者能够与废气源连通是指:当吸附装置100处于运行状态时,第一废气主管101和第二废气主管102均与废气源连通;当吸附装置100未处于运行状态时,第一废气主管101和第二废气主管102可以与废气源连通、也可以不与废气源连通。
通过控制第一程控阀V1实现第一废气支管1011的通断,即实现第一主吸附器1与废气源的通断。通过控制第二程控阀V2实现第二废气支管1012的通断,即实现第二主吸附器2与废气源的通断。通过控制第三程控阀V3实现第三废气支管1021的通断,即实现第一辅助吸附器3与废气源的通断。通过控制第四程控阀V4实现第四废气支管1022的通断,即实现第二辅助吸附器4与废气源的通断。通过控制第五程控阀V5实现第五废气支管1023的通断,即实现加热器5与废气源的通断。上述各管路以及程控阀的设置方便实现废气源与相应部件之间的连通及断开,从而可以使吸附装置100的结构更加合理。
通过设置第一流量调节阀9,从而可以调节主原料气的流量,进而调节再生气(加热再生气或冷却再生气)的流量,以便使再生气的流量处于合理的范围内。另一方面,通过第一流量调节阀9能够调节主原料气的压力,从而使再生完成后的废气(包括加热再生气和冷却再生气)的压力与进入第一主吸附器1和第二主吸附器2前的主原料气的压力匹配,以便无需对再生完成后的废气进行增压,就可以使得再生完成后的废气能与主原料气一起流入相应的主吸附器。由于无需设置增压装置,从而可以简化吸附装置100的结构、降低吸附装置100的制造成本,提高运行的可靠性。
优选地,如图1所示,吸附装置100进一步包括:再生气主管103、第一再生气支管1031、第二再生气支管1032、第三再生气支管1033和第四再生气支管1034,再生气主管103与加热器出口52连通。
第一再生气支管1031和第二再生气支管1032中的每一者与再生气主管103相连,第一再生气支管1031与第一脱吸附质废气出口12连通,第二再生气支管1032与第二脱吸附质废气出口22连通。第三再生气支管1033和第四再生气支管1034中的每一者与再生气主管103相连,第三再生气支管1033与第三脱吸附质废气出口32连通,第四再生气支管1034与第四脱吸附质废气出口42连通。第一再生气支管1031上设有第六程控阀V6,第二再生气支管1032上设有第七程控阀V7,第三再生气支管1033上设有第八程控阀V8,第四再生气支管1034上设有第九程控阀V9。
通过控制第六程控阀V6实现第一再生气支管1031的通断,即实现第一主吸附器1与加热后的该再生气、脱吸附质冷却再生气的通断。通过控制第七程控阀V7实现第二再生气支管1032的通断,即实现第二主吸附器2与加热后的该再生气和脱吸附质冷却再生气的通断。通过控制第八程控阀V8实现第三废气支管1021的通断,即实现第一辅助吸附器3与加热后的该再生气和脱吸附质冷却再生气的通断。通过控制第九程控阀V9实现第四再生气支管1034的通断,即实现第二辅助吸附器4与加热后的该再生气和脱吸附质冷却再生气的通断。由此,方便实现加热后的该再生气以及脱吸附质冷却再生气与相应吸附器之间的连通,且方便对各吸附器的工作状态进行切换,进而可以使吸附装置100的结构更加合理。
如图1所示,吸附装置100进一步包括:三通、第五再生气支管1035、第六再生气支管1036以及第七再生气支管1037,三通具有第一开口、第二开口和第三开口。第五再生气支管1035的第一端部与第三脱吸附质废气出口32连通,第五再生气支管1035的第二端部与第一开口连通,第五再生气支管1035上设有第十程控阀V10。第六再生气支管1036的第一端部与第四脱吸附质废气出口42连通,第六再生气支管1036的第二端部与第二开口连通,第六再生气支管1036上设有第十一程控阀V11。第七再生气支管1037的第二端部与再生气主管103连通,第七再生气支管1037的第一端部与第三开口连通,第七再生气支管1037上设有第二流量调节阀10。
对第一主吸附器1内的吸附剂进行加热再生和冷却再生时,通过关闭第十程控阀V10,打开第十一程控阀V11,使得加热后的该再生气和脱吸附质冷却再生气中的大部分通过第一脱吸附质废气出口12进入第一主吸附器1内,加热后的该再生气和脱吸附质冷却再生气中的其余部分通过再生气主管103、第七再生气支管1037、第六再生气支管1036和第四脱吸附质废气出口42进入第二辅助吸附器4内。
