專利名稱：氣體擴散裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于空氣處理技術(shù)領(lǐng)域，涉及變壓吸附裝置，尤其是涉及一種氣體擴散裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代工業(yè)中，為了得到高品質(zhì)、低成本的氣體，變壓吸附得到了廣泛的應(yīng)用。變壓吸附系統(tǒng)采用兩塔或兩塔以上的吸附床輪流切換工作，吸附材料一般采用分子篩。一般的吸附系統(tǒng)中，主管道直接放置在吸附床層的底部，氣體穿過整個床層，最終到達(dá)頂部的氣體收集器。由于含雜質(zhì)氣體在從床層下到上的過程中，雜質(zhì)被逐步吸附劑吸附除去，到達(dá)上部的氣體雜質(zhì)含很低，分子篩(吸附劑)利用率很低，而下部的分子篩(吸附劑)吸附掉了大量的雜質(zhì)，導(dǎo)致分子篩(吸附劑)提前老化失效。當(dāng)用戶在更換吸附筒內(nèi)分子篩或吸附劑時發(fā)現(xiàn)，床層頂部的分子篩或吸附劑含雜質(zhì)量小，但設(shè)備供應(yīng)商為了利益不同意用戶重復(fù)使用頂部分子篩或吸附劑；而床層底部的分子篩或吸附劑已經(jīng)失效甚至嚴(yán)重?fù)p壞，并因為分子篩或吸附劑損壞嚴(yán)重，經(jīng)常將底部氣體擴散器連帶損壞。而且，氣流集中吹向一處，也容易造成分子篩的局部過載，使分子篩的利用率較低。為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，人們進(jìn)行了長期的探索，提出了各種各樣的解決方案。例如，中國專利文獻(xiàn)公開了一種旋流式氣體擴散器[申請?zhí)?CN201120402201.6]，主要為組成吸附塔的原料氣主管道道、塔體、孔板；于原料氣管道的端口，或者，于原料氣主管道道的端口周圍的塔體內(nèi)壁，以能將原料氣主管道道內(nèi)平行流動的原料氣氣流改變?yōu)檫M(jìn)入塔體內(nèi)腔時旋轉(zhuǎn)流動的原料氣氣流，設(shè)置了旋流組件或旋流葉片，以此形成為吸附塔的旋流器部分；在孔板的 外側(cè)，以與孔板保持適當(dāng)?shù)拈g距，增設(shè)了一塊外孔板，并且，在孔板的外側(cè)面上，均與地設(shè)置了多個可擰入螺栓的、用于支撐外孔板且能將孔板與外孔板隔開的支撐座，外孔板用螺栓固定在支撐座上，由孔板、外孔板、支撐座、螺栓組成為孔板組部分。上述方案雖然避免在塔體內(nèi)腔形成吸附半死區(qū)或吸附死區(qū)、延長吸附塔使用壽命，提高氣體干凈或干燥效率，但其擴散面積較小，原料氣不能完全得到充分、均勻的利用。另一方面，拆裝難度大，操作使用不夠方便。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是針對上述問題，提供一種結(jié)構(gòu)簡單合理，能使吸附材料均勻使用，避免形成浪費，大幅延長吸附材料使用壽命的氣體擴散裝置。為達(dá)到上述目的，本實用新型采用了下列技術(shù)方案:本氣體擴散裝置，設(shè)置在吸附塔的筒體內(nèi)側(cè)底部，包括主管道，其特征在于，所述的主管道自下而上設(shè)有若干級氣體擴散機構(gòu)，所述的氣體擴散機構(gòu)均與主管道連通且各氣體擴散機構(gòu)的出氣量自下而上逐級變小。由于設(shè)有若干級氣體擴散機構(gòu)，總擴散面積比現(xiàn)有技術(shù)大，還可減小氣流對分子篩(吸附劑)的直接沖擊力度，延長分子篩(吸附劑)的使用壽命和使用效率；并且減小氣體瞬間流速，延長氣體和分子篩(吸附劑)的接觸時間，增加分子篩(吸附劑)對雜質(zhì)氣體的吸附率。此外，若干級氣體擴散機構(gòu)使整個筒體內(nèi)分子篩(吸附劑)得到充分、均勻利用。越靠近筒體頂部就是越靠近上部收集器，那么含雜質(zhì)氣體與分子篩(吸附劑)接觸的行程越短，由于各氣體擴散機構(gòu)的出氣量自下而上逐級變小，則出氣量小，那么氣體流速減小，吸附效果也會上升，保證了出口潔凈氣體質(zhì)量的要求。