CN210751960U - 一种制氮机吸附塔 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种制氮机吸附塔，本实用新型吸附剂利用率高、吸附产量高；通过圆台结构的气体分布器使待分离吸附空气均匀分布，避免待分离吸附空气均集中在一处排出，从而降低吸附效率；利用进气管与分流块，保证进入的待分离吸附空气在分流块的周围均匀散开，为待分离吸附空气的均匀分布做好准备；通过多个第一分流区、第二分流区、内分布区、外分布区、主分布区的设置，保证气体均匀分散开，增加气体与吸附剂的接触面积，利用主气孔、副气孔使各分流区、分布区之间相互连通，避免产生局部区域气压过大，从而影响气体分布。

Description

一种制氮机吸附塔

技术领域

本实用新型涉及气体制造设备技术领域，具体涉及一种制氮机吸附塔。

背景技术

制氮机是以空气为原料，利用物理方法将其中的氧和氮分离而获得氮气的设备，PSA变压吸附制氮是现在最常用的制氮方法。PSA变压制氮的工作原理是利用碳碳分子筛作为吸附剂，氧分子直径比氮分子小，因而扩散速度比氮快数百倍，所以碳碳分子筛吸附氧的速度也很快，吸附约1分钟就达到90%以上；而此时氮的吸附量仅有5%左右，所以此时吸附的都是氮气，而剩下的都是氮气。

吸附塔是变压吸附的重要设备，完成吸附操作，但是现有吸附塔的气流分布器一般采用平板式，进气口较小，进气气流直冲分布器，气流不能均匀分布开，平板式气流分布器对应进气口部分中间气流量较大，而周边过气量相对较小，这样造成吸附剂利用率大大降低，为保证吸附产量，只能加大吸附空间，使吸附塔体积较大，造成投资浪费加大。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的问题，本实用新型提供了一种制氮机吸附塔，具有吸附剂利用率高、吸附产量高的特点。

本实用新型解决上述问题的技术方案为：一种制氮机吸附塔，包括塔体、裙座、进气管、出气管、气体分布器、支撑杆；

塔体底部设有裙座；塔体上端与出气管连通，塔体底部与进气管连通；

进气管包括横管、竖管，横管与竖管连通使进气管为L形，横管的内径沿横管中心轴线方向向上逐渐减小，横管上端面内径为D1；

塔体内设有第一气流层，第一气流层包括第一格栅、不锈钢丝网A、不锈钢丝网B、第一瓷球，第一格栅、不锈钢丝网A、不锈钢丝网B均铺设在塔体内，不锈钢丝网B与第一格栅分别位于不锈钢丝网A的上方与下方，不锈钢丝网A与不锈钢丝网B之间设有多个第一瓷球，

塔体内设有第二气流层，第二气流层位于第一气流层上方，第二气流层包括第二格栅、不锈钢丝网C、不锈钢丝网D、第二瓷球，第二格栅、不锈钢丝网C、不锈钢丝网D均铺设在塔体内，不锈钢丝网D位于不锈钢丝网C上方，不锈钢丝网D与不锈钢丝网C之间设有多个第二瓷球；第二格栅位于不锈钢丝网D上方；

第一气流层与第二气流层之间充满碳分子筛；

塔体内设有气体分布器，气体分布器位于第一气流层下方，气体分布器与进气管连通，气体分布器通过支撑杆固定在塔体内；

气体分布器包括外壳、分流块、隔板；

外壳包括支撑板、盖板、封板，支撑板为圆形、盖板均为圆形，支撑板直径小于盖板直径，支撑板、盖板与塔体同轴设置，支撑板位于盖板下方，支撑板与盖板之间设有封板，封板两端分别与支撑板、盖板相连成一体，使外壳为上大下小的圆台结构；

盖板上设有多个第一分流区，第一分流区为环形结构，第一分流区沿盖板径向方向分布，每个第一分流区内设有多个第一分流槽，第一分流槽围绕盖板中心轴线环形阵列，第一分流槽为圆弧结构；

