CN204973474U - 可串可并干法气体净化系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了可串可并干法气体净化系统，包括依次连接的原料气输入管道、冷却器、净化塔系统及产品气输出管道，所述的净化塔系统包括两座以上由净化输气管路连接的净化塔，同时在净化输气管路上设置有能够切换净化塔并联或串联的闸阀本实用新型通过从而实现对原料气流向的控制，使原料气按指定的通道通过各净化塔，提高气体净化品质和改善装置利用效率；各净化塔内的吸附剂相同，因此具备吸附性能相同的净化功能，从而大大减少了投入成本。

Description

可串可并干法气体净化系统

技术领域

本实用新型涉及工业气体干燥技术领域，具体是指一种可串可并干法气体净化系统。

背景技术

现有针对半水煤气、焦炉煤气、工业尾气等工业气体的净化，一般采用的都是湿法净化，但对一些对气体净化程度要求较高的工艺中，采用的是将干法和湿法相结合的方式对工业气体进净化。现有的工业气体净化方法系统往往是将几座净化塔通过简单的串联或并联来实现工业气体的净化，但由于使用干法净化气体，需要对净化塔中的吸附剂进行再生。

由于工业生产中的工况不断变化，需要净化的工艺气体的量时常发生变化，当需要处理大量的工业气体时，为满足净化要求，就需要使用更多的净化塔来对其进行净化，同时需要再生的净化塔数也相应增加，从而使整个工业气体处理系统的投资大大增加，提高了工业气体的净化成本。然而现有的工业气体净化系统各座净化塔的功能分工明确，不同功能的净化塔只能以串联方式运行，因此对各种工况的适用性缴入，对工业气体的杂质含量及气量的变化不能已以合适的方式调整，导致净化的工业气体量很难长时间达标。

因此现有的工业气体净化系统，仅仅通过简单的串联或并联难以满足生产的需要。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种可根据实际需求对净化塔连接方式进行调节的可串可并干法气体净化系统。

本实用新型通过下述技术方案实现：可串可并干法气体净化系统，包括依次连接的原料气输入管道、冷却器、净化塔系统及产品气输出管道，特征在于：所述的净化塔系统包括两座以上由净化输气管路连接的净化塔，同时在净化输气管路上设置有能够切换净化塔并联或串联的闸阀。

本技术方案具体包括原料气输入管路、产品气输出管路、串联进气管路、串联出气管路，以及至少三座净化塔，所述每座净化塔的进口通过管道与原料气输入管路、串联出气管路相通，每座净化塔的出口通过管道与产品气输出管路、串联进气管路相通，净化塔与原料气输入管路、产品气输出管路、串联进气管路、串联出气管路相连通的管道均设有闸阀；所述串联进气管路与串联出气管路之间设有相通的管道。每座净化塔除了相互并联在原料气输入管路、产品气输出管路之间，还同时通过串联进气管路、串联出气管路连接在一起，且串联进气管路、串联出气管路之间通过管道连通。同时净化塔与原料气输入管路、产品气输出管路、串联进气管路、串联出气管路相连通的管道处设有闸阀，从而实现对原料气流向的控制，令原料气按指定的通道通过各净化塔。当原料气通过原料气输入管路进入净化塔，根据原料气中的杂质组分及含量的不同，可调整净化塔与原料气输入管路、产品气输出管路、串联进气管路、串联出气管路相连通管道的闸阀，控制原料气经过指定的通道进入各净化塔，使各净化塔完成依次吸附的过程，从而提高气体净化品质和改善装置利用效率。

本技术方案可设立多座净化塔，每座净化塔均可独立进行原料气的净化作业。当原料气通过原料气输入管路进入净化塔，根据原料气中的杂质组分及含量的不同，可切换在净化输气管路上的闸阀，使净化塔之间进行串联或并联，从而控制原料气经过指定的通道进入各净化塔，使各净化塔完成依次吸附的过程，进而提高气体净化品质和改善装置利用效率。

