CN109925843A - 一种气固多级逆流吸附气态组分的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种气固多级逆流吸附气态组分的方法，至少两级吸附床之间梯形串联，一级吸附床和最高级吸附床分别与再生器连接，还包括：所述最高级吸附床接收所述再生器输送的吸附剂；每一级吸附床接收对应的上一级吸附床输送的吸附剂以及对应的下一级吸附床输送的气体；所述每一级吸附床利用内部存在的吸附剂吸附所述气体中的待吸附气态组分；所述一级吸附床将吸附了待吸附气态组分的吸附剂输送给所述再生器；所述再生器对所述吸附了待吸附气态组分的吸附剂进行再生。本发明提供的方案能够维持吸附剂对待吸附气态组分的吸附性能。

Description

一种气固多级逆流吸附气态组分的方法

技术领域

本发明涉及吸附分离技术领域，特别涉及一种气固多级逆流吸附气态组分的方法。

背景技术

在石油化工、涂料、印刷、涂装、电子等领域生产过程中，经常排放出烷烃类、芳烃类、醇类、酮类、酚类、醛类、酯类、胺类、氰、腈等待吸附气态组分。这些待吸附气态组分的存在不仅危害人体健康，而且造成环境污染。近年来随着国内、国际对油气排放标准控制越来越严格，对待吸附气态组分的处理也越来越受到重视。其中，吸附法是目前较为常见的处理待吸附气态组分的方法之一。

目前吸附法处理待吸附气态组分的方式主要是：在吸附装置中投放一定量吸附剂，当待吸附气态组分顺着一定的气流方向如由下而上通过吸附剂时，吸附剂对待吸附气态组分进行吸附。吸附了有机溶剂的吸附剂会降低或者失去吸附活性，只有当吸附剂活性降低到一定程度时，才会更换吸附剂。

