一种吸附塔布气结构及PSA变压吸附制氧吸附塔

摘要

本实用新型涉及制氧设备技术领域，尤其涉及一种吸附塔布气结构及PSA变压吸附制氧吸附塔。吸附塔布气结构包括：沿气流方向依次设置的旋风扩散器和下均布器，旋风扩散器用于将气流方向由直流前进转为旋流前进；所述下均布器包括多个锥台分流器，所述锥台分流器大端开口并朝向旋风扩散器方向，锥台分流器锥面设置有多个第一通气孔，锥台分布器使旋流前进的气流呈预定角度进入吸附塔内。本实用新型的布气结构解决了气流直接冲击分子筛造成分子筛寿命降低的问题，而且减少了气流死角，提高了分子筛的利用率。

说明书

技术领域

本实用新型涉及制氧设备技术领域，尤其涉及一种吸附塔布气结构及PSA变压吸附制氧吸附塔。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

PSA变压吸附制氧技术日趋成熟，已成为一种重要的制氧方法，变压吸附制氧技术具有操作灵活、负荷调节简单、电耗低、装置建设周期短以及安全性高等优点。随着变压吸附制氧规模逐年增大、可靠性逐年提高及制氧电耗的逐渐降低，对于需要灵活使用富氧的行业，变压吸附制氧技术无疑可成为其他制氧的替代工艺，尤其适用在中小型制氧装置中，具有可观的前景。

现有吸附塔的进气结构多采用多孔板加铺设细丝网的结构，高达0.6兆帕气流从底部直接进气，气流经过进气管直接平行向上流动，经多孔板和丝网穿过分子筛到达吸附塔出气管。缺点是气流分布不均匀，高达0.6兆帕气流平行向上流动对分子筛冲击大，容易穿透分子筛产生隧道效应，减少了分子筛的使用寿命；而且容易在底部角落和吸附筒壁周圈部分形成死角，导致分子筛利用率，效率下降，产氧量下降。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型实施例的目的是提供一种吸附塔布气结构，使气流分布更均匀，以解决气流直接冲击分子筛，造成分子筛寿命降低的问题，而且减少了气流死角，提高了分子筛的利用率。

为了实现上述目的，本实用新型实施例提供了如下技术方案：

一种吸附塔布气结构，包括：沿气流方向依次设置的旋风扩散器和下均布器，旋风扩散器用于将气流方向由直流前进转为旋流前进；所述下均布器包括多个锥台分流器，所述锥台分流器大端开口并朝向旋风扩散器方向，锥台分流器锥面设置有多个第一通气孔，锥台分布器使旋流前进的气流呈预定角度进入吸附塔内。

本实用新型的另一优选的实施方式中，所述旋风扩散器设置在吸附塔底部接管内，所述锥台分流器设置在所述旋风扩散器的上端，所述锥台分流器的大端开口朝下。

本实用新型的另一优选的实施方式中，所述下均布器还包括下部气流分布板，所述下部气流分布板包括支撑连接板和多个支撑板，多个支撑板呈圆周阵列方式分布在支撑连接板圆周，支撑板下端固定在吸附塔底部封头上。

本实用新型的另一优选的实施方式中，所述支撑连接板底面具有导流帽，所述导流帽位于多个支撑板中间，导流帽为倒锥形，小端朝下。

本实用新型的另一优选的实施方式中，所述下均布器还包括分流器固定板，所述锥台分流器可拆卸安装在所述分流器固定板上，所述分流器固定板底部固定在所述支撑板上。

本实用新型的另一优选的实施方式中，所述锥台分流器的锥角呈50°-60°。

本实用新型的另一优选的实施方式中，所述锥台分流器顶盖上也设置第一通气孔，顶盖和锥面上部的第一通气孔为分子筛直径的1/2，锥面下部的第一通气孔为分子筛直径的1/3。