为了更好地实现本实用新型，进一步地，所述的净化塔系统包括三座内装有吸附性能相同吸附剂的净化塔。本技术方案优选最常用的三塔设计，在正常情况下位两净化塔进行净化作业，而另一座净化塔进行再生，并且原料气依次通过进行作业的两净化塔，完成粗净化和精净化的过程。当原料气流量大于设计值而气体杂质成分基本无变化的时候，可以一塔作为粗净化塔，与后面两塔串联的方式运行，后面两塔并联；当原料气流量与设计值差不多或者低于设计值，或者当吸附剂的活性下降时也可改为两塔串联吸附和一塔再生模式；当生产减量时，两塔串联、两塔并联、甚至一塔生产，可满足气体净化的要求。同时，所有的净化塔内部放置吸附效果吸附性能相同的吸附剂，气体杂质无选择性吸附，因此各净化塔的之间，可根据原料气的具体情况，进行不同的组合方式，而不影响吸附效果。

为了更好地实现本实用新型，进一步地，还包括使净化塔系统再生的再生系统，所述的再生系统包括再生气输出管道以及接在再生气输出管道上的增压风机，所述再生气输出管道一端连接到产品气输出管道，另一端连接到净化塔系统。

所述再生系统包括再生气进气管路与再生气出气管路，所述再生气进气管路一端与产品气输出管路相通，另一端通过管道与各净化塔的出口相连，且再生管路上还设有至少一台增压风机；所述再生气出气管路一端通过管道与各净化塔的进口相连，另一端连通外界；净化塔与再生气进气管路、再生气出气管路连通的管道均设有闸阀。净化塔在运行一段时间后，吸附剂活性降低，需要升高温度对其进行再生，此时投运已经再生完毕后的净化塔，对需要再生的塔进行再生，再生介质采用产品气体。由于再生时间较短，不会对工况造成较大的影响。

为了更好地实现本实用新型，进一步地，所述增压风机与净化塔系统之间的再生气输出管道还串联有至少一台换热器。净化后的气体作为再生气（大约占处理气量的10%），经过增压风机加压后进入换热器加热后，进入再生塔对吸附剂进行再生，并随再生气一起从塔底排出，再生气送出本装置界外。再生完后的吸附塔经过为经加热的净化气吹冷或者自然冷却后，备用或投入生产。由于吸附剂均有使用寿命，当吸附时间较长，达到吸附剂的使用周期后，需要更换吸附塔内的吸附剂。此时可保持其他净化塔正常运行，对需要更换吸附剂的净化塔进行更换，这样可不停产保证整个系统的正常生产。

为了更好地实现本实用新型，进一步地，所述换热器与增压风机之间还设有控制阀。

为了更好地实现本实用新型，进一步地，所述的净化塔系统内两座以上的净化塔由再生输气管路连接，同时在再生输气管路上设置有能够通过开关控制对任意净化塔进行再生的闸阀。再生系统由此可实现对净化塔系统内各净化塔再生过程的控制。

为了更好地实现本实用新型，进一步地，所述净化塔均还设有带有排污闸阀的排污管道。在净化塔设置带有排污闸阀的排污管道，可实现净化塔的定期排污，增长其使用寿命。

为了更好地实现本实用新型，进一步地，所述原料气输入管道和产品气输出管道上均设有控制阀。

为了更好地实现本实用新型，进一步地，所述原料气输入管道处还设有流量计和在线分析仪。操作人员根据在线分析仪和流量计来判断，及时通过在线调节阀门来适应各种工况需要，极大的减少了工人劳动量。

为了更好地实现本实用新型，进一步地，还包括控制闸阀和控制阀的PLC控制系统。可通过PLC控制系统及时通过在线调节阀门来适应各种工况需要，极大的减少了工人劳动量。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

（1）本实用新型通过将净化塔之间增设串联的管道，并设置阀门，从而实现对原料气流向的控制，令原料气按指定的通道通过各净化塔，提高气体净化品质和改善装置利用效率，解决现有气体净化中设备多、占地面积大、投资大、装置的利用率低、再生气量大时间长等问题；

