CN219744367U - 一种用于高纯二氧化碳纯化设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于高纯二氧化碳纯化设备，包括脱硫罐、催化罐以及两个一备一用并联的吸附罐；脱硫罐的进气口通过原料管路及原料进口阀与原料进气口连通，脱硫罐的出气口通过第一管路与催化罐的入气口连通，催化罐的出气口通过第二管路与吸附罐的进气口连通；吸附罐的出气口通过产品气输出管路与产品气出气口连接；第二管路旁路连通有与再生气出气口连通的再生气输出管路；产品气输出管旁路连接再生气输入管路。由于设置有脱硫罐，原料气经过脱硫罐后能将原料气中的硫物质进行脱除，避免造成催化单元中贵金属催化剂的中毒和失活，以保证催化罐的正常运行，提高了催化单元及纯化设备的使用寿命，设备适用的二氧化碳原料气的范围广。
Description
技术领域
本实用新型涉及高纯二氧化碳生产设备技术领域，尤其涉及一种用于高纯二氧化碳纯化设备。
背景技术
二氧化碳(carbon dioxide)，一种碳氧化合物，常温常压下是一种无色无味，或无色无嗅而其水溶液略有酸味的气体，也是一种常见的温室气体，还是空气的组分之一，在物理性质方面，二氧化碳的熔点为-56.6℃，沸点为-78.5℃，标准条件下，密度比空气密度大，溶于水，在化学性质方面，二氧化碳的化学性质不活泼，热稳定性很高，不能燃烧，通常也不支持燃烧，属于酸性氧化物，二氧化碳一般可由高温煅烧石灰石或由石灰石和稀盐酸反应制得，主要应用于冷藏易腐败的食品(固态)、作致冷剂(液态)、制造碳化软饮料(气态)、作均相反应的溶剂(超临界状态)、电子行业的环境保护气及载气以及应用于半导体行业等。
但是现有的用于高纯二氧化碳纯化设备存在缺陷：高纯二氧化碳纯化器主要由催化和吸附两个单元构成，其中，催化单元中装有贵金属催化剂，通入的原料二氧化碳中残留的微量硫物质会造成催化单元中催化剂的中毒和失活，导致催化单元寿命降低，从而引起纯化设备的寿命短的问题，而且，现有设备对二氧化碳原料气是否含硫有一定要求，设备适用的二氧化碳原料气范围窄。
发明内容
本实用新型提供一种用于高纯二氧化碳纯化设备，以克服上述问题。
为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：
一种用于高纯二氧化碳纯化设备，包括脱硫罐、催化罐以及两个一备一用并联的吸附罐；
所述脱硫罐的进气口通过原料管路及原料进口阀与原料进气口连通，所述脱硫罐的出气口通过第一管路与所述催化罐的入气口连通，所述催化罐的出气口通过第二管路和阀门与所述吸附罐的进气口连通；
所述吸附罐的出气口通过产品气输出管路和产品气阀门与产品气出气口连接；
所述第二管路旁路连通有再生气输出管路，所述再生气输出管路与再生气出气口连通；
产品气输出管旁路连接再生气输入管路；所述原料管路上旁路连通氧气管路。
进一步的，两个一备一用并联的所述吸附罐包括第一吸附罐和第二吸附罐，所述第一吸附罐的进气口与所述第二吸附罐的进气口通过所述第二管路的支路连接，所述第一吸附罐的出气口与所述第二吸附罐的出气口通过所述产品气输出管的支路和所述再生气输入管的支路连接。
进一步的，所述脱硫罐内填充有脱硫剂、脱氯剂和脱砷剂；
所述吸附罐内部由所述吸附罐的出气口向所述吸附罐的进气口方向依次填有脱氢吸附剂、脱一氧化碳吸附剂、脱氧吸附剂、脱水吸附、脱酸吸附剂、脱碱吸附剂以及脱有机物吸附剂。
进一步的，所述再生气输入管路支路上连有氢气管路。
进一步的，所述催化器的进气口端和所述吸附罐的出气口端均安装有加热器；
所述加热器包括内置加热器或外置加热器。
进一步的，所述第二管路和所述再生气输出管路上均设有冷却器。
进一步的，所述原料管路上设有换热器，所述第二管路与所述换热器连通。
与现有的二氧化碳纯化装置相比，本实用新型的有益效果是：
