CN204656290U - 一种吸附塔及其构成的变压吸附制氮装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种吸附塔，包括吸附筒、180度短半径弯头、分子筛及弹性压紧装置，其中，吸附筒的数量为两个，两个吸附筒均竖直设置且两者的下端与180度短半径弯头的两个开口一一对应连接。分子筛填充于吸附筒和180度短半径弯头内，弹性压紧装置的数量为两个，两个弹性压紧装置分别嵌入两个吸附筒上端且与吸附筒形成过盈配合，弹性压紧装置下压在分子筛上，弹性压紧装置压紧后形成有若干个均匀分布其上且接通吸附筒内部与外界的气体通道。本实用新型还公开了上述吸附塔构成的变压吸附制氮装置。本实用新型应用时，在提高分子筛效率的同时能避免本实用新型吸附塔的高度过高，进而在有限的空间内也能适用。

Description

一种吸附塔及其构成的变压吸附制氮装置

技术领域

本实用新型涉及氮气制备领域，具体是一种吸附塔及其构成的变压吸附制氮装置。

背景技术

变压吸附制氮装置中吸附塔的高度与直径之间的高径比对吸附塔内部的空气分离核心部件—分子筛的产率有着重要的影响，越是高纯度产品的装置，越是有更大的高径比要求，并且越能提高分子筛的产率。因现有变压吸附制氮装置普遍采用直立柱形吸附塔，为了提高分子筛的产率，吸附塔高度较高且直径较小。这就导致吸附塔整体的重心偏高，易倾倒，在空间高度有限的环境不能推广应用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种吸附塔，其在提高分子筛效率的同时能避免高度过高，进而在有限的空间内也能适用；本实用新型还提供了上述吸附塔构成的变压吸附制氮装置。

本实用新型解决上述问题主要通过以下技术方案实现：一种吸附塔，包括吸附筒、180度短半径弯头、分子筛及弹性压紧装置，所述吸附筒的数量为两个，两个吸附筒均竖直设置且两者的下端与180度短半径弯头的两个开口一一对应连接；所述分子筛填充于吸附筒和180度短半径弯头内，所述弹性压紧装置的数量为两个，两个弹性压紧装置分别嵌入两个吸附筒上端且与吸附筒形成过盈配合，弹性压紧装置下压在分子筛上，弹性压紧装置压紧后形成有若干个均匀分布其上且接通吸附筒内部与外界的气体通道。本实用新型的吸附塔主要由两直段吸附筒及连接两直段吸附筒的180度短半径弯头连接构成，其整体形状为U形。本实用新型的弹性压紧装置能均匀扩散气流，并能够通过变形向分子筛施加压力，分子筛在弹性压紧装置的下压作用下压紧牢固。

进一步的，一种吸附塔，还包括下连接法兰、上连接法兰及紧固件，两个所述的吸附筒上端均连接有下连接法兰，每个下连接法兰上均设一个上连接法兰，所述下连接法兰与上连接法兰通过多个紧固件连接。其中，本实用新型的上连接法兰和下连接法兰紧密连接。

进一步的，所述下连接法兰与上连接法兰之间设置有O型密封圈。本实用新型通过设置密封圈，使下连接法兰与上连接法兰之间密封性能更加可靠。

进一步的，所述下连接法兰的上端面和\或上连接法兰的下端面内凹构成有环形沟槽，所述O型密封圈嵌入环形沟槽内。

上述吸附塔构成的变压吸附制氮装置，包括顺次连通的空气压缩机、空气净化系统及空气分离系统，所述空气分离系统包括吸附塔、空气缓冲罐及氮气缓冲罐，所述空气缓冲罐和氮气缓冲罐分别连接吸附塔中两个吸附筒的上端开口，所述空气分离系统通过空气缓冲罐与空气净化系统的输出口连接。本实用新型应用时，空气压缩机从环境大气中抽取空气并压缩至所需的压力，空气压缩机生成的压缩空气作为变压吸附制氮的原料；本实用新型的空气缓冲罐用于降低压缩空气的压力波动范围，同时进一步冷却压缩空气，氮气缓冲罐通过管路与用户使用端接通。

