CN101827640A - 转子吸附浓缩机的原位高温再生装置和方法 - Google Patents

Abstract

再生旋转吸附浓缩机系统的介质的方法和装置，包括使600-1000°F的再生流体物流通过第一隔离区的旋转介质，以再生所述介质并从介质中除去在旋转吸附浓缩机系统的典型脱附循环过程中除不去的污染物。

Description

转子吸附浓缩机的原位高温再生装置和方法

发明背景

发明领域

本申请要求2007年9月12日提交的美国临时申请号60/960,026的权益。

本发明通常涉及旋转吸附浓缩机系统，并特别涉及旋转床吸附系统，其包括旋转浓缩机吸附剂介质的原位高温再生。

相关技术描述

旋转吸附浓缩机系统在本领域中应用已久，并且使用现有技术。该系统通常从一个流体物流(有时称为工艺流体物流或吸附流体物流)中收集吸附物，并以更浓缩的形式将其转移到第二流体物流，有时称为脱附流体物流。通常，被移除的吸附物包括挥发性有机化合物(“VOC”)。

与其它技术比较，旋转浓缩机技术提供浓缩能力和操作效率。它对其中存在具有低到中等范围沸点的VOC的低浓度排放物流是特别有用的。这样的排放物流例如产生在半导体生产和喷漆房间的排放物流中。所述基础技术可以大量节省燃料，其正推动工业界将转子浓缩机的应用基础扩展到处理在其排放物流中含有高沸点或聚合的VOC的排放物流。

在通常的转子浓缩机系统中，所述吸附剂材料或介质被盛放在转子外壳中，该转子外壳被分成多个转子处理区域，且所述转子以连续操作循环的方式旋转。所述载有VOC的工艺气流通过所述处理区，在那里所述VOC被保留在所述转子介质上，且净化的工艺气体离开所述转子。

通过所述处理区后，所述转子进入所述脱附气流通过的脱附区。在进入所述介质前，所述脱附气流被加热至足够的温度(通常250-400°F)，并从所述转子介质中解吸或再次挥发VOC。所述脱附气流通常是所述工艺气流的体积的1/10，虽然更小的百分比也被经常使用。所述脱附气流由换热器在氧化器的废气中加热器或以其它方法加热，其是一个独立的回收热的分离设备。一旦所述脱附气流离开所述介质，已经混入VOC，就将其称为浓缩气流。该浓缩气流被导入最终处理设备，通常为已知结构的氧化器，该氧化器在高温下使污染物氧化，形成可以被排入大气的二氧化碳(CO₂)和水。

对于高沸点VOC、聚合VOC(例如苯乙烯)和其它混入的污染物(例如油漆过量喷雾)，人们担心在系统的正常操作模式下，VOC不能从所述转子吸附剂介质中完全脱附，因为所述已知系统的脱附流体物流的温度不足够高。(在本文中，流体包括空气或其它气体物流。)因此，截留的化合物将阻碍所述吸附介质中的吸附位，降低所述介质的吸附效率。所述转子介质的基质的堵塞也可能发生。这将增加跨越该转子的压降。这样的压力增加将导致整个系统的操作失衡，并且增加空气输运设备的功率消耗。在所述转子系统的上游除去这些VOC和污染物是不可能的或不理想的，因为它要求额外设备(例如冷凝机)的额外的花销、安装和维护。

尽管是常规的脱附过程，在所述转子介质截留有VOC和污染物的情况下，希望使所述介质返回到其不含VOC、污染物、有机物等的初始状态。转子介质的这种再生也避免了昂贵的更换成本。目前，转子浓缩机介质的再生一般通过洗涤过程或异位加热过程来实现。

为了从吸附物转子中除去过量的污染物，一份先前的美国专利号7,018,447描述了原位在线洗涤转子的方法。根据该专利，洗涤剂被加入到所述转子的脱附部分，然后该转子的脱附部分被旋转360°加一个扇区。然后该扇区被洗涤。该方法继续进行直到所有的扇区已经被洗涤。洗涤剂是温和的洗涤剂或酸。该过程产生了液体废物流作为该过程的副产物。该液体废物流需要被从所述设备的外壳中收集，然后作为有害废物处理。这要求另外的收集设备，以及需要过程和工序来处理废液。

在更典型的异位加热洗涤转子的过程中，所述转子介质被物理地从其外壳中移出并转移到另一个地方。在那里，所述介质经历高温，持续的时间足以除去污染物。当所述转子介质被处理时，该过程要求大量的劳力消耗和大量的系统停工时间。如果不能维持专业操作程序，或者如果不能正确控制所述介质的内部温度，使用异位加热过程也可能对所述介质造成需要更换的永久损害。

发明概述

本发明的一个目的是提供旋转吸附介质的原位高温再生。

本发明的另一个目的是原位再生和/或清洗旋转吸附介质，而不产生额外的废物流。

本发明的还有另一个目的是提供旋转吸附介质的原位再生，同时降低劳动力成本以及降低系统停工时间。

本发明的转子浓缩机系统的原位再生使转子浓缩机的吸附材料或介质返回到没有截留的VOC、有机物或污染物的接近初始状态。通过增加用于转子处理的气流的温度和使所述转子浓缩机介质在其操作循环的一个或多个扇形内经历更高温度的转子处理气流，可以实现该操作，而不必从所述转子浓缩机中移出所述吸附剂介质。该更高温度的气流将挥发、破坏或分解所述介质上截留的VOC污染物，并使污染物从所述转子浓缩机系统排出。所排出的气流然后被进一步处理或以安全的方式排放。本发明利用时间和温度以确保所述介质完全且充分地再生，并设计用来再生所述转子而不产生额外的废物流。

