專利名稱：豎床式吸附器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及化工生產中使用的吸附器，尤其是一種豎床式吸附器。
背景技術：
吸附器是化工生產中常用的設備，用于凈化處理工質，為了有效的清除工質中的雜質，往往在一臺吸附器中，針對工質中不同的雜質組分，使用多種不同的吸附劑，按工質中的雜質組分最易被吸附的組分，將吸附該組分的最佳吸附劑設置在吸附床的第一層，先清除工質中最易被吸附的雜質，然后再用另一種吸附劑來清除其他雜質組分。圖1示出的是現(xiàn)有技術的空氣分離設備中的吸附器，其結構主要包括由支座11支撐的水平設置的吸附器筒體1，水平設置于該吸附器筒體1內的吸附床2，吸附器筒體1的底部設有進氣口 3，吸附器筒體1的頂部設有排氣口 4，由于現(xiàn)有的吸附器的吸附器筒體1 和吸附床2是水平設置的，因此也叫做臥式吸附器，圖2是圖1的左視圖，圖3是圖1的A 部放大結構示意圖。該吸附器目的是用來清除空氣中的水分、二氧化碳等雜質的。其中水份最容易被吸附清除，因此吸附床2的第一層是吸附水分最好的硅膠吸附劑，5床層，用來清除空氣中的水分，然后再使用分子篩吸附劑6吸附空氣中的二氧化碳等雜質，因此分子篩吸附劑6構成了吸附器的第二吸附床層。現(xiàn)有的這種臥式吸附器結構，空氣是由下而上先流經(jīng)硅膠吸附劑5床層，再進入第二層的分子篩吸附劑6床層。在上述二種吸附層中間， 設置金屬隔離網(wǎng)7，防止硅膠吸附劑5和分子篩吸附劑6的混合?？諝膺M入吸附器后，首先沖擊的是吸附床2下平面的金屬孔板8和金屬絲網(wǎng)9組成的水平床墊，該水平床墊承擔了全部吸附劑的重量和均勻分布氣流流過吸附床2的重要作用。當氣流速度一旦發(fā)生嚴重變化時，水平床墊均布氣流的作用大大降低，造成在吸附床2的局部地方，氣流速度可達到帶動吸附劑流動的程度，使分子篩吸附劑6自由鋪放的上平面10的水平程度遭到破壞氣流速度高的地方，分子篩吸附劑6被吹走，落到氣流速度低的地方，從而造成分子篩吸附劑6的吸附高度嚴重不等，在工況恢復正常時，分子篩吸附劑6層厚(高)的地方，因氣流流動阻力增加而氣流流量減少，相反，分子篩吸附劑6層薄的地方，因氣流流動阻力減少而氣流流量增加，在這些局部區(qū)域中，分子篩吸附劑6很快就吸附飽和了(因吸附劑量少而氣流流流量又多)，所以吸附床2的吸附周期被迫不得不降低，嚴重影響了設備的正常運行。嚴重時會大幅度降低吸附劑的使用周期。而當不得不停車更換吸附劑時，又是一件非常麻煩的事吸附劑取出時，要工人從吸附器內一點點扒出，費工、費力，勞動環(huán)境、條件很差，再裝入時，條件也差不多。因此，用戶在更換吸附劑時，真是大動干戈，并縮短了很長的正常生產周期。由此可知在這種氣流由下而上的流經(jīng)吸附床2的過程中，第一層吸附床的下平面非常重要1.它要承擔所有吸附劑的重量；2.是保證所有吸附床成水平狀的基礎；3.是承擔進氣口 3氣流沖擊力保證氣流均勻分布的第一道關口。因此，尤其在大型吸附器中，該氣流迎風面的結構設計顯得非常重要。而第一吸附床層的上平面(即兩種吸附劑的金屬隔離網(wǎng)7，也是第二吸附床層的下平面)的結構設計，則顯得比較容易，僅僅起到隔離吸附劑和
