流體處理設備及其通過吸附處理氣體的應用的製作方法

2023-05-10 19:55:56

專利名稱：流體處理設備及其通過吸附處理氣體的應用的製作方法
技術領域：
本發明涉及使用顆粒材料處理流體的設備，該設備包括至少 一個其中
流體路徑在第一方向和第二方向之間偏轉至少45°的區段，該路徑改變區 段包括一分布器，該分布器沿笫二方向相繼包括具有第一分布通道的第一 區和與第 一 區間隔開的具有擴散通道的第二區。
背景技術：
已經知道，為了在可透過流體的面積上均勻分配流體，使用一種系統 對所述流體的自由流動部分地形成障礙。不管上遊流體的流動狀況如何， 由此產生的壓降將允許流體在所述面積上分布良好。 一個簡單的示例是多 孔管系統。為了實現流體的均勻分布，越過穿孔的壓降必須等於進入穿孔 區的流體的動能的幾倍，這需要生成大量的微穿孔或使用多孔材料，這在 工業規模上相當昂貴，並且在與顆粒類型的流體處理材料如吸附劑結合使 用時會導致嚴重的堵塞危險。

發明內容
本發明的目的在於提出一種流體處理設備的布置，該設備在其中流體 沿第一方向流動的第一體積和其中流體沿另一方向(通常垂直於第一方向) 流動的第二體積之間具有最優化的流體分布，具有最小的死體積(死區， volume mort),並且即使存在由細顆粒組成的處理材料時也能減小堵塞的 危險。
為此，根據本發明的一個特徵，第一通道的總衝黃截面不超過分布器面 積的20%、通常小於10%、有利地不超過5%，第二通道的總橫截面大於
分布器總面積的40%、通常大於60%、有利地大於70%。 根據本發明的具體特徵 -所述設備只包括一個分布器； -所述第一區由多孔板形成； -所述笫二區由細網孔篩形成；
-所述笫二區形成一用於保持處理流體所用的顆粒材料的壁。 在本發明的範圍中，分布器面積是指儘可能近似地表示分布器的上遊
側和下遊側之間的分布界面的筒單幾何體(圓柱、圓錐、平面)的展開面面積。
本發明還涉及這種設備的應用，其用於通過變壓吸附和/或變溫吸附進 行分離來處理氣體，特別用於從包含所述氣體的氣體混合物中生產氣體。


從下文結合附圖對提供用於舉例說明的實施例的說明中可以發現本發 明的其他特徵和優點，其中
唯一的圖示示意性地示出根據本發明的兩個實施例的立體圖和構想圖。
具體實施例方式
唯一的圖示示意性地示出流體處理設備的一部分，該流體處理設備通 過4吏所述流體沿徑向通過容納在兩個同心多孔壁2和3之間的環形體積1 進行操作，該環形體積1包含至少一種吸附劑顆粒材料，整個部分位於同 樣是同心的周向殼體4中。
根據本發明的一個方面，分布器的在來流I(通常與壁1、 2和3同軸) 與沿方向O徑向輸送所述流體通過吸附劑體積l (的部分)之間的區段包 括一中心管5，該中心管5設有穿孔6，並且由縱向分隔件7 (圖的上部) 或螺旋形分隔件8 (圖的下部)例如通過結合(brassage)在管5的外壁上 而與內部格柵3保持分開。
根據本發明的一個特徵，管5的穿孔6具有形成分布通道的尺度，即， 相比於管5的壁面積具有減小的流動截面並造成高的壓降；而格4冊3的通 道具有形成擴散通道的尺度，即，相比於管/格柵分界面的展開面面積提供 大的流動截面並因此造成非常低的壓降。更具體地，孔口6是形式為中等 尺寸的孔眼或縫隙的標準孔口，少量均勻地分布在管5的表面；而由金屬 或織物製成的具有細網孔的格柵3提供了具有大量通道的大的流動截面， 這些流動通道分布在格柵的整個面積上。
根據本發明的一個特徵，第二通道和第一通道的流動面積之比大於2、 通常大於5、有利地大於IO。更具體地，第一通道或孔口 6的總橫截面不 超過管5的壁面積的20%、通常不超過5%,而格柵3的通道提供大于格 柵面積的40%、通常大於60%、有利地大於80。/。的流動截面。
應當理解，在通過使流體穿過容納在格柵2和3之間的至少一種顆粒 材料來進行流體處理的應用中，由格柵3提供的大的流動面積使得格柵3 較不容易發生被吸附劑材料l的顆粒阻塞的危險。
本發明優選應用於通過在吸附器中利用至少 一種吸附劑塊中的徑向氣 體流動的變壓吸附或變溫吸附來處理氣體，以生產氣體或在後續處理之前 淨化氣體混合物，該吸附劑塊包括至少一種能夠吸附氣體混合物的一種組 分的成分，通常是沸石、碳篩、矽膠或氧化鋁凝膠。
儘管已結合特定的實施例對本發明進行了說明，但是，本發明並不局 限於此，而是容許本領域的技術人員在所附權利要求的範圍內所能顯見的 修改和可選方案。
權利要求
1.一種使用顆粒材料處理流體的設備，包括至少一個其中流體路徑在第一方向(I)和第二方向(O)之間偏轉至少45°的區段，所述區段包括一分布器，該分布器沿第二方向(O)相繼包括具有第一分布通道(6)的第一區(5)以及與該第一區間隔開的具有擴散通道的第二區(3)，其特徵在於，所述第一通道(6)的總橫截面不超過分布器面積的20％，所述第二通道的總橫截面大於分布器面積的40％。
2. 根據權利要求1所述的設備，其特徵在於，所述第一通道的總橫 截面不超過分布器面積的5%。
3. 根據權利要求1或2所述的設備，其特徵在於，所述第二通道的 總橫截面多於分布器面積的70%。
4. 根據前述權利要求中任一項所述的設備，其特徵在於，所述第一 區由多孔板(5)形成。
5. 根據前述權利要求中任一項所述的設備，其特徵在於，所述第二 區由細網孔篩(3)形成。
6. 根據權利要求4或5所述的設備，其特徵在於，所述設備包括在 板(5)和篩(6)之間的分隔元件(7; 8)。
7. 根據前述權利要求中任一項所述的設備，其特徵在於，所述第二 區(3)形成用於保持處理流體(1)所用的顆粒材料的壁。
8. 根據前述權利要求中任一項所述的設備，其特徵在於，所述設備 只包括一個分布器。
9. 根據權利要求1至8中任一項所述的設備的應用，用於通過變壓 吸附或變溫吸附處理氣體。
全文摘要
本發明涉及一種設備，該設備包括其中流體路徑(I/O)發生偏轉並且配備有分布器的區段，該分布器沿下遊方向(O)相繼包括具有分布通道(孔口6)的第一區(5)以及通常是形成擴散通道的格柵或細網孔篩的第二區(3)，第一通道(6)的總橫截面不超過分布器表面的20％，第二通道的總橫截面多於分布器表面的40％。本發明適用於通過吸附處理氣體。
文檔編號B01D53/04GK101184546SQ200680019167
公開日2008年5月21日 申請日期2006年5月18日 優先權日2005年6月1日
發明者C·莫內羅, P·麥利諾 申請人:喬治洛德方法研究和開發液化空氣有限公司