对第二主吸附器2内的吸附剂进行加热再生和冷却再生时,通过打开第十程控阀V10,关闭第十一程控阀V11,使得加热后的该再生气和脱吸附质冷却再生气中的大部分通过第二脱吸附质废气出口22进入第二主吸附器2内,加热后的该再生气和脱吸附质冷却再生气中的其余部分通过再生气主管103、第七再生气支管1037、第五再生气支管1035和第三脱吸附质废气出口32进入第一辅助吸附器3内。由此,方便实现加热后的该再生气以及脱吸附质冷却再生气与相应吸附器之间的连通,且方便对各吸附器的工作状态进行切换,进而可以使吸附装置100的结构更加合理。
另外,加热后的该再生气以及脱吸附质冷却再生气通过第七再生气支管1037时,设置在第七再生气支管1037上的第二流量调节阀10,可以调节流过第七再生气支管1037的加热后的该加热再生气以及脱吸附质冷却再生气的流量,以便使进入相应主吸附器和辅助吸附器内的该加热再生气和冷却再生气的流量处于合理的范围内。
在另一些实施例中,如图2所示,吸附装置100进一步包括:第一废气主管101、第二废气主管102、第一废气支管1011、第二废气支管1012、第三废气支管1021和第四废气支管1022。第一废气主管101和第二废气主管102中的每一者能够与废气源连通,第一废气主管101上设有第一流量调节阀9。
第一废气支管1011和第二废气支管1012中的每一者与第一废气主管101相连,第一废气支管1011与第一原料废气进口11连通,第二废气支管1012与第二原料废气进口21连通。第三废气支管1021和第四废气支管1022中的每一者与第二废气主管102相连,第三废气支管1021与第三原料废气进口31连通,第四废气支管1022与第四原料废气进口41连通。
其中,第一废气支管1011上设有第一程控阀V1,第二废气支管1012上设有第二程控阀V2,第三废气支管1021上设有第三程控阀V3,第四废气支管1022上设有第四程控阀V4。
加热器进口51能够可切换地与第三脱吸附质废气出口32和第四脱吸附质废气出口42中的一者连通。
加热器进口51能够可切换地与第三脱吸附质废气出口32和第四脱吸附质废气出口42中的一者连通是指,吸附装置100处于运行状态时,加热器进口51可以从与第三脱吸附质废气出口32连通的状态切换至与第四脱吸附质废气出口42连通的状态,加热器进口51也可以从与第四脱吸附质废气出口42连通的状态切换至与第三脱吸附质废气出口32连通的状态。
上述各管路以及程控阀的设置方便实现废气源与相应部件之间的连通及断开,从而可以使吸附装置100的结构更加合理。通过设置第一流量调节阀9,能够对主原料气的压力和再生气的流量进行调节,以便无需对再生完成后的废气进行增压,就可以使得再生完成后的废气能与主原料气一起流入相应的主吸附器。
此外,对第一主吸附器1进行加热再生时,该加热再生气先经第三原料废气进口31进入第一辅助吸附器3内,该加热再生气中的待吸附物质被第一辅助吸附器3内的吸附剂吸附,以便得到脱吸附质再生气,脱吸附质再生气再进入加热器5被加热器5加热形成加热后的该再生气,加热后的该再生气再进入第一主吸附器1和第二辅助吸附器4对其内部的吸附剂进行加热再生;对第二主吸附器2进行加热再生时,该加热再生气先经第四原料废气进口41进入第二辅助吸附器4内,该加热再生气中的待吸附物质被第二辅助吸附器4内的吸附剂吸附,以便得到脱吸附质再生气,脱吸附质再生气再进入加热器5被加热器5加热形成加热后的该再生气,加热后的该再生气再进入第二主吸附器2和第一辅助吸附器1内对其内部的吸附剂进行加热再生。由于加热后的该再生气为脱吸附质后的废气,从而有利于提高第一主吸附器1、第二主吸附器2、第一辅助吸附器3和第二辅助吸附器4的再生效果,使得吸附器的再生更彻底。
优选地,如图2所示,吸附装置100进一步包括:再生气主管103、第一再生气支管1031、第二再生气支管1032、第三再生气支管1033和第四再生气支管1034,再生气主管103与加热器出口52连通。
第一再生气支管1031和第二再生气支管1032中的每一者与再生气主管103相连,第一再生气支管1031与第一脱吸附质废气出口12连通,第二再生气支管1032与第二脱吸附质废气出口22连通。第三再生气支管1033和第四再生气支管1034中的每一者通过加热器连接管109与加热器进口51相连,第三再生气支管1033和第四再生气支管1034中的每一者通过加热器旁通管107与再生气主管103相连,第三再生气支管1033与第三脱吸附质废气出口32连通,第四再生气支管1034与第四脱吸附质废气出口42连通。第一再生气支管1031上设有第六程控阀V6,第二再生气支管1032上设有第七程控阀V7其中加热器连接管109上设有进口程控阀V5,第三再生气支管1033上设有第八程控阀V8,第四再生气支管1034上设有第九程控阀V9,加热器旁通管107上设有出口程控阀V21。
