CN217568093U - 一种分子筛吸附塔装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种分子筛吸附塔装置，包括填充有分子筛填料的吸附塔，吸附塔的底部设置有进气组件，吸附塔内的顶部位于分子筛填料的上方形成富集被筛选出的第一气体的富集空间，第一气体通过气体输出管道输出，吸附塔的高径比为3～8：1，通过进气组件均匀输入的空气向上流动时对分子筛填料内每层分子筛颗粒产生的压力始终小于分子筛填料内每层分子筛颗粒所承受的上方重力，进气组件包括开设于吸附塔的最底部的进气口和进气布气头，进气口内设置有双套筒结构。本实用新型采用控制吸附塔的直径高度比的方式实现了空气向上流动时对分子筛填料的压力远小于分子筛填料上方的重力，避免分子筛运动产生的摩擦。

Description

一种分子筛吸附塔装置

技术领域

本实用新型涉及吸附塔技术领域，特别涉及一种分子筛吸附塔装置。

背景技术

吸附塔将分子筛等分子筛填料装填于塔中，使进入塔内的气体中某些组分被吸附剂的多孔结构所吸附，从而实现组分分离的设备。

分子筛制氧技术是采用沸石分子筛的特性，在吸附塔内通过采用改变分子筛外部空气压力的方式分离空气中的氧气与氮气，在实际生产过程中吸附塔的内部结构与分子筛的填充不当，在吸附与解吸过程中相互之间滚动摩擦导致粉化，直接影响了分子筛的使用寿命。

为了解决上述问题，现在采用的技术是上方用气缸、弹簧压紧装置压紧分子筛，防止分子筛在吸附塔内容滚动磨损而出现粉化，但这种方式存在以下缺点：

1)通过机械的方式压紧分子筛增加了分子筛所承受的压力，在吸附塔下方的进气过程中，气流在穿透吸附塔的过程中对分子筛向上的压力、分子筛自身重量及上方气缸、弹簧等向下压紧的力对分子筛形成很强的破坏压力，更容易造成分子筛的受压力粉化；

2)吸附塔截面积较大，下方进入空气时，在穿透吸附塔的过程中，对分子筛的压力远远超过分子筛自身重力与压力装置的力，容易形成整个吸附塔内的分子筛整体的上下窜动，而导致分子筛与吸附塔内壁之间产生摩擦。

3)机械方式功能变差或失效后会导致整个分子筛的快速粉化，直接影响了整个系统的可靠性。

实用新型内容

为克服现有技术的不足，本实用新型公开了一种分子筛吸附塔装置。

为实现上述目的，本实用新型通过以下技术方案实现：

本实用新型公开了一种分子筛吸附塔装置，包括吸附塔，所述吸附塔内填充有分子筛填料，所述吸附塔的底部设置有进气组件，所述吸附塔内的顶部位于所述分子筛填料的上方形成富集被筛选出的第一气体的富集空间，所述第一气体通过气体输出管道输出，所述吸附塔的高径比为3～8：1，通过所述进气组件均匀输入的空气向上流动时对所述分子筛填料内每层分子筛颗粒产生的压力始终小于所述分子筛填料内每层分子筛颗粒所承受的上方重力；

所述进气组件包括开设于所述吸附塔的最底部的进气口和进气布气头，所述进气口内设置有双套筒结构，所述双套筒结构的内筒用以输入空气，所述双套筒结构的外筒用以输出被所述分子筛填料吸附后又释放出的第二气体，所述第二气体释放的过程中对所述进气布气吸附剂进行冲刷净化，所述进气布气头垂直设于所述吸附塔内的下方空间形成的进气布气室内，所述进气布气室通过填料隔板与填放分子筛填料的区域相隔，所述进气布气室中填放有至少用以除水和除油的进气布气吸附剂，所述进气布气头的直径介于所述双套筒结构的内筒的内径和外径之间，所述进气布气头的底端与所述双套筒结构的内筒连接且同轴心设置。

优选的，所述第二气体至少用以在其释放的过程中对所述进气布气吸附剂进行冲刷净化。

优选的，所述富集空间中设置有第一气体布气头，所述第一气体布气头与所述气体输出管道连通。

进一步优选的，所述气体输出管道由截面呈L型，所述气体输出管道的上方为其上进气口，所述气体输出管道的下方为侧出气口，所述气体输出管道的上进气口与所述气体输出管道连通。

