吸附系统的换热装置及方法与流程

本发明涉及一种吸附系统的换热装置及方法，属节能环保设备技术领域。

背景技术：

吸附系统应用于很多场景、包括化工、环保、食品等领域。气体提纯（如多晶硅氢气提纯，化工尾气净化等），voc废气治理等都需要用到吸附系统或相关工艺。众所周知的是，吸附过程是一个强放热过程，而脱附过程是一个强吸热过程，因此在吸附的时候需要对其进行冷却，脱附过程需要对其进行升温。目前比较常见的做法是先在吸附柱内加换热管，然后吸附时通冷却水或其他温度较低的物料对其进行冷却，脱附的时候通高温水或其他温度较高的物料对其进行加热。在吸附转脱附或脱附转吸附时，换热管内的物料会急热或急冷，此时由于温差导致的应力容易使换热管与管架的的连接处拉裂，从而损坏设备，特别是吸附系统作为重要或关键装置的时候，急冷或急热的风险非常大。为了解决上述问题，部分厂家采用冷却或加热介质缓慢进入吸附柱换热管的做法，改法可以在一定程度上延缓吸附系统的使用寿命，但是治标不治本。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述不足，提供了一种吸附系统的换热装置及方法，通过换热器对吸附柱内的换热管的换热介质缓慢升温或者缓慢降温，大大降低温变产生的应力，从而从根本上避免急冷急热造成的设备损坏。

本发明的目的是这样实现的：

一种吸附系统的换热装置，包括吸附柱，所述吸附柱包括换热管和用于固定换热管的管架，还包括储水罐和换热器，所述换热管、储水罐和换热器通过管路依次连接形成循环回路，所述储水罐和换热器之间设有水泵，所述换热器包括循环水进口、循环水出口、换热水进口和换热水出口。

优选的，所述换热水进口通过热水进口管路连接热水源，所述换热水进口通过冷水进口管路连接冷水源，所述热水进口管路上设有热水进口阀门，所述冷水进口管路上设有冷水进口阀门。

优选的，所述换热水出口分别连接热水出口管路和冷水出口管路，所述热水出口管路上设有热水出口阀门，所述冷水出口管路上设有冷水出口阀门。

一种吸附系统的换热方法，采用上述装置，包括以下步骤：

步骤一、给储水罐进行补水，开启水泵，循环水在循环回路运转对吸附柱进行换热；

步骤二、吸附时，打开冷水进口阀门，对吸附柱循环水进行冷却，控制冷却速度；

步骤三、冷却到所需温度时，关闭冷水进口阀门；

步骤四、脱附时，打开热水进口阀门，对吸附柱循环水进行加热，控制加热速度。

优选的，所述步骤二的冷却速度设置在0.5-10℃/min。

优选的，所述步骤四的加热速度设置在0.5-10℃/min。

本发明的有益效果是：

本发明通过换热器对吸附柱内的换热管的换热介质缓慢升温或者缓慢降温，大大降低温变产生的应力，从而从根本上避免急冷急热造成的设备损坏。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

其中：吸附柱1；换热管2；管架3；储水罐4；换热器5；循环水进口5.1；循环水出口5.2；换热水进口5.3；换热水出口5.4；水泵6；热水进口管路7；冷水进口管路8；热水进口阀门9；冷水进口阀门10；热水出口管路11；冷水出口管路12；热水出口阀门13；冷水出口阀门14。

具体实施方式

参见图1，一种吸附系统的换热装置，包括吸附柱1，所述吸附柱1包括换热管2和用于固定换热管2的管架3，还包括储水罐4和换热器5，所述换热管2、储水罐4和换热器5通过管路依次连接形成循环回路，所述储水罐4和换热器5之间设有水泵6，所述换热器5包括循环水进口5.1、循环水出口5.2、换热水进口5.3和换热水出口5.4。

所述换热水进口5.3通过热水进口管路7连接热水源，所述换热水进口5.3通过冷水进口管路8连接冷水源，所述热水进口管路7上设有热水进口阀门9，所述冷水进口管路8上设有冷水进口阀门10。

所述换热水出口5.4分别连接热水出口管路11和冷水出口管路12，所述热水出口管路11上设有热水出口阀门13，所述冷水出口管路12上设有冷水出口阀门14。

一种吸附系统的换热方法，采用上述装置，包括以下步骤：

步骤一、给储水罐进行补水，开启水泵，循环水在循环回路运转对吸附柱进行换热；

步骤二、吸附时，打开冷水进口阀门，冷水源对吸附柱循环水进行换热冷却，冷却速度设置在0.5-10℃/min。；

步骤三、冷却到所需温度时，关闭冷水进口阀门；

步骤四、脱附时，打开热水进口阀门，热水源对吸附柱循环水进行换热加热，加热速度设置在0.5-10℃/min。

通过换热器对循环水进行换热并控制换热速度，实现对吸附柱的间接换热，换热管内的循环水缓慢升温或缓慢降温，大大降低了温变产生的应力，避免急热或急冷，提高了设备的使用寿命。

除上述实施例外，本发明还包括有其他实施方式，凡采用等同变换或者等效替换方式形成的技术方案，均应落入本发明权利要求的保护范围之内。