一种H2提纯系统及气体处理系统技术方案

一种H2提纯系统及气体处理系统，涉及H2提纯技术领域。H2提纯系统包括原料气管路、产品气管路、逆放气管路、旋转阀和吸附塔。旋转阀包括非转动件和转动件，非转动件具有第一流道，转动件具有第二流道。转动转动件以使第二流道将原料气管路、产品气管路、逆放气管路和吸附塔选择性连通。气体处理系统包括上述H2提纯系统。二者均用一个旋转阀对多管路进行控制，降低成本，控制方便。

【技术实现步骤摘要】
一种H2提纯系统及气体处理系统
本专利技术涉及H2提纯
，具体而言，涉及一种H2提纯系统及气体处理系统。
技术介绍
变压吸附提纯H2系统由于包含许多操作步骤，造成程控阀数量非常多，增加了整个装置的投资费用和设备安装成本，且阀架区占地面积大，不利于装置成撬。变压吸附提纯H2系统由于循环时间短，造成程控阀开关频率高，阀门各部件故障几率大幅增大。同时，在变压吸附压力平衡过程中，阀芯受高速气流冲刷，阀门密封面容易损坏，造成阀门内漏，影响装置运行，增加装置的日常维护费用和维修难度，并延长了生产时耗，增加了生产成本。从目前变压吸附提纯H2装置的运行情况来看，程控阀故障或密封面内漏是影响整个装置稳定运行的最大瓶颈。虽然可以通过改进阀门设计和优化密封面结构的形式延长程控阀使用时间，但无法从根本上避免程控阀故障和密封面内漏的问题。一般情况下，H2的吸附过程中吸附操作的时间短(不到一秒)，如此短的时间要求程控阀必须能够快速响应，这对程控阀的要求非常高，使程控阀的成本大大增加。
技术实现思路
本专利技术的第一个目的在于提供一种H2提纯系统，其通过旋转阀代替传统多管路工艺过程中错综复杂的程控阀，实现了一个旋转阀同时对多个管路进行切换控制的目的，相比于传统程控阀，显著减少了生产设备的耗材，降低了设备投入成本，同时使对阀门的控制更加方便，减小阀门的故障率，降低了维修成本。本专利技术的第二个目的在于提供一种气体处理系统，其利用旋转阀代替传统多管路工艺过程中错综复杂的程控阀，实现了一个旋转阀同时对多个管路进行切换控制的目的，相比于传统程控阀，显著减少了生产设备的耗材，降低了设备投入成本，同时使对阀门的控制更加方便，减小阀门的故障率，降低了维修成本。本专利技术的实施例是这样实现的：一种H2提纯系统，其包括原料气管路、产品气管路、逆放气管路、旋转阀和至少一个吸附塔。吸附塔具有与其吸附腔连通的第一接口和第二接口。旋转阀包括非转动件和可相对非转动件转动的转动件，非转动件具有贯穿其侧壁的第一流道，第一流道包括第一子流道、第二子流道、第三子流道、第四子流道和第五子流道，转动件具有第二流道。第一接口与第一子流道连通，第二接口与第二子流道连通，原料气管路与第三子流道连通，产品气管路与第四子流道连通，逆放气管路与第五子流道连通。旋转阀的转动件用于相对非转动件转动，以使在转动件的一个转动周期内：第二流道将第一子流道与第三子流道选择性地连通，并同时将第二子流道与第四子流道选择性地连通，且针对单个吸附塔而言，第一子流道与第三子流道的连通时长、第二子流道与第四子流道的连通时长均占转动周期的四分之一；第二流道将第一子流道与第五子流道选择性地连通，且针对单个吸附塔而言，第一子流道与第五子流道的连通时长占转动周期的十二分之一。进一步地，H2提纯系统还包括冲洗气入口管和第一冲洗气出口管，第一流道还包括第六子流道和第七子流道，冲洗气入口管与第六子流道连通，第一冲洗气出口管与第七子流道连通。旋转阀的转动件用于相对非转动件转动，以使在转动周期内：第二流道将第二子流道与第六子流道选择性地连通，并同时将第一子流道与第七子流道选择性地连通，且针对单个吸附塔而言，第二子流道与第六子流道的连通时长、第一子流道与第七子流道的连通时长均占转动周期的十二分之一。进一步地，H2提纯系统还包括终充气管路，第一流道还包括第八子流道，终充气管路与第八子流道连通。旋转阀的转动件用于相对非转动件转动，以使在转动周期内：第二流道将第二子流道与第八子流道选择性地连通，且针对单个吸附塔而言，第二子流道与第八子流道的连通时长占转动周期的二十四分之一。