[發(fā)明專利]一種提高分子篩利用率的分子篩塔結構

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111640107.9
• 申請日: 2021-12-29
• 公開（公告）號: CN114392636B
• 公開（公告）日: 2022-12-02
• 發(fā)明（設計）人: 鐘仁志;袁軍;項懂欣
• 申請（專利權）人: 鑫磊壓縮機股份有限公司
• 主分類號: B01D53/047
• 分類號: B01D53/047;C01B13/02
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 汪利勝

本發(fā)明公開了一種提高分子篩利用率的分子篩塔結構，屬于分子篩塔領域，包括塔體，塔體內包括氮氣吸附區(qū)和位于氮氣吸附區(qū)上側的氧氣出口區(qū)，所述氮氣吸附區(qū)內填充有分子篩，氮氣吸附區(qū)與氧氣出口區(qū)通過可在塔體內轉動的上蓋分隔，所述上蓋上設有氣體出口，所述氣體出口的方向朝向上蓋轉動的切向方向，通過上蓋和氣體出口的轉動，使得氣體的主要流動方向不斷變化，從而使得氮氣吸附區(qū)內氣體流動更均勻，解決了現(xiàn)有技術中，分子篩塔內氣體流動不均勻，導致分子篩利用率低、能耗增加、具有起火隱患的問題。

技術領域

本發(fā)明涉及一種分子篩塔，尤其是涉及一種提高分子篩利用率的分子篩塔結構。

背景技術

為了降低曝氣增氧機的使用成本，需要在曝氣增氧機總成內增設分子篩塔用于自動制氧，分子篩塔的原理是在高壓環(huán)境下通過將空氣的中的氮氣吸附分離，從而獲得純度較高的氧氣，現(xiàn)有技術中，由于分子篩塔內空氣流動無法保證完全均勻，導致分子篩塔內部分區(qū)域空氣流動較多，部分區(qū)域空氣流動較少，空氣流動較多的部分，分子篩較快達成飽和并不再繼續(xù)吸附氮氣，需要進行氮氣的降壓解析，而此時空氣流動較少的部分中的分子篩沒有很好地利用起來，從而導致單次吸附過程吸附的氮氣不夠多，升壓和降壓的頻率提高，導致裝置能耗增加，另外，由于分子篩老化速度不均勻，分子篩在更換時造成了一定的浪費，還有，由于空氣流動的不均勻，在高壓吸附的過程中，容易導致部分區(qū)域分子篩由于摩擦溫度過高，產(chǎn)生起火隱患。

例如，在中國專利文獻上公開的“高壓力分子篩制氧裝置及具有升壓功能的分子篩制氧模塊”，其公告號為CN201811244156.9，包括空壓機模塊、分子篩模塊。其中：分子篩模塊，包括兩個分子篩過濾塔、氧氣儲氣罐、電磁轉換閥以及排氣消音器。兩個分子篩過濾塔上端氧氣出口和分別通過一個單向閥三和單向閥四連接氧氣儲氣罐，并且兩個氧氣出氣口和之間還連接一根反沖限流管聯(lián)通，通過改變電子轉換閥的加壓、解壓時間長短和交叉時間長短，可以改變輸出氧氣的濃度和壓力。該高壓力分子篩制氧裝置及分子篩制氧模塊的供氧壓力高、氧氣濃度和流量穩(wěn)定、噪音震動小、全自動多功能控制；然而，該專利的不足之處在于，其中的分子過濾塔在使用過程中，其內部的空氣流動分布不均勻，導致分子篩利用率低、能耗增加、具有起火隱患的問題。

發(fā)明內容

本發(fā)明是為了克服現(xiàn)有技術中，分子篩塔內氣體流動不均勻，導致分子篩利用率低、能耗增加、具有起火隱患的問題，提供一種提高分子篩利用率的分子篩塔結構，可以使得分子篩塔內氣體更均勻地流向各個部分的分子篩，從而提高分子篩的利用率。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案：

本發(fā)明，一種提高分子篩利用率的分子篩塔結構，包括塔體，塔體內包括氮氣吸附區(qū)和位于氮氣吸附區(qū)上側的氧氣出口區(qū)，所述氮氣吸附區(qū)內填充有分子篩，氮氣吸附區(qū)與氧氣出口區(qū)通過可在塔體內轉動的上蓋分隔，所述上蓋上設有氣體出口，所述氣體出口的方向朝向上蓋轉動的切向方向。

氣體在分子篩塔內的主要流動方向與氣體出口的位置有關，一般的分子篩塔氣體出口位于分子篩塔中間位置或固定在一側與儲氧罐相連，導致中間或位于氣體出口一側的分子篩利用率較高，而其他位置的分子篩利用率較低；本方案通過上蓋和氣體出口的轉動，使得氣體的主要流動方向不斷變化，從而使得氮氣吸附區(qū)內氣體流動更均勻；另外，由于氣體出口的方向朝向上蓋轉動的切向方向，使得從氣體出口流出的氣體可以推動上蓋轉動，從而使得上蓋的轉動無需驅動器驅動；再者，氣體的流動方向還與分子篩的緊密度有一定關系，而分子篩填充入氮氣吸附區(qū)后，其不同位置的緊密難以預料，通過本方案的結構，一旦某個區(qū)域內的分子篩飽和度較高時，其吸附效率降低，會導致從氣體出口處流出的氣體的量增加，進而使得該位置處上蓋轉動的速度加快，氣體出口在該位置停留時間更短，從而使得分子篩飽和度較高處通過的氣體減少，針對分子篩緊密度不確定的情況進一步提升了氣體流動的均勻性。

作為優(yōu)選，所述氮氣吸附區(qū)內設有若干塊隔板，所述隔板在氮氣吸附區(qū)內周向間隔排布，將氮氣吸附區(qū)分為若干個子吸附區(qū)；通過若干個周向分布的子吸附區(qū)，可以使得氣流不會在水平方向上竄動，從而使得氣體的流動方向更具確定性，進而便于氣體出口對氣體流動方向的控制。