CN206103653U - 一种实现气体均布的真空变压制氧吸附塔 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种实现气体均布的真空变压制氧吸附塔，包括设于吸附塔内的气体分布器，气体分布器为两端开口的锥形通道，锥形通道的小开口端设于吸附塔进气口，锥形通道的大开口端连接吸附塔的下筛板。本实用新型在吸附塔进气口处设置锥形结构的气体分布器，小开口端设于吸附塔进气口处，对原料气进行导流，原料气通过气体分布器后，能扩大原料气的接触面积，使原料气进入下筛板后的分布更加均匀，结构简单易实现，具有改善气流分布情况，提高分子筛利用率，减少分子筛用量，降低工业成本的特点。

Description

一种实现气体均布的真空变压制氧吸附塔

技术领域

本实用新型是一种实现气体均布的真空变压制氧吸附塔，具体涉及一种能实现变压吸附分离过程中气体均匀分布的真空变压制氧吸附装置，属于化工设备领域。

背景技术

真空变压吸附制氧是一种可用于空气分离制取富氧的化工单元技术，目前，已广泛应用于有色金属冶炼、富氧燃烧、化工造气、医疗领域和污水处理等领域。随着变压吸附技术的发展及装置的大型化，对吸附塔也提出了更高的要求，要求对吸附剂的利用率更高。

真空变压吸附制氧技术的基本原理是利用制氧专用分子筛对不同的气体有不同的吸附力而进行的选择性吸附制得一定纯度的单一气体。真空变压吸附制氧技术是加压吸附真空解吸的制氧系统，气体经鼓风机加压后进入吸附塔，经分子筛吸附后即得到产品气富氧，为使吸附剂分子筛得到彻底的再生，用真空泵逆着吸附方向对吸附床层抽真空，使被吸附的物质完全解吸，吸附剂得以彻底再生，实现吸附剂的循环利用。为使吸附剂具有更高的利用率，吸附过程尤其重要，在真空变压制氧吸附过程中，变压吸附过程主要是依靠气体通过吸附剂的传质过程完成，气体在吸附剂床层的分布对于吸附剂的有效利用有着重大的影响，因此吸附塔的结构设计至关重要。

目前变压吸附分离过程中使用的吸附塔如图1所示：包括设有进口和出口的吸附塔，在吸附塔内设装料口、上筛板、多层分子筛和下筛板。原料气自进口进入吸附塔，原料气流速一般20m/s，气流速率较大，不能及时均压分散于下封头内，死空间大，经过下筛板时原料气分布量由下筛板中心向两侧逐渐减少，导致流体的中心速度与塔四周流速相差较大。后经过改进后，塔结构设计如图2所示，在塔进口处增加了圆形分布器。增加圆形分布器后，塔中心的流速有所降低，塔四周流速明显增加，但吸附塔中心的及吸附塔塔体附近分子筛得不到充分利用。上述两种塔结构均存在分子筛吸附剂层气流分布不均的情况，导致分子筛层某些区域原料气分布过大，而某些区域原料气分布又过小，原料气分布过大区域易出现直接穿透现象，而原料气分布少的区域分子筛利用率低，导致分子筛吸附剂，单位产氧量达不到要求，成本增加。

除圆形分布器外，现有专利文献还提出了以下改进方案来解决气流分布不均的情况，但仍然存在局部区域分布少的情况，效果并不理想。例如：

专利文献CN103394269B（真空变压吸附制富氧吸附塔，2013.08.19），使吸附塔进气端向产气端方向呈由大到小的锥形，将现有的径向、轴向吸附塔改进为锥形结构，同时，在下筛板下方设分布器，使进气端到产气端气流始终保持一致的流速，提高吸附塔内分子筛的利用率。

专利文献CN203678220U（一种变压吸附制氧吸附器，2014.01.22），在壳体上端弧面环向对称均布设置与集气腔相同的出气口，各出气口额外端通过集气盘管呈环状对称连接，集气腔内在出气口的内端下固定设置集气罩，可使吸附器内靠近壳体内壁部分的吸附剂得到充分利用，实现气流的均匀分布。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种实现气体均布的真空变压制氧吸附塔，在吸附塔进气口处设置锥形结构的气体分布器，小开口端设于吸附塔进气口处，对原料气进行导流，原料气通过气体分布器后，能扩大原料气的接触面积，使原料气进入下筛板后的分布更加均匀，结构简单易实现，利于工艺成本的控制。

本实用新型通过下述技术方案实现：一种实现气体均布的真空变压制氧吸附塔，包括设于吸附塔内的气体分布器，气体分布器为两端开口的锥形通道，锥形通道的小开口端设于吸附塔进气口，锥形通道的大开口端连接吸附塔的下筛板。

所述气体分布器的数量为一个以上，且气体分布器的中轴线与吸附塔中轴线共线。

所述气体分布器的小开口端设于将吸附塔进气口内径均分为至少三段的吸附塔进气口的同心圆上；所述气体分布器的大开口端设于将下筛板内径均分为至少三段的下筛板的同心圆上。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