本实用新型中公开的一种用于高纯二氧化碳纯化设备，由于设置有脱硫罐，原料气经过脱硫罐后能够将原料气中有毒有害的硫物质进行脱除，避免造成催化单元中贵金属催化剂的中毒和失活，以保证催化罐的正常运行，设置的脱硫罐能够提高催化单元及纯化设备的使用寿命，进而节省生产成本，本设备对原料气中是否含硫不做要求，设备适用的二氧化碳原料气的范围广。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例中公开的一种用于高纯二氧化碳纯化设备结构示意图。
图中：1、原料进气口；2、手动隔膜阀；3、流量计；4、换热器；5、脱硫罐；6、催化罐；7、第一冷却器；8A、第一气动阀门；8B、第二气动阀；9A、第一机械压力表；9B、第二机械压力表；10、吸附罐；101、第一吸附罐；102、第二吸附罐；11A、第八气动阀门；11B、第九气动阀门；12、第一手动阀门；13、产品气出气口；14、加热器；15、氧气管路；16、第二手动阀门；17、质量流量控制器；18、第十二气动阀门；19、氮气入口；20、第十气动阀门；21、第一减压器；22、第一压力传感器；23、第一限流孔板；24A、第三气动阀门；24B、第四气动阀；25、第十三气动阀门；26A、第二冷却器；26B、第三冷却器；27A、第五气动阀门；27B、第六气动阀门；28、第七气动阀门；29、氢气入口；30、第十一气动阀；31、第二减压器；32、第二压力传感器；33、第二限流孔板；34、原料管路；35、第一管路；36、第二管路；37、产品气输出管路；38、再生气输出管路；39、再生气出气口；40、再生气输入管路；41、氢气管路。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
实施例：
如图1所示为本实施例提供的一种用于高纯二氧化碳纯化设备，包括脱硫罐5、催化罐6以及两个一备一用并联的吸附罐10；
所述脱硫罐的进气口通过原料管路34及原料进口阀2与原料进气口1连通，所述脱硫罐的出气口通过第一管路35与所述催化罐的入气口连通，所述催化罐6的出气口通过第二管路36和阀门与所述吸附罐10的进气口连通；
所述吸附罐的出气口通过产品气输出管路37和产品气阀门与产品气出气口13连接；
所述第二管路36旁路连通有再生气输出管路38，所述再生气输出管路38与再生气出气口39连通；
产品气输出管旁路连接再生气输入管路40；所述原料管路34上旁路连通氧气管路43。在本实施例中，第二管路36、再生气输入管路40以及氧气管路15上均设有压力表，再生气输出管38上设有阀门，原料管路34上设有流量计。
本实用新型中公开的一种用于高纯二氧化碳纯化设备，由于设置有脱硫罐，原料气经过脱硫罐后能够将原料气中有毒有害的硫物质进行脱除，避免造成催化单元中贵金属催化剂的中毒和失活，以保证催化罐的正常运行，设置的脱硫罐能够提高催化单元及纯化设备的使用寿命，进而节省生产成本，本设备对原料气中是否含硫不做要求，设备适用的二氧化碳原料气的范围广。
进一步地，两个一备一用并联的所述吸附罐10包括第一吸附罐101和第二吸附罐102，所述第一吸附罐101的进气口与所述第二吸附罐102的进气口通过所述第二管路36的支路连接，所述第一吸附罐101的出气口与所述第二吸附罐102的出气口通过所述产品气输出管37的支路和所述再生气输入管的支路连接。同时两个单元分别处于工作纯化阶段和再生阶段，且两个周期交替运行。
进一步地，所述脱硫罐5内填充有脱硫剂、脱氯剂和脱砷剂，装填顺序为三种填料的混装，填充脱硫剂、脱氯剂和脱砷剂以实现将二氧化碳原料气中的硫物质、含氯物质以及砷物质杂质进行脱除，避免硫物质等杂质进入催化罐内，造成催化罐内的贵金属中毒和失活，保证进入催化罐的二氧化碳原料气的催化效果，从而保证二氧化碳的纯化纯度；
所述吸附罐10内部由所述吸附罐的出气口向所述吸附罐的进气口方向依次填有脱氢吸附剂、脱一氧化碳吸附剂、脱氧吸附剂、脱水吸附、脱酸吸附剂、脱碱吸附剂以及脱有机物吸附剂，将原料气中的一氧化碳、酸性碱性物质及水分等杂质脱除，并将原料气脱除杂质得到产品气经产品气输出管路排出，进一步保证了二氧化碳产品气的纯度。
