CN212050522U - 一种气体的除油过滤系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种气体的除油过滤系统，包括冷凝系统、油气分离系统和过滤除油系统；冷凝系统包括冷却器；油气分离系统包括油气分离器，油气分离器包括分离器壳体、螺旋板；过滤除油系统包括过滤除油器，过滤除油器包括除油器壳体、吸附单元。通过冷凝系统，将含油气体中的油分进行充分冷却，形成极小的油雾，为后端的油气分离系统提供工作准备；油气分离器壳体内的螺旋板，提高了气体在油气分离器中的行程，且气体在螺旋板之间回旋而形成紊流，从而使得气体与螺旋板面形成充分接触而脱油除油，提高了除油效果，同时也为后端的过滤除油提供了良好的稳定的前端气源。本实用新型的系统，能够提高气体的除油过滤效果，提高气体的纯度。

Description

一种气体的除油过滤系统

技术领域

本实用新型涉及一种气体过滤系统，适用于食品级高纯氢的除油过滤。

背景技术

随着近年来氢气控癌技术的理论与实践，充分证明了氢气作为一种特殊的自然之气，生理之气，对癌症的后期辅助治疗，有着非常重要的作用。

现有氢气的纯化的通用原理是：普通氢气经过加压，使氢气在高压下通过吸附塔，吸附塔中的吸附剂吸收氢气中的其它杂质气体，通过吸附塔后的氢气便是高纯氢气。而吸附塔中的吸附剂工作一段时间后便达到了吸附饱和状态，需要进行脱附再生。脱附再生是利用产品氢气反向吹扫吸附塔并放空，从而带走吸附过程中所吸附的其它气体杂质，使得吸附塔中的吸附剂得到复活再生，从而进入下一循环进行工作。而现有变压吸附的纯化工艺的工作过程都是在PLC程序控制下完成氢气的吸附纯化和脱附再生的周而复始的工作过程。

现有高纯氢气的纯化方法变压吸附，具体的工艺流程参见图1。从以上流程中看出，工业氢气的纯化之初必须进行加压，才能满足纯化变压吸附工艺要求；当气体纯化后，需要输送到客户手中，仍然需要进行高压加压。而在常规的工业生产中，加压压缩机必然是有油润滑的，其润滑油就必然会夹带进入气体中，虽然变压吸附前的压缩带油会被变压吸附吸除去大部分，但对食品级氢气的要求是完全达不到要求的，更有纯化后的氢气压缩后更加污染了纯化后的气体。

实用新型内容

本实用新型提供了一种气体的除油过滤系统，可以解决食品级氢气在生产过程中的压缩工艺中，机械压缩而产生的微量油分的过滤去除的技术问题，提高了气体的纯度。

本实用新型的技术方案如下：

一种气体的除油过滤系统，包括冷凝系统、油气分离系统和过滤除油系统；其中，

所述冷凝系统包括至少一个冷却器，每一所述冷却器均包括进气管路和冷却单元，所述冷却单元设于所述进气管路外部；

所述油气分离系统包括至少一个油气分离器，每一所述油气分离器均包括分离器壳体、设于所述分离器壳体内的螺旋板，所述分离器壳体与所述进气管路之间联通；

所述过滤除油系统包括至少一个过滤除油器，每一所述过滤除油器均包括除油器壳体、设于所述除油器壳体内的吸附单元，所述除油器壳体与所述分离器壳体之间联通。

工业气体含有油气和一些粉尘，通过冷凝系统，将含油气体中的油分进行充分冷却，形成极小的油雾，为后端的油气分离系统提供工作准备。油气分离系统进行油气分离，油气分离器壳体内的螺旋板，提高了气体在油气分离器中的行程，且气体在螺旋板之间回旋而形成紊流，从而使得气体与螺旋板面形成充分接触而脱油除油，提高了除油效果，同时也为后端的过滤除油提供了良好的稳定的前端气源。由过滤除油器对气体进行过滤处理，吸附单元将气体中的油气进一步脱除，以及吸附气体中的粉尘，进而提高了气体的纯度，制得高纯度的气体。尤其适用于工业氢气的除油过滤，制得高纯度的氢气，可供人体直接吸用。

优选的，所述螺旋板轴向设于所述分离器壳体内，且，所述螺旋板轴向的两个端部分别与所述分离器壳体的两个端部无隙连接。轴向指的是沿分离器壳体长度的方向，当分离器壳体为圆筒体时，轴向指的是垂直于直径的方向。这样的结构，提高了气体在分离器壳体内的行程，提高油气分离效果。

