CN210934466U - 一种针对含氧氩尾气的除杂质系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种针对含氧氩尾气的除杂质系统，设置于提纯系统之前，用于处理含氧气、CO、碳氢化合物的作为原料气的氩尾气，针对含氧氩尾气的除杂质系统包括：用于去除原料气中的CO和部分氧气并输出脱CO后的原料气的CO催化系统；用于去除脱CO后的原料气中剩余的氧气并输出脱氧后的原料气的氧催化系统；用于去除脱氧气后的原料气中的水和二氧化碳并输出脱水脱碳后的原料气的吸附脱水脱碳系统。本实用新型的系统流程简单，比现有工艺少设置一套脱水系统，能够实现安全、高效、低能耗地脱除氩尾气中所含的氧气等杂质，便于后续提纯工艺进行。
Description
技术领域
本实用新型属于气体回收技术领域，具体涉及一种针对含氧氩尾气的除杂质系统。
背景技术
含有氩的工业尾气（氩尾气）需要进行回收以避免氩组分直排浪费。对氩尾气的处理首先要脱除各种杂质再进行提纯。现有的氩催化脱除氩尾气中含氧等杂质的方法，其工艺路线为：CO、CH4催化系统、吸附脱水脱碳系统、氧催化系统、脱水系统，存在流程复杂、配套设备多、操作温度高、安全性低、投资高、能耗高的问题，难以达到令人满意的回收效果。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种流程简单、能耗低、系统安全性高的针对含氧氩尾气的除杂质系统。
为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
一种针对含氧氩尾气的除杂质系统，设置于提纯系统之前，用于处理含氧气、CO、碳氢化合物的作为原料气的氩尾气，所述针对含氧氩尾气的除杂质系统包括：
用于去除所述原料气中的CO和部分氧气并输出脱CO后的原料气的CO催化系统；
用于去除所述脱CO后的原料气中剩余的氧气并输出脱氧后的原料气的氧催化系统；
用于去除所述脱氧气后的原料气中的水和二氧化碳并输出脱水脱碳后的原料气的吸附脱水脱碳系统。
优选的，所述CO催化系统包括CO催化炉。
优选的，所述CO催化系统还包括设置于所述CO催化炉之前的1#电加热器或用于催化部分氧气的初级氧催化炉。
优选的，所述氧催化系统包括依次连接的氧催化炉、用于去除氧气或CO的氧化还原炉和冷却器。
优选的，所述氧催化系统包括一台或多台所述氧催化炉，当设置多台所述氧催化炉时，所述氧催化炉间设置中间冷却器。
优选的，所述吸附脱水脱碳系统包括交替进行吸附脱水脱碳和再生的多个吸附筒。
优选的，所述吸附脱水脱碳系统还包括用于为所述吸附筒提供再生气的脱水脱碳再生组件。
优选的，所述脱水脱碳再生组件包括由所述提纯系统连接至所述吸附筒的脱水脱碳再生管路。
优选的，所述脱水脱碳再生组件还包括2#电加热器，所述提纯系统经所述2#电加热器后接至所述吸附筒。
优选的，所述提纯系统经所述冷却器后接至所述吸附筒。
由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：本实用新型的系统流程简单，比现有工艺少设置一套脱水系统，能够实现安全、高效、低能耗地脱除氩尾气中所含的氧气等杂质，便于后续提纯工艺进行。
附图说明
附图1为本实用新型的实施例一的示意图。
附图2为本实用新型的实施例二的示意图。
以上附图中：1、1#电加热器/初级氧催化炉；2、CO催化炉；3、氧催化炉；4、氧化还原炉；5、冷却器；6、后续提纯系统；7、1#吸附筒；8、2#吸附筒；9、2#电加热器。
具体实施方式
