[发明专利]气体吸附装置

说明书

技术领域

本发明涉及气体分离领域，具体而言，涉及一种气体吸附装置。

背景技术

空气分离是以空气为原料，通过压缩循环深度冷冻的方法把空气变成液态，再经过精馏而从液态空气中逐步分离生产出氧气、氮气及氩气等惰性气体的设备。空分设备主要包括：动力系统、净化系统、制冷系统、热交换系统、精馏系统、产品输送系统、液体贮存系统和控制系统等。随着科学技术的发展，各行各业对氧、氮、氩产品的需求量急剧增加，特别是煤化工的生产对空气产品需求与日剧增。这也造成空分设备相应单元的尺寸也越来越大，如常规的卧式或立式吸附器(净化系统)就存在占地面积大、运输困难及死区较大等弊端。

传统吸附器大多采用单进单出的结构，其运作分为吸附和再生两个过程：吸附过程，气流从吸附器底部进入，以一定的速度流过吸附剂床层，最后从吸附器出气口排出；在这种情况下，气流在吸附床内部床层的分布不均匀，吸附效果不理想；再生过程，再生气从顶部管口直接流入，流经吸附剂床层后从吸附器底部流出，再生气进入吸附剂床层的速度不均，从而使气流在吸附剂内部的流场分布并不均匀、死区增大，同时会降低吸附剂再生后的吸附效果。

在此基础上，传统的吸附器存在气流阻力大、吸附剂用量大以及气流分布不均等缺陷。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种气体吸附装置，以解决现有气体吸附器存在的气流阻力大、吸附剂用量大以及气流分布不均的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种气体吸附装置，包括：壳体，壳体设置有待吸附气入口和净化气出口；吸附单元，设置于壳体内部，且分别与待吸附气入口及净化气出口相连通；吸附单元包括轴向流吸附单元，设置于壳体的内部；径向流吸附单元，设置于壳体的内部；及轴向流吸附单元第一隔层，设置于轴向流吸附单元和径向流吸附单元之间，且第一隔层上设置有第一通孔；沿壳体的轴线方向，轴向流吸附单元和径向流吸附单元通过第一通孔相连通。

进一步地，气体吸附装置还包括第一再生气入口，设置于壳体上，且吸附单元与第一再生气入口相连通。

进一步地，气体吸附装置还包括第二再生气入口，设置壳体上，优选沿壳体的轴线的垂直方向，第二再生气入口与第一再生气入口对称分布。

进一步地，径向流吸附单元包括：第二隔层，第二隔层上设置有第二通孔，且第二隔层围绕壳体的轴线形成第一空腔；第三隔层，第二隔层上设置有第三通孔，且第三隔层与第二隔层之间形成第二空腔，第三隔层与壳体形成第三空腔；第一通孔设置在与第三空腔相对应的第一隔层上；及第一吸附剂，设置于第二空腔中。

进一步地，轴向流吸附单元用于净化沿壳体轴线方向流动的气体，且轴向流吸附单元内部设置有第四空腔，轴向流吸附单元包括第二吸附剂，设置于第四空腔内部。

进一步地，轴向流吸附单元还包括多根换热管道，多根换热管道设置于第四空腔中，且第二吸附剂设置于多根换热管道之间。

进一步地，气体吸附装置还包括导叶，设置于第一隔层的靠近径向流吸附单元的一侧。

进一步地，导叶与壳体的轴线方向的夹角为30°～75°。

进一步地，第二吸附剂的粒径大于第一吸附剂。

进一步地，第一吸附剂为分子筛，第二吸附剂为氧化铝吸附剂。

进一步地，气体吸附装置还包括气体分布器，气体分布器设置在壳体内部，且气体分布器与待吸附气入口相连通。

进一步地，气体分布器的材质为疏水性材料，优选为不锈钢材料。

进一步地，壳体还包括第一封头和第二封头，且待吸附气入口设置于第一封头上，净化气出口设置于第二封头上，且径向流吸附单元与第二封头的连接处为固定端，径向流吸附单元的另一端为自由端。

应用本发明的技术方案，吸附单元同时包括轴向流吸附单元和径向流吸附单元。这有利于提高吸附装置的吸附效率，从而降低吸附装置的体积，进而有利于降低吸附剂的用量；同时还有利于解决单一设置轴向流吸附单元存在的吸附床气流阻力大，单一设置径向流吸附单元存在的气体分布不均等问题，从而达到提高吸附剂的使用效率，减小吸附器的尺寸，降低能耗，并降低成本。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了本发明提供的一种优选的气体吸附装置的结构示意图；

图2示出了本发明提供的一种优选的第一封头的俯视结构示意图；以及