CN117282421B - 具有气流定向汇集功能的吸附剂再生塔及吸附剂再生系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于烟气吸附净化技术领域并公开了一种具有气流定向汇集功能的吸附剂再生塔及吸附剂再生系统。所述具有气流定向汇集功能的吸附剂再生塔，包括塔体和供气组件，塔体的内腔具有沿竖向依次布置的进料腔、预热腔、混合室、加热腔、脱气室、冷却腔和出料腔，塔体的顶部设有进料口，塔体的底部设有出料口，塔体设有抽吸口，抽吸口与脱气室连通，供气组件分别与进料腔和出料腔连接，用于向进料腔和出料腔内充气且使进料腔和出料腔保持正压，以使再生富气向脱气室汇集。本发明公开的具有气流定向汇集功能的吸附剂再生塔，能够有效控制吸附剂解吸再生温区，并使气流定向汇集至解吸再生温区内，以改善再生富气的抽吸效果。

Description

具有气流定向汇集功能的吸附剂再生塔及吸附剂再生系统

技术领域

本发明属于烟气吸附净化技术领域，具体涉及一种具有气流定向汇集功能的吸附剂再生塔及吸附剂再生系统。

背景技术

相关技术中，吸附净化是常用的烟气净化方式，其中通过吸附剂对烟气吸附净化后，吸附饱和的吸附剂通常经过解吸再生以恢复其活性，便于再次用于吸附净化。再生设备通过加热使吸附剂解吸再生出富含氮氧化物的再生富气，通过抽吸的方式与吸附剂分离，并从再生设备内排出进行后续处理。相关技术中，从再生设备排出再生富气的效果差，从而导致解吸出的再生富气存在无法很好地与吸附剂分离，存在改进的需求。

发明内容

本发明是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识做出的：

相关技术中，吸附剂在再生设备内被加热解吸再生出再生富气，再生富气从再生设备的再生富气出口排出。但是，发明人认识到，由于再生设备内的吸附剂堆积后孔隙率低，再生富气抽吸难度大，排出效果差。尤其是，当吸附剂堆积的料层达到一定厚度后，仅能在局部空间内形成有效的负压抽吸区。发明人研究发现，吸附剂解吸再生是在一个预定温度区间内进行的，相关技术中，由于无法对塔体内的气流有效引导和控制，使得塔体内不同区段的温度因为气流的不定向扩散而影响较大，无法在塔体的不同区段形成理想的温度区间，使得吸附剂解吸再生不集中，会在有效的负压抽吸区以外的区域解吸出大量的再生富气，另外再生富气不能得到定向引导，导致无法对再生富气有效抽吸，影响了再生效果，增加后续的处理难度。

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明提出一种具有气流定向汇集功能的吸附剂再生塔，该吸附剂再生塔能够有效控制吸附剂解吸再生温区，使气流定向汇集至解吸再生温区内，从而改善再生富气的抽吸效果，进而提高吸附剂的再生效果。

本发明还提出一种吸附剂再生系统。

根据本发明的具有气流定向汇集功能的吸附剂再生塔，包括：

塔体，所述塔体的内腔具有沿竖向依次布置的进料腔、预热腔、混合室、加热腔、脱气室、冷却腔和出料腔，所述塔体的顶部设有进料口，用于将吸附饱和的吸附剂输入所述进料腔以在所述进料腔内形成吸附剂层，所述塔体的底部设有出料口，用于将再生后的吸附剂从所述出料腔排出，所述塔体设有抽吸口，所述抽吸口与所述脱气室连通，用于抽离所述脱气室内的吸附剂解吸再生出的再生富气且使所述脱气室形成负压；

供气组件，所述供气组件分别与所述进料腔和所述出料腔连接，用于向所述进料腔和所述出料腔内充气且使所述进料腔和所述出料腔保持正压，以使所述再生富气向所述脱气室汇集。

本发明的具有气流定向汇集功能的吸附剂再生塔，通过对塔体的内腔进行区段划分，并向位于塔体顶部的进料腔和塔体底部的出料腔中充气，使塔体的两端保持正压，抽吸再生富气的脱气室能够呈现负压，从而使塔体的内腔内的气体从塔体两端的正压区向塔体中部的负压区汇集，不仅能够抑制再生气向塔体的两端扩散，而且能够使加热腔中的温度不会随气体的扩散而传导至塔体的两端。预热腔和加热腔的布置，能够使塔体根据不同的温度区间形成区段划分，进而控制吸附剂解吸再生的温度区间，冷却腔的布置能够对吸附剂进行冷却，有助于吸附剂的循环利用，减少对吸附剂进行冷却的设备，降低投入成本。本发明的具有气流定向汇集功能的吸附剂再生塔通过气流定向汇集和内腔中温度区间的有效划分，方便再生富气向抽吸口汇集，提高抽吸效率。

可选地，所述具有气流定向汇集功能的吸附剂再生塔还包括：

进口阀组，所述进口阀组设在所述塔体顶部的进料口处，所述进口阀组包括彼此串联的第一旋转阀和第二旋转阀；和

出口阀组，所述出口阀组设在所述塔体底部的出料口处，所述出口阀组包括彼此串联的第三旋转阀和第四旋转阀。

本发明中的进口阀组和出口阀组，不仅能够控制进出塔体的吸附剂的物料量，而且能够阻止气体通过进口阀组和出口阀组扩散至塔体外部，进口阀组和出口阀组均设置为双旋转阀，进口阀组和出口阀组中的双旋转阀转动动作时，能够保障位于塔体顶部的进料管和位于塔体底部的出料管均处于封堵状态，同时还不会影响吸附剂的进出料。

可选地，所述进口阀组设有用于向所述进料腔供气的第一进气口，所述第一进气口设在所述第一旋转阀和第二旋转阀之间，所述出口阀组设有用于向所述出料腔供气的第二进气口，所述第二进气口设在所述第三旋转阀和第四旋转阀之间；和/或

