CN111701543B

CN111701543B - 冷-热颗粒循环移动床连续式冷冻净化气体的方法

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Publication number: CN111701543B
Application number: CN201910201456.7A
Authority: CN
Inventors: 朱家骅; 谢安帝; 葛敬; 李季; 夏素兰
Original assignee: Sichuan University
Current assignee: Sichuan University
Priority date: 2019-03-18
Filing date: 2019-03-18
Publication date: 2021-07-23
Anticipated expiration: 2039-03-18
Also published as: CN111701543A

Abstract

一种冷‑热颗粒循环移动床连续式冷冻净化气体的方法，属于废气资源化和空分节能、空气源热泵技术领域。利用球形颗粒在直立容器中易于下降移动特性，构建冷‑热耦合的颗粒移动床，冷床从任意含湿和含尘量的气体回收热量使颗粒变热同时使气体冷冻净化，热床将回收得的热量传递给洁净低温气体并使颗粒变冷，冷颗粒又回到冷床周而复始连续进行冷‑热交换与气体净化。应用于严寒冬季热风空调实现‑50℃大气条件下25℃供风理论制热性能系数大于7，应用于清洁热风封闭循环干燥***可以在0℃大气条件下实现175℃供风理论制热性能系数大于2.5，应用于低温精馏空分装置空气冷冻净化可以替代固定床吸附/解吸周期性切换模式，简化流程、降低投资、提高运行稳定性。

Description

冷-热颗粒循环移动床连续式冷冻净化气体的方法

技术领域

本发明涉及多相流传热传质和气体净化技术领域，特别是空气分离和废气废热资源化利用、节能、减排和污染物源头治理。

背景技术

气体净化技术广泛应用于人居环境、洁净空间和大规模工业生产，例如楼宇空调、生物及电子材料制品车间和空气分离（空分）行业等，特别是当代过程工业大气污染治理。以最常见的低温空分行业为例，为了通过空分得到纯净的氧气和氮气产品，首先必须对空气进行净化，除去其中所含的灰尘等固体杂质，以及H₂O、CO₂、NO+NO₂、SO₂、H₂S和C₂H₂、C_nH_m等气体杂质，现用的方法是顺序采用过滤、水洗、固定床吸附（或冷冻），使空气中的杂质含量降低到可以忽略不计的范围（例如CO₂，含量<10 ppmv）。其中固定床吸附（或冷冻）除H₂O和CO₂的步骤，存在周期性切换的问题，即：空气净化过程当固定床的H₂O和CO₂容量达到或接近饱和时，必须切换到再生过程使用洁净气体升温反吹带走固定床内吸附或冻结的H₂O和CO₂（李化冶，《制氧技术》，冶金工业出版社，2009，北京）。这种切换操作，需要在两套设备间轮流转换并改变运行模式，不仅增加了***运行复杂程度、更重要的是切换过程变温变压造成了能量损耗。

克服上述不利性的有效方法是，构建连续式冷-热颗粒循环移动床对气体进行冷冻净化，需净化的气体自下而上逆流通过冷颗粒移动床使气体降温并析出H₂O和CO₂，低温颗粒则从床顶分散、受重力作用向下缓慢移动、携带沉积在颗粒表面的H₂O和CO₂下行至床底移出，冷颗粒下行过程因吸收逆流气体的热量而升温、所以是回收热量的过程，颗粒表面的沉积物与颗粒温度相等、且与逆流接触的气体温度处于传热传质平衡。移出冷颗粒移动床的颗粒表面沥清后提升至热颗粒移动床顶部使之分散向下缓慢移动、与从该床底部自下而上逆流的洁净冷气对流传热、热颗粒下行过程因放热而降温直至床底处与进口冷气温度处于传热平衡、所以热颗粒下行过程是回收冷量的过程，将此冷颗粒提升至冷颗粒移动床顶部加入，从而构成冷-热颗粒循环移动床冷冻净化气体的连续式流程。采用该方法净化气体不仅使机械杂质得以除净，气体中H₂O和CO₂及其它凝/结性杂质的含量也降低到冷颗粒最低温度下的平衡浓度，并且同时完成了洁净冷气的冷量回收和含尘湿气体的热量回收。所以，采用该方法构成的连续式冷冻净化气体流程，替代空分行业现有空气净化流程中的吸附/解吸或冷冻/解冻的周期性切换流程，同时还节省了现流程使用的冷/热交换器，缩短了气体流程，降低了加工能耗。采用该方法构成封闭式干燥热风循环***，可以同时实现含湿含尘尾气净化与低位热能回收，并克服了含尘、湿、热尾气换热器结构和表面结垢。采用该方法构成自工质热泵空调***，可以从任意条件气源吸取热量，实现以空气自身为工质的高能效空调。

