制氧分子篩系統(tǒng)吸附劑的抽取裝置及基于該抽取裝置的抽取方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及制氧分子篩系統(tǒng)檢修領(lǐng)域，尤其涉及一種制氧分子篩系統(tǒng)吸附劑的抽取裝置及基于該抽取裝置的抽取方法。
【背景技術(shù)】
[0002]分子篩系統(tǒng)是制氧機(jī)組中極為重要的工藝設(shè)備，一套分子篩系統(tǒng)一般有2個(gè)吸附器組成，彼此交替、循環(huán)工作。每個(gè)吸附器內(nèi)部均充填有氧化鋁、分子篩2種吸附劑填料(簡(jiǎn)稱“填料”)，用以吸附、去除原料空氣中的水分、二氧化碳等雜質(zhì)。
[0003]參見圖1、圖2。圖1為一立式徑向流吸附器結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為吸附器頂部俯視圖。吸附器10為一圓柱體，外部有保護(hù)殼體101 ;來(lái)自上工序預(yù)冷系統(tǒng)的原料空氣從底部入口管道111進(jìn)入吸附器10后，經(jīng)由第一擋隔板102、第二擋隔板103圍成的外層空腔112，先穿過(guò)氧化鋁填料層13，過(guò)濾去除水分；再穿過(guò)分子篩填料層14，過(guò)濾去除二氧化碳；而后進(jìn)入吸附器中間軸心筒113，純化后的空氣經(jīng)頂部出口管道114送出，進(jìn)入下工序的空分系統(tǒng)。各腔層均沿吸附器圓周方向環(huán)繞設(shè)置，彼此之間均布置有隔柵隔離，區(qū)別在于空腔112與氧化鋁填料層13、分子篩填料層14與軸心筒113之間均為加強(qiáng)筋隔柵15，強(qiáng)度足夠；而兩填料層之間則為鋼絲網(wǎng)隔柵16，其強(qiáng)度有限，當(dāng)兩種填料的高度落差大于1米時(shí)，會(huì)導(dǎo)致鐵絲網(wǎng)隔柵16因兩側(cè)受力不均而破損，造成兩種填料混合，危害制氧機(jī)安全運(yùn)行。因此，在填充或抽取填料時(shí)，必須均勻進(jìn)行，始終保持兩種填料落差小于1米。在吸附器10頂部沿圓周方向均勻分布有6組充填口 17，用以充填或抽取填料。每組兩個(gè)充填孔，一個(gè)為氧化鋁充填孔131，連通氧化鋁填料層13 ;—個(gè)為分子篩充填孔141，連通分子篩填料層14 ；6組共12個(gè)充填孔。
[0004]當(dāng)分子篩和氧化鋁的使用壽命到達(dá)，或是分子篩和氧化鋁意外混合造成床層厚度不夠時(shí)，都可能造成出口空氣中二氧化碳含量超標(biāo)，聚集的二氧化碳會(huì)造成后工序空分系統(tǒng)中低溫?fù)Q熱器、透平膨脹機(jī)、液體泵、精餾塔通道等堵塞，危害制氧機(jī)安全運(yùn)行，此時(shí)，需要對(duì)吸附器內(nèi)的填料進(jìn)行抽取、更換。
[0005]在填料抽取過(guò)程中，為了保護(hù)鋼絲網(wǎng)隔柵不受損，避免兩種填料混合，需確保兩填料層的高度落差始終小于1米，因此限制每次抽取量，并對(duì)兩種填料交替、均勻抽取。目前，抽取填料的公知技術(shù)為:打開吸附器頂部所有6組充填口及其12個(gè)充填孔；用2根足夠長(zhǎng)的軟管，由人工在頂部將軟管上端通過(guò)同1組的2個(gè)充填孔分別插入對(duì)應(yīng)的氧化鋁和分子篩填料層中，軟管下端在地面各自連接1個(gè)容器；2個(gè)容器先后交替連接一真空抽吸裝置，以交替抽取氧化鋁、分子篩。與此同時(shí)，由人工在吸附器頂部將軟管順次、循環(huán)地從各充填孔中插拔、調(diào)換，以配合地面的交替抽取。如此逐一對(duì)6組、12個(gè)充填孔輪番抽取，循環(huán)往復(fù)，直至將吸附器內(nèi)所有2種填料抽完為止。
[0006]在長(zhǎng)期的生產(chǎn)使用過(guò)程中，該裝置暴露出了如下問(wèn)題。
[0007]1)為了兩填料層的高度落差始終小于1米，控制每次抽取量，一般采用計(jì)時(shí)方式、或人工觀察吸附器內(nèi)料位差、或預(yù)先選定相應(yīng)容積的容器，但控制準(zhǔn)確性都不理想，仍存在落差大、導(dǎo)致隔柵受力不均而破損的隱患。
[0008]2)抽取過(guò)程必須均勻、交替進(jìn)行，需要人工在吸附器頂部反復(fù)、頻繁調(diào)換充填孔，在地面反復(fù)、頻繁切換兩個(gè)容器與真空裝置的連接，作業(yè)工序復(fù)雜，進(jìn)度緩慢，一般需要14天左右；