对第一主吸附器1和第二主吸附器2进行加热再生时,打开进口程控阀5、关闭出口程控阀V21,从第一辅助吸附器3和第二辅助吸附器4中的一者排出的脱吸附质再生气,经加热器连接管109进入加热器5。对第一主吸附器1和第二主吸附器2进行冷却再生时,关闭进口程控阀V5、打开出口程控阀V21,从第一辅助吸附器3和第二辅助吸附器4中的一者排出的脱吸附质冷却再生气,经加热器旁通管107和出口程控阀V21流入再生气主管103,之后再进入相应的主吸附器和辅助吸附器内。方便实现加热后的该再生气以及脱吸附质冷却再生气与相应吸附器之间的连通,且方便对各吸附器的工作状态进行切换。
图2所示,吸附装置100进一步包括:三通、第五再生气支管1035、第六再生气支管1036以及第七再生气支管1037,三通具有第一开口、第二开口和第三开口。第五再生气支管1035的第一端部与第三脱吸附质废气出口32连通,第五再生气支管1035的第二端部与第一开口连通,第五再生气支管1035上设有第十程控阀V10。第六再生气支管1036的第一端部与第四脱吸附质废气出口42连通,第六再生气支管1036的第二端部与第二开口连通,第六再生气支管1036上设有第十一程控阀V11。第七再生气支管1037的第二端部与再生气主管103连通,第七再生气支管1037的第一端部与第三开口连通,第七再生气支管1037上设有第二流量调节阀10。
方便实现加热后的该再生气以及脱吸附质冷却再生气与相应吸附器之间的连通,且方便对各吸附器的工作状态进行切换,进而可以使吸附装置100的结构更加合理。
在一些实施例中,如图1和图2所示,冷却组件气相出口能够可切换地与第一原料废气进口11和第二原料废气进口21中的一者连通。冷却组件气相出口能够可切换地与第一原料废气进口11和第二原料废气进口21中的一者连通是指:当吸附装置100处于运行状态时,冷却组件气相出口可以从与第一原料废气进口11连通的状态切换至与第二原料废气进口21连通的状态,与废气源连通、也可以不与废气源连通;当吸附装置100未处于运行状态时,冷却组件气相出口还可以从与第二原料废气进口21连通的状态切换至与第一原料废气进口11连通的状态。方便将从冷却组件气相出口排出的再生完成后的废气与主原料气一起流入相应的主吸附器。
优选地,吸附装置100进一步包括:气体主进管104、气体主出管105、第一气体支管1041、第二气体支管1042、第三气体支管1043、第四气体支管1044、第一废气支管1011和第二气体支管1052。气体主进管104与冷却组件进口连通,气体主出管105与冷却组件气相出口连通。
第一气体支管1041、第二气体支管1042、第三气体支管1043和第四气体支管1044中的每一者与气体主进管104相连,第一气体支管1041与第一原料废气进口11连通,第二气体支管1042与第二原料废气进口21连通,第三气体支管1043与第三原料废气进口31连通,第四气体支管1044与第四原料废气进口41连通。其中,第一气体支管1041上设有第十二程控阀V12,第二气体支管1042上设有第十三程控阀V13,第三气体支管1043上设有第十四程控阀V14,第四气体支管1044上设有第十五程控阀V15。
第一废气支管1011和第二废气支管1012中的每一者与气体主出管105相连。
对第一主吸附器1进行加热再生和冷却再生时,从第一主吸附器1的第一原料废气进口11排出的再生完成后的废气经第一气体支管1041进入气体主进管104,从第二辅助吸附器4的第四原料废气进口41排出的再生完成后的废气经第三气体支管1043进入气体主进管104,之后再生完成后的废气经气体主进管104和冷却组件进口进入冷却系统。通过冷却系统冷凝实现对待吸附器物质的冷凝回收,以便形成冷却后的该再生气,之后冷却后的该再生气经冷却组件气相出口、气体主出管105、第一废气支管1011和第一原料废气进口11进入第一主吸附器1内,被第一吸附器1内的吸附器吸附净化后从第一脱吸附质废气出口12排出。
对第二主吸附器2进行加热再生和冷却再生时,从第二主吸附器2的第二原料废气进口21排出的再生完成后的废气经第二气体支管1042进入气体主进管104,从第一辅助吸附器3的第三原料废气进口31排出的再生完成后的废气经第四气体支管1044进入气体主进管104,之后再生完成后的废气经气体主进管104和冷却组件进口进入冷却系统。通过冷却系统冷凝实现对待吸附器物质的冷凝回收,以便形成冷却后的该再生气,之后冷却后的该再生气经冷却组件气相出口、气体主出管105、第二废气支管1012和第二原料废气进口21进入第二主吸附器2内,被第二吸附器2内的吸附器吸附净化后从第二脱吸附质废气出口22排出。上述各管路以及程控阀的设置方便实现冷却组件与各吸附器之间的连通。
