一种气体纯化装置的制作方法

1.本发明涉及气体纯化处理技术领域，特别是涉及一种气体纯化装置。


背景技术：

2.稳定性同位素的应用越来越广，其分离方法有热扩散法、气体扩散法、离心分离法、激光法、化学交换法、离子交换法及精馏法。但适合工业应用的目前只有低温精馏法。稳定性同位素13c、18o、15n、10b大多是用co、no、bf3低温精馏得到的。co低温精馏中12co/13co理想分离系数为1.01，而实际大多小于1.008，所以要想从天然丰度1.11％13co富集到99％13co，一般需要3000块理论板，所以导致同位素分离级联具有非常大的长度。同时，由于采用乱堆填料，一般塔径都小于100mm，要扩大生产规模，就得采用多管塔。这使得实际生产装置安装起来相当困难。低温精馏分离同位素时，低温精馏塔是主要的设备投资；在生产过程中，回流比高达1000以上，所以低温能耗是主要的生产成本。
3.在现有技术中，已有稳定同位素13co的生产纯化方法。目前，co的纯化方法主要包括精馏法、吸附法以及膜分离法，其中，由于o2、n2以及co的沸点接近，使得精馏难度较大；同时因为o2、n2、co的分子大小相近，难以用吸附的方法除去o2、n2杂质，而在高纯气体的输送和储存过程中，由于采用钢制管道和储罐，系统内由于会不断形成co2、fe、ni金属离子等杂质；受限于技术发展，现阶段膜分离的方法只能分离和co分子大小差别较大的物质，如h2等，难以实现co与o2及n2的分离，使得co的纯化难度大，纯化效果不足。公开号为cn115301040a的中国专利公开了一种13co同位素分离尾气纯化装置，包括依序连通的第一隔膜压缩机、除水塔、吸附塔、脱轻塔、除尘器、第一过滤器、与脱轻塔塔底连通的脱重塔、与脱重塔塔顶连通的第二过滤器及与第二过滤器连通并输出co纯化产品的第二隔膜压缩机；对待纯化co尾气增压除水，并吸附除去尾气中预设种类的气体杂质；对吸附后的尾气除尘过滤；通过脱轻塔和脱重塔对过滤后的尾气进行精馏；过滤并压缩精馏气体，以制得co纯化产品。上述装置结构复杂、冷能消耗大、纯化难度高；同时精馏塔利用率低，造成了生产成本高、生产能力低下的现状。


技术实现要素：

4.本发明主要目的在于提供一种气体纯化装置，以解决上述问题。
5.为达上述目的，本发明提供一种气体纯化装置，包括原料气瓶组、低温冷阱、旋风分离器、常温吸附器、脱重塔、脱轻塔、原料气压缩机和原料气储罐；所述原料气瓶组的出口端通过管道与低温冷阱的左上方的进口端连接；管道延伸到低温冷阱内侧的液氮区内，液氮区内装满了椰子壳的活性炭填料，用来吸附原料气中的二氧化碳和水的杂质，低温冷阱的正下方设置一个加热网丝线，网丝线的下方连接有加热泵，低温冷阱的中间出口端通过管路与旋风分离器的进口端连接；旋风分离器的出口端通过管路与常温吸附器的进口端连接，常温吸附器内的上方出口端通过管路与脱重塔中部的进料口连接，所述脱重塔的上方出料口通过管路与脱轻塔中部的进料口连接，所述脱轻塔的下方出料口通过管路与原料气
压缩机的进口端连接，所述原料气压缩机的出口端与原料气储罐的进口端连接；所述常温吸附器内的上方出口端与脱重塔中部的进料口之间的管路上设置有调节阀；所述脱轻塔的下方出料口与原料气压缩机的进口端之间的管路上设置有分配阀；所述分配阀与调节阀之间通过管路连接。
6.进一步的，所述旋风分离器设置有多个。
7.进一步的，所述分配阀与调节阀之间的管路上设置有加压泵。
8.进一步的，所述原料气储罐设置有多个，多个原料气储罐间通过管路串联。
9.本发明具有以下有益效果：
10.本发明通过设置旋风分离器分离气体中的颗粒杂质，同时降低气体流速，使气体能够更好的与常温吸附器接触，提升常温吸附器的吸附效果；通过气体利用分流，一方面可以稀释杂质气体浓度，便于分离，另一方面，将冷能再次利用，减少冷能消耗，降低生产成本。
附图说明
11.图1为本发明一种气体纯化装置的示意图。
12.其中，1-原料气瓶组；2-低温冷阱；3-旋风分离器；4-常温吸附器；5-调节阀；6-脱重塔；7-脱轻塔；8-原料气压缩机；9-原料气储罐；10-分配阀；11-加压泵；21-液氮区；22-加热网丝线；23-加热泵。
具体实施方式
13.为达成上述目的及功效，本发明所采用的技术手段及构造，结合附图就本发明较佳实施例详加说明其特征与功能。
14.如图1所示，本发明中提供了一种气体纯化装置，包括原料气瓶组1、低温冷阱2、旋风分离器3、常温吸附器4、脱重塔6、脱轻塔7、原料气压缩机8和原料气储罐9；所述原料气瓶组1的出口端通过管道与低温冷阱2的左上方的进口端连接；管道延伸到低温冷阱内侧的液氮区21内，液氮区21内装满了椰子壳的活性炭填料，用来吸附原料气中的二氧化碳和水的杂质；低温冷阱2的正下方设置一个加热网丝线22，加热网丝线22的下方连接有加热泵23，低温冷阱2的中间出口端通过管路与旋风分离器3的进口端连接；旋风分离器3的出口端通过管路与常温吸附器4的进口端连接；通过旋风分离器3分离气体中的颗粒杂质，同时降低气体流速，使气体能够更好的与常温吸附器4接触，提升常温吸附器4的吸附效果；常温吸附器4内的上方出口端通过管路与脱重塔6中部的进料口连接，所述脱重塔6的上方出料口通过管路与脱轻塔7中部的进料口连接；通过脱重塔6和脱轻塔7的精馏，分离气源中的杂质气体；所述脱轻塔7的下方出料口通过管路与原料气压缩机8的进口端连接，所述原料气压缩机8的出口端与原料气储罐9的进口端连接；所述常温吸附器4内的上方出口端与脱重塔6中部的进料口之间的管路上设置有调节阀5；所述脱轻塔7的下方出料口与原料气压缩机8的进口端之间的管路上设置有分配阀10；所述分配阀10与调节阀5之间通过管路连接；从脱轻塔7分离后的气体经分配阀10分配，一部分经原料气压缩机8压缩进入原料气储罐9进行存储，另一部分气体进入调节阀5与从常温吸附器4流出的气体进行融合再进入脱重塔6中，一方面可以稀释杂质气体浓度，便于分离，另一方面，将冷能再次利用，减少冷能消耗，降低生
产成本。
15.在另一实施例中，所述旋风分离器3设置有多个，增强颗粒杂质分离效果和降速效果。
16.在另一实施例中，所述分配阀10与调节阀5之间的管路上设置有加压泵11，便于保证气体流向和混合效果。
17.在另一实施例中，所述原料气储罐9设置有多个，多个原料气储罐9间通过管路串联，保证纯化后的气体能够全部存储。
18.以上所述仅为本发明较佳实施例而已，非全部实施例，任何人应该得知在本发明的启示下做出的结构变化，凡是与本发明具有相同或者相近似的技术方案，均属于本发明的保护范围。


