CN107126814A - 一种用于变压吸附的新型径向流吸附塔 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于变压吸附的新型径向流吸附塔，属于吸附塔技术领域。所述吸附塔包括上封头、下封头以及按同心圆布置的塔筒体、隔离圆筒以及中心管，所述隔离圆筒外筒壁与塔筒体之间形成环形外通道，所述隔离圆筒内筒壁与中心管外壁之间形成环形内通道；所述吸附塔内顶部设置有用于连通中心管与环形外通道的分流管以及与环形内通道连接相通的出气管；所述隔离圆筒筒体上分布有气流孔道，筒内装填有吸附剂。本发明原料气由中心管通道经分流管导入环形外通道，并径向流入吸附剂层，经吸附分离后进入环形内通道，气体在吸附塔外、内通道中的流动构成了U型流动方式，使外、内通道中的静压变化趋势在气流的轴向流动方向上相同，实现气流的均匀分布。

Description

一种用于变压吸附的新型径向流吸附塔
技术领域
本发明属于吸附塔技术领域，特别涉及一种用于变压吸附的吸附塔，具体为一种用于变压吸附的新型径向流吸附塔。
背景技术
变压吸附技术是利用吸附剂对气体混合物中各组份的吸附与解吸性能随着压力变化而呈现明显差异性的特性，对混合气中不同气体组份进行选择性吸附，并实现对不同气体组分进行分离与净化的目的。考虑到吸附与解吸压力的不同，其主要包括变压吸附(Pressure Swing Adsorption，简称PSA)、真空变压吸附(Vacuum Pressure SwingAdsorption，简称VPSA或VSA)和变温吸附(Temperature Swing Adsorption，简称TSA)。对于压力为常压或略高于常压的气源一般多采用VPSA或VSA方式。其中，变压吸附空气分离制氧，多采用VPSA方式，尤其是中、大规模制氧装置(≥1000Nm3/h)。
吸附塔是变压吸附技术应用的关键要件之一。目前，在变压吸附技术应用中，除VPSA空分制氧装置外，其吸附塔皆采用立式轴向流塔设计。VPSA空分制氧装置中绝大多数使用立式轴向流塔，也还有立式径向流吸附塔的发明专利和应用。
相对于轴向流吸附塔，径向流塔突出的先进性主要表现在：一是气流通过吸附剂床层流通的截面积大，流速较低、吸附剂床层压损较小，单位能耗较低，二是吸附塔径较小而塔可更高，装置占地面积较小；三是装置处理气量大，更具有规模效应。但是，径向流吸附塔涉及到多层圆筒通道，需考虑气流分布的均匀性，其塔内结构复杂，加工难度和承重压力大，具有较高的建造成本。
按径向流流动结构形式，径向流塔内气流流动可分为U型和Z型。在常压和低压径向流塔中，环形内外通道的截面积较大，环形外、内流道常呈现动量交换控制流体模型。气流在环形外流道的轴向静压是随流动方向而升高，而在环形内流道的轴向静压却随流动方向而降低，而气流采用U型流动方式时，塔内环形外通道与环形内通道静压变化趋势相一致，其环形外、内通道静压差较小，能有效控制气流在吸附剂层内的偏流，使流体更容易实现均匀分布。故此，径向流吸附塔中，气流多采用U型流动方式。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于变压吸附的新型径向流吸附塔，本发明吸附塔中的原料气从塔底进入，通过塔内中心管至塔顶部，再通过分流管从塔顶部由垂直向下流入环形外通道，并由水平径向方向导入吸附剂层，通过吸附剂分离后进入环形内通道，最后通过产品气出气管和输出管输出，从而实现对气体的分离净化。
本发明目的通过以下技术方案来实现：