隔板固定在外壳内，隔板为圆形，隔板与盖板平行；

隔板中心位置处设有分流块，分流块为圆锥结构，分流块底部直径为D2，D2>D1，保证进入的待分离吸附空气沿分流块圆锥面散开；

隔板上设有多个第二分流区，第二分流区为环形结构，第二分流区沿隔板径向方向分布，每个第二分流区内设有多个第二分流槽，第二分流槽围绕隔板中心轴线环形阵列，第二分流槽为圆弧结构；

隔板与盖板之间设有多个环形板，环形板与盖板同轴设置，环形板的直径沿盖板径向方向向外逐渐增大，环形板与圆锥面平行；环形板两端分别与隔板、盖板倾斜连接，环形板与隔板之间的夹角为60°-80°；环形板上设有多个主气孔，主气孔孔径为D3；

相邻两个环形板与隔板、盖板之间形成主分布区，每个主分布区的上方与下方分别对应一个第一分流区、第二分流区；

直径最大的环形板与封板、隔板、盖板之间形成外分布区，外分布区上方与下方分别对应一个第一分流区、第二分流区；

直径最小的环形板与封板、隔板、盖板之间形成内分布区；位于内分布区的盖板上设有多个副气孔，副气孔孔径为D4，D4<D3。

进一步的，第一瓷球直径为10mm。

进一步的，第二瓷球直径为25mm。

进一步的，相邻两个第一分流区内的第一分流槽错位分布。

进一步的，相邻两个第二分流区内的第二分流槽错位分布。

本实用新型具有有益效果：本实用新型吸附剂利用率高、吸附产量高；通过圆台结构的气体分布器使待分离吸附空气均匀分布，避免待分离吸附空气均集中在一处排出，从而降低吸附效率；利用进气管与分流块，保证进入的待分离吸附空气在分流块的周围均匀散开，为待分离吸附空气的均匀分布做好准备；通过多个第一分流区、第二分流区、内分布区、外分布区、主分布区的设置，保证气体均匀分散开，增加气体与吸附剂的接触面积，利用主气孔、副气孔使各分流区、分布区之间相互连通，避免产生局部区域气压过大，从而影响气体分布。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

图2为本实用新型进气管剖视图。

图3为本实用新型第一气流层剖视图。

图4为本实用新型第二气流层剖视图。

图5为本实用新型气体分布器剖视图。

图6为本实用新型气体分布器内部图。

图7为本实用新型隔板俯视图。

图8为本实用新型盖板俯视图。

图中：1-塔体，2-裙座，3-进气管，4-出气管，5-气体分布器，6-支撑杆，301-横管，302-竖管，101-第一气流层，102-第一格栅，103-不锈钢丝网A，104-不锈钢丝网B，105-第一瓷球，106-第二气流层，107-第二格栅，108-不锈钢丝网C，109-不锈钢丝网D，110-第二瓷球，501-外壳，503-隔板，504-盖板，505-封板，506-支撑板，507-第一分流区，508-第一分流槽，509-分流块，510-第二分流区，511-第二分流槽，512-环形板，513-主气孔，514-主分布区，515-外分布区，516-副气孔，517-内分布区。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施方式对本实用新型作进一步的说明。

一种制氮机吸附塔，包括塔体1、裙座2、进气管3、出气管4、气体分布器5、支撑杆6；

塔体1底部焊接有裙座2，塔体1通过裙座2固定在地面；塔体1上端与出气管4连通，塔体1底部与进气管3连通；

进气管3包括横管301、竖管302，横管301与竖管302连通使进气管3为L形，横管301的内径沿横管301中心轴线方向向上逐渐减小，横管301上端面内径为D1；

塔体1内设有第一气流层101，第一气流层101包括第一格栅102、不锈钢丝网A103、不锈钢丝网B104、第一瓷球105，第一格栅102、不锈钢丝网A103、不锈钢丝网B104铺设在塔体1内，不锈钢丝网B104与第一格栅102分别位于不锈钢丝网A103的上方与下方，不锈钢丝网A103与不锈钢丝网B104之间设有多个第一瓷球105，第一瓷球105直径为10mm；