发明内容

本发明公开一种冷-热颗粒循环移动床连续式冷冻净化气体的方法。本发明方法利用重力作用下球形颗粒堆积物在直立柱形或锥形容器中自然下降移动特性，构建连续式冷颗粒移动床，对压力P _g1,i低于1.0MPa、温度T _g1,i低于373K、任意含湿和含尘量的气体进行逆流传热传质净化，同时利用冷颗粒下行升温过程回收湿热气体的热量。净化后气体出口温度T _g1,o,低于270K，不含尘，可冷凝/结晶（凝/结性）杂质含量降低到T _g1,o温度下的气相平衡浓度。用经过净化的低温洁净气，自下而上逆流通过热颗粒移动床吸热而使该床内下行的热颗粒降温至出口处颗粒温度T _p2,o比冷颗粒移动床气体出口温度T _g1,o低至少1.5K，将该颗粒提升并加入冷颗粒移动床顶部，从而构成基于颗粒循环的气体冷冻净化流程。上述低温洁净气体逆流上升通过热颗粒移动床吸取下行热颗粒的热量、至该床上部洁净气体出口温度升高到T _g2,o，对升温的洁净气体进一步调温、调湿，使之满足楼宇空调或工业干燥循环热风的要求。

如附图所示，压力P _g1,i（低于1.0MPa）、温度T _g1,i（低于370K）的含湿含尘气体从床底侧面进入冷颗粒移动床1，与从床顶均匀分布到全截面向下缓慢移动的冷颗粒进行逆流传热、传质、降温冷却，气体中的尘粒和H₂O、CO₂等凝结性杂质随之沉积到颗粒表面，气体上行到床顶净化后出口温度T _g1,o,（低于270K）、压力P _g1,o（低于0.99MPa）从床顶侧面离开；下行的冷颗粒则被逆流气体加热至T _p1,o并携带表面凝结的冷凝液等杂质，通过床1底部与下行溜管密封连接的热颗粒排放阀6定量进入溜管，由冷凝液喷头9喷洒的液体（温度与T _p1,o相差不超过1K）冲刷颗粒表面后液体渗沥到下方的冷凝液收集槽10、通过冷凝液循环泵11循环利用，渗沥过后的热颗粒则由颗粒提升机3输送到热颗粒移动床2上方的溜管通过密封连接的热颗粒加料阀7，以与热颗粒排放阀6相同的流量加入热颗粒移动床2、从床顶均匀分布到全截面缓慢下行、被自下而上逆流穿过颗粒层的低温洁净气体所冷却、使热颗粒移动床2下行颗粒降温至出口处温度T _p2,o比冷颗粒移动床1顶部净化后气体出口温度T _g1,o低至少1.5K，故称为冷颗粒，从床2底部密封连接的冷颗粒排料阀8通过溜管和冷颗粒提升机4定量输送到冷颗粒移动床1上方、通过溜管和密封连接的冷颗粒加料阀5定量加入床1，由此构成基于颗粒循环的含尘湿热气体冷冻净化流程。冷量由进入热颗粒移动床2底部的低温洁净气体提供。