（1）本实用新型在吸附塔进气口处和下筛板之间设置锥形结构的气体分布器，利用锥形通道使原料气从进口扩散至下筛板上，有效改善原料气在下筛板上的分布情况，实现均匀分布，以提高分子筛的有效利用率。

（2）本实用新型涉及的气体分布器可以匹配不同型号的吸附塔使用，实际操作时，气体分布器的数量及大小随吸附塔进气口直径及封头大小进行调整，工艺设计简单，易实现。

（3）本实用新型利用气体分布器的大、小开口端分别将吸附塔下筛板和进气口的直径均分为至少三段，使原料气能均匀进入锥形通道，经锥形通道强制分流后再均匀送至下筛板，使原料气的分布更加均匀，死空间小。

（4）本实用新型在锥形通道上设有开孔，有利于提高锥形通道的结构强度，避免锥形通道侧壁在受到气流的冲击易产生变形的情况。

附图说明

图1为现有真空变压吸附制氧吸附塔的结构示意图（一）。

图2为现有真空变压吸附制氧吸附塔的结构示意图（二）。

图3为本实用新型的结构示意图（一）。

图4为本实用新型的结构示意图（二）。

图5为本实用新型的结构示意图（三）。

其中，1—吸附塔，2—气体分布器，3—吸附塔进气口，4—下筛板，5—开孔，6—装料口，7—上筛板，8—多层分子筛。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例1：

本实施例提出了一种实现气体均布的真空变压制氧吸附塔，如图3结构所示，包括轴向设置的吸附塔1，吸附塔1内依次设有装料口6、上筛板7、多层分子筛8和下筛板4，在吸附塔进气口3和下筛板4之间设有气体分布器2。本实施例中，气体分布器2为两端开口的锥形通道，锥形通道的小开口端设于吸附塔进气口3，锥形通道的大开口端连接吸附塔1的下筛板4。图1中箭头符号所示为原料气的气流分布情况。

实施例2：

本实施例提出了一种实现气体均布的真空变压制氧吸附塔，如图4结构所示，包括轴向设置的吸附塔1，吸附塔1内依次设有装料口6、上筛板7、多层分子筛8和下筛板4，在吸附塔进气口3和下筛板4之间设有气体分布器2。

在工业操作过程中，根据吸附塔进气口3直径及封头大小对气体分布器2的数量及大小进行调整。本实施例中，气体分布器2的数量为两个，每一气体分布器2均设置为两端开口的锥形通道结构，将锥形通道的小开口端设于吸附塔进气口3，将锥形通道的大开口端连接吸附塔1的下筛板4，同时，使气体分布器2的中轴线与吸附塔1中轴线共线。图2中箭头符号所示为原料气的气流分布情况。

实施例3：

本实施例提出了一种实现气体均布的真空变压制氧吸附塔，如图5结构所示，包括轴向设置的吸附塔1，吸附塔1内依次设有装料口6、上筛板7、多层分子筛8和下筛板4，在吸附塔进气口3和下筛板4之间设有气体分布器2。

在工业操作过程中，根据吸附塔进气口3直径及封头大小对气体分布器2的数量及大小进行调整。本实施例中，气体分布器2的数量为两个，每一气体分布器2均设置为两端开口的锥形通道结构，将锥形通道的小开口端设于吸附塔进气口3，将锥形通道的大开口端连接吸附塔1的下筛板4，同时，使气体分布器2的小开口端设于将吸附塔进气口3内径均分为五段的吸附塔进气口3的同心圆上；使气体分布器2的大开口端设于将下筛板4内径均分为五段的下筛板4的同心圆上，并在气体分布器2上设有开孔5。图3中箭头符号所示为原料气的气流分布情况。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种实现气体均布的真空变压制氧吸附塔，其特征在于：包括设于吸附塔（1）内的气体分布器（2），气体分布器（2）为两端开口的锥形通道，锥形通道的小开口端设于吸附塔进气口（3），锥形通道的大开口端连接吸附塔（1）的下筛板（4）。

2.根据权利要求1所述的一种实现气体均布的真空变压制氧吸附塔，其特征在于：所述气体分布器（2）的数量为一个以上，且气体分布器（2）的中轴线与吸附塔（1）中轴线共线。

3.根据权利要求2所述的一种实现气体均布的真空变压制氧吸附塔，其特征在于：所述气体分布器（2）的小开口端设于将吸附塔进气口（3）内径均分为至少三段的吸附塔进气口（3）的同心圆上；所述气体分布器（2）的大开口端设于将下筛板（4）内径均分为至少三段的下筛板（4）的同心圆上。

4.根据权利要求1所述的一种实现气体均布的真空变压制氧吸附塔，其特征在于：在所述气体分布器（2）上设有开孔（5）。