塔体1内设有第二气流层106，第二气流层106位于第一气流层101上方，第二气流层106包括第二格栅107、不锈钢丝网C108、不锈钢丝网D109、第二瓷球110，第二格栅107、不锈钢丝网C108、不锈钢丝网D109均铺设在塔体1内，不锈钢丝网D109位于不锈钢丝网C108上方，不锈钢丝网D109与不锈钢丝网C108之间设有多个第二瓷球110，第二瓷球110直径为25mm；第二格栅107位于不锈钢丝网D109上方；

第一气流层101与第二气流层106之间充满碳分子筛；

塔体1内设有气体分布器5，气体分布器5位于第一气流层101下方，气体分布器5与进气管3连通，气体分布器5通过支撑杆6固定在塔体1内，支撑杆6与气体分布器5、塔体1焊接相连；

气体分布器5包括外壳501、分流块509、隔板503；

外壳501包括支撑板506、盖板504、封板505，支撑板506为圆形、盖板504均为圆形，支撑板506直径小于盖板504直径，支撑板506、盖板504与塔体1同轴设置，支撑板506位于盖板504下方，支撑板506与盖板504之间设有封板505，封板505两端分别与支撑板506、盖板504相连成一体，使外壳501为上大下小的圆台结构，外壳501直径沿塔体1中心轴线方向向上逐渐增大；

盖板504上设有多个第一分流区507，第一分流区507为环形结构，第一分流区507沿盖板504径向方向分布，每个第一分流区507内设有多个第一分流槽508，第一分流槽508围绕盖板504中心轴线环形阵列，第一分流槽508为圆弧结构；相邻两个第一分流区507内的第一分流槽508错位分布；避免气体扎推，减小气体大块排出的情况；

隔板503固定在外壳501内，隔板503为圆形，隔板503与盖板504平行；

隔板503中心位置处设有分流块509，分流块509为圆锥结构，分流块509底部直径为D2，D2>D1，保证进入的待分离吸附空气沿分流块509圆锥面散开；

隔板503上设有多个第二分流区510，第二分流区510为环形结构，第二分流区510沿隔板503径向方向分布，每个第二分流区510内设有多个第二分流槽511，第二分流槽511围绕隔板503中心轴线环形阵列，第二分流槽511为圆弧结构；相邻两个第二分流区510内的第二分流槽511错位分布，避免气体扎推，减小气体大块排出的情况；

隔板503与盖板504之间设有多个环形板512，环形板512与盖板504同轴设置，环形板512的直径沿盖板504径向方向向外逐渐增大，环形板512与圆锥面平行；环形板512两端分别与隔板503、盖板504倾斜连接，环形板512与隔板503之间的夹角为75°；环形板512上设有多个主气孔513，主气孔513孔径为D3；

相邻两个环形板512与隔板503、盖板504之间形成主分布区514，每个主分布区514的上方与下方分别对应一个第一分流区507、第二分流区510；待分离吸附的空气从环形分布的第一分流槽508均匀进入主分布区514内，再经过第二分流槽511均匀进入第一气流层101；

直径最大的环形板512与封板505、隔板503、盖板504之间形成外分布区515，外分布区515上方与下方分别对应一个第一分流区507、第二分流区510；待分离吸附的空气从环形分布的第一分流槽508均匀进入外分布区515内，再经过第二分流槽511均匀进入第一气流层101；

直径最小的环形板512与封板505、隔板503、盖板504之间形成内分布区517；位于内分布区517的盖板504上设有多个副气孔516，副气孔516孔径为D4，D4<D3；待分离吸附的空气从环形分布的第一分流槽508均匀进入主分布区514、外分布区515内，经过主气孔513流向内分布区517，再由副气孔516均匀进入第一气流层101；

工作原理为：待分离吸附空气从进气管3进入气体分布器5内，待分离吸附空气在气体分布器5内均匀分布后，有效的提高了吸附性能，由第二分流槽511、副气孔516依次流向第一气流层101、碳分子筛、第二气流层106，最大限度的提高了气体纯度，提高了吸附塔工作效率与工作性能。

