CN111609669A - 一种获得多种空气产物的空气分离设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种获得多种空气产物的空气分离设备，通过所述第一箱体内的催化剂填料包与所述第一加热棒配合，对空气进行催化处理，去除空气中的一氧化碳和碳氢杂质，并且由于多个隔板等距离设置以及相邻两个所述隔板上的所述透气孔交错设置能够增加空气在所述第一箱体内的停留时间，能够对空气中的杂质去除更加彻底，之后空气进入至所述第二箱体内，通过所述第二透气孔将至少四个所述腔体形成气体通路，每个所述腔体内均设置有所述第二加热棒和催化剂填料包，此方式能够有效延长所述腔体内的空气与催化剂的反应时间，再次充分去除一氧化碳和碳氢化合物杂质，从而提升该空气分离设备分离出的氮氧纯度。

Description

一种获得多种空气产物的空气分离设备
技术领域
本发明涉及空分技术领域，尤其涉及一种获得多种空气产物的空气分离设备。
背景技术
目前空气分离设备的主要产品是氧气和氮气，氧气是地球上一切有生命的机体赖以生存的物质，它很容易与其他物质发生氧化反应，并放出大量的热量。因此氧气作为氧化剂和助燃剂在冶金、化工、能源、机械、国防工业等部门得到广泛应用。氮气的化学性质不活泼，在平常的状态下有很大的惰性，不容易与其它物质发生化学反应，因此，氧气在冶金、电子化学工业中广泛地用来做保护气。由此可知氮和氧的需求越来越大，但是现有的空气分离设备分离出的氮氧纯度较低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种获得多种空气产物的空气分离设备，旨在解决现有技术中的空气分离设备分离出的氮氧纯度较低的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用的一种获得多种空气产物的空气分离设备，包括依次连接的空气过滤器、空气压缩机、升温组件、催化组件、预冷器、纯化器和精馏组件，所述升温组件包括回热器和加热器，所述空气压缩机经过所述回热器与所述加热器连接，所述催化组件经所述回热器与所述预冷器连接，所述催化组件包括第一箱体、隔板、第一加热棒、安装架、第二箱体、杆体、挡板和第二加热棒；
所述第一箱体上具有第一进气口和第一出气口，所述隔板数量为多个，多个所述隔板等距离设置在所述第一箱体的内部，每个所述隔板上均具有第一透气孔，且相邻两个所述隔板上的所述透气孔交错设置，相邻两个所述隔板之间设置有所述第一加热棒，所述安装架的一端与所述第一箱体固定连接，所述安装架的另一端与所述第二箱体固定连接，所述杆体设置在所述第二箱体的内部，所述挡板的数量至少为四个，多个所述挡板将所述第二箱体分为多个大小相等的腔体，其中两个相对设置的所述腔体上具有第二进气口和第二出气口，且所述第二进气口通过管道与所述第一出气口连通，所述第二出气口与所述回热器连通，每个所述挡板的底部具有第二透气孔，每个所述挡板上均具有所述第二加热棒。
其中，所述空气过滤器包括壳体、吸风机、引风机和滤网组件，所述壳体上具有空气进口和空气出口，所述吸风机设置在所述空气进口处，所述引风机设置在空气出口处，所述壳体的内部具有依次连通的第一空腔、第二空腔、第三空腔和第四空腔，所述滤网组件设置在所述第一空腔内。
其中，所述滤网组件包括第一滤网和第二滤网，所述第一滤网和所述第二滤网依次设置在所述第一空腔内，且所述第一滤网的网孔大于所述第二滤网的网孔。
其中，所述空气过滤器还包括第一加热管，所述第一加热管设置在所述第一空腔内。
其中，所述空气过滤器还包括静电吸附器，所述静电吸附器设置在所述第二空腔内。
其中，所述空气过滤器还包括雾化器，所述雾化器设置在所述第三空腔内。
其中，所述空气过滤器还包括第二加热管，所述第二加热管设置在所述第四空腔内。