一种用于变压吸附的新型径向流吸附塔，所述吸附塔包括上封头、下封头以及由外向内依次按同心圆布置的塔筒体、隔离圆筒以及中心管，所述隔离圆筒外筒壁与塔筒体之间形成环形外通道，所述隔离圆筒内筒壁与中心管外壁之间形成环形内通道；所述吸附塔内顶部设置有用于连通中心管与环形外通道的分流管以及与环形内通道连接相通的出气管；所述隔离圆筒的筒体上分布有气流孔道，筒体内用于装填吸附剂。
作为本发明所述一种用于变压吸附的新型径向流吸附塔的一个具体实施例，所述吸附塔内气流流动方式为：原料气由中心管通道经分流管导入环形外通道，并径向流入吸附剂层，经吸附分离后进入环形内通道，气体在吸附塔外、内通道之间实现U型流动，使外、内通道中的静压变化趋势在气流的轴向流动方向上相同，其静压差较小，可控制吸附剂层中偏流发生，实现气流的均匀分布。
作为本发明所述一种用于变压吸附的新型径向流吸附塔的一个具体实施例，所述上封头与下封头分别设置有原料气进气管和产品气输出管，所述原料气进管与中心管连通，所述产品气输出管与出气管连通。
作为本发明所述一种用于变压吸附的新型径向流吸附塔的一个具体实施例，所述中心管的管径不小于原料气进气管管径，进一步，所述中心管的管径为原料气进气管管径的1.0～1.5倍。
作为本发明所述一种用于变压吸附的新型径向流吸附塔的一个具体实施例，所述分流管位于隔离圆筒上方，所述分流管的为多个，且所述分流管的总流通面积不小于原料气进气管的流通面积，分流管数量越多，管径越小；进一步，所述分流管为2～12个。
作为本发明所述一种用于变压吸附的新型径向流吸附塔的一个具体实施例，所述隔离圆筒为多层，且其中装填的吸附剂可以相同也可以不同，所述吸附剂一般装填1～3种。
作为本发明所述一种用于变压吸附的新型径向流吸附塔的一个具体实施例，所述隔离圆筒由顶板、筒体以及底板构成，所述隔离筒体的底板与中心管及塔内壁连接，且与下封头之间设置有支撑件。
作为本发明所述一种用于变压吸附的新型径向流吸附塔的一个具体实施例，所述吸附剂层的轴向高度与吸附塔的塔径比为1.7～3.3；所述吸附剂层的轴向高度与吸附剂层的径向厚度比为6.0～12.0；所述气流径向通过吸附剂层压差ΔP与环形外通道静压Pf的比值ΔP/Pf为31～103；所述吸附剂层压差ΔP与环形外内通道压差(Pp-Pf)的比值ΔP/(Pp-Pf)优选为110～520。
作为本发明所述一种用于变压吸附的新型径向流吸附塔的一个具体实施例，所述吸附剂层的轴向高度与吸附塔的塔径比为2.0～2.6；所述吸附剂层的轴向高度与吸附剂层的径向厚度比为8.0～10.5；所述气流径向通过吸附剂层压差ΔP与环形外通道静压Pf的比值ΔP/Pf为42～72；所述吸附剂层压差ΔP与环形外内通道压差(Pp-Pf)的比值ΔP/(Pp-Pf)优选为166～305。
本发明一种用于变压吸附的新型径向刘吸附塔的用途，所述径向流吸附也适用于变温吸附。
本发明径向流吸附塔采用塔内中心管和塔顶分流管，原料气从塔底原料气进气管进入中心管并输送至塔顶，通过分流管流至环形外通道，并径向均匀地进入吸附剂层；经吸附剂吸附分离后，产品气流入环形内通道，经塔顶的出气管及产品气输出管输出，从而实现对原料气的分离净化。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、本发明原料气经分流管进入环形外通道，并径向均匀进入吸附剂层，经吸附分离后流入环形内通道，整个气体在吸附塔内环形外通道、吸附剂层和环形内通道之间的流动构成了U型流动方式。通过该气流方式，塔外、内通道内的静压变化趋势在气流的轴向流动方向上相同，可明显降低了气流通过吸附剂层的偏流发生，实现气流的均匀分布。同时，降低了内外通道之间的静压差，实现气流在塔内吸附剂层的良好流动性。
2、本发明径向流吸附塔结构简单，承重能力强，能实现较高的吸附剂层轴向高度与吸附塔塔径比，又满足气流通过吸附剂层均匀分布的要求。