优选的，所述螺旋板沿周向延伸的一个端部与所述分离器壳体的侧壁无隙连接，所述分离器壳体包括气体入口与气体出口；所述气体入口设于所述分离器壳体的侧壁。这样的结构，使气体在分离器壳体内只能沿螺旋方向流动，或透过螺旋板，进一步提高了气体行程，提高油气分离效果。

优选的，所述分离器壳体包括一锥形端部结构，所述气体出口设于所述分离器壳体上，位于与所述锥形端部相对的另一个端部，且位于靠近所述螺旋板沿周向延伸的另一端部的预定位置处。气体从侧壁进入分离器壳体内，再于分离器壳体远离锥形端部的另一端部流出，可以提高气体的行程，且凝结在螺旋板面上的油分，因自身重力沿螺旋板下流到底部，再沿锥形的端部汇聚到锥顶处，完成油气分离。

优选的，所述分离器壳体的锥形端部结构的锥顶处设有排油口，所述排油口设有排油阀门。汇集在锥顶处的油分，通过定期打开排油阀门进行排放清除，处理简单。

优选的，所述除油器壳体包括除油器入口和除油器出口，所述吸附单元设于所述除油器入口和所述除油器出口之间。

优选的，所述吸附单元包括至少一个多孔吸附板。

优选的，所述吸附单元包括至少两个多孔吸附板，每一所述多孔吸附板的周向均与所述除油器壳体无隙连接。多孔吸附板能吸附气体中的油分子及粉尘颗粒，而气体分子则可以渗透到多孔吸附板的另一侧，多孔吸附板与除油器壳体密封连接，气体无法通过，只能从多孔吸附板的微孔中渗透通过而达到除油的目的。而两层高效除油板的设置，则会充分地将工业氢气中的油分完全去除。

优选的，多孔吸附板设为高效除油板，高效除油板是精密金属孔板，为稀土合金制成，其结构特点是气体小分子可以渗透通过该金属孔板，而油类的液体大分子则被完全阻挡而不能通过。

优选的，所述冷却单元包括冷却介质套管，覆盖于所述进气管路外；所述冷却介质套管包括冷却介质入口和冷却介质出口。由低温冷却介质对气体进行循环冷却，使冷却介质的流向与气体的流向相反，充分换热，控制出气温度在8℃以下。冷却介质还可以选择其他现有的冷却介质，此处不做限制。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

第一，本实用新型的一种气体的除油过滤系统，通过冷凝系统，将含油气体中的油分进行充分冷却，形成极小的油雾，为后端的油气分离系统提供工作准备；油气分离系统进行油气分离，油气分离器壳体内的螺旋板，提高了气体在油气分离器中的行程，且气体在螺旋板之间回旋而形成紊流，从而使得气体与螺旋板面形成充分接触而脱油除油，提高了除油效果，同时也为后端的过滤除油提供了良好的稳定的前端气源；由过滤除油器对气体进行过滤处理，吸附单元将气体中的油气进一步脱除，以及吸附气体中的粉尘，进而提高了气体的纯度。

第二，本实用新型的油气分离器，螺旋板与分离器壳体的结构使得，气体从侧壁进入分离器壳体内，沿螺旋板的螺旋结构流动，气体从远离锥形端部结构的气体出口流出，能够提高气体的行程，从而使油分能够凝结在螺旋板面上；凝结在螺旋板面上的油滴，因自身重力沿螺旋板沉降至分离器壳体底部，再沿锥形底部汇聚到锥形端部结构的顶端，并由排油口排出系统，完成油气分离。

第三，工业氢气经本实用新型的冷凝器、油气分离器和过滤除油器串联处理后，除去了工业氢气中的油气，可以供人体直接吸用。

当然，实施本实用新型的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

图1是现有高纯氢气的工艺流程图；

图2本实用新型实施例1的除油过滤系统的流程示意图；

图3本实用新型实施例1的除油过滤系统的结构示意图；

图4本实用新型实施例1的冷凝器的结构示意图；

图5本实用新型实施例1的油气分离器的结构示意图；

图6本实用新型实施例1的油气分离器的俯视结构示意图；

图7是本实用新型实施例1的过滤除油器的结构示意图。

附图标记：冷凝系统1，油气分离系统2，过滤除油系统3，冷却器10，进气管路11，冷却单元12，油气分离器20，分离器壳体21，螺旋板22，锥形端部结构210，气体入口211，气体出口212，分离器壳体的侧壁213，分离器壳体的端部214，过滤除油器30，除油器壳体31，吸附单元32，冷却介质套管120，冷却介质入口121，冷却介质出口122，排油口215，排油阀门216，除油器入口311，除油器出口312，多孔吸附板321。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型。应该理解，这些实施例仅用于说明本实用新型，而不用于限定本实用新型的保护范围。在实际应用中本领域技术人员根据本实用新型做出的改进和调整，仍属于本实用新型的保护范围。

