CN102989263A - 高效径向流吸附塔 - Google Patents

Abstract

本发明提供高效径向流吸附塔，每段吸附塔由塔壁、隔离筒和中心管由外向内依次按同心圆布置，塔壁与隔离筒形成气室，隔离筒与隔离筒形成辅助吸附室，隔离筒与中心管形成吸附室；塔壁底部侧面连接切向进气口，吸附尾气出口连接中心管设置在塔壁上部侧面，人孔布置在吸附尾气出口对侧；塔壁、中心管和隔离筒与底板密封连接；辅助吸附室和吸附室底部分别安装辅助吸附剂卸料口和吸附剂卸料口；高效径向吸附塔由1-20个塔段组成，每段通过底板与下一段完全隔开，各段吸附尾气出口共同接入吸附尾气主管道，各段切向进气口分别从主进气管道接入。

Description

高效径向流吸附塔

1.技术领域

本发明提供高效径向流吸附塔，属于化工分离领域。

2.背景技术

利用多孔的具有活性的固体吸附剂处理气体混合物，使其中一种或几种组分浓集在吸附剂表面，从而将其从气流中分离出来的气体净化器物，是气体净化设备的主要类型之一，属于干法净化设备。吸附设备广泛的应用于化工、医药、食品、轻工、环保等行业，如气体和液体的深度干燥；食品、药品、有机石油产品的脱色、脱臭；有机异构物(如混合二甲苯)的分离；空气分离以制取富氧空气；从废水或废气中除去有害的物质等。一般吸附操作包括气体与吸附剂接触吸附，吸附剂从气体中分离和吸附剂再生或更换三个步骤。吸附器的设计应保证上述各步骤能顺利进行。

根据吸附剂床层状态可分为固定床吸附器、流化床吸附器和输送床吸附装置三种型式，目前最有效、应用最广为固定床吸附器。固定床吸附器有轴向流、卧式和径向流三种型式。

国内的吸附器结构普遍采用的是轴流式吸附床结构，这是目前的主流，其优点是结构简单，制造费用低，缺点是单床处理能力较小，进气和排气对床层的冲击比较大，容器死隙比较大，设备体积也大，对气流分布计算要求比较严；另外为了提高处理能力，轴流式吸附塔直径超大，造成制造和运输的不便，加之频繁的正压进气和负压抽气造成大直径孔板的震动，会引起丝网松动、破裂，导致分子筛粉化、流化。

径向流吸附塔相对于轴向吸附塔具有单床处理能力大，床层压降小、能强制气体均匀分布、占地面积小、不存在进气和排气对床层的冲击、避免了分子筛粉化、流化，便于塔式布置等优点，但也存在结构相对复杂、气流均匀分布设计比较困难、费用高等缺陷。目前国内外径向流吸附塔均是底部进气，气体变向后实现径向进料，径向气体分布需要通过变截面积实现，设计难度大。随着装置规模的大型化，如何利用径向流吸附塔的优点，开发单塔处理能力大、占地面积小的高效吸附塔将已成为我国化工技术人员迫待解决的重大课题。

3.发明内容

本发明的目的就是为了克服现有径向流吸附塔存在的不足而提出一种高效径向流吸附塔，通过底部侧面切向进气，利用气流高速旋转快速实现径向流气体的均匀分布，通过中心管内设置防死区导向锥筒实现出气中心管截面上的匀速无死区流动。

本发明的技术方案：

高效径向流吸附塔，由切向进气口、塔壁、中心管、隔离筒、防死区导向锥筒、吸附尾气出口、吸剂压紧板、辅助吸附剂卸料口、吸附剂卸料口、人孔、底板、吸附尾气主管道、主进气管道组成。每段吸附塔由塔壁、隔离筒和中心管由外向内依次按同心圆布置，隔离筒和中心管的顶部通过吸附剂压紧板形成吸附段上部封闭；塔壁与隔离筒形成上部封死的气室，隔离筒与隔离筒形成辅助吸附室，隔离筒与中心管形成吸附室，中心管内底部设置防死区导向锥筒；塔壁底部侧面连接切向进气口，吸附尾气出口连接中心管设置在塔壁上部侧面，人孔布置在吸附尾气出口对侧；塔壁、中心管和隔离筒与底板密封连接；辅助吸附室和吸附室底部分别安装辅助吸附剂卸料口和吸附剂卸料口；高效径向吸附塔由1-20个塔段组成，每段通过底板与下一段完全隔开，各段吸附尾气出口共同接入吸附尾气主管道，各段切向进气口分别从主进气管道接入。

每个塔段的高径比为0.8-3.0，直径为1.0-15m.。

隔离筒层数为1-5，隔离筒为孔径0.5-6mm的多孔板，也可以是由不同开孔的多孔板网复合而成。

中心管为孔径0.5-6mm的多孔板，也可以是由不同开孔的多孔板网复合而成。

中心管的开孔区高度比隔离筒高度低10-100mm。

人孔为敞口人孔。

本发明将实施例来详细叙述本发明的特点。

4.附图说明

附图为本发明的工艺示意图。

附图的图面设明如下：

1.切向进气口、2.塔壁、3.中心管、4.隔离筒、5.防死区导向锥筒、6.吸附尾气出口、7.吸附剂压紧板、8.辅助吸附剂卸料口、9.吸附剂卸料口、10.人孔、11.底板、12.吸附尾气主管道、13.主进气管道。