3、本发明径向流吸附塔的环形外通道和环形内通道底部封闭，塔内隔离圆筒的底板与塔内壁和中心管相连，且底板与下封头之间设置有支撑件，使整个塔内结构更牢固，承重和稳定性更强，在保障气流分布均匀性的前提下，吸附塔可以建得更高、塔径更小，更加适合公路运输，装置处理气量规模也可更大。
4、本发明将吸附剂层的轴向高度与吸附塔的塔径比为1.7～3.3；吸附剂层的轴向高度与吸附剂层的径向厚度比为6.0～12.0；气流径向通过吸附剂层压差ΔP与环形外通道静压Pf的比值ΔP/Pf为31～103；吸附剂层压差ΔP与环形外内通道压差(Pp-Pf)的比值ΔP/(Pp-Pf)优选为110～520。上述设计比例可以更好地控制气流进出吸附剂层出现的偏流情况，使其均匀分布，从而实现气流在塔内吸附剂层的良好流动性。
5、本发明的径向流吸附塔采用塔内中心管将原料气输送至塔顶后通过分流管分流，从塔顶流入环形外通道，其突出表现为：一、中心管能有效实现环形外、内通道之间的U型流动方式，控制偏流现象发生，实现气流在吸附剂层内径向均匀分布，提高了该径向流吸附塔的使用效能；二、中心管在塔内可加强承重作用，且与圆筒底板和塔内壁相连接，进一步加强了塔内结构承重能力，可使吸附塔建造更高，气体处理能力更大，更能体现变压吸附装置的规模效应；三、使用中心管可使径向流吸附塔内结构较简单且实用，能有效降低建造成本；四、采用不同中心管管径，可根据需要调节产品气通道尺寸，使现有的产品气通道建造简单，且有效降低产品气通道的空隙体积，可提高装置的效能。
附图说明
图1为本发明一种用于变压吸附的新型径向流吸附塔的结构示意图；
图2为示例1中吸附剂层轴向高度/塔径比与环形内外通道静压及其静压差之间的关系图。
图3为示例2中吸附剂层轴向高度/径向厚度比与环形内外通道静压及其静压差之间的关系图。
附图标记：1-下封头，2-塔筒体，3-上封头，4-原料气进气管，5-产品气输出管，6-隔离圆筒，7-中心管，8-底板，9-顶板，10-分流管，11-环形外通道，12-吸附剂层，13-环形内通道，14-出气管，15-支撑件。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
下面结合具体原理及步骤对本发明一种用于变形吸附的新型径向流吸附塔进行进一步解释说明。
一种用于变压吸附的新型径向流吸附塔，所述吸附塔包括下封头1、上封头3以及由外向内依次按同心圆布置的塔筒体2、隔离圆筒6以及中心管7，所述隔离圆筒6外筒壁与塔筒体2之间形成环形外通道11，所述隔离圆筒6内筒壁与中心管7外壁之间形成环形内通道13；所述吸附塔内顶部设置有用于连通中心管7与环形外通道11之间的分流管10以及与环形内通道13连接相通的出气管14；所述隔离圆筒6的筒体上分布有气流孔道，筒体内用于装填吸附剂。
本发明吸附塔内气流流动方式为：原料气由中心管7通道经分流管10导入环形外通道11，并径向流入吸附剂层12，经吸附分离后进入环形内通道13，气体在吸附塔外、内通道之间实现U型流动，使外、内通道中的静压变化趋势在气流的轴向流动方向上相同，实现气流的均匀分布。
具体地，本发明吸附塔的塔筒体2为圆筒形，与隔离圆筒6、中心管7由外向内依次按同心圆的方式布置。所述下封头1位于塔底，所述上封头2位于塔顶，隔离圆筒6的下部和上部分别有底板8和顶板9隔离，隔离圆筒6的内壁安装有相配套的多层不锈钢丝网，保证不同吸附剂之间隔离，从而保证气流通过环形外通道径向进入筒体内吸附剂层12，进行吸附分离后进入环形内通道13，并通过产品气管道输出，实现塔内气体的有序U型流动。
中心管7的目的是实现原料气从塔底输送至塔顶，从而实现从分流管10流入环形外通道11。出气管14与环形内通道13连通，将经过吸附剂分离净化后的气体从吸附塔塔顶输出。
