CN206858169U - 一种氩气回收装置中的两级催化‑吸附系统 - Google Patents
一种氩气回收装置中的两级催化‑吸附系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN206858169U CN206858169U CN201720585513.2U CN201720585513U CN206858169U CN 206858169 U CN206858169 U CN 206858169U CN 201720585513 U CN201720585513 U CN 201720585513U CN 206858169 U CN206858169 U CN 206858169U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- catalysis
- order
- level
- adsorption system
- adsorption
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
- Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/584—Recycling of catalysts
Landscapes
- Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
Abstract
一种氩气回收装置中的两级催化‑吸附系统，所述系统包括：第一级催化系统、第一级吸附系统、第二级催化系统和第二级吸附系统，所述的第一级催化系统、第一级吸附系统、第二级催化系统和第二级吸附系统形成串联结构，其中：第一级催化系统包括空气管道、第一回热器、第一加热器、第一催化炉，第一催化炉R1内装填有能催化一氧化碳和烃类同氧气反应的催化剂。
Description
技术领域
本实用新型涉及的是一种氩气回收装置中的两级催化-吸附系统，尤其是通过催化系统将粗氩气中氧气、一氧化碳、烃类等杂质转化为二氧化碳和水，并通过吸附系统加以去除的工艺，属于催化吸附技术领域。
背景技术
氩气是空气中一种含量较大的惰性气体，能为多种工艺过程提供惰性氛围。光伏产业制取单晶硅采用减压拉晶工艺，减压拉晶过程连续向单晶炉膛内充入大量高纯氩气、同时真空泵不断从炉膛内向外抽送氩气。氩气出真空泵夹带真空泵油、粉尘、氧气、氮气、一氧化碳、二氧化碳、烃类等杂质，经处理达排放要求后排入大气。
回收利用这部分排放的氩气具有非常大的经济效益。国内外的公司和机构，已研发出了多种氩气回收装置并投入市场。
现有的氩气回收装置由除油除尘系统、增压系统、催化系统、吸附系统、低温精馏系统组成；原料氩气的处理过程为：
去除油和粉尘并经压缩后的粗氩气（含有氧气、氮气、一氧化碳、二氧化碳、烃类），经过第一次催化反应，将其中的一氧化碳、烃类转化为二氧化碳、水，催化反应中保证氧气过量（杂质氧气不够则加入氧气）；再加入微过量氢气，经过第二次催化反应，将过量氧气转化为水。经过两次催化反应的粗氩气中含有的杂质为二氧化碳、水、氮气、氢气。
催化反应后粗氩气中的二氧化碳、水通过分子筛吸附系统去除。现有氩气回收装置的吸附系统设置了一级纯化系统，含2台纯化器。纯化器内装有对水和二氧化碳具有良好吸附性能的分子筛吸附剂。含有水和二氧化碳的粗氩气进入纯化器后，水和二氧化碳与吸附剂充分接触，不断被吸附剂吸附（水优先吸附）。当纯化器出口的二氧化碳浓度接近1ppm时，为防止二氧化碳浓度继续升高，导致在低温精馏系统的换热器内因低温固化而堵塞管路，需要对吸附剂进行再生。为了不引入新的氧气杂质，分子筛吸附剂的再生气源为低温精馏系统输出的精馏废气（精馏废气为含有杂质氮、氢的粗氩气，现有工艺中，当精馏废气不能满足吸附要求时，也有加入氮气混合精馏废气进行再生的工艺）。运行时2台纯化器交替工作，其中1台工作时，另1台再生，再生气经纯化器后直接放空。
故传统工艺中，存在这样一个问题：当原料气中的一氧化碳、烃类含量较高时，催化反应生成的二氧化碳较多，吸附系统再生需要较多的再生气，此时，有两种方案：
一是在保证回收率的情况下，引入氮气保障分子筛再生工艺；
二是在保证分子筛再生工艺的前提下，不引入氮气而牺牲氩气回收率。
而对于第一种工艺，需要用户额外配备氮气供应系统，当然，如果精馏工艺中引入了空气或氮气的情况除外；
对于第二种工艺，回收率的降低直接影响氩回收装置的经济性。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种一氧化碳、烃类处理量大，氩气回收率高，且经济可靠的氩气回收装置中的两级催化-吸附系统。
