一种空分用分子筛吸附装置的制作方法

1.本实用新型属于空气制氮生产技术领域，具体涉及一种空分用分子筛吸附装置。


背景技术：

2.空气分离工程，简单来说，就是通过一套大型的空气分离系统设备，将空气中的氧气、氮气、氩气等气体高纯度分离出来的过程。通过空气分离设备分离出来的纯氧、纯氮等气体产品，将用于冶金、化工、光伏产业、多晶硅、磁性材料、电子半导体、医疗、食品等众多领域。空气中主要成分是氧气、氮气、氩气、二氧化碳以及一些水蒸气和杂质，目前，空气分离的主要流程是：自空压机来的压缩空气，经分子筛除去水份、二氧化碳、碳氢化合物等杂质后，一部分空气被直接送往精馏塔的上塔，另一部分则进入膨胀机经膨胀制冷后，被送往下塔，精馏塔中，上升蒸汽和下落液体经热量交换后，在上塔的顶部可得到纯度很高的氮气，在上塔底部可得到纯度很高的氧气。分子筛吸附器是空分系统中使用的关键设置，现有的分子筛吸附器在使用的过程中存在以下不足：一是压缩后的空气直接进入吸附塔内进行除杂，会使压缩空气在吸附塔内的气流不均匀，导致吸附塔内的压力不均衡，使得分子筛的利用率较低，氮气纯度增长较慢，严重影响制氮的产量；二是现有的分子筛结构设计不合理，使用的过程中，分子筛容易散动，会使分子筛的吸附效率和吸附效果不理想的情况。因此，研制开发一种结构设计合理、能够有效提高吸附效果和吸附效率的空分用分子筛吸附装置是客观需要的。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种结构设计合理、能够有效提高吸附效果和吸附效率的空分用分子筛吸附装置。
4.本实用新型的目的是这样实现的，包括至少2个串联连接的吸附塔,吸附塔的底部设置有进气管，顶部设置有出气管，进气管的底部设置有底板，底板上设置有排液管，排液管上设置有排液阀，进气管上设置有进气口，进气口的入口端通过连通管连接有预吸附器，吸附塔的内部从下到上依次设置有下级气流分布机构、吸附机构和上级气流分布机构，下级气流分布机构的下侧设置有驱动机构，吸附机构包括从下到上依次设置的下孔板、下金属网层、下棉质层、分子筛吸附层、上棉质层、上金属网层和上孔板，吸附塔的内壁上安装有支撑圈，下孔板放置在支撑圈上，上孔板的上侧安装有压紧机构，分子筛吸附层对应的吸附塔上设置有人孔、卸料孔和压力传感器。
5.进一步的，预吸附器包括外壳体和内筒体，外壳体上部的一侧设置有导气管，底部设置有导液管，导液管上安装有控制阀，内筒体的上端安装有导气锥体，导气锥体安装在外壳体的顶部并与连通管连通，内筒体的底部设置有半球形封头，半球形封头上均布设置有多个透气孔，内筒体的内部间隔安装有至少2层滤棉吸附层。
6.进一步的，下级气流分布机构包括上支架、下支架、传动轴，上支架和下支架的结构相同，上支架和下支架均包括外滚圈、内环板和连杆，内环板位于外滚圈的中心处，连杆
均布安装在内环板和外滚圈之间，上支架和下支架上下布置，传动轴转动安装在上支架和下支架的两环板之间，传动轴上均布设置有多块导流叶片，吸附塔的内部上下间隔外装有环向导轨，上支架和下支架的外滚圈滑动安装在环向导轨上。
7.进一步的，驱动机构包括驱动电机、主动锥齿轮、从动锥齿轮和连接轴，连接轴竖直安装在进气管内，连接轴的上端与下级气流分布机构连接，从动锥齿轮安装在连接轴的下端，驱动电机安装在进气管的外侧，主动锥齿轮安装在驱动电机的输出轴端部并与从动锥齿轮传动相互啮合，主动锥齿轮和从动锥齿轮的外侧设置有保护壳。
8.进一步的，压紧机构包括固定环板和均布设置在固定环板下侧的多个压紧组件，压紧组件包括上调节座、下调节座和调节螺杆，上调节座的下端设置有调节腔，下调节座的上端设置有螺纹孔，调节螺杆的上端位于调节腔内，且位于调节腔内的调节螺杆端部安装有滑块，滑块与调节腔的之间安装有弹簧，调节螺杆的下端螺接在螺纹孔内，下调节座的下端安装有压块，压块抵触上孔板上。
9.进一步的，上级气流分布机构至少包括2层网孔直径逐渐减小的网板，网板为边缘高中间低的圆弧状结构
10.与现有技术相比，本装置的优点在于：一是本装置在气体进入吸附塔之前，先利用预吸附器对空气进行预处理，预吸附器能够对空气中的杂质和灰尘进行过滤，有利于提高后续吸附塔的吸附效率；二是空气进入到吸附塔内，驱动机构11带动下级气流分布机构8进行转动，下级气流分布机构一方面能够对空气进行搅动，使气流能够在吸附塔的底部均布，让气流与吸附机构均匀、充分的接触，另一方面通过旋转的作用，能够使相对于气体而言密度更大的液滴在离心力的作用下被甩至吸附塔1的内壁上，实现气流分离，达到提高气流干燥程度的效果，同时，吸附塔内设置的吸附机构结构比较合理，具有吸附性强、空气流量大、阻力小、过滤平稳、运行可靠的优点，能够对空气中的水分、杂质进行彻底的清除，吸附效果显著，另外，还在吸附机构的上方设置了压紧机构，压紧机构具有一定的缓冲量，能保持在一定的范围内对吸附剂机构施加一定的压力，从而能始终压紧过滤机构，避免过滤机构中的分子筛下沉或者松动造成空气短路的情况，可有效的提高空气的吸附效果和吸附效率，具有较好的推广利用价值。
附图说明
11.图1为本实用新型的整体结构示意图；
12.图2为压紧机构的结构示意图；
13.图中：1-吸附塔，2-进气管，3-出气管，4-排液管，5-进气口，6-连通管，7-预吸附器，71-外壳体，72-内筒体，73-导气管，74-导液管，75-半球形封头，76-滤棉吸附层，8-下级气流分布机构，81-上支架，82-下支架，83-传动轴，84-导流叶片，85-环形导轨，9-吸附机构，91-下孔板，92-下金属网层，93-下棉质层，94-分子筛吸附层，95-上棉质层，96-金属网层，97-上孔板,98-支撑圈，10-上级气流分布机构，11-驱动机构，111-驱动电机，112-主动锥齿轮，113-从动锥齿轮，114-连接轴， 12-压紧机构，121-固定环板，122-上调节座、123-下调节座,124-调节螺杆，125-滑块，126-弹簧，127-压块，13-人孔，14-卸料孔，15-压力传感器。
具体实施方式
14.下面结合附图对本实用新型作进一步的说明，但不以任何方式对本实用新型加以限制，基于本实用新型教导所作的任何变更或改进，均属于本实用新型的保护范围。
15.如图1～2所示,本实用新型包括至少2个串联连接的吸附塔1,所述吸附塔1的底部设置有进气管2，顶部设置有出气管3，所述进气管1的底部设置有底板，底板上设置有排液管4，排液管4上设置有排液阀，所述进气管2上设置有进气口5，所述进气口5的入口端通过连通管6连接有预吸附器7，预吸附器7能够对空气中的杂质和灰尘进行过滤，有利于提高后续吸附塔的吸附效率，所述吸附塔1的内部从下到上依次设置有下级气流分布机构8、吸附机构9和上级气流分布机构10，下级气流分布机构8能够对空气进行第一次分布，所述下级气流分布机构8的下侧设置有驱动机构11，驱动机构11带动下级气流分布机构8进行转动，下级气流分布机构8一方面能够对空气进行均匀分布，另一方面通过旋转的作用，能够使相对于气体而言密度更大的液滴在离心力的作用下被甩至吸附塔1的内壁上，实现气流分离，达到提高气流干燥程度的效果，所述吸附机构9包括从下到上依次设置的下孔板91、下金属网层92、下棉质层93、分子筛吸附层94、上棉质层95、上金属网层96和上孔板97，下金属网层92和上金属网层96选用选用铜网，下棉质层h93he上棉质层95选用棉麻，下孔板91、下金属网层92、下棉质层93、上棉质层95、上金属网层96和上孔板97的高度之和为分子筛吸附层94高度的四分之一左右，所述吸附塔1的内壁上安装有支撑圈98，所述下孔板91放置在支撑圈98上，所述上孔板91的上侧安装有压紧机构12，压紧机构12能够对吸附机构9进行压紧，防止吸附机构9松动，所述分子筛吸附层11对应的吸附塔1上设置有人孔13、卸料孔14和压力传感器15，人孔13便于对吸附机构9进行检修，卸料孔14便于对分子筛吸附层94的更换，压力传感器15便于监测吸附塔1内的压力。
16.本装置的工作过程是：经过压缩后的空气先进入预吸附器7，利用预吸附器7对空气中的灰尘和杂质进行过滤吸附，经过预吸附器7处理后的空气进过连通管通过进气口5进入到进气管2内，空气经过进气管2进入到吸附塔1内的底部，此时，驱动机构11带动下级气流分布机构8进行旋转，下级气流分布机构8在旋转的过程中，一方面能够对气流进行分布，另一方面能够将空气中的小液滴甩出，汇集在吸附塔1的内壁上，并下落到进气管2的底部，一段时间后，打开排液阀，通过排液管4排出进气管2底部的液体，气流经过下级气流分布机构8的分布后，均匀的进入到吸附机构9内，依次经过下金属网层92、下棉质层93、分子筛吸附层94、上棉质层95、上金属网层96和上孔板97，下金属网层92和上金属网层96的吸附过滤后，能够将空气中的水分和杂质进行彻底的分离，且吸附机构9在对空气吸附的过程中，上级气流分布机构10一方面能够对空气进行再次的分布，让气流与吸附机构进行均匀的接触，另一方面可以减缓气流的上升速度，进一步的提高吸附的效果，经过气流分布机构10二次分布的空气从出气管排出，进入后续的精馏机构。
17.进一步的，所述预吸附器7包括外壳体71和内筒体72，所述外壳体71上部的一侧设置有导气管73，底部设置有导液管74，导液管74上安装有控制阀，所述内筒体72的上端安装有导气锥体，所述导气锥体安装在外壳体71的顶部并与连通管6连通，所述内筒体72的底部设置有半球形封头75，半球形封头75上均布设置有多个透气孔，所述内筒体72的内部间隔安装有至少2层滤棉吸附层76，压缩后的空气经过导气管73进入到外壳体71内，并向下流动，流动至外壳体71的底部时，经过内筒体72的导向作用，又通过透气孔进入到内筒体72
内，并向上流动，与滤棉吸附层76接触，滤棉吸附层76能够将空气中的水分和杂质进行过滤，经过滤棉吸附层76的吸附后，空气从导气锥体排出，使用一段时间后，打开控制阀，通过导液管74定期排液。
18.进一步的，所述下级气流分布机构8包括上支架81、下支架82、传动轴83，所述上支架81和下支架82的结构相同，上支架81和下支架82均包括外滚圈、内环板和连杆，所述内环板位于外滚圈的中心处，所述连杆均布安装在内环板和外滚圈之间，所述上支架81和下支架82上下布置，所述传动轴83转动安装在上支架81和下支架82的两环板之间，所述传动轴83上均布设置有多块导流叶片84，导流叶片84保证空气均流的效果，所述吸附塔1的内部上下间隔外装有环向导轨85，所述上支架81和下支架82的外滚圈滑动安装在环向导轨85，外滚圈沿着导轨85转动，可以保证上支架81和下支架82绕着传动轴83转动的稳定性。
19.进一步，所述驱动机构11包括驱动电机111、主动锥齿轮112、从动锥齿轮113和连接轴114，驱动电机11为现有技术，直接采购成品，所述连接轴114竖直安装在进气管2内，所述连接轴114的上端与下级气流分布机构8连接，所述从动锥齿轮113安装在连接轴114的下端，驱动电机111安装在进气管2的外侧，所述主动锥齿轮112安装在驱动电机111的输出轴端部并与从动锥齿轮113传动相互啮合，所述主动锥齿轮112和从动锥齿轮113的外侧设置有保护壳，使用时，驱动电机11带动主动锥齿轮112转动，通过主动锥齿112轮带动从动锥齿轮113和连接轴114转动，进而即可带动下级气流分布机构8转动。
20.进一步的，所述压紧机构12包括固定环板121和均布设置在固定环板121下侧的多个压紧组件，所述压紧组件包括上调节座122、下调节座123和调节螺杆124，所述上调节座122的下端设置有调节腔，下调节座123的上端设置有螺纹孔，所述调节螺杆124的上端位于调节腔内，且位于调节腔内的调节螺杆124端部安装有滑块125，滑块125与调节腔的之间安装有弹簧126，所述调节螺杆124的下端螺接在螺纹孔内，所述下调节座123的下端安装有压块127，压块127抵触上孔板97上，通过调节螺杆124在下调节座123内的调节深度，即可调节压块127对吸附机构9的压紧力。
21.优选地，上级气流分布机构10至少包括2层网孔直径逐渐减小的网板，所述网板为边缘高中间低的圆弧状结构。