气体碳载纯化设备制造技术

本实用新型专利技术提供一种气体碳载纯化设备，包括换热器、燃烧塔、干燥塔以及冷却器。含有预定量氧气的混合气体从换热器的第一入口进入换热器内进行预热。燃烧塔和换热器的第一出口连通，混合气体从换热器进入燃烧塔内发生反应产生二氧化碳。反应后的混合气体的其中一部分从换热器的第二入口重新返回至换热器内对通入的混合气体进行预热。反应后的混合气体的另外一部分进入干燥塔内以再生纯化干燥塔内的干燥剂后排出，这样可以省去干燥塔内的加热器，避免热能浪费，节约能耗，降低生产成本。冷却器与换热器的第二出口和干燥塔均连通，换热器内用于预热的混合气体被降温后先进入冷却器冷却，然后进入干燥塔内被干燥纯化后排出。

【技术实现步骤摘要】
气体碳载纯化设备
本技术涉及气体碳载纯化设备，尤其涉及一种可以节约能源和耗气量的氮气碳载纯化设备。
技术介绍
气体碳载纯化设备的燃烧塔内装有碳载催化剂和加热器。工作时，含有预定量氧气的混合气体(氧气纯度一般小于3％)通过入口首先通入碳载纯化设备的板式换热器中进行预热，预热后混合气体进入燃烧塔，通过内置的加热器加热，燃烧塔内温度升到350℃，混合气体中的氧气和碳载催化剂中的碳发生反应并产生二氧化碳，从而除去混合气体中的氧气。反应之后，从燃烧塔出来的混合气体进入板式换热器，在板式换热器内，混合气体和入口的空气进行热交换，从而降低出口处的混合气体温度；降温之后的混合气体接着进入水冷却器并被冷却至常温。从水冷却器中出来之后的混合气体最终进入纯化干燥塔并被除去二氧化碳和水，从而到高纯气体。但是上述的工艺过程存在以下弊端：第一，燃烧塔内的碳载催化剂反应消耗完了以后，燃烧塔内热的空气直接释放掉造成气体和热量的浪费。第二，从燃烧塔内出来的反应之后的混合气体通过板式换热器和水冷却器进行降温，这相当于反应之后的混合气体的热量被浪费了。所以，现有的碳载纯化设备一般能耗较高，耗气量很大。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种气体碳载纯化设备，解决现有的气体碳载纯化设备能耗高、耗气量大的问题。为解决上述问题，本技术提供一种气体碳载纯化设备，所述气体碳载纯化设备包括换热器、燃烧塔、干燥塔以及冷却器。换热器具有第一入口、第一出口、第二入口以及第二出口，含有预定量氧气的混合气体从换热器的第一入口进入换热器内进行预热。燃烧塔和换热器的第一出口连通，经过预热后的混合气体从换热器的第一出口进入燃烧塔内。混合气体中的氧气和燃烧塔内的碳载催化剂发生反应产生二氧化碳。燃烧塔和换热器的第二入口连通，反应后的混合气体的其中一部分从换热器的第二入口重新返回至换热器内对通入的混合气体进行预热。干燥塔和燃烧塔连通，反应后的混合气体的另外一部分进入干燥塔内以再生纯化干燥塔内的干燥剂后排出。冷却器与换热器的第二出口和干燥塔均连通，从第二入口流入换热器内用于预热的混合气体被降温后进入冷却器冷却，经冷却器冷却后的混合气体进入干燥塔内被干燥纯化后排出。根据本技术一实施例，燃烧塔的数量大于或等于两个，所有的所述燃烧塔轮流切换工作，经预热后的混合气体依次轮流进入燃烧塔内。根据本技术一实施例，其中任意一个燃烧塔的出口和另一个燃烧塔的入口连通，在两个燃烧塔切换工作时，其中一个反应结束的燃烧塔内部的高温混合气体释放到另一个待反应工作的燃烧塔内部。根据本技术一实施例，干燥塔的数量大于或等于两个，在燃烧塔内反应完成后的混合气体依次轮流进入干燥塔内以再生纯化干燥剂。根据本技术一实施例，所述气体碳载纯化设备包括粉尘过滤器，粉尘过滤器和干燥塔连通，混合气体在干燥塔内干燥纯化后进入粉尘过滤器以去除粉尘。根据本技术一实施例，所述气体碳载纯化设备包括气体纯度分析仪和两条排放管路，两条排放管路均和粉尘过滤器连通，经过粉尘过滤器过滤后的部分气体进入气体纯度分析仪进行纯度分析，经过纯度分析合格的气体通过其中一条排放管路排出，经过纯度分析不合格的气体通过另外一条排放管路排出。根据本技术一实施例，所述气体碳载纯化设备包括减压过滤器，减压过滤器设置于粉尘过滤器和气体纯度分析仪之间，经过粉尘过滤器过滤后的部分气体先通过减压过滤器后再进入气体纯度分析仪。根据本技术一实施例，所述气体碳载纯化设备包括出口调压阀，出口调压阀设置于排放管路上，气体排出之前先通过出口调压阀进行调压。与现有技术相比，本技术方案具有以下优点：本技术通过将燃烧塔与换热器的第二入口和干燥塔连通，使得从燃烧塔内出来的混合气体分成两路：其中一部分重新返回至换热器内对通入换热器内的气体进行预热，实现气体和热量的循环，这样可以增加燃烧塔入口的混合气体温度，从而降低燃烧塔内加热的功率；另外一部分通入干燥塔内用于再生纯化干燥剂，利用混合气体的热能再生纯化干燥塔内的干燥剂，可以省去干燥塔内的加热器，避免热能浪费，节约能耗，降低生产成本。本技术通过将两个中的其中任意一个燃烧塔的出口和另一个燃烧塔的入口连通，使得在两个燃烧塔切换工作时，可以将其中一个反应结束的燃烧塔内部的高温混合气体释放到另一个待反应工作的燃烧塔内部，避免将碳载催化剂反应消耗完了的燃烧塔内的高温气体直接释放掉而造成气体和热量的浪费，从而降低碳载纯化设备的耗气量和能耗，节约生产成本，而且这样也可以瞬间提升待反应工作的燃烧塔内的温度，使得燃烧塔内到达反应温度的时间大大缩短，加快了产出合格气体的时间。附图说明图1是本技术提供的气体碳载纯化设备的结构示意图。具体实施方式以下描述只用于揭露本技术以使得本领域技术人员能够实施本技术。以下描述中的实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变形。在以下描述中界定的本技术的基本原理可应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及其他未背离本技术精神和范围的其他方案。如图1所示，本技术提供一种气体碳载纯化设备，用于对含有预定量氧气的氮气进行碳载纯化，可节约能耗和耗气量。具体地，所述气体碳载纯化设备包括换热器10、燃烧塔20、干燥塔30以及冷却器40。换热器10用于在气体进入燃烧塔20反应之前对气体进行预热。换热器10采用板式换热器，换热器10具有第一入口、第一出口、第二入口以及第二出口。运行时，含有预定量氧气的混合气体例如普氮气体从换热器10的第一入口进入换热器10内进行预热，混合气体经预热后温度升高。在混合气体通入换热器10的管路上设有压力传感器11，压力传感器11和一个压力表12相连，以检测入口的混合气体的压力并通过压力表12显示压力读数。燃烧塔20和换热器10的第一出口连通，经过预热后的混合气体从换热器10的第一出口进入燃烧塔20内。燃烧塔20内具有碳载催化剂(例如，3093型碳脱氧剂)和加热器，通过加热器加热使得燃烧塔20内的温度达到350℃的反应温度。混合气体中的氧气在高温下和燃烧塔20内的碳载催化剂发生反应产生二氧化碳。燃烧塔20和换热器10的第二入口连通，反应后的混合气体的其中一部分从换热器10的第二入口重新返回至换热器10内对通入的混合气体进行预热。也就是说，在换热器10内进行热交换的是两路气体，其中一路为从换热器10的第一入口通入的混合气体，经过热交换后被预热而温度升高，然后进入燃烧塔20内发生反应；另一路为从燃烧塔20内出来的已经反应完成的混合气体，经过热交换后被降温。进一步地，于本实施例中，燃烧塔20的数量为两个，其中任意一个燃烧塔20底部的出口和另外一个燃烧塔20顶部的入口通过管路连通，使得两个燃烧塔20内的气体可以相互流通，也即其中任意一个燃烧塔20内的高温气体可以从底部流出并从顶部进入另外一个燃烧塔20的内部。两个燃烧塔20轮流切换工作，经换热器10预热后的混合气体依次轮流进入两个燃烧塔本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种气体碳载纯化设备，其特征在于，包括：/n换热器，所述换热器具有第一入口、第一出口、第二入口以及第二出口，含有预定量氧气的混合气体从换热器的所述第一入口进入所述换热器内进行预热；/n燃烧塔，和换热器的所述第一出口连通，经过预热后的混合气体从换热器的所述第一出口进入所述燃烧塔内，混合气体中的氧气和所述燃烧塔内的碳载催化剂发生反应产生二氧化碳，所述燃烧塔和换热器的所述第二入口连通，反应后的混合气体的其中一部分从换热器的所述第二入口重新返回至所述换热器内对通入的混合气体进行预热；/n干燥塔，和燃烧塔连通，反应后的混合气体的另外一部分进入所述干燥塔内以再生纯化所述干燥塔内的干燥剂后排出；/n冷却器，与换热器的所述第二出口和干燥塔均连通，从所述第二入口流入所述换热器内用于预热的混合气体被降温后进入所述冷却器冷却，经所述冷却器冷却后的混合气体进入所述干燥塔内被干燥纯化后排出。/n