因此，对于现有的这种吸附法来说，在吸附剂更换之前，随着吸附剂使用时间的延长，对待吸附气态组分的吸附性能持续降低。

发明内容

本发明实施例提供了一种气固多级逆流吸附气态组分的方法，维持吸附剂对待吸附气态组分的吸附性能。

本发明实施例提供了一种气固多级逆流吸附气态组分的方法，至少两级吸附床之间梯形串联，一级吸附床和最高级吸附床分别与再生器连接，还包括：

所述最高级吸附床接收所述再生器输送的吸附剂；

每一级吸附床接收对应的上一级吸附床输送的吸附剂以及对应的下一级吸附床输送的气体；

所述每一级吸附床利用内部存在的吸附剂吸附所述气体中的待吸附气态组分；

所述一级吸附床将吸附了待吸附气态组分的吸附剂输送给所述再生器；

所述再生器对所述吸附了待吸附气态组分的吸附剂进行再生。

优选地，

进一步包括：

所述一级吸附床通过设置于底部的切向入口接收外部输送的气体。

优选地，

所述利用内部存在的吸附剂吸附所述气体中的待吸附气态组分，包括：

所述吸附床控制进入其内部的所述气体形成涡流；

通过所述涡流携带内部存在的吸附剂由底部向顶部旋转，使所述吸附剂与所述气体接触，完成吸附所述气体中的待吸附气态组分。

优选地，

所述吸附床为旋风分离器，

所述利用内部存在的吸附剂吸附所述气体中的待吸附气态组分，包括：

所述旋风分离器利用自身产生的离心力，控制所述气体带动内部存在的吸附剂旋转，使所述吸附剂与所述气体接触，完成吸附所述气体中的待吸附气态组分。

优选地，

进一步包括：

所述旋风分离器利用产生的离心力将内部存在的吸附剂甩至所述筒体的边壁，以使内部存在的吸附剂在重力的作用下，通过底端料腿及连接管路进入对应的下一级所述吸附床；

吸附后的所述气体通过所述旋风分离器中的升气管进入到对应的上一级所述吸附床。

优选地，

所述再生器对所述吸附了待吸附气态组分的吸附剂进行再生，包括：

所述再生器接收由底部输送的再生气体，利用所述再生气体由下而上通过所述吸附了待吸附气态组分的吸附剂，使待吸附气态组分从吸附剂上脱附，得到恢复活性的吸附剂。

优选地，

当所述待吸附气态组分为高附加值的待回收气态组分时，

所述再生气体，包括：温度120℃～300℃范围内的水蒸汽。

优选地，

当所述待吸附气态组分为有机废气时，

所述再生器对所述吸附了待吸附气态组分的吸附剂进行再生，包括：

通过高温煅烧的方式，煅烧吸附有有机废气的吸附剂，以实现所述吸附剂再生。

本发明实施例提供了一种气固多级逆流吸附气态组分的方法，该方法基于梯形串联的至少两级吸附床，以及分别与一级吸附床和最高级吸附床相连的再生器。在该方法中，气体由一级吸附床逐级向对应的上一级吸附床输送，吸附剂由最高级吸附床逐级向对应的下一级吸附床输送，同时吸附气体中的待吸附气态组分。随着吸附过程的逐级进行，吸附了待吸附气态组分的吸附剂活性逐渐降低，为了保证一定的吸附性能，一级吸附床将吸附了待吸附气态组分的吸附剂输送至再生器进行再生，再生器将恢复吸附活性的吸附剂输送给最高级吸附床，从而实现吸附剂的循环再生。与现有技术相比，本发明能够通过再生器及时地对失活或者活性较低的吸附剂进行再生，使吸附剂始终保持一定的吸附性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一个实施例提供的一种气固多级逆流吸附气态组分的方法的流程图；

图2是本发明一个实施例提供的一种第一类吸附床的结构示意图；

图3是本发明一个实施例提供的一种旋风分离器的结构示意图；

图4是本发明一个实施例提供的一种再生器的结构示意图；

图5是本发明一个实施例提供的一种吸附系统的结构示意图；

图6是本发明另一个实施例提供的一种吸附系统的结构示意图；

图7是本发明又一个实施例提供的一种吸附系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明实施例提供了一种气固多级逆流吸附气态组分的方法，至少两级吸附床之间梯形串联，一级吸附床和最高级吸附床分别与再生器连接，该方法可以包括以下步骤：

步骤101：最高级吸附床接收再生器输送的吸附剂；

步骤102：每一级吸附床接收对应的上一级吸附床输送的吸附剂以及对应的下一级吸附床输送的气体；

步骤103：每一级吸附床利用内部存在的吸附剂吸附气体中的待吸附气态组分；

步骤104：一级吸附床将吸附了待吸附气态组分的吸附剂输送给再生器；

步骤105：再生器对吸附了待吸附气态组分的吸附剂进行再生。

其中，可以理解地，上述步骤101至步骤105为循环的过程，即步骤105再生后的吸附剂重新进入到步骤101中。

另外，在准备吸附待吸附气态组分的初期，可以通过直接将吸附剂加入到最高级吸附床内，并执行上述步骤102至步骤105，然后从步骤105再生后的吸附剂重新进入到步骤101中，开始步骤101至步骤105的循环过程；也可以将吸附剂加入到再生器内，直接从步骤101开始，步骤101至步骤105的循环过程。

另外，可以理解地，在多个循环周期内，上述各步骤之间没有严格的先后顺序，即完成吸附的过程中，吸附床和再生器一直处于运行状态。

另外，可以理解地，对于最高级吸附床来说，不存在上一级吸附床，对于一级吸附床来说，不存在下一级吸附床。气体的来源是：通过一级吸附床接收外部输送的气体；气体的去向：最高级吸附床将去除待吸附气态组分的气体排出。对于两级吸附床进行吸附来说，二级吸附床为最高级吸附床。

在上述方法中，吸附剂由最高级吸附床逐级向下一级吸附床输送(可以理解地，每一级吸附床中的吸附剂并未完全吸附待吸附气态组分)，气体由一级吸附床逐级向上一级吸附床输送，当吸附床中的吸附剂与气体发生接触时，吸附剂吸附气体中的待吸附气态组分，通过多级吸附床进行吸附保证了吸附剂使用率，同时，通过一级吸附床将吸附了待吸附气态组分的吸附剂输送至再生器进行再生，再生器将恢复吸附活性的吸附剂输送给最高级吸附床，即上述方法循环执行：吸附剂吸附有机气体-对吸附了待吸附气态组分的吸附剂进行再生，通过再生释放吸附剂的吸附活性，即在整个吸附过程中，使吸附剂的吸附性能能够与吸附剂初始状态相当，以维持吸附剂对待吸附气态组分的吸附性能。

