專利名稱：吸附式氣體凈化設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種氣體凈化設(shè)備，尤其是一種利用吸附材料吸附氣體雜質(zhì)的吸附式氣體凈化設(shè)備。
背景技術(shù)：
吸附式氣體凈化設(shè)備是氣體凈化領(lǐng)域常用的一種凈化設(shè)備。它利用硅膠、活性炭、 分子篩等固體吸附材料吸附原料氣中的雜質(zhì)。當(dāng)固體吸附材料吸附雜質(zhì)接近飽和狀態(tài)時， 通過加熱使吸附材料再生，分離、釋放出被吸附的雜質(zhì)，吸附材料冷卻后恢復(fù)吸附能力。吸 附式氣體凈化設(shè)備通常采用兩個裝有固體吸附材料的吸附塔輪流工作。一個吸附塔工作 時，另外一個加熱再生，然后冷卻備用。吸附材料加熱再生時，一般都是將再生用的氣體即 再生氣通過一個加熱器，變成熱氣體，讓這部分熱氣體通過已經(jīng)吸附了雜質(zhì)、需要再生的吸 附塔，使吸附材料加熱再生，放出吸附的雜質(zhì)；然后用再生氣，不經(jīng)過加熱器，直接通過已經(jīng) 加熱再生了的吸附塔，將吸附材料冷卻(冷吹)備用。再生氣一般選用凈化后的潔凈原料 氣。由于氣體的比熱小，為了使需要再生的塔的吸附材料在工作塔的一個周期的工作 時間內(nèi)就能被充分加熱再生，并冷卻到所需的溫度，以便使工作塔吸附飽和時能及時切換， 用來加熱再生和冷吹的再生氣的使用量就比較大，通常為原料氣總量的10%以上。尤其是 對于含雜質(zhì)較多的原料氣，其吸附材料量很大，所需要的再生用的潔凈氣量就更大，有時高 達原料氣量的50%以上。為了減少再生用的再生氣量，有一種方法是采用三個吸附塔輪流工作，第一個吸 附塔工作時，第二個吸附塔加熱再生，第三個冷卻備用。再生氣先通過第三個吸附塔冷卻吸 附材料，然后經(jīng)過加熱器加熱，進入第二個吸附塔加熱吸附材料。這樣就延長了加熱和冷卻 的時間，減少了所需的再生氣量。但是，在雜質(zhì)含量高時，再生氣的使用量仍然很大。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于避免現(xiàn)有技術(shù)的不足提供一種有效減少再生氣的使用量， 并且提高凈化的效果的吸附式氣體凈化設(shè)備。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取的技術(shù)方案為一種吸附式氣體凈化裝置，包括 有吸附塔，在吸附塔的原料進氣管上設(shè)有原料氣進氣閥，在吸附塔的原料排氣管上設(shè)有原 料氣排氣閥，所述的吸附塔內(nèi)設(shè)有熱交換器，所述的熱交換器通過加熱管道與加熱系統(tǒng)相 連接，在加熱管道上設(shè)有加熱閥門；所述的熱交換器通過冷凍管道與冷卻系統(tǒng)相連接，在冷 凍管道上設(shè)有冷凍閥門。進一步，在所述的吸附塔下方連接有再生氣進氣管，在再生氣進氣管上設(shè)有再生 氣進氣閥，在吸附塔的上方連接有再生氣排氣管，在再生氣排氣管上設(shè)有再生氣排氣閥；在 再生氣排氣管上還連接有原料氣回收管，在原料氣回收管上設(shè)有原料氣泄壓閥。進一步，所述的加熱系統(tǒng)為導(dǎo)熱油加熱系統(tǒng)或蒸汽加熱系統(tǒng)。所述的制冷系統(tǒng)為導(dǎo)熱油冷卻系統(tǒng)或水冷卻系統(tǒng)。進一步，所述的原料氣進氣閥、原料氣排氣閥、再生氣進氣閥、再生氣排氣閥、原料 氣泄壓閥、加熱閥門、冷凍閥門均為程控閥門。進一步，所述的吸附式氣體凈化裝置包括有一個吸附塔。