[0009]3)隨著填料料位下降，必須由人工隨同將軟管插入填料更深位置，由于是軟管，越深越難插入填料，工作強(qiáng)度大，且極易發(fā)生誤操作，嚴(yán)重時(shí)直接導(dǎo)致隔柵破損；
[0010]4)吸附器高約20米，使插拔、調(diào)換管道的作業(yè)人員長(zhǎng)時(shí)間處于頂部高空位置，且工作強(qiáng)度大，安全性難以保障。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明的目的在于提供一種制氧分子篩系統(tǒng)吸附劑填料的抽取裝置及基于該抽取裝置的抽取方法，能夠在保護(hù)吸附器內(nèi)部結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，解決填料抽取時(shí)工序復(fù)雜、作業(yè)時(shí)間長(zhǎng)且易發(fā)生誤操作而破壞設(shè)備的問(wèn)題，同時(shí)減少高空作業(yè)時(shí)間，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高作業(yè)效率和安全性。
[0012]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0013]一種制氧分子篩系統(tǒng)中吸附劑的抽取裝置，其包括:真空抽吸裝置、抽取主管、氧化鋁儲(chǔ)料罐、分子篩儲(chǔ)料罐和吸附器和六根抽取支管，所述抽取主管包括一個(gè)出口端和兩個(gè)入口端，抽取主管的出口端與真空抽吸裝置連通，抽取主管的兩個(gè)入口端分別與氧化鋁儲(chǔ)料罐和分子篩出料罐連通，所述吸附器通過(guò)抽取支管與分子篩儲(chǔ)料罐和氧化鋁儲(chǔ)料罐同時(shí)連通。
[0014]作為優(yōu)選方案，所述吸附器頂部還向外延伸地設(shè)置有一平臺(tái)，所述平臺(tái)上設(shè)置有第一滾筒和第二滾筒，所述第一滾筒和第二滾筒的高度以吸附器為基準(zhǔn)，由近及遠(yuǎn)依次升聞。
[0015]作為優(yōu)選方案，所述氧化鋁儲(chǔ)料罐和分子篩儲(chǔ)料罐的結(jié)構(gòu)相同，所述氧化鋁儲(chǔ)料罐呈圓柱形，氧化鋁儲(chǔ)料罐的頂部外側(cè)設(shè)有四通式進(jìn)料管和平衡閥，氧化鋁出料罐的側(cè)壁上設(shè)有透明觀察窗和抽吸口，氧化鋁儲(chǔ)料罐內(nèi)活動(dòng)地設(shè)有一網(wǎng)隔板，并使所述網(wǎng)隔板設(shè)置于抽吸口下方，氧化鋁出料罐的頂部?jī)?nèi)側(cè)設(shè)有四通式噴料管，所述進(jìn)料管與噴料管連通，且進(jìn)料管與噴料管呈鏡像對(duì)稱，所述噴料管的出口穿過(guò)網(wǎng)隔板向下延伸，氧化鋁出料罐的底部設(shè)有出料閥。
[0016]作為優(yōu)選方案，所述吸附器的頂部開有三組充填孔，每?jī)蓚€(gè)充填孔為一組，所述每個(gè)充填孔上設(shè)有兩個(gè)第三滾筒，所述抽取支管分別沿不同的第三滾筒，通過(guò)不同的充填孔伸入吸附器內(nèi)，所述抽取支管中伸入吸附器的一端設(shè)有重錘式端頭。
[0017]作為優(yōu)選方案，所述第一滾筒上掛設(shè)有牽引繩，用于調(diào)節(jié)抽取支管的位置。
[0018]作為優(yōu)選方案，所述抽吸口上設(shè)有切斷閥，所述進(jìn)料管的干路上設(shè)有進(jìn)料閥。
[0019]作為優(yōu)選方案，所述重錘式端頭包括倒置圓錐型的頭部和棱體型的尾部，所述重錘式端頭內(nèi)設(shè)有貫穿頭部和尾部的空腔，所述尾部穿設(shè)在抽取支管內(nèi)。
[0020]作為優(yōu)選方案，所述第三輥筒的高度低于第二輥筒的高度。
[0021]一種如權(quán)利本發(fā)明所述的制氧分子篩系統(tǒng)中吸附劑的抽取裝置的使用方法，包括如下步驟:
[0022]1)調(diào)整氧化鋁儲(chǔ)料罐以及分子篩儲(chǔ)料罐的網(wǎng)隔板位置以限定每次抽取量；
[0023]分別計(jì)算兩種氧化鋁填料以及分子篩填料的每次抽取量，
[0024]每次抽取量=填料層截面積X每次抽取填料高度
[0025]2)交替、切換抽取填料；
[0026]其中，步驟1)中所述的每次抽取填料高度限定為0.8米；