产生低温洁净气体至少有两种方法。一种方法是使冷颗粒移动床1出口温度T _g1,o、压力P _g1,o的净化后气体通过膨胀机绝热膨胀成为热颗粒移动床2底部进口C_1,in的低温洁净气体，其温度T _g2,i、压力P _g2,i，气体膨胀过程对外输出动力按单位质量气体等熵膨胀功计为Δh _1o-2i。

产生该低温洁净气体的另一种方法是使冷颗粒移动床1出口温度T _g1,o、压力P _g1,o的净化后气体，通过等焓膨胀、等熵膨胀、低温液化和精馏等一系列空分单元传热传质过程，分离成为污氮气C_1,in、纯氮C_2,in、纯氧C_3,in及环流C_n,in等若干支流，其中只有污氮气C_1,in允许与颗粒直接接触传热，其它支流必须保持其自身化学组成不变所以只能各自在预置于热颗粒移动床2的若干组盘管内流动、间壁吸热、冷却管外下行流动的热颗粒。该方法使污氮气从热颗粒移动床2底部侧面直接进入床内上升与颗粒逆流传热传质，同时促进上述其它支流在床2间壁吸热、冷却下行颗粒。

所述压力为绝对压力，所述温度为绝对温度。

所述颗粒为球形，直径0.003~0.01m，密度大于500kg/m³，导热系数大于0.8W/(m.K)，比热容大于0.5kJ/(kg.K)，颗粒表面光滑且不具有吸附气体分子的性质，具有适当的耐磨性和耐蚀性，例如铝珠和玻璃珠。

所述冷、热颗粒加料阀5、7和排料阀6、8，其加料或排料流量均相等，且等于冷、热颗粒提升机3与4的输运量。

所述自工质热泵空调，是不用制冷剂、通过空气自身膨胀-压缩的热泵空调。

所述湿含量单位kg/kg-air或g/kg-air是指每kg干空气中水气的含量kg或g。

附图说明

附图是本发明提供的冷-热颗粒循环移动床连续式冷冻净化气体的方法示意图。图中：1–冷颗粒移动床；2–热颗粒移动床；3–热颗粒提升机；4 –冷颗粒提升机；5–冷颗粒加料阀；6–热颗粒排料阀；7–热颗粒加料阀；8–冷颗粒排料阀；9–冷凝液喷头；10–冷凝液储槽；11–冷凝液循环泵。

以下结合实施例对附图作进一步阐述。

具体实施方式

以下结合但不限于实施例阐述本发明具体实施方式。

实施例1：年产12万吨砂状磷酸一铵（MAP）干燥尾气净化与洁净热风封闭循环***。洁净热风参数：干空气流量50000 Nm³/h，温度440~448K，压力0.115~0.120MPa，湿含量<0.003 kg/kg-air。干燥尾气参数：流量54000~56000 Nm³/h，温度331~336K，压力0.094~0.105MPa，MAP粉尘含量20 mg/Nm³，湿含量0.080~0.09 kg/kg-air。颗粒移动床使用8mm直径的玻璃珠。