進一步，所述的吸附式氣體凈化裝置包括有至少兩個吸附塔。進一步，所述至少兩個吸附塔的原料進氣管與原料進氣總管相連通；吸附塔的原 料出氣管與原料出氣總管相連通。進一步，與至少兩個吸附塔內(nèi)的熱交換器相連通的加熱管道與加熱總管道相連 通；與至少兩個吸附塔內(nèi)的熱交換器相連通的冷凍管道與冷凍總管道相連通。進一步，在至少兩個吸附塔下方設(shè)有的再生氣進氣管與再生氣進氣總管相連通； 在至少兩個吸附塔上方設(shè)有的再生氣出氣管與再生氣出氣總管相連通；所述的再生氣出氣 管與再生氣出氣總管相連通；所述的原料氣回收管與原料氣回收總管相連通。進一步，所述的吸附塔至少設(shè)有三個，各吸附塔之間設(shè)有連接管道，連接管道一端 與其中一個吸附塔的再生氣進氣管相連通，連接管道另一端與相鄰吸附塔的再生氣排氣管 相連通，在連接管道上設(shè)有閥門，且所述相鄰吸附塔之間的再生氣管道閥門也為程控閥門。本實用新型的有益效果是采用一個吸附塔時，本實用新型凈化工作只能是斷續(xù) 的，但是，由于采用內(nèi)置熱交換器的方案，吸附材料的加熱和冷卻都是直接由加熱系統(tǒng)和冷 卻系統(tǒng)通過內(nèi)置熱交換器來進行的，傳熱溫差大、傳熱效果要好的多，可以縮短再生加熱和 冷卻的時間，減少了再生氣量。同時由于吸附工作時溫度較低，吸附凈化的效果也更好。采用多個塔時，可以實現(xiàn)連續(xù)工作，并更有效的使需要再生的塔的吸附材料在工 作塔的一個周期的工作時間內(nèi)就能被充分加熱再生，并冷卻到所需的溫度，使工作塔吸附 飽和時能及時切換，并減少了再生氣量，提高了凈化效果。

圖1為本實用新型實施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型實施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實用新型實施例3的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本實用 新型，并非用于限定本實用新型的范圍。實施例1 如圖1所示，一種吸附式氣體凈化裝置，包括有一個吸附塔1，在吸附塔 1的原料進氣管11上設(shè)有原料氣進氣閥12，在吸附塔1的原料排氣管13上設(shè)有原料氣排氣 閥14，所述的吸附塔1內(nèi)設(shè)有熱交換器2，所述的熱交換器2通過加熱管道21與加熱系統(tǒng) 3相連接，在加熱管道21上設(shè)有加熱閥門221、222 ；所述的熱交換器2通過冷凍管道23與 冷卻系統(tǒng)4相連接，在冷凍管道23上設(shè)有冷凍閥門241、242。在所述的吸附塔1下方連接 有再生氣進氣管15，在再生氣進氣管15上設(shè)有再生氣進氣閥16，在吸附塔1的上方連接有 再生氣排氣管17，在再生氣排氣管17上設(shè)有再生氣排氣閥18 ；在再生氣排氣管18上還連 接有原料氣回收管19，在原料氣回收管上設(shè)有原料氣泄壓閥20。所述的加熱系統(tǒng)3為導(dǎo)熱油加熱系統(tǒng)。所述的制冷系統(tǒng)4為導(dǎo)熱油制冷系統(tǒng)。所述的原料氣進氣閥12、原料氣排氣 閥14、再生氣進氣閥16、再生氣排氣管18、原料氣泄壓閥20、加熱閥門221、加熱閥門222、 冷凍閥門241、冷凍閥門242均采用程控閥門。工作時，原料氣101經(jīng)原料進氣管11進入吸附塔1內(nèi)，雜質(zhì)在吸附塔中被吸附，凈 化后的原料氣102從原料排氣管13出來；當(dāng)吸附材料飽和時，關(guān)閉原料氣進氣閥12和原料 氣排氣閥14，打開原料氣泄壓閥20，讓塔內(nèi)的原料氣進入原料氣回收管道19，卸壓后關(guān)閉 原料氣泄壓閥20 ；再打開再生氣進氣閥16和再生氣排氣閥18，讓再生氣103通過吸附塔 1，帶走雜質(zhì)氣體放空104。