本实用新型的目的是通过如下技术方案来完成的，一种氩气回收装置中的两级催化-吸附系统，该系统包括：第一级催化系统、第一级吸附系统、第二级催化系统和第二级吸附系统，所述的第一级催化系统、第一级吸附系统、第二级催化系统和第二级吸附系统形成串联结构，其中：
第一级催化系统包括空气管道、第一回热器、第一加热器、第一催化炉，第一催化炉R1内装填有能催化一氧化碳和烃类同氧气反应的催化剂；
第一级吸附系统包括并联设置的两个第一吸附器，再生气体加热用的第一再生加热器，两个第一吸附器内均装填有能吸附二氧化碳和水的吸附剂；
第二级催化系统包括氢气管道、第二回热器、第二加热器、第二催化炉，第二催化炉内装填有能催化氢气同氧气反应的催化剂；
第二级吸附系统包括并联设置的两个第二吸附器、再生气体加热用的第二再生加热器，两个第二吸附器内均装填有能吸附二氧化碳和水的吸附剂。
作为优选：所述的第一级催化系统和第二级催化系统之间，设置有用于将第一级催化系统出口的粗氩气直接输送至第二级催化系统入口的旁通气体管路；旁通气体管路的前端设置在第一级催化系统的出口，末端设置在第二级催化系统的入口；旁通气体管路上设置有用于控制第一级催化系统出口的粗氩气输送至第一级吸附系统或者输送至第二级催化系统的阀门。
作为优选：所述的第一级吸附系统，吸附剂再生的气体为空气；所述空气可以含有二氧化碳或者已经除去二氧化碳；
所述的第二级吸附系统，吸附剂再生的气体为精馏废气，废气的主要成分为氩气、氮气和氢气。
本实用新型属于对现有技术的改良，它具有一氧化碳、烃类处理量大，氩气回收率高，且经济可靠等特点。
附图说明
图1为本实用新型所述氩气回收装置中的两级催化-吸附系统的流程图。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型作详细的介绍：图1所示，本实用新型所述的一种氩气回收装置中的两级催化-吸附系统，该系统包括：第一级催化系统、第一级吸附系统、第二级催化系统和第二级吸附系统，所述的第一级催化系统、第一级吸附系统、第二级催化系统和第二级吸附系统形成串联结构，其中：
第一级催化系统包括空气管道、第一回热器E1、第一加热器EH11、第一催化炉R1，第一催化炉R1内装填有能催化一氧化碳和烃类同氧气反应的催化剂；
第一级吸附系统包括并联设置的两个第一吸附器MS11、MS12，再生气体加热用的第一再生加热器E12，第一吸附器MS11、MS12内均装填有能吸附二氧化碳和水的吸附剂；
第二级催化系统包括氢气管道、第二回热器E2、第二加热器EH21、第二催化炉R2，第二催化炉R2内装填有能催化氢气同氧气反应的催化剂；
第二级吸附系统包括并联设置的两个第二吸附器MS21、MS22、再生气体加热用的第二再生加热器E22，第二吸附器MS21、MS22内均装填有能吸附二氧化碳和水的吸附剂。
图中所示，所述的第一级催化系统和第二级催化系统之间，设置有用于将第一级催化系统出口的粗氩气直接输送至第二级催化系统入口的旁通气体管路P1；旁通气体管路P1的前端设置在第一级催化系统的出口，末端设置在第二级催化系统的入口；旁通气体管路P1上设置有用于控制第一级催化系统出口的粗氩气输送至第一级吸附系统或者输送至第二级催化系统的阀门V01。
本实用新型所述的第一级吸附系统，吸附剂再生的气体为空气401；所述空气401可以含有二氧化碳或者已经除去二氧化碳；
所述的第二级吸附系统，吸附剂再生的气体为精馏废气501，废气的主要成分为氩气、氮气和氢气。
一种利用所述氩气回收装置中的两级催化-吸附系统进行氩气回收的方法，所述的方法是：
氩气101进入第一催化系统的第一回热器E1被加热，再经过第一加热器E11加热至催化反应温度，进入第一催化炉R1进行催化反应，将一氧化碳和烃类转化为二氧化碳和水，得到第一氩气102；若氩气101中的杂质氧气含量不足以使一氧化碳、烃类完全反应，则可加入过量空气201；
第一氩气102经过第一吸附系统的第一吸附器MS11、MS12，除去二氧化碳和水，得到第二氩气103；
第二氩气103进入第二催化系统，在第二回热器E2前与过量氢气301混合，经过第二回热器E2被加热，再经过第二加热器E21加热至催化反应温度，进入第二催化炉R2进行催化反应，将过量氧气转化为水，得到第三氩气104；
第三氩气104进入第二吸附系统的第二吸附器MS21、MS22，除去水，得到氩气105；氩气105中的氮气、氢气可通过低温精馏方法去除。
本实用新型为了实现第一级吸附系统吸附剂的再生，第一级吸附系统再生气体采用的是空气401，空气401可以含有二氧化碳或者已去除二氧化碳；