隔离圆筒6用于实现吸附剂的放置，其筒体上开设有分布均匀的气流孔道实现原料气流向吸附剂层12，并通过吸附剂层12，从而实现原料气的分离净化。
进一步，所述隔离圆筒6可为多层，其中放置的吸附剂可以相同也可以不同。具体隔离圆筒6的层数以及存放吸附剂的种类可以根据实际使用情况来设计，对本领域内技术人员来说是常规和易于实现的，在此不做具体说明和限制。
应当申明，当隔离圆筒6为多层时，所述环形外通道11为最外一层隔离圆筒6的外筒壁与塔筒体2之间形成的环形通道；所述环形内通道13为最内一层隔离圆筒6的内筒壁与中心管7外壁之间形成的环形通道。
进一步，所述隔离圆筒6的筒体由多个附有不锈钢丝网、规则分布的多孔板构成。隔离圆筒6筒体采用此种多孔板可以在实现气流通过其孔道进入吸附剂层12，实现对原料气的分离净化，同时多孔板上附有不锈钢丝网可以防止不同隔离筒体6中装填的吸附剂之间混合，有效保障不同吸附剂的功效以及整个装置的效能。
分流管10的作用是将从中心管7送至塔顶的原料气输送至环形外通道11，其一侧与中心管7的顶部连接，另一侧与环形外通道11连接。进一步，所述分流管10可以为多个，其具体数量、管径大小及分布可以根据实际需求来进行设定。所述分流管10位于隔离圆筒6的上方，可以使整个吸附塔内结构更加紧凑，安装方便。
出气管14与环形内通道13连通，实现产品气从塔内向塔外的输出。
隔离圆筒6分别与塔筒体2之间形成的环形外通道11以及与中心管7之间形成的环形内通道13，构成了塔内气流流动的通道，使气流在塔内轴向流动，并与吸附剂层12的径向流动共同构成了U型流动方式。通过该气流方式，塔内环形外、内通道中气流以U型流动，通道内的静压变化趋势在气流的轴向流动方向上相同，其静压差较小，明显降低了气流通过吸附剂层的偏流发生，实现气流的均匀分布。同时，降低了内外通道之间的静压差，实现气流在塔内吸附剂层12的良好流动性。
进一步，所述下封头1与上封头2分别设置有原料气进气管4和产品气输出管5，所述原料气进管4与中心管7连通，所述产品气输出管5与出气管14连通。原料气进气管4实现原料气从塔外向塔内的输送，并通过中心管7输送至塔顶；产品气输出管5实现将吸附分离后的产品气从塔内向塔外输出。
进一步，所述中心管7的管径不小于原料气进气管4管径。进一步优选为原料气进气管4管径的1.0～1.5倍。更进一步优选为原料气进气管4管径的1.3倍以内(含1.3倍)。将中心管7的管径设置比原料气进气管4管径大，将减低管道阻力和压降，更有利于原料气的输送和气体流通；同时，可调节环形内通道内静压，降低环形外、内通道静压差，减少内通道的空间容积。
进一步，所述分流管10的总流通面积不小于原料气进气管4的流通面积，分流管10管径越小，其数量越多。更进一步，所述分流管10的数量为2～12个，进一步优选为4～8个。分流管10的总流通面积不小于原料气进气管4的流通面积，将减低管道阻力和压降，可以保障气流通畅，加快原料气向吸附剂层的输送，提高整个装置的工作效率。
进一步，所述隔离圆筒6由顶板9、筒体以及底板8构成，所述隔离筒体的底板8与中心管7及塔内壁连接，与下封头1之间设置有支撑件15。隔离筒体的底板8与中心管7及塔内壁连接，使本发明径向流吸附塔的环形外通道11和环形内通道13底部封闭，使气体只能通过隔离圆筒6筒体上的孔道径向进入吸附剂层12，从而实现塔内气流的U型流动方式，实现塔内气流的均匀分布。隔离底板8与中心管7及塔内壁连接，优选以焊接的方实现，并在底板8与下封头1之间设置有支撑件15，使整个塔内结构更牢固，承重和稳定性更强，在保障气流分布均匀性的前提下，吸附塔可以建造更高、塔径更小，更加适合公路运输，装置处理气量规模也可更大。
