CN202420945U

CN202420945U - 一种气体的预处理装置

Info

Publication number: CN202420945U
Application number: CN2011205775817U
Authority: CN
Inventors: 郑利武; 张进伟; 陈生龙; 任焱
Original assignee: Focused Photonics Hangzhou Inc
Current assignee: Focused Photonics Hangzhou Inc
Priority date: 2011-12-31
Filing date: 2011-12-31
Publication date: 2012-09-05
Anticipated expiration: 2021-12-31

Abstract

本实用新型涉及一种气体的预处理装置，包括：进气管，一端连接待处理气体，另一端连接制冷器；制冷器，用于降低制冷器内气体的温度；出气管，所述出气管的一端连接制冷器，另一端的端口为出气口；所述进气管、所述制冷器与所述出气管相通，进气管内的气体通过至少一层管壁与出气管内的气体相接触。本实用新型具有结构紧凑、成本低、杂质去除率高、可靠性高、应用范围广等优点，可应用于氯碱行业。

Description

一种气体的预处理装置

技术领域

本发明涉及气体的预处理，特别涉及一种除去气体中的酸、水等杂质的预处理装置。

背景技术

在氯碱行业对酸性样气进行在线分析的过程中，在分析之前需要对样气进行除酸、除水和除去其它杂质等预处理。目前，如图1所示，一种广泛使用的气体预处理装置，主要包括凝结过滤器、干燥器和加热器；酸性样气先从样气进口通入到凝结过滤器中，凝结过滤器除去样气中的液态酸雾，样气再经过干燥器进一步除去酸性样气中的气态水分，然后通到加热器对处理后的样气进行加热，最后通过保温伴热管到达测量池测量。

此类前处理装置及方法主要存在以下问题：

1、凝结过滤器使用寿命短，滤芯更换频繁，一般两周左右就需要更换，成本高、除酸效率低；

2、干燥器内的干燥剂使用周期短，更换频繁，一般一周左右就需要更换，成本高、除水效率低；

3、需要一个专门的加热器对低温的样气加热后才能到达测量池测量，能量利用率低。

发明内容

为了解决现有技术中的上述不足，本发明提供了一种结构紧凑、成本低、效率高、可靠性高、应用范围广的气体预处理装置。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种气体预处理装置，包括：

进气管，所述进气管的一端连接待处理气体，另一端连接制冷器；

制冷器，用于降低制冷器内气体的温度，所述制冷器的内部分别与进气管、出气管相连通；

出气管，所述出气管的一端连接制冷器，另一端的端口为出气口；进气管内的气体通过至少一层管壁与出气管内的气体相接触。

优选地，所述进气管位于所述出气管的外部，进气管内的气体通过两层管壁或者两层管壁和导热层与出气管内的气体相接触。

优选地，所述进气管的部分被包含在所述出气管内，或者所述出气管的部分被包含在所述进气管内，进气管内的气体通过一层管壁与出气管内的气体相接触。

进一步，所述制冷器内设置填料层。

优选地，所述填料层为拉西环层和玻璃纤维层，在气流方向上，所述拉西环层位于所述玻璃纤维层的上游。

进一步，所述制冷器连接涡旋管冷却器。

进一步，所述制冷器内设置用于流通冷却气的冷却管，所述冷却气通过所述冷却管的管壁与制冷器内的气体相接触。

进一步，所述出气口连接气体分析仪，在出气口与气体分析仪之间设置用于流通待测气体的管道，在所述管道外部或外围设置保温装置，从所述涡旋管冷却器排出的热气流通入到所述保温装置内，所述热气流通过至少一层管壁与所述待测气体相接触。

优选地，所述制冷器的内壁设置聚四氟乙烯内衬。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

1、能量利用率高、成本低：

(1)利用经制冷器处理前后的气体的热差，将处理后气体作为处理前气体的冷气源，实现对处理前气体的冷却，冷凝除去杂质；同时，处理前气体又是处理后气体的热气源，实现对处理后气体的加热，使其高于露点而保持气态；这样便同时满足了气体预处理和气体分析的要求。

