CN204723983U - 径向u型流吸附单元 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及径向U型流吸附单元。一种在TSA工艺中用于空气净化的径向U型流吸附单元，其具有位于一端的气体出口以及位于侧部且优选位于同气体出口相同的单元末端处的至少一个气体入口。这种更简单的单元设计有利于制造、安装和运输，并减少了投资成本和运营成本。

Description

径向U型流吸附单元
技术领域
本实用新型涉及用于从混合气分离出气态成分，并且尤其用于在低温蒸馏之前净化空气的径向流吸附单元。本实用新型主要涉及为U型流运行而构造的单元。
背景技术
在低温空气分离工业中的标准做法是使用径向流吸附单元，以便从供给低温空气分离设备的空气中移除污染物，例如水、二氧化碳、微量碳氢化合物和NOX，从而避免设备运行和安全性的问题。
用于空气净化的径向流吸附单元通常是具有外管状侧壁的容器，其在各个末端处用相应的端壁封闭，包含至少一种吸附材料的伸长的环形床，其同轴地定位在容器内部。通过外壁的内表面和环形床的外表面通常限定了环形空间。环形床限定了中心通道。存在气体入口和气体出口，气体入口将有待处理的气体供给环形空间，并且气体出口从中心通道移除处理后的气体。
在运行过程中，通常将空气供给包围环形床的环形空间。空气通过环形床中的吸附材料而进入中心通道中。吸附材料选择性地从空气吸附至少一种污染物，从而产生净化的空气，空气从容器中被移除。
较少见的是，有待净化的空气可被供给环形床所限定的中心通道，并且从包围环形床的环形空间中移除净化的空气。在这种布置中，空气以相反的径向方向穿过环形床，即从中心通道流向环形空间。
通常通过在单元运转，即“进料”或“联机”时使再生气体以与空气方向相反的方向穿过吸附床，来使吸附床再生。
总之，径向流吸附单元可利用变温吸附(“TSA”)工艺、变压吸附(“PSA”)工艺、真空变化吸附(VSA)工艺或真空变压吸附(VPSA)工艺，或者利用本领域中已知的这种工艺的变体而进行运行。然而，空气净化中涉及的单元通常利用TSA工艺进行运行，并且空气批量分离中涉及的单元通常利用PSA或VPSA工艺进行运行。在US5855685A中公开了产生低温空气分离单元(“ASU”)的供给的空气净化工艺的一个示例，其涉及径向TSA技术。
径向流吸附单元可构造成“U型流”或“Z型流”布置。在U型流布置中，环形床的两侧的气体路径处于相反的方向。“U型流”在该文献中也被称为“π型流”。在Z型流布置中，环形床的两侧的气体路径处于相同的方向。在空气分离工业中的前端空气净化中，主要的焦点聚焦于构造成Z型流布置的径向流吸附单元的使用。US4541851A、US5827485A、US8313561B、US2010/0058804A和US2011/0206573A均公开了用于空气净化的径向流吸附单元，其中这些单元构造成Z型流布置。这种单元的一个特征是气体入口和气体出口通常位于相对的单元末端。
在径向流吸附单元中，一种典型的Z型流构造特征是沿着吸附床的长度的不均等压力降，其导致不均匀的流分布。克服不均等的压力降的努力包括使用中心通道中的内部构件，例如圆锥形的挡板。然而，包含这种内部构件通常使单元的设计复杂化，从而增加了整体投资成本，并且增加了跨容器的整体压力降，从而增加了整体运营成本。
U型流构造为径向流吸附单元提供了有吸引力的备选方案，因为压力降沿着吸附床的长度通常是相等的，导致更均匀流分布，而无需额外的内部构件，从而潜在地减少整体投资成本和运营成本。
US5814129A公开了一种用于预净化空气的径向流吸附单元。该单元具有位于容器底部的气体入口和位于容器顶部的气体出口，但已经利用圆柱形的挡板而构造为用于“U型流”，挡板要么设于在侧壁容器和吸附床之间的环形空间中(见图1)，或者设于由环形吸附床所限定的中心通道中(见图3)。挡板迫使气体在穿过床之前在环形空间中从入口流向容器顶部(见图1)，或者在穿过床之后且在通过出口移除之前流向容器的底部(见图3)。在US5759242A公开了一种相似的布置(见图1)。
虽然在US5814129A中所公开的径向流吸附单元因为改善了穿过吸附床的流分布从而代表了超越针对Z型流所构造的典型单元的改进之处，但是该单元的设计仍然比理想的设计更为复杂，并且圆柱形挡板的存在增加了穿过容器的整体压力降。因此，仍然需要一种新的径向流吸附单元的设计。
就均匀的流分布而言，用于径向流吸附单元的理想布置理论上是U型流构造，其具有位于单元一个末端的同轴的气体入口和气体出口，因为这种布置潜在地提供了最均匀的流分布。公开了这种布置的参考文献的示例包括US5759242A(见图4)。这些单元主要意图用于氧气循环中的PSA或VPSA运行，但另一方面，该参考文献提到这些单元可经过修改，以用于空气的PSA预净化。然而，这些单元在机械方面是复杂的，这增加了投资成本。