作為一種較為優(yōu)化的技術(shù)方案，在上述的氣體擴散裝置中，所述的氣體擴散機構(gòu)包括至少一根與主管道相連通且橫向延伸的擴散管，在擴散管的管壁上設(shè)有若干出氣孔。這里的擴散管的形狀不限于直管，也可以是彎管或螺旋管等不同形狀。進(jìn)一步地，在上述的氣體擴散裝置中，所述的各氣體擴散機構(gòu)的擴散管的長度自下而上逐級變短，且各氣體擴散機構(gòu)在主管道的軸向均勻分布。進(jìn)一步地，在上述的氣體擴散裝置中，每一級氣體擴散機構(gòu)包括四根擴散管，且四根擴散管呈十字型分布。這里的擴散管的數(shù)量根據(jù)需要設(shè)置，本實用新型選用四根擴散管是較為優(yōu)化的方案。進(jìn)一步地，在上述的氣體擴散裝置中，所述的擴散管由無縫管均勻開設(shè)所述出氣孔制成。采用無縫管均勻開設(shè)所述出氣孔便于擴散管的加工。此外，由于相鄰兩級氣體擴散機構(gòu)的擴散管上均勻開設(shè)出氣孔，因此上下相鄰的兩根擴散管之間的氣流能夠形成對流式，可減小氣體瞬間流速，延長氣體和分子篩(吸附劑)的接觸時間，增加分子篩(吸附劑)對雜質(zhì)氣體的吸附率。進(jìn)一步地，在上述的氣體擴散裝置中，所述的擴散管的外圍包覆有至少一層網(wǎng)格壓墊層。由于設(shè)置了網(wǎng)格壓墊層，能充分防止分子篩的泄漏；所述的網(wǎng)格壓墊層的網(wǎng)格的大小為60-100目，包覆的層數(shù)為2-3層。進(jìn)一步地，在上述的氣體擴散裝置中，所述的擴散管和主管道之間設(shè)有支撐機構(gòu)。進(jìn)一步地，在 上述的氣體擴散裝置中，所述的主管道、擴散管和網(wǎng)格壓墊層均由不銹鋼材料制成。進(jìn)一步地，在上述的氣體擴散裝置中，所述的氣體擴散機構(gòu)的數(shù)量為三個，最下一級的氣體擴散機構(gòu)的出氣量占總出氣量的40%-60%，中間一級的氣體擴散機構(gòu)的出氣量占總出氣量的20%-40%，最上一級的氣體擴散機構(gòu)的出氣量占總出氣量的10%-30%。進(jìn)一步地，在上述的氣體擴散裝置中，所述的主管道的下端固定在筒狀的定位環(huán)上，所述的定位環(huán)固定在筒體下端外側(cè)。與現(xiàn)有的技術(shù)相比，本氣體擴散裝置的優(yōu)點在于:減小氣體對分子篩(吸附劑)的沖擊力、均勻分布入口氣體使床層分子篩(吸附劑)得到均勻的吸附，從而延長分子篩(吸附齊U)的使用壽命及增強吸附效果。

圖1是本實用新型提供的使用狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實用新型提供的氣體擴散機構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本實用新型提供的放大的俯視圖。圖4是本實用新型提供的放大的擴散管橫截面示意圖。圖中，吸附塔1、筒體11、含雜質(zhì)氣體入口 11a、潔凈氣體出口 lib、卸料口 11c、裝料口 I Id、主管道2、氣體擴散機構(gòu)3、擴散管4、出氣孔41、網(wǎng)格壓墊層42、定位環(huán)5、分子篩6、上部收集器7、支撐機構(gòu)8、支撐桿80。
具體實施方式
如圖1-3所示，本氣體擴散裝置設(shè)置在吸附塔I的筒體11內(nèi)側(cè)底部。吸附塔I包括筒體U，在筒體11內(nèi)裝有分子篩6 (吸附劑)。在筒體11的底部設(shè)有含雜質(zhì)氣體入口11a，頂部設(shè)有潔凈氣體出口 lib。在筒體11的下部設(shè)有卸料口 11c，上部設(shè)有裝料口 lid。本實用新型設(shè)置在含雜質(zhì)氣體入口 11a，在潔凈氣體出口 Ilb裝有上部收集器7。本實用新型包括主管道2，主管道2自下而上設(shè)有若干級氣體擴散機構(gòu)3，氣體擴散機構(gòu)3均與主管道2連通且各氣體擴散機構(gòu)3的出氣量自下而上逐級變小。