在本发明的优选实施方案中，一个单独的转子处理区被指定用于本发明的再生步骤。该再生区位于所述转子外壳的所述转子的现有的脱附入口段的部分内。在所述再生操作循环过程中，高温(通常600-1000°F)气流被导入所述再生区。该高温气流在本文中被称为再生气流。该再生气流取自所述系统使用的氧化器的排放物流。

在其它实施方案中，所述再生气流取自单独的加热设备。对于该加热的再生气流的来源有许多选择。理想的布局源自整个系统。转子浓缩机系统的要求将决定用于所述脱附气流的加热设备和用于浓缩气流的最终处理设备，然后它能被设计包括本发明的加强组件和操作。根据整个转子浓缩机系统中的组件、转子浓缩机系统处可利用的热和能源以及转子浓缩机系统的整体要求，熟悉该技术的人员可以调整所述再生气流加热装置。

本发明的仍其它的实施方案包括将转子浓缩器外壳内的不同位置用作所述再生区。在转子外壳内有许多可能被设计为所述再生区的位置(包括具有多个转子处理区的系统，如美国专利号6,328,787所述)。本发明可以被永久安置在所述转子浓缩机系统中，或可以由根据需要加以安装的可拆卸的组件构成。

如文中所用的，“操作循环”是指吸附剂物质运行的路径，在此路径中所述吸附剂物质经历吸附和脱附过程。词语“依次”是指相对的顺序，但不必要求一个立即接另一个。例如，即使转子的另一个区被插入“第一区”和“第二区”之间，仍然可以正确地说所述吸附剂物质或介质依次通过第一区、第二区，诸如此类。

本发明用于所述转子介质的原位再生系统比现有技术具有更大的优势。该创新不会产生需要单独处理的任何额外的废物物流。它也省去了或大量降低了劳动力花费，并降低了系统停工时间。所述再生过程能在想要时进行操作。或者，系统控制能够被程序化从而以预定的时间间隔、在常规维护停车过程中或连续地自动操作该再生过程。

熟本领域技术人员结合其中的附图阅读下面的发明详述时，将理解本发明的上述的和其它的目的、特征和优点。

附图简述

图1是依照本发明的转子吸附浓缩机系统的本发明的优选实施方案的示意性流程图；

图1A是图1所示的转子的放大平面图及相关流体物流；

图2是优选实施方案中转子的“前面”的平面图，即，工艺气流进入介质之处的转子介质的侧面，并且显示了转子处理区的细节；

图3是优选实施方案中转子的“后面”的平面图，即，工艺气流离开介质之处的转子介质的侧面，并且显示了转子处理区的细节；

图4是转子“前面”上的管路连接的示意性透视图；

图5是转子“后面”上的管路连接的示意性透视图；

图6是描述转子介质在再生循环过程中，随着其在其操作循环中旋转经过处理、脱附、冷却和再生区时，转子介质的“前面”和“后面”所经历的介质温度的图表；

图7是本发明的另一实施方案的类似于图1的示意性流程图，其中再生热来自专门的热源，且所述再生流体物流的来源独立于所述吸附过程；

图7A是图7的实施方案的类似于图1A的放大平面图；

图8是本发明的另一实施方案的转子“后面”的类似于图3的平面图，其中再生区被嵌入脱附区内；

图9是本发明的另一实施方案的类似于图1的示意性流程图，其中再生区位于处理区内；

图10是本发明的又一实施方案的类似于图1的示意性流程图，其中再生区能够被同时用作再生区或脱附区；

图10A是图10的实施方案的类似于图1a的放大平面图；以及

图11是本发明的另一实施方案的转子“后面”的类似于图3的平面图，其中再生区被嵌入处理区内，但能够沿径向路径从该介质的边缘向圆心移动。

优选实施方案详述

现在参考附图并首先参照图1，举例说明了根据本发明的旋转浓缩机系统10的第一优选实施方案。所述系统包括常规结构的旋转盘状物11，该旋转盘状物11含有或涂有可再生的吸附剂材料，在操作循环中，其通过下文所述的多个区12-16。

盘11是承载于转子外壳内的旋转吸附剂介质(下文有时称为“介质”)，所述转子外壳被界定了多个处理区12-16，最大的是处理区12。所述旋转介质被可旋转地安置在所述外壳内(在图1中未显示)，并通过马达18和皮带20或熟练的技术人员显而易见的任何其它常规方式使其绕其中心轴旋转。

介质11由已知的基质组成，例如使用VOC吸附剂(例如沸石等)浸渍的波纹板材料。构造所述基质以使气体以基本上使其平行于其旋转轴的方向从其前面22向后面24流过所述介质。

任何已知来源的载有VOC的工艺入口物流26被风扇28吸入所述旋转介质11中，以随着转子缓慢旋转流过由周围的外壳所确定的第一处理区12。正如已知的现有技术，所述吸附剂材料，例如沸石，从气流26中吸附(装载、截留)VOC，且净化的工艺气作为物流29离开外壳的后面并被排入大气或再循环。

图4示意性地说明了围绕所述介质的外壳30。所述外壳具有边缘32以及前侧34，显示了入口管36，其用于使载有VOC的工艺入口物流26供应到所述区12。该图也显示了外壳的出口充气室38，其用于所述浓缩气流和所述再生气流离开区13-16，并显示了与之相连的返回管40。正如已知的现有技术，位于所述出口充气室38的侧壁39处的外壳中的密封物32将所述处理区12与区13-15分隔开。图2中显示了这些密封物39’以及外围边缘密封物32’。

图5说明了外壳30的后面42，以及接收从处理区12排放的净化的气流29的工艺出气管44。它也显示了用于区13-16的入口供应充气室49，其被壁46-48分隔成隔离的区13-16，以及如下文所述的它们相关的脱附、再生和冷却气流管50、51和52。图3描述了在介质12的后面位于外壳内部的密封物13’、14’、15’、16’和17’，其分隔了区13-16，以及边缘密封物32’。这些密封物的结构和操作在本领域是已知的。可以理解，通过使用下文所述的各个实施方案的具有其它的区布置的其它充气室坡度，能够改变所述充气室49的各个区的位置。