在一些实施例中,冷却组件包括:水冷器6、热交换器7和深冷器8。
水冷器6具有水冷器进口61、水冷器气相出口62和水冷器冷凝液出口63,气体主进管104与水冷器进口61连通,即水冷器进口61构成冷却组件进口,水冷器冷凝液出口63构成冷却组件的其中一个冷却组件冷凝液出口。
热交换器7具有热交换器第一进口71、热交换器第二进口72、热交换器第一出口73、热交换器第二出口74和热交换器冷凝液出口75,热交换器第一进口71与水冷器气相出口62连通,气体主出管105与热交换器第二出口74连通,即热交换器第二出口74构成冷却组件气相出口,热交换器冷凝液出口75构成冷却组件的其中一个冷却组件冷凝液出口。
深冷器8具有深冷器进口81、深冷器气相出口82和深冷器冷凝液出口83,深冷器进口81与热交换器第一出口73连通,深冷器气相出口82与热交换器第二进口72连通,深冷器冷凝液出口83构成冷却组件的其中一个冷却组件冷凝液出口。
水冷器6还具有第一冷却介质进口64和第一冷却介质出口65,深冷器8还具有第二冷却介质进口84和第二冷却介质出口85。
水冷器冷凝液出口63、热交换器冷凝液出口75和深冷器冷凝液出口83分别供相应冷却部件内通过冷凝回收的待吸附物质排出,以对再生气中的待吸附物质进行回收。第一冷却介质进口64和第一冷却介质出口65分别供水冷器6的冷媒进出,第二冷却介质进口84和第二冷却介质出口85分别供深冷器8的冷媒进出。深冷器8采用-35℃~-50℃的冷媒,例如采用氟利昂。
该冷却组件能够对再生完成后的废气起到更好的冷凝效果,从而将待吸附物质冷凝成液体,得以回收,有利于提高资源利用率。此外,通过热交换器7还可以对从水冷器6流入热交换器7内的气体进行冷却,使深冷器8的冷量得到再次利用,有利于节省资源。
可选地,冷却组件可以仅包括水冷器。此时,水冷器气相出口构成冷却组件气相出口,从水冷器气相出口排出的气体直接与主原料气一起流入相应的主吸附器。
可选地,冷却组件也可以仅包括水冷器和深冷器。此时,深冷器气相出口构成冷却组件气相出口,从深冷器气相出口排出的气体直接与主原料气一起流入相应的主吸附器。
根据本发明实施例的吸附装置100的运行方法包括以下步骤:
利用第一主吸附器1吸附原料废气中的待吸附物质;
同时,利用加热器5加热来自废气源的废气的一部分以便利用加热后的废气对第一辅助吸附器3和第二辅助吸附器4中的一者以及所述第二主吸附器2进行加热再生,利用冷却组件对加热再生完成后的废气进行冷却以便将该废气中有价值的吸附质冷凝而作为副产品进行回收;
利用原料废气中的一部分通过所述第一辅助吸附器3和第二辅助吸附器中4的一者吸附脱除其中的待吸附物质,以便得到脱吸附质冷却再生气,利用所述脱吸附质冷却再生气对所述第一辅助吸附器3和第二辅助吸附器4中的一者以及所述第二主吸附器2进行冷却再生,利用冷却组件对冷却再生完成后的废气进行冷却以便将该废气中有价值的吸附质冷凝而作为副产品进行回收。
此处所说的来自废气源的废气有两种形式,一种是直接从废气源通过管道流入加热器5的原料废气,另一种是原料废气进入第一辅助吸附器3和第二辅助吸附器4中的一者被相应辅助吸附器吸附脱除其中的待吸附物质后得到的脱吸附质废气,其中任意一种均可用于对吸附器进行加热再生。
在一些实施例中,利用原料废气中的一部分通过所述第一辅助吸附器3和第二辅助吸附器4中的一者吸附脱除其中的待吸附物质,以便得到脱吸附质废气,之后再利用加热器5加热所述脱吸附质废气而得到所述加热后的废气。
下面参考附图1描述根据本发明具体实施例的吸附装置100的其他结构。
如图1所示,第三气体支管1043和第四气体支管1044均通过冷却组件连接管108与气体主进管104相连。第三再生气支管1033和第四再生气支管1034均通过加热器旁通管107与再生气主管103相连,第三废气支管1021和第四废气支管1022通过辅助吸附器连接管110与第二废气主管102相连。在第一废气主管101和第二废气主管102之间还连接有切换管道,切换管道上设有切换阀V20,切换阀V20可用于在第一主吸附器1、第二主吸附器2、第一辅助吸附器3和第二辅助吸附器4进行状态切换时使用,例如,在第一主吸附器1和第二主吸附器2进行吸附状态和再生状态切换时,打开切换阀V20,保证吸附装置100内的气路始终是流通的。
