專利名稱：一種徑向流吸附器的制作方法
技術領域：
一種徑向流吸附器實用新型領域本實用新型涉及的是一種主要用于吸收空氣中的C02、H2O等雜質的新型徑向流吸 附器，屬于氣體凈化領域。
背景技術：
隨著科學技術的日新月異，氣體工業(yè)也迅速發(fā)展，各行各業(yè)對氧、氮、氬產品的需 求量急劇增加，空分規(guī)模發(fā)展越來越大，相應單元設備尺寸越來越大，常規(guī)的臥式吸附器就 存在占地面積大、運輸困難等弊端，為了解決現有的這些問題，徑向流吸附器應運而生了。徑向流吸附器是從現有的催化反應器衍生出來的一種吸附設備，常規(guī)的催化反應 器只存在正常工作這個單一過程，所以催化反應器的設計都是采用單進單出的結構，氣流 從設備底部進入，由于設備內有足夠的緩沖空間，從而當氣流經過催化劑床層的時候流速 減慢，氣流分布就會比較均勻，催化比較徹底，滿足設計需求；常規(guī)徑向流吸附器就是按照 催化反應器的原理設計的。但是徑向流吸附器和催化反應器的工作過程有所區(qū)別，徑向流 吸附器的運作分為正常吸附和再生這兩個過程；正常工作的時候，氣流從吸附器底部進入， 通過足夠的緩沖空間，可以使速度降低，然后緩慢的流過吸附劑床層，從頂部出口管流出； 在這種情況下，氣流在內部床層的分布比較均勻，吸附效果比較理想；再生的時候，再生氣 從頂部管口直接流入，流經吸附劑床層后從吸附器底部流出，這個時候氣流流經吸附劑床 層前沒有能使氣流速度降低的緩沖空間，再生氣進入吸附劑床層的速度比較快，從而使氣 流在吸附劑內部的流場分布并不均勻、死空間區(qū)域增大，導致再生不徹底，降低吸附劑的吸 附效果；因此，吸附器結構設計的好壞將直接影響整個吸附系統(tǒng)的效能，而如何優(yōu)化吸附器 結構來克服上述問題已成為空分技術領域重點關注的問題之一。

實用新型內容本實用新型的目的在于克服現有技術存在的缺陷，而提供一種能解決徑向流吸附 器氣流分布不均勻等問題，從而提高內部吸附劑的利用率，減小吸附器的尺寸，降低再生能 耗從而達到降低成本的徑向流吸附器。本實用新型的目的是通過如下技術方案來完成的，它主要包括一個下封頭、一 個上封頭、一個筒體，上封頭上設置有再生氣的上進口管和吸附劑的裝入口，下封頭上設置 有供氣體流入的進口管，筒體內設置有吸附劑、絲網和過濾件，所述的下封頭上海設置有與 上進口管連通的再生氣下進口管；帶有再生氣上進口管和再生氣下進口管，正常工作的時 候空氣從進口管流入吸附器內，從再生氣上進口管和再生氣下進口管流出。再生的時候氣 量也一分為二，分別從兩個再生氣上下兩個進口管流入，徑向流過吸附劑，從氣體進口管流 出ο所述的筒體內部絲網和過濾件的下端連接處設置有浮動倒封頭，在該浮動倒封頭 上表面焊上壁流圈，它能延長氣流行走的路徑，防止壁流效應；另外，給浮動倒封頭設計保 溫措施，減少加熱和吹冷過程中封頭上下表面溫差不同引起的熱量交換；所述的再生氣下進口管從所述的浮動倒封頭的中間并經過所述的下封頭接出，所述的絲網包括外網、中網 和內網。所述的再生氣下進口管位于下封頭內的部分、安裝有帶保溫的膨脹節(jié)，可以 保證熱脹冷縮時管子有足夠的伸縮空間。另在管外面包一層保溫層，也可以防止管內外溫 差引起的熱量交換。所述的筒體內設置有帶有可使吸附劑往下填充的小孔的成傾斜布置的吸附劑自 動填裝門，筒體內部的吸附劑下沉的時候，吸附劑自動填裝門上方的吸附劑就會從填裝門 的小孔往下填充，填補設備內部的空白，防止氣流短路；傾斜設計的填裝門還可以延長氣流 的行走路線，減少壁流效應。本實用新型的最大特點是利用再生氣雙進口管的設計來改善流體在吸附器內的 流場分布，經過流場計算，氣流流過這種結構的吸附器內的不均勻度比常規(guī)的吸附器要?。?這表明氣體在該結構的吸附器內部分布更加均勻，從而阻力也會相對減小，相比傳統(tǒng)的吸 附器將會有更大的優(yōu)越性。

圖1是本實用新型的結構示意圖。圖2是本實用新型所述的上封頭俯視結構示意圖。圖3是本實用新型的再生氣下進口管的結構示意圖。
具體實施方式