气固多级逆流吸附气态组分的方法中所采用的吸附床可以分为两类：

第一类吸附床的吸附过程：

吸附床通过设置于底部的切向入口接收外部或下一级吸附床输送的气体，使气体在吸附床内形成涡流，该涡流可以将吸附床底部的吸附剂由底部向顶部旋转，在旋转过程中，气体与所述吸附剂接触，以吸附所述气体中的待吸附气态组分。该吸附床的结构可以为圆柱形筒体，其底部设置有切向入口。其结构如图2所示，

第一类吸附床可以包括：圆柱形筒体、切向入口和出气管；

切向入口设置在圆柱形筒体的底部；

出气管设置在圆柱形筒体的顶部；

圆柱形筒体，用于通过切向入口接收气体，并通过出气管将部分气体输送给对应的上一级反应器。

具体地，圆柱形筒体，用于控制进入其内部的气体反应物形成涡流，通过涡流携带其内部存在的固体颗粒由底部向顶部旋转，以控制固体颗粒与气体反应物进行接触。

该类吸附床通过设置于底端的切向入口接收气体，使得气体在圆柱形筒体内形成涡流，该涡流可以带动圆柱形筒体底部的吸附剂由底部向顶部旋转，在顶部形成一个密相颗粒灰环。在旋转过程中，气体与吸附剂接触，以完成吸附。然后，吸附剂从顶端甩出并进入再生器再生，吸附后的气体则会反转从升气管排出，进入上一级吸附床。

该吸附床产生的离心力为重力的100-1000倍，其能够很好的分散吸附剂,从而使气体和吸附剂接触的有效比表面积大大提高，从而有效地提高了对待吸附气态组分的吸附率；另外，在离心力作用下，气体在高分散、高混合、强湍动的情况下与吸附剂以极大的相对速度接触，能够有效地提高传质效率，即极大加强了气固两相间传递过程，在提高吸附率的同时，能够有效地提高对待吸附气态组分的吸附速率。

因此，该吸附床有效地增加了气体与吸附剂间的传质和传热，能够获得较快的吸附速度和较佳的吸附效果。

第二类吸附床为旋风分离器，其吸附过程为：

利用产生的离心力控制气体带动内部存在的吸附剂在其筒体内旋转，使所述吸附剂与所述气体接触，完成吸附所述气体中的待吸附气态组分。

如图3所示，气体和吸附剂混合后由筒体的边壁进入旋风分离器，旋风分离器利用自身产生的离心力使气体和吸附剂在短暂接触后分离，由于在此过程中离心力远远大于重力，因此，气体与吸附剂间的传质和传热较好，能够达到较佳的吸附效果。

吸附剂的输送方式也可分为两种：

对于第一类吸附床来说，

气体携带吸附剂向吸附床顶部旋转，并在吸附床顶部形成一个密相颗粒灰环，此时吸附剂会从顶部甩出吸附床并进入下一级吸附床或再生器，气体则会反转从升气管输送至上一级吸附床或输出。

对于第二类吸附床即旋风分离器来说，

旋风分离器利用产生的离心力将内部存在的吸附剂甩至筒体的边壁，以使内部存在的吸附剂在重力的作用下，通过底端料腿及连接管路进入对应的下一级吸附床；

吸附后的气体通过旋风分离器中的升气管进入到对应的上一级吸附床。

其中，吸附剂在离心力的作用下被甩至筒体的边壁，停止旋转，进而在重力的作用下沿着筒体的边壁向下运动，并由旋风分离器的底端料腿输送至下一级吸附床或者再生器，而气体则通过旋风分离器的升气管进入到对应的上一级吸附床或者直接输出到外部。

在实际应用场景中，可以将第一类吸附床和第二类吸附床任意组合使用，例如，对于采用两级吸附床进行吸附来说，一级吸附床采用第一类吸附床，二级吸附床采用旋风分离器；也可以全部采用旋风分离器或者第一类吸附床，甚至其他可以实现本方法的吸附床。

