[發(fā)明專利]氣體凈化方法和氣體凈化系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110270723.3
• 申請日: 2021-03-12
• 公開（公告）號: CN113041777B
• 公開（公告）日: 2022-06-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 史翊翔;李爽;蔡寧生;郝培璇
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號: B01D53/04
• 分類號: B01D53/04;C01B3/56
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 劉猛

本發(fā)明公開了一種氣體凈化方法和氣體凈化系統(tǒng)，氣體凈化方法包括步驟：1)控制原料氣流入吸附器，吸附器內(nèi)的壓力升至吸附壓力后，控制吸附器內(nèi)未被吸附的非產(chǎn)品氣流出吸附器；2)吸附器內(nèi)的吸附劑吸附飽和后，控制原料氣停止流入吸附器，順放吸附器內(nèi)未被吸附的氣體；3)順放結(jié)束后，采用產(chǎn)品氣順沖吸附器；4)順沖結(jié)束后，再生吸附劑并收集吸附劑吸附的產(chǎn)品氣。上述氣體凈化方法，通過吸附器內(nèi)的吸附劑來吸附產(chǎn)品氣，原料氣中雜質(zhì)氣體不會(huì)影響吸附器的吸附效率，提高了凈化效率；在吸附器內(nèi)的吸附劑吸附飽和后，順放吸附器內(nèi)剩余的氣體，并采用產(chǎn)品氣順沖吸附器，減少了吸附器內(nèi)雜質(zhì)氣體的殘留量，提升了產(chǎn)品氣的純度，從而提高了凈化效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及氣體分離凈化技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種氣體凈化方法和氣體凈化系統(tǒng)。

背景技術(shù)

在化工、發(fā)電等領(lǐng)域中，需要對各類混合氣體進(jìn)行分離凈化，得到高純度的氫氣以用于后續(xù)工藝。

目前，氫氣凈化方式主要包括變壓吸附、低溫甲醇洗、聚乙二醇二甲醚法等。這類方法均是將混合氣體中的雜質(zhì)氣體吸附或吸收，留下純凈的氫氣。當(dāng)雜質(zhì)氣體種類多、含量高時(shí)，凈化單元的負(fù)擔(dān)較重，凈化效率會(huì)明顯降低。此外，這類凈化單元的工藝流程相對復(fù)雜，設(shè)備體積較大。

綜上所述，如何對混合氣體進(jìn)行分離凈化，以提高凈化效率，是目前本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種氣體凈化方法，以提高凈化效率。本發(fā)明的另一目的是提供一種氣體凈化系統(tǒng)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種氣體凈化方法，包括步驟：

1)控制原料氣流入吸附器，所述吸附器內(nèi)的壓力升至吸附壓力后，控制所述吸附器內(nèi)未被吸附的非產(chǎn)品氣流出所述吸附器；

2)所述吸附器內(nèi)的吸附劑吸附飽和后，控制原料氣停止流入吸附器，順放所述吸附器內(nèi)未被吸附的氣體；

3)順放結(jié)束后，采用產(chǎn)品氣順沖所述吸附器；

4)順沖結(jié)束后，再生所述吸附劑并收集所述吸附劑吸附的產(chǎn)品氣。

優(yōu)選地，所述步驟4)中，采用抽真空的方式再生所述吸附劑。

優(yōu)選地，所述吸附器設(shè)置有順沖入口和產(chǎn)品氣出口；

所述步驟3)中，產(chǎn)品氣自所述順沖入口進(jìn)入所述吸附器內(nèi)；

所述步驟4)中，采用真空泵對所述吸附器進(jìn)行抽真空，所述真空泵的進(jìn)口能夠與所述順沖入口和所述產(chǎn)品氣出口連通。

優(yōu)選地，所述步驟4)中，采用產(chǎn)品氣收集器收集所述吸附劑吸附的產(chǎn)品氣；

所述步驟3)中，采用所述產(chǎn)品氣收集器中的產(chǎn)品氣順沖所述吸附器。

優(yōu)選地，所述步驟1)中，控制所述吸附器內(nèi)未被吸附的非產(chǎn)品氣自所述吸附器的吸附出口流出所述吸附器；

所述步驟2)中，所述吸附器內(nèi)未被吸附的氣體自所述吸附器的順放出口順放；所述步驟3)中，順沖所述吸附器的產(chǎn)品氣自所述順放出口排出。

優(yōu)選地，所述步驟2)中所述吸附器內(nèi)未被吸附的氣體的順放速度通過流量控制器可調(diào)節(jié)，且所述順放速度可調(diào)節(jié)為0.01-0.05m/s；

所述步驟1)中，控制所述原料氣勻速流入所述吸附器內(nèi)。

優(yōu)選地，所述產(chǎn)品氣為氫氣，所述吸附劑為LaNi₅型稀土合金；其中，La的部分能夠由Ce、Pr、Nb、Sm、Y、Gd中的至少一者替代，和/或Ni的部分能夠由Al、Co、Sn、Cu、Fe、Mn中的至少一者替代。