一种高效层流吸附柱的制作方法

本实用新型属于化工领域，具体是一种高效层流吸附柱。

背景技术：

吸附柱是化工行业常用的设备。中国专利文献CN101091862A于2007年12月26日公开了“吸附柱”，具有用于容纳固体静止吸附剂的桶形壳体(1)、用于使待净化的废气进入壳体(1)中的入口和用于使被净化的废气排出壳体(1)外的出口。在所有情况中，在壳体底部(3)和壳体盖子(4)的区域中，壳体圆周壁(2)设置有凹部(9，10)，用于接纳废气入口处的球阀(11)或废气出口处的球阀(12)。通常情况下，吸附柱所使用的吸附剂是颗粒状的，而吸附对向物料是液态的。对于此类现有的吸附柱，在生产中存在三大问题，其一是物料从底部进入，通过分布器口进入吸附剂中，重金属离子在底部富集，通过排污口排出时，吸附剂容易被同时带出，导致吸附剂的损失；其二是长时间运行后，分布器上附着大量的重金属物质，导致物料分布不均匀，影响吸附效果；其三是吸附剂在使用完毕后难以彻底清理，残留的吸附剂逐渐增加，占据了有效空间却无法达到应有的吸附效果，影响吸附质量。

技术实现要素：

基于以上问题，本实用新型提供一种高效层流吸附柱，既提高了吸附效果，又可以有效的消除吸附剂的损失，还可以彻底的清除使用完毕的吸附剂。

为了实现发明目的，本实用新型采用如下技术方案：一种高效层流吸附柱，包括中空的柱体，柱体上端为球冠体，中部为圆柱体，柱体下端为倒圆锥体；物料进料口设于球冠体上方，在球冠体内对应进料口下方设置有物料分散区，物料分散区内充盈的设有填料；倒圆锥体上端水平盘绕有物料盘管，物料盘管与伸出在柱体外的物料出料口连接；物料盘管上间隙的贯通设有若干盘管通孔，每个盘管通孔上均安装有过滤器，过滤器的滤芯沿倒圆锥体的侧壁向下延伸至倒圆锥体下方；吸附剂排出口设于倒圆锥体的底部。

本方案设计的高效层流吸附柱，将中空的柱体设计为三个主要部分：上段为球冠体，主要用作物料进料；中段为圆柱体，主要用作物料吸附；下段为倒圆锥体，主要用作物料出料和使用完毕的吸附剂的排出。为了保证物料在吸附柱中可以均匀的与各处的吸附剂接触，以达到均匀吸附的效果，必须尽量将物料分散。为此在球冠体上方设计了物料进料口，使物料从上方进入吸附柱内部，依靠重力完成从上至下的边流动边吸附的过程。而在物料进料口下方，设计了一个物料分散区，物料分散区里填充了足量的填料，一般为疏松多孔的金属材料，例如铜刨花、不锈钢丝球等，也可以根据物料的物理化学特性，选择其它材质的填料，达到的目的有两个，一是填料化学形状稳定，不与物料或催化剂反应；二是填料具有疏松多孔的结构，可以通过多孔结构的毛细效果将局部接触到的物料快速分散至整体填料中，然后在整个填料的范围内逐步向下流淌，使物料无论是流速还是流量都更加均衡平稳。倒圆锥体的结构设计使整个柱体内的吸附剂都可以从倒圆锥体的底部顺利排出，有助于吸附剂在使用完毕时彻底排尽，不留残余。而过滤器的滤芯沿倒圆锥体的侧壁向下延伸至倒圆锥体下方，可以通过毛细渗透的原理，尽可能的回收物料。物料盘管是一个圆环形的管，水平盘绕在倒圆锥体上端，与伸出在柱体外的物料出料口连接。在物料盘管上间隙的设有若干通孔，每个通孔安装一个过滤器，经过上方圆柱体位置的吸附作用后，物料可以从过滤器的滤芯渗透至物料盘管内，最终从物料出料口排出。

作为优选，球冠体内对应进料口下方设置有物料分布筒，物料分布筒为筒形，侧壁上端与球冠体的内侧上端面固定，侧壁与底板均为多孔板；物料分散筒位于物料分散区的内部上方。本方案进一步的在球冠体内对应进料口下方设置了一个物料分布筒，用来对进入进料口的物料进行初步分布。物料分布筒是一个直筒，截面可以是方形或圆形，一般以圆形为宜。物料分布筒的侧壁上端固定在球冠体的内侧上端面，从而使物料分散筒位于物料分散区的内部上方。物料分布筒的侧壁和底板都采用了多孔板，使物料在进入物料分布筒时就先通过侧壁和底板的多孔板进行了初次分布。这样做的效果是使物料分散效果更好。