为了实现第二级吸附系统吸附剂的再生，同时不引入新的氧气杂质，第二级吸附系统再生气体使用的是精馏废气501；
当氩气101中的一氧化碳、烃类含量较少时，可以打开旁通气体管路P1上的阀门V01，关闭第一吸附系统，减少第一吸附系统中控制阀、第一再生加热器E12的损耗。
利用本实用新型氩气回收装置中的两级催化-吸附系统，在原料粗氩气一氧化碳浓度3000ppm时、二氧化碳50ppm、总烃50ppm条件下，不引入氮气时，可以使氩气回收率从原有装置的70%，提高到90%以上。
Claims (3)
1.一种氩气回收装置中的两级催化-吸附系统，该系统包括：第一级催化系统、第一级吸附系统、第二级催化系统和第二级吸附系统，其特征在于所述的第一级催化系统、第一级吸附系统、第二级催化系统和第二级吸附系统形成串联结构，其中：
第一级催化系统包括空气管道、第一回热器（E1）、第一加热器（EH11）、第一催化炉（R1），第一催化炉（R1）内装填有能催化一氧化碳和烃类同氧气反应的催化剂；
第一级吸附系统包括并联设置的两个第一吸附器（MS11、MS12），再生气体加热用的第一再生加热器（E12），第一吸附器（MS11、MS12）内均装填有能吸附二氧化碳和水的吸附剂；
第二级催化系统包括氢气管道、第二回热器（E2）、第二加热器（EH21）、第二催化炉（R2），第二催化炉（R2）内装填有能催化氢气同氧气反应的催化剂；
第二级吸附系统包括并联设置的两个第二吸附器（MS21、MS22）、再生气体加热用的第二再生加热器（E22），第二吸附器（MS21、MS22）内均装填有能吸附二氧化碳和水的吸附剂。
2.根据权利要求1所述的氩气回收装置中的两级催化-吸附系统，其特征在于所述的第一级催化系统和第二级催化系统之间，设置有用于将第一级催化系统出口的粗氩气直接输送至第二级催化系统入口的旁通气体管路（P1）；旁通气体管路（P1）的前端设置在第一级催化系统的出口，末端设置在第二级催化系统的入口；旁通气体管路（P1）上设置有用于控制第一级催化系统出口的粗氩气输送至第一级吸附系统或者输送至第二级催化系统的阀门（V01）。
3.根据权利要求1或2所述的氩气回收装置中的两级催化-吸附系统，其特征在于所述的第一级吸附系统，吸附剂再生的气体为空气（401）；所述空气（401）可以含有二氧化碳或者已经除去二氧化碳；
所述的第二级吸附系统，吸附剂再生的气体为精馏废气（501），废气的主要成分为氩气、氮气和氢气。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201720585513.2U CN206858169U (zh) | 2017-05-24 | 2017-05-24 | 一种氩气回收装置中的两级催化‑吸附系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201720585513.2U CN206858169U (zh) | 2017-05-24 | 2017-05-24 | 一种氩气回收装置中的两级催化‑吸附系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN206858169U true CN206858169U (zh) | 2018-01-09 |
Family
ID=60824538
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201720585513.2U Active CN206858169U (zh) | 2017-05-24 | 2017-05-24 | 一种氩气回收装置中的两级催化‑吸附系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN206858169U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107298434A (zh) * | 2017-05-24 | 2017-10-27 | 杭州杭氧股份有限公司 | 一种氩气回收装置中的两级催化‑吸附系统及氩气回收方法 |
-
2017
- 2017-05-24 CN CN201720585513.2U patent/CN206858169U/zh active Active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107298434A (zh) * | 2017-05-24 | 2017-10-27 | 杭州杭氧股份有限公司 | 一种氩气回收装置中的两级催化‑吸附系统及氩气回收方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107298434A (zh) | 一种氩气回收装置中的两级催化‑吸附系统及氩气回收方法 | |