下面將結合附圖對實用新型做詳細的介紹圖1所示，本實用新型主要包括一個 下封頭1、一個上封頭10、一個筒體2以及裙座16，上封頭10上設置有再生氣上進口管9和 吸附劑的裝入口 8，見圖2所示；所述的下封頭1上設置有供氣體流入的氣體進口管17，筒 體2內設置有吸附劑3、絲網和過濾件7，所述的絲網包括外網4、中網5、內網6 ；所述的下 封頭1上還設置有與再生氣上進口管9連通的再生氣下進口管15 ；帶有再生氣上進口管9 和再生氣下進口管15，正常工作的時候空氣從氣體進口管17流入吸附器內，從再生氣上進 口管9和再生氣下進口管15流出；再生的時候氣量也一分為二，分別從兩個再生氣上下兩 個進口管流入，徑向流過吸附劑，從氣體進口管17流出。所述的筒體2內部、在外網4、中網5、內網6以及過濾件7的下端連接處設置有浮 動倒封頭12，在該浮動倒封頭12上表面焊上壁流圈13，它能延長氣流行走的路徑，防止壁 流效應；另外，給浮動倒封頭12設計保溫措施，減少加熱和吹冷過程中封頭上下表面溫差 不同引起的熱量交換；所述的再生氣下進口管15從所述的浮動倒封頭12的中間并經過所 述的下封頭1接出。所述的再生氣下進口管15位于下封頭1內的部分、安裝有帶保溫的膨脹節(jié) 14，可以保證熱脹冷縮時管子有足夠的伸縮空間。另在管外面包一層保溫層，也可以防止管 內外溫差引起的熱量交換，見圖3所示。所述的筒體2內設置有帶有可使吸附劑往下填充的小孔的成傾斜布置的吸附劑 自動填裝門11，筒體2內部的吸附劑3下沉的時候，吸附劑自動填裝門11上方的吸附劑3 就會從填裝門的小孔往下填充，填補設備內部的空白，防止氣流短路；傾斜設計的填裝門還可以延長氣流的行走路線，減少壁流效應。吸附器正常工作的時候，氣體從進口管17流入，徑向的流過氧化鋁和分子篩床 層，通過過濾件7，從再生氣上下進口管流出。反之，再生的時候，再生氣分別從上下進口管 流入，經過吸附劑床層后從氣體進口管17流出。目前已有的徑向流吸附器再生氣都是單個進口管結構，再生的時候，氣流從設備 頂部直接流入，氣流沒有經過一定的緩沖空間，流過吸附劑床層的速度比較大，這樣導致流 過分子篩吸附劑氣流不均勻，再生不徹底，有的地方甚至出現短路。為了解決徑向流吸附器 再生過程中氣流分布不均的問題，必須從根本原因入手，找出減小再生氣進口流速的方法。 由于設備結構的局限性，沒法從結構上加大氣流的緩沖空間。本實用新型在原來一個再生 氣進口管的基礎上，在設備底部增加一個再生氣下進口管，這樣可以使進口氣量一分為二， 流過吸附劑的速度也相應的減小，這樣有利于氣流的整體分布，使得吸附劑得到更好的再 生，從而提高利用率。再生氣降低速度后流經吸附劑床層，也使得整個設備的能耗降低，節(jié) 省成本。經過理論分析和流場計算，這種結構的徑向流吸附器不僅在再生的時候能大大改 善內部流場的分布情況，在正常工作的時候，氣體從再生氣的兩個進口管流出，內部的流場 也比單個進口管分布更均勻。另外，由于吸附器進行再生的時候包含加熱和吹冷過程，下進口管是一端焊在下 封頭上，另外一端焊在內部浮動倒封頭上，在進行加熱的時候，再生氣下進口管內部溫度比 較高，而此時下封頭內部溫度比較低。相反在吹冷過程中，再生氣下進口管內部溫度比較 低，而此時下封頭內部溫度比較高。對于這種情況，本實用新型在將下進口管外包了保溫 層，這樣可以防止加熱和吹冷時由于管內外溫度高低不同而進行的熱量交換，減少再生能
^^ ο吸附劑填裝門設計徑向流吸附器經過周而復始的吸附和再生這兩個過程，隨著 時間的推移，內部的某些吸附劑就會產生粉末化的現象。這樣整體的吸附劑邊自然而然的 向下沉。為了自動填補吸附劑下沉后在設備頂部出現的空缺，本實用新型設計了吸附劑填 裝門，填裝門設計成傾斜的結構，當內部吸附劑下沉的時候，填裝門上方備用的吸附劑通過 填裝門上的小孔的往下填補，從而避免了氣流出現短路的情況。填裝門設計成傾斜結構，除 了可以有利于吸附劑向下填充的時候填充的比較均勻外，還可以使氣流流經填裝壁面的路 徑加長，流動阻力增大，減少壁面效應。浮動倒封頭設計徑向流吸附器內部絲網和過濾網的上端是固定的，由于進行再 生時，要經過加熱和吹冷這兩個過程，在這兩個過程中，內部絲網和過濾網都會發(fā)生熱脹冷 縮現象，所以在絲網和過濾網的下端連接處設計了一個浮動倒封頭。設置了浮動倒封頭，氣 流流經倒封頭壁面的時候由于壁面具有比內部大得多的床層孔隙率，使壁面通過量比內部 大得多，氣體在壁面處床層的穿透時間比內部床層短很多，一旦壁面處穿透，吸附器必須停 止吸附操作；為了減小甚至消除壁面效應的影響，本實用新型將三塊約6mm厚，高度約80mm 的薄鋼板分別卷成圓環(huán)焊在浮動倒封頭的上表面構成壁流圈，這樣氣流流過壁面受阻作曲 線運動，氣流流過壁面的路徑加長，流動阻力加大，在相同的時間內通過的氣量就會相應減 少，使穿透時間延長，這樣就可以減少甚至消除壁面效應。另外，進行再生加熱時，浮動倒封頭上表面?zhèn)葴囟缺容^高，下表面?zhèn)葴囟鹊?，相反?吹冷時，浮動倒封頭上表面?zhèn)葴囟缺容^低，下表面?zhèn)葴囟雀?；為了防止這兩個過程中由于溫度高低不同引起的熱交換，本實用新型在浮動倒封頭處帶了保溫層，減少再生能耗，節(jié)省成 本。 帶保溫的膨脹節(jié)設計再生氣下進口管一端焊在下封頭上，另外一端焊在浮動倒 封頭上。吸附器進行再生加熱的時候，吸附器內部溫度就會升高，內部絲網和過濾網就會發(fā) 生熱膨脹，浮動倒封頭便會有一個向下的位移。而此時吸附器的筒體和封頭溫度不高，這樣 焊在下封頭和浮動倒封頭之間的再生氣下進口管的距離減?。慌c之相反的是，吹冷的時候， 吸附器內部溫度就會降低，內部絲網和過濾網就會發(fā)生冷收縮，浮動倒封頭便會有一個向 上的位移；而此時外筒體和下封頭內部的溫度卻還是比較高，這樣再生氣下進口管位于下 封頭和浮動倒封頭之間的距離便會加大；針對這種情況，本實用新型在再生氣下進口設置 了膨脹節(jié)，這樣可以使接管隨著內部浮動倒封頭的上升和下降進行自由伸縮；另外，吸附器 進行再生加熱和吹冷的時候，處于下封頭內部的再生氣下進口管的膨脹節(jié)在這兩個過程中 內外溫差比較大，因此本實用新型還在膨脹節(jié)外設置了保溫層，這樣可以防止內外熱量交 換，減少再生能耗，節(jié)省成本。
權利要求1.一種徑向流吸附器，它主要包括一個下封頭(1)、一個上封頭(10)、一個筒體(2)， 上封頭(10)上設置有再生氣的上進口管(9)和吸附劑的裝入口(8)，下封頭(1)上設置有供 氣體流入的進口管(17)，筒體內設置有吸附劑(3)、絲網和過濾件(7)，其特征在于所述的 下封頭上還設置有與上進口管(9)連通的再生氣下進口管(15)。
2.根據權利要求1所述的徑向流吸附器，其特征在于所述的筒體內部的絲網和過濾件 (7)的下端連接處設置有浮動倒封頭(12)，在該浮動倒封頭(12)上表面焊上壁流圈(13)， 所述的再生氣下進口管(15)從所述的浮動倒封頭(12)的中間并經過所述的下封頭(1)接 出；所述的絲網包括外網(4)、中網(5)和內網(6)。
3.根據權利要求1或2所述的徑向流吸附器，其特征在于所述的再生氣下進口管(15) 位于下封頭(1)內的部分、安裝有帶保溫的膨脹節(jié)(14)，另在管外面包有一層保溫層。
4.根據權利要求1或2所述的徑向流吸附器，其特征在于所述的筒體內設置有帶有傾 斜的吸附劑自動填裝門(11)。
專利摘要一種徑向流吸附器，它主要包括一個下封頭、一個上封頭、一個筒體，上封頭上設置有再生氣的上進口管和吸附劑的裝入口，下封頭上設置有供氣體流入的進口管，筒體內設置有吸附劑、絲網、過濾件，所述的下封頭上還設置有與上進口管連通的再生氣下進口管；本實用新型利用再生氣雙進口管的設計來改善流體在吸附器內的流場分布，經過流場計算，氣流流過這種結構的吸附器內的不均勻度比常規(guī)的吸附器要小；這表明氣體在該結構的吸附器內部分布更加均勻，從而阻力也會相對減小，相比傳統(tǒng)的吸附器將會有更大的優(yōu)越性。
文檔編號B01D53/04GK201906545SQ201020674520
公開日2011年7月27日 申請日期2010年12月22日 優(yōu)先權日2010年12月22日
發(fā)明者陳霞, 顧燕新 申請人:杭州杭氧股份有限公司