如图1所示,吸附装置100还包括气体主排管106、第一气体排出支管1061和第二气体排出支管1062,第一气体排出支管1061和第二气体排出支管1062均与气体主排管106相连,第一气体排出支管1061和第一脱吸附质废气出口12连通,第二气体排出支管1062和第二脱吸附质废气出口22连通,第一排出支管上设有第十八程控阀V18,第十八程控阀V18用于控制第一脱吸附质废气出口12和气体主排管106的通断,第二排出支管上设有第十九程控阀V19,第十九程控阀V19用于控制第二脱吸附质废气出口22和气体主排管106的通断。
下面以使用吸附装置100处理多晶硅原料废气为例、参考图1简要地描述根据本发明实施例的吸附装置100的工作过程。
在利用第一主吸附器1处理多晶硅原料废气,对第二主吸附器2和第一辅助吸附器31进行加热再生时。第二程控阀V2、第三程控阀V3、第四程控阀V4、第六程控阀V6、第九程控阀V9、第十一程控阀V11、第十五程控阀V15和第十九程控阀V19关闭,其他程控阀、加热器5、水冷器6、热交换器7和深冷器8开启。
主原料气经第一废气主管101、第一原料废气进口11进入第一主吸附器1内。少部分多晶硅原料废气作为加热再生气,加热再生气经第二废气主管102从加热器进口51进入加热器5,经加热器5加热升温后从加热器出口52排出,得到加热后的该再生气。加热后的该再生气中的大部分通过再生气主管103、第二再生气支管1032和第二脱吸附质后的废气进口22进入第二主吸附器2,对第二主吸附器2内的吸附剂进行加热再生,之后从第二原料废气进口21排出,并经第二气体支管1042进入气体主进管104;加热后的该再生气中的少部分通过再生气主管103、第七再生气支管1037、三通、第五再生气支管1035和第三脱吸附质废气出口32进入第一辅助吸附器3内,对第一辅助吸附器3内的吸附剂进行加热再生,之后从第三原料废气进口31排出,并经第三气体支管1043和冷却组件连接管108进入气体主进管104。
之后,气体主进管104内的加热再生完成后的废气经水冷器进口61进入水冷器6,被水冷器6冷凝的氯硅烷液体由水冷器冷凝液出口63排出;经水冷器6冷却的气体经水冷器气相出口62、热交换器第一进口71进入热交换器7,被热交换器7冷凝的氯硅烷液体由热交换器冷凝液出口75排出;经热交换器7冷却的气体经热交换器第一出口73、深冷器进口81进入深冷器8,被深冷器8冷凝的氯硅烷液体由深冷器冷凝液出口83排出;经深冷器8冷却的气体经深冷器气相出口82、热交换器第二进口72进入热交换器7,并与由热交换器第一进口71进入的气体进行换热,之后经热交换器第二出口74和气体主出管105在第一废气支管1011内与主原料气汇合进入第一主吸附器1内,经第一主吸附器1吸附处理后的脱吸附质后的废气从第一脱吸附质废气出口12排出,并经第一气体排出支管1061和气体主排管106排出进入后续工艺,完成对第二主吸附器2和第一辅助吸附器3的加热再生。
第二主吸附器2和第一辅助吸附器3加热再生结束后,在上述基础上,关闭第五程控阀V5和加热器5,打开第四程控阀V4和第九程控阀V9。
少部分多晶硅原料废气作为冷却再生气,冷却再生气经第二废气主管102、辅助吸附器连接管110、第四再生气支管1034和第四原料废气进口41进入第二辅助吸附器4内,被第二辅助吸附器4吸附净化后从第四脱吸附质废气出口42排出形成脱吸附质冷却再生气;脱吸附质冷却再生气经第四再生气支管1034进入再生气主管103,之后大部分脱吸附质冷却再生气经第二再生气支管1032、第二脱吸附质后的废气进口22进入第二主吸附器2,对第二主吸附器2内的吸附剂进行冷却再生,之后从第二原料废气进口21排出,并经第二气体支管1042进入气体主进管104;少部分脱吸附质冷却再生气经第七再生气支管1037、第五再生气支管1035和第三脱吸附质废气出口32进入第一辅助吸附器3内,对第一辅助吸附器3内的吸附剂进行冷却再生,之后从第三原料废气进口31排出,并经第三气体支管1043和冷却组件连接管108进入气体主进管104。之后冷却再生完成后的废气与上述加热再生完成后的废气的后续过程相同,此处不再赘述,至此,完成对第二主吸附器2内的吸附剂和第一辅助吸附器3内的吸附剂的再生。
当第一主吸附器1内的吸附剂饱和时,通过控制相应的程控阀即可实现各吸附器吸附状态和再生状态的切换,利用第二主吸附器2处理多晶硅原料废气,对第一主吸附器1和第二辅助吸附器4进行加热再生和冷却再生,具体再生过程与第二主吸附器2和第一辅助吸附器3的再生过程相同,在此不再详细描述。
图2中所示的吸附装置100的其他结构与图1所示实施例相同,这里不再详细描述。
同样以使用吸附装置100处理多晶硅原料废气为例、参考图2简要地描述根据本发明实施例的吸附装置100的工作过程。
