CN103463975A - 可再生零点空气纯化器 - Google Patents
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Abstract
一种可再生零点空气纯化器包括：热交换器；催化氧化反应器；冷却器；带有吸附剂的第一吸附干燥器，其通过第一控制装置与所述冷却器连接；带有吸附剂的第二吸附干燥器，其通过第二控制装置与所述冷却器连接；其中，原料气经过该热交换器进行预热后进入该催化氧化反应器进行净化，然后进入所述热交换器内与热交换器外的所述原料气进行热交换，接着经过冷却器冷却，经冷却的气体通过第一和第二控制装置的控制以一定周期交替地进入第一吸附干燥器或第二吸附干燥器中进行处理后得到零点空气，当所述第一吸附干燥器或第二吸附干燥器空闲时，对第一吸附干燥器或第二吸附干燥器中的吸附剂进行再生。该纯化器提高了生产效率，得到了质量稳定的产品。
Description
技术领域
本发明涉及一种可再生零点空气纯化器。更具体地说，是涉及一种利用催化燃烧技术、物理吸附技术、再生循环控制技术及气路控制技术来产生稳定零点空气的纯化器。
背景技术
零点空气在环境空气监测、标准气体研制、仪器零点调试、仪器载带气等领域有着广泛的应用。
零点空气在使用中具有以下特点：
1）用量大；
2）连续使用；
3）对空气中水分、无机和有机污染物有较高的净化要求。
制备零点空气的难点在于：普通空气中含有较多的水分、颗粒物、无机污染物、有机污染物等。一般的物理吸附和化学吸附方法随着纯化剂使用时间增加，很快纯化效率就会降低或达到饱和。研究可再生零点空气纯化器，能够连续稳定产生高质量零点空气是各国科学家亟待解决的难题。
因此，有必要研究一种能够连续稳定产生高质量零点空气的可再生零点空气纯化器，以解决上述难题，提高产品的稳定性和生产效率。
发明内容
考虑到至少一个上述问题而完成了本发明，并且本发明的一个目的在于提供一种可再生零点空气纯化器。该可再生零点空气纯化器采用催化燃烧技术、物理吸附技术、再生循环控制技术及气路控制技术来产生稳定零点空气，提高了生产效率，得到了质量稳定的产品。
具体地，一种可再生零点空气纯化器，其特征在于包括：热交换器；催化氧化反应器；冷却器；带有吸附剂的第一吸附干燥器，其通过第一控制装置与所述冷却器连接；带有吸附剂的第二吸附干燥器，其通过第二控制装置与所述冷却器连接；其中，原料气经过该热交换器进行预热，经预热的原料气进入该催化氧化反应器进行净化，经净化的气体进入所述热交换器内与热交换器外的所述原料气进行热交换，来自热交换器中的气体经过冷却器冷却，经冷却的气体通过第一和第二控制装置的控制以一定周期交替地进入第一吸附干燥器或第二吸附干燥器中进行处理后得到零点空气，当所述第一吸附干燥器或第二吸附干燥器空闲时，对第一吸附干燥器或第二吸附干燥器中的吸附剂进行再生。
根据本发明另一方面，当第一吸附干燥器中的吸附剂达到饱和时，通过第一和第二控制装置的控制所述经冷却的气体进入第二吸附干燥器中进行处理。
根据本发明另一方面，将所述吸附剂再生时产生的废气从第一吸附干燥器或第二吸附干燥器排出。
根据本发明另一方面，所述第一和第二控制装置为电磁阀。
根据本发明另一方面，所述热交换器与所述电磁阀之间设置有过滤装置。
根据本发明另一方面，所述可再生零点空气纯化器还包括用于输送所述原料气的管道、该管道上设置的稳压阀和压力表。
根据本发明另一方面，所述可再生零点空气纯化器还包括分别与所述第一吸附干燥器和第二吸附干燥器依次连接的过滤装置、流量计、电磁阀和压力表。
根据本发明另一方面，所述可再生零点空气纯化器还包括带有触摸控制屏的中心控制单元，其采用触摸控制屏现场对整个生产工艺的温度实施控制和监测。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明的可再生零点空气纯化器提高了生产效率，得到了质量稳定的产品。
附图说明
