CN201572595U

CN201572595U - 吸附式气体净化设备

Info

Publication number: CN201572595U
Application number: CN2010203004410U
Authority: CN
Inventors: 杨克剑
Original assignee: BEIJING GUONENG SHIDAI ENERGY TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co Ltd
Current assignee: BEIJING GUONENG SHIDAI ENERGY TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co Ltd
Priority date: 2010-01-11
Filing date: 2010-01-11
Publication date: 2010-09-08
Anticipated expiration: 2020-01-11

Abstract

本实用新型涉及一种吸附式气体净化设备，包括有吸附塔，在吸附塔的原料进气管上设有原料气进气阀，在吸附塔的原料排气管上设有原料气排气阀，所述的吸附塔内设有热交换器，所述的热交换器通过加热管道与加热系统相连接，在加热管道上设有加热阀门；所述的热交换器通过冷冻管道与冷却系统相连接，在冷冻管道上设有冷冻阀门。本实用新型的优点是：由于内置的热交换器使吸附塔在加热过程中能保持较高温度、在冷却过程中保持较低温度，使得再生气使用量明显减少，而且净化效果更好。

Description

吸附式气体净化设备

技术领域

本实用新型涉及一种气体净化设备，尤其是一种利用吸附材料吸附气体杂质的吸附式气体净化设备。

背景技术

吸附式气体净化设备是气体净化领域常用的一种净化设备。它利用硅胶、活性炭、分子筛等固体吸附材料吸附原料气中的杂质。当固体吸附材料吸附杂质接近饱和状态时，通过加热使吸附材料再生，分离、释放出被吸附的杂质，吸附材料冷却后恢复吸附能力。吸附式气体净化设备通常采用两个装有固体吸附材料的吸附塔轮流工作。一个吸附塔工作时，另外一个加热再生，然后冷却备用。吸附材料加热再生时，一般都是将再生用的气体即再生气通过一个加热器，变成热气体，让这部分热气体通过已经吸附了杂质、需要再生的吸附塔，使吸附材料加热再生，放出吸附的杂质；然后用再生气，不经过加热器，直接通过已经加热再生了的吸附塔，将吸附材料冷却(冷吹)备用。再生气一般选用净化后的洁净原料气。

由于气体的比热小，为了使需要再生的塔的吸附材料在工作塔的一个周期的工作时间内就能被充分加热再生，并冷却到所需的温度，以便使工作塔吸附饱和时能及时切换，用来加热再生和冷吹的再生气的使用量就比较大，通常为原料气总量的10％以上。尤其是对于含杂质较多的原料气，其吸附材料量很大，所需要的再生用的洁净气量就更大，有时高达原料气量的50％以上。

为了减少再生用的再生气量，有一种方法是采用三个吸附塔轮流工作，第一个吸附塔工作时，第二个吸附塔加热再生，第三个冷却备用。再生气先通过第三个吸附塔冷却吸附材料，然后经过加热器加热，进入第二个吸附塔加热吸附材料。这样就延长了加热和冷却的时间，减少了所需的再生气量。但是，在杂质含量高时，再生气的使用量仍然很大。

发明内容

本实用新型的目的在于避免现有技术的不足提供一种有效减少再生气的使用量，并且提高净化的效果的吸附式气体净化设备。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：一种吸附式气体净化装置，包括有吸附塔，在吸附塔的原料进气管上设有原料气进气阀，在吸附塔的原料排气管上设有原料气排气阀，所述的吸附塔内设有热交换器，所述的热交换器通过加热管道与加热系统相连接，在加热管道上设有加热阀门；所述的热交换器通过冷冻管道与冷却系统相连接，在冷冻管道上设有冷冻阀门。

进一步，在所述的吸附塔下方连接有再生气进气管，在再生气进气管上设有再生气进气阀，在吸附塔的上方连接有再生气排气管，在再生气排气管上设有再生气排气阀；在再生气排气管上还连接有原料气回收管，在原料气回收管上设有原料气泄压阀。