再次参考图1并也参考图1A，所述介质11被顺时针旋转，并从所述处理区12通过依次进入所述脱附区13和15。在没有采用本发明的转子浓缩机系统中，所述脱附区通常是单一合并的区。

如图5所示，将脱附气流54从管50供应到所述脱附区13和15。如下文所述，该气流被加热到足够的温度(250-400°F)，以挥发被吸附的VOC的绝大部分。当该加热的气流通过脱附区13和15中的载有VOC的介质时，它也加热了所述介质。VOC被从所述介质中除去，并夹带于由管50供应的脱附气流54中。所述脱附气流通常是所述工艺气流体积的1/10或更低。在没有采用本发明的通常的转子浓缩机系统中，区13和15被合并成单一的区。

如图1所示，加热所述脱附气流的能量来自于热氧化器60的废气58中的第二换热器56。在其它实施方案中，可以使用其它的热源。

一旦离开所述介质，夹带有VOC的脱附气流54被称为浓缩气流62。所述浓缩气流62靠风扇64导入最终的处理设备，即所述热氧化器60。

在其操作循环中，所述介质连续旋转，从所述脱附区13和15进入所述冷却区16。一部分工艺气流26被导入所述冷却区16，如图4中的虚线66所示。这是所述转子前面的处理区12与后面的冷却区16重叠的结果，通过比较图4和图5可显而易见以及从所述介质的波纹/凹槽特征可显而易见。这部分工艺气充当冷却气流68。当其在冷却区16中通过所述介质时，所述冷却气流冷却已经在所述脱附区被提高了温度的介质。该工艺使得所述介质任选地从再次进入处理区12的工艺气流中再次吸附VOC。当其通过所述冷却区16中的介质时，所述冷却气流被所述介质的潜热加热。该冷却气流被风扇70供应到加热器56，并形成脱附气流56。

在本发明的优选实施方案中，提供了所述转子处理区或再生区14，并位于临近于所述第一脱附区13和第二脱附区15之处。在通常的操作模式(模式A)下，当所述系统是在线的(即，当工艺气正流过所述介质且所述介质正从工艺气流26中吸附VOC时)并且所述介质不需要再生时，所述再生区14被隔离并通过关闭向管51和区14供应再生气流的管路中的再生节气阀72使其失去作用。

当所述介质11需要被再生时，就启动所述转子浓缩机的再生循环(模式B)。在所述再生循环中，所述再生阀或节气阀72被打开。其将高温再生气流80导入到所述再生区14。所述再生气流取自热氧化器60的出口废气58，该出口废气58位于氧化器中的换热器82和外部换热器56之间。

氧化器60具有已知的结构，并从风扇64接收所述浓缩气流62。所述浓缩气流首先进入换热器82，然后经过燃烧器室83，该燃烧器室以已知的方式将VOC转化成CO₂和水。所述燃烧器室83的热气流进入换热器82，在此其在所述浓缩气流进入燃烧器室83之前加热该浓缩气流。然后该气流作为氧化器的排放气流58离开所述氧化器，并进入所述换热器56，在此它释放热给所述冷却气流68，以提高冷却气流68的温度至250-400°F。所述氧化器60和换热器56之间的排放气流58，具有600-1000°F的非常高的温度，且当节气阀72打开时一部分作为再生气流80被供应。

在所述介质在再生循环中运转过程中，所述介质经过所述处理区12，然后进入所述第一脱附区13，在此所述介质被由加热器56供应的脱附气流54加热至250-400°F。这有两个目的--从所述介质中除去VOC，以及预热所述介质以使再生区14所需的能量最小化。然后所述介质旋转进入所述再生区14，在此它接触高温(600-1000°F)再生气流80，该高温再生气流80来自所述氧化器60和换热器82的氧化器排放气流58。在再生区14中，所述介质被加热至600-1000°F，这将挥发、破坏或分解所述介质上截留的有机物和污染物。

再生区14显示为角度为10°的扇形。所述再生气流被调控，以确保离开再生区的介质已经被维持在必须的温度和时间下以挥发、破坏或分解所述介质上截留的有机物和污染物。

确保所述再生温度和时间被正确维持的进一步的方式是，降低再生循环过程中转轮的旋转速度至1转/小时(RPH)。如本领域技术人员所能理解的，这可以以任何便利的方式来实现，例如对马达18使用RPH控制器等。

所述介质11旋转通过再生区14后，其进入所述第二脱附区15。在所述第二脱附区，使另外的脱附气(250-400°F)通过所述介质，以冷却该介质并降低热应力对该介质和所述外壳的介质承载材料的影响。所述介质继续旋转进入所述冷却区16，然后进入所述处理区12。所述再生循环继续操作，直到所有介质已经通过活性再生区至少一次。所述再生循环能够在系统的控制之下预程序化以实现自动化，而不需要操作工的介入，或者在需要时执行本领域技术人员已知的手工操作。

