一种吸附式气体净化设备制造技术

本实用新型专利技术涉及一种吸附式气体净化设备，它包括至少一个吸附单元、冷却系统和加热系统，每个吸附单元具有至少有两个吸附塔，每两个吸附塔之间均设有加热冷却器；在每个吸附单元内：吸附塔和加热冷却器交替串联在一起；第一吸附塔的进气通道连接原料气输入口和再生气输出口，最后一个吸附塔的排气通道连接原料气输出口和再生气输入口；加热冷却器的导热介质通道分别与加热系统和冷却系统的循环管路连接。由于加热冷却器使再生气在加热过程中保持较高温度、在冷却过程中保持较低温度，再生气使用量明显减少；同时原料气在净化过程中能保持较低温度，净化效果更好。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种气体净化设备，尤其是一种利用吸附材料吸附气体杂质的吸附式气 体净化设备。
技术介绍
吸附式气体净化设备是气体净化领域常用的一种净化设备。它利用硅胶、活性炭、分子 筛等固体吸附材料吸附原料气中的杂质。当固体吸附材料吸附杂质接近饱和状态时，通过加 热使吸附材料再生，分离、释放出被吸附的杂质，吸附材料冷却后恢复吸附能力。吸附式气 体净化设备通常采用两个装有固体吸附材料的吸附塔轮流工作。 一个吸附塔工作时，另外一 个加热再生，然后冷却备用。吸附材料加热再生时， 一般都是将再生用的气体即再生气通过 一个加热器，变成热气体，让这部分热气体通过已经吸附了杂质、需要再生的吸附塔，使吸 附材料加热再生，放出吸附的杂质；然后用再生气，不经过加热器，直接通过已经加热再生 了的吸附塔，将吸附材料冷却(冷吹)备用。再生气一般选用净化后的洁净原料气。由于气体的比热小，为了使再生塔的吸附材料在工作塔的工作时间内就能被充分加热再 生，并冷却到所需的温度，以便使工作塔吸附饱和时能及时切换，用来加热再生和冷吹的再 生气的使用量就比较大，通常为原料气总量的10%以上。尤其是对于含杂质较多的原料气， 其吸附材料量很大，所需要的再生气量就更大，有时高达原料气量的50%以上。为了减少再 生用的再生气量， 一种方法是采用三个吸附塔轮流工作，第一个吸附塔工作时，第二个吸附 塔加热再生，第三个冷却备用。再生气先通过第三个吸附塔冷却吸附材料，然后经过加热器 加热，进入第二个吸附塔加热吸附材料。这样就延长了加热和冷却的时间，减少了所需的再 生气量。但是，在杂质含量高时，再生气的使用量仍然很大。另一种方法是把加热器直接插 入吸附塔内加热吸附材料，这样只需要比较少的再生气从塔内流过，用以增强传热和带走加 热解析出来的杂质气体。采用这种方法，虽然可以减少一部分加热所需要的气体，但是吸附 塔的结构变得复杂，操作时还要特别注意控制加热温度，否则靠近加热器的吸附材料容易过 热；此外，冷却时所需的再生气量仍然比较大
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种吸附式气体净化设备，该净化设备能有效减 少再生气的使用量。本技术解决上述技术问题的技术方案如下 一种吸附式气体净化设备，包括至少一 个吸附单元、冷却系统和加热系统，所述每个吸附单元具有至少两个吸附塔，每两个吸附塔 之间均设有加热器；在每个吸附单元内部第一吸附塔的排气通道与第一加热器的进气通道连接，第一加热器的排气通道与第二吸 附塔的进气通道连接，按这种方式依次连接至最后一个吸附塔；原料气输入口与第一吸附塔的进气通道连接，最后一个吸附塔的排气通道与原料气输出 口连接，连接通道上设有控制阀；再生气输入口与最后一个吸附塔的排气通道(也是再生气的进气通道)连接，第一吸附 塔的进气通道(也是再生气的排气通道)与再生气输出口连接，连接通道上设有控制阀；所述加热系统的循环管路与每个加热器的导热介质通道连接，连接通道上设有控制阀。