本发明的有益效果体现在：原料空气经过所述空气过滤器进行过滤净化后，进入所述空气压缩机进行空气压缩，并通过所述加热器对其压缩空气升温，之后送入所述第一箱体内，通过所述第一箱体内的催化剂填料包与所述第一加热棒配合，对空气进行催化处理，去除空气中的一氧化碳和碳氢杂质，并且由于多个隔板等距离设置以及且相邻两个所述隔板上的所述透气孔交错设置能够增加空气在所述第一箱体内的停留时间，延长催化反应时间，能够对空气中的杂质去除更加彻底，之后空气进入至所述第二箱体内，通过至少四个所述挡板分隔串联成至少四个所述腔体，并且通过所述第二透气孔将至少四个所述腔体形成气体通路，每个所述腔体内均设置有所述第二加热棒和催化剂填料包，此方式能够有效延长所述腔体内的空气与催化剂的反应时间，再次充分去除一氧化碳和碳氢化合物杂质，之后空气依次送入所述预冷器、所述纯化器和所述精馏组件完成净化，从而提升该空气分离设备分离出的氮氧纯度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的催化组件的整体结构示意图。
图2是本发明的第二箱体的平面图。
图3是图2的A-A面结构示意图。
图4是图2的B-B面结构示意图。
图5是本发明的第一箱体的内部结构示意图。
图6是本发明的空气过滤器的内部结构示意图。
图7是本发明的精馏组件的结构示意图。
图8是本发明的获得多种空气产物的空气分离设备的原理图。
1-空气过滤器、11-壳体、111-空气进口、112-空气出口、113-第一空腔、114-第二空腔、115-第三空腔、116-第四空腔、12-吸风机、13-引风机、14-滤网组件、141-第一滤网、142-第二滤网、15-第一加热管、16-静电吸附器、17-雾化器、18-第二加热管、19-活性炭过滤网、2-空气压缩机、3-升温组件、31-回热器、32-加热器、4-催化组件、41-第一箱体、411-第一进气口、412-第一出气口、413-第一箱本体、414-箱座、415-横板、416-锁定件、417-第一卡槽、42-隔板、421-第一透气孔、43-第一加热棒、44-安装架、45-第二箱体、451-腔体、452-第二进气口、453-第二出气口、46-杆体、461-第二卡槽、47-挡板、471-放置框、48-第二加热棒、5-预冷器、6-纯化器、7-精馏组件、71-第一罐体、72-精馏段、73-第二罐体、74-提馏段、75-进料管、76-连通管、77-回流管、78-第一电磁阀、79-第二电磁阀、791-固定板、792-抽气泵、793-出气管、794-第三电磁阀、795-热沸器、796-冷却盘管、797-出料管、798-密封盖。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
请参阅图1至图8，本发明提供了一种获得多种空气产物的空气分离设备，包括依次连接的空气过滤器1、空气压缩机2、升温组件3、催化组件4、预冷器5、纯化器6和精馏组件7，所述升温组件3包括回热器31和加热器32，所述空气压缩机2经过所述回热器31与所述加热器32连接，所述催化组件4经所述回热器31与所述预冷器5连接，所述催化组件4包括第一箱体41、隔板42、第一加热棒43、安装架44、第二箱体45、杆体46、挡板47和第二加热棒48；
所述第一箱体41上具有第一进气口411和第一出气口412，所述隔板42数量为多个，多个所述隔板42等距离设置在所述第一箱体41的内部，每个所述隔板42上均具有第一透气孔421，且相邻两个所述隔板42上的所述透气孔交错设置，相邻两个所述隔板42之间设置有所述第一加热棒43，所述安装架44的一端与所述第一箱体41固定连接，所述安装架44的另一端与所述第二箱体45固定连接，所述杆体46设置在所述第二箱体45的内部，所述挡板47的数量至少为四个，多个所述挡板47将所述第二箱体45分为多个大小相等的腔体451，其中两个相对设置的所述腔体451上具有第二进气口452和第二出气口453，且所述第二进气口452通过管道与所述第一出气口412连通，所述第二出气口453与所述回热器31连通，每个所述挡板47的底部具有第二透气孔，每个所述挡板47上均具有所述第二加热棒48。
