专利名称：异形吸附管变压吸附气体分离装置的制作方法
技术领域：
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1一套并联吸附管变压吸附气体分离装置(如
图1)，所用吸附管为两组，每组四个小吸附管1，横断面为正六边形，每边长50mm，管长600mm。管内装满φ1.5mm颗粒状分子筛吸附剂。把四个小吸附管紧紧固定在一起，每个小吸附管底部分别用连接管2和进气管3相连，吸附管顶部也分别用连接管2和出气管6相连，然后把他们和电磁阀组4连接。同时将另外四个装满吸附剂的小吸附管也如同第一组那样固定和连接，组成第二组吸附管，也连接到电磁阀组4上。最后把电磁阀组4与空气压缩机5连接，组成一套变压吸附气体分离装置，用于分离空气制氮气。结果氮气产量和浓度都与圆筒形吸附管装置相同，但高度仅是原装置的五分之二。
实施例2一套串联吸附管变压吸附气体分离装置(如图2)，所用吸附管为两组，每组四个小吸附管1，横断面是正四边形，边长80mm，管长600mm。管内装满φ1.5mm颗粒状分子筛吸附剂。把四个小吸附管并排放在一起，相邻吸附管两端用连接管2互相串联，组成一个串联吸附管组。第一吸附管的进气端用进气管3与电磁阀组4相连，第四吸附管的出气端用出气管6与电磁阀组4相连，再把电磁阀组4与压缩机5相连，组成一套变压吸附气体分离装置，用于分离空气制取氮气。结果氮气产量和浓度与圆筒吸附管相同，体积仅是原来装置的三分之一。
实施例3一套螺旋管变压吸附气体分离装置(如图3)，制作两只横断面是椭圆形、环绕两周的螺旋状吸附管1，横断面的长短径分别是80和60mm，环形中心直径260mm，螺旋距120mm。管内装满φ1.5mm颗粒状分子筛吸附剂。把这两支螺旋吸附管相互交绕式安装在一起，两支螺旋管的进口用进口管3分别和电磁阀组4相连，两支螺旋管的出口也用出口管6分别和电磁阀组4相连，把空气压缩机5安装在螺旋管旁边，与电磁阀组相连，组成一套变压吸附空气分离装置，用于制取氮气。结果氮气产量比圆筒形装置提高2.6％，氮气纯度相同，整机体积仅是原来装置的四分之三。
实施例4一套非金属材料变压吸附气体分离装置(如图4)，用聚氯乙烯材料制作横断面是圆形、纵向是“U”形的吸附管1三支，断面直径80mm，“U”形管总长600mm。两边距120mm。内装φ1.5mm的颗粒状分子筛吸附剂。三支管同向并排放置，每支吸附管的进口端用进口管3分别和电磁阀组4连接，出口端也用出口管6分别和电磁阀组4连接，把混合气压缩机5架装在“U”形管的空挡间。组成一套变压吸附气体分离装置，用于分离氮气和氢气。结果分离效果与圆筒形吸附管相同，体积比原装置减小三分之一，重量仅是金属管的五分之三。
权利要求1.一种利用吸附管组成的变压吸附气体分离装置，其特征是异形吸附管变压吸附气体分离装置，由吸附管1、连接管2、进气管3、电磁阀组4、压缩机5和出气管6组成；它是将2～20个横断面呈圆形、椭圆形、带直角或圆角的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按并联或串联的方式，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，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。
2.按照权利要求1所述的异形吸附管变压吸附气体分离装置，其特征在于吸附管组还可以是在一块坯胎上钻2～10个管洞作为吸附管，各自装进分子筛吸附剂，用连接管2并联或串联，与电磁阀组4、压缩机5组成变压吸附气体分离装置。
3.按照权利要求1所述的异形吸附管变压吸附气体分离装置，其特征在于吸附管可以是一根吸附管弯成2～8程的曲折管、弧形管、环形管、螺旋管，管壁也可以做成螺纹状或波纹状；与同样形状的吸附管一起，与电磁阀组、压缩机连接，共同组成变压吸附气体分离装置。
4.按照权利要求1所述的异形吸附管变压吸附气体分离装置，其特征在于吸附管的材质可以是聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、ABS工程塑料、高分子聚合物；连接管2、进气管3、出气管6也是塑料管。
专利摘要本实用新型是一种异形吸附管变压吸附气体分离装置。该装置是由异形吸附管1、连接管2、进气管3、电磁阀组4、压缩机5和出气管6组成。将2～20个用非金属轻质材料制成的吸附管分成2～5组,管内装有分子筛吸附剂。吸附管的横断面可以是圆形、椭圆形、或是3～8边的多边形;吸附管之间按照串联、并联、串并联形式有序地组成单排、田字型或蜂窝状吸附管组;也可以将一个等径的吸附管弯曲为二至八程的曲折形、环形、螺旋管形,把管壁做成螺纹管、波纹管形。这样组成的变压吸附气体分离装置,具有气体吸附、扩散快,吸附分离效率高,选择性好,灵活利用有限空间,装置体积小、重量轻、防腐蚀、使用寿命长等突出特点,用于N
文档编号B01D53/047GK2516227SQ01225470
公开日2002年10月16日 申请日期2001年6月18日 优先权日2001年6月18日
发明者张永春 申请人:张永春