作为优选，柱体的圆柱体部分至少横截的设有一个再分散隔板，再分散隔板为多孔板。在分离隔板为多孔板，横截的设置在柱体的圆柱体部分。上方的物料在经过吸附后流淌到再分散隔板，被再次分散，而进入下方的吸附区内继续吸附。

作为优选，倒圆锥体下方的侧壁上设有残料排尽口，位置在过滤器的滤芯低点的下方。物料在被充分吸附后，澄清液从物料出料口排出，残液沉积在倒圆锥体下方，通过残料排尽口排出吸附柱。

作为优选，球冠体的上方设有喷淋头。喷淋头外接消防水等消防物质，用于紧急情况时快速给吸附柱降温。这是一个安全设施。

综上所述，本实用新型的有益效果是：既提高了吸附效果，又可以有效的消除吸附剂的损失，还可以彻底的清除使用完毕的吸附剂。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是图1的俯视图。

图3是物料盘管的俯视图。

图4是物料分布筒的结构示意图。

图5是物料分布筒的俯视图。

其中：1卡盘球冠体，2圆柱体，3倒圆锥体，4物料进料口，5物料分散区，6物料盘管，7物料出料口，8过滤器，9吸附剂排出口，10物料分布筒，11再分散隔板，12残料排尽口，13喷淋头，14人孔，15工作梯。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型做进一步的描述。

如图1、图2所示的实施例，为一种高效层流吸附柱。本高效层流吸附柱设有一个空心的柱体，柱体壁厚8mm，柱体高4800mm，直径1500mm。柱体从上到下分为三个部分，依次是上段的球冠体1、中段的圆柱体2和下段的倒圆锥体3。球冠体的上方设有喷淋头13，喷淋头与消防水源连接，以满足消防安全需要。物料进料口4设于球冠体的正上方，待吸附的物料就从此注入吸附柱内。在球冠体内对应进料口下方设置有物料分散区5，物料分散区内充盈的设有填料，本例的填料为不锈钢丝球，整个物料分散区高150mm。

球冠体内对应进料口下方设置有物料分布筒10。如图4、图5所示，物料分布筒为圆筒形，侧壁上端与球冠体的内侧上端面固定，侧壁与底板均为多孔板，孔径为6mm。物料分散筒位于物料分散区的内部上方。本例的物料分散桶的直径为400mm。

柱体的圆柱体部分充盈的填充吸附剂，本例的吸附剂为颗粒状的硅胶，规格为20～40目，比重大于待吸附物料。柱体的圆柱体部分横截的设有上下两个再分散隔板11，将柱体的圆柱体部分分隔为上中下三个部分，分别高1400mm、1400mm和900mm。再分散隔板为多孔板，孔径为6mm。

倒圆锥体的高度为1600mm。倒圆锥体上端水平盘绕有物料盘管6。如图3所示，物料盘管与伸出在柱体外的物料出料口7连接。物料盘管上间隙的贯通设有若干盘管通孔，本例中的盘管通孔的数量为18个。每个盘管通孔上均安装有过滤器8，过滤器的滤芯沿倒圆锥体的侧壁向下延伸至倒圆锥体下方。本例选用的过滤器，滤芯精度达到1μm等级。吸附剂排出口9设于倒圆锥体的底部，残料排尽口12位于倒圆锥体下方的侧壁上，位置在过滤器的滤芯低点的下方。

使用时，从顶部人孔14放入吸附剂，并将吸附剂在圆柱体和倒圆锥体之间充盈布满，此过程中如有必要，可以由操作人员进入人孔，沿工作梯下到目的位置进行人工干预。当吸附剂完全铺设好之后，将待吸附物料从顶部物料进料口注入，经过物料分布筒和物料分散区的两次分散，使物料充分的分散，均匀缓慢向下呈平流状态移动，经过圆柱体的三段吸附和两次再分散，物料的金属离子被吸附剂吸收，吸附后的物料由过滤器过滤后经过物料盘管从物料出料口排出。吸附后剩余的残液从倒圆锥体下方的残料排尽口排出。多次使用后如需更换吸附剂，则打开倒圆锥体下端的吸附剂排出口，将吸附剂完全排出，然后再从上方人孔处重新放置新的吸附剂。