本实用新型的另一优选的实施方式中，所述旋风扩散器中间为连接套，所述连接套外圆周均布设置多个旋风叶片，所述旋风叶片与连接套的交接线与连接套轴线呈预定角度。

本实用新型的另一优选的实施方式中，所述旋风叶片上设置有第二通风孔。

本实用新型实施例还提供了一种PSA变压吸附制氧吸附塔，吸附塔底部设置有上述所述的吸附塔布气结构。

本实用新型实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

1、本实用新型的布气结构使空气经旋风扩散器将气流方向由直流前进转为旋流前进，让经过的气流螺旋旋转起来，减少了气流四角，旋流前进的气体经锥台分流器的第一通气孔呈一定角度的圆周均布发散进入塔内的分子筛，多个锥台分流器同时发散，使气流形成相互穿插交织的立体网状气流，进入分子筛的气流继续呈一定角度流动，气流分布更均匀，增加了气流的线性距离，即增加停留时间，使分子筛充分吸附，提高分子筛利用率，而且避免了气流直接冲击分子筛，增加了分子筛的使用寿命。

2、本实用新型的布气结构采用旋风扩散器和导流帽组合进气，避免了气流的死角，使气流均布发散，一定程度上减少了气流高速释放的直面冲击，保护了分子筛，增加分子筛的使用寿命。

3、本实用新型的布气结构将锥台分流器的锥角设置为50°-60°，既保证了气流的正常流动，又保证了使气流产生互相交错的效果，增加了气流的线程，提高了分子筛的利用率。

附图说明

构成本实用新型的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

图1是本实用新型实施例提供的制氧吸附塔主视图；

图2是本实用新型实施例提供的氧吸附塔剖视图；

图3是本实用新型实施例提供的下均布器示意图，其中，图3A为下均布器主视图，图3B为下均布器轴测图；

图4是本实用新型实施例提供的旋风扩散器示意图，其中，图4A为旋风扩散器主视图，图4B为旋风扩散器轴测图；

图5是本实用新型实施例提供的锥台式分流器示意图，其中，图5A为锥台式分流器主视图，图5B为锥台式分流器轴测图；

图中：1、吸附塔体；2、上均布器；3、下均布器；4、旋风扩散器；5、富氧出气管路；6、压力表；7、卸料口；8、空气进气管路；9、塔支座；10、分子筛；11、锥台分流器；12、分流器固定板；13、支撑板；14、支撑连接板；15、导流帽；16、旋风叶片；17、连接套；

为显示各部位位置而夸大了互相间间距或尺寸，示意图仅作示意使用。

具体实施方式

为了方便叙述，本实用新型中如果出现“上”、“下”、“左”“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用，仅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设备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。本实用新型中的术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应作广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或为一体；可以是机械连接，可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部连接，或者两个元件的相互作用关系，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解术语在本实用新型的具体含义。

正如背景技术所介绍的，现有吸附塔的进气结构，气流平行向上流动减少了分子筛的使用寿命，而且分子筛利用率较低，效率低下，为了解决如上的技术问题，本实用新型提出了一种吸附塔布气结构。

如图1-图5所示，本实用新型一实施例中记载了一种吸附塔布气结构，包括：沿气流方向依次设置的旋风扩散器4和下均布器3，旋风扩散器4用于将气流方向由直流前进转为旋流前进；所述下均布器3包括多个锥台分流器11，所述锥台分流器11大端开口并朝向旋风扩散器4方向，锥台分流器11锥面设置有多个第一通气孔，锥台分布器使旋流前进的气流呈预定角度进入吸附塔内。

如图1、图2所示，所述旋风扩散器4焊接在吸附塔底部接管内，锥台分流器11设置在所述旋风扩散器4的上端，所述锥台分流器11的大端开口朝下。锥台分流器11的数量根据吸附塔大小确定，根据塔的直径确定数量，一般圆周均布布满，本实施例中为7个(其中，圆周6个、中心一个，中心的锥台分流器用于防止底部中间分子筛利用率低的问题)，小塔可以设置4个，大塔可设置10以上。

现有的进气结构无分流均布装置或均流效果差，而本布气结构使干燥的压缩空气经旋风扩散器4将气流方向由直流前进转为旋流前进，让经过的气流螺旋旋转起来，减少了气流四角，旋流前进的气体经锥台分流器11的第一通气孔呈一定角度的圆周均布发散进入塔内的分子筛，多个锥台分流器11同时发散，使气流形成相互穿插交织的立体网状气流，进入分子筛的气流继续呈一定角度流动，气流分布更均匀，增加了气流的线性距离，即增加停留时间，使分子筛充分吸附，提高分子筛利用率，而且避免了气流直接冲击分子筛，增加了分子筛的使用寿命。