因此，本實用新型將所需吸附的氣體分布在筒體11豎直方向多個位置，而不是單一分布在筒體11內(nèi)分子篩6 (吸附劑)的底部，可使整個筒體11內(nèi)分子篩6得到充分、均勻利用。主管道2的下端固定在筒狀的定位環(huán)5上,所述的定位環(huán)5固定在筒體11下端外側(cè)。由于設(shè)有若干級氣體擴散機構(gòu)3，總擴散面積比現(xiàn)有技術(shù)大，還可減小氣流對分子篩6 (吸附劑)的直接沖擊力度，延長分子篩6 (吸附劑)的使用壽命和使用效率；并且減小氣體瞬間流速，延長氣體和分子篩6 (吸附劑)的接觸時間，增加分子篩6 (吸附劑)對雜質(zhì)氣體的吸附率。此外，若干級氣體擴散機構(gòu)3使整個筒體11內(nèi)分子篩6得到充分、均勻利用。越靠近筒體11頂部就是越靠近上部收集器7，那么含雜質(zhì)氣體與分子篩6 (吸附劑)接觸的行程越短，由于各氣體擴散機構(gòu)3的出氣量自下而上逐級變小，則出氣量小，那么氣體流速減小，吸附效果也會上升，保證了出口潔凈氣體質(zhì)量的要求。本實施例中 ，氣體擴散機構(gòu)3包括至少一根與主管道2相連通且橫向延伸的擴散管4，在擴散管4的管壁上設(shè)有若干出氣孔41。擴散管4由無縫管均勻開設(shè)所述出氣孔41制成。采用無縫管均勻開設(shè)所述出氣孔41便于擴散管4的加工。此外，由于相鄰兩級氣體擴散機構(gòu)3的擴散管4上均勻開設(shè)出氣孔41，因此上下相鄰的兩根擴散管4之間的氣流能夠形成對流式，可減小氣體瞬間流速，延長氣體和分子篩(吸附劑)的接觸時間，增加分子篩(吸附劑)對雜質(zhì)氣體的吸附率。各氣體擴散機構(gòu)3的擴散管4的長度自下而上逐級變短，且各氣體擴散機構(gòu)3在主管道2的軸向均勻分布。每一級氣體擴散機構(gòu)3包括四根擴散管4，且四根擴散管4呈十字型分布。擴散管4和主管道2之間設(shè)有支撐機構(gòu)8。如圖3所示，該支撐機構(gòu)8包括支撐桿80，該支撐桿80的上端與擴散管4固連，支撐桿80的下端與主管道2固連。如圖4所示，擴散管4的外圍包覆有至少一層網(wǎng)格壓墊層42。網(wǎng)格壓墊層42的網(wǎng)格的大小為60-100目，包覆的層數(shù)為2-3層，多層壓墊能充分防止分子篩的泄漏。主管道
2、擴散管3和網(wǎng)格壓墊層42均由不銹鋼材料制成。本實施例中，氣體擴散機構(gòu)3的數(shù)量為三個，最下一級的氣體擴散機構(gòu)3的出氣量占總出氣量的40%-60%，中間一級的氣體擴散機構(gòu)3的出氣量占總出氣量的20%-40%，最上一級的氣體擴散機構(gòu)3的出氣量占總出氣量的10%-30%。較為優(yōu)選的方案:最下一級的氣體擴散機構(gòu)3的出氣量占總出氣量的50%，中間一級的氣體擴散機構(gòu)3的出氣量占總出氣量的30%，最上一級的氣體擴散機構(gòu)3的出氣量占總出氣量的20%本文中所描述的具體實施例僅僅是對本實用新型精神作舉例說明。本實用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本實用新型的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。盡管本文較多地使用了吸附塔1、筒體11、含雜質(zhì)氣體入口 11a、清潔氣體出口lib、卸料口 11c、裝料口 lid、主管道2、氣體擴散機構(gòu)3、擴散管4、出氣孔41、網(wǎng)格壓墊層42、定位環(huán)5、分子篩6、上部收集器7、支撐機構(gòu)8、支撐桿80等術(shù)語，但并不排除使用其它術(shù)語的可能性。使用這些術(shù)語僅僅是為了更方便地描述和解釋本實用新型的本質(zhì)；把它們解釋成任何一種附 加的限制都是與本實用新型精神相違背的。