进一步优选的，所述吸附塔的外侧设置有与所述气体输出管道连通的密封接头，所述密封接头吸附/固设于所述吸附塔的外侧壁上。

优选的，所述分子筛填料为沸石分子筛，所述气体输出管道为氧气均温管。

与现有技术相比，本实用新型的至少具有以下优点：

1)本实用新型提供的多层次分子筛吸附塔装置于分子筛填料的上方没有采用任何压紧，采用控制吸附塔的直径高度比的方式实现了空气向上流动时对分子筛填料的压力远小于分子筛填料上方的重力，通过分子筛填料自身的重力实现了压紧，避免分子筛运动产生的摩擦而粉化。

2)本实用新型提供的多层次分子筛吸附塔装置在进气端设置有两级布气措施，第一级采用进气布气头将进气从垂直方向改为水平方向，第二级采用进气布气吸附剂将气体更改为更加均匀的垂直方向的吸附气，可保证均匀稳定地进气，避免了进气集中所产生的部分气流过大而产生的分子筛相互摩擦而产生粉化。进气布气吸附剂做二次进气分布的同时，又进行除水除油处理，避免对分子筛填料产生污染。

3)本实用新型提供的多层次分子筛吸附塔装置在完成吸附后，从分子筛填料中解析出的干燥气体，吹扫去除进气布气吸附剂吸附的水分子与油分子。在进行下一个吸附过程时，仍可以再次进行水分子、油分子的吸附，如此反复。

4)本实用新型提供的多层次分子筛吸附塔装置设置双套筒结构，通过内筒用以输入空气，通过外筒用以输出被分子筛填料吸附后又释放出的第二气体，避免了第二气体输出的通道与空气输入通道使用同一通道，进而使得第二气体在吹扫去除进气布气吸附剂吸附的水分子与油分子通过单独的外筒通道输出而不会再次混入至空气输入通道中。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本实用新型实施例所公开的一种分子筛吸附塔装置的结构示意图。

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的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

参见图1所示，本实用新型实施例公开了一种分子筛吸附塔装置，包括吸附塔1，吸附塔1内填充有分子筛填料2，吸附塔1的底部设置有进气组件，吸附塔1内的顶部位于分子筛填料2的上方形成富集被筛选出的第一气体的富集空间11，第一气体通过气体输出管道5输出，吸附塔1的高径比为3～8：1，通过进气组件均匀输入的空气向上流动时对分子筛填料2内每层分子筛颗粒产生的压力始终小于分子筛填料2内每层分子筛颗粒所承受的上方重力；

进气组件包括开设于吸附塔1的最底部的进气口和进气布气头8，进气口内设置有双套筒结构6，双套筒结构6的内筒61用以输入空气，双套筒结构6的外筒62用以输出被分子筛填料吸附后又释放出的第二气体，第二气体释放的过程中对进气布气吸附剂3进行冲刷净化，进气布气头8垂直设于吸附塔内的下方空间形成的进气布气室内，进气布气室通过填料隔板与填放分子筛填料2的区域相隔，进气布气室中填放有至少用以除水和除油的进气布气吸附剂3，进气布气头的直径介于双套筒结构6的内筒61的内径和外径之间，进气布气头8的底端与双套筒结构6的内筒61连接且同轴心设置。

优选的，富集空间11中设置有第一气体布气头4，第一气体布气头4与气体输出管道5连通。

优选的，气体输出管道5由截面呈L型，气体输出管道5的上方为其上进气口，气体输出管道5的下方为侧出气口，气体输出管道5的上进气口与气体输出管道5连通。

进一步优选的，吸附塔1的外侧设置有与气体输出管道5连通的密封接头7，密封接头7吸附/固设于吸附塔1的外侧壁上。密封接头7用于输出的第一气体。

优选的，分子筛填料2为沸石分子筛，气体输出管道5为氧气均温管，第一气体布气头4采用氧气布气头，(沸石分子筛用于分离空气中的氮氧，氮分子被沸石分子筛吸附，氧分子聚集到吸附塔1上部，通过氧气布气头进行富集，最后通过氧气均温管输出)。采用不同材料的分子筛填料2可以对筛选出不同的气体。

本实用新型实施例提供的多层次分子筛吸附塔装置的工作原理如下：

空气自双套筒结构6的内筒进入吸附塔1，首先通过进气布气头8，进气布气头8安装在进气布气室内，进气布气室内部填充有进气布气吸附剂3，通过进气布气头8进行一次布气，将进气从垂直方向改为水平方向，进入进气布气室内，经过进气布气吸附剂3做二次进气分布，进气布气吸附剂3将气体更改为更加均匀的垂直方向的吸附气，可保证均匀稳定地进气，避免了进气集中所产生的部分气流过大而产生的分子筛相互摩擦而产生粉化。进气布气吸附剂3做二次进气分布的同时，又进行除水除油处理，避免对分子筛填料2产生污染；