实施例1

本实施例提供一种气体的除油过滤系统，参见图2、图3，包括冷凝系统 1、油气分离系统2和过滤除油系统3，用于过滤氢气，其中，

所述冷凝系统1包括至少一个冷却器10，每一所述冷却器10均包括进气管路11和冷却单元12，所述冷却单元12设于所述进气管路11外部。

所述油气分离系统2包括至少一个油气分离器20，每一所述油气分离器 20均包括分离器壳体21、设于所述分离器壳体21内的螺旋板22，所述分离器壳体21与所述进气管路11之间联通；

所述过滤除油系统3包括至少一个过滤除油器30，每一所述过滤除油器 30均包括除油器壳体31、设于所述除油器壳体31内的吸附单元32，所述除油器壳体31与所述分离器壳体21之间联通。

进一步的，参见图4，为了增大气体的换热行程，进气管路11设为S形弯管或螺旋弯管。冷却单元12包括冷却介质套管120，覆盖于进气管路11外；冷却介质套管120包括冷却介质入口121和冷却介质出口122。本实施例中，冷却介质套管120包括三段冷却介质套管120，相邻两段冷却介质套管120之间通过管路连接并联通。

具体的，冷却介质可以选择低温冷却水，冷却介质入口121和冷却介质出口122的设定应使冷却介质的流向与气体的流向相反，冷却介质在冷却介质套管120内循环换热，所述冷却介质还可以选择其他现有的冷却介质，此处不做限制。

参见图5、图6，本实施例中，分离器壳体21为密闭式壳体，螺旋板22 轴向设于分离器壳体21内，且，螺旋板22轴向的两个端部分别与分离器壳体21的两个端部无隙连接。具体的，分离器壳体21为筒状壳体，包括一锥形端部结构210，还包括气体入口211与气体出口212，气体入口211设于分离器壳体21的侧壁213，气体出口212设于分离器壳体21，且与锥形端部结构210相对的另一个端部214。螺旋板22沿周向延伸的一个端部221与分离器壳体21的侧壁213无隙连接，气体出口212设于分离器壳体21的端部214，且靠近所述螺旋板22沿周向延伸的另一端部的预定位置处。分离器壳体21 的锥形端部结构210的锥顶设有排油口215，排油口215设有排油阀门216。

氢气从气体入口211进入装置内，处理有的氢气从顶端的气体出口212 排出。气流在本装置中会形成较长的螺旋行程，气流的紊流会让气体充分与螺旋板22面接触，使得气体中的油分得到充分的凝结而附着在螺旋板22面上，凝结后的油滴会顺着螺旋板面沉降到锥形端部结构210的锥顶处，汇集在排油口215，通过定期打开排油阀门216进行排放清除。

油气分离器20的这种结构不同于传统油气分离器的普通挡板结构，其特点是利用螺旋板22结构的超长行程及螺旋形结构，使得氢气在油气分离器20 中具有超长的行程，且氢气在螺旋板22之间回旋而形成紊流，从而使得气体与螺旋板22面形成充分接触而脱油除油，提高了除油效果，同时也为后端的过滤除油提供了良好的稳定的前端气源。

参见图7，本实施例中，除油器壳体31包括除油器入口311和除油器出口312，吸附单元32设于除油器入口311和所述除油器出口312之间。具体的，吸附单元32包括至少一个多孔吸附板321，每一多孔吸附板321的周向均与除油器壳体31无隙连接，多孔吸附板321还可以设为两个，或其他数量，多孔吸附板321数量越多，过滤效果越好，但是会增加成本，多孔吸附板321 可以根据实际过滤效果进行选择，此处不做限制。

进一步的，多孔吸附板321设为高效除油板，高效除油板是精密金属孔板，为稀土合金制成，其结构特点是气体小分子可以渗透通过该金属孔板，而油类的液体大分子则被完全阻挡而不能通过。