所述塔体的顶部设有用于向所述进料腔供气的第三进气口，所述第三进气口与所述进料腔和所述供气组件连接以通过所述供气组件向所述进料腔内充气，所述塔体的底部设有用于向所述出料腔供气的第四进气口，所述第四进气口与所述出料腔和所述供气组件连接以向所述出料腔内充气。

本发明中的第一进气口和第二进气口的设置，能够使进口阀组和出口阀组内部形成正压，阻止塔体内的气体进入进口阀组和出口阀组，从而避免扩散至进料腔和出料腔中的少量的再生富气在旋转阀转动时向塔体外泄露。通过第三进气口和第四进气口能够直接对进料腔和出料腔充气，在进料腔和出料腔形成正压，促使塔体内的气体向脱气室汇集。当第一进气口、第二进气口、第三进气口和第四进气口同时布置时，能够进一步提高再生富气向塔体外扩散的阻止效果，此时在塔体顶部的进料腔和进口阀组中形成两个相邻的正压区，能够保障两个正压区中的气压稳定，同时还能够通过调整塔体顶部的两个正压区的气压差进一步控制气流的流动，同理，在塔体的底部的出料腔和出口阀组中也形成两个相邻的正压区，也能够保障气压稳定和控制气流流动的效果。

可选地，所述进料腔内的所述吸附剂层的厚度大于第一阈值，以减缓所述预热腔和所述加热腔内的所述吸附剂的热量扩散至所述进料腔内的吸附剂层的上方；和/或

所述塔体具有与所述预热腔对应的第一区段、与所述加热腔对应的第二区段和与所述冷却腔对应的第三区段，所述第一区段的材质为不锈钢材质，所述第二区段为ND钢材质、所述第三区段为碳钢材质，所述第一区段与所述第二区段之间、以及所述第二区段与第三区段之间均设置有膨胀节。

本发明中通过使进料腔中的吸附剂层达到一定的厚度，能够保障加热腔内的吸附剂的温度不能扩散至进料腔内吸附剂层的上方，由于在进料腔有正压区的存在，因此加热腔解吸出来的再生富气也不会穿过吸附剂层向正压区扩散，与此同时，还能够避免进料腔温度过高，避免室温或者室温以下的吸附剂进入进料腔后受热使进料腔中出现水雾。

本发明通过对塔体的区段划分，能够使不同的区段的材质满足不同的工况要求，在降低制造成本的同时，保障设备的使用寿命，避免再生富气和高温环境对塔体的腐蚀和侵害；由于本申请的塔体的内腔中具有多个不同的温度区间，在不同温度下不同材料的膨胀系数不同，因此，通过设置膨胀节能够保障组配后的塔体结构稳定，避免局部区段受热膨胀后发生挤压变形。

可选地，所述具有气流定向汇集功能的吸附剂再生塔还包括：

上支撑板和下支撑板，所述上支撑板分别设在所述预热腔、所述加热腔和所述冷却腔中的每一个腔的腔顶，所述下支撑板分别设在所述预热腔、所述加热腔和所述冷却腔中的每一个腔的腔底，所述上支撑板和所述下支撑板的周向均与所述塔体的周壁密封连接；和

落料管，所述落料管沿竖向布置在所述预热腔、所述加热腔和所述冷却腔中的每一个腔内，每一个腔内的所述落料管相互平行设置且连接在所述上支撑板和所述下支撑板之间，所述落料管的内腔形成吸附剂落料通道且所述落料管的外壁与所述塔体的内壁之间形成换热介质通道，所述换热介质通道包括位于所述预热腔内的预热介质通道，位于所述加热腔内的加热介质通道和位于所述冷却腔内的冷却介质通道。

本发明中的落料管作为吸附剂的落料通道，吸附剂能够在落料管内逐步下落，换热介质能够通过落料管外壁与塔体的内壁之间形成的换热介质通道流动并加热落料管内的吸附剂，进而控制不同位置的吸附剂的温度。经预热的吸附剂进入到混合室后能够提高在混合室内的停留时间，使吸附剂充分接触并使得彼此的温度趋于一致，降低不同位置的吸附剂的温差，经加热后的吸附剂进入脱气室后，能够提高在脱气室内的停留时间，并使吸附剂充分接触并使得彼此的温度趋于一致，保障不同位置的吸附剂均能够充分解吸再生。

可选地，所述塔体设有用于向所述预热介质通道内供给预热介质的预热介质进口和用于排出预热介质的预热介质出口、用于向所述加热介质通道内供给加热介质的加热介质进口和用于排出加热介质的加热介质出口、以及用于向所述冷却介质通道内供给冷却介质的冷却介质进口和用于排出冷却介质的冷却介质出口；

所述冷却介质出口与所述预热介质进口连接，以将在所述冷却腔内与吸附剂换热后且从冷却介质出口排出的冷却介质供给到所述预热介质通道内用作对所述预热腔内的吸附剂进行预热的预热介质，所述加热介质进口与所述加热介质出口之间设置有加热部件，所述加热部件用于加热从所述加热介质出口输出的加热介质并将通过加热后的加热介质供给到所述加热介质通道内。

本发明中的冷却介质出口流出的换热介质可以用于对预热腔中的吸附剂的预热，能够实现能量的回收利用，降低了设备的投入。

可选地，所述出料腔包括沿上下方向布置的恒径段和倒锥段，所述恒径段的横截面积沿从上到下的方向不变，所述倒锥段的横截面积沿从上到下的方向逐渐减小，所述恒径段内设有落料部件，所述倒锥段内设有在上下方向上与所述落料部件隔开的均料部件，所述落料部件具有多个落料口，所述均料部件包括板体和设在所述板体的上表面的多个锥形体，相邻锥形体间隔布置以形成下料空间，所述板体具有料孔，从所述落料部件的多个落料口落下的吸附剂落到所述下料空间后再通过所述料孔落下。