图6列出了优选实施方案中介质11在再生循环过程中旋转通过各个转子处理区时介质11的温度的具体细节。取决于再生区的位置和周围区的温度，本发明的其它实施方案将具有不同的温度细节。图表中的实线代表操作循环过程中所述前面处的介质温度，以及虚线代表所述后面处的介质温度。如前所述，所述转子介质的“前面”是所述工艺气流进入以及所述浓缩和再生气流离开介质的该介质的那一面。所述转子介质的“后面”是所述工艺气流离开以及所述脱附和再生气流进入所述介质的与所述介质“前面”相对的那一面。在所述转子处理区13-16，由于所述介质的比热和介质上任何吸附化合物的潜热，在所述气流离开的那面上加热和冷却所述介质有显著的延迟。在所述处理区(所述介质的90°-360°/0°角的扇形)，前面和后面的介质温度是与所述处理气温度(50-110°F)平衡的。当所述介质旋转进入所述第一脱附区13(360°/0°-25°角的扇形)，所述后面接触所述脱附气流，并被迅速加热到脱附气流温度(250-400°F)。所述前面的介质没有被加热到脱附气流温度(250-400°F)，直到其接近于离开第一脱附区。所述介质继续旋转进入所述再生区14(25°-35°角的扇形)，在此所述后面接触所述再生气流，并被迅速加热到再生气流温度(600-1000°F)。所述前面的介质没有被加热到再生气流温度(600-1000°F)，直到其接近于离开所述再生区14。然后所述介质旋转进入所述第二脱附区15，在此所述后面再次接触所述脱附气流54，并被迅速冷却至脱附气流温度(250-400°F)。所述前面的介质没有被冷却到脱附气流温度(250-400°F)，直到其接近于离开所述第二脱附区15。所述介质继续旋转进入所述冷却区16，在此所述介质的前面接触工艺气流的一部分66，该66将变成所述冷却气流68。所述介质的前面被迅速冷却至处理温度(50-110°F)。所述后面的介质没有冷却至处理温度(250-400°F)，直到其接近于离开所述冷却区。然后所述介质旋转进入处理区12，在此所述循环重复进行直到再生循环停止。

对于简化的目的，如上所述，处于转子处理区之间的由所述转子外壳提供的密封区域被认为是可以忽略的，并被包括在每个转子处理区的棱角中。

用在本说明书中的本发明的所有参数，例如尺寸、角度、速度、温度等，是为了清楚的目的。鉴于所述再生区中使用高温，为了加热和冷却所述介质以实现正确的再生并维持系统的整体性，本领域技术人员可以使用不同的参数调整该技术，以在介质旋转速度、转子处理区(包括再生区)尺寸、系统气流量(包括再生气流)和系统气流温度(包括再生气流温度)之间获得平衡。

图7说明了本发明的另一个实施方案，其中所述再生气流的来源独立于所述吸附过程，并使用替代的加热设备代替所述氧化器进行加热。该替代的加热设备被显示为加热器90(即，独立于氧化器的热源或用在脱附系统中的另一个内部加热器)，其可以是专用的设备，例如电加热器或气体再生气流加热器。在图7中所示实施方案中进入再生加热器90的气体的来源是环境空气流(来自系统周围的空气)。进入所述再生加热器的气体的来源也可以是另一个转子处理区气流、人造气流(来自氮气再生系统)或系统所在位置处的另一股可利用的气流。如图7实施方案所示，浓缩气流62被加入器82返回到氧化器，穿过换热器82和氧化器的燃烧器室83，然后再次穿过换热器82至换热器56。不同于图1的实施方案，所述再生气流80不是取自所述氧化器废气58。而是用独立加热器90加热来自另一来源的气流，以产生所述再生气流80，该再生气流80在再生循环过程中通过节气阀72供应到所述再生区14。使用专用的再生气流加热器的优点之一是能够调整所述再生气流，例如，如果在再生循环过程中预见到了潜在可燃条件，使用惰性气体作为所述再生气流。用于加热再生气流的方法有许多选择。根据整个转子浓缩机系统中的组件、旋转浓缩机系统现场处可利用的热和能源以及旋转浓缩机系统的整体要求，熟悉该技术的人员可以调整所述再生气流80的来源和所述再生气流的加热设备90。

图8说明了本发明的另一个实施方案，其中所述再生区被嵌入所述转子浓缩机系统的脱附转子处理区内。图8显示了一个使所述再生区嵌入所述脱附区的方法，其中所述区14位于单个的更大的脱附区84内。如图8所示，在面对所述介质的转子外壳内部提供了楔形密封物14”，以形成所述再生区14。

当所述再生气流和再生组件的热和能量通过泄露、辐射、传导或对流可能损害系统的整体性或导致其它转子浓缩机系统组件被损坏时，图8的实施方案是有优势的。按该方式使所述再生区嵌入另一个转子处理区，例如脱附区，使更冷气体包围所述再生区以产生缓冲区。这使再生的热和能量限定于能够处理提高的温度的那些组件。当使所述再生区嵌入另一个区时，重要的是，使被再生循环中的所述再生区处理的介质的面积匹配于或扩至超过可得到的用来吸附VOC的介质的面积。

图9说明了本发明的另一个实施方案，其中所述再生区14被隔离在或位置临近于任何转子处理区，例如所述处理区、冷却区或脱附区。在所述转子外壳内有许多可能用作所述再生区的位置(包括专利号6,328,787中描述的系统内的多个转子处理区的任何一个)。在图9a中，定位所述再生区14的方法，以使其临近于第一处理区12a和第二更大处理区12b。当所述再生区需要是更易达到的时或当其它气流更能够有助于加热和冷却所述介质时，该系统有利于在再生循环过程中实现正确的再生以及维持系统的整体性。

图10和10A说明了本发明的另一个实施方案，其中当所述系统未处于再生循环状态(模式B)时，所述再生区被再次用作不同的转子处理区。在这种情况下，所述再生区14被用作对其隔离在内或与其临近的转子处理区，但也能被再次用作许多可能的转子处理区的任何一个，这是转子浓缩机技术的各种实施方案的一部分。如图10所示，用图1的本发明的优选实施方案将基本的转子浓缩机整合于其中，以使所述再生区14在所述介质处导入脱附气。在转子浓缩机的一般操作模式(模式A)过程中，所述再生节气阀72被关闭，且连接在所述脱附气流54和再生区14之间的单独的再生隔离节气阀92被打开，以使脱附气进入所述区14。这样使所述脱附气流被导入至所述介质。在所述再生循环(模式B)过程中，所述再生节气阀72被打开，且所述再生隔离节气阀92被关闭，这使所述再生气流80被导入所述介质。能够再次使用所述再生区作为另一个转子处理区是有利的，因为它使再生区内介质的面积可被用于其它目的，这可以改进所述转子浓缩机系统的性能。

