本實(shí)用新型涉及氦氣的回收凈化，尤其涉及一種氦氣循環(huán)干燥凈化系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

氦氣是不可再生的戰(zhàn)略資源，廣泛應(yīng)用于國(guó)防軍工、科研、航空航天、制冷、醫(yī)療、光纖、檢漏、低溫超導(dǎo)、深海潛水、高精度焊接生產(chǎn)等領(lǐng)域。而且氦氣資源全球分布嚴(yán)重不均，氦氣價(jià)格受國(guó)際影響因素比較大。

因此氦氣回收設(shè)備越來(lái)收到國(guó)內(nèi)用氦企業(yè)的青睞，但是回收提純后的氦氣成分指標(biāo)又往往制約氦氣回收設(shè)備的推廣，為了達(dá)到這些指標(biāo)，必然造成氦氣的損耗，又會(huì)影響氦氣回收設(shè)備的經(jīng)濟(jì)效益。

目前市場(chǎng)上的干燥設(shè)備大多用于壓縮空氣的干燥，流量大、壓力高，另外設(shè)備吸附材料的再生方式一般都是利用干燥氣體進(jìn)行反向吹洗，對(duì)于壓縮空氣來(lái)說(shuō)，反向吹洗的損耗很小，一般為5％左右，這相對(duì)與大流量的壓縮空氣來(lái)說(shuō)，可以忽略不計(jì)。但是同樣的設(shè)備用于氦氣干燥，那么反向吹洗的氣體如果用氦氣的話，氦氣價(jià)格比較高，損耗的氦氣費(fèi)用也將會(huì)是一筆不小的數(shù)據(jù)，這就降低設(shè)備的經(jīng)濟(jì)效益。

另外一種方式是加熱和抽真空。但是如果吸附桶內(nèi)徑比較大，吸附桶中間的材料可能無(wú)法加熱到指定溫度；另外經(jīng)加熱之后，抽出來(lái)氣體溫度很高，在進(jìn)入真空泵之前要加冷阱之類的冷卻裝置，會(huì)增加系統(tǒng)的復(fù)雜程度，同時(shí)，很多工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)無(wú)法提供液氮。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的主要目的在于提供一種氦氣循環(huán)干燥凈化系統(tǒng)，采用封閉式再生方法，對(duì)再生氦氣進(jìn)行回收，不會(huì)產(chǎn)生氦氣損耗。

為達(dá)到以上目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為：一種氦氣循環(huán)干燥凈化系統(tǒng)，包括進(jìn)氣端與工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備的出氣端相連的壓縮機(jī)和第一端通過(guò)第一管道與壓縮機(jī)的出氣端相連的吸附塔，所述吸附塔的第二端通過(guò)第二管道與工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備的進(jìn)氣端連接，其特征在于，所述吸附塔具有兩個(gè)，在第二管道和兩個(gè)吸附塔的第二端之間還設(shè)置有第三管道，在兩個(gè)吸附塔的第一端與壓縮機(jī)的進(jìn)氣端還設(shè)置有第四管道，第一管道、第二管道、第四管道與吸附塔的連通是可控的。

優(yōu)選地，所述第一管道在與每個(gè)吸附塔的連接處設(shè)置有第一控制閥門，所述第二管道在與每個(gè)吸附塔的連接處設(shè)置有第二控制閥門，所述第三管道在與每個(gè)吸附塔的連接處設(shè)置有第三閥門，所述第四管道在與每個(gè)吸附塔的連接處設(shè)置有第四控制閥門。

優(yōu)選地，在所述第一管道上設(shè)置有過(guò)濾器。

優(yōu)選地，在所述第三管道上設(shè)置有減壓閥。

優(yōu)選地，所述第三閥門為單向閥，并且所述單向閥沿著進(jìn)入到吸附塔的方向打開。

優(yōu)選地，在所述第三管道上還設(shè)置有加熱器。

優(yōu)選地，在所述第三管道上且在減壓閥和加熱器之間還設(shè)置有換熱器。

優(yōu)選地，在所述第四管道上設(shè)置有凍干機(jī)。

優(yōu)選地，在所述第四管道上且在凍干機(jī)之前還設(shè)置有換熱器。

優(yōu)選地，位于所述第四管道上的換熱器與位于第三管道上的換熱器屬于同一換熱器。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下有益效果：