进一步的，所述空气净化系统包括顺次连通的精细过滤器、冷却干燥器、超精细过滤器及活性炭过滤器，所述空气净化系统通过精细过滤器的输入口与空气压缩机的输出口连接，并通过活性炭过滤器的输出口与空气缓冲罐的输入口连接。本实用新型通过细过滤器、超精细过滤器及活性炭过滤器进一步除去压缩空气中的微量油、水分和粉尘，冷却干燥器用于进一步冷却干燥压缩空气。

进一步的，变压吸附制氮装置，还包括排空消音器，所述吸附塔输入口与排空消音器接通。

进一步的，所述空气缓冲罐和氮气缓冲罐两者与吸附塔连接的管路上均设置有气动阀门。其中，本实用新型在设置有气动阀门时，采用PLC控制系统进行控制。

进一步的，所述空气缓冲罐和氮气缓冲罐两者与吸附塔连接的管路上均设置有手动阀。

进一步的，所述吸附塔的数量为多个，每个吸附塔的输入口通过管路与除该吸附塔外的任意一个或多个吸附塔的输入口接通，每个吸附塔的输出口通过管路与除该吸附塔外的任意一个或多个吸附塔的输出口接通。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：（1）本实用新型的吸附塔整体结构简单，便于实现，成本低，本实用新型的吸附塔主体由两根吸附筒与180度短半径弯头构成，整体构成U形结构，在保证需要的高径比同时降低了整体的高度，有利于增强吸附塔的稳定性，在有限的空间内也能适用，并能避免重心过高而出现倾倒，能消除潜在危险。

（2）本实用新型的吸附塔中的分子筛通过弹性压紧装置下压固定，在弹性压紧装置的下压作用下，能避免分子筛沸腾粉化；本实用新型的弹性压紧装置压紧后形成若干个均匀分布的气体通道，在弹性压紧装置的作用下能使得气流分布均匀，而良好的气流分布能有效提高分子筛的产率。

附图说明

图1为本实用新型一个具体实施例中吸附塔的结构示意图；

图2为本实用新型一个具体实施例中变压吸附制氮装置的结构示意图。

附图中附图标记所对应的名称为：1、吸附塔，2、空气压缩机，3、精细过滤器，4、冷却干燥器，5、超精细过滤器，6、活性炭过滤器，7、空气缓冲罐，8、排空消音器，9、氮气缓冲罐，101、紧固件，102、O型密封圈，103、吸附筒，104、180度短半径弯头，105、分子筛，106、弹性压紧装置，107、下连接法兰，108、上连接法兰。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，对本实用新型做进一步地的详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例1：

如图1所示，一种吸附塔，包括吸附筒103、180度短半径弯头104、分子筛105及弹性压紧装置106，其中，吸附筒103的数量为两个，180度短半径弯头104的两个开口向上设置，两个吸附筒103均竖直设置且两者的下端与180度短半径弯头104的两个开口一一对应连接。本实施例在具体设置时，吸附筒103的内径与180度短半径弯头104的内径大小匹配，为了简化制作工艺，提高气体密封的可靠性，吸附筒103与180度短半径弯头104通过焊接的方式连接，即两根吸附筒103与180度短半径弯头104焊接为一体。本实施例的分子筛105填充于吸附筒103和180度短半径弯头104内，弹性压紧装置106采用弹性材料制成，弹性压紧装置106的数量为两个，两个弹性压紧装置106分别嵌入两个吸附筒103上端且与吸附筒103形成过盈配合，弹性压紧装置106下压在分子筛105上，弹性压紧装置106压紧后形成有若干个接通吸附筒103内部与外界的气体通道，弹性压紧装置106上的若干个气体通道在弹性压紧装置106上均匀分布。