图11显示了本发明的另一个实施方案，其中所述再生区14被显示为嵌入在所述处理区中，但比前面的实施方案具有更小的面积。如前所述，所述再生区被密封物14”包围。在该实施方案中，所述再生区被允许沿径向再生路径94移动，以使所述再生区14处理所有的介质。可以手工或通过自动设备进行所述再生区的移动。在该实施方案的再生循环过程中，所述再生区14沿所述介质的边缘出发。通过上述方法将再生气流供应到所述再生区，并且所述介质被旋转通过所述再生区。在所述介质进行一个完整旋转后，所述再生区14逐步朝向所述介质的中心移动。如本领域技术人员所理解的，通过移动密封物14”及其相应的充气室以及管线可以进行该操作。持续进行再生气流向再生区14的供应、再生区14沿再生路径94的逐步移动和介质的旋转，直到所述再生区14完成再生路径并成功地再生所有的介质。

在本发明的上述优选实施方案中，所有组件被永久整合到所述转子浓缩机系统中。在其它的实施方案中，一个或更多的组件(例如，气体输送设备，加热器)是可拆除的并根据要求进行安装。在要求再生循环的现场具有多个转子浓缩机系统的情况下，具有可拆除的组件有利于在异常或其它可能的需要后，重新装配已有的系统，以恢复系统性能。

可以理解，通过控制介质的旋转速度、再生区的尺寸和/或再生流体气流的体积、以及处理各种污染物的具体操作温度和操作条件，可以改变本发明的方法和系统。

本发明的其它实施方案可以将所述再生区分隔成多个独立的再生区。该分隔可以是径向的、角向的或以任何其它的方向。如果所述再生气流中具有有限的能量，为了获得想要的系统平衡、维持系统的整体性、缩短再生循环时间或为了其它的原因，再生区的分隔是有利的。当分隔所述再生区时，再生循环的操作应确保每个单独的再生区被以这样的方式操作：再生区设计用来处理的介质被正确地再生。

未采用本发明的转子浓缩机的其它实施方案仍可以具有额外的或不同的转子处理区、气流或操作方法。此外，未采用本发明的转子浓缩机的其它实施方案可以具有以不同的方向布置的介质，例如柱状或鼓状而不是下述的盘状。对于转子浓缩机技术的每种变化，本发明的各个实施方案可以采用。

应当指出，当系统正处理被污染的工艺气或未污染的工艺气流时，打算执行上述再生方法。应当理解，当系统离线而没有产生被污染的处理空气或流体物流的过程时，能够进行所述再生方法。

上述实施方案代表了本发明的优选实施方案，且仅仅出于举例说明的目的而提供。它们并不意图限制本发明的范围和主旨。虽然已经显示并描述了具体的构造、结构、条件等，但这些是非限制性的。本领域技术人员在本发明的范围内可以构想许多修改和改变。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.旋转吸附浓缩机的原位再生方法，包括以下步骤：

使吸附剂浓缩机介质旋转，以在操作循环过程中使所述介质依次通过多个处理区；

输送含有吸附物和待被第一区内的介质除去的污染物的工艺流体物流；

使脱附流体物流在第一温度范围下通过第二区内的介质，以除去被所述第一区内的介质吸附的吸附物；以及

使单独的再生流体物流在为至少600°F且高于所述第一温度范围的第二温度范围下通过第三区内的介质，以再生所述介质并从所述介质中除去残留的吸附物和污染物。

2.权利要求1所定义的方法，其中所述第一温度范围为250-400°F。

3.权利要求2所定义的方法，其中所述第二温度范围为600-1000°F。

4.权利要求1所定义的方法，包括由氧化器的排放气流提供所述再生气流的步骤，该氧化器在脱附气流通过所述第一区后从所述脱附气流中除去吸附物并从所述再生物流中除去污染物。

