一种氦气循环干燥净化系统的制作方法

文档序号:12010743阅读:544来源:国知局

本实用新型涉及氦气的回收净化,尤其涉及一种氦气循环干燥净化系统。



背景技术:

氦气是不可再生的战略资源,广泛应用于国防军工、科研、航空航天、制冷、医疗、光纤、检漏、低温超导、深海潜水、高精度焊接生产等领域。而且氦气资源全球分布严重不均,氦气价格受国际影响因素比较大。

因此氦气回收设备越来收到国内用氦企业的青睐,但是回收提纯后的氦气成分指标又往往制约氦气回收设备的推广,为了达到这些指标,必然造成氦气的损耗,又会影响氦气回收设备的经济效益。

目前市场上的干燥设备大多用于压缩空气的干燥,流量大、压力高,另外设备吸附材料的再生方式一般都是利用干燥气体进行反向吹洗,对于压缩空气来说,反向吹洗的损耗很小,一般为5%左右,这相对与大流量的压缩空气来说,可以忽略不计。但是同样的设备用于氦气干燥,那么反向吹洗的气体如果用氦气的话,氦气价格比较高,损耗的氦气费用也将会是一笔不小的数据,这就降低设备的经济效益。

另外一种方式是加热和抽真空。但是如果吸附桶内径比较大,吸附桶中间的材料可能无法加热到指定温度;另外经加热之后,抽出来气体温度很高,在进入真空泵之前要加冷阱之类的冷却装置,会增加系统的复杂程度,同时,很多工业现场无法提供液氮。



技术实现要素:

本实用新型的主要目的在于提供一种氦气循环干燥净化系统,采用封闭式再生方法,对再生氦气进行回收,不会产生氦气损耗。

为达到以上目的,本实用新型采用的技术方案为:一种氦气循环干燥净化系统,包括进气端与工业生产设备的出气端相连的压缩机和第一端通过第一管道与压缩机的出气端相连的吸附塔,所述吸附塔的第二端通过第二管道与工业生产设备的进气端连接,其特征在于,所述吸附塔具有两个,在第二管道和两个吸附塔的第二端之间还设置有第三管道,在两个吸附塔的第一端与压缩机的进气端还设置有第四管道,第一管道、第二管道、第四管道与吸附塔的连通是可控的。

优选地,所述第一管道在与每个吸附塔的连接处设置有第一控制阀门,所述第二管道在与每个吸附塔的连接处设置有第二控制阀门,所述第三管道在与每个吸附塔的连接处设置有第三阀门,所述第四管道在与每个吸附塔的连接处设置有第四控制阀门。

优选地,在所述第一管道上设置有过滤器。

优选地,在所述第三管道上设置有减压阀。

优选地,所述第三阀门为单向阀,并且所述单向阀沿着进入到吸附塔的方向打开。

优选地,在所述第三管道上还设置有加热器。

优选地,在所述第三管道上且在减压阀和加热器之间还设置有换热器。

优选地,在所述第四管道上设置有冻干机。

优选地,在所述第四管道上且在冻干机之前还设置有换热器。

优选地,位于所述第四管道上的换热器与位于第三管道上的换热器属于同一换热器。

与现有技术相比,本实用新型具有以下有益效果:

1)该系统为全封闭系统,能够实现氦气的使用和干燥的循环过程,减少了氦气的损耗;

2)该系统能够一边使用氦气进行工业生产,一边对吸附塔中的吸附剂进行再生,两者同时进行,提高了生产效率,且避免了拆卸的麻烦;

3)在对吸附剂进行再生时,采用了加热和反向吹扫同时进行,能够有效提高再生的效果,并对反向吹扫用的氦气进行处理后应用到工业生产中,避免了氦气的浪费。

附图说明

图1是根据本实用新型的一个优选实施例的原理图

具体实施方式

以下描述用于揭露本实用新型以使本领域技术人员能够实现本实用新型。以下描述中的优选实施例只作为举例,本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。

一种氦气循环干燥净化系统,包括压缩机1、进气端与压缩机1的出气端相连的过滤器2、吸附塔A3、吸附塔B4,所述过滤器2用以将从工业生产设备11中带来的油污、固体颗粒以及经过压缩机1升压产生的水汽进行过滤,在所述吸附塔A3和吸附塔B4中均放置有用以对氦气进行干燥的吸附剂。所述吸附塔A3和吸附塔B4的下端通过安装有控制阀门5和6的管道相连,所述过滤器2的出气端与控制阀门5和6之间的管道,通过控制阀门5和6能够选择吸附塔A3和吸附塔B4的其中一个作为工作塔,其中一个再生塔,工作塔用以正常的工业生产,通过工作塔内的吸附剂能够对氦气进行干燥和净化,再生塔用以吸附剂的再生。在正常工作时,吸附塔A3和吸附塔B4交替作为工作塔和再生塔,这样既能够保证正常的工业生产,又能够保证吸附剂的不断再生。以下以吸附塔A3作为工作塔、吸附塔B4作为再生塔为例进行描述,此时控制阀门5打开,控制阀门6关闭。

