[实用新型]一种空气预净化系统

说明书

本实用新型公开了一种空气预净化系统，该系统包括空气压缩机和吸附器，连接空气压缩机和吸附器的进料空气总管，以及将净化后的空气送往下游的净化空气总管，COsubgt;2/subgt;浓度监测装置，用来获取进料空气中的COsubgt;2/subgt;浓度；和控制器，接收所述COsubgt;2/subgt;浓度监测装置获取的COsubgt;2/subgt;浓度，并且根据所述COsubgt;2/subgt;浓度调节所述空气压缩机的进气量。采用这一系统，能确保进入吸附器的COsubgt;2/subgt;总量不超过吸附器中吸附器的总容量，从而避免吸附器的COsubgt;2/subgt;穿透。

技术领域

本实用新型属于空气净化领域，具体涉及一种空分预净化系统。

背景技术

多种化工工艺都需要使用净化后的空气作为原料气或吹扫气。在深冷空气分离技术中，更要求进入冷箱的原料空气不包含水、二氧化碳、乙炔和其它碳氢化合物等杂质。这是因为如果在进入空分冷箱之前没有去除杂质，被冷却冻结的水和二氧化碳沉积在低温换热器、透平膨胀机或精馏塔里，就会堵塞换热通道、管道和阀门，乙炔积聚在液氧中更有爆炸的风险，从而导致空气分离设备的故障或损坏。

空气分离设备一般通过两个平行设置的吸附器净化来自主空气压缩机的原料空气(含有杂质的湿空气)。两个吸附器以交替切换方式运行，即当第一吸附器吸附原料空气中的杂质直到其吸附剂饱和时，第二吸附器处于再生阶段，一旦第一吸附器的吸附剂饱和，就切换为第二吸附器吸附原料空气中的杂质，而此时第一吸附器开始其再生阶段，如此交替反复以产生空分精馏所需的干燥空气。两个吸附器可以是变压吸附系统(PSA)或变温吸附系统(TSA)。在PSA和TSA系统的生产状态下，进料气体流与吸附器中的吸附剂床接触以产生纯化气体流。吸附器可含有一种或多种吸附剂。给定吸附剂选择性吸附进料气体流中存在的一种或多种杂质。在空气为进料气体的工艺中，水和二氧化碳(CO₂)通常通过使进料气体与吸附水和CO₂的一种或多种吸附剂接触来去除。水吸附剂材料通常是硅胶、氧化铝或分子筛，CO₂吸附剂材料通常是分子筛，例如沸石。当每一种吸附剂材料在吸附阶段吸附了杂质后，在再生阶段通过变压或变温解吸所吸附的杂质，在下一轮吸附阶段继续吸附杂质。

吸附器中的相应吸附剂具有吸附容量，即一定温度和压力下针对特定的杂质能够吸附的总量。如果在某一时刻或在整个吸附阶段中，进入某一吸附器的杂质量超过对应的吸附剂的吸附容量，则部分杂质不能被吸附，这样离开吸附器的气流中会含有超标的该杂质，这种情况被称为污染物的穿透。

对于深冷空气分离设备而言，CO₂的穿透是比较常见的。这是因为在人口稠密的地区和工业活动密集的地区，往往会发生环境污染物水平(例如CO₂)的极端瞬时变化，污染物水平的变化能够导致在预净化器出口处污染物的大量穿透，并且有时甚至是意想不到的穿透。一旦穿透发生，会导致设备的跳闸，如果过于频繁，甚至导致空分设备的停工。

CN111183213B公开了一种利用环境CO₂监测控制变动吸附工艺循环时间的方法，通过监测被进料至预纯化器的环境吸附物水平来整合对热、压力和、或混合变动吸附预纯化器操作循环时间的控制，考虑的因素不仅包括预纯化器的设计床容量，还包括进料温度、压力和污染物组合物的组成等。这一控制方法引入的变量过多，控制程序的设计相对复杂，既需要前期的高投入，也在实践中容易产生偏差。

为了避免上述问题，如何设计一种新的空气预净化系统，以消除现有技术中的上述缺陷和不足，是业内相关技术人员亟待解决的一项课题。

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