如附图所示，实施例1所述温度为331~336K的干燥尾气首先通过间壁放热降温至310~320K，由该实施例的低温洁净气体（T _g2,i=200~220K、P _g2,i=0.032~0.040MPa）通过热颗粒移动床2升温到T _g2,o=288~299K后、吸收该热量进一步升温到321~326K，用理论功耗不超过135 kJ/kg的空压机将其绝热压缩到0.115~0.120MPa、温度440~448K，满足洁净热风供气条件。温度降至310~320K的干燥尾气则进一步通过水洗降温至T _g1,i=298~308K、湿含量0.020~0.037 kg/kg-air，进入冷颗粒移动床1逆流上升、与下行冷颗粒对流放热，尾气降温、冷却、析出MAP粉尘和H₂O等凝结性杂质后，净化气体从床1顶部排出，温度T _g1,o,=265~269K、压力P _g1,o=0.082~0.093MPa，湿含量0.002~0.003 kg/kg-air。通过床顶冷颗粒加料阀5进入床1的冷颗粒温度230~240K，冷颗粒下行被逆流上升的尾气加热、至床1底部出口处颗粒温度升高到T _p1,o=294~306K、其表面携带凝结的冷凝液等杂质，通过热颗粒排放阀6定量进入溜管，冲刷、渗沥后由热颗粒提升机3输送到热颗粒移动床2上方并通过热颗粒加料阀7加入床2均匀分布到全截面缓慢下行、与自下而上穿过颗粒层的低温洁净气体逆流传热，颗粒冷却降温至床2底部出口温度T _p2,o=230~240K、通过与床2底部密封连接的冷颗粒排料阀8、冷颗粒提升机4和与冷颗粒移动床1密封连接的冷颗粒加料阀5定量加入床1，由此构成基于颗粒循环的干燥尾气冷冻净化流程。冷量由冷颗粒移动床1顶部出口的净化气体通过膨胀机绝热膨胀所产生，膨胀比P _g1,o/P _g2,i=2.05~2.91，膨胀后的低温洁净气体温度T _g2,i=200~220K、压力P _g2,i=0.032~0.040MPa进入热颗粒移动床2底部，逆流上升吸收颗粒热量而升温到顶部出口气体温度T _g2,o=288~299K。洁净气体膨胀过程输出动力按单位质量等熵膨胀功计Δh _1o-2i=50~65kJ/kg。

该实施例对年产12万吨砂状MAP干燥热风封闭循环***节能减排的有益效果是：1）免排干燥尾气54000~56000 Nm³/h（MAP粉尘含量20 mg/Nm³），保护大气环境；2）通过尾气冷冻净化使洁净热风湿含量低于0.003 kg/kg-air，提高单位质量热风介质干燥能力20%以上；3）以冬季0℃大气为基准，175℃供气的洁净热风循环***理论制热性能系数大于2.5。

实施例2：供风量3000 Nm³/h的自工质热风空调。环境大气参数：温度223~228K，压力0.085~0.099MPa，湿含量0.02~0.04 g/kg-air。室内空气参数：温度290~295K，压力0.085~0.099MPa，湿含量9.1~11.2 g/kg-air。供风量等于室内空气置换量。颗粒移动床使用直径为5mm的铝球。

实施例2所述室内置换排出空气3000 Nm³/h、温度290~295K、压力0.086~0.102MPa、湿含量9.1~11.2 g/kg-air，首先通过间壁放热方式降温减湿至275~278K、湿含量4.3~5.4 g/kg-air，释放的热量和析出的水，用于使该实施例低温洁净气体逆流上升通过热颗粒移动床2升温到T _g2,o=265~270K后进一步升温调湿到280~288K、湿含量9.1~11.2g/kg-air。

降温减湿至275~278K、4.3~5.4 g/kg-air的室内置换排出空气从如附图所示的冷颗粒移动床1底部侧面进入该床内逆流上升，通过下行冷颗粒移动床进一步降温、放热、析出H₂O等凝结性杂质后，到达床1顶部出口气体温度T _g1,o,=215~220K、压力P _g1,o=0.085~0.099MPa、湿含量<0.02 kg/kg-air，排出到大气环境。从床顶加入床1的冷颗粒温度210~215K，冷颗粒下行被逆流上升的室内置换排出空气加热至床底颗粒出口温度T _p1,o=274~276K并携带表面凝结水，通过床1底部与下行溜管密封连接的热颗粒排放阀6定量进入溜管，渗沥后由热颗粒提升机3输送到热颗粒移动床2上方并通过热颗粒加料阀7加入床2均匀分布到全截面缓慢下行，被自下而上逆流穿过颗粒层的低温洁净气体冷却降温至床2底部颗粒出口处温度T _p2,o=210~215K，该冷颗粒通过与床2底部密封连接的冷颗粒排料阀8和冷颗粒提升机4定量输送到冷颗粒移动床1上方溜管、通过密封连接的冷颗粒加料阀5从顶部定量加入床1，由此构成基于颗粒循环的室内置换排出空气冷冻脱湿低温热量回收流程。此热量由环境新风直接通过膨胀机绝热膨胀产生的温度T _g2,i=205~210K、压力P _g2,i=0.068~0.078MPa的低温洁净气体吸收，膨胀比=1.25~1.27，气体膨胀过程输出动力按单位质量等熵膨胀功计Δh=15~18kJ/kg。该低温洁净气体进入热颗粒移动床2底部逆流上升吸热升温到顶部出口T _g2,o=265~270K、压力P _g2,o=0.067~0.077MPa，等压下通过上述室内置换排出空气间壁放热方式进一步升温增湿到280~288K、9.1~11.2 g/kg-air，然后用理论功耗不超过25kJ/kg的压缩机绝热压缩到0.085~0.099MPa、升温到295~300K，满足室内供热风的条件。