此外，在US8313561B中公开了用于空气净化的径向流吸附单元，其构造成“U型流”布置(见图2(e))。该参考文献提到单元可经过构造，使得空气入口和出口均位于容器的顶壁或底壁中，而且有待净化的空气可供给环形床所限定的中心通道，或者供给在环形床和容器外壁之间的环形空间。
除了“Z型流”布置中所构造的径向流吸附单元之外，US4541851A还公开了(见图4)在用于空气净化的“U型流”布置中所构造的这种单元。该单元具有位于单元底壁中的空气入口，其供给由吸附材料的环形床所限定的中心通道。空气穿过吸附床而流向床和单元侧壁之间的环形空间。净化的空气利用气体出口而从单元中移除，气体出口也设于单元的底壁中。
示例在US5232479A公开了一种构造成“U型流”布置以用于批量空气分离的径向流吸附容器，其中气体入口和气体出口分开定位在容器的底壁中(见图1)。
总之，径向流吸附单元倾向于是较大型的，尤其对于需要处理大量气体的某些应用。这种应用的一个示例是用于低温ASU的前端空气净化。这种单元可具有高达25m的整体高度/长度，并且对于更大型的工厂，相关联的管路可能具有高达72英寸(1.8m)的直径，例如用于气体入口的56英寸(1.4m)和用于气体出口的42英寸(1m)。
这些单元通常垂直定向，以减少其底座的尺寸。对于为Z型流构造的单元而言，高度是一个特殊的问题，因为这种单元倾向于在这些单元的相反末端上具有其入口和出口。这意味着将具有管道离开容器的“顶部”并向下延伸至地面。管道在低的高度下比高的高度下构造、支撑并保持起来更容易且更廉价。为U型流构造的单元倾向于在相同的端壁中具有其入口和出口，其稍微减轻了由于高度引起的问题。然而，管路的尺寸意味着具有入口和出口的头部可能非常拥挤，其限制了对于管路布置的选择范围。
径向流吸附单元通常能够被加压至至少5巴，并且可能高达40巴。因而，必须通过使壁加厚而加强各个气体入口和气体出口周围的头部。在气体入口和气体出口处于相同头部的情况下，加强可能重叠，从而导致甚至更厚的端壁。
径向流吸附单元的壁通常由碳素钢制成。如果这种材料制成的壁的厚度超过大约38mm，那么单元必须经历焊接后热处理，在这种焊接后热处理中，单元的整个外壳或仅仅较厚的零件在炉中被加热至高温，例如大约550至大约600℃，达到一定的时间周期(依赖于厚度)，例如0.5小时，其由相关的压力容器制造法规来限定。另外，必须小心地控制加热和冷却速率，以及炉内部的气氛。单元的尺寸使得炉时常必须建造在单元周围。焊接后热处理因此是昂贵的工艺，其如果可能的话必须避免。
本实用新型人还注意到径向流吸附单元的端壁或“头部”倾向于具有较大的直径，如果两个或多个气体入口/出口喷嘴定位在那里的话。因为径向流吸附单元通常是在工厂中制成的，然后利用平床卡车至少部分地由公路运输到现场，所以较大直径的单元倾向于更难以在例如具有低桥的狭窄道路上运输。或者，如果端壁由最佳直径制成，那么关于入口和出口喷嘴尺寸可能不得不做出某些妥协(它们可能不得不小于所需尺寸，导致较高的压力降)。
实用新型内容
根据本实用新型的第一方面，其提供了一种用于从气体混合物中移除至少一种气态成分的径向U型流吸附单元，所述单元包括：
外管状侧壁，其包括第一末端和与所述第一末端相反的第二末端，所述第一末端和第二末端分别被第一端壁和第二端壁封闭；
伸长的环形床，其包括至少一种选择性吸附材料，所述环形床同轴地定位在所述外管状侧壁内，从而在所述侧壁和所述环形床之间限定了第一环形空间，所述环形床限定了通过所述环形床而与所述第一环形空间保持流体连通的中心通道；
至少一个气体入口，其定位在所述侧壁中，与所述第一环形空间保持流体连通；和
气体出口，其定位在所述单元的端壁中，并与所述中心通道保持流体连通。
气体入口，或者在存在不止一个气体入口的情况下，各个气体入口优选定位在与包括气体出口的端壁相邻的侧壁的末端上。
本实用新型可实现一种更简单的径向流吸附单元的设计，其可导致该单元的投资成本和运营成本极大的减少。另外，可避免具有气体出口的头部的拥挤，其减少了需要焊接后热处理的可能性，尤其对于某些更大型的单元而言。此外，在气体入口和气体出口周围较少的拥挤将导致相关联的管路更大的布局设计自由度。此外，本实用新型意味着设计具有最佳直径、高度和重量的单元应该是可行的，其将使单元更容易运输。
本实用新型的单元具有位于一端的气体入口和气体出口，优选在“基准面”(即地面高度)，其简化了管道结构和阀门检修。另外，通过利用这里所述的“U型流”布置，本实用新型可实现更简单的吸附器单元的结构，其更容易、更低廉且更安全地构造出来，并且运行更可靠，从而可实现制造成本和运营成本的节省。
在优选的实施例中，环形吸附床直接支撑在端壁上，并且当单元垂直定向时通常支撑于底壁上。
该单元经过理想地设计和构造，从而不需要用于减少气流不良分布的内部挡板。然而，该单元还可包括一个或多个挡板、偏转器和/或整流器，用于改善单元中的供给气流分布。
本实用新型可用于气体混合物，例如空气的批量分离，从而生产例如氧气，但是本实用新型主要意图用于通过移除至少一种污染物而净化气体，例如空气，污染物通常选自由二氧化碳、水、碳氢化合物和NOX组成的污染物组。净化的空气然后适合于供给ASU。