进一步，所述的加热系统为导热油加热系统或蒸汽加热系统。所述的制冷系统为导热油冷却系统或水冷却系统。

进一步，所述的原料气进气阀、原料气排气阀、再生气进气阀、再生气排气阀、原料气泄压阀、加热阀门、冷冻阀门均为程控阀门。

进一步，所述的吸附式气体净化装置包括有一个吸附塔。

进一步，所述的吸附式气体净化装置包括有至少两个吸附塔。

进一步，所述至少两个吸附塔的原料进气管与原料进气总管相连通；吸附塔的原料出气管与原料出气总管相连通。

进一步，与至少两个吸附塔内的热交换器相连通的加热管道与加热总管道相连通；与至少两个吸附塔内的热交换器相连通的冷冻管道与冷冻总管道相连通。

进一步，在至少两个吸附塔下方设有的再生气进气管与再生气进气总管相连通；在至少两个吸附塔上方设有的再生气出气管与再生气出气总管相连通；所述的再生气出气管与再生气出气总管相连通；所述的原料气回收管与原料气回收总管相连通。

进一步，所述的吸附塔至少设有三个，各吸附塔之间设有连接管道，连接管道一端与其中一个吸附塔的再生气进气管相连通，连接管道另一端与相邻吸附塔的再生气排气管相连通，在连接管道上设有阀门，且所述相邻吸附塔之间的再生气管道阀门也为程控阀门。

本实用新型的有益效果是：采用一个吸附塔时，本实用新型净化工作只能是断续的，但是，由于采用内置热交换器的方案，吸附材料的加热和冷却都是直接由加热系统和冷却系统通过内置热交换器来进行的，传热温差大、传热效果要好的多，可以缩短再生加热和冷却的时间，减少了再生气量。同时由于吸附工作时温度较低，吸附净化的效果也更好。

采用多个塔时，可以实现连续工作，并更有效的使需要再生的塔的吸附材料在工作塔的一个周期的工作时间内就能被充分加热再生，并冷却到所需的温度，使工作塔吸附饱和时能及时切换，并减少了再生气量，提高了净化效果。

附图说明

图1为本实用新型实施例1的结构示意图；

图2为本实用新型实施例2的结构示意图；

图3为本实用新型实施例3的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

实施例1：如图1所示，一种吸附式气体净化装置，包括有一个吸附塔1，在吸附塔1的原料进气管11上设有原料气进气阀12，在吸附塔1的原料排气管13上设有原料气排气阀14，所述的吸附塔1内设有热交换器2，所述的热交换器2通过加热管道21与加热系统3相连接，在加热管道21上设有加热阀门221、222；所述的热交换器2通过冷冻管道23与冷却系统4相连接，在冷冻管道23上设有冷冻阀门241、242。在所述的吸附塔1下方连接有再生气进气管15，在再生气进气管15上设有再生气进气阀16，在吸附塔1的上方连接有再生气排气管17，在再生气排气管17上设有再生气排气阀18；在再生气排气管18上还连接有原料气回收管19，在原料气回收管上设有原料气泄压阀20。所述的加热系统3为导热油加热系统。所述的制冷系统4为导热油制冷系统。所述的原料气进气阀12、原料气排气阀14、再生气进气阀16、再生气排气管18、原料气泄压阀20、加热阀门221、加热阀门222、冷冻阀门241、冷冻阀门242均采用程控阀门。

工作时，原料气101经原料进气管11进入吸附塔1内，杂质在吸附塔中被吸附，净化后的原料气102从原料排气管13出来；当吸附材料饱和时，关闭原料气进气阀12和原料气排气阀14，打开原料气泄压阀20，让塔内的原料气进入原料气回收管道19，卸压后关闭原料气泄压阀20；再打开再生气进气阀16和再生气排气阀18，让再生气103通过吸附塔1，带走杂质气体放空104。同时，打开加热阀门221和加热阀门222，让加热系统3的热介质通过热交换器2，升高吸附塔内吸附材料的温度，使吸附材料得到再生。吸附材料再生时放出的杂质，由再生气体带走。加热再生完成后，关闭加热阀门221和加热阀门222，打开冷冻阀门241和冷冻阀门242，让冷却系统4的冷介质通过热交换器2，降低吸附材料的温度。此时，再生气仍然通过再生气进气管15和再生气排气管17从吸附塔内流过，起到增强传热和带走热量的作用；冷却完成后，关闭冷冻阀门241、冷冻阀门242、再生气进气阀16、再生气排气阀18，打开原料气进气阀12和原料气出气阀14，又可以开始净化工作。净化工作时，也可以保持冷冻阀门241、冷冻阀门242打开，让冷却系统4的冷介质通过热交换器2，继续降低吸附材料的温度。