不管是第一类吸附床还是第二类吸附床，在吸附床内气体形成旋流，该种方式处理气量较大。由于气体与吸附剂逆流接触使得吸附推动力增大。同时，在旋流作用下，高比表面积的吸附剂再吸附床内分散，使得高比表面积的吸附剂颗粒弥散在气体中，形成比较高的接触面积。

另外，在旋流气体与吸附剂颗粒接触过程中具有比较高的传热能力，避免吸附过程的放热。同时，由于整个吸附过程为流态化，使得吸附过程具有很好的流动性，能够实时循环再生。

在本发明的一个实施例中，为了恢复吸附剂的吸附活性，再生器对吸附了待吸附气态组分的吸附剂进行再生，包括：

再生器接收由底部输送的再生气体，利用再生气体由下而上通过吸附了待吸附气态组分的吸附剂，使待吸附气态组分从吸附剂上脱附，得到恢复活性的吸附剂。

如图4所示，吸附了待吸附气态组分的吸附剂放置于再生器的底部，再生气体由底部通入再生器，并穿过吸附剂，使待吸附气态组分从吸附剂上脱附，再生气体和脱附的待吸附气态组分通过升气管排出再生器，再生后的吸附剂通过边壁的出口被提升至最高级吸附床。

其中，再生器为湍动流化床。

在本发明实施例中，待吸附气态组分主要指VOCs(Volatile Organic Compounds，挥发性有机物)或者其他需要富集的气态组分，例如，烷类、芳烃类、烯类、卤烃类、酯类、醛类、酮类等有机物。

常用的吸附剂包括：分子筛、活性炭、石墨烯、硅胶、活性氧化铝等。

不同的吸附剂和待吸附气态组分的性质，对应的再生条件也不尽相同。

A：当吸附剂为活性炭或石墨烯，待吸附气态组分为需要富集回收的气态组分时，再生气体，包括：温度在120℃～300℃范围内的水蒸汽。

例如，当吸附剂为活性炭/石墨烯时，利用120℃的水蒸汽对吸附了待吸附气态组分的活性炭/石墨烯进行再生，或者，利用300℃的水蒸汽对吸附了待吸附气态组分的活性炭/石墨烯进行再生，或者，利用170℃的水蒸汽对吸附了待吸附气态组分的活性炭/石墨烯进行再生，其中，在实际生产过程中，170℃的水蒸汽是较佳的再生条件。

B：当吸附剂为分子筛，待吸附气态组分为需要富集回收的气态组分时，再生气体，包括：不低于150℃的干燥空气。

例如，当吸附剂为分子筛时，利用150℃的水蒸汽对吸附了待吸附气态组分的分子筛进行再生，或者，利用200℃的水蒸汽对吸附了待吸附气态组分的分子筛进行再生。

C：当待吸附气态组分为有机废气时，通过高温煅烧的方式，煅烧吸附有有机废气的吸附剂，以实现所述吸附剂再生。

需要说明的是，再生气体并不局限于上述实施例提供的气体，还可以为干燥氮气等其他满足条件的气体。

下面将通过几个具体的实施例展开说明。

实施例1：采用图5所示的吸附系统，利用活性炭对煤矿乏风中的甲烷进行吸附，具体过程如下：

在本发明实施例中，一级吸附床为第一类吸附床501，二级吸附床为旋风分离器502。

在一个循环周期内：

旋风分离器502接收再生器503输送的吸附剂，并将其输送至第一类吸附床501。

第一类吸附床501通过设置于底部的切向入口接收外部输送的煤矿乏风，使煤矿乏风在吸附床内形成涡流，该涡流可以将吸附床底部的活性炭由底部向顶部旋转，在旋转过程中，活性炭与煤矿乏风接触，吸附所述煤矿乏风中的甲烷。煤矿乏风携带活性炭旋转至顶部，并在吸附床顶部形成一个密相颗粒灰环，此时活性炭会从顶部甩出第一类吸附床501并进入再生器503，煤矿乏风则会反转从升气管输送至旋风分离器502。