这里使用的术语“NOX”指氮氧化物，并且意图包括一氧化氮(NOX)、二氧化氮(NO2)、四氧化二氮(N2O4)、五氧化二氮(N2O5)和一氧化二氮(N2O)的其中一种或多种。一氧化二氮作为污染物的存在尤其是空气净化中的一个问题，因为其难以被移除。
因而根据本实用新型的第二方面，其提供了一种用于从气体混合物中移除至少一种气态成分的工艺，所述工艺包括：
提供根据第一方面所述的径向吸附单元；
在所述至少一个气体入口供给气体混合物；和
从所述气体出口移除产品气体。
根据本实用新型的第三方面，其提供了根据第一方面所述的径向吸附单元的用途，其通过移除污染物而用于净化空气，污染物选自由水、二氧化碳、碳氢化合物和NOX组成的污染物组。
附图说明
图1是简图，其以竖直横截面描绘了本实用新型的第一实施例，其中环形床支撑在单元的底端壁上，并且气体入口和气体出口定位在单元的底部；
图2是图1中所描绘的第一实施例的更详细的视图；
图3描绘了图2中所描绘的实施例的备选方案，其具有两个气体入口；
图4以沿着线A-A的横截面描绘了图3中所描绘的实施例的备选方案；
图5描绘了图3中所描绘的一个纵向挡板的更多细节；
图6描绘了图2中所描绘的实施例的备选方案，其具有环形挡板；
图7是图6中的环形挡板布置的更详细的视图；
图8A以局部横截面描绘了穿孔的环形挡板的一个示例，其可供根据本实用新型的单元使用；
图8B以局部竖直横截面描绘了图8A的实施例；
图9是穿过根据本实用新型的另一单元的竖直局部截面图，其在入口具有倒置的截头圆锥形挡板；
图10A是穿过图9单元的竖直局部截面图，其中截头圆锥形挡板被穿孔的气体入口挡板替代；
图10B描绘了沿着箭头A看去的图10A的穿孔的气体入口挡板；
图11是穿过根据本实用新型的另一单元的局部截面图，其在入口具有圆柱形挡板；且
图12A是穿过根据本实用新型的另一单元的局部竖直横截面图，其在第一环形空间中具有纵向挡板；且
图12B是穿过图12A的单元的简化的横截面图。
具体实施方式
除非做了明确地陈述，否则这里所有对压力的参照都是参照绝对压力，而非表压力。另外，对单数的参照应理解为包括复数，且反之亦然，除非从上下文中明确看出只意味着单数或复数。此外，除非做了明确地陈述，否则流体成分是在“干燥”的基础上以mol%(摩尔百分比)为单位进行计算的，即从计算中排除了任何水分含量。
概述
本实用新型是一种用于从气体混合物中移除至少一种气态成分的径向U型流吸附单元。该单元包括外管状侧壁，其包括第一末端和与所述第一末端相反的第二末端，所述第一末端和第二末端分别被第一端壁和第二端壁或“头部”封闭；该单元还包括伸长的环形床，其包括至少一种选择性吸附材料，环形床同轴地定位在外管状侧壁内，从而在侧壁和环形床之间限定了第一环形空间。环形床限定了通过环形床而与第一环形空间保持流体连通的中心通道。至少一个气体入口定位在侧壁中，与第一环形空间保持流体连通，并且气体出口定位在单元的端壁中，与中心通道保持流体连通。
本实用新型的优选实施例的特征在于，气体入口定位在单元的侧壁中。这个特征可实现更简单的径向流吸附单元设计，其气体入口/出口管路不那么拥挤，并从而更低廉地进行生产和运行。
在优选的实施例中，所述或各个气体入口位于与包括气体出口的端壁相邻的侧壁的末端上。这种新颖的布置是有利的，因为其可实现径向流吸附单元的设计，在这种设计中，气体入口/出口位于相同的单元末端，其同典型的Z型流单元相比可减少装置离地面的整体高度，并有利于出于维修等目的而接近入口和出口以及相关联的管路。同其它在相同的端壁中具有气体入口和气体出口的已知设计的单元相比，对于给定的应用还可减少该单元的直径，这有利于单元的道路运输。
术语“入口”和“出口”已经用于提供了气流穿过单元的方向指示。在某些实施例中，这种气流在运行期间是从气体混合物(即进料)移除成分，在这种情况下，该方向在再生期间将是倒置的。在其它实施例中，这种气流是在环形床的再生期间，在这种情况下，该方向将在进料时是倒置的。
以下说明书中所使用的术语定义如下：
“径向流”是指单元中的气体相对于单元的中心纵向轴线的流动方向的术语；
“U型流”是指吸收剂床一侧的气流在另一侧为倒置构造的术语；
“管状的”是意味着具有管道形状的标准术语；
“伸长的”是指环形床的长宽比的标准术语，其中长度大于宽度；
“同轴”是意味着具有相同轴线，或基本相同的轴线的标准术语。该术语用于单元的中心纵向轴线的情况下；且
“流体连通”是标准术语，其意味着流体能够在术语所限定的特征之间流动。在这种情况下，流体是气体，即气体流动连通。
环形床通常包括底板和至少两个同轴的管状透气滤网，例如定位在外滤网中的内滤网。底板可为扁平的，或者至少是相当凸起的，具有球形、准球形、椭圆形或相似的几何形状。然而，在某些优选的实施例中，底板是截头圆锥形。滤网限定了环形空间，其被至少一种选择性吸附材料所填充。