1)該系統(tǒng)為全封閉系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)氦氣的使用和干燥的循環(huán)過(guò)程，減少了氦氣的損耗；

2)該系統(tǒng)能夠一邊使用氦氣進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)，一邊對(duì)吸附塔中的吸附劑進(jìn)行再生，兩者同時(shí)進(jìn)行，提高了生產(chǎn)效率，且避免了拆卸的麻煩；

3)在對(duì)吸附劑進(jìn)行再生時(shí)，采用了加熱和反向吹掃同時(shí)進(jìn)行，能夠有效提高再生的效果，并對(duì)反向吹掃用的氦氣進(jìn)行處理后應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)中，避免了氦氣的浪費(fèi)。

附圖說(shuō)明

圖1是根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的原理圖

具體實(shí)施方式

以下描述用于揭露本實(shí)用新型以使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)本實(shí)用新型。以下描述中的優(yōu)選實(shí)施例只作為舉例，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以想到其他顯而易見的變型。

一種氦氣循環(huán)干燥凈化系統(tǒng)，包括壓縮機(jī)1、進(jìn)氣端與壓縮機(jī)1的出氣端相連的過(guò)濾器2、吸附塔A3、吸附塔B4，所述過(guò)濾器2用以將從工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備11中帶來(lái)的油污、固體顆粒以及經(jīng)過(guò)壓縮機(jī)1升壓產(chǎn)生的水汽進(jìn)行過(guò)濾，在所述吸附塔A3和吸附塔B4中均放置有用以對(duì)氦氣進(jìn)行干燥的吸附劑。所述吸附塔A3和吸附塔B4的下端通過(guò)安裝有控制閥門5和6的管道相連，所述過(guò)濾器2的出氣端與控制閥門5和6之間的管道，通過(guò)控制閥門5和6能夠選擇吸附塔A3和吸附塔B4的其中一個(gè)作為工作塔，其中一個(gè)再生塔，工作塔用以正常的工業(yè)生產(chǎn)，通過(guò)工作塔內(nèi)的吸附劑能夠?qū)膺M(jìn)行干燥和凈化，再生塔用以吸附劑的再生。在正常工作時(shí)，吸附塔A3和吸附塔B4交替作為工作塔和再生塔，這樣既能夠保證正常的工業(yè)生產(chǎn)，又能夠保證吸附劑的不斷再生。以下以吸附塔A3作為工作塔、吸附塔B4作為再生塔為例進(jìn)行描述，此時(shí)控制閥門5打開，控制閥門6關(guān)閉。

所述吸附塔A3和吸附塔B4的上端通過(guò)安裝有控制閥門9和10的管道連接，并且此時(shí)控制閥門9打開，控制閥門10關(guān)閉，在控制閥門9和10之間的管道連接有連接工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備11的入氣端的管道12，經(jīng)過(guò)吸附塔A3干燥和凈化的氦氣進(jìn)入到工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備11，工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備11的出氣端與壓縮機(jī)1的進(jìn)氣端連接。

在管道12上設(shè)置有與吸附塔A3和吸附塔B4相連的管道13，在管道13分別進(jìn)入到吸附塔A3和吸附塔B4的支路上設(shè)置有單向閥14和15，所述單向閥14和15能夠使管道13中的氦氣進(jìn)入到吸附塔A3和吸附塔B4中，而不能使吸附塔A3和吸附塔B4中的氦氣進(jìn)入到管道13中。即經(jīng)過(guò)吸附塔A3干燥的氦氣一部分用于工業(yè)生產(chǎn)，一部分用于吸附劑的再生。

為了使管道13中的氣體僅進(jìn)入再生塔，此時(shí)為吸附塔B4，在管道13上設(shè)置有減壓閥16，所述減壓閥16使管道13中的氦氣具有較小的壓強(qiáng)，由于吸附塔A3中的氦氣在壓縮機(jī)1中進(jìn)行升壓，壓強(qiáng)大，所述管道13中的氦氣不能將單向閥14打開，而只能從單向閥15中進(jìn)入到吸附塔B4。