本发明中的恒径段内的吸附剂能够正常下落，落料部件可以使恒径段内的吸附剂通过多个落料口相对均匀的下落；当不设置均料部件时，倒锥段内的吸附剂落料速度不同，处于倒锥段中部的吸附剂落料速度快，处于倒锥段周向的吸附剂落料速度慢，本发明中通过设置均料部件，能够调整填充至均料部件中不同区域的物料量，进而实现对倒锥段中的同一横截面上不同区域的落料速度的调节。

可选地，所述锥形体在所述板体上分布的密集度沿所述板体的中部到所述板体的外周边缘的方向逐渐减小；和/或

所述落料部件的所述落料口与所述锥形体错位设置；和/或

所述落料部件的落料口不高于所述锥形体的顶端。

本发明中的锥形体在板体上的分布不均匀，通过不均匀的分布能够合理调整均料部件中不同区域可用于填充吸附剂的体积，从而能够控制落料部件中不同落料口的落料量，使各个落料口的落料速度趋于一致，由于倒锥段中部落料速度快，因此板体的中部的锥形体布置相对较多、较密集，降低从均料部件的中部流出的吸附剂的物料量。本发明中的落料口和锥形体错位设置，方便从落料口落下的吸附剂能够快速填充至相邻的锥形体之间，避免锥形体对落料口的落料造成影响。本发明中的落料口不高于锥形体的上端部，能够充分利用锥形体所占用的空间来优化不同区域的落料不均匀的问题，也可以降低落料部件和均料部件所占用的空间。

根据本发明的吸附剂再生系统，包括：

再生塔，所述再生塔为上述的具有气流定向汇集功能的吸附剂再生塔；和

检测组件，所述检测组件用于检测所述塔体内腔中的温度和气压，以调节通入所述预热腔、所述加热腔和所述冷却腔内的换热介质的温度、所述进料腔内的料位、以及通入所述进料腔和所述出料腔中的气量。

本发明的吸附剂再生系统所能够达到部分有益效果与上述的具有气流定向汇集功能的吸附剂再生塔所达到的效果相同，在此不再赘述。本发明的吸附剂再生系统还能够依靠检测组件的检测数据，对内腔中的不同区段的温度进行控制，并且对进料腔和出料腔的气压进行调节，以实现再生塔塔体内的温区分布和气流定向汇集。

可选地，所述检测组件包括：

第一检测单元，所述第一检测单元设在所述混合室内，用于检测所述混合室内的吸附剂温度以调节通入所述预热腔内的预热介质的温度；

第二检测单元，所述第二检测单元设在所述脱气室内，用于检测所述脱气室内的吸附剂温度以调节通入所述加热腔内的加热介质的温度；

第三检测单元，所述第三检测单元设在所述出料腔内，用于检测所述出料腔内的吸附剂温度以调节通入所述冷却腔内的冷却介质的温度；

第四检测单元，所述第四检测单元设在所述进料腔内，用于检测所述进料腔中的料位以控制所述进料口开启或关闭；和

第五检测单元，所述第五检测单元分别设在所述进料腔、所述出料腔、所述进口阀组和所述出口阀组内，用于检测所述进料腔、所述出料腔、所述进口阀组和所述出口阀组内的压力以调节所述供气组件向所述进料腔、所述出料腔、所述进口阀组和所述出口阀组中的供气量。

本发明中的各个检测单元的设置，能够准确测量塔体中不同区段的均衡后的温度，通过对混合室、脱气室和出料腔的吸附剂温度进行检测，数据检测可靠性更高，能够更好的实现对各个区段的温度的调控。本发明通过测量进料腔、出料腔、进口阀组和出口阀组内的气压，能够保障塔体顶部和底部维持相对稳定的气压，阻止再生富气从塔体顶部和底部扩散至塔体外部。

附图说明

图1是本发明实施例的具有气流定向汇集功能的吸附剂再生塔的结构示意图。

图2是本发明实施例中的进口阀组或出口阀组的结构示意图。

图3是本发明实施例中的进气腔的结构示意图。

图4是本发明实施例中的预热腔的结构示意图。

图5是本发明实施例中的落料部件和均料部件的布置结构示意图。

图6是本发明实施例中的吸附剂单元的结构示意图。

图7是本发明实施例中的隔层部件的结构示意图。

附图标记：

1、塔体；11、进料腔；12、出料腔；121、恒径段；122、倒锥段；131、预热腔；1312、预热介质进口；1313、预热介质出口；132、加热腔；1322、加热介质进口；1323、加热介质出口；133、冷却腔；1332、冷却介质进口；1333、冷却介质出口；134、混合室；135、脱气室；1351、抽吸口；

2、供气组件；

31、进口阀组；311、第一进气口；312、第一旋转阀；313、第二旋转阀；32、出口阀组；321、第二进气口；322、第三旋转阀；323、第四旋转阀；33、第三进气口；34、第四进气口；

51、上支撑板；52、下支撑板；53、落料管；

61、落料部件；611、第一下料管；62、均料部件；621、板体；622、锥形体；

71、吸附剂；72、透气外壳；

81、隔层空间；82、流道；83、隔离管。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参照图1-图7描述本发明实施例的具有气流定向汇集功能的吸附剂再生塔。具有气流定向汇集功能的吸附剂再生塔，包括塔体1，塔体1的内腔具有沿竖向依次布置的进料腔11、预热腔131、混合室134、加热腔132、脱气室135、冷却腔133和出料腔12，塔体1的顶部设有进料口，吸附饱和的吸附剂经进料口首先进入进料腔11内，并在进料腔11内堆积形成一定厚度的吸附剂层，塔体1的底部设有出料口，经过解吸再生的吸附剂进入出料腔12，并从出料口排出。