对于某些应用，环形床包括至少一个另一透气滤网，其同轴地定位在内滤网和外滤网之间，从而将环形空间分隔成内环形空间和外环形空间。根据应用，在滤网所限定的内环形空间和外环形空间中可提供不同的选择性吸附材料。例如，在空气净化应用中，对于水而言具有高可再生容量的干燥剂可定位在滤网所限定的环形空间中，例如外环形空间中，并且CO2-选择性吸附剂可定位在滤网所限定的另一环形空间中，例如内环形空间中。合适的CO2-选择性吸附剂的示例包括分子筛，例如NaX、NaLSX、CaX和CaLSX。
本实用新型还意图能够应用于具有吸附床的径向U型流吸附单元，吸附床包括不同的吸附材料的至少两个环形层，但没有分隔环形层的透气滤网。在US5931980A、US5836362A和US8101133B中论述了加载具有可拆除的中间滤网的吸附床。
定向
可能有些特殊的应用需要在不同于竖直的定向上运行该单元。例如，可能需要单元进行水平定向。然而，在大多数情况下，该单元是竖直定向的。在这种实施例中，单元将具有顶部和底部，例如第一末端被指定为单元的顶部，并且第二末端被指定为单元的底部。
在单元竖直定向的情况下，气体入口和气体出口可能位于单元的顶部。然而，在优选的实施例中，气体入口和气体出口在单元的底部。这样，入口/出口和相关联的管路处于“基准面”上，其对于维修目的而言使该单元更容易接近且更安全。
多个气体入口
该单元可具有单个气体入口或多个气体入口。气体入口，或者在存在不止一个的情况下，至少一个和优选各个气体入口相对于单元的纵向轴线沿径向定向。气体入口的径向定向提供了垂直于单元纵向轴线而进入单元的初始气流。
在单元具有不止一个气体入口的情况下，气体入口的数量至少在某种程度上受到单元直径的限制。然而，对于大多数实施例，气体入口的数量可为一到六个，例如一到四个，例如一个或两个。
在单元包括不止一个气体入口的情况下，气体入口沿周向围绕外管状侧壁而间隔开，并且这种布置倾向于减少单元中的气流不良分布。术语“周向”在这种情况下意图意味着，气体入口定位在外管状侧壁的圆周周围，优选处于相同或基本相同的高度。
入口可根据需求而均匀地或不均匀地间隔开，从而使穿过单元的气流尽可能地均匀。例如，在单元包括第一气体入口和第二气体入口的实施例中，第二气体入口通常直接定位在与第一气体入口相反的位置。
用于环形床的支架
单元优选包括不可渗透的环形裙部，其将环形床支撑在一个端壁上。在这种实施例中，环形裙部通常同轴地定位在外管状侧壁内，从而限定了与第一环形空间保持流体连通的第二环形空间。
在单元的顶部，床可受到来自第一端壁的不可渗透的环形裙部的支撑。然而，在优选的实施例中，床受到单元底部的第二端壁上的环形裙部的支撑。
气体出口优选定位在单元底部的第二端壁中。在床受到单元底部的第二端壁上的环形裙部支撑的实施例中，气体出口优选定位在第二端壁中。在这种实施例中，气体入口，或者在存在不止一个气体入口的情况下，各个气体入口定位在与单元底部的第二端壁相邻的末端处的侧壁中。
挡板
根据本实用新型的单元优选经过设计和运行，使得在第一环形空间中没有相当大的气体不良分布。理想地，这种实施例将不包括挡板，以便最大限度地减小穿过容器的压力降。
然而，利用计算流体动力学(CFD)软件(Ansys公司的Fluent®)进行的流研究指出，在单元的第一环形空间中可能形成了某些周向气流和/或涡流。这些不合适宜的气体流型是由于在气体入口和第一环形空间之间，例如第二环形空间中的不完美的气流分布而造成的。流向环形床的不均匀的气流导致了环形床中的吸附材料的使用欠佳，并因此在某些区域导致较低的工艺效率和甚至过早的“临界点”。因而，在必要的情况下，本实用新型人建议使用气流控制表面或“挡板”来减少单元的第一环形空间中的气流不良分布。
因而，该单元优选包括至少一个挡板。挡板的目的是减少穿过单元的气流不良分布，从而实现单元性能的优化。
优选的挡板包括环形挡板、纵向挡板、截头圆锥形挡板、圆柱形挡板和气体入口挡板，并且根据需要尤其可选择两个或多个这些类型的挡板组合来优化穿过单元的气流分布。
挡板，或者在存在不止一个挡板的情况下，各个挡板可为实心的，即未穿孔的。在其它实施例中，所述或至少一个挡板可为穿孔的，从而改变穿过单元的气流。挡板可为均匀穿孔的，即具有均匀的穿孔图案和/或分布，或者根据需要，可为不均匀穿孔的。穿孔的尺寸、形状和/或分布可经过选择，以便进一步改善气流分布。
穿孔的挡板将具有“开口面积”，即挡板的总表面面积的百分比，其通过挡板而通向气体通道。穿孔的挡板通常具有大约10%至大约60%的开口面积。
环形挡板
单元可包括至少一个环形挡板，其同轴地定位在单元中，位于气体入口和环形床之间。所述或各个环形挡板至少部分地跨第二环形空间而延伸。
环形挡板具有内圆周和外圆周。在内圆周和外圆周之间的距离可能围绕环形挡板的整个圆周是均匀的。或者，距离可能依赖于离气体入口的距离而变化。换句话说，虽然外圆周通常是圆形的，但内圆周可为圆形的，或者可为非圆形的，例如卵形的或正弦曲线形的，其依赖于气流分布需求。
环形挡板的设计依赖于对于减少给定单元中的气流不良分布的需求。也就是说，所述或各个环形挡板通常采用环的形式。然而，挡板可由多个部段组成，或许在相邻的部段之间存在间隙。实际上，相邻的部段可能不在相同的平面中。
