用于通过变压吸附分离气体混合物中至少一种组分的设备

摘要

本发明涉及一种水平气体循环设备，该设备包括被保持在吸附剂材料(4)上端的固定位置的柔性壁(9)；该膜(9)和封闭区域(1)的圆顶(2)之间的空间在吸附剂(4)两侧经由(12)通过室(7；5)中的一个(7)相连通。本发明可用于分离空气组分。

说明书

技术领域

本发明涉及用于通过“PSA”型或“VSA”型变压吸附来分离气体混合物中至少一种组分的设备，该设备在一包括上圆顶的大致垂直的容器中包括：至少一个吸附剂块，所述吸附剂块将用于接收待分离的气体混合物的第一垂直室与用于收集分离后的气体混合物的第二垂直室隔开；大致水平的柔性壁，该柔性壁通过施压装置压靠在吸附剂块的上端。

背景技术

在授予本申请人的专利文献US-A-5 176 721(Hay/Vigor)中说明了一种这种类型的设备，其中，气体水平流动，密封膜将压力基本恒定的上部空间和交替地发生有时很明显的压力变化的下部空间分隔开。这在设备中的要求具有余量尺寸(厚度、焊接等级、调节精度)的结构部件(实践中为：焊接构造的金属部件例如格栅、薄片、板片、外壳、管件、端子)上产生了疲劳负荷，从而极大地增加了制造和安装成本。

发明内容

本发明的目的是设计一种设备，这种设备不仅能够减少制造和装配成本，而且能够重新调节现有的成套设备以大大延长其使用寿命。

为实现这一目的，根据本发明的一个特征，该设备包括用于控制柔性壁和圆顶之间的空间中的压力的装置。

根据本发明的更多的具体特征：

-柔性壁和圆顶之间的上部空间与所述第一和第二室中的一个相连通；

-该设备还包括用以镇压柔性壁的装置；

-该设备包括将上部空间连接到第二室的管道；

-该设备包括位于该空间和第一室之间的通道；

-吸附剂块是环状的，第一室和第二室是同轴的。

在根据本发明的装置中，上部空间内的压力不再恒定，而是被控制以便随吸附剂中的工艺压力/过程压力而变化，其通常与吸附剂上游或下游的运行压力相平衡，从而基本消除了迄今为止由柔性壁传递到设备其它结构上的不希望的负荷。

此外，可以在不对现有设备的结构进行大量改变的情况下设置管道或连通通道。

附图说明

通过下面参考附图对实施例的说明可以清楚本发明的其它特征和优点，所述实施例作为非限制性的举例给出，在附图中：

图1示出了根据本发明的设备第一实施例的垂直剖面；以及

图2示出了根据本发明的设备第二实施例的局部的垂直剖面。

具体实施方式

图1中所示的实施例示出了一径向流吸附器，该吸附器在包括上圆顶2和底端3并具有垂直轴线的柱形容器1中具有至少一个与容器1同轴的环状吸附剂块4，该吸附剂块将下部室5和与容器1的下部空间相连通的外围室7分开，该下部室5由与容器1同轴的穿孔的中心管6形成，在生产阶段从该外围室7引出一出口管道8以用于气体混合物产品，所述气体混合物产品是从经由中心管6的下端引入的原料气体混合物中分离出来的。在再生阶段，通过经由同一中心管6下端排放的压力较低的气体混合物来冲刷吸附剂块4。通过至少一个与容器1同轴的穿孔的外壳15从外部保持吸附剂并将吸附剂与外围室7分开。

非渗透性的柔性壁或膜9以已知的方式在容器1中水平延伸以覆盖环形室(外围室)7、环形吸附剂块4和中心管(下部室)5的上端。

在所示的实施例中，膜9被至少一个作为镇重物的由单个或粒状基元例如金属、玻璃或陶瓷粒形成的垫层(bed)10覆盖，圆顶2和膜9之间的空间的上部由外壳11占据，该外壳经由一穿过圆顶2的外部管道12与气体产品管道8相连通。该外部管道包括电磁阀14，该电磁阀用于调节圆顶2中随着工艺参数变化的压力。在本实施例中，膜9的上部的压力基本上“跟随”气体混合物产品的压力，并且同时在循环中的任何时候保持不低于吸附剂4中工艺标准压力/表压力的最大值。

作为一种变型，可使管道12仅终止于圆顶2的顶部以便直接向膜9上方的上部空间加压，该内部空间的大部分被其密度低于镇压该膜9的粒状材料并叠置在所述粒状材料上的粒状材料所填充。

在图2中的实施例中，膜9上方的空间经由至少一个校准通道(calibrated passage)13持久地与内部室(下部室)5相连通，从而“跟随”该内部室5中的压力。

本发明是用于分离空气组分的理想设备，尤其用于提供纯度超过90％的氧气。在这种情况下，吸附剂4包括至少一种沸石，有利地为LSX型，有利地为LiLSX沸石，膜9由市场上名为“Hypalon”的材料制成和/或由氯丁橡胶材料制成。

尽管已经参照具体实施例说明了本发明，但本发明并不限于此，本领域技术人员可以在下面权利要求书的范围内进行修改和变型。