CN219489607U - 一种制氮机的两级分离吸附塔 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于制氮机领域，具体涉及一种制氮机的两级分离吸附塔。该两级分离吸附塔，包括：外壳、一级吸附组件和二级吸附组件。其中，外壳的上下两端开口，一级吸附组件与外壳的下端开口连通；二级吸附组件与外壳的上端开口连通；一级吸附组件包括至少两个一级分子筛组件、进气管和控制阀；进气管包括进气口和至少两个出气口，进气口与外壳的下端开口连通，每个出气口与一个一级分子筛组件连通，每个出气口与一个一级分子筛组件的连接位置处设置有一个控制阀，该控制阀被配置为控制气源向一级分子筛组件内提供空气。本实用新型实现两个或多个一级分子筛组件轮换工作，增大释放氧气的时间，进而保证氮气的纯度。

Description

一种制氮机的两级分离吸附塔

技术领域

本实用新型属于制氮机领域，具体涉及一种制氮机的两级分离吸附塔。

背景技术

变压吸附式制氮机被当前工业普遍采用，其工作原理是分子筛在高压力状态下对氧分子吸附能力更强，实现空气在高压力状态下经过分子筛实现氧氮分离；而在低压力状态下，氧分子自分子筛内释放，实现制氧和分子筛状态还原。

目前，传统的变压吸附式制氮机中的分子筛一方面为整体性结构，另一方面，在实际使用过程中，分子筛最先接触空气的部分，因初始氧含量较高，吸附效率强，导致分子筛初始部分大量吸附氧气，在低压下存在分子筛最先接触空气的部分不能完全释放氧气，或者氧气释放速度慢，造成氮气纯度偏低或生产效率低的问题，若整体更换分子筛，则价格较为昂贵。

实用新型内容

鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种制氮机的两级分离吸附塔，旨在克服传统变压吸附式制氮机因分子筛整体性结构所导致的制氮纯度偏低或生产效率低的问题。

为了达到上述实用新型的目的，本实用新型采取以下的技术方案：

一种制氮机的两级分离吸附塔，包括：外壳、一级吸附组件和二级吸附组件。其中，外壳的上下两端开口；一级吸附组件设置于所述外壳内，且所述一级吸附组件与所述外壳的下端开口连通；二级吸附组件设置于所述外壳内并位于所述一级吸附组件上方，且所述二级吸附组件与所述外壳的上端开口连通。

其中，所述一级吸附组件包括至少两个一级分子筛组件、进气管和控制阀；所述进气管包括进气口和至少两个出气口，所述进气口与所述外壳的下端开口连通，每个出气口与一个一级分子筛组件连通，每个出气口与一个一级分子筛组件的连接位置处设置有一个控制阀，所述控制阀被配置为控制气源向所述一级分子筛组件内间隙性提供空气。

优选地，所述两级分离吸附塔还包括二级气体均布器，所述二级气体均布器固定于所述一级吸附组件和所述二级吸附组件之间，所述二级气体均布器被配置为将所述一级吸附组件排出气体均匀导向至所述二级吸附组件的内部。

优选地，所述一级分子筛组件包括：一级吸附器外壳、一级分子筛、一级过滤网和一级网格压板。其中，一级吸附器外壳为上下两端开口的管件；一级分子筛设置于所述一级吸附器外壳内；一级过滤网设置于所述一级吸附器外壳内部的一级分子筛下端；一级网格压板设置于所述一级吸附器外壳内部的一级分子筛上端。

优选地，所述一级吸附组件还包括一级气体均布器，所述一级气体均布器设置于所述一级分子筛组件下端，且所述一级气体均布器与所述进气管的出气口连通。

所述一级气体均布器包括：进口端、出口端和一级均布网。其中，所述进口端与所述出气口连通，出口端与所述一级吸附器外壳下端外径相适应，所述出口端与所述一级吸附器外壳下端连通；一级均布网为网格板结构，设置于所述出口端内，所述一级均布网被配置为将气体均匀导入一级分子筛组件内。

优选地，所述二级吸附组件包括：二级过滤网、二级分子筛和二级网格压板。其中，二级过滤网设置于所述外壳内的二级气体均布器上方；二级分子筛设置于所述外壳内的二级过滤网上方；二级网格压板设置于所述外壳内部的二级分子筛上端。

优选地，所述二级气体均布器还包括：集气罩和二级均布网。其中，集气罩的上下两端设置有开口的变径管结构，且下端开口的直径大于上端开口的直径，且所述集气罩的下端与所述外壳内壁贴合且密封。二级均布网设置于所述外壳内的集气罩上方，所述二级均布网为网格结构。