如图3A、图3B所示，所述下均布器3还包括下部气流分布板，所述下部气流分布板包括支撑连接板14和多个支撑板13，多个支撑板13呈圆周阵列方式分布在支撑连接板14圆周，支撑板13下端固定在吸附塔底部封头上。具体的，下部气流分布板是由6块均匀分布的支撑板13和1块支撑连接板14焊接成一体，支撑板13焊接在吸附塔底部封头内。

所述支撑连接板14底面具有导流帽15，所述导流帽15位于多个支撑板13中间，导流帽15为倒锥形，小端朝下。具体的，可以将导流帽15焊接在支撑连接板14的底面。

采用旋风扩散器4和导流帽15组合进气，避免了气流的死角，使气流均布发散，一定程度上减少了气流高速释放的直面冲击，保护了分子筛，增加分子筛的使用寿命。

所述下均布器3还包括分流器固定板12，所述锥台分流器11可拆卸安装在所述分流器固定板12上，所述分流器固定板12底部固定在所述支撑板13上。

如图5A、图5B所示，锥台分流器11底部具有连接板，连接板上设置一圈螺栓孔，分流器固定板12上设有7个分流器安装孔，锥台分流器11通过螺栓固定在分流器固定板12上。分流器固定板12均匀布置在6块支撑板13上，通过工艺槽孔与6块支撑板13焊接。

如图5A所示，所述锥台分流器11的锥角呈50°-60°。第一考虑分流器本身结构设计需要，太大太小都影响结构，第二考虑到气流流动与水平面夹角的角度，夹角太小不利于气流向上流动，夹角太大，气流流动直接向上流动形不成互相交错的效果，且减少了气流的线程。将锥台分流器11的锥角设置为50°-60°，既保证了气流的正常流动，又保证了使气流产生互相交错的效果，增加了气流的线程，提高了分子筛的利用率。

所述锥台分流器11顶盖上也设置第一通气孔，顶盖和锥面上部的第一通气孔为分子筛直径的1/2，锥面下部的第一通气孔为分子筛直径的1/3。具体的，上端三圈和顶部设小孔，其他设大孔，上端设置小孔，可以减少上端的气流流量，不至于上部孔流量太大而下部孔流量太小。

如图4A、图4B所示，所述旋风扩散器4中间为连接套17，所述连接套17外圆周均布设置多个旋风叶片16，所述旋风叶片16与连接套17的交接线与连接套17轴线呈预定角度，所述旋风叶片16上设置有第二通风孔。

旋风扩散器4的旋风叶片16可以使高速释放的气流呈发散状态，使气流旋转起来经导流帽15二次发散进入吸附筒底腔体，特别是在旋风扩散器4的旋风叶片16上设置第二通风孔，第二通风孔形成小部分气流穿透力强，大部分气流旋转流动，使气流流动更稳定，避免高速气流冲击产生的振动现象。第二通风孔的数量由旋风扩散器4的直径决定，大直径的旋风扩散器4设多个第二通风孔。

基于上述布气结构本实施例还提供了一种PSA变压吸附制氧吸附塔，空气进气管路8与吸附塔底部法兰连接，旋风扩散器4固定在吸附塔底部接管内，旋风扩散器4上端设置下分布器。

吸附塔体1上端设置上均布器2和富氧出气管路5，上均布器2由突出的筒体孔板和细目平纹网组成，作用是过滤分子筛，防止分子筛随气流进入富氧出气管路5。增加细目丝网为了相对增加部分阻力，均布气流，使吸附塔内的气流稳定流动，同时提高产氧浓度。

吸附塔体1还设置有卸料口7和压力表6，塔底具有塔支座9，分子筛10为沸石分子筛，一般分子筛使用寿命为5-8年左右，卸料口7用于在设备大修时更换分子筛。

干燥的压缩空气由空气进气管路8进入吸附塔体1，经吸附塔底部接管内旋风扩散器4将气流方向由直流前进转为旋流前进，干燥的旋流空气遇导流帽15将空气再次呈一定锥角发散出去，形成大角度旋流空气充满整个吸附塔底，塔底气体在分流器固定板12下部混流聚焦后经锥台分流器11呈50°-60°角圆周均布发散进入分子筛，进入分子筛的气流继续呈一定角度流动，七个锥台分流器11同时发散，使气流形成相互穿插交织的立体网状气流，气流到达吸附塔上端经上均布器2由富氧出气管路5排入成品富氧储气罐。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。