实施例2：见图2，与实施例1相同，不同的是所述的吸附式气体净化装置包括有两个吸附塔1，所述至少两个吸附塔的原料进气管与原料进气总管50相连通；吸附塔的原料出气管与原料出气总管60相连通。与两个吸附塔内的热交换器2相连通的加热管道与加热总管道70相连通；与两个吸附塔内的热交换器2相连通的冷冻管道与冷冻总管道80相连通。在两个吸附塔下方设有的再生气进气管与再生气进气总管90相连通；在两个吸附塔上方设有的再生气出气管与再生气出气总管100相连通；所述的原料气回收管与原料气回收总管110相连通。

为了能够连续工作，所述两个吸附塔轮流工作，一个塔工作时，另一个塔加热再生并冷却，见图2，原料气进气101以并联方式与两个塔的原料气进气阀相连接；原料气排气以并联方式与两个塔的原料气排气阀相连接；再生气进气103以并联方式与两个塔的再生气进气阀相连接；再生气排气104以并联方式与两个塔的再生气排气阀相连接；原料气回收管道以并联方式与两个塔的原料气卸压阀相连接；同样，加热系统3以并联方式通过两个塔的加热阀门与热交换器2相连接；冷却系统4以并联方式通过两个塔的冷却阀门与热交换器2相连接。

当一个吸附塔工作，另一个吸附塔需要加热再生并冷却备用时，工作的吸附塔原料气进气阀和原料气排气阀打开，其余阀门都关闭，原料气101经原料气进气阀进入吸附塔，杂质在吸附塔中被吸附，净化后的原料气102从原料气排气阀出来。

此时，进行加热再生并冷却备用的吸附塔原料气进气阀和原料气排气阀是关闭状态，先打开原料气卸压阀，让备用的吸附塔内的原料气进入原料气回收105，卸压后关闭原料气卸压阀；再打开再生气进气阀和再生气排气阀，让再生气103通过备用的吸附塔，带走杂质气体放空到104。同时，打开加热阀门，让加热系统3的热介质通过热交换器，升高备用吸附塔内吸附材料的温度，使吸附材料得到再生。吸附材料再生时放出的杂质，由再生气体带走。加热再生完成后，关闭加热阀门，打开冷却阀门，让冷却系统4的冷介质通过热交换器，降低吸附材料的温度。此时，再生气仍然通过再生气进气阀和再生气排气阀从吸附塔内流过，起到增强传热和带走热量的作用；冷却完成后，关闭再生气进气阀和再生气排气阀、冷却阀门备用。

当工作的吸附塔工作饱和、需要加热再生并冷却，而备用的吸附塔需要工作时，则将备用吸附塔的原料气进气阀门和原料气排气阀门打开，其余阀门都关闭，原料气101经原料气进气管进入吸附塔，杂质在吸附塔中被吸附，净化后的原料气102从原料气排气管出来；此时可以对工作后的吸附塔进行加热再生并冷却。由此方法两个吸附塔循环工作，实现了连续的气体净化。

实施例3，见图3，与实施例2相同，不同的是，所述的吸附塔为三个。且所述的三个吸附塔之间设有连接管道5，连接管道5一端与其中一个吸附塔的再生气进气管相连通，另一端与相邻吸附塔的再生气排气管相连通，在连接管道上设有阀门51。

如果想进一步减少加热所需要的热量，和减少再生所需要的再生气量，可以采用三塔的方案。

三塔方案的连接方法和两塔方案基本相同，都是并联方式连接。不同之处只是，在每两个邻近的吸附塔之间又多加一个连接管道5和阀门51。见图3，在其中每一个吸附塔的再生气排气管和相邻吸附塔的再生气进气管之间，通过连接管道5用阀门51相连接。

