CN210229546U - 一种变压吸附制氮机气流分布装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及变压吸附制氮设备技术领域，具体涉及一种变压吸附制氮机气流分布装置，它包括安装在制氮机的下封头内的气流分布器主体；所述气流分布器主体包括焊接在下封头的底面中部的L形形状的接管，该接管的内端管口与下封头的底面中部的中心通孔一焊接相连，该接管与下封头相连通，该接管的外端管口焊接有法兰；它使得制氮机的无效空间缩小，大幅降低了制氮机空氮比，即缩小了所需空压机的功率节约能耗，同时使得管壁周边区域的吸附剂得到充分利用，在同样处理量的情况下吸附剂的装填量上可以减少，节约了制造成本，且在此实用新型的装置的作用下，吸附剂的冲击减小，吸附剂粉化几率降低，售后成本降低。

Description

一种变压吸附制氮机气流分布装置

技术领域

本实用新型涉及变压吸附制氮设备技术领域，具体涉及一种变压吸附制氮机气流分布装置。

背景技术

随着工业发展，PSA变压吸附制氮越来越广泛的被应用，吸附剂的低效吸附是制约发展的主要因素，吸附入口的空气气流分布不均匀，会造成空气在部分吸附剂中快速穿透，从而影响产品纯度，以及其他部分吸附剂未被利用的缺陷，这样严重影响吸附剂利用效率，成品气纯度，气体回收率，更为严重由于气体分布不均产生的“隧道效应”直接导致碳分子筛的粉化。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种变压吸附制氮机气流分布装置，它使得制氮机的无效空间缩小，大幅降低了制氮机空氮比，即缩小了所需空压机的功率节约能耗，同时使得管壁周边区域的吸附剂得到充分利用，在同样处理量的情况下吸附剂的装填量上可以减少，节约了制造成本，且在此实用新型的装置的作用下，吸附剂的冲击减小，吸附剂粉化几率降低，售后成本降低。

本实用新型所述的一种变压吸附制氮机气流分布装置，它包括安装在制氮机的下封头内的气流分布器主体；

所述气流分布器主体包括焊接在下封头的底面中部的L形形状的接管，该接管的内端管口与下封头的底面中部的中心通孔一焊接相连，该接管与下封头相连通，该接管的外端管口焊接有法兰；

所述下封头的底部弧形面，该下封头内底部中间焊接有扩容支撑管，该扩容支撑管顶面和底面为开口状，该扩容支撑管的截面为圆形，该扩容支撑管内壁上部均匀焊接有若干旋风扰流挡板，若干旋风扰流挡板的外端边依次焊接在中心圈的圈边上，若干旋风扰流挡板的板面呈斜向排列；

所述扩容支撑管外壁上部四周均匀焊接有四片上支撑筋板；该四个上支撑筋板上焊接有圆环板，该圆环板中部开设有中心圆孔二，该中心圆孔二与扩容支撑管的外管壁相配合，圆环板通过其中心圆孔二套设在扩容支撑管上，圆环板的板面设置在四片上支撑筋板上，圆环板的中心圆孔二焊接在扩容支撑管外壁上；所述扩容支撑管外、圆环板的下方以及下封头的底面之间形成空气无效充填空间；

所述四片上支撑筋板的顶面上焊接有吸附剂支撑孔板，该吸附剂支撑孔板上焊接有滤网。

进一步地，所述旋风扰流挡板的板面与旋风扰流挡板跟扩容支撑管焊接处的端边所处的平面，形成的二面角为a，a=30º。

进一步地，所述空气无效充填空间里采用焊锡满焊封住。

进一步地，所述中心圈的圆心与扩容支撑管的截面的圆心处于同一垂直线上，中心圈与扩容支撑管处于同一水平面的截面为同心圆结构。

进一步地，所述吸附剂支撑孔板的形状为圆形，该吸附剂支撑孔板上开设有若干通孔三，通孔三的形状为圆形。

进一步地，所述滤网为80目滤网。

采用上述结构后，本实用新型有益效果为：本实用新型所述的一种变压吸附制氮机气流分布装置，它采用一块圆环板，将吸附塔的下封头一半位置封住，由于这部分属于吸附塔没有装填碳分子筛的空间属于无效空间，在制氮机的每个吸附周期内都需要将此空间充满，然后再次排空，造成制氮机的空耗量增大，将此空间封闭将能大大提高气体的回收率，且吸附塔容积越大效果越明显，由于气体在吸附塔底部进气，在流经过程中，大部分高速流体都会集中在分布器的中心位置，而吸附塔管壁四周的气体流速却很小，则非常容易造成吸附塔中心部分的吸附剂过早的穿透失效，而吸附塔罐壁周边的吸附剂没有同步穿透，造成吸附塔管壁周围的吸附剂没有充分利用，因此本实用新型在气流分布器中心区域制作了一块旋风扰流挡板，使中心高速的气体流场经过旋风扰流挡板，在旋风离心力的作用下，使得气体向管壁四周扩散，能有效的使流体均匀分布，同时此扰流挡板能够避免气流直接冲击吸附床层，避免吸附床层在中间区域形成一个“隧道”，长期以往此区域的吸附剂因为不断冲击摩擦将会粉化。