所述吸附塔A3和吸附塔B4的上端通过安装有控制阀门9和10的管道连接,并且此时控制阀门9打开,控制阀门10关闭,在控制阀门9和10之间的管道连接有连接工业生产设备11的入气端的管道12,经过吸附塔A3干燥和净化的氦气进入到工业生产设备11,工业生产设备11的出气端与压缩机1的进气端连接。

在管道12上设置有与吸附塔A3和吸附塔B4相连的管道13,在管道13分别进入到吸附塔A3和吸附塔B4的支路上设置有单向阀14和15,所述单向阀14和15能够使管道13中的氦气进入到吸附塔A3和吸附塔B4中,而不能使吸附塔A3和吸附塔B4中的氦气进入到管道13中。即经过吸附塔A3干燥的氦气一部分用于工业生产,一部分用于吸附剂的再生。

为了使管道13中的气体仅进入再生塔,此时为吸附塔B4,在管道13上设置有减压阀16,所述减压阀16使管道13中的氦气具有较小的压强,由于吸附塔A3中的氦气在压缩机1中进行升压,压强大,所述管道13中的氦气不能将单向阀14打开,而只能从单向阀15中进入到吸附塔B4。

由于减压阀16的减压作用,使得从减压阀16进入到管道13中的氦气的温度很低,为了使进入吸附塔B4的氦气具有较高的温度,在管道13上设置有与减压阀16的出气端连接的加热器17,所述加热器17用以对氦气进行加热。同时,为了使加热器17能够对氦气加热到需要的温度,在管道13上且位于减压阀16与加热器17之间还设置有换热器18,所述换热器18用以对从减压阀16流出的气体进行预热,在进入加热器17之前已经具有一个较高的温度,这样能够尽可能的保证从加热器17流出的氦气的温度能够达到需要的温度。

经过加热器17的氦气进入到吸附塔B4中,对吸附塔B4中的吸附剂进行加热和反向吹扫,吸附剂中的水分加热后在氦气的带动下解析出来并从吸附塔B4的下端被带出,被带出的气体通过管道20进入到压缩机1的进气端,如此往复,一段时间之后,吸附塔B4中的吸附剂完成再生,可以用以工业生产。

为了方便吸附塔A3和吸附塔B4均能在吸附剂再生时将从吸附塔下端排出的氦气经过管道20进入到压缩机1,在吸附塔A3和吸附塔B4的下端分别通过控制阀门7和8连接管道20,当吸附塔B4作为再生塔时,控制阀门7关闭,控制阀门8打开,当吸附塔A3作为再生塔时,控制阀门7打开,控制阀门8关闭。

为了使通过管道20进入到压缩机1的氦气的水分过多,在管道20上设置有冻干机19,所述冻干机19能够使氦气中的水分变成液体并从冻干机19的排水阀21中排出。为了在氦气进入冻干机19之前具有一个较低的温度,在冻干机19之前的管道20经过换热器18用以将管道20中的气体降低到一个较低的温度,这样在氦气进入到冻干机19后,能够尽可能多地将水分转换为液体并排出。需要说明的是,换热器18一方面对管道13中的氦气进行升温,一方面对管道20中的氦气进行降温,能够实现能量的有效利用。

当吸附塔B4再生完成后,将对吸附塔A3中的吸附剂进行再生,将吸附塔B4作为工作塔,此时只需打开控制阀门6,关闭控制阀门5,打开控制阀门7,关闭控制阀门8,打开控制阀门10,关闭控制阀门9,这样从压缩机1出来的氦气进入到吸附塔B4中,吸附塔B4对氦气进行干燥,然后经过干燥后的气体进入到管道12中,管道12中的氦气一部分进入到工业生产设备11中,一部分通过管道13进入到吸附塔A3中,对吸附塔A3中的吸附剂进行再生,从吸附塔A3下端排出的氦气经过控制阀门7进入到管道20中,最后进入到压缩机1中进入下一个循环。上述控制阀门的关闭可以通过控制器进行控制,通过控制器对控制阀门进行控制属于本领域的现有技术,不再详述。整个上述过程都处于封闭的状态下,没有氦气的损耗。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解,本实用新型不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是本实用新型的原理,在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型的范围内。本实用新型要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

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