接着，空气进入吸附塔1填充有分子筛填料2的区域，经过分子筛填料2对空气中的不同气体(如氮氧)分离后，第二气体(氮分子)被沸石分子筛吸附，第一气体(氧分子)聚集到吸附塔1上部，经过第一气体布气头4(氧气布气头)均匀地进行富集，再通过气体输出管道5输出第一气体(氧气)。

当吸附完成后，气体输出管道5关闭，进气口经过外部阀体切换改为排氮口，吸附塔1向外排出第一气体，随着压力的降低，分子筛填料2(如沸石分子筛)内吸附的第二气体(如氮分子)从分子筛填料2(如沸石分子筛)中脱离，再经过进气布气室，从双套筒结构6的外筒处排出，此过程中进气布气室中的进气布气吸附剂3被从分子筛填料2(如沸石分子筛)中解压的第二气体冲洗，完成了水气与油的解吸，即可进行下一次的吸附。在进行下一个吸附过程时，仍可以再次进行水分子、油分子的吸附，如此反复。

本实用新型实施例提供的多层次分子筛吸附塔装置于分子筛填料2的上方没有采用任何压紧，而是通过设置进气布气头8、进气布气吸附剂3以及吸附塔1的高径比设计，实现了空气的逐步均匀渗透，其渗透力小于沸石分子筛内分子筛填料2的上方重力，分子筛填料2内分子筛颗粒处于静止状态，随着靠近上方分子筛的厚度减少，分子筛填料2内分子筛颗粒上方的重力也减少，而来自下方的空气经过吸附塔1下层分子筛颗粒的层层减压，也无法超过分子筛填料2内分子筛颗粒上方重力，如此反复，直到最上层的分子筛填料2内分子筛颗粒所承受的压缩空气向上的力也小于自身重力，所以即使最上层的分子筛颗粒也不会产生活动，如果保证了分子筛之间不存在相互的移动。

本实用新型实施例提供的多层次分子筛吸附塔装置于分子筛填料2的上方没有采用任何压紧，采用控制吸附塔1的直径高度比的方式实现了空气向上流动时对分子筛填料2的压力远小于分子筛填料2上方的重力，通过分子筛填料2自身的重力实现了压紧，避免分子筛运动产生的摩擦而粉化；

设置双套筒结构，通过内筒用以输入空气，通过外筒用以输出被分子筛填料吸附后又释放出的第二气体，避免了第二气体输出的通道与空气输入通道使用同一通道，进而使得第二气体在吹扫去除进气布气吸附剂吸附的水分子与油分子后再通过单独的外筒通道输出，而不会再次混入至空气输入通道(内筒)中。

对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (5)

1.一种分子筛吸附塔装置，其特征在于：包括吸附塔，所述吸附塔内填充有分子筛填料，所述吸附塔的底部设置有进气组件，所述吸附塔内的顶部位于所述分子筛填料的上方形成富集被筛选出的第一气体的富集空间，所述第一气体通过气体输出管道输出，所述吸附塔的高径比为3～8：1，通过所述进气组件均匀输入的空气向上流动时对所述分子筛填料内每层分子筛颗粒产生的压力始终小于所述分子筛填料内每层分子筛颗粒所承受的上方重力；

所述进气组件包括开设于所述吸附塔的最底部的进气口和进气布气头，所述进气口内设置有双套筒结构，所述双套筒结构的内筒用以输入空气，所述双套筒结构的外筒用以输出被所述分子筛填料吸附后又释放出的第二气体，所述第二气体释放的过程中对所述进气布气吸附剂进行冲刷净化，所述进气布气头垂直设于所述吸附塔内的下方空间形成的进气布气室内，所述进气布气室通过填料隔板与填放分子筛填料的区域相隔，所述进气布气室中填放有至少用以除水和除油的进气布气吸附剂，所述进气布气头的直径介于所述双套筒结构的内筒的内径和外径之间，所述进气布气头的底端与所述双套筒结构的内筒连接且同轴心设置。

2.根据权利要求1所述的一种分子筛吸附塔装置，其特征在于：所述富集空间中设置有第一气体布气头，所述第一气体布气头与所述气体输出管道连通。

3.根据权利要求2所述的一种分子筛吸附塔装置，其特征在于：所述气体输出管道由截面呈L型，所述气体输出管道的上方为其上进气口，所述气体输出管道的下方为侧出气口，所述气体输出管道的上进气口与所述气体输出管道连通。

4.根据权利要求3所述的一种分子筛吸附塔装置，其特征在于：所述吸附塔的外侧设置有与所述气体输出管道连通的密封接头，所述密封接头吸附/固设于所述吸附塔的外侧壁上。

5.根据权利要求1所述的一种分子筛吸附塔装置，其特征在于：所述分子筛填料为沸石分子筛，所述气体输出管道为氧气均温管。

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