3氣流再分布的作用即可，并不起承擔第二吸附床重量的作用，第二吸附床層的重量直接傳遞到第一吸附床層上。而第二吸附床層的上平面，是自由開放的。由此可知，第一吸附床層受到上下兩個平面的限制約束，該第一吸附床層基本上是固定不動的，它的床層厚度也基本是固定的。而在第二吸附床層中，由于吸附劑的上平面是自由無約束的，因此在運行中碰到由于操作事故而產生吸附器的壓力流速突然變化時，吸附器的氣流分布會產生嚴重的不均勻現(xiàn)象，直接會把水平的吸附劑上平面沖成坑坑洼洼的，造成吸附床層厚度的不均勻，從而加劇了氣流分布的不均勻現(xiàn)象，嚴重時會產生氣流短路造成吸附器吸附周期失效，被迫停車維修(利用吸附劑上平面扒平機構，把吸附劑再扒平)。該維修過程經(jīng)常發(fā)生時，會明顯縮短吸附劑的使用壽命，只好整套裝置停車更換吸附劑。在這種臥式吸附器中，更換吸附劑又是一件費工費時費力的麻煩事，往往要停工幾天才能完成。直接影響了使用單位的經(jīng)濟效益(增加了吸附劑的成本費、停工直接經(jīng)濟損失費、維修的人員的工時費用等)。其次，大型臥式吸附器占地面積大，整套裝置的緊湊性差，對我們這個地少人多的國家來說，問題尤為突出和緊迫。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種豎床式吸附器，能夠提高吸附劑的使用周期，降低對吸附器操作維護的技術要求，使吸附器的運行更加平穩(wěn)、更加安全可靠，大大降低設備的安裝占地面積，提高吸附器整套裝置的緊湊性。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明可采取下述技術方案
本發(fā)明一種豎床式吸附器，包括設有氣體進口和氣體排出口的吸附器筒體，設置于所述吸附器筒體內的吸附床，所述吸附器筒體是豎立設置的；所述吸附床豎直設置于吸附器筒體的中部且將吸附器筒體隔分出左部進氣區(qū)和右部排氣區(qū)，所述氣體進口和氣體排出口分別設置于左部進氣區(qū)和右部排氣區(qū)且氣體進口的進氣方向與吸附床平行，在吸附床的左、右側表面均設有由金屬孔板和金屬絲網(wǎng)疊置在一起構成的吸附床豎墻壁。所述氣體排出口的排氣方向與吸附床平行。在所述吸附床內設有一種吸附劑時，吸附劑頂端處的吸附器筒體的上封頭體上設有吸附劑裝料口，吸附劑底端處的吸附器筒體的下封頭體上設有吸附劑卸料口 ；在所述吸附床內設有兩種或兩種以上吸附劑時，各吸附劑橫向分層設置且相鄰兩層吸附劑之間由豎直設置的金屬隔離絲網(wǎng)隔開，每種吸附劑頂端處的吸附器筒體的上封頭體上均設有相應的吸附劑裝料口，每種吸附劑底端處的吸附器筒體的下封頭體上均設有相應的吸附劑卸料所述氣體進口和氣體排出口均設置于所述上封頭體上，或均設置于所述下封頭體上。所述金屬孔板的開孔率大于等于50%，所述金屬絲網(wǎng)的孔徑小于等于吸附劑顆粒平均直徑的70%，所述金屬隔離絲網(wǎng)的孔徑小于等于較小吸附劑的平均直徑；金屬孔板和金屬絲網(wǎng)的疊置用鉚釘固定；所述吸附床豎墻壁外側沿豎直方向設有加強板，該加強板利用螺栓與金屬孔板、金屬絲網(wǎng)固定連接且該加強板的上下兩端分別與上封頭體和下封頭體固定連接。所述金屬孔板是由多塊金屬孔板單元拼接構成，所述金屬絲網(wǎng)由多塊金屬絲網(wǎng)單元拼接構成，金屬孔板位于金屬絲網(wǎng)的外側。所述吸附器筒體的下端設有支座。所述下封頭體的底部設有裙式支座。與現(xiàn)有技術臥式吸附器相比，本發(fā)明的有益效果是由于采用上述技術方案，所述吸附器筒體是豎立設置的，所述吸附床豎直設置于吸附器筒體的中部且將吸附器筒體隔分出左部進氣區(qū)和右部排氣區(qū)，所述氣體進口和氣體排出口分別設置于左部進氣區(qū)和右部排氣區(qū)且氣體進口的進氣方向與吸附床平行，在吸附床的左、右側表面均設有由金屬孔板和金屬絲網(wǎng)疊置在一起構成的吸附床豎墻壁，這種結構的吸附器，通過吸附器筒體由臥式改立式這一措施，設備安裝的占地面積就大大降低，整套裝置的緊湊性進一步提高，尤其對我們這個地少人多的國家來說，這一點顯得尤為重要；