(2)将从涡旋管冷却器的分流出口排出的热气流作为热气源，实现对经预处理装置处理后气体的保温，不需要添加其它加热装置。

2、杂质的去除效果好、效率高：

(1)通入进气管内的气体通过与出气管内的气体间接接触，进行一级冷却，冷凝析出杂质；气体再通入制冷器中，在涡旋管冷却器的作用下，进行二级冷却，冷凝析出杂质；

此外，涡旋管冷却器不仅冷却效果好，而且还适合用于防爆场合。

(2)制冷器内设置双填料层(拉西环层和玻璃纤维层)，增加了酸雾间的接触面积和空间，增强了冷凝效果；

此外，玻璃纤维层内存在大量不规则间隙，提高了制冷器的防堵性能。

3、结构紧凑：

本发明的气体预处理装置采用集成模块安装，接头更少，死体积更小，安装维护方便。

附图说明

图1为背景技术中气体预处理装置的结构示意图；

图2为实施例1中气体预处理装置的结构示意图；

图3为实施例2中气体预处理装置的结构示意图；

图4为实施例2中制冷器的横截面示意图；

图5为实施例3中气体预处理装置的结构示意图；

图6为实施例3中制冷器的横截面示意图；

图7为实施例4中气体预处理装置的结构示意图；

图8为实施例4中进气管与出气管的横截面示意图。

具体实施方式

实施例1

如图2所示，一种气体预处理装置，包括：

进气管1，一端连接待处理气体，另一端连接制冷器2。

制冷器2，用于保持制冷器内的温度低于进气管内的气体的温度，在制冷器上设置杂质出口6。

出气管4，一端连接制冷器2，另一端为出气口5；出气管4位于进气管1的一侧，出气管4的管壁与进气管1的管壁之间相距1cm，出气管4与进气管1之间相隔空气层，出气管4通过制冷器2与进气管1相通，出气管内的气体依次通过出气管的管壁、空气层、进气管的管壁与进气管内的气体相接触。

本实施例还提供了上述气体预处理装置的工作过程，包括以下步骤：

a、一级冷却步骤

待处理气体通入进气管1，依次通过进气管的管壁、空气层、出气管的管壁与出气管内的气体相接触，进行一级冷却，冷凝析出杂质，所述杂质先到制冷器2，再由制冷器的杂质出口6排出；

b、二级冷却步骤

经过一级冷却后的气体由进气管1通入到制冷器2中，进行二级冷却，冷凝析出杂质，所述杂质由制冷器的杂质出口6排出；

c、加热步骤

经二级冷却后的气体通入到出气管4，依次通过出气管的管壁、空气层、进气管的管壁与进气管内的气体相接触，加热升温后，由出气口5输出。

实施例2

如图3所示，一种气体预处理装置，应用于氯碱行业，具体是除去酸性样气中的酸雾，包括：

进气管1，一端连接待处理的酸性样气，另一端连接制冷器2的样气入口24。

制冷器2，如图4，为密封的罐体，罐体的内壁设置防腐蚀的聚四氟乙烯内衬；罐体的内部设置双填料层(拉西环层21和玻璃纤维层22)和四根平行排列的竖直列管23，双填料层包围在各列管的四周，在气流方向上，拉西环层21位于玻璃纤维层22的上游；罐体上设置样气入口24、样气出口25、冷却气入口26、冷却气出口27和杂质出口28，样气入口24、填料层与样气出口25相通，样气入口24的位置低于样气出口25的位置，样气从下往上走，冷却气入口26、列管与冷却气出口27相通，冷却气入口26的位置高于冷却气出口27，冷却气从上往下走，冷却气与样气形成逆流，杂质出口28与填料层相通，杂质出口28的位置低于样气入口24。

冷却器3，为涡旋管冷却器，涡旋管冷却器包括压缩空气源31、调节阀32和涡旋管33；涡旋管的一端与制冷器的冷却气入口26相连，另一端为分流出口34，在涡旋管上引出一支路，连接压缩空气源31，在空气入口处的支路上设置调节阀32，调节阀用于调节空气压力从而控制冷却温度和效率。

出气管4，一端连接制冷器的样气出口25，另一端为出气口5；部分进气管1被包含在出气管4内，进气管通过填料层与出气管相通，进气管内的气体通过进气管的管壁与出气管内的气体相接触。

储液器6，与杂质出口28相连。

气体分析仪，与出气管的出气口5相连。

a、一级冷却步骤

待处理酸性样气通入到进气管1中，通过进气管的管壁与出气管内的气体相接触，进行一级冷却，冷凝析出酸液，所述酸液先流入制冷器2的填料层中，再收集到储液器6；

b、二级冷却步骤

空气经涡旋管33分流形成冷气流和热气流，冷气流作为冷却气，从冷却气入口26通入到制冷器的列管23中，再从制冷器的冷却气出口27排出，热气流从分流出口34排出；通过控制调节阀32，改变空气的压力，从而改变冷却气的温度和对制冷器的冷却效率，保持制冷器的温度低于进气管内样气的温度；