进一步地，H2提纯系统还包括第二冲洗气出口管，第一流道还包括第九子流道，第二冲洗气出口管与第九子流道连通。旋转阀的转动件用于相对非转动件转动，以使在转动周期内：第二流道将第一子流道与第九子流道选择性地连通，且针对单个吸附塔而言，第一子流道与第九子流道的连通时长占转动周期的六分之一。进一步地，H2提纯系统还包括顺放气管路，第一流道还包括第十子流道，顺放气管路与第十子流道连通。旋转阀的转动件用于相对非转动件转动，以使在转动周期内：第二流道将第二子流道与第十子流道选择性地连通，且针对单个吸附塔而言，第二子流道与第十子流道的连通时长占转动周期的二十四分之一。进一步地，第一接口、第二接口、原料气管路、产品气管路和逆放气管路均与非转动件连接。进一步地，第二流道包括多个环形流道和多个层间流道；环形流道由转动件的外壁朝远离非转动件的一侧凹陷，环形流道沿转动件的周向设置且环形流道呈大致的扇环状或圆环状，环形流道所对应的圆周的圆心位于转动件的转动轴心线，每个层间流道连通至少两个环形流道。旋转阀的转动件用于相对非转动件转动，以使在转动周期内：环形流道与层间流道将第一子流道与第三子流道选择性地连通，并同时将第二子流道与第四子流道选择性地连通；环形流道与层间流道将第一子流道与第五子流道选择性地连通。进一步地，转动件包括多个平行且同轴设置的单元层，多个单元层的轴心线均与转动件的转动轴心线重合设置，每个单元层设有至少一个环形流道。进一步地，对于任一个子流道及与子流道连通的一个环形流道而言，沿转动件的周向，环形流道的长度及子流道的孔径二者所对应的圆心角度数之和占周角度数的比例为第一比例，子流道与环形流道连通时相应吸附塔所处的吸附流程的流程时间占一个流程周期的比例为第二比例，第一比例与第二比例基本相等。进一步地，吸附塔为多个，第一子流道与第二子流道也为多个，每个第一子流道与至少一个第一接口连通，每个第二子流道与至少一个第二接口连通；旋转阀的转动件用于相对非转动件转动，以使第二流道将各个第二子流道选择性连通。进一步地，吸附塔、第一子流道与第二子流道均为12个，第一接口与第一子流道一一对应连通，第二接口与第二子流道一一对应连通。旋转阀的转动件用于相对非转动件转动，以使在转动周期内：环形流道与层间流道将至少两个吸附塔的第二接口选择性地连通，且一个吸附塔的第二接口与其他吸附塔的第二接口的连通时长占转动周期的三分之一。一种气体处理系统，其包括上述的H2提纯系统。本专利技术实施例的有益效果是：本专利技术实施例提供的H2提纯系统通过旋转阀代替传统多管路工艺过程中错综复杂的程控阀，实现了一个旋转阀对多个管路进行切换控制的目的。通过转动旋转阀的转动件，可以使第二流道将第一流道的各个子流道选择性连通，进而使吸附塔与各个管路选择性连通，从而来完成变压吸附中的各个流程。相比于传统程控阀，显著减少了生产设备的耗材，降低了设备投入成本和安装成本，简化了设备安装，缩短了设备安装与拆卸的时间消耗。同时，通过转动旋转阀的转动件即可实现对整个系统的管路的连接方式进行控制和调整，大大简化了阀门在切换时的操作负担，使对阀门的控制更加方便，减小阀门的故障率，降低了维修成本。本专利技术实施例提供的H2提纯系统通过转动旋转阀即可改变整个管路的连接关系，通过调整用于驱动旋转阀的驱动电机的转速或调整计时器设置，可以有效降低变压吸附循环时间，使吸附操作步骤运行时间低于2秒成为可能，而常规变压吸附程控阀由于程控阀开关时间的限制，无法做到操作步骤运行时间低于2秒。