【技术特征摘要】
1.一种气体碳载纯化设备，其特征在于，包括：
换热器，所述换热器具有第一入口、第一出口、第二入口以及第二出口，含有预定量氧气的混合气体从换热器的所述第一入口进入所述换热器内进行预热；
燃烧塔，和换热器的所述第一出口连通，经过预热后的混合气体从换热器的所述第一出口进入所述燃烧塔内，混合气体中的氧气和所述燃烧塔内的碳载催化剂发生反应产生二氧化碳，所述燃烧塔和换热器的所述第二入口连通，反应后的混合气体的其中一部分从换热器的所述第二入口重新返回至所述换热器内对通入的混合气体进行预热；
干燥塔，和燃烧塔连通，反应后的混合气体的另外一部分进入所述干燥塔内以再生纯化所述干燥塔内的干燥剂后排出；
冷却器，与换热器的所述第二出口和干燥塔均连通，从所述第二入口流入所述换热器内用于预热的混合气体被降温后进入所述冷却器冷却，经所述冷却器冷却后的混合气体进入所述干燥塔内被干燥纯化后排出。


2.根据权利要求1所述的气体碳载纯化设备，其特征在于，所述燃烧塔的数量大于或等于两个，所有的所述燃烧塔轮流切换工作，经预热后的混合气体依次轮流进入所述燃烧塔内。


3.根据权利要求2所述的气体碳载纯化设备，其特征在于，其中任意一个所述燃烧塔的出口和另一个所述燃烧塔的入口连通，在两个所述燃烧塔切换工作时，其中一个反应结束的所述燃烧塔内部的高温混合气体释放到另一个待反应工作的...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟建军，钟仁洪，
申请(专利权)人：杭州新庆气体设备有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33