（2）本实用新型中各净化塔内的吸附剂相同，因此具备吸附性能相同的净化功能，避免了由于各塔的功能性不同，考虑再生过程中每种不同功能的塔需要至少备一塔再生的情况，从而大大减少了投入成本；

（3）本实用新型可根据工况的变化，调节原料气流经各净化塔的顺序，其适应能力更强，且流程短，阻力小，装置占地面积小，置换用气量少，大大降低成本。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其他特征、目的和优点将会变更为明显：

图1为本实用新型的具体实施例结构示意图。

其中：1—原料气输入管路，2—产品气输出管路，3—串联进气管路，4—串联出气管路，5—Ta塔，6—Tb塔，7—Tc塔，8—冷却器，9—换热器，10—增压风机。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；也可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例：

本实施例的主要结构，如图1所示，本实施例以三座净化塔的净化系统进行说明，每座净化塔内部的具有吸附能力相同的高效吸附剂，三座净化塔分别为Ta塔5，Tb塔6，Tc塔7，且便于阐述其实施过程，将部分可调的阀闸在图中标出；

每座净化塔的进口通过管道与原料气输入管路1、串联出气管路4相通，每座净化塔5的出口通过管道与产品气输出管路2、串联进气管路3相通。

Ta塔5与原料气输入管路1之间设有闸阀S1，与产品气输出管路之间设有闸阀S16，与串联进气管路3之间设有闸阀S10、与串联出气管路4之间设有闸阀S7。

Tb塔6与原料气输入管路1之间设有闸阀S2，与产品气输出管路之间设有闸阀S17，与串联进气管路3之间设有闸阀S11、与串联出气管路4之间设有闸阀S8。

Tc塔7与原料气输入管路1之间设有闸阀S3，与产品气输出管路之间设有闸阀S18，与串联进气管路3之间设有闸阀S12、与串联出气管路4之间设有闸阀S9。

还包括再生系统，再生系统包括再生气进气管路与再生气出气管路，再生气进气管路一端与产品气输出管路2相通，另一端通过管道与各净化塔的出口相连，且再生管路上还设有一台增压风机10；再生气出气管路一端通过管道与各净化塔的进口相连，另一端连通外界。

Ta塔5与再生气进气管路之间设有闸阀S13、与再生气出气管路之间设有闸阀S4。

Tb塔6与再生气进气管路之间设有闸阀S14、与再生气出气管路之间设有闸阀S5。

Tc塔7与再生气进气管路之间设有闸阀S15、与再生气出气管路之间设有闸阀S6。

其中，再生气进气管路上还设有一台换热器9，且换热器9与增加风机10通过管道串联，且与再生气进气管路相通；换热器9与增压风机10之间的管道处还设有控制阀；净化塔的进口和出口处还设有与外界相通的排污管道，且排污管道处还设有排污闸阀；原料气输入管路1和产品气输出管2路上均设有控制阀；原料气输入管路1处进口出还设有冷却器8；串联进气管路3、串联出气管路4均设有与外界相通的排污口，且排污口处设有控制阀；原料气输入管路1处还设有流量计和在线分析仪。

本实施例的具体实施例方式为：

一般正常进行原料气净化时，三座净化塔保持两塔作业，一塔进行再生。例如选择Ta塔5与Tb塔6进行净化作业，Tc塔7再生，且Ta塔5作为粗净化塔，Tb塔6作为精净化塔，则阀闸开关情况见表一。

表一

此时原料气从原料气输入管路1进入，经过冷却器8的冷却，降温至10~40℃后进入Ta塔5，经过Ta塔5的初次吸附（即粗净化）后，流入串联进气管路3，并通过串联进气管路3流入串联出气管路4，直至进入Tb塔6，经过Tb塔6的二次吸附（即精净化）后，获得产品气，由Tb塔6出口流入产品气输出管路2，输出产品气。而其中10%左右的产品气进入再生系统，产品气流入再生气进气管路，经过增加风机10的增压，流经换热器9，从Tc塔7出口进入，为Tc塔7中的吸附剂进行再生，并从Tc塔7入口流出，再通过再生气出气管路输出再生气。