塔体1上设有抽吸口1351，抽吸口1351与脱气室135连通。进料腔11中的吸附剂先进入预热腔131进行预热升温后，再进入混合室134内，当预热腔131对吸附剂的预热温度存在不均衡的情况时，混合室134中的吸附剂彼此之间能够进行温度传导，进而使吸附剂温度均衡一致，预热腔131的设置能够使吸附剂的温度得到提升，降低吸附剂在加热腔132中的温升区间，便于对吸附剂解吸再生区间进行更精准的分区控制，混合室134内的吸附剂继续向下流动进入加热腔132，加热腔132对吸附剂进行加热升温，并使吸附剂的温度达到解吸再生的温度，随后吸附剂进入脱气室135内，在脱气室135内不仅能够使温度具有一定差异的吸附剂温度趋于一致，而且能够通过抽吸口1351抽离吸附剂中解吸再生出的再生富气，与此同时，脱气室135内形成负压，方便再生富气汇聚，提高抽吸效率。冷却腔133用于对吸附剂进行冷却，从而便于再生塔排出的吸附剂运送和循环利用，减少外置的用于吸附剂冷却的设备，降低对吸附剂再生处理的成本。

进料腔11和出料腔12与供气组件2连接，以分别向进料腔11和出料腔12内充气，随着供气组件2的持续充气，能够使进料腔11和出料腔12均保持正压，阻止吸附剂中解吸再生处的再生富气向塔体1的两端扩散，并使再生富气向脱气室135汇集。

本发明实施例的具有气流定向汇集功能的吸附剂再生塔，通过对塔体1的内腔进行区段划分，并向位于塔体1顶部的进料腔11和塔体1底部的出料腔12中充气，使塔体1的两端保持正压，从抽吸口1351抽吸再生富气，直至脱气室135内呈现负压，从而使塔体1的内腔内的气体从塔体1两端的正压区向塔体1中部的负压区汇集，不仅能够抑制再生气向塔体1的两端扩散，而且能够使加热腔132中的温度不会随气体的扩散而传导至塔体1的两端。

进一步地，预热腔131、加热腔132和冷却腔133的布置，能够根据不同的温度区间形成区段划分，更便于控制吸附剂解吸再生的温度区间，通过将预热腔131和冷却腔133的设置，不仅将吸附剂解吸再生控制在加热腔132和脱气室135中，而且能够配合向塔体1两端充填气体形成的正压，阻止再生气向塔体1的上下两端扩散，促使解吸再生出的再生富气向脱气段定向汇集，提高抽吸效率。

其中，通过供气组件2向进料腔11和出料腔12中充填的气体为氮气或惰性气体，避免通入的气体在塔体1内发生反应，能够更好的置换出吸附剂中的再生富气。

如图1和图2所示，在一些实施例中，本发明实施例的具有气流定向汇集功能的吸附剂再生塔还包括进口阀组31和出口阀组32，进口阀组31设在塔体1顶部的进料口处，进口阀组31包括彼此串联的第一旋转阀312和第二旋转阀313，出口阀组32设在塔体1底部的出料口处，出口阀组32包括彼此串联的第三旋转阀322和第四旋转阀323。

具体地，单个旋转阀的作用是在实现连续进出料的同时阻止旋转阀两侧的气流导通，避免气流压力外泄，本发明实施例中的进口阀组31和出口阀组32中均设置两个旋转阀，能够进一步保障塔体1内的气压不外泄，使进料腔11和出料腔12中充填的气体能够保持持续稳定的气压，也就是说，进口阀组31和出口阀组32不仅能够控制进出塔体1的吸附剂的物料量，而且能够阻止气体通过进口阀组31和出口阀组32扩散至塔体1外部，工作时，进口阀组31和出口阀组32中的双旋转阀可以交替动作，使位于塔体1顶部进料口处的进料管和位于塔体1底部出料口处的出料管均处于封堵状态，同时还不会影响吸附剂的进出料。

如图2所示，在一些实施例中，进口阀组31上设有第一进气口311，第一进气口311设在第一旋转阀312和第二旋转阀313之间，出口阀组32上设有第二进气口321，第二进气口321设在第三旋转阀322和第四旋转阀323之间。

需要说明的是，第一进气口311和第二进气口321的设置，能够使进口阀组31和出口阀组32内部形成正压，阻止塔体1内的气体进入进口阀组31和出口阀组32，当有再生富气扩散至进料腔11和出料腔12中时，由于进口阀组31和出口阀组32中充填有保持正压的气体，就能够进一步阻止进料腔11和出料腔12中的气体向进料管和出料管中扩散，提高了对再生富气向塔体1外扩散的阻断效果。

如图1所示，在一些实施例中，塔体1的顶部设有用于向进料腔11供气的第三进气口33，第三进气口33与进料腔11和供气组件2连接以通过供气组件2向进料腔11内充气，塔体1的底部设有用于向所述出料腔12供气的第四进气口34，第四进气口34与出料腔12和供气组件2连接以向出料腔12内充气。

也就是说，本发明实施例中通过第三进气口33和第四进气口34直接对进料腔11和出料腔12充气，使进料腔11和出料腔12形成正压。

当第一进气口311、第二进气口321、第三进气口33和第四进气口34同时设置时，则能够进一步提高对再生富气向塔体1外扩散的阻止效果。

具体地，在塔体1顶部的进料腔11和进口阀组31中形成两个相邻的正压区，在保障两个正压区中的气压稳定的同时，还能够调整进料腔11和进口阀组31两个正压区的气压差，从而进一步控制气流的流动方向，同理，在塔体1的底部的出料腔12和出口阀组32中也形成两个相邻的正压区，在保障两个正压区中的气压稳定的同时，还能够调整出料腔12和出口阀组32两个正压区的气压差，以进一步控制气流的流动方向。

本申请的吸附剂应用于对低温烟气进行吸附净化，吸附剂与低温烟气接触，以对烟气进行吸附净化，应用中，通过将烟气冷却为室温或室温以下的低温烟气，该低温条件下通过吸附剂吸附烟气中的氧化物，从而提高净化效果。