图1是根据本发明一种优选实施例的可再生零点空气纯化器结构示意图。
图2是根据本发明另一种优选实施例的可再生零点空气纯化器结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图，通过优选实施例来描述本发明的最佳实施方式，这里的具体实施方式在于详细地说明本发明，而不应理解为对本发明的限制，在不脱离本发明的精神和实质范围的情况下，可以做出各种变形和修改，这些都应包含在本发明的保护范围之内。
参见图1，其中示出了本发明优选实施例的可再生零点空气纯化器结构示意图。该可再生零点空气纯化器包括：热交换器（例如已知的散热器）；催化氧化反应器（简称反应器）；冷却器（未示出）；带有吸附剂的第一吸附干燥器（简称吸附器），其通过第一控制装置例如电磁阀与所述冷却器连接；带有吸附剂的第二吸附干燥器（简称吸附器），其通过第二控制装置例如电磁阀与所述冷却器连接。
其中，原料气经过该热交换器进行预热，经预热的原料气进入该催化氧化反应器进行净化，经净化的气体进入所述热交换器内与热交换器外的所述原料气进行热交换（这里，热交换用于上述的对原料气的预热），来自热交换器中的气体经过冷却器冷却，经冷却的气体通过第一和第二控制装置的控制以一定周期交替地进入第一吸附干燥器或第二吸附干燥器中进行处理后得到零点空气，当所述第一吸附干燥器或第二吸附干燥器空闲时，对第一吸附干燥器或第二吸附干燥器中的吸附剂进行再生。可以理解的是，这里的一定周期可以根据吸附剂的饱和时间来设置，也就是说，将吸附剂开始工作到吸附剂饱和之前或者将要饱和的时刻所经历的时间作为该一定周期。这里的第一吸附干燥器空闲是指经冷却的气体通过第二吸附干燥器进行处理（工作状态）时，第一吸附干燥器不对所述经冷却的气体进行处理时的状态。同理，第二吸附干燥器空闲与第一吸附干燥器空闲得解释类似。
优选地，当第一吸附干燥器中的吸附剂达到饱和时，通过第一和第二控制装置的控制所述经冷却的气体进入第二吸附干燥器中进行处理。可以理解的是，也可以在吸附剂快要达到饱和时或者饱和之前的任意合理时间节点进行吸附干燥器的工作-空闲更迭。
优选地，将所述吸附剂再生时产生的废气从第一吸附干燥器或第二吸附干燥器排出。
优选地，所述第一和第二控制装置为电磁阀。
优选地，所述热交换器与所述电磁阀之间设置有过滤装置。
优选地，所述可再生零点空气纯化器还包括用于输送所述原料气的管道、该管道上设置的稳压阀和压力表。
优选地，所述可再生零点空气纯化器还包括分别与所述第一吸附干燥器和第二吸附干燥器依次连接的过滤装置、流量计、电磁阀和压力表。
优选地，所述可再生零点空气纯化器还包括带有触摸控制屏的中心控制单元，其采用触摸控制屏现场对整个生产工艺的温度实施控制和监测。
有利地，本发明所采用的技术方案是纯化器按压缩空气气流动方向采用催化氧化工序和吸附工序对空气进行净化使其达到零点空气质量要求。
1）催化氧化技术
原料气经热交换器进行热交换，预热到一定温度例如约150℃后进入催化氧化反应器。在催化氧化反应器中气体的H2、CO、CH4、TCH等杂质脱除到一定浓度例如0.01μmol·mol-1以下，催化氧化反应器工作在一定温度，一般例如可为330℃。净化后的气体进入热交换器与原料气进行热交换，然后通过冷却器，冷却到一定温度例如50℃以下。
在使用过程中若发现H2、CO、CH4、TCH含量超标，可首先将催化氧化反应器的温度提高，例如提高到380℃下使用。
2）吸附干燥技术
冷却后的空气进入A、B双塔（即第一和第二吸附干燥器）脱氧干燥工序，空气中的水和二氧化碳被脱氧干燥器中的吸附剂吸附，CH化合物降至0.01μmol·mol-1以下，水降至小于-80℃，由于吸附剂的吸附容量是一定的，为保证脱除碳氢化合物、水的工作效率，当吸附剂达到饱和时，可在高温下再生A、B中的吸附剂。
本工序中的吸附干燥器分为A、B两组，当一台吸附干燥器处于产气的干燥（工作状态）步骤时，则另一台吸附干燥器则处于再生（即空闲状态或者再生状态）的不同步骤，每台反应器经历相同的工作-空闲（再生）状态循环，就可以使原料空气不断输入，产品零点空气不断输出。
