CN105771546A - 一种可替代膜筒的吸附塔 - Google Patents

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李玉雪
赵静
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Abstract

一种可替代膜筒的吸附塔，由上封盖、下封盖、O型圈或垫片、筒体、气流分布器、下筛板组件、上筛板、弹簧、进出气口(接头)组成。其特征在于，吸附塔两端分别用封盖与筒体连接，下封盖内设锥形气流分布器，气流分布器上部为下筛板组件，下筛板组件由下筛板和金属丝网组成，下筛板用螺栓固定在筒体下部，筒体内装填吸附剂，筒体上部为可活动上筛板，上筛板上部为弹簧，最上端用上封盖封闭，上下封盖中心分别开设进气口和出气口。本发明结构简单、设计加工容易，拆卸、增容方便，使用寿命长，可用于变压吸附制氮设备、变压吸附制氧设备、变压吸附制氢设备、变压吸附脱碳设备等常规利用变压吸附技术及变温吸附技术的气体分离设备。

Description

一种可替代膜筒的吸附塔
技术领域
本发明涉及气体分离设备领域，具体涉及一种吸附塔。
背景技术
以空分领域为例，目前常规的空气分离采用是膜分离技术和变压吸附技术(简称PSA)。膜筒是膜分离设备的主要部件，膜筒组成的膜分离设备与PSA制氮、制氧设备相比，具有结构简单、体积小、切换阀门少、增容方便等优点。膜筒由若干中空纤维膜组成，中空纤维膜对氮气和氧气具有不同的渗透率，因此氧气和氮气得以分离。中空纤维外径0.4-2.0mm，内径0.3-1.4mm，非常容易堵塞，因此膜筒对前级压缩空气的洁净度要求较高，这无形中增加了设备的投资成本，在实际运行中，膜筒寿命一般在2-3年，寿命较短，且膜筒完全依靠进口，价格昂贵、交货周期长，又大大增加了运营维护成本。吸附塔是PSA的主要设备，吸附塔内部填充分子筛，利用分子筛对氧气和氮气不同的吸附速率，在变压吸附技术下分离出氮气和氧气。填充分子筛的吸附塔寿命长、成本低，且产气纯度范围广，但是吸附塔尺寸一般较大，整体较为笨重，更换困难。目前想寻求一种成本低廉，寿命长同时又兼具膜筒优点的吸附塔。
发明内容
本发明的目的是解决上述问题，提供一种可替代膜筒的吸附塔，同时拥有膜筒和PSA吸附塔的优点。一种可替代膜筒的吸附塔，由上封盖、下封盖、O型圈或垫片、筒体、气流分布器、下筛板组件、上筛板、弹簧、进出气口(接头)组成。其特征在于，吸附塔两端分别用封盖与筒体连接，下封盖内设锥形气流分布器，气流分布器上部为下筛板组件，下筛板组件由下筛板和金属丝网组成，下筛板用螺栓固定在筒体下部，筒体内装填吸附剂，筒体上部为可活动上筛板，上筛板上部为弹簧，最上端用上封盖封闭，上下封盖中心分别开设进气口和出气口，进出气口可以是内螺纹，亦可以是外螺纹接头。
所述的锥形气流分布器顶端封闭，侧面出气，充分打散气流，保证气流均匀持续地进入吸附塔。
筒体内部是圆形，筒体外形可以是圆柱形、椭圆形、方形、长方形等各种所需形状。
筒体内直径限制在150mm以内，内长控制在1700mm以内，总容积不超过30L，不涉及压力容器，不需要国家特殊监管，可批量加工，规模化生产。
吸附塔封盖可以做成法兰式，通过螺栓、O型圈或垫片与筒体固定密封，也可以做成内螺纹式，与筒体通过螺纹固定。
所述的O型圈的材质可以是各种合成橡胶、天然橡胶和聚四氟乙烯等多种材质。垫片可以是石棉橡胶垫、金属缠绕垫、石墨垫、聚四氟乙烯垫等多种形式的垫片。所述的连接螺栓可以是内六角形、外六角形、半圆形、沉头螺栓等多种样式。
筒体、盖板、气流分布器及筛板可采用硬质合金铝、高强度塑料、不锈钢等质量轻强度高的材料，亦可采用碳钢等一般材料。
弹簧可以是圆柱形弹簧、可以是圆锥形弹簧。
本发明可用于变压吸附制氮设备、变压吸附制氧设备、变压吸附制氢设备、变压吸附脱碳设备等常规利用变压吸附技术及变温吸附技术的气体分离设备。
本发明的有益效果是：本发明开发了一种具有气流分布器的轻型吸附塔，结构简单，加工难度小，不涉及压力容器，可单独作为制氮设备、制氧设备、制氢设备等变压吸附气体分离设备的吸附塔使用。增减本发明中吸附塔的数量，来相应改变设备的产能，拆卸、增容方便，使用寿命长。本发明可以实现标准化、规模化制作，降低设计制造成本，缩短生产周期，另一方面，该吸附塔体积小，重量轻，内部的吸附剂更容易填充的致密紧实，大大提高了吸附剂的吸附效率。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图中，1.上封盖紧固螺栓，2.上封盖，3.出气口，4.弹簧，5.O型圈，6.筒体，7.下筛板紧固螺栓，8.金属丝网，9.下筛板，10.气流分布器，11.进气口，12.下封盖，13.下封盖紧固螺栓，14.O型圈，15.上筛板。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
在图1所示实施例中，下封盖12通过O型圈14和下封盖紧固螺栓13固定在筒体6上，下封盖12上开设进气口11，下封盖12上部依次是是气流分布器10、下筛板9和金属丝网8，其中下筛板9和金属丝网8一起通过下筛板紧固螺栓7固定在筒体6上。筒体6内部填充分子筛，分子筛上部铺设上筛板15及弹簧4，然后盖上上封盖2，用O型圈5和上封盖紧固螺栓1进行固定。