旋风分离器502通过筒体的边壁的入口接收第一类吸附床501输送的煤矿乏风和再生器503输送的活性炭，利用产生的离心力控制煤矿乏风带动活性炭在其筒体内旋转，使所述活性炭与所述煤矿乏风接触，吸附所述煤矿乏风中的甲烷。旋风分离器利用离心力将活性炭甩至筒体的边壁，活性炭在重力的作用下，通过底端料腿及连接管路进入对应的第一类吸附床501，吸附后的煤矿乏风通过旋风分离器502中的升气管输出。

吸附了甲烷的活性炭进入再生器503的底部，170℃的水蒸汽由底部通入再生器503，并穿过活性炭，使甲烷从活性炭上脱附，170℃的水蒸汽和甲烷通过升气管排出再生器503，并收集排出的甲烷，再生后的活性炭通过边壁的出口被提升至旋风分离器502。

实施例2：采用图6所示的吸附系统，利用石墨烯对烟气中的二氧化氮进行吸附，具体过程如下：

在本发明实施例中，一级吸附床为旋风分离器601、二级吸附床为旋风分离器602、三级吸附床为旋风分离器603。

在一个循环周期内：

三级旋风分离器603接收再生器604输送的吸附剂，并将其逐级输送至二级旋风分离器602、一级旋风分离器601。

一级旋风分离器601通过筒体的边壁的入口接收外部输送的烟气和二级旋风分离器602输送的石墨烯，利用产生的离心力控制烟气带动石墨烯在其筒体内旋转，使所述石墨烯与所述烟气接触，吸附所述烟气中的二氧化氮。一级旋风分离器601利用离心力将石墨烯甩至筒体的边壁，石墨烯在重力的作用下，通过底端料腿及连接管路进入再生器604，吸附后的烟气通过一级旋风分离器601中的升气管输送至二级旋风分离器602。

二级旋风分离器602通过筒体的边壁的入口接收一级旋风分离器601输送的烟气和三级旋风分离器603输送的石墨烯，利用产生的离心力控制烟气带动石墨烯在其筒体内旋转，使所述石墨烯与所述烟气接触，吸附所述烟气中的二氧化氮。二级旋风分离器602利用离心力将石墨烯甩至筒体的边壁，石墨烯在重力的作用下，通过底端料腿及连接管路进入一级旋风分离器601，吸附后的烟气通过二级旋风分离器602中的升气管输送至三级旋风分离器603。

三级旋风分离器603通过筒体的边壁的入口接收二级旋风分离器602输送的烟气和再生器604输送的石墨烯，利用产生的离心力控制烟气带动石墨烯在其筒体内旋转，使所述石墨烯与所述烟气接触，吸附所述烟气中的二氧化氮。三级旋风分离器603利用离心力将石墨烯甩至筒体的边壁，石墨烯在重力的作用下，通过底端料腿及连接管路进入二级旋风分离器602，吸附后的烟气通过三级旋风分离器603中的升气管输出。

吸附了二氧化氮的石墨烯放置于再生器604的底部，通过煅烧的方式，使二氧化氮从石墨烯上脱附，再生后的石墨烯通过边壁的出口被提升至三级旋风分离器603。

实施例3：采用图7所示的吸附系统，利用分子筛对焦化甲苯中的二聚环戊二烯进行吸附，具体过程如下：

在本发明实施例中，一级吸附床为第一类吸附床701、二级吸附床为第一类吸附床702。

在一个循环周期内：

一级第一类吸附床701通过设置于底部的切向入口接收外部输送的焦化甲苯，使焦化甲苯在吸附床内形成涡流，该涡流可以将吸附床底部的分子筛由底部向顶部旋转，在旋转过程中，分子筛与焦化甲苯接触，吸附所述焦化甲苯中的二聚环戊二烯。焦化甲苯携带分子筛旋转至顶部，并在吸附床顶部形成一个密相颗粒灰环，此时分子筛会从顶部甩出吸附床并进入再生器703，焦化甲苯则会反转从升气管输送至二级第一类吸附床702。

二级第一类吸附床702通过设置于底部的切向入口接收一级第一类吸附床701输送的焦化甲苯，使焦化甲苯在吸附床内形成涡流，该涡流可以将吸附床底部的分子筛由底部向顶部旋转，在旋转过程中，分子筛与焦化甲苯接触，吸附所述焦化甲苯中的二聚环戊二烯。焦化甲苯携带分子筛旋转至顶部，并在吸附床顶部形成一个密相颗粒灰环，此时分子筛会从顶部甩出二级第一类吸附床702并进入再生器703，焦化甲苯则会反转从升气管输出。