由于減壓閥16的減壓作用，使得從減壓閥16進(jìn)入到管道13中的氦氣的溫度很低，為了使進(jìn)入吸附塔B4的氦氣具有較高的溫度，在管道13上設(shè)置有與減壓閥16的出氣端連接的加熱器17，所述加熱器17用以對(duì)氦氣進(jìn)行加熱。同時(shí)，為了使加熱器17能夠?qū)饧訜岬叫枰臏囟?，在管?3上且位于減壓閥16與加熱器17之間還設(shè)置有換熱器18，所述換熱器18用以對(duì)從減壓閥16流出的氣體進(jìn)行預(yù)熱，在進(jìn)入加熱器17之前已經(jīng)具有一個(gè)較高的溫度，這樣能夠盡可能的保證從加熱器17流出的氦氣的溫度能夠達(dá)到需要的溫度。

經(jīng)過(guò)加熱器17的氦氣進(jìn)入到吸附塔B4中，對(duì)吸附塔B4中的吸附劑進(jìn)行加熱和反向吹掃，吸附劑中的水分加熱后在氦氣的帶動(dòng)下解析出來(lái)并從吸附塔B4的下端被帶出，被帶出的氣體通過(guò)管道20進(jìn)入到壓縮機(jī)1的進(jìn)氣端，如此往復(fù)，一段時(shí)間之后，吸附塔B4中的吸附劑完成再生，可以用以工業(yè)生產(chǎn)。

為了方便吸附塔A3和吸附塔B4均能在吸附劑再生時(shí)將從吸附塔下端排出的氦氣經(jīng)過(guò)管道20進(jìn)入到壓縮機(jī)1，在吸附塔A3和吸附塔B4的下端分別通過(guò)控制閥門7和8連接管道20，當(dāng)吸附塔B4作為再生塔時(shí)，控制閥門7關(guān)閉，控制閥門8打開，當(dāng)吸附塔A3作為再生塔時(shí)，控制閥門7打開，控制閥門8關(guān)閉。

為了使通過(guò)管道20進(jìn)入到壓縮機(jī)1的氦氣的水分過(guò)多，在管道20上設(shè)置有凍干機(jī)19，所述凍干機(jī)19能夠使氦氣中的水分變成液體并從凍干機(jī)19的排水閥21中排出。為了在氦氣進(jìn)入凍干機(jī)19之前具有一個(gè)較低的溫度，在凍干機(jī)19之前的管道20經(jīng)過(guò)換熱器18用以將管道20中的氣體降低到一個(gè)較低的溫度，這樣在氦氣進(jìn)入到凍干機(jī)19后，能夠盡可能多地將水分轉(zhuǎn)換為液體并排出。需要說(shuō)明的是，換熱器18一方面對(duì)管道13中的氦氣進(jìn)行升溫，一方面對(duì)管道20中的氦氣進(jìn)行降溫，能夠?qū)崿F(xiàn)能量的有效利用。

當(dāng)吸附塔B4再生完成后，將對(duì)吸附塔A3中的吸附劑進(jìn)行再生，將吸附塔B4作為工作塔，此時(shí)只需打開控制閥門6，關(guān)閉控制閥門5，打開控制閥門7，關(guān)閉控制閥門8，打開控制閥門10，關(guān)閉控制閥門9，這樣從壓縮機(jī)1出來(lái)的氦氣進(jìn)入到吸附塔B4中，吸附塔B4對(duì)氦氣進(jìn)行干燥，然后經(jīng)過(guò)干燥后的氣體進(jìn)入到管道12中，管道12中的氦氣一部分進(jìn)入到工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備11中，一部分通過(guò)管道13進(jìn)入到吸附塔A3中，對(duì)吸附塔A3中的吸附劑進(jìn)行再生，從吸附塔A3下端排出的氦氣經(jīng)過(guò)控制閥門7進(jìn)入到管道20中，最后進(jìn)入到壓縮機(jī)1中進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)。上述控制閥門的關(guān)閉可以通過(guò)控制器進(jìn)行控制，通過(guò)控制器對(duì)控制閥門進(jìn)行控制屬于本領(lǐng)域的現(xiàn)有技術(shù)，不再詳述。整個(gè)上述過(guò)程都處于封閉的狀態(tài)下，沒(méi)有氦氣的損耗。

以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理、主要特征和本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書中描述的只是本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下本實(shí)用新型還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型的范圍內(nèi)。本實(shí)用新型要求的保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等同物界定。