專利名稱：吸附塔的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種吸附塔，特別是涉及一種設(shè)有換熱管組的活性碳吸附塔。
背景技術(shù)：
活性炭吸附塔能對苯、醇、酮、觶、酯、汽油類等有機(jī)溶劑的廢氣吸附回收，更適用于小風(fēng)量高濃度的廢氣治理，因此噴涂、食品加工、印刷電路板、半導(dǎo)體制造、化工、電子、制皮業(yè)、乳膠制品業(yè)、造紙等行業(yè)均可選用。活性炭吸附設(shè)備主要是利用多孔性固體吸附劑活性炭具有吸附作用，能有效的陸除工業(yè)廢氣中的有機(jī)類污染物質(zhì)和色味等，廣泛應(yīng)用于工業(yè)有機(jī)廢氣凈化的末端處理，凈化效果良好。氣體經(jīng)管道進(jìn)入吸收塔后，在兩個不同相界面之間產(chǎn)生擴(kuò)散過程，擴(kuò)散結(jié)束，氣體被風(fēng)機(jī)吸出并排放出去。碳吸附塔是氫氣回收裝置凈化過程中的一臺關(guān)鍵設(shè)備，通過深冷回收的氫氣經(jīng)過碳吸附塔后，其純度可高達(dá)11個9。吸附塔內(nèi)溫度場均勻，有利于提高吸附劑的吸附效率， 同時還避免由于溫度的變化引起的線性膨脹給設(shè)備筒體造成內(nèi)應(yīng)力，有利于設(shè)備安全穩(wěn)定的工作。傳統(tǒng)的碳吸附塔只是外面帶換熱夾套，內(nèi)部沒有換熱管，這樣，換熱效果不好，操作效率低，操作周期長。申請?zhí)枮?01020110682. 9，授權(quán)公告日為2010年11月17日的中國實(shí)用新型專利公開了一種改良型多晶硅生產(chǎn)用活性碳吸附塔，在吸附塔的內(nèi)部增設(shè)有列管式換熱器，在吸附塔外部裝有夾套，使活性碳使用周期延長、再生時間短、溫差變化小，換熱效率較傳統(tǒng)的吸附塔高，但對于生產(chǎn)高純度的化工產(chǎn)品來說，換熱效率還需進(jìn)一步提高，并且此實(shí)用新型吸附塔內(nèi)部空間沒有充分利用，體積較大，對安裝場地的要求較高。申請?zhí)枮?03230582. 6，授權(quán)公告日為2004年4月14日的中國實(shí)用新型專利公開了一種內(nèi)置換熱器的吸附塔，由于其外部未裝有夾套，因此換熱效率還有待提高。申請?zhí)枮?01020570731. 7， 授權(quán)公告日為2011年5月11日的實(shí)用新型專利公開了一種吸附塔的結(jié)構(gòu)，可大幅度降低吸附塔的整體高度，降低了吸附塔對安裝場地的要求，但是由于沒有換熱方面的結(jié)構(gòu)特征， 因此，吸附劑的吸附效率較低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種換熱效率高、吸附效果好、能充分利用吸附塔內(nèi)部空間的內(nèi)置換熱管的吸附塔。本發(fā)明一種吸附塔，在吸附塔外部加裝有夾套，在吸附塔內(nèi)增設(shè)有至少一組換熱管組，換熱管組與下封頭焊接連接，所述換熱管組由換熱管組成，所述換熱管是由內(nèi)外套管組成的雙層結(jié)構(gòu)，所述內(nèi)套管上設(shè)有翅片，所述換熱管組的進(jìn)液口和換熱管的外套管連通， 所述換熱管組的出液口和換熱管的內(nèi)套管連通，換熱管組的進(jìn)液口和出液口均設(shè)在換熱管組的底端，所述換熱管之間的連接關(guān)系為一根換熱管的外套管和另一根換熱管的內(nèi)套管連通。本發(fā)明一種吸附塔，其中優(yōu)選所述換熱管組為2-5個，更優(yōu)選5個，所述換熱管組之間串聯(lián)連通。本發(fā)明一種吸附塔，其中優(yōu)選所述換熱管組由2-8個換熱管組成，更優(yōu)選5或6個換熱管組成。本發(fā)明一種吸附塔，其中所述各換熱管的長度隨換熱管組內(nèi)的液體流動的方向依次遞增，各換熱管頂端水平高度一致。本發(fā)明一種吸附塔，其中所述換熱管之間的間距為換熱管直徑的2. 3 3倍。本發(fā)明一種吸附塔，其中優(yōu)選所述換熱管的內(nèi)外套管上均設(shè)有翅片。本發(fā)明一種吸附塔，其中優(yōu)選所述內(nèi)套管上的翅片數(shù)為3 6片，更優(yōu)選4片，外套管上的翅片數(shù)為20 36片，更優(yōu)選M片，所述翅片均沿內(nèi)外套管圓周均勻分布。