进一步地，所述再生气输入管路40支路上连有氢气管路41。在再生阶段，再生氮气通过氮气管路通入吸附罐内，再生氢气通过氢气管路通入吸附罐内。
进一步地，所述催化器6底部的进气口端和所述吸附罐10底部的出气口端均安装有加热器14；
所述加热器14包括内置加热器或外置加热器。采用内置加热器进行加热，有利于合理利用热量，节约运行费用；采用外置加热器进行加热，便于检修和更换，优选地，在本实施例中采用内置加热器进行加热。
进一步地，所述第二管路36和所述再生气输出管路38上均设有冷却器，用于对管路内的气体进行降温。用于对原料气降温以及经催化罐催化后的气体的降温
进一步地，所述原料管路34上设有换热器，所述第二管路36与所述换热器连通。
进一步地，还包括外壳和机座，所述机座设于所述外壳底部，所述脱硫罐、所述催化罐、所述吸附罐及相应管路及阀门均设于所述外壳内部，所述外壳外表面设有控制屏和急停按钮，所述触摸屏用于对设备进行设定、控制和查看，所述触摸屏安装在距离地面150-160cm的外壳外表面上。优选地，在本实施例中，触摸屏离地面的高度为150cm方便设定和控制的操作。
本实用新型中公开的一种用于高纯二氧化碳纯化设备具体工作过程为：
纯化过程：以第一吸附罐101进行纯化为例：工作过程为打开手动隔膜阀2、第一气动阀门8A、第八气动阀门11A以及第一手动阀门12，原料二氧化碳由原料气入口1进入原料管路34中，通过流量计3记录当前使用流量，原料气进入到换热器4中进行换热，换热器4将原料气温度预热到100℃，预热后的原料气经脱硫罐的进气口进入到脱硫罐5中，通过吸附剂将原料气中的硫杂质等吸附脱除，脱除硫杂质的气体经第一管路35进入到催化罐6内，催化罐6内填有的吸附剂将原料气中所含有的甲烷杂质进行吸附，杂质脱出后再经第一管路36进入到换热器4当中，与原料气温度进行换热，换热后的气体通过第一冷却器7冷却到常温状态后进入到第一吸附罐101中，在第一吸附罐101内进行杂质脱出，同时通过第一机械压力表9A监控压力情况，杂质脱出后将产品气通过产品气输出管37和出产品气出口13输送出去。开启第二手动阀门16，第十二气动阀门18，在输入原料气的同时通过注氧路15向原料管路34中通入氧气，进行氧气补充，使得5N原料气中杂质，更好的脱出，质量流量控制器17进行管路内气体流量的监测和控制。
再生过程：以第一吸附罐101进行再生为例：打开第十气动阀门20、第三气动阀门24A，氮气经氮气入口19进入再生气输入管路40后经第一减压器21，将再生氮气压力将至10barg左右，并且通过第一压力传感器22实时监控再生氮气压力，第一限流孔板23对气体进行限流，之后通过产品气输出管37进入到第一吸附罐101中，并且通过吸附罐101的加热器，将再生氮气的温度升至280℃左右，对吸附罐101中的吸附剂进行加热吹扫，再通过冷却器26A将再生氮气温度将至常温，最后通过第五气动阀门27A、第七气动阀门28经再生气输出管路38的再生气出气口39泄放出去。热吹扫一段时间后，打开第十一气动阀30，将氢气经氢气入口29通入氢气管路41，通过第二减压器31将再生氢气压力将至10barg左右，并通过第二压力传感器32和第二限流孔板33，将氢气加入到第一吸附罐101中，对吸附剂进行加氢再生，将吸附剂的吸附能力恢复到可以正常工作状态，最后气体通过第二冷却器26A、第五气动阀门27A和第七气动阀门28经再生气输出管路38的再生气出气口39泄放出去。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。
Claims (7)
1.一种用于高纯二氧化碳纯化设备，其特征在于，包括脱硫罐(5)、催化罐(6)以及两个一备一用并联的吸附罐(10)；