本实施例中，多孔吸附板321能吸附氢气中的油分子及粉尘颗粒，而氢气分子则可以渗透到多孔吸附板321的另一侧，多孔吸附板321与除油器壳体31密封连接，氢气无法通过，只能从多孔吸附板321的微孔中渗透通过而达到除油的目的。而两层高效除油板的设置，则会充分地将工业氢气中的油分完全去除，提高了氢气纯度。

本实施例中，进气管路11与油气分离器20的气体入口211之间通过食品级不锈钢CT接头连接，油气分离器20的气体出口212与除油器入口311 之间连接一管道，管道的两个端部分别通过食品级不锈钢CT接头与气体出口 212、除油器入口311连接。

本实施例的气体的除油过滤系统，其工作过程如下：

15MPa的工业氢气，从进气管路11的一端进入冷凝系统1，经过冷却器 10换热后，进气管路11另一端的出气温度在8℃以下，工业氢气中的油分在冷却器10内进行充分冷却，形成极小的油雾，为后端的油气分离器20提供工作准备。

冷凝处理后的工业氢气从油气分离器20的气体入口211进入油气分离系统2，其中的油气与螺旋板22面充分接触后凝结，气体则从油气分离器20的气体出口212流出，并进入后端的过滤除油系统3；凝结后的油滴则顺着螺旋板面沉入分离器壳体底部，再沿着锥形底部汇集至锥形端部结构210的顶端，并由排油口215排出。

从油气分离器20流出的氢气从除油器30的除油器入口311进入过滤除油系统3，气体中的油气进一步被多孔吸附板321吸附，气体则透过多孔吸附板321并从除油器出口312流出。

工业氢气经过本实用新型的系统进行精密性除油，提高了气体纯度，可供人体进行直接吸用。

本实用新型的过滤除油系统，处理对象不限于工业氢气，还可用于其他气体的过滤除油，具体处理的对象并不用于限制本实用新型的保护范围。

本实用新型的冷凝器10、油气分离器20和过滤除油器30可以串联设置多个，具体数量应根据除油过滤效果的要求进行设置，此处不做限制。

以上公开的仅为本实用新型优选实施例。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属领域技术人员能很好地利用本实用新型。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (10)

1.一种气体的除油过滤系统，其特征在于，包括冷凝系统、油气分离系统和过滤除油系统；其中，

所述冷凝系统包括至少一个冷却器，每一所述冷却器均包括进气管路和冷却单元，所述冷却单元设于所述进气管路外部；

所述油气分离系统包括至少一个油气分离器，每一所述油气分离器均包括分离器壳体、设于所述分离器壳体内的螺旋板，所述分离器壳体与所述进气管路之间联通；

所述过滤除油系统包括至少一个过滤除油器，每一所述过滤除油器均包括除油器壳体、设于所述除油器壳体内的吸附单元，所述除油器壳体与所述分离器壳体之间联通。

2.根据权利要求1所述的除油过滤系统，其特征在于，所述螺旋板轴向设于所述分离器壳体内，且，所述螺旋板轴向的两个端部分别与所述分离器壳体的两个端部无隙连接。

3.根据权利要求1所述的除油过滤系统，其特征在于，所述螺旋板沿周向延伸的一个端部与分离器壳体的侧壁无隙连接，所述分离器壳体包括气体入口与气体出口，所述气体入口设于所述分离器壳体的侧壁。

4.根据权利要求3所述的除油过滤系统，其特征在于，所述分离器壳体包括一锥形端部结构，所述气体出口设于所述分离器壳体上，且位于与所述锥形端部相对的另一个端部。

5.根据权利要求4所述的除油过滤系统，其特征在于，所述分离器壳体的锥形端部结构的锥顶处设有排油口，所述排油口设有排油阀门。

6.根据权利要求1所述的除油过滤系统，其特征在于，所述除油器壳体包括除油器入口和除油器出口，所述吸附单元设于所述除油器入口和所述除油器出口之间。

7.根据权利要求1所述的除油过滤系统，其特征在于，所述吸附单元包括至少一个多孔吸附板。

8.根据权利要求1所述的除油过滤系统，其特征在于，所述吸附单元包括至少两个多孔吸附板，每一所述多孔吸附板的周向均与所述除油器壳体无隙连接。

9.根据权利要求7或8任一项所述的除油过滤系统，其特征在于，所述多孔吸附板的材料为稀土合金。

10.根据权利要求1所述的除油过滤系统，其特征在于，所述冷却单元包括冷却介质套管，覆盖于所述进气管路外；所述冷却介质套管包括冷却介质入口和冷却介质出口。

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