本發(fā)明一種吸附塔，其中所述翅片的長度和設(shè)有該翅片的換熱管的長度一致，所述翅片與所述內(nèi)套管或外套管接線切平面的夾角為90度，即翅片與內(nèi)外套管的法線方向相同。本發(fā)明吸附塔的應(yīng)用，將其用于多晶硅、精細(xì)化工或制藥生產(chǎn)領(lǐng)域。本發(fā)明一種吸附塔，外部加裝有夾套，內(nèi)部增設(shè)有換熱管組，換熱管組由換熱管組成，換熱管是由內(nèi)外套管組成的雙層結(jié)構(gòu)，所述內(nèi)套管上設(shè)有軸向翅片，夾套與內(nèi)部換熱管組共同作用，使吸附塔內(nèi)部溫度場均勻，大大提高了吸附劑的吸附效率；換熱管組的進(jìn)液口和出液口均設(shè)在換熱管組的底端，可以避免換熱管由于溫度的變化而引起的線性膨脹量給設(shè)備筒體造成巨大的內(nèi)應(yīng)力，有利于設(shè)備安全穩(wěn)定的運(yùn)行；換熱管組的各換熱管的長度隨換熱管組內(nèi)的液體流動的方向依次遞增，各換熱管頂端水平高度一致，充分利用了吸附塔內(nèi)的空間，最大限度的減小了吸附塔的體積，降低了吸附塔對安裝場地的要求。


圖1為本發(fā)明吸附塔的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明吸附塔中換熱管組的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明吸附塔中換熱管橫向截面結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明吸附塔A-A橫向截面結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標(biāo)記說明1-吸附塔；11-內(nèi)筒體；2-夾套；3-換熱管組；4-換熱管；5_換熱管組支架；31-進(jìn)液口 ；32-出液口 ；41-第一換熱管；42-第二換熱管；43-第六換熱管； 7-外套管；8-內(nèi)套管；71-外套管翅片；81-內(nèi)套管翅片；9-氣體進(jìn)口 ；91-氣體出口 ；10-下封頭；12-上封頭；13-吸附劑。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖、實(shí)施例和試驗(yàn)數(shù)據(jù)，對本發(fā)明上述的和另外的技術(shù)特征和優(yōu)點(diǎn)作更詳細(xì)的說明。如圖1-3所示，本發(fā)明吸附塔1，在吸附塔1的內(nèi)筒體11的外部加裝有夾套2，在吸附塔1內(nèi)設(shè)有五組換熱管組3，換熱管組3之間串聯(lián)連通；每一組換熱管組3由六根換熱管4組成，換熱管4是由內(nèi)套管8和外套管7組成的雙層結(jié)構(gòu)，內(nèi)外套管8、7上均設(shè)有翅片 81、71，內(nèi)套管8上的翅片81的數(shù)量為4片，外套管7上的翅片71的數(shù)量為M片，所述翅片均沿內(nèi)外套管8、7的圓周均勻分布；換熱管組3的進(jìn)液口 31 —端和導(dǎo)熱油進(jìn)口管線連通，另一端和該組內(nèi)的換熱管的外套管7連通，換熱管組3的出液口 32 —端和導(dǎo)熱油出口管線連通，另一端和該組內(nèi)的換熱管的內(nèi)套管8連通，換熱管組3的進(jìn)液口 31和出液口 32均設(shè)在換熱管組3的底端；所述換熱管之間的連接關(guān)系為一根換熱管的外套管7和另一根換熱管的內(nèi)套管8連通，換熱管組3中的各換熱管4的長度沿?fù)Q熱管組3內(nèi)的液體流動的方向依次遞增，各換熱管頂端水平高度一致，換熱管之間的間距為換熱管直徑的2. 3 3倍，優(yōu)選2. 5倍。翅片81、71與內(nèi)外套管8、7接線切平面方向的夾角為90度，即翅片81、71與內(nèi)外套管8、7法線方向相同，翅片為矩形，外套管翅片71厚度為3mm，寬度為32mm，長度與設(shè)有該翅片的換熱管4的長度一致。內(nèi)套管翅片81厚度為3mm，寬度為16. 5mm,長度與設(shè)有該翅片的換熱管4的長度一致。