本发明实施例中的低温为室温及室温以下，优选地，低温为零摄氏度以下，更优选地，低温为-20℃～-10℃。

吸附剂在进行低温烟气吸附后，吸附剂的温度会在室温以下，如果是对零度以下的烟气进行低温吸附净化，则进入进料腔11中的吸附剂的温度也会在零度以下，当具有较高温度的吸附剂的温度扩散至进料腔11中的吸附剂层上层时，则会导致进料腔11的温度升高，室温的吸附剂、又或者零度以下的吸附剂进入进料腔11后会使进料腔11中产生大量的水气并凝结出大量的水珠，无法使再生塔保持正常有序的工作。

因此，如图1和图3所示，在一些实施例中，进料腔11内的吸附剂层的厚度大于第一阈值，以减缓预热腔131和加热腔132内的吸附剂的热量扩散至进料腔11内的吸附剂层的上方。

进料腔11包括等径的柱体段，柱体段和加热腔132的内径尺寸相同，吸附剂在柱体段堆积的吸附剂层厚度需大于第一阈值，此时能够保障在整个截面范围内对吸附剂的温度扩散具有较为一致的阻断效果。

可选地，由于吸附剂从进料口进入进料腔11后具有堆积角，因此，可以设置布料装置，使进料腔11中的吸附剂层厚度均匀一致，当不设置布料装置时，需要保障进料腔11具有足够的高度，使堆积的吸附剂层的最小厚度大于第一阈值。

合理确定第一阈值的范围，需要根据吸附剂的热传导性能、通过进料口进入进料腔11的吸附剂的温度、进料腔11的气压、加热腔132温度等因素，综合确定进料腔11中的吸附剂层的厚度，以避免加热腔132中吸附剂的温度传导至进料腔11的吸附剂层上方。

可选地，第一阈值为200mm，进一步地，吸附剂层的厚度为200mm~600mm，例如吸附剂层的厚度取值为200mm、370mm、520mm或600mm，若吸附剂层厚度小于200mm，则容易导致预热腔131中加热的吸附剂的温度透过吸附剂层传递至吸附剂层上侧，当塔体1内的部分区段的压力或者温度控制出现异常时，很容易导致进料腔11中的温度发生剧烈变化，对异常因素的抵抗能力差，实用性差，若吸附剂层厚度大于600mm，则导致进料腔11尺寸过大，并且会使吸附剂在进料腔11中停留时间过长，容易因为吸附剂堆积过厚产生不可控因素且后续处理困难，从而影响吸附剂进入预热腔131。

本发明实施例中通过使进料腔11中的吸附剂层达到设定的厚度后，保障预热腔131内的吸附剂的温度不能扩散至进料腔11内吸附剂层的上方，由于在进料腔11有正压区的存在，因此预热腔131和加热腔132解吸出来的再生富气也不会穿过吸附剂层向正压区扩散，与此同时，还能够避免进料腔11温度过高，避免室温或者室温以下的吸附剂进入进料腔11后使进料腔11中出现水雾并凝结出水珠。

在一些实施例中，塔体1至少具有与预热腔131对应的第一区段、与加热腔132对应的第二区段和与冷却腔133对应的第三区段，由于预热、加热和冷却后的吸附剂的温度不同，经加热腔132加热后的吸附剂还会解吸出腐蚀性较强的二氧化硫等气体，结合制造成本，不同区段选择相应的不同的材质，具体为，第一区段的材质为不锈钢材质，第二区段为ND钢材质，第三区段为碳钢材质，不同材质的膨胀系数不同，且不同区段的温度环境不同，因此，在第一区段与第二区段之间、第二区段与第三区段之间均设置有膨胀节。

也就是说，由于塔体1的不同区段对应的温度和气体成分不同，因此需要保障相应的区段能够承受高温和气体腐蚀，本发明实施例中对塔体1的区段划分，能够使不同的区段的材质满足不同的工况要求，在保障设备的使用性能和使用寿命的同时降低制造成本，使塔体1能够承受再生富气和高温环境对塔体1的腐蚀和侵害。

进一步地，由于本申请的塔体1的内腔中具有多个不同的温度区间，在不同温度下不同材料的膨胀系数不同，因此，通过设置膨胀节，保障组配后的塔体1结构稳定，避免局部区段受热膨胀后发生挤压变形。

可选地，混合室134中吸附剂的温度与预热段中吸附剂的温度接近，因此将混合室134布置于第一区段中，脱气室135中吸附剂的温度与加热段中吸附剂的温度接近，因此，将脱气室135布置于第二区段中。

可选地，第一区段、第二区段和第三区段还能够通过多段组合而成，以方便进行制作、组装和吊装，如果单节重量过大，则需要重型起吊设备，增加了组装的成本和施工的难度。

可选地，塔体1还包括第四区段和第五区段，第四区段与进料腔11对应，第五区段与出料腔12对应，为了方便塔体1的各个节段的生产和吊装、为了满足塔体1的各个节段的工况要求，塔体1还可以进行进一步的分段。

如图1-图4所示，在一些实施例中，具有气流定向汇集功能的吸附剂再生塔包括上支撑板51、下支撑板52和多个落料管53，上支撑板51分别设在预热腔131、加热腔132和冷却腔133中的每一个腔的腔顶，下支撑板52分别设在预热腔131、加热腔132和冷却腔133中的每一个腔的腔底，上支撑板51和下支撑板52的周向均与塔体1的周壁密封连接，落料管53沿竖向布置在预热腔131、加热腔132和冷却腔133中的每一个腔内，每一个腔内的落料管53相互平行设置且连接在上支撑板51和下支撑板52之间，落料管53的内腔形成吸附剂落料通道且落料管53的外壁与塔体1的内壁之间形成换热介质通道，换热介质通道包括位于预热腔131内的预热介质通道，位于加热腔132内的加热介质通道和位于冷却腔133内的冷却介质通道。