不脱离本实用新型的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解，本实用新型不限于特定的实施方式，本实用新型的范围由所附权利要求限定。

Claims (5)

1.一种制氮机吸附塔，其特征在于，包括塔体、裙座、进气管、出气管、气体分布器、支撑杆；

塔体底部设有裙座；塔体上端与出气管连通，塔体底部与进气管连通；

进气管包括横管、竖管，横管与竖管连通使进气管为L形，横管的内径沿横管中心轴线方向向上逐渐减小，横管上端面内径为D1；

塔体内设有第一气流层，第一气流层包括第一格栅、不锈钢丝网A、不锈钢丝网B、第一瓷球，第一格栅、不锈钢丝网A、不锈钢丝网B均铺设在塔体内，不锈钢丝网B与第一格栅分别位于不锈钢丝网A的上方与下方，不锈钢丝网A与不锈钢丝网B之间设有多个第一瓷球，

塔体内设有第二气流层，第二气流层位于第一气流层上方，第二气流层包括第二格栅、不锈钢丝网C、不锈钢丝网D、第二瓷球，第二格栅、不锈钢丝网C、不锈钢丝网D均铺设在塔体内，不锈钢丝网D位于不锈钢丝网C上方，不锈钢丝网D与不锈钢丝网C之间设有多个第二瓷球；第二格栅位于不锈钢丝网D上方；

第一气流层与第二气流层之间充满碳分子筛；

塔体内设有气体分布器，气体分布器位于第一气流层下方，气体分布器与进气管连通，气体分布器通过支撑杆固定在塔体内；

气体分布器包括外壳、分流块、隔板；

外壳包括支撑板、盖板、封板，支撑板为圆形、盖板均为圆形，支撑板直径小于盖板直径，支撑板、盖板与塔体同轴设置，支撑板位于盖板下方，支撑板与盖板之间设有封板，封板两端分别与支撑板、盖板相连成一体，使外壳为上大下小的圆台结构；

盖板上设有多个第一分流区，第一分流区为环形结构，第一分流区沿盖板径向方向分布，每个第一分流区内设有多个第一分流槽，第一分流槽围绕盖板中心轴线环形阵列，第一分流槽为圆弧结构；

隔板固定在外壳内，隔板为圆形，隔板与盖板平行；

隔板中心位置处设有分流块，分流块为圆锥结构，分流块底部直径为D2，D2>D1，保证进入的待分离吸附空气沿分流块圆锥面散开；

隔板上设有多个第二分流区，第二分流区为环形结构，第二分流区沿隔板径向方向分布，每个第二分流区内设有多个第二分流槽，第二分流槽围绕隔板中心轴线环形阵列，第二分流槽为圆弧结构；

隔板与盖板之间设有多个环形板，环形板与盖板同轴设置，环形板的直径沿盖板径向方向向外逐渐增大，环形板与圆锥面平行；环形板两端分别与隔板、盖板倾斜连接，环形板与隔板之间的夹角为60°-80°；环形板上设有多个主气孔，主气孔孔径为D3；

相邻两个环形板与隔板、盖板之间形成主分布区，每个主分布区的上方与下方分别对应一个第一分流区、第二分流区；

直径最大的环形板与封板、隔板、盖板之间形成外分布区，外分布区上方与下方分别对应一个第一分流区、第二分流区；

直径最小的环形板与封板、隔板、盖板之间形成内分布区；位于内分布区的盖板上设有多个副气孔，副气孔孔径为D4，D4<D3。

2.如权利要求1所述的一种制氮机吸附塔，其特征在于，所述第一瓷球直径为10mm。

3.如权利要求1所述的一种制氮机吸附塔，其特征在于，所述第二瓷球直径为25mm。

4.如权利要求1所述的一种制氮机吸附塔，其特征在于，所述相邻两个第一分流区内的第一分流槽错位分布。

5.如权利要求1所述的一种制氮机吸附塔，其特征在于，所述相邻两个第二分流区内的第二分流槽错位分布。

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