在利用第一主吸附器1处理多晶硅原料废气,对第二主吸附器2和第一辅助吸附器31进行加热再生时。第二程控阀V2、第三程控阀V3、第六程控阀V6、第八程控阀V8、第十一程控阀V11、第十五程控阀V15、第十九程控阀V19和出口程控阀V21关闭,其他程控阀、加热器5、水冷器6、热交换器7和深冷器8开启。
少部分多晶硅原料废气作为加热再生气,加热再生气经第二废气支管1012、辅助吸附器连接管110、第四废气支管1022和第四原料废气进口41进入第二辅助吸附器4,被第二辅助吸附器4内的吸附剂吸附处理,之后从第四脱吸附质废气出口42排出形成脱吸附质再生气,之后脱吸附质再生气经第四再生气支管1034、加热器连接管109和加热器进口51进入加热器5。
第二主吸附器2和第一辅助吸附器3加热再生结束后,对第二主吸附器2和第一辅助吸附器3进行冷却再生时,在上述加热再生状态的基础上,关闭进口程控阀V5和加热器5,打开出口程控阀V21。少部分多晶硅原料废气作为冷却再生气,冷却再生气经第二废气支管1012、辅助吸附器连接管110、第四废气支管1022和第四原料废气进口41进入第二辅助吸附器4,被第二辅助吸附器4内的吸附剂吸附处理,之后从第四脱吸附质废气出口42排出形成脱吸附质冷却再生气,之后脱吸附质冷却再生气经第四再生气支管1034和加热器旁通管107进入再生气主管103。
图2中所示的吸附装置100的其他操作与图1所示实施例相同,这里也不再详细描述。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接或彼此可通讯;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本发明中,术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种吸附装置,其特征在于,包括:
加热器,所述加热器具有加热器进口和加热器出口,所述加热器进口能够与废气源连通;
第一主吸附器和第二主吸附器,所述第一主吸附器具有第一原料废气进口和第一脱吸附质废气出口,所述第二主吸附器具有第二原料废气进口和第二脱吸附质废气出口;
第一辅助吸附器和第二辅助吸附器,所述第一辅助吸附器具有第三原料废气进口和第三脱吸附质废气出口,所述第二辅助吸附器具有第四原料废气进口和第四脱吸附质废气出口;
冷却组件,所述冷却组件具有冷却组件进口、冷却组件气相出口和冷却组件冷凝液出口;以及
冷凝液回收管,所述冷凝液回收管与所述冷却组件冷凝液出口相连;
其中,所述第一脱吸附质废气出口能够可切换地与所述加热器出口、所述第三脱吸附质废气出口和所述第四脱吸附质废气出口中的一者连通,所述第二脱吸附质废气出口能够可切换地与所述加热器出口、所述第三脱吸附质废气出口和所述第四脱吸附质废气出口中的一者连通,所述第三脱吸附质废气出口能够可切换地与所述加热器出口和所述第四脱吸附质废气出口中的一者连通,所述第四脱吸附质废气出口能够可切换地与所述加热器出口和所述第三脱吸附质废气出口中的一者连通,所述冷却组件进口能够可切换地与所述第一原料废气进口和所述第二原料废气进口中的一者连通,并且所述冷却组件进口能够可切换地与所述第三原料废气进口和所述第四原料废气进口中的一者连通。
2.根据权利要求1所述的吸附装置,其特征在于,进一步包括:
第一废气主管和第二废气主管,所述第一废气主管和所述第二废气主管中的每一者能够与所述废气源连通,所述第一废气主管上设有第一流量调节阀;
第一废气支管和第二废气支管,所述第一废气支管和所述第二废气支管中的每一者与所述第一废气主管相连,所述第一废气支管与所述第一原料废气进口连通,所述第二废气支管与所述第二原料废气进口连通,其中,所述第一废气支管上设有第一程控阀,所述第二废气支管上设有第二程控阀;
以及第三废气支管、第四废气支管和第五废气支管,所述第三废气支管、第四废气支管和第五废气支管中的每一者与所述第二废气主管相连,所述第三废气支管与所述第三原料废气进口连通,所述第四废气支管与所述第四原料废气进口连通,所述第五废气支管与所述加热器进口连通,其中,所述第三废气支管上设有第三程控阀,所述第四废气支管上设有第四程控阀,所述第五废气支管上设有第五程控阀。
3.根据权利要求2所述的吸附装置,其特征在于,进一步包括:
再生气主管,所述再生气主管与所述加热器出口连通;
第一再生气支管和第二再生气支管,所述第一再生气支管和所述第二再生气支管中的每一者与所述再生气主管相连,所述第一再生气支管与所述第一脱吸附质废气出口连通,所述第二再生气支管与所述第二脱吸附质废气出口连通,其中,所述第一再生气支管上设有第六程控阀,所述第二再生气支管上设有第七程控阀;