图4所示为预热腔131中上支撑板51、下支撑板52和落料管53的布置示意图。

其中，加热腔132和冷却腔133中上支撑板51、下支撑板52和落料管53的结构与预热腔131相同，本发明实施例中的落料管53作为吸附剂的落料通道，吸附剂能够在落料管53内逐步下落，换热介质能够通过落料管53外壁与塔体1的内壁之间形成的换热介质通道流动并加热落料管53内的吸附剂，从而控制不同位置的吸附剂的温度。经预热的吸附剂进入到混合室134后能够提高在混合室134内的停留时间，使吸附剂充分接触并使得彼此的温度趋于一致，降低不同位置的吸附剂的温差，经加热后的吸附剂进入脱气室135后，能够提高在脱气室135内的停留时间，并使吸附剂充分接触并使得彼此的温度趋于一致，以保障不同位置的吸附剂均能够充分解吸再生。

可选地，在换热介质通道内布置折流板，提高换热介质在换热介质通道内的停留时间和介质分布的均匀性，使换热介质与对应的落料管53中的吸附剂充分换热，并提高不同的落料管53吸附剂受热相对均匀一致，优选地，折流板为多组沿上下方向间隔布置的百叶窗式的折流板。

如图7所示，可选地，在脱气室135布置隔层部件，隔层部件具有隔层空间81和流道82，隔层空间81与抽吸口1351连通，隔层空间81与流道82间隔布置。

吸附剂通过流道82从隔层空间81的上方流至隔层空间81的下方，吸附剂解吸出的再生富气经由隔层空间81从抽吸口1351排出，具体地，隔层部件包括多个隔离管83，隔离管83沿竖向布置，隔离管83的管腔形成流道82，相邻隔离管83的至少一部分间隔布置以形成隔层空间，多个隔离管83的上端彼此连接以避免吸附剂落入隔离管83外侧的隔层空间81。

如图1所示，在一些实施例中，塔体1设有用于向预热介质通道内供给预热介质的预热介质进口1312和用于排出预热介质的预热介质出口1313、用于向加热介质通道内供给加热介质的加热介质进口1322和用于排出加热介质的加热介质出口1323、以及用于向冷却介质通道内供给冷却介质的冷却介质进口1332和用于排出冷却介质的冷却介质出口1333。

冷却介质出口1333与预热介质进口1312连接，以将在冷却腔133内与吸附剂换热后且从冷却介质出口1333排出的冷却介质供给到预热介质通道内用作对预热腔131内的吸附剂进行预热的预热介质，加热介质进口1322与加热介质出口1323之间设置有加热部件，加热部件用于加热从加热介质出口1323输出的加热介质并将通过加热后的加热介质供给到加热介质通道内。

本发明实施例中的冷却介质出口1333流出的冷却介质用于对预热腔131中的吸附剂的预热，能够实现能量的回收利用，降低了设备的投入。

可选地，进入冷却介质进口1332的冷却介质为常温空气，常温空气与冷却腔133的吸附剂间接换热后从冷却介质出口1333流出，成为能够对预热腔131中的吸附剂进行预热的预热介质，预热介质通过管道连通至预热介质进口1312，并与预热腔131中的吸附剂换热后从预热介质出口1313排出。

如图5所示，在一些实施例中，出料腔12包括沿上下方向布置的恒径段121和倒锥段122，恒径段121的横截面积沿从上到下的方向不变，倒锥段122的横截面积沿从上到下的方向逐渐减小。

恒径段121内设有落料部件61，倒锥段122内设有在上下方向上与落料部件61隔开的均料部件62，落料部件61具有多个落料口，均料部件62包括板体621和设在板体621的上表面的多个锥形体622，相邻锥形体622间隔布置以形成下料空间，板体621具有料孔，从落料部件61的多个落料口落下的吸附剂落到下料空间后再通过料孔落下。

也就是说，恒径段121内的吸附剂能够正常下落，落料部件61能够使恒径段121内的吸附剂通过多个落料口向下流动，当不设置均料部件62时，倒锥段122内的吸附剂落料速度不同，处于倒锥段122中部的吸附剂落料速度快，处于倒锥段122周向的吸附剂落料速度慢，本发明实施例中通过设置均料部件62，使锥形体622之间形成下料空间，以此来调整填充至均料部件62中不同区域的下料空间的吸附剂的体积，从而确定相应区域的下料空间的堆积的物料量，进而实现对倒锥段122中的同一横截面上不同区域的落料速度的调节。

可选地，落料部件61包括多个第一下料管611，第一下料管611竖向布置，多个第一下料管611平行且间隔布置，第一下料管611上部彼此连接，阻止吸附剂从相邻的第一下料管611之间流动，吸附剂经第一下料管611流至均料部件62上。

可选地，出料腔12的恒径段121为圆柱段或者棱柱段，倒锥段122为圆锥段或者棱锥段，倒锥段122能够使吸附剂汇聚向出料口，方便吸附剂的排出。

在一些实施例中，锥形体622在板体621上分布的密集度沿板体621的中部到板体621的外周边缘的方向逐渐减小。

也就是说，靠近板体621中部的锥形体622相互之间的间距相对较小，单位面积内布置有相对较多的数量的锥形体622，靠近板体621周向的锥形体622相互之间的间距相对较大，单位面积内布置相对较少的数量的锥形体622。

本发明实施例中的锥形体622在板体621上的分布不均匀，通过不均匀的分布能够合理调整均料部件62中不同区域可用于填充吸附剂的体积，从而能够控制落料部件61中不同落料口的落料量，使各个落料口的落料速度趋于一致，由于倒锥段122中部落料速度快，因此板体621的中部的锥形体622布置相对较多、较密集，降低从均料部件62的中部流出的吸附剂的物料量。

如图5所示，在一些实施例中，落料部件61的落料口与锥形体622错位设置，使落料口流出的吸附剂填充至相邻的锥形体622之间，从而能够使板体621上形成的锥形料堆与锥形体622交错布置。