5.权利要求1所定义的方法，包括由独立于所述吸附过程的热源提供所述再生气流的步骤。

6.权利要求1所定义的方法，包括使单独的冷却流体物流通过第四区内的介质的步骤，所述第四区在介质操作循环的旋转路径中在所述第一区之前并在所述第二和第三区之后。

7.权利要求6所定义的方法，包括由所述工艺气流提供所述冷却流体物流的步骤。

8.权利要求6所定义的方法，包括在冷却气流通过所述介质后加热所述冷却气流然后在所述第一温度范围下将其作为所述脱附气流返回到所述介质中的步骤。

9.权利要求7所定义的方法，包括供应所述脱附气流到用于在其中除去污染物的氧化器同时产生高温氧化器排放气流的步骤。

10.权利要求1所定义的方法，其中所述第二区包括两个脱附区，以及所述第三区位于所述两个脱附区之间。

11.权利要求1所定义的方法，其中所述第二区是单独的区，以及所述第三区被嵌入到所述第二区并被所述第二区包围。

12.权利要求1所定义的方法，其中所述第一区包括用于通过所述介质吸附污染物的两个处理区，以及所述第三区位于所述两个吸附区之间。

13.权利要求1所定义的方法，包括控制所述介质的旋转速度的步骤。

14.权利要求1所定义的方法，包括调节所述再生流体物流的流量的步骤。

15.权利要求1所定义的方法，包括改变所述第三区的尺寸的步骤。

16.权利要求1所定义的方法，包括通过所述介质的至少一个完整的旋转循环执行所述方法的步骤。

17.旋转吸附浓缩机系统，其包括：

旋转吸附浓缩机介质；

使所述介质旋转通过操作循环的设备；

用于将含有吸附物和待被所述介质除去的污染物的工艺流体物流供应到所述介质旋转通过的第一隔离处理区的设备；

用于将脱附流体物流在第一温度范围下供应到第二隔离区内的介质中的设备，其中所述第二隔离区供所述介质旋转通过以除去被所述介质吸附的吸附物；

用于在为至少600°F且高于所述第一温度范围的第二温度范围下供应第三隔离区中的单独的再生流体物流以再生所述介质并从所述介质中除去残留的吸附物和污染物的设备。

18.权利要求17所定义的系统，其中所述用于供应脱附流体物流的设备在250-400°F的温度范围下供应所述物流。

19.权利要求18所定义的系统，其中所述用于供应再生流体物流的设备在600-1000°F的温度范围下供应所述物流。

20.权利要求17所定义的系统，包括用于提供氧化器的排放气流作为再生流体物流以在脱附气流通过所述第一区后从所述脱附气流中除去污染物的设备。

21.权利要求17所定义的系统，包括用于从独立于所述吸附过程的热源提供所述再生气流的设备。

22.权利要求17所定义的系统，包括用于输送冷却流体物流通过第四区内的介质的设备，其中在所述介质操作循环的旋转路径上，所述第四区在所述第一区之前并在所述第二和第三区之后。

23.权利要求22所定义的系统，其中所述用于输送单独的冷却流体的设备包括用于由所述工艺气流提供所述冷却流体的设备。

24.权利要求22所定义的系统，包括用于在冷却气流通过所述介质后加热所述冷却气流然后使其在所述第一温度范围下作为脱附气流返回到所述介质中的设备。

25.权利要求22所定义的系统，包括这样的设备，该设备用于向用于在其中除去污染物的氧化器供应所述脱附气流同时产生高温氧化器排放物流。

26.权利要求17所定义的系统，包括这样的设备，该设备用于提供第四隔离区的一部分并用位于所述两个脱附区之间的所述第三区使所述脱附流体物流供应至所述第四区。

27.权利要求17所定义的系统，其中所述第二区是单独的区，以及所述第三区被嵌入在所述第二区中并被所述第二区包围。

28.权利要求17所定义的系统，其中所述第一区包括两个用于通过所述介质吸附污染物的处理区，以及所述第三区位于所述两个吸附区之间。

29.权利要求17所定义的系统，包括用于控制所述介质的旋转速度的设备。

30.权利要求17所定义的系统，包括用于调节所述再生流体物流的流量的设备。

31.旋转吸附浓缩机的原位再生方法，包括以下步骤：

使吸附剂浓缩机介质旋转，以使得在操作循环过程中，所述介质依次通过包括其中至少一个是再生区的多个处理区；以及

使再生流体物流在超过600°F的温度下，通过所述第一再生区内的介质，以从所述介质中除去污染物。

32.权利要求31所定义的方法，其中在600-1000°F的温度范围下供应所述再生流体物流。

33.权利要求31所定义的方法，包括由所述吸附过程内的热源加热所述再生流体物流的步骤。

34.权利要求31所定义的方法，包括由独立于所述吸附过程的热源加热所述再生流体物流的步骤。

35.权利要求31所定义的方法，包括由用于所述吸附过程中的流体物流提供所述再生流体物流的步骤。

36.权利要求31所定义的方法，包括由独立于所述吸附过程的流体物流提供所述再生流体物流的步骤。

37.权利要求31所定义的方法，包括使转子处理区中的另一个成为两个区并使所述再生区位于所述两个区之间的步骤。

38.权利要求31所定义的方法，包括使所述再生区嵌入所述处理区中的另一个的步骤。

39.权利要求31所定义的方法，其中所述再生区包括多个径向分开的区。

40.权利要求31所定义的方法，其中所述再生区包括多个角向分开的区。

41.权利要求39和40之一所定义的方法，包括独立提供所述再生流体物流至所述分开的再生区的步骤。

42.权利要求31所定义的方法，包括提供所述再生流体物流至所述再生区而与所述转子处理区的其它区的其它流体物流无关的步骤。

43.权利要求31所定义的方法，包括控制所述介质的旋转速度的步骤。

44.权利要求31所定义的方法，包括调节所述再生流体物流的流量的步骤。

45.权利要求31所定义的方法，包括改变所述再生区的尺寸的步骤。

46.权利要求31所定义的方法，其中所述旋转所述介质的步骤包括使所述介质旋转通过所述再生区的介质的至少一个完整的旋转循环。

47.权利要求39和40之一所定义的方法，其中所述旋转所述介质的步骤包括使所述介质旋转通过每个分开的再生区的介质的至少一个完整的旋转循环。

48.权利要求31所定义的方法，包括改变所述再生区在所述转子浓缩机介质中的位置的步骤。

49.权利要求31所定义的方法，包括以下步骤：选择性地提供所述再生流体物流至所述再生区，以及当所述再生流体物流未被向再生区供应时供应吸附过程的另一流体物流至所述再生区，其中当没有使再生流体物流通过第一区时，所述第一区可以是另一转子处理区的一部分。

