气体净化方法和气体净化系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113041777A(43)申请公布日2021.06.29(21)申请号202110270723.3(22)申请日2021.03.12(71)申请人清华大学地址100084北京市海淀区清华园(72)发明人史翊翔李爽蔡宁生郝培璇(74)专利代理机构北京集佳知识产权代理有限公司11227代理人刘猛(51)Int.Cl.B01D53/04(2006.01)C01B3/56(2006.01)权利要求书2页说明书9页附图6页(54)发明名称气体净化方法和气体净化系统(57)摘要本发明公开了一种气体净化方法和气体净化系统，气体净化方法包括步骤：1)控制原料气流入吸附器，吸附器内的压力升至吸附压力后，控制吸附器内未被吸附的非产品气流出吸附器；2)吸附器内的吸附剂吸附饱和后，控制原料气停止流入吸附器，顺放吸附器内未被吸附的气体；3)顺放结束后，采用产品气顺冲吸附器；4)顺冲结束后，再生吸附剂并收集吸附剂吸附的产品气。上述气体净化方法，通过吸附器内的吸附剂来吸附产品气，原料气中杂质气体不会影响吸附器的吸附效率，提高了净化效率；在吸附器内的吸附剂吸附饱和后，顺放吸附器内剩余的气体，并采用产品气顺冲吸附器，减少了吸附器内杂质气体的残留量，提升了产品气的纯度，从而提高了净化效率。CN113041777ACN113041777A权利要求书1/2页1.一种气体净化方法，其特征在于，包括步骤：1)控制原料气流入吸附器(4)，所述吸附器(4)内的压力升至吸附压力后，控制所述吸附器(4)内未被吸附的非产品气流出所述吸附器(4)；2)所述吸附器(4)内的吸附剂吸附饱和后，控制原料气停止流入吸附器(4)，顺放所述吸附器(4)内未被吸附的气体；3)顺放结束后，采用产品气顺冲所述吸附器(4)；4)顺冲结束后，再生所述吸附剂并收集所述吸附剂吸附的产品气。2.根据权利要求1所述的气体净化方法，其特征在于，所述步骤4)中，采用抽真空的方式再生所述吸附剂。3.根据权利要求2所述的气体净化方法，其特征在于，所述吸附器(4)设置有顺冲入口(26)和产品气出口(27)；所述步骤3)中，产品气自所述顺冲入口(26)进入所述吸附器(4)内；所述步骤4)中，采用真空泵(14)对所述吸附器(4)进行抽真空，所述真空泵(14)的进口能够与所述顺冲入口(26)和所述产品气出口(27)连通。4.根据权利要求1所述的气体净化方法，其特征在于，所述步骤4)中，采用产品气收集器(15)收集所述吸附剂吸附的产品气；所述步骤3)中，采用所述产品气收集器(15)中的产品气顺冲所述吸附器(4)。5.根据权利要求1所述的气体净化方法，其特征在于，所述步骤1)中，控制所述吸附器(4)内未被吸附的非产品气自所述吸附器(4)的吸附出口(24)流出所述吸附器(4)；所述步骤2)中，所述吸附器(4)内未被吸附的气体自所述吸附器(4)的顺放出口(25)顺放；所述步骤3)中，顺冲所述吸附器(4)的产品气自所述顺放出口(25)排出。6.根据权利要求1所述的气体净化方法，其特征在于，所述步骤2)中所述吸附器(4)内未被吸附的气体的顺放速度通过流量控制器可调节，且所述顺放速度可调节为0.01‑0.05m/s；所述步骤1)中，控制所述原料气匀速流入所述吸附器(4)内。7.根据权利要求1‑6中任一项所述的气体净化方法，其特征在于，所述产品气为氢气，所述吸附剂为LaNi5型稀土合金；其中，La的部分能够由Ce、Pr、Nb、Sm、Y、Gd中的至少一者替代，和/或Ni的部分能够由Al、Co、Sn、Cu、Fe、Mn中的至少一者替代。8.一种气体净化系统，其特征在于，包括：吸附器(4)，产品气收集器(15)，以及吸附剂再生装置；其中，所述吸附器(4)设置有：吸附腔、用于供原料气进入所述吸附腔的原料气入口(23)、用于供产品气进入所述吸附腔的顺冲入口(26)、用于供产品气排出所述吸附腔的产品气出口(27)、用于供气体排出所述吸附腔的吸附出口(24)、控制所述原料气入口(23)开闭的第一阀门(3)、控制所述吸附出口(24)开闭的第二阀门(11)、控制所述顺冲入口(26)开闭的第三阀门(20)；所述吸附腔内设置有能够吸附产品气的吸附剂，所述顺冲入口(26)和所述原料气入口(23)均位于所述吸附器(4)的同端；所述吸附剂再生装置能够使所述吸附器(4)内的吸附剂释放产品气以使所述吸附剂再2CN113041777A权利要求书2/2页生，所述产品气收集器(15)能够与所述产品气出口(27)连通。9.根据权利要求8所述的气体净化系统，其特征在于，所述吸附剂再生装置为真空泵(14)，所述产品气收集器(15)通过抽真空管道(13)与所述产品气出口(27)连通，所述抽真空管道(13)设置有