同時，打開加熱閥門221和加熱閥門222，讓加熱系統(tǒng)3的熱介 質(zhì)通過熱交換器2，升高吸附塔內(nèi)吸附材料的溫度，使吸附材料得到再生。吸附材料再生時 放出的雜質(zhì)，由再生氣體帶走。加熱再生完成后，關(guān)閉加熱閥門221和加熱閥門222，打開 冷凍閥門241和冷凍閥門242，讓冷卻系統(tǒng)4的冷介質(zhì)通過熱交換器2，降低吸附材料的溫 度。此時，再生氣仍然通過再生氣進氣管15和再生氣排氣管17從吸附塔內(nèi)流過，起到增強 傳熱和帶走熱量的作用；冷卻完成后，關(guān)閉冷凍閥門241、冷凍閥門242、再生氣進氣閥16、 再生氣排氣閥18，打開原料氣進氣閥12和原料氣出氣閥14，又可以開始凈化工作。凈化工 作時，也可以保 持冷凍閥門241、冷凍閥門242打開，讓冷卻系統(tǒng)4的冷介質(zhì)通過熱交換器 2，繼續(xù)降低吸附材料的溫度。實施例2 見圖2，與實施例1相同，不同的是所述的吸附式氣體凈化裝置包括有兩 個吸附塔1，所述至少兩個吸附塔的原料進氣管與原料進氣總管50相連通；吸附塔的原料 出氣管與原料出氣總管60相連通。與兩個吸附塔內(nèi)的熱交換器2相連通的加熱管道與加 熱總管道70相連通；與兩個吸附塔內(nèi)的熱交換器2相連通的冷凍管道與冷凍總管道80相 連通。在兩個吸附塔下方設(shè)有的再生氣進氣管與再生氣進氣總管90相連通；在兩個吸附塔 上方設(shè)有的再生氣出氣管與再生氣出氣總管100相連通；所述的原料氣回收管與原料氣回 收總管110相連通。為了能夠連續(xù)工作，所述兩個吸附塔輪流工作，一個塔工作時，另一個塔加熱再生 并冷卻，見圖2，原料氣進氣101以并聯(lián)方式與兩個塔的原料氣進氣閥相連接；原料氣排氣 以并聯(lián)方式與兩個塔的原料氣排氣閥相連接；再生氣進氣103以并聯(lián)方式與兩個塔的再生 氣進氣閥相連接；再生氣排氣104以并聯(lián)方式與兩個塔的再生氣排氣閥相連接；原料氣回 收管道以并聯(lián)方式與兩個塔的原料氣卸壓閥相連接；同樣，加熱系統(tǒng)3以并聯(lián)方式通過兩 個塔的加熱閥門與熱交換器2相連接；冷卻系統(tǒng)4以并聯(lián)方式通過兩個塔的冷卻閥門與熱 交換器2相連接。當(dāng)一個吸附塔工作，另一個吸附塔需要加熱再生并冷卻備用時，工作的吸附塔原 料氣進氣閥和原料氣排氣閥打開，其余閥門都關(guān)閉，原料氣101經(jīng)原料氣進氣閥進入吸附 塔，雜質(zhì)在吸附塔中被吸附，凈化后的原料氣102從原料氣排氣閥出來。此時，進行加熱再生并冷卻備用的吸附塔原料氣進氣閥和原料氣排氣閥是關(guān)閉狀 態(tài)，先打開原料氣卸壓閥，讓備用的吸附塔內(nèi)的原料氣進入原料氣回收105，卸壓后關(guān)閉原 料氣卸壓閥；再打開再生氣進氣閥和再生氣排氣閥，讓再生氣103通過備用的吸附塔，帶走 雜質(zhì)氣體放空到104。同時，打開加熱閥門，讓加熱系統(tǒng)3的熱介質(zhì)通過熱交換器，升高備用 吸附塔內(nèi)吸附材料的溫度，使吸附材料得到再生。吸附材料再生時放出的雜質(zhì)，由再生氣體 帶走。加熱再生完成后，關(guān)閉加熱閥門，打開冷卻閥門，讓冷卻系統(tǒng)4的冷介質(zhì)通過熱交換器，降低吸附材料的溫度。