环形挡板，或者在存在不止一个环形挡板的情况下，至少一个环形挡板可从外管状侧壁延伸出来。另外或备选地，环形挡板，或者在存在不止一个环形挡板的情况下，至少一个环形挡板可从环形裙部延伸出来。因为环形挡板至少部分地跨第二环形空间而延伸，所以其意味着环形挡板安装在外管状侧壁的内表面和/或环形裙部的外表面上。
在某些实施例中，单元包括穿孔的环形挡板，其至少基本上且优选完全跨第二环形空间而延伸。这种穿孔的环形挡板的目的通常是调整气体通过第二环形空间流向第一环形空间的流量。
穿孔的环形挡板可在外管状侧壁和环形裙部之间垂直地延伸。然而，在某些优选的实施例中，穿孔的环形挡板相对环形裙部以一定的角度延伸，从而防止水性液体在挡板表面上的累积，这可能造成腐蚀。穿孔的环形挡板的角度可为大约45°至大约90°，例如大约60°至大约80°。
穿孔的环形挡板可为单个板，或者可包括多个单独部段，例如梯形部段。
在优选的实施例中，单元包括从环形裙部在气体入口和环形床之间沿径向延伸的第一环形挡板，以及从外管状侧壁在第一环形挡板和环形床之间沿径向延伸的第二环形挡板。挡板同轴地定位在单元中，并且部分地跨第二环形空间而延伸。根据需要，第一环形挡板和第二环形挡板的顺序还可为倒置的。
纵向挡板
该单元可包括至少一个安装在单元中的纵向挡板，其平行于单元的纵向轴线，并且至少部分地跨第一环形空间而延伸。
该单元可包括多个这种纵向挡板。在这种实施例中，纵向挡板通常在单元中沿周向间隔开。挡板可围绕单元的圆周均匀地或不均匀地间隔开。
所述或各个纵向挡板可从环形床延伸，但通常将从外管状侧壁延伸出来。
另外或备选地，该单元可包括至少一个安装在单元中的纵向挡板，其平行于单元的纵向轴线，或者各个纵向挡板至少部分地跨第二环形空间而延伸。
该单元可包括多个这种纵向挡板。在这种实施例中，纵向挡板通常在单元中沿周向间隔开。挡板可围绕单元的圆周均匀地或不均匀地间隔开。
纵向挡板可安装在外管状侧壁上，并部分地跨第二环形空间而朝着环形裙部延伸。另外或备选地，纵向挡板可安装在环形裙部上，并部分地跨第二环形空间而朝着外管状侧壁延伸。
所述或各个纵向挡板可沿着挡板的长度以相同的程度延伸到第一环形空间或第二环形空间中。或者，一个或多个挡板延伸到环形空间中的程度可沿着挡板的长度而变化。在其它实施例中，一个或多个挡板的长度可额外地或备选地依赖于离气体入口的距离而变化。
该单元将包括需要的那么多的纵向挡板，以便对于给定的应用，在减少气流不良分布和增加压力降之间提供可接受的平衡。例如，根据需要，单元可包括总共高达300个纵向挡板，设置为高达6组，各组沿着单元长度定位在从一端测量的特定的“高度”或距离处。各个组可具有高达50个，例如2至24或4至12个纵向挡板。
入口挡板
在环形裙部用于支撑环形床于端壁上，并且气体入口将气体供给第二环形空间的实施例中，流过气体入口的气流将直接地撞击环形裙部。入口进气的一部分将被迫直接流向第一环形空间和环形床。进气的剩余部分将围绕环形裙部以周向方向流动，之后旋转而流向第一环形空间。这种复杂的入口布置可能导致朝着并穿过第一环形空间的气流的不均匀分布。本实用新型人建议使用入口偏转器，以减少来自单元入口装置的气流的不均匀分布。
穿孔的入口挡板
在其它实施例中，单元可包括气体入口挡板。相对于环形床，气体入口包括近侧部和远侧部。气体入口挡板通常定位在气体入口的近侧部上，并且至少跨第二环形空间的一部分而延伸。气体入口挡板可为实心的，但优选是穿孔的，以避免挡板直接上方的死区。
在优选的实施例中，气体入口挡板至少包围了气体入口的近侧部的一部分。在这种实施例中，气体入口挡板可具有至少基本U形的横截面。例如，气体入口挡板可由形成了开放多边形的一部分的扁平的部段制成，或者在优选的实施例中可具有半圆形的横截面。
穿孔的挡板可安装在外管状侧壁或环形裙部上，或者可一端安装在外侧壁上，并且另一端安装在环形裙部上。
穿孔的挡板限制了流向第一环形空间的初始气流，并使某些气流远离第一环形空间而偏转向容器的端壁，从而给予气体在周向方向上重新分布的时间和空间。这种重新分布改善了第一环形空间中的气流。
截头圆锥形挡板
在某些实施例中，单元包括截头圆锥形挡板，其同轴地定位在第二环形空间中。截头圆锥形挡板定位在气体入口的前面，并与之间隔开。截头圆锥形挡板的目的是提供未处理的周向气流以及发散室或收敛室，其中至少一部分气体在供给第一环形空间之前流过发散室或收敛室。
术语“截头圆锥形”在本文中意味着具有截头圆锥的形式。截头圆锥形挡板包括第一末端和与第一末端相反的第二末端。第一末端通常具有比第二末端更小的圆周。
相对于环形床，截头圆锥形挡板可包括近端和远端，并且挡板可于近端沿周向安装在外管状侧壁上。近端可包括环形凸缘，其可为穿孔的或非穿孔的。
截头圆锥形挡板优选是倒置的，但也可为非倒置的。
术语“倒置的”在本文中意味着具有较大圆周的末端比具有较小圆周的末端更靠近环形床。在这种实施例中，远离环形床的气体最初被迫围绕第二环形空间，围绕挡板的第一末端，并在流向第一环形空间之前进入发散室中。气体的速度得以减少，其提供了更均匀的流动。