该实施例对严寒地区冬季供热***节能减排的有益效果是：1）解决了通常使用制冷剂的热泵难于解决的严寒地区空气源热泵运行问题，同时解决了冬季空气源热泵吸热器表面冻结问题；2）实现了无制冷剂的绿色空调；3）以严寒地区-50℃环境大气为基准，25℃供风的理论制热性能系数>7。

实施例3：加工空气量10000 Nm³/h的低压型低温精馏空分装置的空气冷冻净化***，要求使进入***的环境空气降温到101K，从而完全脱除其所含的H₂O和CO₂。环境大气参数：温度303K，压力0.10 MPa，湿含量0.012~0.024 kg/kg-air。空分产品流量、温度和压力参数：氧产品（C_2,out）1770 Nm³/h、288K、0.127MPa，氮产品（C_3,out）1940 Nm³/h、288K、0.105MPa，污氮（C_1,out）6290 Nm³/h、288K、0.105MPa。进入空气冷冻净化***的低温洁净气体流量、温度和压力参数：污氮（C_1,in）6290 Nm³/h、98K、0.12MPa，氧（C_2,in）1770 Nm³/h、93.5K、0.14MPa，氮（C_3,in）1940 Nm³/h、94K、0.118MPa；还有来自液空精馏塔下塔第二块塔板上的环流膨胀气（C_n,in）1310 Nm³/h、98.8K、0.575MPa（其组成为氮82%，氧18%），要求通过空气冷冻净化***吸热后出口（C_n,out）参数为153K、>0.56MPa。移动床使用的颗粒为8mm直径铝球。

如附图所示，本实施例进入空气冷冻净化***的低温洁净气体纯氮C_2,in、纯氧C_3,in和环流膨胀气C_n,in从热颗粒移动床2下部侧面各自进入预置于床内的3组盘管内流动、不接触颗粒、间壁吸热升温达到C_2,out、C_3,out和C_n,out要求的条件后从床2上部侧面出口引出。污氮C_1,in从热颗粒移动床2底部侧面直接进入床内上升、直接与颗粒接触逆流传热，气体流动同时促进上述其它支流在床内间壁吸热冷却下行颗粒。

环境大气10000 Nm³/h首先通过理论功耗不超过160kJ/kg的空压机压缩至>0.595MPa，回收压缩过程产生的热量并用冷却水将压缩空气冷却到温度<308K、湿含量<6.2g/kg-air；然后再用冷冻净化***热颗粒移动床2出口的绝干污氮C_1,out（6290 Nm³/h、288K、0.105MPa）吸热增湿，吸收压缩空气的热量使其进一步等压冷却到温度<292K、湿含量<2.3g/kg-air，从附图所示冷颗粒移动床1底部侧面进入床1冷冻净化。

压缩空气逆流上升通过冷颗粒移动床1降温、冷却、析出H₂O和CO₂等凝结性杂质，床1顶部净化后气体出口温度T _g1,o,=101K、压力P _g1,o>0.575MPa，H₂O和CO₂等凝结性杂质含量甚微忽略不计，达到该实施例空气冷冻净化的要求。