由于氣體進口的進氣方向與吸附床平行，氣流進入吸附器時，氣流不直接沖擊吸附床的金屬孔板和金屬絲網(wǎng)，氣流要轉彎90度才進入吸附床，因此本發(fā)明豎床式吸附器吸附床受到進氣口氣體的沖擊作用很小，設置在吸附床左、右側表面的吸附床豎墻壁，不再承受所有吸附劑的重量，僅僅起到容納、固定吸附劑和均布氣流的作用，當然還要承受氣流通過吸附床前后壓力差的作用，而迎風面承受氣流沖擊力的作用和臥式吸附器相比要小得多，或可以忽略不計，因此，本發(fā)明對吸附床豎墻壁強度的要求比臥式吸附床相應的迎風面水平床墊的強度要求要低得多，這就可以降低吸附床豎墻壁的生產成本；很明顯，吸附床左、右側的金屬孔板和金屬絲網(wǎng)使吸附劑的吸附高度(氣流流經(jīng)的距離)固定不變了，徹底消除了吸附器運行時，因吸附床床層高度發(fā)生變化而造成的吸附器運行不正常的事故。進一步的有益效果是在所述吸附床內設有一種吸附劑時，吸附劑頂端處的吸附器筒體的上封頭體上設有吸附劑裝料口，吸附劑底端處的吸附器筒體的下封頭體上設有吸附劑卸料口 ；在所述吸附床內設有兩種或兩種以上吸附劑時，各吸附劑橫向分層設置且相鄰兩層吸附劑之間由豎直設置的金屬隔離絲網(wǎng)隔開，每種吸附劑頂端處的吸附器筒體的上封頭體上均設有相應的吸附劑裝料口，每種吸附劑底端處的吸附器筒體的下封頭體上均設有相應的吸附劑卸料口，這種結構，由于設置了吸附劑裝料口和吸附劑卸料口，因此吸附器在出廠時可以不加吸附劑，吸附劑直接發(fā)運用戶，在用戶安裝現(xiàn)場添加，這一改進帶來的有益效果是1.吸附劑的運費可以大大降低，運輸路徑、搬運裝卸次數(shù)都可以大大減少；2.由于大型吸附器的體積本來就很大，重量也很重，如果幾十噸的吸附劑再裝進吸附器內時，重量會更加加重，使大型吸附器的運輸往往是超重件，如果把吸附劑去掉可以變成不超重的運輸件，使運輸費用可以節(jié)省很多；3.吸附劑在生產廠出廠時，往往是小包裝的密封件，吸附劑不易被輕易污染，但在裝進吸附器時，它的密封包裝被破壞，在裝料和運輸過程中，很容易被大氣污染，不得不在開車前進行高溫活化處理，造成吸附劑的使用壽命受到影響，如果吸附劑在用戶開車前添加，那情況會有很大的改觀，因為吸附劑在出廠時是活化過的，裝料后馬上開車使用，起碼活化溫度、時間都可以降低，對吸附劑的使用壽命是大有好處的。 由于吸附劑裝料口、卸料口分別設置在相應吸附劑區(qū)域內的上、下端，因此，在吸附劑的裝料和卸料時，由于吸附劑可以自由流動，工人可以在吸附器外操作，不必進入容器內就可以把吸附劑裝卸完成，把更換或裝卸吸附劑的過程，變成了一件很容易操作的工作，徹底改變了臥式吸附器時代的觀念。當吸附床內有多種吸附劑時，兩種吸附劑之間要設置金屬隔離絲網(wǎng)，該金屬隔離絲網(wǎng)的強度要比吸附床兩邊豎墻壁的強度低得多，僅僅起到隔離吸附劑和均布氣流的作用即可，但對吸附劑裝卸料時的操作過程提出了嚴格的要求單獨一種吸附劑裝卸操作時，有把該金屬隔離絲網(wǎng)毀壞的危險！而每種吸附劑設置相應的吸附劑裝料口和吸附劑卸料口，可以多種吸附劑同步裝卸，可有效的避免這種危險。再進一步的有益效果是由于所述氣體進口和氣體排出口均設置于所述上封頭體上，或均設置于所述下封頭體上，這種結構，氣體的進出口布置在吸附器的同一個端頭上， 理論上可以使氣流通過吸附床層每一處的流量相等，因而氣體的均勻分布更有保證。而這一點臥式吸附器的結構從理論上是無法保證的。


圖1是現(xiàn)有技術的空氣分離設備中的臥式吸附器的結構示意圖； 圖2是圖1的左視圖3是圖1的A部放大結構示意圖； 圖4是本發(fā)明具體實施方式