在本实施方式中，所述预冷器5型号为LGJ-S40，所述纯化器6型号为PS15-MT50-CDA-2，所述空气压缩机2与所述催化组件4之间设置有用于使所述空气压缩机2的压缩空气升温的所述升温组件3，所述升温组件3包括所述加热器32，所述催化组件4与所述加热器32相连接。所述升温组件3还包括所述回热器31，所述空气压缩机2经所述回热器31连接至所述加热器32，所述催化组件4经所述回热器31后连接至所述预冷器5。在所述催化组件4之前，所述空气过滤器1、所述空气压缩机2、所述回热器31、所述加热器32依次相连，最后连接至所述催化组件4。而在所述催化组件4之后，所述回热器31、所述预冷器5、所述纯化器6、所述精馏系统依次相连接。
原料空气经过所述空气过滤器1进行过滤净化后，进入所述空气压缩机2进行空气压缩，并通过所述加热器32对其压缩空气升温，之后送入所述第一箱体41内，通过所述第一箱体41内的催化剂填料包与所述第一加热棒43配合，对空气进行催化处理，去除空气中的一氧化碳和碳氢杂质，并且由于多个隔板42等距离设置以及且相邻两个所述隔板42上的所述透气孔交错设置能够增加空气在所述第一箱体41内的停留时间，延长催化反应时间，能够对空气中的杂质去除更加彻底，之后空气进入至所述第二箱体45内，通过至少四个所述挡板47分隔串联成至少四个所述腔体451，并且通过所述第二透气孔将至少四个所述腔体451形成气体通路，每个所述腔体451内均设置有所述第二加热棒48和催化剂填料包，此方式能够有效延长所述腔体451内的空气与催化剂的反应时间，再次充分去除一氧化碳和碳氢化合物杂质，之后空气依次送入所述预冷器5、所述纯化器6和所述精馏组件7完成净化，从而提升该空气分离设备分离出的氮氧纯度。
进一步地，所述空气过滤器1包括壳体11、吸风机12、引风机13和滤网组件14，所述壳体11上具有空气进口111和空气出口112，所述吸风机12设置在所述空气进口111处，所述引风机13设置在空气出口112处，所述壳体11的内部具有依次连通的第一空腔113、第二空腔114、第三空腔115和第四空腔116，所述滤网组件14设置在所述第一空腔113内。
在本实施方式中，通过所述吸风机12将空气引入至所述第一空腔113内，空气经过所述滤网组件14，对空气中依附的杂质进行过滤处理，之后依次经过所述第二空腔114、所述第三空腔115和所述第四空腔116，从所述引风机13吸出，流通至所述空气压缩机2，其中通过所述滤网组件14的设置，能够提升所述空气过滤器1的净化效果，从而提升之后分离出的氮氧纯度。
进一步地，所述滤网组件14包括第一滤网141和第二滤网142，所述第一滤网141和所述第二滤网142依次设置在所述第一空腔113内，且所述第一滤网141的网孔大于所述第二滤网142的网孔。
在本实施方式中，通过所述第一滤网141能够对空气中颗粒较大的杂质进行粗过滤，之后经过所述第二滤网142对颗粒较小的杂质进行精过滤，以此提升对空气的净化效果，从而提升之后分离出的氮氧纯度。
进一步地，所述空气过滤器1还包括第一加热管15，所述第一加热管15设置在所述第一空腔113内。所述空气过滤器1还包括静电吸附器16，所述静电吸附器16设置在所述第二空腔114内。
在本实施方式中，所述静电吸附器16型号为KOOA5，所述第一加热管15能够对进入所述第二空腔114内的空气进行干燥处理，使的空气变得干燥，干燥空气进入所述第三空腔115后，所述静电吸附器16能够发射与空气静电吸附的静电，可以对空气进行静电吸附过滤，进一步提升空气的过滤效果，此外干燥的空气能够使得所述静电吸附器16对空气中杂质的静电吸附效果更好，以此提升该空气分离设备分离出的氮氧纯度。
进一步地，所述空气过滤器1还包括雾化器17，所述雾化器17设置在所述第三空腔115内。