下面结合附图所示的实施例对本实用新型作进一步描述。
实施例一：一种针对含氧氩尾气的除杂质系统，用于回收处理作为原料气的氩尾气以脱除其中的杂质。氩尾气中主要为Ar，另含CO、O2、N2、CO2、H2O 、CH4等碳氢化合物等杂质。
如附图1所示，该针对含氧氩尾气的除杂质系统包括CO催化系统、氧催化系统和吸附脱水脱碳系统，然后连接提纯系统6。
CO催化系统用于去除原料气中的CO和部分氧气，并输出脱CO后的原料气。经过滤压缩后的氩尾气/原料气经过CO催化系统后，其中CO含量降低至1ppm以下并除去部分O2。氧催化系统用于去除脱CO后的原料气中剩余的氧气，并输出脱氧后的原料气。出CO催化系统的脱CO后的原料气进入氧催化系统，与另外装置提供的H2催化反应后，将O2含量降低至1ppm以下。在此过程中，部分CO2转化为CH4。吸附脱水脱碳系统用于去除脱氧气后的原料气中的水和二氧化碳，并输出脱水脱碳后的原料气。氩尾气经过CO催化系统和氧催化系统而反应生成的CO2和H2O经过吸附脱水脱碳系统脱除后送入后续提纯系统6进行提纯得到合格的高纯产品氩气。
CO催化系统主要包括CO催化炉2，还可以包括设置于CO催化炉2之前的1#电加热器1，它们之间通过连接管道和必要的阀门仪表等部件连接。CO催化系统可以不设1#电加热器1，利用氩尾气压缩热进行催化。而在氩尾气压缩热不足时再设置1#电加热器1。过滤压缩后的氩尾气送入1#电加热器1的进口，1#电加热器1的出口与CO催化炉2的进口相连接，CO催化炉2的出口与氧催化系统的进口相连接。1#电加热器1仅在设备初次启动时或氩尾气压缩热不够的情况下使用。CO催化后，可以按需求选择是否设置冷却器5。CO催化系统在CO量足够时可以直接将O2催化至满足工艺要求，反之在O2量足够时将CO催化至满足工艺要求。CO催化系统不催化氩尾气中的CH4。
氧催化系统包括通过连接管道和必要的阀门仪表等部件依次连接的氧催化炉3、用于去除氧气或CO的氧化还原炉4和冷却器5。其中，可以按氩尾气中的氧含量，设置一台或多台氧催化炉3；当设置多台氧催化炉3时，氧催化炉3间设置中间冷却器。氧催化炉3的进口与CO催化炉2的出口相连接，氧催化炉3的出口与氧化还原炉4的进口相连接，氧化还原炉4的出口与冷却器5的进口相连接，冷却器5的出口与吸附脱水脱碳系统的进口相连接。氧催化炉3所需的H2由另外装置提供，该催化过程在含CO2的环境下进行。该氧催化系统在原料气中CO量不足、经过CO催化系统后仍残留O2时使用。在CO量为O2量2倍左右时，CO催化系统催化后会有微量CO和O2残留。在氧催化系统中，部分CO2会转换成甲烷。
在高O2含量时，应根据需要设置多台氧催化炉3及中间冷却器。在氧含量剧烈波动，氧催化炉3催化后氧含量仍大于工艺需求时，氧化还原炉4内装填物能够被氧化，从而将氧去除至满足工艺需求；在氧含量稳定时，氧化还原炉4内装填物能够被还原性气体CO还原，从而去除CO，如此往复能够满足氩尾气中氧含量剧烈波动工况要求。
吸附脱水脱碳系统包括通过连接管道和必要阀门仪表等部件连接而交替进行吸附脱水脱碳和再生的多个吸附筒。本实施例中设置两个吸附筒，分别为1#吸附筒7和2#吸附筒8。氧催化系统中的冷却器5的出口与1#吸附筒7和2#吸附筒8的进口相连接，1#吸附筒7和2#吸附筒8的出口与后续提纯系统6相连接。吸附脱水脱碳系统还包括用于为吸附筒提供再生气的脱水脱碳再生组件。脱水脱碳再生组件包括由提纯系统6连接至吸附筒的脱水脱碳再生管路。脱水脱碳再生组件还可以包括2#电加热器9，则在脱水脱碳再生管路中，提纯系统6经2#电加热器9后接至吸附筒。本实施例中，2#电加热器9的进口与提纯系统6相连接，2#电加热器9的出口与1#吸附筒7和2#吸附筒8的再生气进口相连接。提纯系统6也可以经中氧催化系统中的经冷却器5后接至吸附筒，从而可以利用氧催化系统的催化热进行再生，不用设置2#电加热器9。经吸附脱水脱碳系统处理后输出的脱水脱碳后的原料气中含有H2、CH4、N2、CO等中的二种或几种少量杂质。吸附脱水脱碳系统还能够吸附CO催化系统催化后残留的微量CO，也可根据后续提纯系统6需要不吸附CO。