技术特征：
1.一种气体纯化装置，其特征在于，包括原料气瓶组、低温冷阱、旋风分离器、常温吸附器、脱重塔、脱轻塔、原料气压缩机和原料气储罐；所述原料气瓶组的出口端通过管道与低温冷阱的左上方的进口端连接；管道延伸到低温冷阱内侧的液氮区内，液氮区内装满了椰子壳的活性炭填料，用来吸附原料气中的二氧化碳和水的杂质，低温冷阱的正下方设置一个加热网丝线，网丝线的下方连接有加热泵，低温冷阱的中间出口端通过管路与旋风分离器的进口端连接；旋风分离器的出口端通过管路与常温吸附器的进口端连接，常温吸附器内的上方出口端通过管路与脱重塔中部的进料口连接，所述脱重塔的上方出料口通过管路与脱轻塔中部的进料口连接，所述脱轻塔的下方出料口通过管路与原料气压缩机的进口端连接，所述原料气压缩机的出口端与原料气储罐的进口端连接；所述常温吸附器内的上方出口端与脱重塔中部的进料口之间的管路上设置有调节阀；所述脱轻塔的下方出料口与原料气压缩机的进口端之间的管路上设置有分配阀；所述分配阀与调节阀之间通过管路连接。2.如权利要求1所述的一种气体纯化装置，其特征在于，所述旋风分离器设置有多个。3.如权利要求1或2所述的一种气体纯化装置，其特征在于，所述分配阀与调节阀之间的管路上设置有加压泵。4.如权利要求3所述的一种气体纯化装置，其特征在于，所述原料气储罐设置有多个，多个原料气储罐间通过管路串联。

技术总结
本发明公开了一种气体纯化装置，涉及气体纯化处理技术领域。包括原料气瓶组、低温冷阱、旋风分离器、常温吸附器、脱重塔、脱轻塔、原料气压缩机和原料气储罐；所述常温吸附器内的上方出口端与脱重塔中部的进料口之间的管路上设置有调节阀；所述脱轻塔的下方出料口与原料气压缩机的进口端之间的管路上设置有分配阀；所述分配阀与调节阀之间通过管路连接。本发明通过设置旋风分离器分离气体中的颗粒杂质，同时降低气体流速，使气体能够更好的与常温吸附器接触，提升常温吸附器的吸附效果；通过气体利用分流，一方面可以稀释杂质气体浓度，便于分离，另一方面，将冷能再次利用，减少冷能消耗，降低生产成本。降低生产成本。降低生产成本。


技术研发人员：唐俊 刘振兴 阮皓 熊伟 喻海波 曾智斌 叶一鸣 储诚节
受保护的技术使用者：安徽中核桐源科技有限公司
技术研发日：2023.03.29
技术公布日：2023/8/21