如圖2所示，本發(fā)明中，換熱管組也可以是兩組、三組或更多，但至少是一組。每組至少由兩根換熱管組成，也可以是三根或五根。第一個換熱管組的進(jìn)液口 31和導(dǎo)熱油進(jìn)口管線連通，換熱管組中的換熱管內(nèi)通導(dǎo)熱油，導(dǎo)熱油自第一換熱管41的進(jìn)液口 31進(jìn)入該換熱管的外套管，外套管裝滿導(dǎo)熱油后，導(dǎo)熱油進(jìn)入該換熱管的內(nèi)套管，第一換熱管41的內(nèi)套管和第二換熱管42的外套管連通，第一換熱管41內(nèi)套管中的導(dǎo)熱油裝滿之后進(jìn)入第二換熱管42的外套管，依次類推，導(dǎo)熱油至第六換熱管43的內(nèi)套管流出進(jìn)入下一組換熱管組，最后一組換熱管組的出液口 32和導(dǎo)熱油出口管線連接。本發(fā)明實(shí)施例中，換熱管中的內(nèi)外套管均設(shè)有翅片，也可只在內(nèi)套管上設(shè)有翅片， 從換熱效率上考慮，內(nèi)外套管均設(shè)有翅片為最優(yōu)方案。導(dǎo)熱油進(jìn)口管線和導(dǎo)熱油出口管線用以向吸附塔內(nèi)輸入導(dǎo)熱油和輸出從吸附塔中流出的導(dǎo)熱油，二者置于吸附塔1的外部。本發(fā)明中，吸附塔1主要由內(nèi)筒體11、夾套2、和內(nèi)部換熱管組3組成。夾套2位于內(nèi)筒體11外部，夾套2設(shè)有夾套熱油進(jìn)口 21和夾套熱油出口 22，導(dǎo)熱油從夾套熱油進(jìn)口 21進(jìn)入夾套2內(nèi)，從夾套熱油出口 22流出，導(dǎo)熱油在夾套2內(nèi)循環(huán)流動，使吸附塔1內(nèi)的溫度場均勻。導(dǎo)熱油為本領(lǐng)域常用的導(dǎo)熱油，如氫化三聯(lián)苯，也可用蒸汽代替，但用導(dǎo)熱油效果更好。換熱管組3位于內(nèi)筒體11內(nèi)部，換熱管組3與下封頭10焊接連接，內(nèi)筒體11內(nèi)部設(shè)置上下兩組換熱管組支架5，每組換熱管組支架5將每一根換熱管四周固定，如圖1和圖4所示，熱管組支架5設(shè)有換熱管組的中部和上部，用于增強(qiáng)換熱管組3的剛度和穩(wěn)定性。換熱管組3由換熱管4組成，換熱管4同樣設(shè)在吸附塔1的內(nèi)筒體11內(nèi)部，其軸線與內(nèi)筒體11軸線平行，均勻分布于內(nèi)筒體11內(nèi)部。本發(fā)明實(shí)施例中，換熱管碳鋼材料制成?；钚蕴嘉絼?3填充于吸附塔1的內(nèi)部。本發(fā)明實(shí)施例以經(jīng)過多級冷凝回收的氫氣為例，測試本發(fā)明吸附塔的吸附效率， 氫氣的質(zhì)量濃度為86%，含有少量的乙烯、甲烷和微量的一氧化碳，自吸附塔1的進(jìn)氣口 9 進(jìn)入吸附塔，經(jīng)活性碳吸附劑13吸附后從吸附塔上封頭12的出氣口 91流出，經(jīng)過吸附凈化后的氫氣，其質(zhì)量濃度為99. 99999999%。本發(fā)明的吸附塔可用于精細(xì)化工領(lǐng)域、制藥領(lǐng)域，尤其適用于多晶硅生產(chǎn)領(lǐng)域。本發(fā)明吸附塔，外部加裝有夾套，內(nèi)部增設(shè)有換熱管組，換熱管組由換熱管組成，換熱管是由內(nèi)外套管組成的雙層結(jié)構(gòu)，所述內(nèi)外套管均設(shè)有長度和換熱管長度一致的翅片，夾套與內(nèi)部換熱管組共同作用使換熱迅速、吸附塔內(nèi)部溫度場均勻，大大提高了吸附劑的吸附效率；換熱管組的進(jìn)液口和出液口均設(shè)在換熱管組的底端，可以避免換熱管由于溫度的變化而引起的線性膨脹量給設(shè)備筒體造成巨大的內(nèi)應(yīng)力，有利于設(shè)備安全穩(wěn)定的運(yùn)行；換熱管組的各換熱管的長度隨換熱管組內(nèi)的液體流動的方向依次遞增，各換熱管頂端水平高度一致，充分利用了吸附塔內(nèi)的空間，最大限度的減小了吸附塔的體積，降低了吸附塔對安裝場地的要求。 