本实用新型的有益效果在于：

一、本实用新型采用便于定期更换的一级吸附组件，可以节省更换时的经费，降低运行成本和提高运行的效率。

二、本实用新型的一级吸附组件采用至少两个一级分子筛组件，可以实现两个或多个一级分子筛组件轮换工作，增大一级分子筛组件释放氧气的时间，进而满足工作效率的同时，可以保证氮气的纯度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本实用新型的结构图；

图2为本实用新型的一种一级吸附组件的俯视图；

图3为本实用新型的另一种一级吸附组件的俯视图；

图4为本实用新型的一种一级吸附组件的结构图；

图5为本实用新型的一级气体均布器的结构图；

图6为本实用新型的一级气体均布器的俯视图；

图7为本实用新型的二级气体均布器的结构图；

图8为本实用新型的二级气体均布器的俯视图；

图9为本实用新型的二级吸附组件的结构图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，均属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

如图1和图4所示，本实施例所述的一种制氮机的两级分离吸附塔，包括：外壳1、一级吸附组件2和二级吸附组件3。

其中，外壳1的上下两端开口。一级吸附组件2设置于所述外壳1内，且所述一级吸附组件2与所述外壳1的下端开口连通。二级吸附组件3设置于所述外壳1内且位于所述一级吸附组件2上方，且所述二级吸附组件3与所述外壳1的上端开口连通。

其中，所述一级吸附组件2包括至少两个一级分子筛组件21、进气管22和控制阀23；所述进气管22包括进气口和至少两个出气口，所述进气口与所述外壳1的下端开口连通，每个出气口与一个一级分子筛组件21连通，每个出气口与一个一级分子筛组件21的连接位置处设置有一个控制阀23，所述控制阀23被配置为控制气源向所述一级分子筛组件21内间隙性提供空气。

示例性地，如图2或图3所示，一级吸附组件2可以包括两个一级分子筛组件21、三个一级分子筛组件21或四个一级分子筛组件21。进气管22的进气口可以与两级分离吸附塔的上级供气设备连通，即进气管22的进气口与气源连通，进气管22根据一级分子筛组件21的个数配置为对应数量的出气口，每个出气口与一个一级分子筛组件21连通，实现将上级供气设备提供的空气提供至一级分子筛组件21。

如图4所示，每个出气口与一个一级分子筛组件21的连接位置处设置有一个控制阀23，例如控制阀23可以为直通式电磁阀。

控制阀23控制出气口和一级分子筛组件21之间的通路间隙性导通或截止，实现上级供气设备向该两级分离吸附塔提供至少两次空气时，每个一级分子筛组件21只工作一次的目的，即可以实现一级分子筛组件21吸附一次氧气后，经此两次降压释放氧气的过程，可以提高一级分子筛组件21的寿命和吸附能力。

需要解释的是，一级分子筛组件21的整体吸附能力相较于现有技术中分子筛最先接触空气的部分的吸附能力较小，原因在于一级分子筛组件21的吸附体积减小，但是在一级分子筛组件21设置数量较多的情况下，一级分子筛组件21就能够有效保证前期吸附的氧气在短时间内释放彻底的同时还能够保持长时间稳定的吸附效率。

现有技术中整体结构的分子筛最先接触空气的部分吸收氧气较多，造成分子筛上部吸收氧气较少，而在本实用新型中，创造性的设置了数量较多的一级分子筛组件21，可有效分离进入此一级分子筛组件21内部的氧气，在此结构下，进入二级吸附组件3内部的氧气明显要高于现有技术中分子筛对应位置处的氧气，因此，二级吸附组件3的吸附能力明显高于现有技术中分子筛对应位置处的吸附能力，如此可以确保两级分离吸附塔内各处吸附氧气的效率均匀稳定，当然还通过适当延长二级吸附组件3的长度可以进一步提高氮气的纯度。

优选地，如图1所示，本实用新型的两级分离吸附塔还包括二级气体均布器4，所述二级气体均布器4固定于所述一级吸附组件2和所述二级吸附组件3之间，所述二级气体均布器4被配置为将所述一级吸附组件2排出气体均匀导向至所述二级吸附组件3内。

优选地，如图7所示，所述二级气体均布器4包括：集气罩41和二级均布网42。其中，集气罩41的上下两端设置有开口的变径管结构，且下端开口的直径大于上端开口的直径，且所述集气罩41的下端与所述外壳1内壁贴合且密封；二级均布网42设置于所述外壳1内的集气罩41上方，所述二级均布网42为网格结构。

示例性地，集气罩41下端开口的中心点与外壳1的中心线重叠。因为一级吸附组件2排出的气体往往处于外壳1内的中心区域，为防止二级吸附组件3接收的气体不均匀，可以设置二级气体均布器4，将一级吸附组件2排出的气体重新分配进入二级吸附组件3。

