[实用新型]异形吸附管变压吸附气体分离装置

说明书

本实用新型涉及一种变压吸附的气体分离装置。

以前的变压吸附气体分离装置很多，但全都是利用横断面是圆形、纵向是直线形、直径相等的圆筒形金属管作吸附管。这种吸附管制做简单，管壁受压均匀，但气流在吸附管内活塞状流动时，容易因分子筛装填不均匀而产生短路或壁流；气体流向单一，不能发挥分子筛多向孔道的吸附作用；内壁光滑的圆筒管，不利于气体形成波动和旋流，气体向分子筛孔道内扩散的动力不足，不利于充分发挥分子筛的多向吸附效用；同时圆筒形吸附管太高太长，不能充分利用有限空间，装置整体体积太大；用金属材料制作，重量大，不利于移动，使用时间长时还会出现生锈腐蚀现象，同时也使制作成本增加。

中国专利CN2178138Y设计了一种板式管路来连接吸附塔和电磁阀组，但其吸附塔仍是圆筒直线形；中国专利CN2354923Y设计了一种隔套式变压吸附法制氮机，但他只是把干燥管放在吸附塔内部，而吸附塔本身仍是圆筒状；中国专利CN1251315A在吸附塔之间设计几个空罐，只是为了缓冲各吸附塔之间的均压气流，靠增加均压次数来尽量优化工艺过程，但吸附塔本身形状却没改变，工艺过程也复杂；中国专利CN1235861A在吸附塔进出口之间设有阶梯均压管路，但也解决不了吸附塔内的气流状况；中国专利CN2363731Y设计了一种进排气管可以随意拆装的吸附装置，但只是解决了几个吸附塔之间的灵活拆装问题，吸附塔本身形状没变。所以如上发明或实用新型专利都是围绕吸附管外部的连接或组合方面作了一些改进，都解决不了吸附管内部存在的多种问题。

本实用新型的目的，是设计一种装有分子筛吸附剂的异型吸附管变压吸附气体分离装置，使带压气体在吸附管内形成混流、旋流或湍流。加快气体吸附扩散，提高选择性和吸附分离效率，充分灵活利用有限空间，缩小整套装置体积，减轻装置重量，避免设备腐蚀，延长使用寿命。

本实用新型异形吸附管变压吸附气体分离装置的技术方案，如附图1、2、3、4所示：在图中，1-吸附管，2-连接管，3-进气管，4-电磁阀组，5-压缩机，6-出气管。

本方案是将2～20个横断面呈圆形、椭圆形、3～8边形，内装φ1.0～5.0mm颗粒状分子筛吸附剂的非金属轻质材料做成的吸附管，分成2～5组，每个吸附管之间用连接管2按并联(附图1)或串联(附图2)的方式，有序地组成单排、田字形、蜂窝状的形式，或根据空间灵活摆放。吸附管组的进气端用进气管3与电磁阀组4连接，出气端用出气管6与电磁阀组4连接；另1～4组同样数量和结构的吸附管组，也以同样的方式与电磁阀组4连接，而电磁阀组4再连接压缩机5，共同组成异形吸附管变压吸附气体分离装置。

吸附管由非金属轻质材料聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、ABS工程塑料或其他高分子聚合物制作。还可以在一块坯胎上钻2～20个同样的管洞作吸附管，然后再并联或串联连接，组成吸附管组。当然在串联连接时，要用细径的连接管2把相邻的两个吸附管首尾相连。因细径连接管的阻力大，所以可以在每个弯管处增加排气阀，与总排气阀同步动作，这样可以减小排气阻力。每根吸附管的长径比通常在2.5～10之间。连接管2、进气管3、出气管6也是塑料管。

吸附管1也可以是一根长的横断面是圆形或椭圆形的筒管，纵向根据需要折成2～8程的曲折管(附图4)，或做成弧形、环状、螺旋管状(附图3)，也可以把管壁做成螺纹管或波纹管状。两个或更多个同样的吸附管1与电磁阀组4、压缩机5组成一套变压吸附气体分离装置。这样的吸附管内，气体流向和形式不断变化，容易形成波动和湍流，增加管内吸附剂的吸附效果，使产品气浓度更高，气量更大。

综上所述：异形吸附管变压吸附气体分离装置，用于分离氧气、氮气、氢气或其他气体。比现有的圆筒形吸附管有如下许多优点：

1.这种组合装置，吸附管长径比与原来圆筒形吸附塔相同时，管内气流扩散更快，分布更均匀，死体积小。分子筛能最大限度发挥多向吸附效用，产气量和气体浓度可以明显提高；整套装置的高度可以大比例减小，结构更紧凑，体积更小。

2.可以根据现场空间，灵活摆放组合吸附管，安装方便。

3.在同样分离效果前提下，可使整套装置的重量大幅度减轻，制作成本低。

4.采用非金属材料制作，可有效防止设备生锈和腐蚀，成倍延长设备使用寿命。

                     实施例1