术语“非倒置的”在本文中意味着具有较小圆周的末端比具有较大圆周的末端更靠近环形床。在这种实施例中，远离环形床的气体最初被迫围绕第二环形空间，围绕挡板的第二末端，并在流向第一环形空间之前进入收敛室中。
邻近环形床的截头圆锥形挡板的末端通常沿周向安装在外管状侧壁上，通常利用环形凸缘。要么截头圆锥形挡板或环形凸缘，或者挡板和凸缘均可为穿孔的。
或者，邻近环形床的截头圆锥形挡板的末端通常可利用环形凸缘而沿周向安装在环形裙部上。在这种实施例中，在与气体入口相反的挡板中通常具有开口，并且气体入口可包括与开口保持流体连通的导管。挡板、凸缘和导管中的一个或多个可为穿孔的。
圆柱形挡板
在其它实施例中，径向吸附单元具有同轴地定位在第二环形空间中的圆柱形挡板。圆柱形挡板定位在至少一个气体入口的前面并与之间隔开。如同截头圆锥形挡板一样，圆柱形挡板的目的是最初迫使“未处理的”周向气体流动，从而增加气体到达第一环形空间所发费的距离和时间，其改善了气流分布。
相对于环形床，圆柱形挡板通常包括近端和远端。近端可利用环形凸缘而沿周向安装在环形裙部上。在这种实施例，圆柱形挡板通常包括与气体入口相反的开口。另外，气体入口可包括与开口保持流体连通的导管。挡板、环形凸缘和导管中的一个或多个可为穿孔的。
或者，近端可利用可能穿孔的环形凸缘而安装在外管状侧壁上。
压力
该单元通常意图用于例如TSA工艺中的空气净化。在这种工艺中，单元必须是可加压的，即能够承受显著大于大气压的压力。在这点上，该单元优选额定用于至少大约3巴，例如至少大约4巴或至少大约5巴压力下的运行。该单元可额定用于高达大约40巴，例如高达大约30巴，或许更通常高达大约20巴，或者或许更通常高达大约10巴压力下的运行。在优选的实施例中，单元额定用于大约4巴至大约7巴的入口压力。
过滤器
该单元可包括定位在气体出口处的内部过滤器，以便捕获来自吸附床的气流中所夹带的颗粒。堵塞的或肮脏的过滤器可被移除和更换，或许之后进行清洗。或者，过滤器可为“自行清洁的”，其中颗粒在吸附床的再生期间被吹出过滤器。
尺寸
图2中举例说明的单元可包括以下尺寸：
A单元的内径
B在侧壁的末端和吸附床的末端之间的间隔
C环形裙部的内径
D环形床所限定的中心通道的直径
E过滤器的直径
F外管状侧壁的内表面和环形床的外表面的间隔，即第一环形空间的宽度
G过滤器的高度
针对本实用新型已经确定了以下优选的几何关系：
A与B的比率优选为大约2:1(即2)至大约1:2(即0.5)，更优选大约3:2(即1.5)至大约2:3(即0.66)，并且最优选大约1:1(即1)；
A与C的比率优选为大约3:1(即3)至大约11:10(即1.1)，更优选大约5:2(即2.5)至大约21:20(即1.05)，并且最优选大约3:2(即1.5)；
D与E的比率优选为大约2:1(即2)值大约11:10(即1.1)，更优选大约3:2(即1.5)至大约11:10(即1.1)，并且最优选大约6:5(即1.2)；且
B与G的比率优选为大约3:1(即3)至大约11:10(即1.1)，更优选大约2:1(即2)至大约5:4(即1.25)，并且最优选大约3:2(即1.5)。
还确定了以下优选的尺寸：
D优选为大约1m至大约2.5m，且更优选大约1.5m至大约2m；
F优选为大约0.05m至大约0.6m，并且更优选大约0.1m至大约0.3m；且
A优选为大约3m至大约6m，并且更优选大约4m至大约5m。
单元的整体长度依赖于立柱直径A和应用该单元的应用场合。然而，对于空气净化，长度通常为大约15m至大约30m。
本实用新型意图用于任何合适的尺寸，用于在任何合适压力下进行额定运行，并且由任何合适材料制成的单元的应用。然而，对于外管状侧壁和端壁包括碳素钢的某些实施例而言具有特别的好处。在这些特殊的实施例中，头部中没有重叠的加强可能意味着头部的厚度可保持在大约38mm以下，从而避免了焊接后热处理，其如果不是本实用新型的话将是需要的。
可能受益于这种特殊优点的这种单元的一个示例是空气产品和化学品公司的AP9单元。这个特殊的单元具有4.4m的内径。侧壁的厚度为17mm，但具有气体入口的下面区域除外，其被增厚到32mm。该单元具有30mm厚度的2:1的半椭球面头部。在各个头部曲率开始的切点之间的距离(“切向-切向”长度)是大约18.6m，并且活动床的长度大约为12.7m。气体入口和过滤器移除端口的壁为37mm厚。该单元额定用于大约6巴下的运行。
用途
径向流吸附单元适合于从气体混合物中分离气态成分，从而生产产品气体的用途。气态成分可为混合物中的显著成分，在这种情况下，该单元可用于批量分离气体，例如用于从空气生产氧气。然而，在优选的实施例中，气态成分是气流中的污染物，在这种情况下，该单元可用于气体净化，例如净化低温ASU的供给空气。在这种情况下，气态成分可为水、二氧化碳、微量碳氢化合物和氮氧化物或NOX的其中一种或多种。