此時，再生氣仍然通過再生氣進氣閥和再生氣排氣閥從吸附塔內(nèi) 流過，起到增強傳熱和帶走熱量的作用；冷卻完成后，關(guān)閉再生氣進氣閥和再生氣排氣閥、 冷卻閥門備用。當(dāng)工作的吸附塔工作飽和、需要加熱再生并冷卻，而備用的吸附塔需要工作時，則 將備用吸附塔的原料氣進氣閥門和原料氣排氣閥門打開，其余閥門都關(guān)閉，原料氣101經(jīng) 原料氣進氣管進入吸附塔，雜質(zhì)在吸附塔中被吸附，凈化后的原料氣102從原料氣排氣管 出來；此時可以對工作后的吸附塔進行加熱再生并冷卻。由此方法兩個吸附塔循環(huán)工作，實 現(xiàn)了連續(xù)的氣體凈化。實施例3，見圖3，與實施例2相同，不同的是，所述的吸附塔為三個。且所述的三 個吸附塔之間設(shè)有連接管道5，連接管道5 —端與其中一個吸附塔的再生氣進氣管相連通， 另一端與相鄰吸附塔的再生氣排氣管相連通，在連接管道上設(shè)有閥門51。如果想進一步減少加熱所需要的熱量，和減少再生所需要的再生氣量，可以采用 三塔的方案。 三塔方案的連接方法和兩塔方案基本相同，都是并聯(lián)方式連接。不同之處只是，在 每兩個鄰近的吸附塔之間又多加一個連接管道5和閥門51。見圖3，在其中每一個吸附塔 的再生氣排氣管和相鄰吸附塔的再生氣進氣管之間，通過連接管道5用閥門51相連接。三塔方案的運行過程和常規(guī)的三塔凈化方案基本相同，不同的只是加熱系統(tǒng)和冷 卻系統(tǒng)的操作。例如，當(dāng)?shù)谝晃剿_始工作、而相鄰的第二吸附塔加熱已完成需要冷 卻、第三吸附塔則剛工作完畢需要加熱再生時，先打開第一吸附塔的原料氣進氣和排氣閥 門，讓第一吸附塔投入工作；關(guān)閉第三個吸附塔的原料進氣和排氣閥，停止第三吸附塔的凈 化工作，并打開第三吸附塔的原料氣泄壓閥，放出第三吸附塔內(nèi)的原料氣后再關(guān)閉原料氣 泄壓閥，并打開第三吸附塔的再生氣排氣閥，再打開第三吸附塔的加熱閥門讓加熱系統(tǒng)3 的熱介質(zhì)通過第三吸附塔的熱交換器，升高第三吸附塔內(nèi)吸附材料的溫度，使吸附材料得 到再生。同時，打開第二吸附塔的冷卻閥門，讓冷卻系統(tǒng)4的冷介質(zhì)通過第二吸附塔內(nèi)的熱 交換器，降低第二吸附塔內(nèi)吸附材料的溫度，再打開第二吸附塔的再生氣進氣和閥門51，讓 再生氣進入第二吸附塔，起到增強傳熱和帶走熱量的作用，此時，第二吸附塔內(nèi)的再生氣從 閥門51流出后進入第三吸附塔，就把第二吸附塔的熱量帶給第三吸附塔，加熱第三吸附塔 的吸附材料，這就減少了加熱系統(tǒng)3所需要提供的熱量，最后再生氣從第三吸附塔的再生 氣排氣閥排出104。采用三塔方案，其特點是每個塔的加熱時間和冷卻時間都幾乎和塔的工作時間相 等，在第一個塔工作時，第二個塔冷卻、第三個塔加熱。而兩塔方案中，在第一個塔工作的時 間內(nèi)，第二個塔必須完成加熱和冷卻這兩個步驟，也就是說加熱時間和冷卻時間大約只是 工作時間的一半。這樣，兩塔方案就必須在單位時間內(nèi)有更大的加熱量和冷卻能力，同時也 需要有大的再生氣量以增強傳熱。因此，采用本實用新型的三塔方案可以最大限度的減少 加熱所需要的熱負荷，特別是減少潔凈的再生氣量，并能夠提高凈化的效果。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，并不用以限制本實用新型，凡在本實用 新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保 護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求一種吸附式氣體凈化裝置，包括有吸附塔，在吸附塔的原料進氣管上設(shè)有原料氣進氣閥，在吸附塔的原料排氣管上設(shè)有原料氣排氣閥，其特征在于，所述的吸附塔內(nèi)設(shè)有熱交換器，所述的熱交換器通過加熱管道與加熱系統(tǒng)相連接，在加熱管道上設(shè)有加熱閥門；所述的熱交換器通過冷凍管道與冷卻系統(tǒng)相連接，在冷凍管道上設(shè)有冷凍閥門。