以上所述的實(shí)施例僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對本發(fā)明的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對本發(fā)明的技術(shù)方案作出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種吸附塔，其特征在于在吸附塔外部加裝有夾套O)，在吸附塔(1)內(nèi)設(shè)有至少一組換熱管組(3)，換熱管組(3)與下封頭(10)焊接連接，換熱管組(3)由換熱管(4)組成，所述換熱管(4)是由內(nèi)外套管(8、7)組成的雙層結(jié)構(gòu)，所述內(nèi)套管(8)上設(shè)有翅片，所述換熱管組C3)的進(jìn)液口(31)和換熱管的外套管(7)連通，所述換熱管組的出液口(32)和換熱管的內(nèi)套管(8)連通，換熱管組的進(jìn)出液口(31) (32)均設(shè)在換熱管組(3)的底端，換熱管(4)之間的連接關(guān)系為一根換熱管的外套管(7)和另一根換熱管的內(nèi)套管(8)連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吸附塔，其特征在于所述換熱管組C3)為2-5個，換熱管組 (3)之間串聯(lián)連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的吸附塔，其特征在于所述換熱管組(3)由2-8根換熱管⑷組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的吸附塔，其特征在于所述各換熱管的長度隨換熱管組 (3)內(nèi)的液體流動的方向依次遞增，各換熱管(4)頂端水平高度一致。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吸附塔，其特征在于所述換熱管(4)之間的間距為換熱管直徑的2. 3 3倍。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吸附塔，其特征在于所述換熱管的內(nèi)外套管(8)(7)上均設(shè)有翅片(81) (71)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的吸附塔，其特征在于所述內(nèi)套管上的翅片(81)數(shù)為3 6 片，外套管上的翅片(71)數(shù)為20 36片，所述翅片(81) (71)均沿內(nèi)外套管(8) (7)圓周均勻分布。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的吸附塔，其特征在于所述翅片的長度和設(shè)有該翅片的換熱管的長度一致。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的吸附塔，其特征在于所述翅片與所述內(nèi)套管或外套管接線切平面的夾角為90度。
10.權(quán)利要求1所述的吸附塔的應(yīng)用，將其用于多晶硅、精細(xì)化工或制藥生產(chǎn)領(lǐng)域。
全文摘要
本發(fā)明吸附塔涉及一種用于廢氣吸附的設(shè)有換熱管的活性碳吸附塔。本發(fā)明吸附塔外部加裝有夾套，內(nèi)部增設(shè)有換熱管組，換熱管組與下封頭焊接連接，換熱管組由換熱管組成，換熱管是由內(nèi)外套管組成的雙層結(jié)構(gòu)，所述內(nèi)套管上設(shè)有軸向翅片，換熱管組的進(jìn)液口和換熱管的外套管連通，所述換熱管組的出液口和換熱管的內(nèi)套管連通，換熱管之間的連接關(guān)系為一根換熱管的外套管和另一根換熱管的內(nèi)套管連通。本發(fā)明吸附塔換熱效率高、吸附效果好、能充分利用吸附塔內(nèi)部空間，最大限度的減小了吸附塔的體積，降低了吸附塔對安裝場地的要求。本發(fā)明吸附塔可用于多晶硅、精細(xì)化工或制藥生產(chǎn)領(lǐng)域。
文檔編號B01D53/04GK102335541SQ201110246659
公開日2012年2月1日 申請日期2011年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月24日
發(fā)明者孫復(fù)斌, 張來勇, 曾福英, 李曉波, 潘錦, 班萬春, 陳洪芳 申請人:中國寰球工程公司