的結構示意圖； 圖5是圖4的上封頭體的俯視放大結構示意圖； 圖6是圖4的下封頭體的仰視放大結構示意圖； 圖7是圖4的吸附床的局部放大結構示意圖； 圖8是圖7的A部放大結構示意圖； 圖9是圖7的B-B向放大結構示意圖。
具體實施例方式如圖4至9所示，本發(fā)明一種豎床式吸附器，包括一吸附器筒體3，該吸附器筒體3 包括一個上封頭體301和一個下封頭體302，吸附器筒體3豎立設置，吸附床4豎直設置于吸附器筒體3的中部且將吸附器筒體3隔分出左部進氣區(qū)5和右部排氣區(qū)6，氣體進口 1和氣體排出口 2分別設置于左部進氣區(qū)5和右部排氣區(qū)6的下封頭體302上，且氣體進口 1 的進氣方向與吸附床4平行，氣體排出口 2的排氣方向與吸附床4平行，在吸附床4的左、 右側表面均設有由金屬孔板7和金屬絲網(wǎng)8疊置在一起構成的吸附床豎墻壁9，金屬孔板7 位于金屬絲網(wǎng)8的外側，金屬孔板7的開孔率最低為50%，優(yōu)選為70%，硅膠吸附劑17 —側的金屬絲網(wǎng)8的孔徑等于硅膠吸附劑17顆粒平均直徑的70%，分子篩吸附劑18 —側的金屬絲網(wǎng)8的孔徑等于分子篩吸附劑18顆粒平均直徑的70%，所述金屬隔離絲網(wǎng)10的孔徑等于較小吸附劑即分子篩吸附劑18顆粒的平均直徑；為了加強疊置的牢固性，金屬孔板7和金屬絲網(wǎng)8之間用鉚釘16鉚接。所述吸附床豎墻壁9外側沿豎直方向設有加強板13，該加強板13利用螺栓14與金屬孔板7、金屬絲網(wǎng)8固定連接，且該加強板13的上下兩端分別與上封頭體301和下封頭體302用螺栓固定連接。由于金屬孔板7面積很大，而且要從吸附器的人孔中移進吸附器筒體3內(吸附器人孔為本領域的常規(guī)設計，說明書附圖沒有畫出其位置)，因此金屬孔板7必須由多塊金屬孔板單元組成才能移進，其次金屬孔板7和金屬絲網(wǎng)8本身的剛性需要加強，鑒于以上因素，所以把金屬孔板7和金屬絲網(wǎng)8分單元鉚接后一起折邊(放置在中間部位的，四邊都要折邊)，折邊的高度原則是高于單元與單元組合時方便螺栓19的連結。分單元的原則是豎向尺寸盡量長，使單元數(shù)盡量少，而寬度方向的尺寸和單元數(shù)是取決于能從吸附器的人孔中，把金屬孔板7單元、金屬絲網(wǎng)8單元移到吸附器筒體3內。在所述吸附床4內自左至右依次設有硅膠吸附劑17和分子篩吸附劑18，該兩層吸附劑之間由豎直設置的金屬隔離絲網(wǎng)10隔開，硅膠吸附劑17頂端處的上封頭體301上設有硅膠吸附劑17裝料口 11，分子篩吸附劑18頂端處的上封頭體301上設有分子篩吸附劑18裝料口 11’，硅膠吸附劑17底端處的下封頭體302上設有硅膠吸附劑17卸料口 12，分子篩吸附劑18底端處的下封頭體 302上設有分子篩吸附劑18卸料口 12’。下封頭體302的底部設有裙式支座15，吸附器的熱脹冷縮力，由氣體進口 1和氣體排出口 2連接管來補償，這一點又比臥式吸附器的熱脹冷縮補償結構簡單、容易且有效。 本發(fā)明豎床式吸附器的性能、結構優(yōu)越程度，大大超過現(xiàn)有的吸附器。但由于比臥式吸附器增加了一層金屬孔板7和金屬絲網(wǎng)8，理論上是增加了氣體流經(jīng)吸附床的流動阻力，但通過上述幾方面優(yōu)越性的論述可知，氣體的總體流動阻力是下降的，況且還可以在設計計算時，通過各種手段(如適當降低流速等)來適應結構設計帶來的不利因素。
權利要求