在上述技术方案的基础上，本技术还可以做如下改进。进一步，每两个吸附塔之间均设有冷却器；在每个吸附单元内部第一吸附塔的排气通道与第一冷却器的进气通道连接，第一冷却器的排气通道与第二吸 附塔的进气通道连接，按这种方式依次连接至最后一个吸附塔；所述冷却系统的循环管路与每个冷却器的导热介质通道连接，连接通道上设有控制阀。进一步，所述加热器和冷却器为一体集成的加热冷却器。需要加热时，使加热过的热导 热介质通过加热冷却器的导热介质通道；需要制冷时，使冷却过的冷导热介质通过加热冷却 器的导热介质通道。进一步，所述吸附单元为至少两个。各个吸附单元轮流工作。进一步，吸附式气体净化设备还包括总加热器；总加热器的进气通道与每个吸附单元第 一吸附塔的进气通道(也是再生气的排气通道)连接，总加热器的排气通道与每个吸附单元 最后一个吸附塔的排气通道(也是再生气的进气通道)连接，连接通道上设有控制阀；总加 热器的导热介质通道与所述加热系统的循环管路连接。这样，用于冷却前一个吸附单元的再 生气，被排放出来后进入总加热器，经总加热器加热后又用于对下一个吸附单元进行加热， 进一步实现了再生气的重复利用，有效利用了冷却用再生气的残余热量。在所述每个吸附单元之间，加热冷却器以并联的方式连接，并联起来的加热冷却器与总加热器串联进而与加热系统的循环管路连接。进一步，吸附式气体净化设备还还包括总冷却器；总冷却器的进气通道与每个吸附单元 最后一个吸附塔的排气通道连接，连接通道上设有控制阀，总冷却器的排气通道与原料气输 出口连接；总冷却器的导热介质通道与所述冷却系统的循环管路连接。总冷却器对净化后的 原料气进行冷却，供下一步工序使用。净化并冷却后的原料气中的一部分可作为再生气直接 对吸附塔进行冷却。在所述每个吸附单元之间，加热冷却器以并联的方式连接，并联起来的加热冷却器与总 冷却器串联进而与制冷系统的循环管路连接。 进一步，所述每个吸附单元有两个吸附塔。 进一步，所述吸附单元有三个。由于加热冷却器在加热或冷却过程中对再生气进行了二次或二次以上加热或冷却，再生 气加热吸附材料时能保持较高的温度，冷却吸附材料时能保持较低的温度，从而减少了再生 气的使用量。同时由于加热冷却器的作用，原料气在被吸附材料吸附杂质时能保持较低的温 度，这就使吸附材料能有更好的吸附能力，提高了吸附净化的效果。附图说明图l为本技术具体实施方式的结构图2为本技术具体实施方式中一个吸附单元的局部放大图。具体实施方式以下结合附图对本技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本技术， 并非用于限定本技术的范围。如图l、图2所示，吸附式气体净化设备由三个吸附单元、 一个冷却系统和一个加热系统 及相应的连接管道所组成。所述三个吸附单元的每一个吸附单元都有第一、第二两个吸附塔 和一个位于两个吸附塔之间的中间加热冷却器。在所述每个吸附单元中第一吸附塔l-l、 2-1、 3-l的排气通道与加热冷却器Hl、 H2、 H3的进气通道连接，加热 冷却器H1、 H2、 H3的排气通道与第二吸附塔l-2、 2-2、 3-2的进气通道相连接；原料气输入口101通过原料气进气阀1、 7、 13与第一吸附塔1-1、 2-1、 3-l的进气通道连 接，第二吸附塔l-2、 2-2、 3-2的排气通道通过原料气排气阀2、 8、 14与原料气输出口 102连接；再生气输入口103通过再生气冷吹阀3、 9、 15与第二吸附塔1-2、 2-2、 3-2的排气通道( 也是再生气的进气通道)连接，第一吸附塔l-l、 2-1、 3-l的进气通道(也是再生气的排气 通道)通过再生气排气阀6、 12、 18与再生气输出口104连接。