经一级冷却后的样气由进气管1通入到制冷器2中，进行二级冷却，样气先到制冷器内的拉西环层21，样气中的大颗粒酸雾在拉西环表面冷凝富集成酸液，然后样气通入到制冷器内的玻璃纤维层22，样气中的小颗粒酸雾冷凝富集成酸液，所有酸液收集到储液器6中；

c、加热步骤

经二级冷却后的样气通入到出气管4，通过进气管的管壁与进气管内的气体相接触，加热后使得出气管内的气体温度高于露点，保持气态，再由出气口5输出到气体分析仪中检测。

实施例3

如图5所示，一种气体预处理装置，应用于氯碱行业，具体是除去酸性样气中的酸雾，与实施例2不同的是：

1、如图6所示，制冷器的罐体内设置三个竖直排列的平行列管23，列管23内放置单填料层(聚四氟乙烯丝网层)，冷却气入口26、列管外空隙29与冷却气出口27相连通，并在所述样气出口25处设置除水膜。

2、所述冷却器3为半导体冷却器，由其提供的冷却气由冷却气入口26到列管外空隙29，再由冷却气出口27排出。

3、出气管4围绕在进气管1的四周，部分出气管与部分进气管处于一密封保温的装置7内，出气管内的气体依次通过出气管的管壁、进气管的管壁与进气管内的气体相接触。

a、一级冷却步骤

待处理酸性样气通入到进气管1中，依次通过进气管的管壁、出气管的管壁与出气管内的气体相接触，进行一级冷却，冷凝析出酸液，所述酸液先流入制冷器2中，再收集到储液器6；

b、二级冷却步骤

半导体冷却器3提供的冷却气由冷却气入口26到列管外空隙29，再由冷却气出口27排出，保持制冷器的温度低于进气管内样气的温度；

经一级冷却后的样气由进气管1通入到制冷器列管23中的聚四氟乙烯丝网层，进行二级冷却，样气中的酸雾冷凝富集成酸液，所述酸液收集到储液器6中。

c、除水和加热步骤

经二级冷却后的样气经过样气出口25处的除水膜进一步除水，再通入到出气管4，依次通过出气管的管壁、进气管的管壁与进气管内的气体相接触，加热升温后使得出气管内的气体温度高于露点，保持气态，再由出气口5输出到气体分析仪中检测。

实施例4

如图7所示，一种气体预处理装置，应用于氯碱行业，具体是除去酸性样气中的酸雾，与实施例2不同的是：

1、如图8所示，进气管1为一系列平行排列的列管，部分进气管被包含在出气管的内部，进气管内的气体通过进气管的管壁与出气管内的气体相接触。

2、所述出气口5连接用于流通待测气体的样气管道8，样气管道8再连接气体分析仪，在样气管道8的外围设置保温管9，保温管的管壁上有进口10和出口11，保温管9内设置一系列与样气管道8相垂直的挡板，部分样气管道8被包含在保温管9内；

由涡旋管冷却器的分流出口34排出的热气流由进口10通入到所述保温管9中，沿着与样气管道8垂直的方向流动，再从出口11排出；

待测样气由出气口5输出到样气管道8内，通过样气管道的管壁与保温管9内的热气流相接触，使得待测气体温度高于其露点而保持气态，最后待测气体通到气体分析仪中检测。

上述实施方式不应理解为对本发明保护范围的限制。本发明的关键是：1、利用经制冷器处理前后的气体的热差，将处理后气体作为处理前气体的冷气源，实现对处理前气体的冷却，冷凝除去杂质；同时，处理前气体又是处理后气体的热气源，实现对处理后气体的加热，使其高于露点而保持气态。2、将涡旋管冷却气排出的热气流作为热气源实现对经预处理装置处理后的气体的保温。在不脱离本发明精神的情况下，对本发明做出的任何形式的改变均应落入本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种气体预处理装置，其特征在于，所述装置包括：

制冷器，所述制冷器用于降低制冷器内气体的温度，所述制冷器的内部分别与进气管、出气管相连通；

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述进气管位于所述出气管的外部，进气管内的气体通过两层管壁或者两层管壁和导热层与出气管内的气体相接触。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述进气管的部分被包含在所述出气管内，或者所述出气管的部分被包含在所述进气管内，进气管内的气体通过一层管壁与出气管内的气体相接触。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述制冷器内设置填料层。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于：所述填料层为拉西环层和玻璃纤维层，在气流方向上，所述拉西环层位于所述玻璃纤维层的上游。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述制冷器连接涡旋管冷却器。

7.根据权利要求1或4或6所述的装置，其特征在于：所述制冷器内设置用于流通冷却气的冷却管，所述冷却气通过所述冷却管的管壁与制冷器内的气体相接触。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于：所述出气口连接气体分析仪，在出气口与气体分析仪之间设置用于流通待测气体的管道，在所述管道外部或外围设置保温装置，从所述涡旋管冷却器排出的热气流通入到所述保温装置内，所述热气流通过至少一层管壁与所述待测气体相接触。

9.根据权利要求1～6或8中任一所述的装置，其特征在于：所述制冷器的内壁设置聚四氟乙烯内衬。