通过减少变压吸附循环时间，可以使吸附剂快速进行吸附工作，进而减小吸附剂的装填尺寸，并且以此来减少设备本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种H2提纯系统，其特征在于，包括原料气管路、产品气管路、逆放气管路、旋转阀和至少一个吸附塔；所述吸附塔具有与其吸附腔连通的第一接口和第二接口；所述旋转阀包括非转动件和可相对所述非转动件转动的转动件，所述非转动件具有贯穿其侧壁的第一流道，所述第一流道包括第一子流道、第二子流道、第三子流道、第四子流道和第五子流道，所述转动件具有第二流道，所述第一接口与所述第一子流道连通，所述第二接口与所述第二子流道连通，所述原料气管路与所述第三子流道连通，所述产品气管路与所述第四子流道连通，所述逆放气管路与所述第五子流道连通；所述旋转阀的所述转动件用于相对所述非转动件转动，以使在所述转动件的一个转动周期内：所述第二流道将所述第一子流道与所述第三子流道选择性地连通，并同时将所述第二子流道与所述第四子流道选择性地连通，且针对单个所述吸附塔而言，所述第一子流道与所述第三子流道的连通时长、所述第二子流道与所述第四子流道的连通时长均占所述转动周期的四分之一；所述第二流道将所述第一子流道与所述第五子流道选择性地连通，且针对单个所述吸附塔而言，所述第一子流道与所述第五子流道的连通时长占所述转动周期的十二分之一。

【技术特征摘要】
1.一种H2提纯系统，其特征在于，包括原料气管路、产品气管路、逆放气管路、旋转阀和至少一个吸附塔；所述吸附塔具有与其吸附腔连通的第一接口和第二接口；所述旋转阀包括非转动件和可相对所述非转动件转动的转动件，所述非转动件具有贯穿其侧壁的第一流道，所述第一流道包括第一子流道、第二子流道、第三子流道、第四子流道和第五子流道，所述转动件具有第二流道，所述第一接口与所述第一子流道连通，所述第二接口与所述第二子流道连通，所述原料气管路与所述第三子流道连通，所述产品气管路与所述第四子流道连通，所述逆放气管路与所述第五子流道连通；所述旋转阀的所述转动件用于相对所述非转动件转动，以使在所述转动件的一个转动周期内：所述第二流道将所述第一子流道与所述第三子流道选择性地连通，并同时将所述第二子流道与所述第四子流道选择性地连通，且针对单个所述吸附塔而言，所述第一子流道与所述第三子流道的连通时长、所述第二子流道与所述第四子流道的连通时长均占所述转动周期的四分之一；所述第二流道将所述第一子流道与所述第五子流道选择性地连通，且针对单个所述吸附塔而言，所述第一子流道与所述第五子流道的连通时长占所述转动周期的十二分之一。2.根据权利要求1所述的H2提纯系统，其特征在于，所述H2提纯系统还包括冲洗气入口管和第一冲洗气出口管，所述第一流道还包括第六子流道和第七子流道，所述冲洗气入口管与所述第六子流道连通，所述第一冲洗气出口管与所述第七子流道连通；所述旋转阀的所述转动件用于相对所述非转动件转动，以使在所述转动周期内：所述第二流道将所述第二子流道与所述第六子流道选择性地连通，并同时将所述第一子流道与所述第七子流道选择性地连通，且针对单个所述吸附塔而言，所述第二子流道与所述第六子流道的连通时长、所述第一子流道与所述第七子流道的连通时长均占所述转动周期的十二分之一。3.根据权利要求1或2所述的H2提纯系统，其特征在于，所述H2提纯系统还包括终充气管路，所述第一流道还包括第八子流道，所述终充气管路与所述第八子流道连通；所述旋转阀的所述转动件用于相对所述非转动件转动，以使在所述转动周期内：所述第二流道将所述第二子流道与第八子流道选择性地连通，且针对单个所述吸附塔而言，所述第二子流道与第八子流道的连通时长占所述转动周期的二十四分之一。4.根据权利要求2所述的H2提纯系统，其特征在于，所述H2提纯系统还包括第二冲洗气出口管，所述第一流道还包括第九子流道，所述第二冲洗气出口管与所述第九子流道连通；所述旋转阀的所述转动件用于相对所述非转动件转动，以使在所述转动周期内：所述第二流道将所述第一子流道与第九子流道选择性地连通，且针对单个所述吸附塔而言，所述第一子流道与第九子流道的连通时长占所述转动周期的六分之一。5.根据权利要求1或2所述的H2提纯系统，其特征在于，所述H2提纯系统还包括顺放气管路...

【专利技术属性】
技术研发人员：张惊涛，席向峰，
申请(专利权)人：成都赛普瑞兴科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51