2.如權(quán)利要求1所述的吸附式氣體凈化裝置，其特征在于，在所述的吸附塔下方連接 有再生氣進氣管，在再生氣進氣管上設(shè)有再生氣進氣閥，在吸附塔的上方連接有再生氣排 氣管，在再生氣排氣管上設(shè)有再生氣排氣閥；在再生氣排氣管上還連接有原料氣回收管，在 原料氣回收管上設(shè)有原料氣泄壓閥。
3.如權(quán)利要求1所述的吸附式氣體凈化裝置，其特征在于，所述的加熱系統(tǒng)為導(dǎo)熱油 加熱系統(tǒng)或蒸汽加熱系統(tǒng)；所述的制冷系統(tǒng)為導(dǎo)熱油冷卻系統(tǒng)或水冷卻系統(tǒng)。
4.如權(quán)利要求1至3任一所述的吸附式氣體凈化裝置，其特征在于，所述的原料氣進氣 閥、原料氣排氣閥、再生氣進氣閥、再生氣排氣閥、原料氣泄壓閥、加熱閥門、冷凍閥門均為 程控閥門。
5.如權(quán)利要求1至3任一所述的吸附式氣體凈化裝置，其特征在于，所述的吸附式氣體 凈化裝置包括有一個吸附塔
6.如權(quán)利要求1至3任一所述的吸附式氣體凈化裝置，其特征在于，所述的吸附式氣體 凈化裝置包括有至少兩個吸附塔。
7.如權(quán)利要求6所述的吸附式氣體凈化裝置，其特征在于，所述至少兩個吸附塔的原 料進氣管與原料進氣總管相連通；吸附塔的原料出氣管與原料出氣總管相連通。
8.如權(quán)利要求6所述的吸附式氣體凈化裝置，其特征在于，與所述熱交換器相連通的 加熱管道與加熱總管道相連通；與熱交換器相連通的冷凍管道與冷凍總管道相連通。
9.如權(quán)利要求6所述的吸附式氣體凈化裝置，其特征在于，所述的再生氣進氣管與再 生氣進氣總管相連通；所述的再生氣出氣管與再生氣出氣總管相連通；所述的原料氣回收 管與原料氣回收總管相連通。
10.如權(quán)利要求6所述的吸附式氣體凈化裝置，其特征在于，所述的吸附塔至少設(shè)有三 個，各吸附塔之間設(shè)有連接管道，連接管道一端與其中一個吸附塔的再生氣進氣管相連通， 連接管道另一端與相鄰吸附塔的再生氣排氣管相連通，在連接管道上設(shè)有閥門，所述的閥 門為普通閥門或程控閥門。
專利摘要本實用新型涉及一種吸附式氣體凈化設(shè)備，包括有吸附塔，在吸附塔的原料進氣管上設(shè)有原料氣進氣閥，在吸附塔的原料排氣管上設(shè)有原料氣排氣閥，所述的吸附塔內(nèi)設(shè)有熱交換器，所述的熱交換器通過加熱管道與加熱系統(tǒng)相連接，在加熱管道上設(shè)有加熱閥門；所述的熱交換器通過冷凍管道與冷卻系統(tǒng)相連接，在冷凍管道上設(shè)有冷凍閥門。本實用新型的優(yōu)點是由于內(nèi)置的熱交換器使吸附塔在加熱過程中能保持較高溫度、在冷卻過程中保持較低溫度，使得再生氣使用量明顯減少，而且凈化效果更好。
文檔編號B01D53/04GK201572595SQ20102030044
公開日2010年9月8日 申請日期2010年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月11日
發(fā)明者楊克劍 申請人:北京國能時代能源科技發(fā)展有限公司;楊克劍