[0027]步驟2)中，先關(guān)斷兩個(gè)儲(chǔ)料罐的平衡閥和卸料閥；再關(guān)斷分子篩儲(chǔ)料罐的抽吸口的切斷閥，打開氧化鋁儲(chǔ)料罐的抽吸口的切斷閥；然后開啟真空車，在真空作用下，吸附器內(nèi)氧化鋁填料經(jīng)三根支管抽取進(jìn)入氧化鋁儲(chǔ)料罐41中；此時(shí)，分子篩儲(chǔ)料罐不工作；當(dāng)通過(guò)觀察窗獲知氧化鋁填料到達(dá)網(wǎng)隔板的高度時(shí)，停止抽取氧化鋁并改換抽取分子篩，即關(guān)斷氧化鋁儲(chǔ)料罐的抽吸口的切斷閥，打開分子篩儲(chǔ)料罐的抽吸口的切斷閥；在真空作用下，吸附器內(nèi)分子篩填料經(jīng)三根支管抽取進(jìn)入分子篩儲(chǔ)料罐中；此時(shí)，氧化鋁儲(chǔ)料罐不工作；同理，當(dāng)分子篩填料到達(dá)網(wǎng)隔板高度時(shí)，再改換抽取氧化鋁，同時(shí)將分子篩儲(chǔ)料罐清空；如此交替進(jìn)行，直到所有填料抽取完畢。
[0028]本發(fā)明的有益效果主要體現(xiàn)在:
[0029]1、能夠快速完成填料抽取作業(yè)，節(jié)約檢修時(shí)間及檢修成本；
[0030]2、有效保證抽取的均勻性，進(jìn)而保護(hù)吸附器內(nèi)部結(jié)構(gòu)不受損，同時(shí)，兩種填料不會(huì)混合，便于回收再利用；
[0031]3、抽取填料時(shí)無(wú)需人工高空作業(yè)、反復(fù)插拔管道、切換抽取通道，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了作業(yè)安全性。
【附圖說(shuō)明】
[0032]圖1為現(xiàn)有的立式徑向流吸附器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖2為圖1的俯視圖；
[0034]圖3為本發(fā)明所提供的抽取裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖4為圖3中吸附器頂部俯視圖；
[0036]圖5為本發(fā)明中儲(chǔ)料罐的外部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037]圖6為圖5的剖視圖；
[0038]圖7為本發(fā)明中儲(chǔ)料罐去掉蓋板后的俯視圖；
[0039]圖8為本發(fā)明中重錘式端頭的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0040]圖中:10、吸附器;101、保護(hù)殼;102、第一擋隔板;103、第二擋隔板;111、入口管道；112、外層空腔；113、軸心筒；114、出口管道；13、氧化鋁填料層；14、分子篩填料層；131、氧化鋁填充孔；141、分子篩填充孔；15、隔柵；16、鐵絲隔網(wǎng)；17、充填口 ；30、抽取主管；41、氧化鋁儲(chǔ)料罐；42、分子篩儲(chǔ)料罐；50、真空抽吸裝置；410、氧化鋁觀察窗；411、氧化鋁進(jìn)料管；412、氧化鋁抽吸口 ；413、氧化鋁切斷閥；414、氧化鋁出料閥；415、氧化鋁進(jìn)料閥；416、氧化鋁平衡閥；417、氧化鋁噴料管；418、網(wǎng)隔板；419、套管；420、分子篩觀察窗；421、分子篩進(jìn)料管；422、分子篩抽吸口 ；423、分子篩切斷閥；424、分子篩出料閥；425、分子篩進(jìn)料閥；426、分子篩平衡閥；31、抽取支管；32、重錘式端頭；321、圓錐型的頭部；322、棱體型的尾部；323、空腔；20、平臺(tái)；21、第一滾筒；22、第二滾筒；23、第三滾筒；211、牽引繩。
【具體實(shí)施方式】
[0041]一種制氧分子篩系統(tǒng)中吸附劑的抽取裝置的結(jié)構(gòu)如圖1、圖2和圖3所示，其包括:真空抽吸裝置50、抽取主管30、氧化鋁儲(chǔ)料罐41、分子篩儲(chǔ)料罐42、吸附器10和六根抽取支管31，抽取主管30包括一個(gè)出口端和兩個(gè)入口端，
[0042]其中，吸附器10的結(jié)構(gòu)如圖1和圖2所示，為一圓柱體，外部有保護(hù)殼體101 ;來(lái)自上工序預(yù)冷系統(tǒng)的原料空氣從底部入口管道111進(jìn)入吸附器10后，經(jīng)由第一擋隔板102、第二擋隔板103圍成的外層空腔112，先穿過(guò)氧化鋁填料層13，過(guò)濾去除水分；再穿過(guò)分子篩填料層14，過(guò)濾去除二氧化碳；而后進(jìn)入吸附器中間軸心筒113，純化后的空氣經(jīng)頂部出口管道114送出，進(jìn)入下工序的空分系統(tǒng)。各腔層均沿吸附器圓周方向環(huán)繞設(shè)置，彼此之間均