通过床顶冷颗粒加料阀5进入床1的冷颗粒温度99K，冷颗粒下行被逆流上升的压缩空气加热至床底出口处T _p1,o=290K并携带表面凝结的冷凝液等杂质，通过床1底部热颗粒排放阀6定量进入溜管，渗沥后由热颗粒提升机3输送到热颗粒移动床2上方并通过热颗粒加料阀7加入床2均匀分布到全截面缓慢下行放热，热量被逆流穿过颗粒层的低温污氮（C_1,in，98K）和通过盘管间壁吸热的低温氧（C_2,in，93.5K）、低温氮（C_3,in，94K）以及环流膨胀气（C_n,n，98.8K）所吸收，使颗粒下行降温至床2底部出口处T _p2,o=99K，通过冷颗粒排料阀8和冷颗粒提升机4定量输送到冷颗粒移动床1上方、通过冷颗粒加料阀5定量加入床1，由此构成基于颗粒循环的低压型低温精馏空分装置空气冷冻净化流程。

该实施例对低压型低温精馏空分装置节能的有益效果是：1）利用重力场中球形颗粒易于下降运动的特性，以颗粒循环的冷冻净化方式代替了传统固定床吸附/解吸（或冷冻/解冻）两种操作模式之间的周期性切换，简化了流程，提高了运行稳定性，避免了反复变温变压的能量损失；2）从30℃环境大气加工为温度101K、压力0.575MPa、除净了H₂O和CO₂的压缩空气，理论功耗折算到单位体积氧产品为863kJ/m³-O₂，节能效果显著；3）以一组颗粒循环移动床代替传统空分空气净化、冷/热交换等一系列设备，使投资下降。

本发明不限于上述实施例，其技术方案已在发明内容部分予以说明。

Claims

1.一种冷-热颗粒循环移动床连续逆流冷冻净化气体的方法，其特征在于利用重力作用下球形颗粒在直立容器中下降移动特性，构建冷、热颗粒循环的连续式冷颗粒移动床和热颗粒移动床，冷颗粒移动床对压力低于1.0MPa、温度低于373K、含尘粒和H₂O与CO₂的气体进行逆流传热传质净化，使其从床底上行冷却降温净化至床顶出口析出H₂O和CO₂的含量降低到床顶加入的冷颗粒温度下的平衡浓度，从床顶加入的冷颗粒下行过程回收上行气体的热量、颗粒升温并携带从气体中沉积到颗粒表面的尘粒和H₂O、CO₂下行至床底移出、使颗粒表面冲刷渗沥后提升至热颗粒移动床顶；热颗粒移动床中颗粒从床顶下行、被从床底自下而上逆流穿过颗粒层的低温洁净冷气冷却、热颗粒降温至床底出口处的温度比冷颗粒移动床顶部气体出口温度低至少1.5K，提升加入冷颗粒移动床顶部，构成冷-热颗粒循环移动床逆流冷冻净化气体的连续流程；低温洁净气体通过热颗粒移动床逆流上升吸取下行热颗粒的热量、升温至床顶出口，然后进一步调温、调湿、供空调或工业干燥循环热风使用；至少有两种产生低温洁净气体的方法，一种方法是使冷颗粒移动床冷冻净化后的气体通过膨胀机绝热膨胀降温，膨胀过程对外输出动力；另一种方法是使冷颗粒移动床冷冻净化后的气体通过空分过程分离成纯氧、纯氮、污氮气及环流气，其中污氮气与热颗粒移动床中的颗粒直接接触逆流传热冷却颗粒，纯氧、纯氮及环流气各自通过预置于热颗粒移动床内的盘管内流动、间壁吸热冷却管外下行流动的颗粒；所述球形颗粒，直径0.003~0.01m，密度大于500kg/m³，导热系数大于0.8W/(m.K)，比热容大于0.5kJ/(kg.K)，颗粒表面光滑且不具有吸附气体分子的性质，具有适当的耐磨性和耐蚀性。

