一种一氧化碳原料气的靶向净化系统技术方案

本申请涉及一氧化碳原料气净化领域，提供一种一氧化碳原料气的靶向净化系统，靶向净化系统包括诊断单元、吸附单元和精馏单元，诊断单元包括控制器和检测器，检测器用于检测一氧化碳原料气中杂质组分和杂质含量，控制器根据杂质组分和对应的杂质含量启动吸附单元和精馏单元中的至少一个用于分离杂质组分。控制器可以根据杂质组分和杂质含量选择采用单吸附、单精馏或者吸附结合精馏的方式净化一氧化碳原料气，针对一氧化碳原料气的纯度变化靶向性地调节相应的净化方式，具有较强的一氧化碳原料气的纯度自适应性，实现一氧化碳原料气的靶向净化。向净化。向净化。

【技术实现步骤摘要】
一种一氧化碳原料气的靶向净化系统


[0001]本申请涉及一氧化碳原料气净化领域，尤其涉及一种一氧化碳原料气的靶向净化系统。

技术介绍

[0002]同位素碳13即
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C在农业、有机化学、药理学和医学等领域的应用越来越广泛，在这些领域中作为示踪原子使用，尤其随着
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C尿素呼气试验大规模应用于医学临床诊断，
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C的需求越来越大。
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C的生产方法有气体扩散法、热扩散法、化学交换法、激光法和一氧化碳(CO)低温精馏法，目前，实现工业应用的只有一氧化碳低温精馏法。一氧化碳低温精馏法是原料一氧化碳气体经过多级精馏获得
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C高丰度的一氧化碳气体。在一氧化碳低温精馏方法中，低温精馏装置是在70K～80K的工作温度进行的，因此对原料一氧化碳气体的纯度要求特别高，否则一氧化碳气体中的杂质在低温精馏装置中会堵塞管道、影响分离效率，严重时会导致低温精馏装置失效。用于一氧化碳(CO)低温精馏法的一氧化碳通过一氧化碳原料气净化后得到。
[0003]一氧化碳原料气的来源比较广泛，一氧化碳原料气中的杂质主要有二氧化碳(CO2)、水(H2O)、氧气(O2)、氮气(N2)和氢气(H2)，因为一氧化碳原料气来源广泛，就导致原料气中一氧化碳的纯度有所差别，并且杂质组分及杂质含量差别较大，这对一氧化碳原料气的净化工艺带来了极大的挑战。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本申请期望提供一种一氧化碳原料气的靶向净化系统，能够适用于杂质组分和/或杂质含量具有差别的一氧化碳原料气。
[0005]为了达到上述目的，本申请提供一氧化碳原料气的靶向净化系统，所述靶向净化系统包括诊断单元、吸附单元和精馏单元，所述诊断单元包括控制器和检测器，所述检测器用于检测一氧化碳原料气中杂质组分和杂质含量，所述控制器根据所述杂质组分和所述杂质含量启动所述吸附单元和所述精馏单元中的至少一个用于分离所述杂质组分。
[0006]一些实施例中，所述吸附单元包括多个吸附模块，所述精馏单元包括多个精馏模块，所述控制器根据所述杂质组分和所述杂质含量启动多个所述吸附模块和多个所述精馏模块中的至少一个。
[0007]一些实施例中，至少两个所述吸附模块的吸附温度不同。
[0008]一些实施例中，至少一个所述吸附模块采用常温吸附，至少一个所述吸附模块采用低温吸附。
[0009]一些实施例中，至少两个所述精馏模块的精馏温度不同。
[0010]一些实施例中，至少两个所述精馏模块的填料不同。
[0011]一些实施例中，至少两个所述吸附模块的吸附剂不同。
[0012]一些实施例中，所述诊断单元包括关系模块，所述关系模块包括映射关系表，所述
映射关系表具有吸附剂类型、杂质组分和吸附性能之间的映射关系，所述控制器能够根据杂质组合和杂质含量查询所述映射关系表，以启动多个所述吸附模块中的至少一个。
[0013]一些实施例中，所述靶向净化系统包括多个撬装集装箱，各个所述吸附模块和各个所述精馏模块分别装配于多个所述撬装集装箱中。
[0014]一些实施例中，所述一氧化碳原料气从焦炉气、重整气或人工煤气中提取。
[0015]本申请实施例的靶向净化系统，能够适用于杂质组分和/或杂质含量具有差别的一氧化碳原料气，在生产过程中，一氧化碳原料气的杂质组分的类别和/或杂质含量变化较大，即一氧化碳原料气的纯度发生变化，检测器可以检测杂质组分和/或杂质含量的变化，控制器可以根据杂质组分和杂质含量选择采用单吸附、单精馏或者吸附结合精馏的方式净化一氧化碳原料气，针对一氧化碳原料气的纯度变化靶向性地调节相应的净化方式，具有较强的一氧化碳原料气的纯度自适应性，保证一氧化碳原料气的净化效果，通过控制器实现在线自动切换净化工艺功能和/或无人值守功能，实现一氧化碳原料气的靶向净化。