附图说明

此处所说明的附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，但并不构成对本实用新型的不当限定，在附图中：

图1是本实用新型结构示意图；

图2是图1的AA剖视图；

图3是本实用新型中的旋风扰流挡板的前视结构示意图；

图4是本设计安装在吸附塔罐上的使用状态的结构示意图。

附图标记说明：

1、气流分布器主体；101、下封头；102、上支撑筋板；103、圆环板；104、空气无效充填空间；105、旋风扰流挡板；106、扩容支撑管；107、接管；108、法兰；109、吸附剂支撑孔板；110、滤网；111、中心圈；112、旋风叶片；2、吸附塔罐；3、上封头。

具体实施方式

下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本实用新型，其中的示意性实施例以及说明仅用来解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。

如图1-图3所示，本具体实施方式所述的一种变压吸附制氮机气流分布装置，它包括安装在制氮机的下封头101内的气流分布器主体1；

所述气流分布器主体1包括焊接在下封头101的底面中部的L形形状的接管107，该接管107的内端管口与下封头101的底面中部的中心通孔一焊接相连，该接管107与下封头101相连通，该接管107的外端管口焊接有法兰108；

所述下封头101的底部弧形面，该下封头101内底部中间焊接有扩容支撑管106，该扩容支撑管106顶面和底面为开口状，该扩容支撑管106的截面为圆形，该扩容支撑管106内壁上部均匀焊接有若干旋风叶片112；若干旋风叶片112的外端边依次焊接在中心圈111的圈边上，若干旋风叶片112的板面呈斜向排列，形成旋风扰流挡板105；

所述扩容支撑管106外壁上部四周均匀焊接有四片上支撑筋板102；该四个上支撑筋板102上焊接有圆环板103，该圆环板103中部开设有中心圆孔二，该中心圆孔二与扩容支撑管106的外管壁相配合，圆环板103通过其中心圆孔二套设在扩容支撑管106上，圆环板103的板面设置在四片上支撑筋板102上，圆环板103的中心圆孔二焊接在扩容支撑管106外壁上；所述扩容支撑管106外、圆环板103的下方以及下封头101的底面之间形成空气无效充填空间104；

所述四片上支撑筋板102的顶面上焊接有吸附剂支撑孔板109，该吸附剂支撑孔板109上焊接有滤网110。

进一步地，所述旋风叶片112的叶面与旋风叶片112跟扩容支撑管106焊接处的端边所处的平面，形成的二面角为a，a=30º。

进一步地，所述空气无效充填空间104里，通过电焊条在电焊时产生的焊锡，实现满焊封住。

进一步地，所述中心圈111的圆心与扩容支撑管106的截面的圆心处于同一垂直线上，中心圈111与扩容支撑管106处于同一水平面的截面为同心圆结构。

进一步地，所述吸附剂支撑孔板109的形状为圆形，该吸附剂支撑孔板109上开设有若干通孔三，通孔三的形状为圆形。

进一步地，所述滤网110为80目滤网。

如图4所示，传统制氧机的吸附塔罐2的顶部安装有上封头3，上封头3上设置有氮气出气口，吸附塔罐2的的底面安装有下封头101，下封头101的底部设置有压缩空气进气口。空气经压缩后直接进入吸附塔罐内。吸附塔罐的中部的中心区域由于流速快容易造成隧道效应，这部分区域吸附剂容粉化；吸附塔罐壁区域附近吸附剂若气流分布不均，造成吸附剂利用效率不高。本设计在传统制氧机的吸附塔罐的底部的下封头内安装有气流分布器，利用气流分布器中的旋风扰流挡板将高速集中在中心的气流，网吸附塔罐的管壁四周均布，从而能够解决上述问题。

如图1-图3所示，本设计中，气流分布器主体1焊接在制氮机的下封头101内。气流分布器主体由法兰108、接管107、圆环板103、旋风扰流挡板105、扩容支撑管106、上支撑筋板102、吸附剂支撑孔板109、滤网110焊接而成。