以及第三再生气支管和第四再生气支管,所述第三再生气支管和所述第四再生气支管中的每一者与所述再生气主管相连,所述第三再生气支管与所述第三脱吸附质废气出口连通,所述第四再生气支管与所述第四脱吸附质废气出口连通,其中第三再生气支管上设有第八程控阀,所述第四再生气支管上设有第九程控阀。
4.根据权利要求1所述的吸附装置,其特征在于,进一步包括:
第一废气主管和第二废气主管,所述第一废气主管和所述第二废气主管中的每一者能够与所述废气源连通,所述第一废气主管上设有第一流量调节阀;
第一废气支管和第二废气支管,所述第一废气支管和所述第二废气支管中的每一者与所述第一废气主管相连,所述第一废气支管与所述第一原料废气进口连通,所述第二废气支管与所述第二原料废气进口连通,其中,所述第一废气支管上设有第一程控阀,所述第二废气支管上设有第二程控阀;
以及第三废气支管和第四废气支管,所述第三废气支管和第四废气支管中的每一者与所述第二废气主管相连,所述第三废气支管与所述第三原料废气进口连通,所述第四废气支管与所述第四原料废气进口连通,其中,所述第三废气支管上设有第三程控阀,所述第四废气支管上设有第四程控阀;
所述加热器进口能够可切换地与所述第三脱吸附质废气出口和所述第四脱吸附质废气出口中的一者连通。
5.根据权利要求4所述的吸附装置,其特征在于,进一步包括:
再生气主管,所述再生气主管与所述加热器出口连通;
第一再生气支管和第二再生气支管,所述第一再生气支管和所述第二再生气支管中的每一者与所述再生气主管相连,所述第一再生气支管与所述第一脱吸附质废气出口连通,所述第二再生气支管与所述第二脱吸附质废气出口连通,其中,所述第一再生气支管上设有第六程控阀,所述第二再生气支管上设有第七程控阀;
以及第三再生气支管和第四再生气支管,所述第三再生气支管和所述第四再生气支管中的每一者通过加热器连接管与所述加热器进口相连,所述第三再生气支管和所述第四再生气支管中的每一者通过加热器旁通管与所述再生气主管相连,所述第三再生气支管与所述第三脱吸附质废气出口连通,第四再生气支管与所述第四脱吸附质废气出口连通,其中加热器连接管上设有进口程控阀,所述第三再生气支管上设有第八程控阀,所述第四再生气支管上设有第九程控阀,加热器旁通管上设有出口程控阀。
6.根据权利要求3或5所述的吸附装置,其特征在于,进一步包括:
三通,所述三通具有第一开口、第二开口和第三开口;
第五再生气支管,所述第五再生气支管的第一端部与所述第三脱吸附质废气出口连通,所述第五再生气支管的第二端部与所述第一开口连通,所述第五再生气支管上设有第十程控阀;
第六再生气支管,所述第六再生气支管的第一端部与所述第四脱吸附质废气出口连通,所述第六再生气支管的第二端部与所述第二开口连通,所述第六再生气支管上设有第十一程控阀;
以及第七再生气支管,所述第七再生气支管的第二端部与所述再生气主管连通,所述第七再生气支管的第一端部与所述第三开口连通,所述第七再生气支管上设有第二流量调节阀。
7.根据权利要求2-5中任一项所述的吸附装置,其特征在于,
所述冷却组件气相出口能够可切换地与所述第一原料废气进口和所述第二原料废气进口中的一者连通。
8.根据权利要求7所述的吸附装置,其特征在于,进一步包括:
气体主进管和气体主出管,所述气体主进管与所述冷却组件进口连通,所述气体主出管与所述冷却组件气相出口连通;
第一气体支管、第二气体支管、第三气体支管和第四气体支管,所述第一气体支管、第二气体支管、第三气体支管和第四气体支管中的每一者与所述气体主进管相连,所述第一气体支管与所述第一原料废气进口连通,所述第二气体支管与所述第二原料废气进口连通,所述第三气体支管与所述第三原料废气进口连通,所述第四气体支管与所述第四原料废气进口连通,其中,所述第一气体支管上设有第十二程控阀,所述第二气体支管上设有第十三程控阀,所述第三气体支管上设有第十四程控阀,所述第四气体支管上设有第十五程控阀;
所述第一废气支管和所述第二废气支管中的每一者与所述气体主出管相连。
9.根据权利要求7所述的吸附装置,其特征在于,所述冷却组件包括:
水冷器,所述水冷器具有水冷器进口、水冷器气相出口和水冷器冷凝液出口,所述水冷器进口构成所述的冷却组件进口,所述水冷器冷凝液出口构成冷却组件的第一个冷却组件冷凝液出口;
热交换器,所述热交换器具有热交换器第一进口、热交换器第二进口、热交换器第一出口、热交换器第二出口和热交换器冷凝液出口,所述热交换器第一进口与所述水冷器气相出口连通,气体主出管与热交换器第二出口连通,即热交换器第二出口构成冷却组件气相出口,所述热交换器冷凝液出口构成冷却组件的第二个冷却组件冷凝液出口;