上述加热冷却器也可以由独立的加热器和冷却器替代，但使用一体集成的加热冷却器有 利于使设备更加简化。其中的冷却器或加热器也可以只保留其一，只是其性能稍差，这些等 同变化都应落入本技术的保护范围。吸附式气体净化设备还包括总加热器H5和总冷却器H4。总加热器H5的进气通道通过每个吸附单元的再生气加热阀4、 10、 16分别与每个吸附单 元第一吸附塔l-l、 2-1、 3-l的进气通道(也是再生气的排气通道)连接，总加热器H5的排 气通道通过每本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种吸附式气体净化设备，包括至少一个吸附单元、冷却系统和加热系统，其特征在于：所述每个吸附单元具有至少两个吸附塔，每两个吸附塔之间均设有加热器；　在每个吸附单元内部：　第一吸附塔（１－１、２－１、３－１）的排气通道与第一加热器（ Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３）的进气通道连接，第一加热器（Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３）的排气通道与第二吸附塔（１－２、２－２、３－２）的进气通道连接，按这种方式依次连接至最后一个吸附塔；　原料气输入口（１０１）与第一吸附塔（１－１、２－１、３－１）的进气通 道连接，最后一个吸附塔（１－２、２－２、３－２）的排气通道与原料气输出口（１０２）连接，连接通道上设有控制阀；　再生气输入口（１０３）与最后一个吸附塔（１－２、２－２、３－２）的排气通道连接，第一吸附塔（１－１、２－１、３－１）的进气 通道与再生气输出口（１０４）连接，连接通道上设有控制阀；　所述加热系统的循环管路与每个加热器的导热介质通道连接，连接通道上设有控制阀。

【技术特征摘要】
1.一种吸附式气体净化设备，包括至少一个吸附单元、冷却系统和加热系统，其特征在于所述每个吸附单元具有至少两个吸附塔，每两个吸附塔之间均设有加热器；在每个吸附单元内部第一吸附塔(1-1、2-1、3-1)的排气通道与第一加热器(H1、H2、H3)的进气通道连接，第一加热器(H1、H2、H3)的排气通道与第二吸附塔(1-2、2-2、3-2)的进气通道连接，按这种方式依次连接至最后一个吸附塔；原料气输入口(101)与第一吸附塔(1-1、2-1、3-1)的进气通道连接，最后一个吸附塔(1-2、2-2、3-2)的排气通道与原料气输出口(102)连接，连接通道上设有控制阀；再生气输入口(103)与最后一个吸附塔(1-2、2-2、3-2)的排气通道连接，第一吸附塔(1-1、2-1、3-1)的进气通道与再生气输出口(104)连接，连接通道上设有控制阀；所述加热系统的循环管路与每个加热器的导热介质通道连接，连接通道上设有控制阀。2.根据权利要求l所述的吸附式气体净化设备，其特征在于每两个吸附塔之间均设有冷却器； 在每个吸附单元内部第一吸附塔(1-1、 2-1、 3-1)的排气通道与第一冷却器(Hl、 H2、 H3)的进气通道连 接，第一冷却器(Hl、 H2、 H3)的排气通道与第二吸附塔(1-2、 2-2、 3-2)的进气通道连 接，按这种方式依次连接至最后一个吸附塔；所述冷却系统的循环管路与每个冷却器的导热介质通道连接，连接通道上设有控制阀3.根据权利要求2所述的吸附式气体净化设备，其特征在于所述加 热器和冷却器为一体集...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨克剑，
申请(专利权)人：北京国能时代能源科技发展有限公司，杨克剑，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]