Claims (9)

1.一种可替代膜筒的吸附塔，由上封盖、下封盖、O型圈或垫片、筒体、气流分布器、下筛板组件、上筛板、弹簧、进出气口(接头)组成。其特征在于，吸附塔两端分别用封盖与筒体连接，下封盖内设锥形气流分布器，气流分布器上部为下筛板组件，下筛板组件由下筛板和金属丝网组成，下筛板用螺栓固定在筒体下部，筒体内装填吸附剂，筒体上部为可活动上筛板，上筛板上部为弹簧，最上端用上封盖封闭，上下封盖中心分别开设进气口和出气口，进出气口可以是内螺纹，亦可以是外螺纹接头。
2.根据权利要求1的内容，所述的锥形气流分布器顶端封闭，侧面出气，充分打散气流，保证气流均匀持续地进入吸附塔。
3.根据权利要求1的内容，筒体内部是圆形，筒体外形可以是圆柱形、椭圆形、方形、长方形等各种所需形状。
4.根据权利要求1的内容，筒体内直径限制在150mm以内，内长控制在1700mm以内，总容积不超过30L，不涉及压力容器，不需要国家特殊监管，可批量加工，规模化生产。
5.根据权利要求1的内容，吸附塔封盖可以做成法兰式，通过螺栓、O型圈与筒体固定密封，也可以做成内螺纹式，与筒体通过螺纹固定。
6.根据权利要求1和权利要求5的内容，所述的O型圈的材质可以是各种合成橡胶、天然橡胶和聚四氟乙烯等多种材质。垫片可以是石棉橡胶垫、金属缠绕垫、石墨垫、聚四氟乙烯垫等多种材料的垫片。所述的连接螺栓可以是内六角形、外六角形、半圆形、沉头螺栓等多种样式。
7.根据权利要求1的内容，筒体、盖板、气流分布器及筛板可采用硬质合金铝、高强度塑料、不锈钢等质量轻强度高的材料，亦可采用碳钢等一般材料。
8.根据权利要求1的内容，弹簧可以是圆柱形弹簧、可以是圆锥形弹簧。
9.根据权利要求1的内容，本发明可用于变压吸附制氮设备、变压吸附制氧设备、变压吸附制氢设备、变压吸附脱碳设备等常规利用变压吸附技术及变温吸附技术的气体分离设备。
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