优选地，如图8所示，所述一级分子筛组件21包括：一级吸附器外壳211、一级分子筛212、一级过滤网213和一级网格压板214。其中，一级吸附器外壳211为上下两端开口的管件；一级分子筛212设置于所述一级吸附器外壳211内；一级过滤网213设置于所述一级吸附器外壳211内部的一级分子筛212下端；一级网格压板214设置于所述一级吸附器外壳211内部的一级分子筛212上端。

示例性地，一级吸附器外壳211可以是圆柱管，根据一级分子筛组件21在外壳1内的个数，对一级吸附器外壳211的尺寸进行相应控制，以使一级吸附器外壳211可以均匀、紧密的排列至外壳1内。每个一级吸附器外壳211内设置有一级分子筛212，一级分子筛212可以为碳分子筛。在一级吸附器外壳211底部设置一级过滤网213，用于承载一级分子筛212和对进入的空气进行过滤。一级网格压板214可以包括金属网格栅板，可防止气流导致一级分子筛212产生振动的现象。

优选地，如图4所示，所述一级吸附组件2还包括一级气体均布器24，所述一级气体均布器24设置于所述一级分子筛组件21下端，且所述一级气体均布器24与所述进气管22的出气口连通。

如图5-6所示，所述一级气体均布器24包括：进口端241、出口端242和一级均布网243。其中，所述进口端241与所述出气口连通，出口端242与所述一级吸附器外壳211下端外径相适应，所述出口端242与所述一级吸附器外壳211下端连通。一级均布网243为网格板结构，设置于所述出口端242内，一级均布网243被配置为将气体均匀导入一级分子筛组件21内。

优选地，如图9所示，所述二级吸附组件3包括：二级过滤网31、二级分子筛32和二级网格压板33。其中，二级过滤网31设置于所述外壳1内的二级气体均布器4上方。二级分子筛32设置于所述外壳1内的二级过滤网31上方。二级网格压板33设置于所述外壳1内部的二级分子筛32上端。

本实用新型中，一级分子筛212的长度可以是二级分子筛32长度的1/3~1/2。

在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种制氮机的两级分离吸附塔，其特征在于，包括：

外壳，所述外壳的上下两端开口；

一级吸附组件，设置于所述外壳内，且所述一级吸附组件与所述外壳的下端开口连通；

二级吸附组件，设置于所述外壳内并位于所述一级吸附组件上方，且所述二级吸附组件与所述外壳的上端开口连通；

其中，所述一级吸附组件包括至少两个一级分子筛组件、进气管和控制阀；所述进气管包括进气口和至少两个出气口，所述进气口与所述外壳的下端开口连通，每个出气口与一个一级分子筛组件连通，每个出气口与一个一级分子筛组件的连接位置处设置有一个控制阀，所述控制阀被配置为控制气源向所述一级分子筛组件内间隙性提供空气。

2.根据权利要求1所述的一种制氮机的两级分离吸附塔，其特征在于，所述两级分离吸附塔还包括二级气体均布器，所述二级气体均布器固定于所述一级吸附组件和所述二级吸附组件之间，所述二级气体均布器被配置为将所述一级吸附组件排出气体均匀导向至所述二级吸附组件的内部。

3.根据权利要求2所述的一种制氮机的两级分离吸附塔，其特征在于，所述一级分子筛组件包括：

一级吸附器外壳，为上下两端开口的管件；

一级分子筛，设置于所述一级吸附器外壳内；

一级过滤网，设置于所述一级吸附器外壳内部的一级分子筛下端；

一级网格压板，设置于所述一级吸附器外壳内部的一级分子筛上端。

4.根据权利要求3所述的一种制氮机的两级分离吸附塔，其特征在于，所述一级吸附组件还包括一级气体均布器，所述一级气体均布器设置于所述一级分子筛组件下端，且所述一级气体均布器与所述进气管的出气口连通；

所述一级气体均布器包括：

进口端，所述进口端与所述出气口连通；

出口端，与所述一级吸附器外壳下端外径相适应，所述出口端与所述一级吸附器外壳下端连通；

一级均布网，为网格板结构，设置于所述出口端内，所述一级均布网被配置为将气体均匀导入一级分子筛组件内。

5.根据权利要求4所述的一种制氮机的两级分离吸附塔，其特征在于，所述二级吸附组件包括：

二级过滤网，设置于所述外壳内的二级气体均布器上方；

二级分子筛，设置于所述外壳内的二级过滤网上方；

二级网格压板，设置于所述外壳内部的二级分子筛上端。

6.根据权利要求5所述的一种制氮机的两级分离吸附塔，其特征在于，所述二级气体均布器还包括：

集气罩，该集气罩为上下两端设置有开口的变径管结构，且下端开口的直径大于上端开口的直径，且所述集气罩的下端与所述外壳内壁贴合且密封；

二级均布网，设置于所述外壳内的集气罩上方，所述二级均布网为网格结构。