实施例2：

本实施例在实施例1的基础上做出了如下进一步限定：本实施例还包括下连接法兰107、上连接法兰108及紧固件101，两个吸附筒103上端均连接有下连接法兰107，每个下连接法兰107上均设一个上连接法兰108，下连接法兰107与上连接法兰108通过多个紧固件101连接。本实施例的紧固件101采用穿过下连接法兰107和上连接法兰108的螺栓及套设在螺栓上的螺母实现。本实施例在具体设置时，下连接法兰107和上连接法兰108均采用非标法兰，采用非标法兰可有效控制本实施例的宽度尺寸，对于空间要求较高的环境有更强的适应性。

实施例3：

为了保证下连接法兰107与上连接法兰108之间的密封性能，本实施例在实施例2的基础上做出了如下进一步限定：本实施例的下连接法兰107与上连接法兰108之间设置有O型密封圈102。为了便于O型密封圈102的设置，本实施例的下连接法兰107的上端面和\或上连接法兰108的下端面内凹构成有环形沟槽，O型密封圈102嵌入环形沟槽内。

实施例4：

如图2所示，基于实施例1～实施例3中任意一个实施例所述的吸附塔构成的变压吸附制氮装置，包括顺次连通的空气压缩机2、空气净化系统及空气分离系统，其中，空气分离系统包括吸附塔1、空气缓冲罐7及氮气缓冲罐9，空气缓冲罐7和氮气缓冲罐9分别连接吸附塔1中两个吸附筒103的上端开口，空气分离系统通过空气缓冲罐7与空气净化系统的输出口连接。

实施例5：

本实施例在实施例4的基础上做出了如下进一步限定：本实施例的空气净化系统包括顺次连通的精细过滤器3、冷却干燥器4、超精细过滤器5及活性炭过滤器6，其中，精细过滤器3、超精细过滤器5及活性炭过滤器6三者的底部均设置有排水管，空气净化系统通过精细过滤器3的输入口与空气压缩机2的输出口连接，并通过活性炭过滤器6的输出口与空气缓冲罐7的输入口连接。

实施例6：

本实施例在实施例4或实施例5的基础上做出了如下进一步限定：本实施例还包括排空消音器9，其中，吸附塔1输入口与排空消音器9接通。本实施例在具体设置时，吸附塔1与排空消音器9之间的管路上设置有气动阀门，在设置有气动阀门时，本实施例可配备PLC控制系统进行控制。

实施例7：

本实施例在实施例4～实施例6中任意一个实施例的基础上做出了如下进一步限定：本实施例的空气缓冲罐7和氮气缓冲罐9两者与吸附塔1连接的管路上均设置有气动阀门，本实施例应用时可配备PLC控制系统进行控制。

实施例8：

为了使本实施例应用时便于手动控制，本实施例在实施例4～实施例7中任意一个实施例的基础上做出了如下进一步限定：本实施例的空气缓冲罐7和氮气缓冲罐9两者与吸附塔1连接的管路上均设置有手动阀。