下面结合附图和实施例来详述本发明的工艺特点。

5.具体实施方式

实施例，高效径向流吸附塔，由切向进气口(1)、塔壁(2)、中心管(3)、隔离筒(4)、防死区导向锥筒(5)、吸附尾气出口(6)、吸附剂压紧板(7)、辅助吸附剂卸料口(8)、吸附剂卸料口(9)、人孔(10)、底板(11)、吸附尾气主管道(12)、主进气管道(13)组成。每段吸附塔由塔壁(2)、隔离筒(4)和中心管(3)由外向内依次按同心圆布置，隔离筒(4)和中心管(3)的顶部通过吸附剂压紧板(7)形成吸附段上部封闭；塔壁(2)与隔离筒(4)形成上部封死的气室，隔离筒(4)与隔离筒(4)形成辅助吸附室，隔离筒(4)与中心管(3)形成吸附室，中心管(3)内底部设置防死区导向锥筒(5)；塔壁(2)底部侧面连接切向进气口(1)，吸附尾气出口(6)连接中心管(3)设置在塔壁(2)上部侧面，人孔(10)布置在吸附尾气出口(6)对侧；塔壁(2)、中心管(3)和隔离筒(4)与底板(11)密封连接；辅助吸附室和吸附室底部分别安装辅助吸附剂卸料口(8)和吸附剂卸料口(9)；高效径向吸附塔由1-20个塔段组成，每段通过底板(11)与下一段完全隔开，各段吸附尾气出口(6)共同接入吸附尾气主管道(12)，各段切向进气口(1)分别从主进气管道(13)接入。

每个塔段的高径比为0.8-3.0，直径为1.0-15m.。

隔离筒(4)层数为1-5，隔离筒(4)为孔径0.5-6mm的多孔板，也可以是由不同开孔的多孔板网复合而成。

中心管(3)为孔径0.5-6mm的多孔板，也可以是由不同开孔的多孔板网复合而成。

中心管(3)的开孔区高度比隔离筒(4)高度低10-100mm。

人孔(10)为敞口人孔。

具体运行时，空气从主进气管道(13)分别进入(3)各段切向进气口(1)，气流进入上部封死的气室，沿塔壁(2)内表面高速旋转，快速实现第一层隔离筒(4)表面的径向流气体均匀分布，气体以0.2-0.3m/s的速度依次通过多层辅助吸附室和吸附室，水分、C0₂、N₂等被逐层吸附，浓度30-90％的富氧吸附尾气流入中心管(3)，在防死区导向锥筒(5)的作用下实现出气中心管(3)截面上的匀速无死区流动，最后各段富氧吸附尾气通过吸附尾气出口(6)共同汇入吸附尾气主管道(12)。吸附进行3-60min内，当辅助吸附剂和吸附剂的一种率先达到吸附饱和时，停止进气，反向解吸再生。再生完成后继续进气，循环进行。

本发明所提供的高效径向流吸附塔，通过底部侧面切向进气，利用气流高速旋转快速实现径向流气体的均匀分布，通过中心管内设置防死区导向锥筒实现出气中心管截面上的匀速无死区流动，塔式分段提高了单塔的处理能力、减少了占地面积和投资、避免了底部吸附剂承重要求，单塔处理能力可达500000m³/h以上，设备投资降低20％以上，吸附剂装卸方便，实现了吸附装置的大型化。

Claims (6)

1.高效径向流吸附塔，由切向进气口、塔壁、中心管、隔离筒、防死区导向锥筒、吸附尾气出口、吸附剂压紧板、辅助吸附剂卸料口、吸附剂卸料口、人孔、底板、吸附尾气主管道、主进气管道组成，其特征在于每段吸附塔由塔壁、隔离筒和中心管由外向内依次按同心圆布置，隔离筒和中心管的顶部通过吸附剂压紧板形成吸附段上部封闭；塔壁与隔离筒形成上部封死的气室，隔离筒与隔离筒形成辅助吸附室，隔离筒与中心管形成吸附室，中心管内底部设置防死区导向锥筒；塔壁底部侧面连接切向进气口，吸附尾气出口连接中心管设置在塔壁上部侧面，人孔布置在吸附尾气出口对侧；塔壁、中心管和隔离筒与底板密封连接；辅助吸附室和吸附室底部分别安装辅助吸附剂卸料口和吸附剂卸料口；高效径向吸附塔由1-20个塔段组成，每段通过底板与下一段完全隔开，各段吸附尾气出口共同接入吸附尾气主管道，各段切向进气口分别从主进气管道接入。

2.根据权利要求1所提述的高效径向流吸附塔，其特征在于每个塔段的高径比为0.8-3.0，直径为1.0-15m.。

3.根据权利要求1所提述的高效径向流吸附塔，其特征在于隔离筒层数为1-5，隔离筒为孔径0.5-6mm的多孔板，也可以是由不同开孔的多孔板网复合而成。

4.根据权利要求1所提述的高效径向流吸附塔，其特征在于中心管为孔径0.5-6mm的多孔板，也可以是由不同开孔的多孔板网复合而成。

5.根据权利要求1所提述的高效径向流吸附塔，其特征在于中心管的开孔区高度比隔离筒高度低10-100mm。

6.根据权利要求1所提述的高效径向流吸附塔，其特征在于人孔为敞口人孔。

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