50.旋转吸附浓缩机系统，包括：

旋转吸附浓缩机介质；

使所述浓缩机介质旋转通过操作循环的设备；以及

用于使再生流体物流在超过600°F的温度下通过第一再生区的介质以从所述介质中除去污染物的设备。

51.权利要求50所定义的系统，其中所述再生流体物流的温度范围为600-1000°F。

52.权利要求50所定义的系统，包括用于由所述吸附过程内的热源提供所述再生流体物流的设备。

53.权利要求50所定义的系统，包括用于由独立于所述吸附过程的热源提供所述再生流体物流的设备。

54.权利要求50所定义的系统，包括用于在旋转浓缩机介质中界定多个转子处理区的设备。

55.权利要求54所定义的系统，其中所述多个转子处理区包括至少两个区，以及所述再生区位于所述至少两个转子处理区之间。

56.权利要求54所定义的系统，其中所述再生区被嵌入所述转子处理区之一中。

57.权利要求50所定义的系统，包括用于将所述再生区分隔成多个径向分开的区的设备。

58.权利要求50所定义的系统，包括用于将所述再生区分隔成多个角向分开的区的设备。

59.权利要求57和58之一所定义的系统，包括用于独立提供所述再生流体物流至所述分开的再生区的设备。

60.权利要求50所定义的系统，包括用于提供所述再生流体物流至所述再生区而与其它转子处理区中的其它流体物流无关的设备。

61.权利要求50所定义的系统，包括用于控制所述介质的旋转速度的设备。

62.权利要求50所定义的系统，包括用于调节所述再生流体物流的流量的设备。

63.权利要求50所定义的系统，包括用于改变所述再生区的尺寸的设备。

64.权利要求50所定义的系统，包括用于改变所述再生区在所述转子浓缩机内的位置的设备。

65.权利要求50所定义的系统，包括用于由所述吸附过程内的流体物流提供所述再生流体物流的设备。

66.权利要求50所定义的系统，包括用于由独立于所述吸附过程的流体物流提供所述再生流体物流的设备。

67.权利要求50所定义的系统，包括用于选择性地提供所述再生流体物流至所述再生区以及当所述再生区未被向其供应时用于供应所述吸附过程的另一流体物流至所述再生区的设备。

Claims (67)

1.旋转吸附浓缩机的原位再生方法，包括以下步骤：

使吸附剂浓缩机介质旋转，以在操作循环过程中使所述介质依次通过多个处理区；

输送含有待被第一区内的介质除去的污染物的工艺流体物流；

使脱附流体物流在第一温度范围下通过第二区内的介质，以除去被所述第一区内的介质吸附的污染物；以及

使再生流体物流在高于所述第一温度范围的第二温度范围下通过第三区内的介质，以再生所述介质并从所述介质中除去残留的污染物。

2.权利要求1所定义的方法，其中所述第一温度范围为250-400°F。

3.权利要求2所定义的方法，其中所述第二温度范围为600-1000°F。

4.权利要求1所定义的方法，包括由氧化器的排放气流提供所述再生气流的步骤，该氧化器在脱附气流通过所述第一区后从所述脱附气流中除去污染物。

5.权利要求1所定义的方法，包括由独立于所述吸附过程的热源提供所述再生气流的步骤。

6.权利要求1所定义的方法，包括使冷却流体物流通过第四区内的介质的步骤，所述第四区在介质操作循环的旋转路径中在所述第一区之前并在所述第二和第三区之后。

7.权利要求6所定义的方法，包括由所述工艺气流提供所述冷却流体物流的步骤。

8.权利要求6所定义的方法，包括在冷却气流通过所述介质后加热所述冷却气流然后在所述第一温度范围下将其作为所述脱附气流返回到所述介质中的步骤。

9.权利要求7所定义的方法，包括供应所述脱附气流到用于在其中除去污染物的氧化器同时产生高温氧化器排放气流的步骤。

10.权利要求1所定义的方法，其中所述第二区包括两个脱附区，以及所述第三区位于所述两个脱附区之间。

11.权利要求1所定义的方法，其中所述第二区是单独的区，以及所述第三区被嵌入到所述第二区并被所述第二区包围。

12.权利要求1所定义的方法，其中所述第一区包括用于通过所述介质吸附污染物的两个处理区，以及所述第三区位于所述两个吸附区之间。

13.权利要求1所定义的方法，包括控制所述介质的旋转速度的步骤。

14.权利要求1所定义的方法，包括调节所述再生流体物流的流量的步骤。

15.权利要求1所定义的方法，包括改变所述第三区的尺寸的步骤。

16.权利要求1所定义的方法，包括通过所述介质的至少一个完整的旋转循环执行所述方法的步骤。

17.旋转吸附浓缩机系统，其包括：

旋转吸附浓缩机介质；

使所述介质旋转通过操作循环的设备；

用于将含有待被所述介质除去的污染物的工艺流体物流供应到所述介质旋转通过的第一隔离处理区的设备；

用于将脱附流体物流在第一温度范围下供应到第二隔离区内的介质中的设备，其中所述第二隔离区供所述介质旋转通过以除去被所述介质吸附的污染物；

用于在高于所述第一温度范围的第二温度范围下供应第三隔离区中的再生流体物流以再生所述介质并从所述介质中除去残留污染物的设备。

18.权利要求17所定义的系统，其中所述用于供应脱附流体物流的设备在250-400°F的温度范围下供应所述物流。

19.权利要求18所定义的系统，其中所述用于供应再生流体物流的设备在600-1000°F的温度范围下供应所述物流。

20.权利要求17所定义的系统，包括用于提供氧化器的排放气流作为再生流体物流以在脱附气流通过所述第一区后从所述脱附气流中除去污染物的设备。

21.权利要求17所定义的系统，包括用于从独立于所述吸附过程的热源提供所述再生气流的设备。

22.权利要求17所定义的系统，包括用于输送冷却流体物流通过第四区内的介质的设备，其中在所述介质操作循环的旋转路径上，所述第四区在所述第一区之前并在所述第二和第三区之后。