当原料气流量大于设计值，而气体杂质成分基本无变化的时候，则另一塔作为粗净化塔，与后面两塔串联的方式运行，后面两塔并联。例如，选择Ta塔5作为粗净化塔，与Tb塔6和，Tc塔7串联，同时Tb塔6和，Tc塔7之间并联，关闭再生系统，整个系统中不进行净化塔的再生。则阀闸开关情况见表二。

表二

此时，此时原料气从原料气输入管路1进入，经过冷却器8的冷却，降温至10~40℃后进入Ta塔5，经过Ta塔5的初次吸附（即粗净化）后，流入串联进气管路3，并通过串联进气管路3流入串联出气管路4，直至进入Tb塔6和Tc塔7，经过Tb塔6和Tc塔7的二次吸附（即精净化）后，获得产品气，由Tb塔6出口流入产品气输出管路2，输出产品气。由于有两座净化塔对原料气进行精净化，因此适合用于当原料气流量大于设计值，而气体杂质成分基本无变化的时候。

当原料气内含杂质较少，流速较慢，无需进行精净化，无需再生时，关闭再生系统，可将三座净化塔进行并联，则阀闸开关情况见表三。

表三

此时，此时原料气从原料气输入管路1进入，经过冷却器8的冷却，降温至10~40℃后进入Ta塔5、Tb塔6和Tc塔7，经过吸附后，获得产品气，并通过产品气输出管路2输出产品气。由于有三座净化塔对原料气进行精净化，提高了对原料气的处理量。

实际工况中，可根据设置在原料气输入管路1处的流量计和在线分析仪，对原料气的成分和流速进行具体分析，然后对个闸阀进行调节，可以使三塔产生两塔串联、两塔并联、甚至一塔生产的生产调节，以满足气体净化的需求，这里不在一一赘述，同理当净化塔数量为多座时，亦可满足该系统的使用。

可以理解的是，根据本实用新型一个实施例的净化系统结构，例如净化塔5和冷却器6等部件的工作原理和工作过程都是现有技术，且为本领域的技术人员所熟知，这里就不再进行详细描述。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.可串可并干法气体净化系统，包括依次连接的原料气输入管道、冷却器、净化塔系统及产品气输出管道，特征在于：所述的净化塔系统包括两座以上由净化输气管路连接的净化塔，同时在净化输气管路上设置有能够切换净化塔并联或串联的闸阀。

2.根据权利要求1所述的可串可并干法气体净化系统，其特征在于：所述的净化塔系统包括三座内装有吸附性能相同吸附剂的净化塔。

3.根据权利要求1或2所述的可串可并干法气体净化系统，其特征在于：还包括使净化塔系统再生的再生系统，所述的再生系统包括再生气输出管道以及接在再生气输出管道上的增压风机，所述再生气输出管道一端连接到产品气输出管道，另一端连接到净化塔系统。

4.根据权利要求3所述的可串可并干法气体净化系统，其特征在于：所述增压风机与净化塔系统之间的再生气输出管道还串联有至少一台换热器。

5.根据权利要求4所述的可串可并干法气体净化系统，其特征在于：所述换热器与增压风机之间还设有控制阀。

6.根据权利要求3所述的可串可并干法气体净化系统，其特征在于：所述的净化塔系统内两座以上的净化塔由再生输气管路连接，同时在再生输气管路上设置有能够通过开关控制对任意净化塔进行再生的闸阀。

7.根据权利要求1或2所述的可串可并干法气体净化系统，其特征在于：所述净化塔均还设有带有排污闸阀的排污管道。

8.根据权利要求1或2所述的可串可并干法气体净化系统，其特征在于：所述原料气输入管道和产品气输出管道上均设有控制阀。

9.根据权利要求1或2所述的可串可并干法气体净化系统，其特征在于：所述原料气输入管道处还设有流量计和在线分析仪。

10.根据权利要求1或2所述的可串可并干法气体净化系统，其特征在于：还包括控制闸阀和控制阀的PLC控制系统。