进一步，所述吸附剂层12的轴向高度与吸附塔的塔径比为1.7～3.3；所述吸附剂层12的轴向高度与吸附剂层的径向厚度比为6.0～12.0；所述气流径向通过吸附剂层12压差ΔP与环形外通道11静压Pf的比值ΔP/Pf为31～103；所述吸附剂层12压差ΔP与环形外内通道压差(Pp-Pf)的比值优选为110～520。更进一步，所述吸附剂层12的轴向高度与吸附塔的塔径比为2.0～2.6；所述吸附剂层12的轴向高度与吸附剂层的径向厚度比为8.0～10.5；所述气流径向通过吸附剂层12压差ΔP与环形外通道11静压Pf的比值ΔP/Pf为42～72；吸附剂层12压差ΔP与环形外内通道压差(Pp-Pf)的比值ΔP/(Pp-Pf)优选为166～305。上述设计比例可以更好地控制气流进出吸附剂层12出现的偏流情况，使其均匀分布，从而实现气流在塔内吸附剂层12的良好流动性。
本发明径向流吸附塔采用塔内中心管7和塔顶分流管10，原料气从塔底原料气进气管4进入中心管7并输送至塔顶，通过分流管10流至环形外通道11，并径向均匀地进入吸附剂层12；经吸附剂吸附分离后，产品气流入环形内通道13，经塔顶的出气管14及产品气输出管5输出，从而实现对原料气的分离净化。
本发明一种用于变压吸附的新型径向流吸附塔的具体工作过程如下：
原料气从原料气进气管4进入中心管7，由中心管7输送至吸附塔塔顶，通过塔顶的分流管10从垂直方向向下流入至环形外通道11，然后通过隔离圆筒6筒体上的孔道径向导入吸附剂层12，经多层吸附剂的吸附分离净化后，产品气进入环形内通道13，通过环形内通道13进入出气管14，最后从吸附塔顶部的产品气输出管5输出，即完成本发明原料气的吸附分离净化。
下面结合具体示例对本发明吸附剂层的轴向高度与吸附塔的塔径比，吸附剂层的轴向高度与吸附剂层的径向厚度比，以及气流径向通过吸附剂层压差ΔP与环形外通道静压Pf、环形内外通道静压差之比进行详细说明。
本发明具体示例采用真空变压吸附空分制氧(VPSA-O2)装置，塔内含有两种吸附剂，其中，第一层(外层)吸附剂选用13X分子筛(也可选活性氧化铝)，第二层(内层)吸附剂选用Li-LSX分子筛。其中13X分子筛用于吸附空气中水分、CO2和有机气体等(活性氧化铝主要用于吸附空气中水分等)，吸附剂Li-LSX主要是吸附空气中的氮气，使氮气与氧氩分离而得到所需高浓度的富氧气(产品气)。
实例1吸附剂层轴向高度与吸附塔直径比设定为0.9～3.8范围
本实例中选择VPSA-O2两塔流程，进塔气量范围为29100m3/h～100200m3/h原料空气，其中，产品气流量3200Nm3/h～11000Nm3/h，选择适合高速公路运输的径向流吸附塔进行优化设计和计算。
所选的径向流吸附塔尺寸，适合高速公路运输最大限高4.2m范围内的吸附塔，则选择其塔径不大于3.4m。
如上所述，原料空气从径向流吸附塔底部依次进入至中心管、分流管，分流至环形外通道中，从塔径向方向进入两种吸附剂层，吸附分离后的产品气流入环形内通道7，通过出气管及产品气输出管从塔顶输出。
在变压吸附过程中，吸附过程气流流量和流速最大，在塔吸附剂层内又涉及原料气进气和产品气输出，最能反应出塔内气流分布的效果。本实施方式中选择吸附过程中气流进行优化计算。
表1不同吸附剂层轴向高度与吸附塔塔径比时吸附塔内静压及压差数据
如上表1，在一定塔径的基础上，针对不同流量的气流，通过增加径向流塔的塔高，调整吸附剂层轴向高度与塔径比，计算出不同条件下，吸附塔环形内外通道的静压及其之间的静压差大小、吸附剂层压差与内外通道静压等之比，控制气流进出吸附剂层时的偏流，尽量使气流能均匀分布。
其中，吸附剂层轴向高度与塔径比选择在0.9～3.8内，在此范围内，该比值越大，塔吸附剂层压差ΔP越小，内外通道静压及其之间的静压差(Pp-Pf)越大，ΔP/Pf值越小；ΔP/(Pp-Pf)值也变小。