也就是说，本发明实施例中的落料口和锥形体622错位设置，以便于从落料口落下的吸附剂能够快速填充至相邻的锥形体622之间，避免锥形体622对落料口的落料造成影响。

如图5所示，在一些实施例中，落料部件61的落料口不高于锥形体622的顶端，从而能够充分利用锥形体622所占用的空间来优化不同区域的落料不均匀的问题，也能够降低落料部件61和均料部件62所占用的空间。

如图6所示，本发明实施例中的吸附剂71可以为颗粒状或粉状吸附剂71，也可以为粉末或颗粒吸附剂71制成的吸附剂71体，例如粉末或颗粒吸附剂71通过粘结剂形成的球形体或圆柱体等，当然，吸附剂71体外面可以进一步形成保护壳，例如覆在吸附剂71体外面的透气膜，以提高吸附剂71体的强度。吸附剂71可以填充在透气外壳72内以形成吸附剂71单元，其中，透气外壳72具有透气孔，烟气可以透过透气孔进入透气外壳72内，烟气可以通过相邻吸附剂71之间的间隙和/或吸附剂71自身的孔，由此不但可以减少吸附剂71之间的直接碰撞、摩擦磨损，粉尘的产生。透气外壳72可以呈球状、圆柱状等旋转体状，其中吸附单元的直径为10mm-100mm，吸附剂71的直径为1mm-10mm。

根据本发明实施例的吸附剂再生系统，包括再生塔和检测组件，再生塔为如上述任一实施例的具有气流定向汇集功能的吸附剂再生塔，检测组件用于检测塔体1的内腔中的温度和气压，以调节通入预热腔131、加热腔132和冷却腔133中的换热介质的温度、喂料至所述进料腔11内的料位、以及通入进料腔11和出料腔12中的气量。

本发明实施例的吸附剂再生系统所能够达到部分有益效果，除了与上述实施例中的具有气流定向汇集功能的吸附剂再生塔所达到的效果相同外，还能够依靠检测组件的检测数据，对塔体1中的不同区段的温度进行控制，并且对进料腔11和出料腔12的气压进行调节，从而实现再生塔塔体1内的温区分布和气流定向汇集。

在一些实施例中，检测组件包括第一检测单元、第二检测单元、第三检测单元、第四检测单元和第五检测单元。

第一检测单元设在混合室134内，用于检测混合室134内的吸附剂温度，从而调节对预热腔131中吸附剂加热的预热介质的温度，第二检测单元设在脱气室135内，用于检测脱气室135内的吸附剂温度，从而调节对加热腔132中吸附剂加热的加热介质的温度，第三检测单元设在出料腔12内，用于检测出料腔12内的吸附剂温度，从而调节对冷却腔133中吸附剂冷却的冷却介质的温度。

第四检测单元设在进料腔11内，用于检测进料腔11中的料位，进而控制进料口开启或关闭。

四个第五检测单元分别设在进料腔11、出料腔12、进口阀组31和出口阀组32内，用于检测进料腔11、出料腔12、进口阀组31和出口阀组32内的压力，进而调节供气组件2分别向进料腔11、出料腔12、进口阀组31和出口阀组32中的供气量。

本发明实施例中的各个检测单元的设置，不仅能够准确测量塔体1中不同区段的均衡后的温度，避免检测点设置不合理导致数据检测不准确的问题，例如预热腔131、加热腔132和冷却腔133中局部区域换热不均匀，如果将监测点布置于预热腔131、加热腔132或冷却腔133中，则会导致数据失真，不利于对大的区间温度的控制，本发明能够通过测量进料腔11、出料腔12、进口阀组31和出口阀组32内的气压，能够保障塔体1顶部和底部维持相对稳定的气压，阻止再生富气从塔体1顶部和底部扩散至塔体1外部。

可选地，第一检测单元、第二检测单元、第三检测单元均为温度检测传感器，第四检测单元可以为红外检测传感器，第五检测单元可以为压力表。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定，第一特征在第二特征 “上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、 “示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管已经示出和描述了上述实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域普通技术人员对上述实施例进行的变化、修改、替换和变型均在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种具有气流定向汇集功能的吸附剂再生塔，其特征在于，包括：

塔体，所述塔体的内腔具有沿竖向依次布置的进料腔、预热腔、混合室、加热腔、脱气室、冷却腔和出料腔，所述塔体的顶部设有进料口，用于将吸附饱和的吸附剂输入所述进料腔以在所述进料腔内形成吸附剂层，所述塔体的底部设有出料口，用于将再生后的吸附剂从所述出料腔排出，所述塔体设有抽吸口，所述抽吸口与所述脱气室连通，用于抽离所述脱气室内的吸附剂解吸再生出的再生富气且使所述脱气室形成负压；

供气组件，所述供气组件分别与所述进料腔和所述出料腔连接，用于向所述进料腔和所述出料腔内充气且使所述进料腔和所述出料腔保持正压，以使所述再生富气向所述脱气室汇集，在所述脱气室布置隔层部件，所述隔层部件具有隔层空间和流道，所述隔层空间与所述抽吸口连通，所述隔层空间与所述流道间隔布置，吸附剂通过所述流道从隔层空间的上方流至所述隔层空间的下方，吸附剂解吸出的再生富气经由所述隔层空间从所述抽吸口排出，所述隔层部件包括多个隔离管，所述隔离管沿竖向布置，所述隔离管的管腔形成所述流道，相邻所述隔离管的至少一部分间隔布置以形成所述隔层空间，多个所述隔离管的上端彼此连接以避免吸附剂落入所述隔离管外侧的隔层空间；

所述塔体具有与所述预热腔对应的第一区段、与所述加热腔对应的第二区段和与所述冷却腔对应的第三区段，所述第一区段的材质为不锈钢材质，所述第二区段为ND钢材质、所述第三区段为碳钢材质，所述第一区段与所述第二区段之间、以及所述第二区段与第三区段之间均设置有膨胀节。