權(quán)利要求1.一種氣體擴散裝置，設(shè)置在吸附塔(I)的筒體(11)內(nèi)側(cè)底部，包括主管道(2)，其特征在于，所述的主管道(2)自下而上設(shè)有若干級氣體擴散機構(gòu)(3)，所述的氣體擴散機構(gòu)(3)均與主管道(2)連通且各氣體擴散機構(gòu)(3)的出氣量自下而上逐級變小。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣體擴散裝置，其特征在于，所述的氣體擴散機構(gòu)(3)包括至少一根與主管道(2)相連通且橫向延伸的擴散管(4)，在擴散管(4)的管壁上設(shè)有若干出氣孔(41)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的氣體擴散裝置，其特征在于，所述的各氣體擴散機構(gòu)(3)的擴散管(4)的長度自下而上逐級變短，且各氣體擴散機構(gòu)(3)在主管道(2)的軸向均勻分布。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的氣體擴散裝置，其特征在于，每一級氣體擴散機構(gòu)(3)包括四根擴散管(4)，且四根擴散管(4)呈十字型分布。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的氣體擴散裝置，其特征在于，所述的擴散管(4)由無縫管均勻開設(shè)所述出氣孔(41)制成。
6.根據(jù)權(quán) 利要求5所述的氣體擴散裝置，其特征在于，所述的擴散管(4)的外圍包覆有至少一層網(wǎng)格壓墊層(42);所述的網(wǎng)格壓墊層(42)的網(wǎng)格的大小為60-100目，包覆的層數(shù)為2-3層。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的氣體擴散裝置，其特征在于，所述的擴散管(4)和主管道(2)之間設(shè)有支撐機構(gòu)(8)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的氣體擴散裝置，其特征在于，所述的主管道(2)、擴散管(3)和網(wǎng)格壓墊層(42)均由不銹鋼材料制成。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的氣體擴散裝置，其特征在于，所述的氣體擴散機構(gòu)(3)的數(shù)量為三個，最下一級的氣體擴散機構(gòu)(3)的出氣量占總出氣量的40%-60%，中間一級的氣體擴散機構(gòu)(3)的出氣量占總出氣量的20%-40%，最上一級的氣體擴散機構(gòu)(3)的出氣量占總出氣量的10%-30%。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的氣體擴散裝置，其特征在于，所述的主管道(2)的下端固定在筒狀的定位環(huán)(5 )上，所述的定位環(huán)(5 )固定在筒體(11)下端外側(cè)。
專利摘要本實用新型屬于空氣處理技術(shù)領(lǐng)域，涉及變壓吸附裝置，尤其是涉及一種氣體擴散裝置。它解決了氣體對分子篩(吸附劑)使用不均勻，壽命短的問題。本氣體擴散裝置，設(shè)置在吸附塔的筒體內(nèi)側(cè)底部，包括進(jìn)氣管，進(jìn)氣管自下而上設(shè)有若干級氣體擴散機構(gòu)，所述的氣體擴散機構(gòu)均與進(jìn)氣管連通且各氣體擴散機構(gòu)的出氣量自下而上逐級變小。氣體擴散機構(gòu)包括至少一根與進(jìn)氣管相連通且橫向延伸的擴散管，在擴散管的管壁上設(shè)有若干出氣孔。本實用新型的優(yōu)點在于減小氣體對分子篩(吸附劑)的沖擊力、均勻分布入口氣體使床層分子篩(吸附劑)得到均勻的吸附，從而延長分子篩(吸附劑)的使用壽命及增強吸附效果。
文檔編號B01D53/047GK203139874SQ20132010163
公開日2013年8月21日 申請日期2013年3月6日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月6日
發(fā)明者申屠永權(quán) 申請人:富陽凱合空分設(shè)備有限公司