图2为一定塔径下，不同产品气量(3200Nm3/h～11000Nm3/h)时，吸附剂层轴向高度/塔径比与环形内外通道静压及其静压差之间的关系图。从图2可以看出，气流通过环形外通道中的静压与环形内通道中的静压变化趋势一致，符合气流U型流动特征，且随吸附剂层轴向高度/塔径比的增加而增大。环形外通道与环形内通道静压差的变化趋势一致，且也随吸附剂层轴向高度/塔径比的增加而增大。
吸附剂层的压差ΔP为气流通过床层时的压力损失，其越小，动力消耗越少；径向流塔内床层压差需明显低于轴向流塔内床层，为了平衡气流通过床层的压力损失，同时满足径向流塔内床层压差明显低于轴向流塔内床层，将ΔP优选小于2800Pa。
在上述ΔP优选小于2800Pa条件下，径向流吸附塔内吸附剂层轴向高度与吸附塔塔径比优选为1.7～3.3。所述气流径向通过吸附剂层压差ΔP与环形外通道静压Pf的比值ΔP/Pf优选为27～103。气流径向通过吸附剂层压差ΔP与环形外内通道压差(Pp-Pf)的比值ΔP/(Pp-Pf)优选为100～520。
实例2吸附剂层轴向高度与吸附剂层径向厚度比设定为4.0～12.0范围
本实例中选择VPSA-O2两塔流程，进塔气量为59200m3/h原料空气，其产品气流量6500Nm3/h，选择塔径为2.8m～4.2m范围，对其吸附过程进行优化计算。
本实例中气流在径向流吸附塔内进出方向如上所述。本实施方式中还是选择对气流分布具有代表性的吸附过程中流体进行。
表2不同吸附剂层轴向高度与其径向厚度比下吸附塔内静压及压差数据
如上表2，针对59200m3/h原料气空气和6500Nm3/h产品气，选择不同塔径(2.8～4.2m范围内)进行优化计算，通过改变吸附剂层轴向高度和吸附剂层径向厚度，调整吸附剂层轴向高度与吸附剂层径向厚度比，计算出不同条件下，塔内环形外、内通道的静压及其之间的静压差大小、吸附剂层压差与内外通道静压等之比，控制气流进出吸附剂层时的偏流和气流能均匀分布。
其中，吸附剂层轴向高度与吸附剂层径向厚度选择在4.0～12.0内，在此范围内，该比值越小，塔吸附剂层压差ΔP越大，而环形外通道静压及内外通道的静压差(Pp-Pf)越小，ΔP/Pf)值越大；ΔP/(Pp-Pf)也变大。
图3为不同塔径(2.8～4.2m)下，一定产品气量(6500Nm3/h)时，吸附剂层轴向高度/径向厚度比与环形内外通道静压及其静压差之间的关系图。从图3中可以看出，环形外通道气流的静压与环形内通道的静压变化趋势一致，符合气流U型流动特征，且随吸附剂层轴向高度/径向厚度比的减少而减小。环形外通道与环形内通道静压差的变化趋势一致，且也随吸附剂层轴向高度/径向厚度比的减少而减小。
吸附剂层的压差ΔP为气流通过床层时的压力损失，其越小，动力消耗越少，为了平衡气流通过床层的压力损失，同时满足径向流塔内床层压差明显低于轴向流塔内床层，将ΔP优选小于2800Pa。
在上述ΔP优选小于2800Pa条件下，本发明径向流吸附塔内吸附剂层轴向高度与吸附剂层径向厚度比优选6.0～12.0；所述气流径向通过吸附剂层压差ΔP与环形外通道静压Pf的比值ΔP/Pf优选为31～130，气流径向通过吸附剂层压差ΔP与环形外内通道压差(Pp-Pf)的比值ΔP/(Pp-Pf)优选为110～730。
因此，综合示例1及示例2的结果，为了达到进一步降低气流通过床层的压力损失，更加有效控制吸附剂层中气流的偏流发生，实现气流在吸附剂层中的均匀分布，将吸附剂层的轴向高度与吸附塔的塔径比优选为1.7～3.3；吸附剂层的轴向高度与吸附剂层的径向厚度比优选为6.0～12.0；气流径向通过吸附剂层压差ΔP与环形外通道静压Pf的比值ΔP/Pf优选为31～103；吸附剂层压差ΔP与环形外内通道压差(Pp-Pf)的比值ΔP/(Pp-Pf)优选为110～520。
