多级扩散制氮装置的制作方法

本发明属于制氮装置技术领域，具体涉及多级扩散制氮装置。

背景技术：

碳分子筛是psa制氮的核心部分，在其表面分布有大量的微孔，在一定的压力下，它大量吸附空气中的氧气、二氧化碳、水分等，而氮气吸附量很少，成为产品气从吸附塔顶端流出，当压力降低至常压时，它所吸附的氧气、二氧化碳、水分从碳分子筛内释放出来。psa制氮就是根据这一原理而产生的，一般在系统中设置两个吸附塔，一塔吸附产氮，一塔脱附再生，交替循环，从而源源不断地产生氮气，正因为如此分子筛在工作工程中如果没有保护好就容易失效，所以吸附塔内扩散是很关键的。

但是目前市场上的制氮装置不仅结构复杂，而且功能单一，在吸附塔内没有合适的气流分布结构，就会造成气流分布不均，造成在吸附塔内的分子筛工作负荷不一，直接影响到设备的吸附效率，并导致分子筛早期粉化而失效。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供多级扩散制氮装置，以解决上述背景技术中提出的气流分布不均，造成在吸附塔内的分子筛工作负荷不一，直接影响设备的吸附效率，并导致分子筛早期粉化而失效的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：这种多级扩散制氮装置，包括一级扩散层、二级扩散层、五级扩散层和初级扩散接管，所述初级扩散接管的一端设置有进气法兰，另一端设置有排气法兰，所述一级扩散层安装在初级扩散接管的内部下方，且一级扩散层的内部设置有丝网，所述初级扩散接管的内部中间位置处开设有进气孔，所述二级扩散层安装在初级扩散接管的上方，且二级扩散层的外部设置有套筒，所述二级扩散层的上方设置有三级扩散层，所述三级扩散层的内部设置有螺旋片旋风扩散器，且三级扩散层的上方设置有进吸附塔法兰，所述进吸附塔法兰的上方设置有四级扩散层，所述五级扩散层安装在四级扩散层的上方，所述五级扩散层的内部设置有席型网，所述螺旋片旋风扩散器的外部设置有孔板网，所述孔板网与席型网通过压板固定连接，所述五级扩散层的上方设置有六级扩散层，所述六级扩散层的上方设置有七级扩散层。

优选的，所述螺旋片旋风扩散器由六扇叶片焊接而成，且两扇叶片之间的角度小于十五度。

优选的，所述四级扩散层的内部填充有密集的惰性瓷球。

优选的，所述席型网共设有两层，且两层席型网均包扎在孔板网的上方。

优选的，所述六级扩散层的内部填充有细致的氧化铝。

本发明的有益效果是：本发明的制氮装置在实施的过程中同时改进了进气气流的分布，设备采用了气流多级扩散装置，该装置使气体一进入吸附床层，马上形成了圆柱体的吸附层，这可使吸附塔内的分子筛的吸附能力得到充分发挥，气体因经多次扩散，减少了气体在膨胀时对分子筛的冲击，提高了分子筛的使用寿命和吸附能力，每吨分子筛的产氮能力提高了8％左右，通过对排空气体的利用，减少了吹扫气体的气量，提高了设备的再生性能，而气体多种扩散装置在制氮机中的应用，有效减少了压缩空气的损失，提高了设备效率，单位能耗也从要求的0.23kw·h/m³下降至实际能耗0.185kw·h/m³的水平。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明接管的结构示意图；

图3为本发明螺旋片旋风扩散器的结构示意图；

图4为本发明螺旋片旋风扩散器的侧视图；

图5为本发明席型网的结构示意图；

图6为本发明孔板网的结构示意图；

图中：1-一级扩散层、2-二级扩散层、3-三级扩散层、4-四级扩散层、5-五级扩散层、6-六级扩散层、7-七级扩散层、8-进气法兰、9-初级扩散接管、10-进气孔、11-进吸附塔法兰、12-丝网、13-套筒、14-排气法兰、15-螺旋片旋风扩散器、16-席型网、17-压板、18-孔板网。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：多级扩散制氮装置，包括一级扩散层1、二级扩散层2、五级扩散层5和初级扩散接管9，初级扩散接管9的一端设置有进气法兰8，另一端设置有排气法兰14，一级扩散层1安装在初级扩散接管9的内部下方，且一级扩散层1的内部设置有丝网12，初级扩散接管9的内部中间位置处开设有进气孔10，二级扩散层2安装在初级扩散接管9的上方，且二级扩散层2的外部设置有套筒13，二级扩散层2的上方设置有三级扩散层3，三级扩散层3的内部设置有螺旋片旋风扩散器15，且三级扩散层3的上方设置有进吸附塔法兰11，进吸附塔法兰11的上方设置有四级扩散层4，五级扩散层5安装在四级扩散层4的上方，五级扩散层5的内部设置有席型网16，螺旋片旋风扩散器15的外部设置有孔板网18，孔板网18与席型网16通过压板17固定连接，五级扩散层5的上方设置有六级扩散层6，六级扩散层6的上方设置有七级扩散层7。

本实施例中，优选的，螺旋片旋风扩散器15由六扇叶片焊接而成，且两扇叶片之间的角度小于十五度。

本实施例中，优选的，四级扩散层4的内部填充有密集的惰性瓷球。

本实施例中，优选的，席型网16共设有两层，且两层席型网16均包扎在孔板网18的上方。

本实施例中，优选的，六级扩散层6的内部填充有细致的氧化铝。

本发明的工作原理及使用流程：在进行使用时，首先工作人员对本发明进行检查，检查是否存在缺陷，如果存在缺陷的话就无法进行使用了，此时需要通知维修人员进行维修，如果不存在问题的话就可以进行使用，压缩空气由进气法兰8处进入到初级扩散接管9内，经过初级扩散接管9进入一级扩散层1，二级扩散层2在套筒13内部的一部分均匀钻孔，形成进气孔10，使得一整股压缩空气分成许多小股气流进行扩散，然后在套筒13外部包扎丝网12进行第二级扩散，第二级扩散进一步细化压缩空气，压缩空气进入螺旋片旋风扩散器15时，压缩空气将会改变气流方向，改变压缩空气的运行状态形成了一股漩涡，处于漩涡状态的压缩空气向扇片的四周扩散，压缩空气形成倒金字塔型，压缩空气均匀的扩散到吸附塔内，让吸附塔内内壁边缘的分子筛也能分离压缩空气，气流从螺旋片旋风扩散器15设定的方向向四周扩散流出，平稳均匀进入吸附床，从螺旋片旋风扩散器15出来的漩涡状态的压缩空气进入螺旋片旋风扩散器4，通过螺旋片旋风扩散器4内的惰性瓷球抗击漩涡状态下压缩空气得冲击力，气流从瓷球间隙中流过进一步进行气流扩散，从螺旋片旋风扩散器4内大小不一的惰性瓷球间隙出来的气体，冲击力已经大大减少，但是气体是比较粗的，进入由席型网16、压板17和孔板网18构成的五级扩散层5内，通过五级扩散层5充分的压缩空气气流，使充满整个吸附塔横截面均匀的往上流动而不留死角，通过六级扩散层6内的氧化铝，使得压缩空气以纳米级气流进行细化流动，通过七级扩散层7隔离氧化铝和分子筛，在运行过程中不至于氧化铝和分子筛混合在一起，在刚开始装填分子筛时可以起到抗冲击的作用，在分子筛装填的时候就开始保护分子筛避免分子筛部分受损。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。