实施例9：

本实施例在实施例4～实施例8中任意一个实施例的基础上做出了如下进一步限定：本实施例的吸附塔1的数量为多个，每个吸附塔1的输入口通过管路与除该吸附塔1外的任意一个或多个吸附塔1的输入口接通，每个吸附塔1的输出口通过管路与除该吸附塔1外的任意一个或多个吸附塔1的输出口接通。本实施例在具体设置时，为了便于控制两个吸附塔1之间气流的通断，可在每个吸附塔1与其连通的吸附塔1之间的连接管路上设置气动阀门，即连接两个吸附塔1输入口的管路上设置有气动阀门，连接两个吸附塔1输出口的管路上也设置有气动阀门。本实施例在空气缓冲罐7和氮气缓冲罐9两者与吸附塔1连接的管路上均设置有气动阀门、手动阀时，空气缓冲罐7和氮气缓冲罐9两者与吸附塔1连接的管路上均设置一个手动阀，每个手动阀通过与吸附塔1数量相当的管路与多个吸附塔1一一对应连接，设置在空气缓冲罐7和氮气缓冲罐9两者与吸附塔1连接的管路上的气动阀门具体设置在手动阀与吸附阀1之间的管路上，且每根连接手动阀与吸附塔1的管路上均配备有一个气动阀门。如此，本实施例可通过气动阀门对每个吸附塔1的通断进行独立控制，并可通过手动阀对本实施例中的多个吸附塔1的通断进行整体控制。本实施例在配备有排空消音器9时，多个吸附塔1共用一个排空消音器9，每个吸附塔1输入口与排空消音器9连接的管路上均设置有一个气动阀门。本实施例在配备有气动阀门时，可设置PLC控制系统来对各个气动阀门的通断进行控制。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施方式只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的技术方案下得出的其他实施方式，均应包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种吸附塔，其特征在于，包括吸附筒（103）、180度短半径弯头（104）、分子筛（105）及弹性压紧装置（106），所述吸附筒（103）的数量为两个，两个吸附筒（103）均竖直设置且两者的下端与180度短半径弯头（104）的两个开口一一对应连接；所述分子筛（105）填充于吸附筒（103）和180度短半径弯头（104）内，所述弹性压紧装置（106）的数量为两个，两个弹性压紧装置（106）分别嵌入两个吸附筒（103）上端且与吸附筒（103）形成过盈配合，弹性压紧装置（106）下压在分子筛（105）上，弹性压紧装置（106）压紧后形成有若干个均匀分布其上且接通吸附筒（103）内部与外界的气体通道。

2.根据权利要求1所述的一种吸附塔，其特征在于，还包括下连接法兰（107）、上连接法兰（108）及紧固件（101），两个所述的吸附筒（103）上端均连接有下连接法兰（107），每个下连接法兰（107）上均设一个上连接法兰（108），所述下连接法兰（107）与上连接法兰（108）通过多个紧固件（101）连接。

3.根据权利要求2所述的一种吸附塔，其特征在于，所述下连接法兰（107）与上连接法兰（108）之间设置有O型密封圈（102）。

4.根据权利要求3所述的一种吸附塔，其特征在于，所述下连接法兰（107）的上端面和\或上连接法兰（108）的下端面内凹构成有环形沟槽，所述O型密封圈（102）嵌入环形沟槽内。

5.根据权利要求1～4中任意一项所述的一种吸附塔构成的变压吸附制氮装置，其特征在于，包括顺次连通的空气压缩机（2）、空气净化系统及空气分离系统，所述空气分离系统包括吸附塔（1）、空气缓冲罐（7）及氮气缓冲罐（9），所述空气缓冲罐（7）和氮气缓冲罐（9）分别连接吸附塔（1）中两个吸附筒（103）的上端开口，所述空气分离系统通过空气缓冲罐（7）与空气净化系统的输出口连接。

6.根据权利要求5所述的变压吸附制氮装置，其特征在于，所述空气净化系统包括顺次连通的精细过滤器（3）、冷却干燥器（4）、超精细过滤器（5）及活性炭过滤器（6），所述空气净化系统通过精细过滤器（3）的输入口与空气压缩机（2）的输出口连接，并通过活性炭过滤器（6）的输出口与空气缓冲罐（7）的输入口连接。

7.根据权利要求5所述的变压吸附制氮装置，其特征在于，还包括排空消音器（9），所述吸附塔（1）输入口与排空消音器（9）接通。

8.根据权利要求5所述的变压吸附制氮装置，其特征在于，所述空气缓冲罐（7）和氮气缓冲罐（9）两者与吸附塔（1）连接的管路上均设置有气动阀门。

9.根据权利要求5所述的变压吸附制氮装置，其特征在于，所述空气缓冲罐（7）和氮气缓冲罐（9）两者与吸附塔（1）连接的管路上均设置有手动阀。

10.根据权利要求5～9中任意一项所述的变压吸附制氮装置，其特征在于，所述吸附塔（1）的数量为多个，每个吸附塔（1）的输入口通过管路与除该吸附塔（1）外的任意一个或多个吸附塔（1）的输入口接通，每个吸附塔（1）的输出口通过管路与除该吸附塔（1）外的任意一个或多个吸附塔（1）的输出口接通。