更进一步，将径向流吸附塔内吸附剂层轴向高度与吸附塔塔径比进一步优选为2.0～2.6；径向流吸附塔内吸附剂层轴向高度与吸附剂层径向厚度比进一步优选8.0～10.5；气流径向通过吸附剂层压差ΔP与环形外通道静压Pf的比值ΔP/Pf进一步优选为42～72；气流径向通过吸附剂层压差ΔP与环形外内通道压差(Pp-Pf)的比值优选为166～305。
本发明的径向流吸附塔常用于变压吸附技术的工程应用，也可用于变温吸附技术中。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于变压吸附的新型径向流吸附塔，其特征在于，所述吸附塔包括上封头、下封头以及由外向内依次按同心圆布置的塔筒体、隔离圆筒以及中心管，所述隔离圆筒外筒壁与塔筒体之间形成环形外通道，所述隔离圆筒内筒壁与中心管外壁之间形成环形内通道；所述吸附塔内顶部设置有用于连通中心管与环形外通道的分流管以及与环形内通道连接相通的出气管；所述隔离圆筒的筒体上分布有气流孔道，筒体内用于装填吸附剂。
2.如权利要求1所述一种用于变压吸附的新型径向流吸附塔，其特征在于，所述吸附塔内气流流动方式为：原料气由中心管通道经分流管导入环形外通道，并径向流入吸附剂层，经吸附分离后进入环形内通道，气体在吸附塔外、内通道之间实现U型流动，使外、内通道中的静压变化趋势在气流的轴向流动方向上相同，其静压差较小，可控制吸附剂层中偏流发生，实现气流的均匀分布。
3.如权利要求1或2所述一种用于变压吸附的新型径向流吸附塔，其特征在于，所述上封头与下封头分别设置有原料气进气管和产品气输出管，所述原料气进管与中心管连通，所述产品气输出管与出气管连通。
4.如权利要求1或2所述一种用于变压吸附的新型径向流吸附塔，其特征在于，所述中心管的管径不小于原料气进气管管径，所述中心管的管径为原料气进气管管径的1.0～1.5倍。
5.如权利要求1或2所述一种用于变压吸附的新型径向流吸附塔，其特征在于，所述分流管位于隔离圆筒上方，所述分流管的为多个，且所述分流管的总流通面积不小于原料气进气管的流通面积，分流管数量越多，管径越小；所述分流管为2～12个。
6.如权利要求1或2所述一种用于变压吸附的新型径向流吸附塔，其特征在于，所述隔离圆筒为多层，且其中装填的吸附剂可以相同也可以不同，所述吸附剂一般装填1～3种。
7.如权利要求1或2任一项所述一种用于变压吸附的新型径向流吸附塔，其特征在于，所述隔离圆筒由顶板、筒体以及底板构成，所述隔离筒体的底板与中心管及塔内壁连接，且与下封头之间设置有支撑件。
8.如权利要求1或2所述一种用于变压吸附的新型径向流吸附塔，其特征在于，所述吸附剂层的轴向高度与吸附塔的塔径比为1.7～3.3；所述吸附剂层的轴向高度与吸附剂层的径向厚度比为6.0～12.0；所述气流径向通过吸附剂层压差ΔP与环形外通道静压Pf的比值ΔP/Pf为31～103；所述吸附剂层压差ΔP与环形外内通道压差(Pp-Pf)的比值优选为110～520。
9.如权利要求8所述一种用于变压吸附的新型径向流吸附塔，其特征在于，所述吸附剂层的轴向高度与吸附塔的塔径比为2.0～2.6；所述吸附剂层的轴向高度与吸附剂层的径向厚度比为8.0～10.5；所述气流径向通过吸附剂层压差ΔP与环形外通道静压Pf的比值ΔP/Pf为42～72；所述吸附剂层压差ΔP与环形外内通道压差(Pp-Pf)的比值ΔP/(Pp-Pf)优选为166～305。
10.如权利要求1所述一种用于变压吸附的新型径向流吸附塔的应用，其特征在于，所述径向流吸附塔也适用于变温吸附。
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