其中：圆环板、上支撑筋板102、旋风叶片112由等离子切割机下料完成，其余部件均为标准件。

如图3所示，旋风叶片112下料完成后，需进行扭弯制造，扭弯角度为30度，压缩空气从吸附塔底部进入。若干旋风叶片112与中心圈111形成旋风扰流挡板105；扩容支撑管106、圆环板103以及下封头101之间形成的密闭空间为空气无效充填空间104，空气无效充填空间104需满焊封住。

本设计中，压缩空气不需要进去充气和放空可以有效降低制氮机空氮比，同时通过扩容支撑管106使得压缩空气的流速稍微降低一些，气体沿着扩容支撑管，向上流动，此时气体与扩容支撑管106上部的旋风扰流挡板105接触，中心速度较高的气体被旋风扰流挡板105挡住，折返向四周扩散，在离心力的作用下从旋风叶片112的间隙流出，气体将会沿着下封头101周边向吸附床层移动，使得气体分布均匀的经过吸附床层，从而提高吸附剂的使用效率，也使得吸附剂避免高速气体的冲击，不轻易粉化使用寿命延长。

本实用新型所述的一种变压吸附制氮机气流分布装置，采用一块圆环板，将吸附塔的下封头一半位置封住，由于这部分属于吸附塔没有装填碳分子筛的空间属于无效空间，在制氮机的每个吸附周期内都需要将此空间充满，然后再次排空，造成制氮机的空耗量增大，将此空间封闭将能大大提高气体的回收率，且吸附塔容积越大效果越明显，由于气体在吸附塔底部进气，在流经过程中，大部分高速流体都会集中在分布器的中心位置，而吸附塔管壁四周的气体流速却很小，则非常容易造成吸附塔中心部分的吸附剂过早的穿透失效，而吸附塔罐壁周边的吸附剂没有同步穿透，造成吸附塔管壁周围的吸附剂没有充分利用，因此本设计在气流分布器中心区域制作了一块旋风扰流挡板，使中心高速的气体流场经过旋风扰流挡板，在旋风离心力的作用下，使得气体向管壁四周扩散，能有效的使流体均匀分布，同时此扰流挡板能够避免气流直接冲击吸附床层，避免吸附床层在中间区域形成一个“隧道”，长期以往此区域的吸附剂因为不断冲击摩擦将会粉化。

以上所述仅是本实用新型的较佳实施方式，故凡依本实用新型专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本实用新型专利申请范围内。

Claims (6)

1.一种变压吸附制氮机气流分布装置，其特征在于：它包括安装在制氮机的下封头内的气流分布器主体；所述气流分布器主体包括焊接在下封头的底面中部的L形形状的接管，该接管的内端管口与下封头的底面中部的中心通孔一焊接相连，该接管与下封头相连通，该接管的外端管口焊接有法兰；所述下封头的底部弧形面，该下封头内底部中间焊接有扩容支撑管，该扩容支撑管顶面和底面为开口状，该扩容支撑管的截面为圆形，该扩容支撑管内壁上部均匀焊接有若干旋风扰流挡板，若干旋风扰流挡板的外端边依次焊接在中心圈的圈边上，若干旋风扰流挡板的板面呈斜向排列；所述扩容支撑管外壁上部四周均匀焊接有四片上支撑筋板；该四个上支撑筋板上焊接有圆环板，该圆环板中部开设有中心圆孔二，该中心圆孔二与扩容支撑管的外管壁相配合，圆环板通过其中心圆孔二套设在扩容支撑管上，圆环板的板面设置在四片上支撑筋板上，圆环板的中心圆孔二焊接在扩容支撑管外壁上；所述扩容支撑管外、圆环板的下方以及下封头的底面之间形成空气无效充填空间；所述四片上支撑筋板的顶面上焊接有吸附剂支撑孔板，该吸附剂支撑孔板上焊接有滤网。

2.根据权利要求1所述的一种变压吸附制氮机气流分布装置，其特征在于：所述旋风扰流挡板的板面与旋风扰流挡板跟扩容支撑管焊接处的端边所处的平面，形成的二面角为a，a=30º。

3.根据权利要求1所述的一种变压吸附制氮机气流分布装置，其特征在于：所述空气无效充填空间里采用焊锡满焊封住。

4.根据权利要求1所述的一种变压吸附制氮机气流分布装置，其特征在于：所述中心圈的圆心与扩容支撑管的截面的圆心处于同一垂直线上，中心圈与扩容支撑管处于同一水平面的截面为同心圆结构。

5.根据权利要求1所述的一种变压吸附制氮机气流分布装置，其特征在于：所述吸附剂支撑孔板的形状为圆形，该吸附剂支撑孔板上开设有若干通孔三，通孔三的形状为圆形。

6.根据权利要求1所述的一种变压吸附制氮机气流分布装置，其特征在于：所述滤网为80目滤网。

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