所述脱硫罐的进气口通过原料管路(34)及原料进口阀(2)与原料进气口(1)连通，所述脱硫罐的出气口通过第一管路(35)与所述催化罐的入气口连通，所述催化罐(6)的出气口通过第二管路(36)和阀门与所述吸附罐(10)的进气口连通；
所述吸附罐的出气口通过产品气输出管路(37)和产品气阀门与产品气出气口(13)连接；
所述第二管路(36)旁路连通有再生气输出管路(38)，所述再生气输出管路(38)与再生气出气口(39)连通；
产品气输出管旁路连接再生气输入管路(40)；所述原料管路(34)上旁路连通氧气管路(15)。
2.根据权利要求1所述的一种用于高纯二氧化碳纯化设备，其特征在于，两个一备一用并联的所述吸附罐(10)包括第一吸附罐(101)和第二吸附罐(102)，所述第一吸附罐(101)的进气口与所述第二吸附罐(102)的进气口通过所述第二管路(36)的支路连接，所述第一吸附罐(101)的出气口与所述第二吸附罐(102)的出气口通过所述产品气输出管(37)的支路和所述再生气输入管(40)的支路连接。
3.根据权利要求2所述的一种用于高纯二氧化碳纯化设备，其特征在于，所述脱硫罐(5)内填充有脱硫剂、脱氯剂和脱砷剂；
所述吸附罐(10)内部由所述吸附罐的出气口向所述吸附罐的进气口方向依次填有脱氢吸附剂、脱一氧化碳吸附剂、脱氧吸附剂、脱水吸附、脱酸吸附剂、脱碱吸附剂以及脱有机物吸附剂。
4.根据权利要求1所述的一种用于高纯二氧化碳纯化设备，其特征在于，所述再生气输入管路(40)支路上连有氢气管路(41)。
5.根据权利要求1所述的一种用于高纯二氧化碳纯化设备，其特征在于，所述催化罐(6)的进气口端和所述吸附罐(10)的出气口端均安装有加热器(14)；
所述加热器(14)包括内置加热器或外置加热器。
6.根据权利要求1所述的一种用于高纯二氧化碳纯化设备，其特征在于，所述第二管路(36)和所述再生气输出管路(38)上均设有冷却器。
7.根据权利要求1所述的一种用于高纯二氧化碳纯化设备，其特征在于，所述原料管路(34)上设有换热器(4)，所述第二管路(36)与所述换热器(4)连通。
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| CN202321011958.1U CN219744367U (zh) | 2023-04-28 | 2023-04-28 | 一种用于高纯二氧化碳纯化设备 |
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| CN202321011958.1U CN219744367U (zh) | 2023-04-28 | 2023-04-28 | 一种用于高纯二氧化碳纯化设备 |
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|---|---|---|---|---|
| CN117446803A (zh) * | 2023-12-26 | 2024-01-26 | 大连华邦化学有限公司 | 高压二氧化碳纯化系统及纯化方法 |
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2023
- 2023-04-28 CN CN202321011958.1U patent/CN219744367U/zh active Active
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| CN117446803B (zh) * | 2023-12-26 | 2024-04-26 | 大连华邦化学有限公司 | 二氧化碳纯化系统及纯化方法 |
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| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |