CN202778205U - 带有自动补偿压紧监测装置的变压吸附塔 - Google Patents

Abstract

带有自动补偿压紧监测装置的变压吸附塔，属于空分设备技术领域。其包括变压吸附筒体，变压吸附筒体两端焊接有进气封头和出气封头，变压吸附筒体内设有分子筛吸附床，变压吸附筒体的筒身设有接管式卸料口，进气封头上设有进气接管，进气接管端口处设有气流均匀扩散装置，进气接管下方设有排污口，出气封头中设有出气装置，出气封头中部设置内管，内管上设有自动补偿压紧监测装置。该装置能实现及时压紧分子筛；防止压缩气流直接吹向分子筛；防止卸料口开裂，延长分子筛的使用寿命。

Description

带有自动补偿压紧监测装置的变压吸附塔

技术领域

本实用新型属于空分设备技术领域，具体涉及一种带有自动补偿压紧监测装置的变压吸附塔。

背景技术

在现代工业领域，为了快速制取高品质的氧气或氮气，同时为了减少制造加工成本，变压吸附（PSA）工艺运用到空分设备制造业，变压吸附系统采用两吸附塔结构，三吸附塔结构，或其他的吸附床周期循环切换吸附塔工作，吸附的核心原材料采用分子筛。

一般的吸附系统中，进气接管和出气接管是直接与分子筛接触，由于吸附床吸附和再生交替进行，使吸附床处在压力不断变化的工作中，容易造成吸附床的松动，从而引起分子筛颗粒的过度摩擦，直至粉化形成微量的空隙；同时，压缩气流直接吹向分子筛，容易造成分子筛颗粒表面的破损或创伤，降低了分子筛的使用寿命，而且压缩气流集中吹向一处，也容易造成分子筛的局部吸附再生过载，使分子筛的利用率降低；由于变压吸附筒体进气口没有设置气流均匀扩散装置，压缩气流不能分布均匀，以致变压吸附筒体出气口气流不稳定，同时吸附床分子筛无法得到及时补充和持续压紧。另外，基于PSA工艺制气，吸附床处在压力不断变化的工作中，所以对压力容器的材质有一定的技术要求，变压吸附筒卸料口尤为重要；同行空分设备市场上，变压吸附筒卸料口工艺设计不完美；设备运行一段时间后，卸料口开裂现象时常发生。

实用新型内容

针对现有技术存在的问题，本实用新型的目的在于设计提供一种带有自动补偿压紧监测装置的变压吸附塔的技术方案，能实现及时压紧分子筛；防止压缩气流直接吹向分子筛；防止卸料口开裂，延长分子筛的使用寿命。

所述的带有自动补偿压紧监测装置的变压吸附塔，包括变压吸附筒体，所述变压吸附筒体两端焊接有进气封头和出气封头，所述变压吸附筒体内设有分子筛吸附床，所述变压吸附筒体的筒身设有接管式卸料口，其特征在于所述的进气封头上设有进气接管，所述进气接管端口处设有气流均匀扩散装置，所述进气接管下方设有排污口，所述出气封头中设有出气装置，所述出气封头中部设置内管，所述内管上设有自动补偿压紧监测装置。

所述的带有自动补偿压紧监测装置的变压吸附塔，其特征在于所述的进气封头和出气封头为椭圆形封头。

所述的带有自动补偿压紧监测装置的变压吸附塔，其特征在于所述出气装置包括设置在变压吸附筒体中的出气接管，所述出气接管延伸至变压吸附筒体外与出气管垂直连接。

所述的带有自动补偿压紧监测装置的变压吸附塔，其特征在于所述自动补偿压紧监测装置包括压紧气缸、气缸顶杆、就地压力表、单向阀和活塞，所述内管上固定配置法兰盖，所述压紧气缸设置在法兰盖上，所述压紧气缸依次连接就地压力表和单向阀，所述压紧气缸上设有分子筛一级限位开关和分子筛二级限位开关，所述活塞设置在内管中，所述气缸顶杆穿过法兰盖上的顶杆孔与活塞连接，所述活塞上设有气压平衡孔，所述活塞底面与内管空腔形成吸附剂补偿腔。

所述的带有自动补偿压紧监测装置的变压吸附塔，其特征在于所述分子筛吸附床两端分别设置进气网格和出气网格，所述进气网格和出气网格分别依次包括复合设置的孔板、金属网和椰垫，所述孔板上设有一组均匀分布的圆孔，所述金属网设置在朝向分子筛吸附床一侧，所述金属网上设有孔径小于分子筛吸附床中分子筛粒径的网孔。

所述的带有自动补偿压紧监测装置的变压吸附塔，其特征在于所述进气接管中设有百叶旋风片，所述百叶旋风片与进气接管同轴并与进气接管内壁焊接固定。

所述的带有自动补偿压紧监测装置的变压吸附塔，其特征在于所述气流均匀扩散装置包括气体缓冲腔和气体扩散管，所述气体缓冲腔与设置在进气接管上的下法兰连接，所述气体缓冲腔的底部设有排污口，所述气体缓冲腔的侧壁设有通孔，所述气体扩散管穿过气体缓冲腔上设置的通孔与气体缓冲腔垂直固定，所述气体扩散管在气体缓冲腔中的一段上设置出气孔，表面包裹金属丝网并固定。

所述的带有自动补偿压紧监测装置的变压吸附塔，其特征在于进气封头内部靠近进气接管一侧设置圆心朝向进气接管的球面网筛，所述球面网筛与进气网格之间填充设置球形干燥剂。

所述的带有自动补偿压紧监测装置的变压吸附塔，其特征在于所述活塞包括活塞板和设置在活塞板底部的棕垫。

所述的带有自动补偿压紧监测装置的变压吸附塔，其特征在于所述进气网格为平面状网格，所述进气网格的外沿与进气封头的内壁固定焊接；所述的出气网格为圆形伞状网格，所述出气网格的顶部上凸并设有与内管端口固定的通孔，所述出气网格外沿与出气封头内壁焊接固定。

上述的带有自动补偿压紧监测装置的变压吸附塔，结构简单，设计合理。设置自动补偿压紧监测装置能够实时监测及控制对分子筛的压紧程度，保证分子筛实时处在压紧状态；设置气流均匀扩散装置，保证气流能够分布均匀；设置活塞底面与内管空腔形成吸附剂补偿腔，使分子筛能够得到及时补充和持续压紧；设置气体缓冲腔的底部设有排污口，可以通过压缩气流反吹，对变压吸附筒体底部气流扩散装置进行吹扫；设置百叶旋风片，避免压缩气流直接与分子筛冲击，延长分子筛的使用寿命；设置接管式卸料口，方便安装拆卸，方便卸料，方便吸尘器对残留分子筛的清扫，防止卸料口开裂现象发生。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型中百叶旋风片的结构示意图；

图3为本实用新型中进气网格的结构示意图。

图中：1-压紧气缸；2-就地压力表；3-单向阀；4-气缸顶杆；5-内管；6-棕垫；7-出气封头；8-出气接管；9-出气管；10-进气网格；11-球面网筛；12-进气接管；13-百叶旋风片；14-支腿；15-排污口；16-气流均匀扩散装置；1601-气体缓冲腔；1602-气体扩散管；17-下法兰；18-球形干燥剂；19-进气封头；20-接管式卸料口；21-变压吸附筒体；22-分子筛；23-分子筛吸附床；24-出气网格；25-吸附剂补偿腔；26-活塞板；27-法兰盖；28-分子筛二级限位开关；29-分子筛一级限位开关；30-孔板；31-金属网；32-椰垫。

具体实施方式

以下结合说明书附图来进一步说明本实用新型。

如图所示，带有自动补偿压紧监测装置的变压吸附塔，包括变压吸附筒体21，变压吸附筒体21两端焊接有呈椭圆形结构的进气封头19和出气封头7，变压吸附筒体21内腔设有分子筛吸附床23，分子筛吸附床23中填充有分子筛22，变压吸附筒体21的筒身设有接管式卸料口20，变压吸附筒体21底部还可设置支腿14。

进气封头19上设有进气接管12，进气接管12中设有百叶旋风片13，百叶旋风片13与进气接管12同轴并与进气接管12内壁焊接固定。压缩气流经过百叶旋风片13向四周均匀扩散流出，平稳均匀进入分子筛吸附床23，避免了气流对分子筛22的直接冲击，延长了分子筛22的使用寿命，消除了分子筛吸附床23的隧道死角。

进气接管12端口上设有气流均匀扩散装置16，气流均匀扩散装置16包括气体缓冲腔1601和气体扩散管1602。气体缓冲腔1601与设置在进气接管12上的下法兰17连接，气体缓冲腔1601的底部开设一个排污口15，气体缓冲腔1601的侧壁设有通孔。气体扩散管1602穿过气体缓冲腔1601上设置的通孔与气体缓冲腔1601垂直焊接固定。并且位于气体缓冲腔1601外的气体扩散管1602端口设有法兰，气体扩散管1602的另一端端口封闭，设在气体缓冲腔1601内的气体扩散管1602管壁上设有多个均匀分布的小孔，进口压缩气流通过小孔降速并经过气体缓冲腔的缓冲，减弱了气流的能量，降低了气流的冲击力。

进气接管12下方还设置排污口15，排污口15可以通过压缩气流反吹，对变压吸附筒体21底部气流均匀扩散装置16进行吹扫。

分子筛吸附床23两端分别设置进气网格10和出气网格24。进气网格10为平面状网格，进气网格10的外沿与进气封头19的内壁固定焊接。出气网格24为圆形伞状网格，出气网格24的顶部上凸并设有与内管5端口固定通孔，出气网格24外沿与出气封头7内壁固定焊接。进气网格10和出气网格24均包括孔板30、金属网31和椰垫32。孔板30上设有多个均匀分布的圆孔；金属网31贴合在孔板30的表面，金属网31朝向分子筛吸附床23的一侧，金属网31的网孔小于分子筛22的粒径；椰垫32设在金属网21的表面上。进气网格10和出气网格24有多层材料组成的网格，尤其是设置了具有良好收缩性能的椰垫32使用，防止分子筛22泄露的同时又提高了分子筛吸附床23抗冲击的能力。

进气封头19内部靠近进气接管12一侧设有球面网筛11，球面网筛11的圆心朝向进气接管12，球面网筛11与进气网格10之间设有球形干燥剂18。球面网筛11包括球面孔板和球面金属网，球面孔板的外沿与进气封头19的内壁焊接，球面孔板上设有多个均匀分布的圆孔，球面金属网贴合在球面孔板的表面，球面金属网朝向球形干燥剂18的一侧，球面金属网的网孔小于球形干燥剂18的粒径。在进气封头19中设置干燥剂，减轻了分子筛22的吸附负载，延长了分子筛22的使用寿命，提高了成品气的纯度，稳定了成品气的流量，保证了成品气出口压力的稳定。

出气封头7中设有出气装置，出气封头7中部设置内管5，内管5上设有法兰盖27和自动补偿压紧监测装置。出气装置包括设置在变压吸附筒体21中的出气接管8，出气接管8延伸至变压吸附筒体21外与出气管9垂直连接，出气接管8与出气网格24连接，所出气网格24上设有环形分布的排气孔，排气孔的面积总和大于出气接管8的截面面积。自动补偿压紧监测装置包括压紧气缸1、气缸顶杆4、就地压力表2、单向阀3和活塞。压紧气缸1设在法兰盖27的中央，活塞设置内管5中，活塞平面与内管5轴线垂直，活塞外沿与内管5管径相吻合，气缸顶杆4穿过法兰盖27上的顶杆孔与活塞连接，活塞上设有气压平衡孔，与分子筛吸附床23相通的一段内管5与活塞底面形成吸附剂补偿腔25。

活塞包括活塞板26和设置在活塞板26底面的棕垫6。压紧气缸1上还设有分子筛一级限位开关29和分子筛二级限位开关28。自动补偿压紧监测装置使吸附床的微量空隙能通过补偿腔内的分子筛22而得到及时补充，使吸附床在工作中始终保持压紧状态，防止分子筛22松动造成分子筛相互摩擦，加快分子筛粉化引起设备故障；同时通过观察分子筛一级限位开关29和分子筛二级限位开关28监测点的报警状态，使用户能及时了解补偿腔内的分子筛22状况，提前做好采购、添加分子筛22的准备工作或停机准备，合理调度生产任务。就地压力显示2可以实时在线显示分子筛22压紧状态，方便观察以及作为设备维护人员的操作依据；自动补偿压紧监测装置采用进入吸附塔前的净化空气压力作为自身气缸的工作压力；当变压吸附塔吸附、再生工作时，自动补偿压紧监测装置就已经提前进入压紧工作状态。在变压吸附塔工作状态下，单向阀3使其工作压力和变压吸附塔内压力基本保持平衡，防止活塞不受交变力的影响。

在变压吸附塔工作时，压缩空气通过气体扩散管1602上的小孔降速后，流入气体缓冲腔内1601缓冲，使进气流速进一步下降，缓冲后的压缩空气通过进气管内的百叶旋风片13向四周均匀扩散,并沿其切线方向均匀进入变压吸附筒体21底部，消除分子筛吸附床23的隧道死角，并通过球面网筛11与球形干燥剂18除去气体中残余水份后，均匀平稳进入分子筛吸附床23进行吸附，并利用进气网格10和出气网格24的孔板30和椰垫32的二次缓冲后，经过出气接管8和出气管9流出，完成整个吸附过程。

自动补偿压紧监测装置通过气缸顶杆4带动活塞在内管5中运动，将吸附剂补偿腔25中的分子筛22压紧，同时也压紧了变压吸附筒体21内的分子筛吸附床23；当分子筛吸附床23中的分子筛22出现微量空隙时，吸附剂补偿腔25中的分子筛22在压紧气缸1的作用下，及时进入分子筛吸附床23，填补了分子筛吸附床23中的微量空隙。如吸附剂补偿腔25的分子筛22低于一级限位要求，则分子筛一级限位开关29动作，提示用户提前作好添加分子筛22工作或采购分子筛22工作、或停机准备；如吸附剂补偿腔25内的分子筛22继续下降至低于二级限位要求，则分子筛二级限位开关28动作，提醒用户注意，此时如仍未及时补充分子筛22，则二十四小时（或亦可根据客户要求设定时间）后设备将安全停机。

Claims (10)

1.带有自动补偿压紧监测装置的变压吸附塔，包括变压吸附筒体（21），所述变压吸附筒体（21）两端焊接有进气封头（19）和出气封头（7），所述变压吸附筒体（21）内设有分子筛吸附床（23），所述变压吸附筒体（21）的筒身设有接管式卸料口（20），其特征在于所述的进气封头（19）上设有进气接管（12），所述进气接管（12）端口处设有气流均匀扩散装置（16），所述进气接管（12）下方设有排污口（15），所述出气封头（7）中设有出气装置，所述出气封头（7）中部设置内管（5），所述内管（5）上设有自动补偿压紧监测装置。

2.如权利要求1所述的带有自动补偿压紧监测装置的变压吸附塔，其特征在于所述的进气封头（19）和出气封头（7）为椭圆形封头。

3.如权利要求1所述的带有自动补偿压紧监测装置的变压吸附塔，其特征在于所述出气装置包括设置在变压吸附筒体（21）中的出气接管（8），所述出气接管（8）延伸至变压吸附筒体（21）外与出气管（9）垂直连接。

4.如权利要求1所述的带有自动补偿压紧监测装置的变压吸附塔，其特征在于所述自动补偿压紧监测装置包括压紧气缸（1）、气缸顶杆（4）、就地压力表（2）、单向阀（3）和活塞，所述内管（5）上固定配置法兰盖（27），所述压紧气缸（1）设置在法兰盖（27）上，所述压紧气缸（1）依次连接就地压力表（2）和单向阀（3），所述压紧气缸（1）上设有分子筛一级限位开关（29）和分子筛二级限位开关（28），所述活塞设置在内管（5）中，所述气缸顶杆（4）穿过法兰盖（27）上的顶杆孔与活塞连接，所述活塞上设有气压平衡孔，所述活塞底面与内管（5）空腔形成吸附剂补偿腔（25）。

5.如权利要求1所述的带有自动补偿压紧监测装置的变压吸附塔，其特征在于所述分子筛吸附床（23）两端分别设置进气网格（10）和出气网格（24），所述进气网格（10）和出气网格（24）分别依次包括复合设置的孔板（30）、金属网（31）和椰垫（32），所述孔板（30）上设有一组均匀分布的圆孔，所述金属网（31）设置在朝向分子筛吸附床（23）一侧，所述金属网（31）上设有孔径小于分子筛吸附床（23）中分子筛粒径的网孔。

6.如权利要求1所述的带有自动补偿压紧监测装置的变压吸附塔，其特征在于所述进气接管（12）中设有百叶旋风片（13），所述百叶旋风片（13）与进气接管（12）同轴并与进气接管（12）内壁焊接固定。

7.如权利要求1所述的带有自动补偿压紧监测装置的变压吸附塔，其特征在于所述气流均匀扩散装置（16）包括气体缓冲腔（1601）和气体扩散管（1602），所述气体缓冲腔（1601）与设置在进气接管（12）上的下法兰（17）连接，所述气体缓冲腔（1601）的底部设有排污口（15），所述气体缓冲腔（1601）的侧壁设有通孔，所述气体扩散管（1602）穿过气体缓冲腔（1601）上设置的通孔与气体缓冲腔（1601）垂直固定，所述气体扩散管（1602）在气体缓冲腔（1601）中的一段上设置出气孔，表面包裹金属丝网并固定。

8.如权利要求1所述的带有自动补偿压紧监测装置的变压吸附塔，其特征在于进气封头（19）内部靠近进气接管（12）一侧设置圆心朝向进气接管（12）的球面网筛（11），所述球面网筛（11）与进气网格（10）之间填充设置球形干燥剂（18）。

9.如权利要求4所述的带有自动补偿压紧监测装置的变压吸附塔，其特征在于所述活塞包括活塞板（26）和设置在活塞板（26）底部的棕垫（6）。

10.如权利要求5所述的带有自动补偿压紧监测装置的变压吸附塔，其特征在于所述进气网格（10）为平面状网格，所述进气网格（10）的外沿与进气封头（19）的内壁固定焊接；所述的出气网格（24）为圆形伞状网格，所述出气网格（24）的顶部上凸并设有与内管（5）端口固定的通孔，所述出气网格（24）外沿与出气封头（7）内壁焊接固定。

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