| CN102764564B (zh) | 废气回收处理系统及其回收处理工艺 | |
| CN103933854A (zh) | 一种有机废气的流化床吸脱附装置及方法 | |
| CN202569905U (zh) | 一种净化多晶硅尾气的氢气纯化装置 | |
| CN114392632B (zh) | 一种氮气保护的脱脂工艺有机废气冷凝回收处理方法 | |
| CN105056708A (zh) | 一种新型的变温变压吸附工艺 | |
| CN109529534B (zh) | 一种净化有机硅分馏尾气并回收有机硅单体的方法及装置 | |
| CN206858169U (zh) | 一种氩气回收装置中的两级催化‑吸附系统 | |
| CN103896273A (zh) | 一种多晶硅还原尾气回收利用的方法及系统 | |
| CN219848971U (zh) | 一种氨气纯化装置 | |
| CN210214801U (zh) | 氧气纯化装置 | |
| CN108079766A (zh) | 一种低浓度大流量有机废气闭环多级回收装置及回收方法 | |
| CN103212271B (zh) | 一种气体分离系统以及使用该系统分离气体的方法 | |
| CN201543362U (zh) | 一种变温变压法处理多晶硅尾气中氢气的处理装置 | |
| CN102030312B (zh) | 一种从三氯氢硅尾气中回收氢气的方法 | |
| CN203333287U (zh) | 多晶硅尾气回收系统中氢气的连续吸附再生装置 | |
| CN214389497U (zh) | 一种有机废气处理系统 | |
| KR101746224B1 (ko) | 3단 유동층을 포함하는 이산화탄소 흡수 및 재생장치 | |
| CN115193246A (zh) | 胺系吸附剂解吸二氧化碳捕集装置 | |
| CN204752196U (zh) | 一套用mocvd尾气制氢的装置 | |
| CN108557787A (zh) | 一种回收粗氩气再提纯方法 | |
| CN212790392U (zh) | 一种移动床式烟气低温吸附脱硫装置 | |
| CN209317377U (zh) | 净化有机硅分馏尾气并回收有机硅单体的吸附分离装置 | |
| CN208678721U (zh) | 一种储罐区保护氮气回收处理循环利用系统 | |
| CN113069888A (zh) | 一种乙炔提浓过程中高级炔深度解吸装置及工艺方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: No.799, Xiangfu Road, Qingshanhu street, Lin'an District, Hangzhou City, Zhejiang Province Patentee after: Hangzhou oxygen generator group Co.,Ltd. Address before: 311241, No. 99, East Ring Road, Qingshan Lake Street, Hangzhou, Zhejiang, Ling'an Patentee before: HANGZHOU HANGYANG Co.,Ltd. |
|
| CP03 | Change of name, title or address | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: 799 Xiangfu Road, Qingshanhu street, Lin'an District, Hangzhou City, Zhejiang Province Patentee after: Hang Yang Group Co.,Ltd. Address before: 799 Xiangfu Road, Qingshanhu street, Lin'an District, Hangzhou City, Zhejiang Province Patentee before: Hangzhou oxygen generator group Co.,Ltd. |
|
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |