[發(fā)明專利]氣體吸附裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610140814.4
• 申請日: 2016-03-11
• 公開（公告）號: CN105771536B
• 公開（公告）日: 2018-03-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳勇;李紅;方曉雯
• 申請（專利權(quán)）人: 神華集團(tuán)有限責(zé)任公司;中國神華煤制油化工有限公司;中國神華煤制油化工有限公司北京工程分公司
• 主分類號: B01D53/02
• 分類號: B01D53/02
• 代理公司: 北京康信知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司11240
• 代理人: 趙囡囡,吳貴明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及氣體分離領(lǐng)域，具體而言，涉及一種氣體吸附裝置。

背景技術(shù)

空氣分離是以空氣為原料，通過壓縮循環(huán)深度冷凍的方法把空氣變成液態(tài)，再經(jīng)過精餾而從液態(tài)空氣中逐步分離生產(chǎn)出氧氣、氮氣及氬氣等惰性氣體的設(shè)備。空分設(shè)備主要包括：動力系統(tǒng)、凈化系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)、熱交換系統(tǒng)、精餾系統(tǒng)、產(chǎn)品輸送系統(tǒng)、液體貯存系統(tǒng)和控制系統(tǒng)等。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各行各業(yè)對氧、氮、氬產(chǎn)品的需求量急劇增加，特別是煤化工的生產(chǎn)對空氣產(chǎn)品需求與日劇增。這也造成空分設(shè)備相應(yīng)單元的尺寸也越來越大，如常規(guī)的臥式或立式吸附器(凈化系統(tǒng))就存在占地面積大、運輸困難及死區(qū)較大等弊端。

傳統(tǒng)吸附器大多采用單進(jìn)單出的結(jié)構(gòu)，其運作分為吸附和再生兩個過程：吸附過程，氣流從吸附器底部進(jìn)入，以一定的速度流過吸附劑床層，最后從吸附器出氣口排出；在這種情況下，氣流在吸附床內(nèi)部床層的分布不均勻，吸附效果不理想；再生過程，再生氣從頂部管口直接流入，流經(jīng)吸附劑床層后從吸附器底部流出，再生氣進(jìn)入吸附劑床層的速度不均，從而使氣流在吸附劑內(nèi)部的流場分布并不均勻、死區(qū)增大，同時會降低吸附劑再生后的吸附效果。

在此基礎(chǔ)上，傳統(tǒng)的吸附器存在氣流阻力大、吸附劑用量大以及氣流分布不均等缺陷。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的在于提供一種氣體吸附裝置，以解決現(xiàn)有氣體吸附器存在的氣流阻力大、吸附劑用量大以及氣流分布不均的問題。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種氣體吸附裝置，包括：殼體，殼體設(shè)置有待吸附氣入口和凈化氣出口；吸附單元，設(shè)置于殼體內(nèi)部，且分別與待吸附氣入口及凈化氣出口相連通；吸附單元包括軸向流吸附單元，設(shè)置于殼體的內(nèi)部；徑向流吸附單元，設(shè)置于殼體的內(nèi)部；及軸向流吸附單元第一隔層，設(shè)置于軸向流吸附單元和徑向流吸附單元之間，且第一隔層上設(shè)置有第一通孔；沿殼體的軸線方向，軸向流吸附單元和徑向流吸附單元通過第一通孔相連通。

進(jìn)一步地，氣體吸附裝置還包括第一再生氣入口，設(shè)置于殼體上，且吸附單元與第一再生氣入口相連通。

進(jìn)一步地，氣體吸附裝置還包括第二再生氣入口，設(shè)置殼體上，優(yōu)選沿殼體的軸線的垂直方向，第二再生氣入口與第一再生氣入口對稱分布。

進(jìn)一步地，徑向流吸附單元包括：第二隔層，第二隔層上設(shè)置有第二通孔，且第二隔層圍繞殼體的軸線形成第一空腔；第三隔層，第二隔層上設(shè)置有第三通孔，且第三隔層與第二隔層之間形成第二空腔，第三隔層與殼體形成第三空腔；第一通孔設(shè)置在與第三空腔相對應(yīng)的第一隔層上；及第一吸附劑，設(shè)置于第二空腔中。

進(jìn)一步地，軸向流吸附單元用于凈化沿殼體軸線方向流動的氣體，且軸向流吸附單元內(nèi)部設(shè)置有第四空腔，軸向流吸附單元包括第二吸附劑，設(shè)置于第四空腔內(nèi)部。

進(jìn)一步地，軸向流吸附單元還包括多根換熱管道，多根換熱管道設(shè)置于第四空腔中，且第二吸附劑設(shè)置于多根換熱管道之間。

進(jìn)一步地，氣體吸附裝置還包括導(dǎo)葉，設(shè)置于第一隔層的靠近徑向流吸附單元的一側(cè)。

進(jìn)一步地，導(dǎo)葉與殼體的軸線方向的夾角為30°～75°。

進(jìn)一步地，第二吸附劑的粒徑大于第一吸附劑。

進(jìn)一步地，第一吸附劑為分子篩，第二吸附劑為氧化鋁吸附劑。

進(jìn)一步地，氣體吸附裝置還包括氣體分布器，氣體分布器設(shè)置在殼體內(nèi)部，且氣體分布器與待吸附氣入口相連通。

進(jìn)一步地，氣體分布器的材質(zhì)為疏水性材料，優(yōu)選為不銹鋼材料。

進(jìn)一步地，殼體還包括第一封頭和第二封頭，且待吸附氣入口設(shè)置于第一封頭上，凈化氣出口設(shè)置于第二封頭上，且徑向流吸附單元與第二封頭的連接處為固定端，徑向流吸附單元的另一端為自由端。

應(yīng)用本發(fā)明的技術(shù)方案，吸附單元同時包括軸向流吸附單元和徑向流吸附單元。這有利于提高吸附裝置的吸附效率，從而降低吸附裝置的體積，進(jìn)而有利于降低吸附劑的用量；同時還有利于解決單一設(shè)置軸向流吸附單元存在的吸附床氣流阻力大，單一設(shè)置徑向流吸附單元存在的氣體分布不均等問題，從而達(dá)到提高吸附劑的使用效率，減小吸附器的尺寸，降低能耗，并降低成本。

附圖說明

構(gòu)成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1示出了本發(fā)明提供的一種優(yōu)選的氣體吸附裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2示出了本發(fā)明提供的一種優(yōu)選的第一封頭的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；以及