2.根据权利要求1所述一种冷-热颗粒循环移动床连续逆流冷冻净化气体的方法，其特征在于进入冷颗粒移动床进行冷冻净化的含尘湿热气体是干燥尾气；温度331~336K，压力0.094~0.105MPa，粉尘含量20 mg/Nm³，湿含量0.080~0.09 kg/kg-air的干燥尾气，首先用热颗粒移动床出口288~299K的洁净气体间壁传热回收其热量，使其降温至310~320K，再通过水洗使其降温至298~308K、湿含量0.020~0.037 kg/kg-air，然后进入冷颗粒移动床逆流上升、与下行冷颗粒对流放热降温、析出粉尘和H₂O，净化后气体温度265~269K、压力0.082~0.093MPa、湿含量0.002~0.003 kg/kg-air、通过膨胀机绝热膨胀，膨胀比2.05~2.91，膨胀后低温洁净气体温度200~220K、压力0.032~0.040MPa进入热颗粒移动床底部，逆流上升吸收颗粒热量而升温到顶部出口气体温度288~299K，该气体吸收含尘湿热尾气热量后升温到321~326K，再用空压机绝热压缩到0.115~0.120MPa、温度440~448K，满足洁净循环热风供气要求；干燥尾气净化后膨胀过程按单位质量等熵膨胀功计输出动力50~65kJ/kg；以0℃大气为基准，175℃供气的洁净热风循环***理论制热性能系数大于2.5。

3.根据权利要求1所述一种冷-热颗粒循环移动床连续逆流冷冻净化气体的方法，其特征在于进入冷颗粒移动床的湿热气体是严寒地区热风空调***室内置换排出空气、经放热降温后的275~278K、湿含量4.3~5.4 g/kg-air的饱和湿气体，通过冷颗粒移动床进一步降温、放热、析出凝结性H₂O后出口气体降温到215~220K、湿含量<0.02 g/kg-air、排出到大气环境；进入热颗粒移动床的低温洁净气体是由环境新风通过膨胀机绝热膨胀降温到205~210K、压力0.068~0.078MPa，逆流通过热颗粒移动床升温到265~270K后，再通过间壁传热回收温度290~295K、湿含量9.1~11.2 g/kg-air的室内置换排出空气的热量，进一步升温到280~288K、增湿到9.1~11.2 g/kg-air，然后绝热压缩到0.085~0.099MPa、升温到295~300K，满足热风空调条件；以严寒地区-50℃环境大气为基准，采用该方法25℃供风的空气源热风空调理论制热性能系数>7。

4.根据权利要求1所述一种冷-热颗粒循环移动床连续逆流冷冻净化气体的方法，其特征在于进入冷颗粒移动床的湿热气体是低压型低温精馏空分装置的原料空气，加压到>0.595MPa、等压降温到<292K、湿含量<2.3 g/kg-air后，逆流上升通过冷颗粒移动床降温、冷却、析出H₂O和CO₂杂质，净化后气体出口温度101K、压力>0.575MPa，达到低温精馏空分要求；温度99K的冷颗粒从冷颗粒移动床顶下行到床底，将压缩空气的热量和H₂O、CO₂杂质移出床外，颗粒温度升高到290K；升温到290K的热颗粒从顶部加入热颗粒移动床降温，冷源是从底部进入热颗粒移动床逆流上升的低温洁净气体，包括空分产生的93.5K低温氧、94K低温氮和98.8K低温环流膨胀气各自通过热颗粒移动床中的盘管间壁吸热、以及98K低温污氮与逆流穿过颗粒层直接接触吸热，使热颗粒下行到床底出口时温度降低到99K，加入冷颗粒移动床顶，构成冷-热颗粒循环移动床连续逆流冷冻净化气体流程；98K的低温绝干污氮为冷冻净化提供冷量、从热颗粒移动床出口温度达到288K，继续作为冷却介质吸热增湿，使温度<308K、湿含量<6.2 g/kg-air的压缩空气进一步冷却到温度<292K、湿含量<2.3 g/kg-air后进入冷颗粒移动床冷冻净化。