1.一種豎床式吸附器，包括設有氣體進口(1)和氣體排出口(2)的吸附器筒體(3)，設置于所述吸附器筒體(3)內的吸附床(4)，其特征在于所述吸附器筒體(3)是豎立設置的； 所述吸附床(4)豎直設置于吸附器筒體(3)的中部且將吸附器筒體(3)隔分出左部進氣區(qū) (5)和右部排氣區(qū)(6)，所述氣體進口(1)和氣體排出口(2)分別設置于左部進氣區(qū)(5)和右部排氣區(qū)(6)且氣體進口(1)的進氣方向與吸附床(4)平行，在吸附床(4)的左、右側表面均設有由金屬孔板(7)和金屬絲網(wǎng)(8)疊置在一起構成的吸附床豎墻壁(9)。
2.根據(jù)權利要求1所述的豎床式吸附器，其特征在于所述氣體排出口(2)的排氣方向與吸附床(4)平行。
3.根據(jù)權利要求2所述的豎床式吸附器，其特征在于在所述吸附床(4)內設有一種吸附劑時，吸附劑頂端處的吸附器筒體(3)的上封頭體 (301)上設有吸附劑裝料口(11)，吸附劑底端處的吸附器筒體(3)的下封頭體(302)上設有吸附劑卸料口(12)；在所述吸附床(4)內設有兩種或兩種以上吸附劑時，各吸附劑橫向分層設置且相鄰兩層吸附劑之間由豎直設置的金屬隔離絲網(wǎng)(10)隔開，每種吸附劑頂端處的吸附器筒體(3) 的上封頭體(301)上均設有相應的吸附劑裝料口(11)，每種吸附劑底端處的吸附器筒體 (3)的下封頭體(302)上均設有相應的吸附劑卸料口(12)。
4.根據(jù)權利要求3所述的豎床式吸附器，其特征在于所述氣體進口(1)和氣體排出口 (2)均設置于所述上封頭體(301)上，或均設置于所述下封頭體(302)上。
5.根據(jù)權利要求4所述的豎床式吸附器，其特征在于所述金屬孔板(7)的開孔率大于等于50%，所述金屬絲網(wǎng)(8)的孔徑小于等于吸附劑顆粒平均直徑的70%，所述金屬隔離絲網(wǎng)(10)的孔徑小于等于較小吸附劑的平均直徑；金屬孔板(7)和金屬絲網(wǎng)(8)的疊置用鉚釘(16)固定；所述吸附床豎墻壁(9)外側沿豎直方向設有加強板(13)，該加強板(13)利用螺栓(14)與金屬孔板(7)、金屬絲網(wǎng)(8)固定連接且該加強板(13)的上下兩端分別與上封頭體(301)和下封頭體(302)固定連接。
6.根據(jù)權利要求5所述的豎床式吸附器，其特征在于所述金屬孔板(7)是由多塊金屬孔板單元拼接構成，所述金屬絲網(wǎng)(8)由多塊金屬絲網(wǎng)單元拼接構成，金屬孔板(7)位于金屬絲網(wǎng)(8)的外側。
7.根據(jù)權利要求1或2所述的豎床式吸附器，其特征在于所述吸附器筒體(3)的下端設有支座(15)。
8.根據(jù)權利要求6所述的豎床式吸附器，其特征在于所述下封頭體(302)的底部設有裙式支座。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種豎床式吸附器，包括設有氣體進口和氣體排出口的吸附器筒體，設置于所述吸附器筒體內的吸附床，所述吸附器筒體是豎立設置的；所述吸附床豎直設置于吸附器筒體的中部且將吸附器筒體隔分出左部進氣區(qū)和右部排氣區(qū)，所述氣體進口和氣體排出口分別設置于左部進氣區(qū)和右部排氣區(qū)且氣體進口的進氣方向與吸附床平行，在吸附床的左、右側表面均設有由金屬孔板和金屬絲網(wǎng)疊置在一起構成的吸附床豎墻壁。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明能夠提高吸附劑的使用周期，降低對吸附器操作維護的技術要求，使吸附器的運行更加平穩(wěn)、更加安全可靠，大大降低設備的安裝占地面積，提高吸附器整套裝置的緊湊性。
文檔編號B01D53/04GK102397738SQ201110349748
公開日2012年4月4日 申請日期2011年11月8日 優(yōu)先權日2011年11月8日
發(fā)明者章有虎 申請人:杭州中泰深冷技術股份有限公司