一种U型管式的气体变温吸附净化装置

本技术涉及气体的分离净化与纯化，特别是一种u型管式的气体变温吸附净化装置。

背景技术：

1、变温吸附是利用吸附剂的平衡吸附量随温度升高而降低的特性，采用常温吸附、升温脱附的操作方法。除吸附和脱附外，整个变温吸附操作中还包括对脱附后的吸附剂进行干燥、冷却等辅助环节。吸附剂在常温或低温下吸附希望被吸附的杂质，通过提高温度使被吸附物质从吸附剂解吸出来，吸附剂自己则同时被再生，然后再降温到吸附温度，进入下一个吸附循环。

2、现有的控温吸附技术主要有以下两种：

3、1、一种是金属反应直管，在管中插入加热棒，达到升温效果，在管道外部，包裹床层，达到密闭、保温效果，这种床层类似于固定床，可以开膛降温。然而，针对这种控温技术，加热棒升温容易，降温困难；对于密闭性要求很高，床层的材料要求较为严格；加热棒无法使整个反应管受热均匀，有时需要分段控温，成本高；吸附量不高；

4、2、一种是玻璃直管，在管的外部缠绕铜丝。铜丝是空心的，里面进行液体循环，达到控制温度的效果，铜丝导热系数高、延展性好。然而，针对这种控温技术，铜丝内部循环的液体温度需要很低，并且传热需要时间；温度太低，容易造成堵塞；铜管长期在液体中进行循环容易生锈，造成堵塞；升温降温周期长；铜管内如果有空气，会导致循环不彻底，温度控制效果不好。

5、中国专利申请号cn202222116441.0公开了一种变温吸附器，所述变温吸附器包括：吸附器主体、柱心换热管和多个螺旋盘管。柱心换热管和螺旋盘管均设在吸附器主体内，柱心换热管的第一端为第一换热介质出口，多个螺旋盘管相互连接以组成多层的换热管组，柱心换热管位于换热管组的最内层，换热管组的第一端为第一换热介质进口，换热管组的第二端与柱心换热管的第二端相连。换热介质通过该换热管的第一换热介质进口流入变温吸附器，逐步流向吸附器主体的中心部位，从而实现由外向内的对吸附剂均匀加热，最终从第一换热介质出口流出吸附器主体。该变温吸附器主要解决的是介质流量不均造成的换热不均衡的问题，但是其变温吸附时不便于调节和维持温度，而且吸附量不大。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是要解决现有技术中存在的不足，提供一种u型管式的气体变温吸附净化装置。

2、为达到上述目的，本实用新型是按照以下技术方案实施的：

3、一种u型管式的气体变温吸附净化装置，包括不锈钢罐体，不锈钢罐体顶端设有密封玻璃盖，不锈管罐体两侧设有用于连接高低温一体机的进液口和出液口；

4、所述不锈钢罐体内设有u型管，所述u型管顶端固定在密封玻璃盖上并延伸至密封玻璃盖上端面上方，所述u型管顶端内均设有橡胶塞，进气管贯穿u型管一端的橡胶塞插入u型管一端内，出气管贯穿u型管另一端的橡胶塞插入u型管另一端内；所述u型管一端内设有吸附剂，吸附剂上下端面均设有石英棉；所述出气管后端依次连接有过滤器、四通阀，四通阀的第一出口连接尾气处理塔、第二出口连接气体收集罐、第三出口连接浓度监测装置；

5、贯穿密封玻璃盖设有插入到不锈钢罐体内的温度计；

6、所述密封玻璃盖上还设有与不锈钢罐体内部连通的自动排气阀。

7、进一步地，所述u型管包括一体成型的竖管和l型管，所述竖管的末端与l型管的短端相连，竖管的内径大于l型管的内径，所述竖管末端内填充有第一石英棉，第一石英棉上端面设有吸附剂，吸附剂上方覆盖有第二石英棉。

8、进一步地，所述l型管的长端中部设有中空球。

9、进一步地，所述竖管末端为倒锥形结构。

10、优选地，所述密封玻璃盖两端设有用于固定密封玻璃盖和不锈钢罐体的金属固定圈。

11、优选地，所述密封玻璃盖上开设有通孔，所述通孔内设有橡胶塞，温度计下端贯穿橡胶塞插入不锈钢罐体内。

12、本实用新型利用“恒温水浴”的方法解决温度调节较难，循环周期长的问题。一方面，发明对标气体提纯，而u型管对气体的阻力较小，甚至可忽略不计，在阻力损失方面同直管相比，较为相近，但是u型管能够在同等长度下，更多地让反应体系浸泡在水中，使得受热更加均匀；另一方面，可以改变高低温一体机循环液体的种类和温度，以此实现温度调节，一般来说，高低温一体机采用的是热油循环。

13、与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

14、1、直接将反应管进行“水浴控温”，受热均匀，便于调节和维持温度；u型管结构的设计，吸附量更大，效率更高，受热更完全；

15、2、成本低，不需要其他保温设备；

16、3、冷却、加热速率快，周期短。

技术特征：

1.一种u型管式的气体变温吸附净化装置，包括不锈钢罐体，不锈钢罐体顶端设有密封玻璃盖，不锈管罐体两侧设有用于连接高低温一体机的进液口和出液口；其特征在于：

2.根据权利要求1所述的u型管式的气体变温吸附净化装置，其特征在于：所述u型管包括一体成型的竖管和l型管，所述竖管的末端与l型管的短端相连，竖管的内径大于l型管的内径，所述竖管末端内填充有第一石英棉，第一石英棉上端面设有吸附剂，吸附剂上方覆盖有第二石英棉。

3.根据权利要求2所述的u型管式的气体变温吸附净化装置，其特征在于：所述l型管的长端中部设有中空球。

4.根据权利要求2所述的u型管式的气体变温吸附净化装置，其特征在于：所述竖管末端为倒锥形结构。

5.根据权利要求1所述的u型管式的气体变温吸附净化装置，其特征在于：所述密封玻璃盖两端设有用于固定密封玻璃盖和不锈钢罐体的金属固定圈。

6.根据权利要求1所述的u型管式的气体变温吸附净化装置，其特征在于：所述密封玻璃盖上开设有通孔，所述通孔内设有橡胶塞，温度计下端贯穿橡胶塞插入不锈钢罐体内。

技术总结
本技术属于气体的分离净化与纯化技术领域，具体公开了一种U型管式的气体变温吸附净化装置，包括不锈钢罐体、密封玻璃盖、高低温一体机、进液口、出液口、设有U型管、橡胶塞、吸附剂、石英棉、过滤器、四通阀、尾气处理塔、气体收集罐、浓度监测装置、温度计、自动排气阀。与现有技术相比，本技术具有以下有益效果：直接将反应管进行“水浴控温”，受热均匀，便于调节和维持温度；U型管结构的设计，吸附量更大，效率更高；成本低，不需要其他保温设备；冷却、加热速率快，周期短。

技术研发人员：席振焜,张文雨,翁育靖,张玉龙,王芯铭
受保护的技术使用者：河南理工大学
技术研发日：20230905
技术公布日：2024/4/29