该单元可在TSA工艺、PSA工艺、VSA工艺或VPSA工艺、或者本领域中已知的这种工艺的变体，例如TEPSA或TPSA中进行运行。对于空气净化，该单元优选在TSA工艺中进行运行。在US5855650A中描述了合适的TSA工艺。
该单元意图主要用于空气净化应用，其涉及高达大约0.5百万Nm3/h，且甚至高达0.8百万Nm3/h每单元的空气流速，并且因此经过相应地尺寸定制。
环形床还可包括催化剂，例如氧化催化剂，以促进气体混合物的至少其中一种气态成分的反应，例如一氧化碳至二氧化碳的氧化作用。
各方面包括：
#1. 一种用于从气体混合物中移除至少一种气态成分的径向U型流吸附单元，所述单元包括：
外管状侧壁，其包括第一末端和与所述第一末端相反的第二末端，所述第一末端和第二末端分别被第一端壁和第二端壁封闭；
伸长的环形床，其包括至少一种选择性吸附材料，所述环形床同轴地定位在所述外管状侧壁内，从而在所述侧壁和所述环形床之间限定了第一环形空间，所述环形床限定了通过所述环形床而与所述第一环形空间保持流体连通的中心通道；
至少一个气体入口，其定位在所述侧壁中，并与所述第一环形空间保持流体连通；和
气体出口，其定位在所述单元的端壁中，并与所述中心通道保持流体连通。
#2. 根据#1所述的吸附单元，其特征在于，所述至少一个气体入口定位在与包括所述气体出口的所述端壁相邻的所述侧壁的所述末端上。
#3. 根据#1或#2所述的吸附单元，其特征在于，所述单元是竖直定向的，所述单元因此具有顶部和底部，所述第一末端位于所述单元的顶部，并且所述第二末端位于所述单元的底部。
#4. 根据#3所述的吸附单元，其特征在于，所述至少一个气体入口和所述气体出口位于所述单元的底部。
#5. 根据#1至#4中的任一项所述的吸附单元，其特征在于，所述单元包括多个气体入口。
#6. 根据#5所述的吸附单元，其特征在于，所述气体入口围绕所述外管状侧壁而沿周向间隔开。
#7. 根据#6所述的吸附单元，其特征在于，所述气体入口均匀地间隔开。
#8. 根据#6或#7所述的吸附单元，其特征在于，各个气体入口定位在离所述环形床的一距离处，所述距离对于各个气体入口是相等的。
#9. 根据#1至#8中的任一项所述的吸附单元，其特征在于，所述单元包括第一气体入口和第二气体入口。
#10. 根据#9所述的吸附单元，其特征在于，所述第二气体入口定位在与所述第一气体入口相反的位置。
#11. 根据#1至#4中的任一项所述的吸附单元，其特征在于，所述单元包括单个气体入口。
#12. 根据#1至#11中的任一项所述的吸附单元，其特征在于，所述单元具有纵向轴线，并且所述至少一个气体入口相对于所述纵向轴线沿径向定向。
#13. 根据#1至#12中的任一项所述的吸附单元，其特征在于，所述单元包括不可渗透的环形裙部，其支撑所述环形床于一个所述端壁上，所述环形裙部同轴地定位在所述外管状侧壁内，从而限定了与所述第一环形空间保持流体连通的第二环形空间。
#14. 根据#13所述的吸附单元，其特征在于，所述不可渗透的环形裙部将所述环形床支撑在所述单元底部的所述第二端壁上。
#15. 根据#13或#14所述的吸附单元，其特征在于，所述气体出口定位在所述单元底部的所述第二端壁中。
#16. 根据#15所述的吸附单元，其特征在于，所述至少一个气体入口定位在与所述单元底部的所述第二端壁相邻的所述侧壁的所述末端上。
#17. 根据#1至#16中的任一项所述的吸附单元，其特征在于，所述单元包括至少一个挡板，用于减少所述第一环形空间中的气流不良分布。
#18. 根据#17所述的吸附单元，其特征在于，所述至少一个挡板选自由环形挡板、纵向挡板、截头圆锥形挡板、圆柱形挡板和气体入口挡板组成的组。
#19. 根据#17或#18所述的吸附单元，其特征在于，所述挡板，或者在存在不止一个挡板的情况下，至少一个所述挡板是穿孔的。
#20. 根据#19所述的吸附单元，其特征在于，所述穿孔的挡板具有大约10%至大约60%的开口面积。
#21. 根据#1至#20中的任一项所述的吸附单元，其特征在于，所述单元包括至少一个环形挡板，其同轴地定位在所述单元中，位于所述至少一个气体入口和所述环形床之间，所述至少一个环形挡板至少部分地跨所述第二环形空间而延伸。
#22. 根据#21所述的吸附单元，其特征在于，所述环形挡板，或者在存在不止一个环形挡板的情况下，至少一个所述环形挡板从所述外管状侧壁延伸出来。
#23. 根据#21或#22所述的吸附单元，其特征在于，所述环形挡板，或者在存在不止一个环形挡板的情况下，至少一个所述环形挡板从所述环形裙部延伸出来。
#24. 根据#21至#23中的任一项所述的吸附单元，其特征在于，所述环形挡板，或者在存在不止一个环形挡板的情况下，至少一个所述环形挡板是穿孔的，并且至少基本上跨所述第二环形空间而延伸。
#25. 根据#1至#24中的任一项所述的吸附单元，其特征在于，所述单元包括在所述至少一个气体入口和所述环形床之间从所述环形裙部沿径向延伸的第一环形挡板，以及在所述第一环形挡板和所述环形床之间从所述外管状侧壁沿径向延伸的第二环形挡板，所述挡板同轴地定位在所述单元中，并且部分地跨所述第二环形空间而延伸。