3)可再生零点空气纯化器主要性能
I.本装置采用PLC作为中心控制单元，采用触摸控制屏（现场）对整个生产工艺的温度、等实施控制和监测。
II.本装置温度控制例如可由PLC、固态继电器、电热偶（铂电阻）、电加热器等组成。系统各反应器温度由电热偶（铂电阻）进行检测并将信号传给PLC，PLC则根据预先编制、设定的程序和条件，控制固态继电器电流的通断，以控制电加热器的开、停，从而对各反应器的温度进行控制。在具有加热功能的场合，增加有温度设定，报警和连锁，以确保设备的安全运行。
III.压缩空气纯化后经吸附管采样检测，CH化合物降至0.01μmol/mol-1以下，水露点降至小于-80℃。
参见图2，其中示出了根据本发明另一种优选实施例的可再生零点空气纯化器结构示意图。其中大部分结构与图1中示出的纯化器的结构相同，不同之处在于以举例的方式具体图示了如何将所述吸附剂再生时产生的废气从第一吸附干燥器或第二吸附干燥器排出。优选地，所述第一控制装置（例如电磁阀）还依次与一组针阀、气水分离器连接后以用于从第一吸附干燥器排出所述废气。
优选地，如图2所示，所述气水分离器还依次连接有一电磁阀和流量计后将所述废气排出。
优选地，如图2所示，第二吸附干燥器还连接另一组针阀、气水分离器后以用于从第二吸附干燥器排出所述废气。同样，该气水分离器还依次连接有一电磁阀和流量计后将所述废气排出。
综上所述，本发明的有益效果在于：本发明的可再生零点空气纯化器提高了生产效率，得到了质量稳定的产品。
本发明不限于上述具体实施例。可以理解的是，在不脱离本发明的精神和实质范围的情况下，可以做出各种变形和修改，这些都应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种可再生零点空气纯化器，其特征在于包括：
热交换器；
催化氧化反应器；
冷却器；
带有吸附剂的第一吸附干燥器，其通过第一控制装置与所述冷却器连接；以及
带有吸附剂的第二吸附干燥器，其通过第二控制装置与所述冷却器连接；
其中，原料气经过该热交换器进行预热，经预热的原料气进入该催化氧化反应器进行净化，经净化的气体进入所述热交换器内与热交换器外的所述原料气进行热交换，来自热交换器中的气体经过冷却器冷却，经冷却的气体通过第一和第二控制装置的控制以一定周期交替地进入第一吸附干燥器或第二吸附干燥器中进行处理后得到零点空气，当所述第一吸附干燥器或第二吸附干燥器空闲时，对第一吸附干燥器或第二吸附干燥器中的吸附剂进行再生。
2.一种根据权利要求1所述的可再生零点空气纯化器，其特征在于当第一吸附干燥器中的吸附剂达到饱和时，通过第一和第二控制装置的控制所述经冷却的气体进入第二吸附干燥器中进行处理。
3.一种根据权利要求1或2所述的可再生零点空气纯化器，其特征在于将所述吸附剂再生时产生的废气从第一吸附干燥器或第二吸附干燥器排出。
4.一种根据权利要求3所述的可再生零点空气纯化器，其特征在于所述第一和第二控制装置为电磁阀。
5.一种根据权利要求3所述的可再生零点空气纯化器，其特征在于所述热交换器与所述电磁阀之间设置有过滤装置。
6.一种根据权利要求3所述的可再生零点空气纯化器，其特征在于所述可再生零点空气纯化器还包括用于输送所述原料气的管道、该管道上设置的稳压阀和压力表。
7.一种根据权利要求3或6所述的可再生零点空气纯化器，其特征在于所述可再生零点空气纯化器还包括分别与所述第一吸附干燥器和第二吸附干燥器依次连接的过滤装置、流量计、电磁阀和压力表。
8.一种根据权利要求3所述的可再生零点空气纯化器，其特征在于所述可再生零点空气纯化器还包括带有触摸控制屏的中心控制单元，其采用触摸控制屏现场对整个生产工艺的温度实施控制和监测。
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