吸附了二聚环戊二烯的分子筛放置于再生器703的底部，200℃的干燥空气由底部通入再生器703，并穿过分子筛，使二聚环戊二烯从分子筛上脱附，200℃的干燥空气和二聚环戊二烯通过升气管排出再生器703，并对二聚环戊二烯进行回收，再生后的分子筛通过边壁的出口被提升至二级第一类吸附床702。

实施例4：采用图6所示的吸附系统，利用分子筛对空气中的甲醛进行吸附。可以理解地，可以通过空气压缩机将空气输送到吸附系统内，并通过煅烧的方式除去分子筛吸附的甲醛，以对分子筛进行再生。

实施例5：采用由两个第一类吸附床和两个旋风分离器构成的吸附系统，对聚甲基丙烯酸甲酯裂解工艺废气中甲基丙烯酸甲酯、乙酸乙酯、甲酸甲酯进行吸附，其中，两个第一类吸附床分别为一级吸附床、二级吸附床，两个旋风分离器分别为三级吸附床、四级吸附床。在本发明实施例中，以活性炭为吸附剂，并通过煅烧的方式，去除活性炭吸附的甲基丙烯酸甲酯、乙酸乙酯、甲酸甲酯，以对活性炭进行再生。

由上述实施例可以看出，气体由一级吸附床进入、经过二级吸附床吸附……最高级吸附床吸附，并由最高级吸附床输出；吸附剂由最高级吸附床进入，经过次高级吸附床……进入一级吸附床，并由一级吸附床输送给再生器再生，再生后的吸附剂被输送至最高级吸附床。在此过程中，气体与吸附剂实现逆流接触，相比于顺流接触，其传质推动力更大，提高了吸附效率。

并且，由于产生的离心力为重力的100-1000倍，较大的离心力能够使气体在吸附床中快速流动，相比于现有技术，其在一定时间内，能够满足更大的气体处理量。并且，吸附过程与再生过程发生在不同的设备，有利于分别控制设备的温度，例如，利用低温环境加快吸附速度，利用高温环境加快再生速度。

同时，由于该方法的传质推动力较大，无需降低吸附床的温度便能实现更高的吸附效率，因此，该方法能够降低能耗。

由实施例1-5可以看出，吸附系统中可以包含不同数量的吸附床，并且，可以仅采用一种类型的吸附床，也可以采用不同类型的吸附床进行组合。吸附剂的选择取决于待吸附气态组分的特点，例如，正异烷烃的分离一般选择分子筛，空气净化、汽车尾气净化一般选择活性炭。

需要说明的是，在实际应用场景中，需要根据吸附效果要求、气体中待吸附气态组分的含量等因素确定吸附床的数量及种类。

另外，气体流速、吸附剂用量以及吸附剂的运行速率等可变因素可根据实际应用场景进行调变。

上述实施例提供的方法能够用于处理化工生产过程中产生的尾气，吸附尾气中的待吸附气态组分，使尾气达到排放标准，降低有机尾气对环境及人体造成的危害。

综上，本发明各个实施例至少具有如下效果：

1、在本发明实施例中，气体由一级吸附床逐级向对应的上一级吸附床输送，吸附剂由最高级吸附床逐级向对应的下一级吸附床输送，同时吸附气体中的待吸附气态组分。随着吸附过程的逐级进行，吸附了待吸附气态组分的吸附剂活性逐渐降低，为了保证一定的吸附性能，一级吸附床将吸附了待吸附气态组分的吸附剂输送至再生器进行再生，再生器将恢复吸附活性的吸附剂输送给最高级吸附床，从而实现吸附剂的循环再生。与现有技术相比，本发明能够通过再生器及时地对失活或者活性较低的吸附剂进行再生，使吸附剂始终保持一定的吸附性能。