在本实施方式中，所述雾化器17型号为NM211C，在经过静电吸附后的空气进入所述第三空腔115内，所述雾化器17将空气进行雾化过滤处理，并快速的与空气中的杂质接触，使其沉浸在所述第三空腔115的底部，以此提升该空气分离设备分离出的氮氧纯度。
进一步地，所述空气过滤器1还包括第二加热管18，所述第二加热管18设置在所述第四空腔116内。
在本实施方式中，所述第二加热管18能够对经过雾化的空气进行快速加热烘干，使得空气中的液态水滴可以迅速汽化，并加快空气的流动性，并且在所述加热管的后方可设置活性炭过滤网19能够对空气进行再次过滤净化，以此间接提升该空气分离设备分离出的氮氧纯度。
进一步地，所述精馏组件7包括第一罐体71、精馏段72、第二罐体73和提馏段74，所述精馏段72固定镶嵌在所述第一罐体71的顶部，所述提馏段74固定镶嵌在第二罐体73的顶部，且精馏段72的顶部与第二罐体73的底部固定连接，所述精馏段72的表面分别固定镶嵌有进料管75、连通管76和回流管77，且所述进料管75位于所述连通管76的下方，所述连通管76位于所述回流管77的左侧，所述连通管76的另一端与所述提馏段74相连通，所述连通管76的表面固定安装有第一电磁阀78，所述回流管77的另一端与第二罐体73相连通，所述回流管77的表面固定安装有第二电磁阀79；所述提馏段74的表面固定连接有所述固定板791，所述固定板791的上表面固定连接有抽气泵792，所述提馏段74的表面固定镶嵌有出气管793，且所述出气管793的另一端与所述抽气泵792的进气口固定连接，所述出气管793的表面固定安装有第三电磁阀794，所述第一罐体71的内壁上固定连接有热沸器795，所述第二罐体73的内壁上固定连接有冷却盘管796。
在本实施方式中，在经过所述纯化器6纯化后，所述第一电磁阀78和所述第二电磁阀79关闭，所述第三电磁阀794打开，所述抽气泵792工作，将所述第二罐体73和所述提馏段74的空气抽出，所述纯化器6纯化后的空气再从所述进料管75处进入所述精馏段72，液相物质下流进入所述第一罐体71中，打开所述第二电磁阀79，由于所述第二罐体73和所述提馏段74的空气被抽出，压力差较大，空气能够快速的从所述连通管76进入第二罐体73和提馏段74中，冷却盘管796使得液相物质留在所述第二罐体73中，打开所述第二电磁阀79，所述第二罐体73中的液相物质流入所述第一罐体71中，所述热沸器795工作对液相物质进行再沸处理，使得低沸点的物质再次蒸发，即氮气可从所述提馏段74上分离出，含氧的化合物流入至所述第一罐体71，之后打开密封盖798，喊氧化合物就可将从出料管797放出，以此完成空气精馏，解决了由于上塔和下塔中的压力差不大，预分离的空气进入上塔较为缓慢及不彻底的问题，从而提升该空气分离设备的分离效果，使得分离出的氮氧浓度较高。
进一步地，所述第一箱体41包括第一箱本体413、箱座414、横板415和锁定件416，所述箱座414与所述第一箱本体413可拆卸连接，所述箱座414的内表壁上设置有多个所述横板415，每个所述横板415上具有第一卡槽417，所述第一卡槽417与所述隔板42的下壁卡合，所述锁定件416的一端贯穿所述箱座414，并与所述第一箱本体413螺纹连接
在本实施方式中，通过所述横板415上的所述第一卡槽417与所述隔板42的下壁卡合，能够使得所述箱座414与所述第一箱本体413之间连接更牢固，另一方面能够使得所述隔板42两侧的空气只能够从所述第一透气孔421传过，不会从所述箱座414和所述隔板42之间的连接处穿过，提升了密封性，延长了空气在相邻两个所述隔板42之间的停留时间，与催化剂填料包和所述第一加热棒43配合进行更好的反应。