附图说明
[0016]图1为本申请一实施例中一氧化碳原料气的靶向净化系统的结构示意图。
[0017]附图标记说明
[0018]诊断单元1；控制器11；检测器12；吸附单元2；吸附模块21；精馏单元3；精馏模块31；第一管路4；第二管路5。
具体实施方式
[0019]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的技术特征可以相互组合，具体实施方式中的详细描述应理解为本申请宗旨的解释说明，不应视为对本申请的不当限制。
[0020]下面结合附图及具体实施例对本申请再做进一步详细的说明。本申请实施例中的“第一”、“第二”等描述，仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含地包括至少一个特征。在本申请实施例的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个、三个等，除非另有明确具体的限定。
[0021]请参阅图1，本申请实施例提供一种一氧化碳原料气的靶向净化系统，靶向净化系统包括诊断单元1、吸附单元2和精馏单元3，诊断单元1包括控制器11和检测器12，检测器12用于检测一氧化碳原料气中杂质组分和杂质含量，控制器11根据杂质组分和杂质含量启动吸附单元2和精馏单元3中的至少一个用于分离杂质组分。也就是说，沿一氧化碳原料气的流动方向，诊断单元1位于吸附单元2和精馏单元3的上游。这样，一氧化碳原料气先经过诊断单元1诊断后再进行吸附和/或精馏分离。
[0022]吸附单元2通过吸附剂的吸附作用将杂质组分吸收至吸附剂的表面。
[0023]精馏单元3利用杂质组分的沸点和一氧化碳气体的沸点不同将杂质组分和一氧化碳气体分离开来。
[0024]杂质含量是指杂质组分在一氧化碳原料气中的占比。
[0025]一实施例中，一氧化碳原料气从焦炉气、重整气或人工煤气中提取。焦炉气是几种烟媒在炼焦炉中经过高温干馏后，在产出焦炭和焦油产品的同时所产生的混合气。重整气
是对高热值天然炼油气进行热解和蒸汽分解后产生的混合气。人工煤气由煤、焦炭等固体燃料或重油等液体燃料经干馏、汽化或裂解等过程所制得的混合气。由于一氧化碳原料气从焦炉气、重整气或人工煤气中提取，不同来源的一氧化碳原料气中的杂质组分和/或杂质含量不同。靶向净化系统可以用于不同来源的一氧化碳原料气的靶向净化(Modular Targeted Purification，MTP)。
[0026]一实施例中，杂质组分包括二氧化碳、水、氧气、氮气、甲烷和氢气中的一种或几种。
[0027]由于一氧化碳原料气的来源不同，一氧化碳原料气中杂质组分和/或杂质组分对应的杂质含量不同，例如，二氧化碳、水、氧气、氮气和/或氢气的含量不同，这样就会影响一氧化碳原料气的净化工艺。示例性的，在杂质组分的类别较少且杂质含量较低的情况下，可以采用单吸附或者单精馏以分离杂质组分，这样，可以节约净化时长和成本。在杂质组分的类别较多和/或杂质含量较高的情况下，可以采用吸附结合精馏的方式，这样可以更彻底更高效地净化一氧化碳原料气，兼顾成本和效率。
[0028]本申请实施例的靶向净化本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种一氧化碳原料气的靶向净化系统，其特征在于，所述靶向净化系统包括诊断单元、吸附单元和精馏单元，所述诊断单元包括控制器和检测器，所述检测器用于检测一氧化碳原料气中杂质组分和杂质含量，所述控制器根据所述杂质组分和所述杂质含量启动所述吸附单元和所述精馏单元中的至少一个用于分离所述杂质组分。2.根据权利要求1所述的靶向净化系统，其特征在于，所述吸附单元包括多个吸附模块，所述精馏单元包括多个精馏模块，所述控制器根据所述杂质组分和所述杂质含量启动多个所述吸附模块和多个所述精馏模块中的至少一个。3.根据权利要求2所述的靶向净化系统，其特征在于，至少两个所述吸附模块的吸附温度不同。4.根据权利要求3所述的靶向净化系统，其特征在于，至少一个所述吸附模块采用常温吸附，至少一个所述吸附模块采用低温吸附。5.根据权利要求2所述的靶向净化系统，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴栋，阮皓，胡石林，张平柱，尹玉国，黄登高，窦勤成，
申请(专利权)人：中国原子能科学研究院，
类型：发明
国别省市：