深冷器,所述深冷器具有深冷器进口、深冷器气相出口和深冷器冷凝液出口,所述深冷器进口与所述热交换器第一出口连通,所述深冷器气相出口与所述热交换器第二进口连通,所述深冷器冷凝液出口构成冷却组件的第三个冷却组件冷凝液出口;
所述水冷器还具有第一冷却介质进口和第一冷却介质出口,所述深冷器还具有第二冷却介质进口和第二冷却介质出口。
10.吸附装置的运行方法,其特征在于,所述吸附装置为权利要求1-9中任一项所述的吸附装置,包括以下步骤:
利用第一主吸附器吸附原料废气中的待吸附物质;
同时,利用加热器加热来自废气源的废气的一部分以便利用加热后的废气对第一辅助吸附器和第二辅助吸附器中的一者以及所述第二主吸附器进行加热再生,利用冷却组件对加热再生完成后的废气进行冷却以便将该废气中有价值的吸附质冷凝而作为副产品进行回收;
利用原料废气中的一部分通过所述第一辅助吸附器和第二辅助吸附器中的一者吸附脱除其中的待吸附物质,以便得到脱吸附质冷却再生气,利用所述脱吸附质冷却再生气对所述第一辅助吸附器和第二辅助吸附器中的一者以及所述第二主吸附器进行冷却再生,利用冷却组件对冷却再生完成后的废气进行冷却以便将该废气中有价值的吸附质冷凝而作为副产品进行回收。
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201692757U (zh) * 2010-04-29 2011-01-05 中国海洋石油总公司 一种双塔分子筛等压天然气脱水装置
CN103031168A (zh) * 2011-09-30 2013-04-10 新地能源工程技术有限公司 从富含甲烷的混合气体中生产液化天然气的脱水脱重烃工艺
CN203874651U (zh) * 2014-06-17 2014-10-15 山西沁水新奥燃气有限公司 一种等压干燥系统
CN109985485A (zh) * 2019-04-29 2019-07-09 南京兆博环保科技有限公司 一种高浓度气体吸附回收净化的装置和方法
CN110270192A (zh) * 2019-07-23 2019-09-24 中国恩菲工程技术有限公司 罐区及装车系统的尾气处理方法
CN110787600A (zh) * 2019-11-28 2020-02-14 中国石油工程建设有限公司 一种带再生气干燥器的闭式两塔脱水装置及脱水方法
CN111589267A (zh) * 2020-06-05 2020-08-28 杭州弘泽新能源有限公司 车载移动式油田放空气回收系统中的净化单元及其净化方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007016973A1 (de) * 2007-04-10 2008-10-16 Bayer Materialscience Ag Regenerativer Adsorptionsprozess zur Entfernung organischer Komponenten aus einem Gasstrom

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201692757U (zh) * 2010-04-29 2011-01-05 中国海洋石油总公司 一种双塔分子筛等压天然气脱水装置
CN103031168A (zh) * 2011-09-30 2013-04-10 新地能源工程技术有限公司 从富含甲烷的混合气体中生产液化天然气的脱水脱重烃工艺
CN203874651U (zh) * 2014-06-17 2014-10-15 山西沁水新奥燃气有限公司 一种等压干燥系统
CN109985485A (zh) * 2019-04-29 2019-07-09 南京兆博环保科技有限公司 一种高浓度气体吸附回收净化的装置和方法
CN110270192A (zh) * 2019-07-23 2019-09-24 中国恩菲工程技术有限公司 罐区及装车系统的尾气处理方法
CN110787600A (zh) * 2019-11-28 2020-02-14 中国石油工程建设有限公司 一种带再生气干燥器的闭式两塔脱水装置及脱水方法
CN111589267A (zh) * 2020-06-05 2020-08-28 杭州弘泽新能源有限公司 车载移动式油田放空气回收系统中的净化单元及其净化方法

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