2、在本发明实施例中，利用切向入口在吸附床中形成涡流，使离心力为重力的100-1000倍，增加气体与吸附剂之间的传质和传热，提高吸附速度及吸附效果。

3、在本发明实施例中，气体由一级吸附床逐级向对应的上一级吸附床输送，吸附剂由最高级吸附床逐级向对应的下一级吸附床输送，气体与吸附剂间形成逆流接触，其传递(传热和/或传质)推动力较顺流过程更大，且在串联各级分布均匀，能够大幅降低能耗。

4、在本发明实施例中，吸附床产生的巨大离心力能够使气体在吸附床中快速流动，相比于现有技术，其在一定时间内，能够满足更大的气体处理量。

5、在本发明实施例中，吸附过程与再生过程发生在不同的设备中，有利于分别控制设备的温度，例如，利用低温环境加快吸附速度，利用高温环境加快再生速度，以便于提高吸附效率。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个······”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同因素。

最后需要说明的是：以上所述仅为本发明的较佳实施例，仅用于说明本发明的技术方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种气固多级逆流吸附气态组分的方法，其特征在于，至少两级吸附床之间梯形串联，一级吸附床和最高级吸附床分别与再生器连接，还包括：

所述最高级吸附床接收所述再生器输送的吸附剂；

每一级吸附床接收对应的上一级吸附床输送的吸附剂以及对应的下一级吸附床输送的气体；

所述每一级吸附床利用内部存在的吸附剂吸附所述气体中的待吸附气态组分；

所述一级吸附床将吸附了待吸附气态组分的吸附剂输送给所述再生器；

所述再生器对所述吸附了待吸附气态组分的吸附剂进行再生。

2.根据权利要求1所述的气固多级逆流吸附气态组分的方法，其特征在于，进一步包括：

所述一级吸附床通过设置于底部的切向入口接收外部输送的气体。

3.根据权利要求1或2所述的气固多级逆流吸附气态组分的方法，其特征在于，

所述利用内部存在的吸附剂吸附所述气体中的待吸附气态组分，包括：

所述吸附床控制进入其内部的所述气体形成涡流；

通过所述涡流携带内部存在的吸附剂由底部向顶部旋转，使所述吸附剂与所述气体接触，完成吸附所述气体中的待吸附气态组分。

4.根据权利要求1所述的气固多级逆流吸附气态组分的方法，其特征在于，

所述吸附床为旋风分离器，

所述利用内部存在的吸附剂吸附所述气体中的待吸附气态组分，包括：

所述旋风分离器利用自身产生的离心力，控制所述气体带动内部存在的吸附剂旋转，使所述吸附剂与所述气体接触，完成吸附所述气体中的待吸附气态组分。

5.根据权利要求4所述的气固多级逆流吸附气态组分的方法，其特征在于，进一步包括：

所述旋风分离器利用产生的离心力将内部存在的吸附剂甩至所述筒体的边壁，以使内部存在的吸附剂在重力的作用下，通过底端料腿及连接管路进入对应的下一级所述吸附床；

吸附后的所述气体通过所述旋风分离器中的升气管进入到对应的上一级所述吸附床。

6.根据权利要求1至5中任一所述的气固多级逆流吸附气态组分的方法，其特征在于，

所述再生器对所述吸附了待吸附气态组分的吸附剂进行再生，包括：

所述再生器接收由底部输送的再生气体，利用所述再生气体由下而上通过所述吸附了待吸附气态组分的吸附剂，使待吸附气态组分从吸附剂上脱附，得到恢复活性的吸附剂。

7.根据权利要求6所述的气固多级逆流吸附气态组分的方法，其特征在于，

当所述吸附剂为活性炭或石墨烯，且所述待吸附气态组分为待富集回收的气态组分时，所述再生气体，包括：温度120℃～300℃范围内的水蒸汽。

8.根据权利要求6所述的气固多级逆流吸附气态组分的方法，其特征在于，

当所述吸附剂为分子筛，且所述待吸附气态组分为待富集回收的气态组分时，所述再生气体，包括：不低于150℃的干燥空气。

9.根据权利要求1至5中任一所述的所述的气固多级逆流吸附气态组分的方法，其特征在于，

当所述待吸附气态组分为有机废气时，

所述再生器对所述吸附了待吸附气态组分的吸附剂进行再生，包括：

通过高温煅烧的方式，煅烧吸附有有机废气的吸附剂，以实现所述吸附剂再生。