23.权利要求22所定义的系统，其中所述用于输送冷却流体的设备包括用于由所述工艺气流提供所述冷却流体的设备。

24.权利要求22所定义的系统，包括用于在冷却气流通过所述介质后加热所述冷却气流然后使其在所述第一温度范围下作为脱附气流返回到所述介质中的设备。

25.权利要求22所定义的系统，包括这样的设备，该设备用于向用于在其中除去污染物的氧化器供应所述脱附气流同时产生高温氧化器排放物流。

26.权利要求17所定义的系统，包括这样的设备，该设备用于提供第四隔离区的一部分并用位于所述两个脱附区之间的所述第三区使所述脱附流体物流供应至所述第四区。

27.权利要求17所定义的系统，其中所述第二区是单独的区，以及所述第三区被嵌入在所述第二区中并被所述第二区包围。

28.权利要求17所定义的系统，其中所述第一区包括两个用于通过所述介质吸附污染物的处理区，以及所述第三区位于所述两个吸附区之间。

29.权利要求17所定义的系统，包括用于控制所述介质的旋转速度的设备。

30.权利要求17所定义的系统，包括用于调节所述再生流体物流的流量的设备。

31.旋转吸附浓缩机的原位再生方法，包括以下步骤：

使吸附剂浓缩机介质旋转，以使得在操作循环过程中，所述介质依次通过包括其中至少一个是再生区的多个处理区；以及

使再生流体物流在超过600°F的温度下，通过所述第一再生区内的介质，以从所述介质中除去污染物。

32.权利要求31所定义的方法，其中在600-1000°F的温度范围下供应所述再生流体物流。

33.权利要求31所定义的方法，包括由所述吸附过程内的热源加热所述再生流体物流的步骤。

34.权利要求31所定义的方法，包括由独立于所述吸附过程的热源加热所述再生流体物流的步骤。

35.权利要求31所定义的方法，包括由用于所述吸附过程中的流体物流提供所述再生流体物流的步骤。

36.权利要求31所定义的方法，包括由独立于所述吸附过程的流体物流提供所述再生流体物流的步骤。

37.权利要求31所定义的方法，包括使转子处理区中的另一个成为两个区并使所述再生区位于所述两个区之间的步骤。

38.权利要求31所定义的方法，包括使所述再生区嵌入所述处理区中的另一个的步骤。

39.权利要求31所定义的方法，其中所述再生区包括多个径向分开的区。

40.权利要求31所定义的方法，其中所述再生区包括多个角向分开的区。

41.权利要求39和40之一所定义的方法，包括独立提供所述再生流体物流至所述分开的再生区的步骤。

42.权利要求31所定义的方法，包括提供所述再生流体物流至所述再生区而与所述转子处理区的其它区的其它流体物流无关的步骤。

43.权利要求31所定义的方法，包括控制所述介质的旋转速度的步骤。

44.权利要求31所定义的方法，包括调节所述再生流体物流的流量的步骤。

45.权利要求31所定义的方法，包括改变所述再生区的尺寸的步骤。

46.权利要求31所定义的方法，其中所述旋转所述介质的步骤包括使所述介质旋转通过所述再生区的介质的至少一个完整的旋转循环。

47.权利要求39和40之一所定义的方法，其中所述旋转所述介质的步骤包括使所述介质旋转通过每个分开的再生区的介质的至少一个完整的旋转循环。

48.权利要求31所定义的方法，包括改变所述再生区在所述转子浓缩机介质中的位置的步骤。

49.权利要求31所定义的方法，包括以下步骤：选择性地提供所述再生流体物流至所述再生区，以及当所述再生流体物流未被向再生区供应时供应吸附过程的另一流体物流至所述再生区，其中当没有使再生流体物流通过第一区时，所述第一区可以是另一转子处理区的一部分。

50.旋转吸附浓缩机系统，包括：

旋转吸附浓缩机介质；

使所述浓缩机介质旋转通过操作循环的设备；以及

用于使再生流体物流在超过600°F的温度下通过第一再生区的介质以从所述介质中除去污染物的设备。

51.权利要求50所定义的系统，其中所述再生流体物流的温度范围为600-1000°F。

52.权利要求50所定义的系统，包括用于由所述吸附过程内的热源提供所述再生流体物流的设备。

53.权利要求50所定义的系统，包括用于由独立于所述吸附过程的热源提供所述再生流体物流的设备。

54.权利要求50所定义的系统，包括用于在旋转浓缩机介质中界定多个转子处理区的设备。

55.权利要求54所定义的系统，其中所述多个转子处理区包括至少两个区，以及所述再生区位于所述至少两个转子处理区之间。

56.权利要求54所定义的系统，其中所述再生区被嵌入所述转子处理区之一中。

57.权利要求50所定义的系统，包括用于将所述再生区分隔成多个径向分开的区的设备。

58.权利要求50所定义的系统，包括用于将所述再生区分隔成多个角向分开的区的设备。

59.权利要求57和58之一所定义的系统，包括用于独立提供所述再生流体物流至所述分开的再生区的设备。

60.权利要求50所定义的系统，包括用于提供所述再生流体物流至所述再生区而与其它转子处理区中的其它流体物流无关的设备。

61.权利要求50所定义的系统，包括用于控制所述介质的旋转速度的设备。

62.权利要求50所定义的系统，包括用于调节所述再生流体物流的流量的设备。

63.权利要求50所定义的系统，包括用于改变所述再生区的尺寸的设备。

64.权利要求50所定义的系统，包括用于改变所述再生区在所述转子浓缩机内的位置的设备。

65.权利要求50所定义的系统，包括用于由所述吸附过程内的流体物流提供所述再生流体物流的设备。

66.权利要求50所定义的系统，包括用于由独立于所述吸附过程的流体物流提供所述再生流体物流的设备。

67.权利要求50所定义的系统，包括用于选择性地提供所述再生流体物流至所述再生区以及当所述再生区未被向其供应时用于供应所述吸附过程的另一流体物流至所述再生区的设备。

Images