2.根据权利要求1所述的具有气流定向汇集功能的吸附剂再生塔，其特征在于，还包括：

进口阀组，所述进口阀组设在所述塔体顶部的进料口处，所述进口阀组包括彼此串联的第一旋转阀和第二旋转阀；和

出口阀组，所述出口阀组设在所述塔体底部的出料口处，所述出口阀组包括彼此串联的第三旋转阀和第四旋转阀。

3.根据权利要求2所述的具有气流定向汇集功能的吸附剂再生塔，其特征在于，所述进口阀组设有用于向所述进料腔供气的第一进气口，所述第一进气口设在所述第一旋转阀和第二旋转阀之间，所述出口阀组设有用于向所述出料腔供气的第二进气口，所述第二进气口设在所述第三旋转阀和第四旋转阀之间；和/或

所述塔体的顶部设有用于向所述进料腔供气的第三进气口，所述第三进气口与所述进料腔和所述供气组件连接以通过所述供气组件向所述进料腔内充气，所述塔体的底部设有用于向所述出料腔供气的第四进气口，所述第四进气口与所述出料腔和所述供气组件连接以向所述出料腔内充气。

4.根据权利要求1所述的具有气流定向汇集功能的吸附剂再生塔，其特征在于，所述进料腔内的所述吸附剂层的厚度大于第一阈值，以减缓所述预热腔和所述加热腔内的所述吸附剂的热量扩散至所述进料腔内的吸附剂层的上方。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的具有气流定向汇集功能的吸附剂再生塔，其特征在于，还包括：

上支撑板和下支撑板，所述上支撑板分别设在所述预热腔、所述加热腔和所述冷却腔中的每一个腔的腔顶，所述下支撑板分别设在所述预热腔、所述加热腔和所述冷却腔中的每一个腔的腔底，所述上支撑板和所述下支撑板的周向均与所述塔体的周壁密封连接；和

落料管，所述落料管沿竖向布置在所述预热腔、所述加热腔和所述冷却腔中的每一个腔内，每一个腔内的所述落料管相互平行设置且连接在所述上支撑板和所述下支撑板之间，所述落料管的内腔形成吸附剂落料通道且所述落料管的外壁与所述塔体的内壁之间形成换热介质通道，所述换热介质通道包括位于所述预热腔内的预热介质通道、位于所述加热腔内的加热介质通道和位于所述冷却腔内的冷却介质通道。

6.根据权利要求5所述的具有气流定向汇集功能的吸附剂再生塔，其特征在于，所述塔体设有用于向所述预热介质通道内供给预热介质的预热介质进口和用于排出预热介质的预热介质出口、用于向所述加热介质通道内供给加热介质的加热介质进口和用于排出加热介质的加热介质出口、以及用于向所述冷却介质通道内供给冷却介质的冷却介质进口和用于排出冷却介质的冷却介质出口；

所述冷却介质出口与所述预热介质进口连接，以将在所述冷却腔内与吸附剂换热后且从冷却介质出口排出的冷却介质供给到所述预热介质通道内用作对所述预热腔内的吸附剂进行预热的预热介质，所述加热介质进口与所述加热介质出口之间设置有加热部件，所述加热部件用于加热从所述加热介质出口输出的加热介质并将通过加热后的加热介质供给到所述加热介质通道内。

7.根据权利要求1所述的具有气流定向汇集功能的吸附剂再生塔，其特征在于，所述出料腔包括沿上下方向布置的恒径段和倒锥段，所述恒径段的横截面积沿从上到下的方向不变，所述倒锥段的横截面积沿从上到下的方向逐渐减小，所述恒径段内设有落料部件，所述倒锥段内设有在上下方向上与所述落料部件隔开的均料部件，所述落料部件具有多个落料口，所述均料部件包括板体和设在所述板体的上表面的多个锥形体，相邻锥形体间隔布置以形成下料空间，所述板体具有料孔，从所述落料部件的多个落料口落下的吸附剂落到所述下料空间后再通过所述料孔落下。

8.根据权利要求7所述的具有气流定向汇集功能的吸附剂再生塔，其特征在于，所述锥形体在所述板体上分布的密集度沿所述板体的中部到所述板体的外周边缘的方向逐渐减小；和/或

所述落料部件的所述落料口与所述锥形体错位设置；和/或

所述落料部件的落料口不高于所述锥形体的顶端。

9.一种吸附剂再生系统，其特征在于，包括：

再生塔，所述再生塔为根据权利要求1-8中任一项所述的具有气流定向汇集功能的吸附剂再生塔；和

检测组件，所述检测组件用于检测所述塔体内腔中的温度和气压，以调节通入所述预热腔、所述加热腔和所述冷却腔内的换热介质的温度、所述进料腔内的料位、以及通入所述进料腔和所述出料腔中的气量。

10.根据权利要求9所述的吸附剂再生系统，其特征在于，所述检测组件包括：

第一检测单元，所述第一检测单元设在所述混合室内，用于检测所述混合室内的吸附剂温度以调节通入所述预热腔内的预热介质的温度；

第二检测单元，所述第二检测单元设在所述脱气室内，用于检测所述脱气室内的吸附剂温度以调节通入所述加热腔内的加热介质的温度；

第三检测单元，所述第三检测单元设在所述出料腔内，用于检测所述出料腔内的吸附剂温度以调节通入所述冷却腔内的冷却介质的温度；

第四检测单元，所述第四检测单元设在所述进料腔内，用于检测所述进料腔中的料位以控制所述进料口开启或关闭；和

第五检测单元，所述第五检测单元分别设在所述进料腔、所述出料腔、进口阀组和出口阀组内，用于检测所述进料腔、所述出料腔、进口阀组和出口阀组内的压力以调节所述供气组件向所述进料腔、所述出料腔、进口阀组和出口阀组中的供气量。