其中在相邻两个所述卡槽之间均设置有催化剂填料包和所述第一加热棒43，所述锁定件416为带螺纹的螺栓，所述锁定件416分别设置在所述第一箱本体413的外周侧，由于催化剂填料包在使用过久效果不佳或者所述第一加热棒43出现损坏时，可通过将所有贯穿所述箱座414，并与所述第一箱本体413螺纹连接的所述锁定件416拧下，然后将所述箱座414与所述第一箱本体413进行分离，之后更换新的催化剂填料包或者新的所述第一加热棒43，之后将所述箱座414与所述第一箱本体413契合，拧紧所述锁定件416即可。实现对催化剂填料包或者所述第一加热棒43的快速更换，该用户带来了方便。
进一步地，所述杆体46上具有多个第二卡槽461，所述挡板47与所述杆体46滑动连接，且所述挡板47的侧壁置于所述第二卡槽461内，每个所述挡板47的侧壁上具有放置框471，且所述放置框471位于所述第二加热棒48的下方。
在本实施方式中，所述挡板47与所述杆体46之间是滑动连接的，所述第二箱体45的顶端设置有可拆卸连接的遮盖板，由此说明在打开遮盖板后可将所述挡板47从所述第二箱体45内取出，所述放置框471内用于放置催化剂填料包，所述挡板47的两端面均设置有所述第二加热棒48，当催化剂填料包在使用过久效果不佳或者所述第二加热棒48出现损坏时，可打开遮盖板，将所述挡板47从所述第二箱体45内滑动取出，换上新的催化剂填料包或者新的所述第二加热棒48，之后盖上遮盖板即可，实现对催化剂填料包或者所述第二加热棒48的快速更换，该用户带来了方便。
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (7)

1.一种获得多种空气产物的空气分离设备，其特征在于，
包括依次连接的空气过滤器、空气压缩机、升温组件、催化组件、预冷器、纯化器和精馏组件，所述升温组件包括回热器和加热器，所述空气压缩机经过所述回热器与所述加热器连接，所述催化组件经所述回热器与所述预冷器连接，所述催化组件包括第一箱体、隔板、第一加热棒、安装架、第二箱体、杆体、挡板和第二加热棒；
所述第一箱体上具有第一进气口和第一出气口，所述隔板数量为多个，多个所述隔板等距离设置在所述第一箱体的内部，每个所述隔板上均具有第一透气孔，且相邻两个所述隔板上的所述透气孔交错设置，相邻两个所述隔板之间设置有所述第一加热棒，所述安装架的一端与所述第一箱体固定连接，所述安装架的另一端与所述第二箱体固定连接，所述杆体设置在所述第二箱体的内部，所述挡板的数量至少为四个，多个所述挡板将所述第二箱体分为多个大小相等的腔体，其中两个相对设置的所述腔体上具有第二进气口和第二出气口，且所述第二进气口通过管道与所述第一出气口连通，所述第二出气口与所述回热器连通，每个所述挡板的底部具有第二透气孔，每个所述挡板上均具有所述第二加热棒。
2.如权利要求1所述的获得多种空气产物的空气分离设备，其特征在于，
所述空气过滤器包括壳体、吸风机、引风机和滤网组件，所述壳体上具有空气进口和空气出口，所述吸风机设置在所述空气进口处，所述引风机设置在空气出口处，所述壳体的内部具有依次连通的第一空腔、第二空腔、第三空腔和第四空腔，所述滤网组件设置在所述第一空腔内。
3.如权利要求2所述的获得多种空气产物的空气分离设备，其特征在于，
所述滤网组件包括第一滤网和第二滤网，所述第一滤网和所述第二滤网依次设置在所述第一空腔内，且所述第一滤网的网孔大于所述第二滤网的网孔。
4.如权利要求3所述的获得多种空气产物的空气分离设备，其特征在于，
所述空气过滤器还包括第一加热管，所述第一加热管设置在所述第一空腔内。
5.如权利要求4所述的获得多种空气产物的空气分离设备，其特征在于，
所述空气过滤器还包括静电吸附器，所述静电吸附器设置在所述第二空腔内。
6.如权利要求5所述的获得多种空气产物的空气分离设备，其特征在于，
所述空气过滤器还包括雾化器，所述雾化器设置在所述第三空腔内。
7.如权利要求6所述的获得多种空气产物的空气分离设备，其特征在于，
所述空气过滤器还包括第二加热管，所述第二加热管设置在所述第四空腔内。
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