[实用新型]一种用于变压吸附的新型径向流吸附塔

说明书

技术领域

本实用新型属于吸附塔技术领域，特别涉及一种用于变压吸附的吸附塔，具体为一种用于变压吸附的新型径向流吸附塔。

背景技术

变压吸附技术是利用吸附剂对气体混合物中各组份的吸附与解吸性能随着压力变化而呈现明显差异性的特性，对混合气中不同气体组份进行选择性吸附，并实现对不同气体组分进行分离与净化的目的。考虑到吸附与解吸压力的不同，其主要包括变压吸附(Pressure Swing Adsorption，简称PSA)、真空变压吸附(Vacuum Pressure Swing Adsorption，简称VPSA或VSA)和变温吸附(Temperature Swing Adsorption，简称TSA)。对于压力为常压或略高于常压的气源一般多采用VPSA或VSA方式。其中，变压吸附空气分离制氧，多采用VPSA方式，尤其是中、大规模制氧装置(≥1000Nm³/h)。

吸附塔是变压吸附技术应用的关键要件之一。目前，在变压吸附技术应用中，除VPSA空分制氧装置外，其吸附塔皆采用立式轴向流塔设计。VPSA空分制氧装置中绝大多数使用立式轴向流塔，也还有立式径向流吸附塔的实用新型专利和应用。

相对于轴向流吸附塔，径向流塔突出的先进性主要表现在：一是气流通过吸附剂床层流通的截面积大，流速较低、吸附剂床层压损较小，单位能耗较低，二是吸附塔径较小而塔可更高，装置占地面积较小；三是装置处理气量大，更具有规模效应。但是，径向流吸附塔涉及到多层圆筒通道，需考虑气流分布的均匀性，其塔内结构复杂，加工难度和承重压力大，具有较高的建造成本。

按径向流流动结构形式，径向流塔内气流流动可分为U型和Z型。在常压和低压径向流塔中，环形内外通道的截面积较大，环形外、内流道常呈现动量交换控制流体模型。气流在环形外流道的轴向静压是随流动方向而升高，而在环形内流道的轴向静压却随流动方向而降低，而气流采用U型流动方式时，塔内环形外通道与环形内通道静压变化趋势相一致，其环形外、内通道静压差较小，能有效控制气流在吸附剂层内的偏流，使流体更容易实现均匀分布。故此，径向流吸附塔中，气流多采用U型流动方式。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于变压吸附的新型径向流吸附塔，本实用新型吸附塔中的原料气从塔底进入，通过塔内中心管至塔顶部，再通过分流管从塔顶部由垂直向下流入环形外通道，并由水平径向方向导入吸附剂层，通过吸附剂分离后进入环形内通道，最后通过产品气出气管和输出管输出，从而实现对气体的分离净化。

本实用新型目的通过以下技术方案来实现：

一种用于变压吸附的新型径向流吸附塔，所述吸附塔包括上封头、下封头以及由外向内依次按同心圆布置的塔筒体、隔离圆筒以及中心管，所述隔离圆筒外筒壁与塔筒体之间形成环形外通道，所述隔离圆筒内筒壁与中心管外壁之间形成环形内通道；所述吸附塔内顶部设置有用于连通中心管与环形外通道的分流管以及与环形内通道连接相通的出气管；所述隔离圆筒的筒体上分布有气流孔道，筒体内用于装填吸附剂。

作为本实用新型所述一种用于变压吸附的新型径向流吸附塔的一个具体实施例，所述吸附塔内气流流动方式为：原料气由中心管通道经分流管导入环形外通道，并径向流入吸附剂层，经吸附分离后进入环形内通道，气体在吸附塔外、内通道之间实现U型流动，使外、内通道中的静压变化趋势在气流的轴向流动方向上相同，其静压差较小，可控制吸附剂层中偏流发生，实现气流的均匀分布。

作为本实用新型所述一种用于变压吸附的新型径向流吸附塔的一个具体实施例，所述上封头与下封头分别设置有原料气进气管和产品气输出管，所述原料气进管与中心管连通，所述产品气输出管与出气管连通。

作为本实用新型所述一种用于变压吸附的新型径向流吸附塔的一个具体实施例，所述中心管的管径不小于原料气进气管管径，进一步，所述中心管的管径为原料气进气管管径的1.0～1.5倍。

作为本实用新型所述一种用于变压吸附的新型径向流吸附塔的一个具体实施例，所述分流管位于隔离圆筒上方，所述分流管的为多个，且所述分流管的总流通面积不小于原料气进气管的流通面积，分流管数量越多，管径越小；进一步，所述分流管为2～12个。

作为本实用新型所述一种用于变压吸附的新型径向流吸附塔的一个具体实施例，所述隔离圆筒为多层，且其中装填的吸附剂可以相同也可以不同，所述吸附剂一般装填1～3种。