三塔方案的运行过程和常规的三塔净化方案基本相同，不同的只是加热系统和冷却系统的操作。例如，当第一吸附塔要开始工作、而相邻的第二吸附塔加热已完成需要冷却、第三吸附塔则刚工作完毕需要加热再生时，先打开第一吸附塔的原料气进气和排气阀门，让第一吸附塔投入工作；关闭第三个吸附塔的原料进气和排气阀，停止第三吸附塔的净化工作，并打开第三吸附塔的原料气泄压阀，放出第三吸附塔内的原料气后再关闭原料气泄压阀，并打开第三吸附塔的再生气排气阀，再打开第三吸附塔的加热阀门让加热系统3的热介质通过第三吸附塔的热交换器，升高第三吸附塔内吸附材料的温度，使吸附材料得到再生。同时，打开第二吸附塔的冷却阀门，让冷却系统4的冷介质通过第二吸附塔内的热交换器，降低第二吸附塔内吸附材料的温度，再打开第二吸附塔的再生气进气和阀门51，让再生气进入第二吸附塔，起到增强传热和带走热量的作用，此时，第二吸附塔内的再生气从阀门51流出后进入第三吸附塔，就把第二吸附塔的热量带给第三吸附塔，加热第三吸附塔的吸附材料，这就减少了加热系统3所需要提供的热量，最后再生气从第三吸附塔的再生气排气阀排出104。

采用三塔方案，其特点是每个塔的加热时间和冷却时间都几乎和塔的工作时间相等，在第一个塔工作时，第二个塔冷却、第三个塔加热。而两塔方案中，在第一个塔工作的时间内，第二个塔必须完成加热和冷却这两个步骤，也就是说加热时间和冷却时间大约只是工作时间的一半。这样，两塔方案就必须在单位时间内有更大的加热量和冷却能力，同时也需要有大的再生气量以增强传热。因此，采用本实用新型的三塔方案可以最大限度的减少加热所需要的热负荷，特别是减少洁净的再生气量，并能够提高净化的效果。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种吸附式气体净化装置，包括有吸附塔，在吸附塔的原料进气管上设有原料气进气阀，在吸附塔的原料排气管上设有原料气排气阀，其特征在于，所述的吸附塔内设有热交换器，所述的热交换器通过加热管道与加热系统相连接，在加热管道上设有加热阀门；所述的热交换器通过冷冻管道与冷却系统相连接，在冷冻管道上设有冷冻阀门。

2.如权利要求1所述的吸附式气体净化装置，其特征在于，在所述的吸附塔下方连接有再生气进气管，在再生气进气管上设有再生气进气阀，在吸附塔的上方连接有再生气排气管，在再生气排气管上设有再生气排气阀；在再生气排气管上还连接有原料气回收管，在原料气回收管上设有原料气泄压阀。

3.如权利要求1所述的吸附式气体净化装置，其特征在于，所述的加热系统为导热油加热系统或蒸汽加热系统；所述的制冷系统为导热油冷却系统或水冷却系统。

4.如权利要求1至3任一所述的吸附式气体净化装置，其特征在于，所述的原料气进气阀、原料气排气阀、再生气进气阀、再生气排气阀、原料气泄压阀、加热阀门、冷冻阀门均为程控阀门。

5.如权利要求1至3任一所述的吸附式气体净化装置，其特征在于，所述的吸附式气体净化装置包括有一个吸附塔

6.如权利要求1至3任一所述的吸附式气体净化装置，其特征在于，所述的吸附式气体净化装置包括有至少两个吸附塔。

7.如权利要求6所述的吸附式气体净化装置，其特征在于，所述至少两个吸附塔的原料进气管与原料进气总管相连通；吸附塔的原料出气管与原料出气总管相连通。

8.如权利要求6所述的吸附式气体净化装置，其特征在于，与所述热交换器相连通的加热管道与加热总管道相连通；与热交换器相连通的冷冻管道与冷冻总管道相连通。

9.如权利要求6所述的吸附式气体净化装置，其特征在于，所述的再生气进气管与再生气进气总管相连通；所述的再生气出气管与再生气出气总管相连通；所述的原料气回收管与原料气回收总管相连通。

10.如权利要求6所述的吸附式气体净化装置，其特征在于，所述的吸附塔至少设有三个，各吸附塔之间设有连接管道，连接管道一端与其中一个吸附塔的再生气进气管相连通，连接管道另一端与相邻吸附塔的再生气排气管相连通，在连接管道上设有阀门，所述的阀门为普通阀门或程控阀门。