实施例二：本实施例二与实施例一的区别在于：CO催化系统包括设置于CO催化炉2之前的用于催化部分氧气的初级氧催化炉1。在氧一定含量情况下，在初级氧催化炉1中加H2部分氧催化后，利用此热量再进行CO催化。
上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种针对含氧氩尾气的除杂质系统，设置于提纯系统之前，用于处理含氧气、CO、碳氢化合物的作为原料气的氩尾气，其特征在于：所述针对含氧氩尾气的除杂质系统包括：
用于去除所述原料气中的CO和部分氧气并输出脱CO后的原料气的CO催化系统；
用于去除所述脱CO后的原料气中剩余的氧气并输出脱氧后的原料气的氧催化系统；
用于去除所述脱氧后的原料气中的水和二氧化碳并输出脱水脱碳后的原料气的吸附脱水脱碳系统。
2.根据权利要求1所述的一种针对含氧氩尾气的除杂质系统，其特征在于：所述CO催化系统包括CO催化炉。
3.根据权利要求2所述的一种针对含氧氩尾气的除杂质系统，其特征在于：所述CO催化系统还包括设置于所述CO催化炉之前的1#电加热器或用于催化部分氧气的初级氧催化炉。
4.根据权利要求1所述的一种针对含氧氩尾气的除杂质系统，其特征在于：所述氧催化系统包括依次连接的氧催化炉、用于去除氧气或CO的氧化还原炉和冷却器。
5.根据权利要求4所述的一种针对含氧氩尾气的除杂质系统，其特征在于：所述氧催化系统包括一台或多台所述氧催化炉，当设置多台所述氧催化炉时，所述氧催化炉间设置中间冷却器。
6.根据权利要求1所述的一种针对含氧氩尾气的除杂质系统，其特征在于：所述吸附脱水脱碳系统包括交替进行吸附脱水脱碳和再生的多个吸附筒。
7.根据权利要求6所述的一种针对含氧氩尾气的除杂质系统，其特征在于：所述吸附脱水脱碳系统还包括用于为所述吸附筒提供再生气的脱水脱碳再生组件。
8.根据权利要求7所述的一种针对含氧氩尾气的除杂质系统，其特征在于：所述脱水脱碳再生组件包括由所述提纯系统连接至所述吸附筒的脱水脱碳再生管路。
9.根据权利要求8所述的一种针对含氧氩尾气的除杂质系统，其特征在于：所述脱水脱碳再生组件还包括2#电加热器，所述提纯系统经所述2#电加热器后接至所述吸附筒。
10.根据权利要求8所述的一种针对含氧氩尾气的除杂质系统，其特征在于：所述提纯系统经冷却器后接至所述吸附筒。
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| CN201921494690.5U CN210934466U (zh) | 2019-09-10 | 2019-09-10 | 一种针对含氧氩尾气的除杂质系统 |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN110523272A (zh) * | 2019-09-10 | 2019-12-03 | 苏州市兴鲁空分设备科技发展有限公司 | 一种针对含氧氩尾气的除杂质系统 |
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