#26. 根据#1至#25中的任一项所述的吸附单元，其特征在于，所述单元具有纵向轴线，并包括至少一个安装在所述单元中的纵向挡板，其平行于所述纵向轴线，并至少部分地跨所述第一环形空间而延伸。
#27. 根据#26所述的吸附单元，其特征在于，所述单元包括多个所述纵向挡板。
#28. 根据#27所述的吸附单元，其特征在于，所述纵向挡板在所述单元中沿周向间隔开。
#29. 根据#28所述的吸附单元，其特征在于，所述纵向挡板均匀地间隔开。
#30. 根据#26至#29中的任一项所述的吸附单元，其特征在于，所述至少一个纵向挡板从所述外管状侧壁延伸出来。
#31. 根据#1至#30中的任一项所述的吸附单元，其特征在于，所述单元具有纵向轴线，并包括至少一个安装在所述单元中的纵向挡板，其平行于所述纵向轴线，并至少部分地跨所述第二环形空间而延伸。
#32. 根据#31所述的吸附单元，其特征在于，所述单元包括多个所述纵向挡板。
#33. 根据#32所述的吸附单元，其特征在于，所述纵向挡板在所述单元中沿周向间隔开。
#34. 根据#33所述的吸附单元，其特征在于，所述纵向挡板均匀地间隔开。
#35. 根据#30至#34中的任一项所述的吸附单元，其特征在于，所述纵向挡板，或者在存在不止一个所述纵向挡板的情况下，至少一个所述纵向挡板从所述外管状侧壁延伸出来。
#36. 根据#30至#35中的任一项所述的吸附单元，其特征在于，所述纵向挡板，或者在存在不止一个所述纵向挡板的情况下，至少一个所述纵向挡板从所述环形裙部延伸出来。
#37. 根据#1至#36中的任一项所述的吸附单元，其特征在于，所述单元包括同轴地定位在所述第二环形空间中的截头圆锥形挡板，所述截头圆锥形挡板定位在所述至少一个气体入口的前面，并与之间隔开。
#38. 根据#37所述的吸附单元，其特征在于，相对于所述环形床，所述截头圆锥形挡板包括近端和远端，所述截头圆锥形挡板于所述近端沿周向安装在所述外管状侧壁上。
#39. 根据#38所述的吸附单元，其特征在于，所述截头圆锥形挡板的所述近端包括环形凸缘。
#40. 根据#39所述的吸附单元，其特征在于，所述环形凸缘是穿孔的。
#41. 根据#37至#40中的任一项所述的吸附单元，其特征在于，所述截头圆锥形挡板是倒置的。
#42. 根据#1至#36中的任一项所述的吸附单元，其特征在于，所述单元包括同轴地定位在所述第二环形空间中的圆柱形挡板，所述圆柱形挡板定位在所述至少一个气体入口的前面，并与之间隔开。
#43. 根据#42所述的吸附单元，其特征在于，相对于所述环形床，所述圆柱形挡板包括近端和远端，所述近端包括环形凸缘，其沿周向安装在所述环形裙部上。
#44. 根据#43所述的吸附单元，其特征在于，所述环形凸缘是穿孔的。
#45. 根据#42至#44中的任一项所述的吸附单元，其特征在于，所述圆柱形挡板包括至少一个开口，所述至少一个开口定位在与所述至少一个气体入口相反的位置。
#46. 根据#45所述的吸附单元，其特征在于，所述至少一个气体入口包括与所述相应的开口保持流体连通的导管。
#47. 根据#46所述的吸附单元，其特征在于，所述导管包括壁，至少所述壁的一部分是穿孔的。
#48. 根据#1至#47中的任一项所述的吸附单元，其特征在于，相对于所述环形床，所述气体入口包括近侧部和远侧部，所述单元包括气体入口挡板，其定位在所述气体入口的所述近侧部上，并且至少跨所述第二环形空间的一部分而延伸。
#49. 根据#48所述的吸附单元，其特征在于，所述气体入口挡板具有至少基本上U形的横截面。
#50. 根据#1至#16中的任一项所述的吸附单元，其特征在于，所述单元不包括挡板。
#51. 根据#1至#50中的任一项所述的吸附单元，其特征在于，其用于通过移除至少一种污染物而净化空气，所述污染物选自由水、二氧化碳、碳氢化合物和NOX组成的组。
#52. 根据#1至#51中的任一项所述的吸附单元，其特征在于，所述单元是可加压的。
#53. 根据#1至#52中的任一项所述的吸附单元，其特征在于，所述单元额定用于至少大约3巴压力下的运行。
#54. 根据#1至#53中的任一项所述的吸附单元，其特征在于，所述单元额定用于至少高达40巴压力下的运行。
#55. 根据#54所述的吸附单元，其特征在于，所述外管状侧壁和所述端壁包括碳素钢，并且具有不超过大约38mm的厚度。
#56. 一种用于通过移除至少一种污染物而净化空气的径向U型流吸附单元，所述污染物选自由水、二氧化碳、碳氢化合物和NOX组成的组，所述单元包括：
外管状侧壁，其包括顶端和与所述顶端相反的底端，所述顶端和底端分别被顶端壁和底端壁封闭；
伸长的环形床，其包括至少一种选择性吸附材料，所述环形床同轴地定位在所述外管状侧壁内，从而在所述侧壁和所述环形床之间限定了第一环形空间，所述环形床限定了通过所述环形床而与所述第一环形空间保持流体连通的中心通道；
不可渗透的环形裙部，其将所述环形床支撑在所述底端壁上，所述环形裙部同轴地定位在所述外管状侧壁内，从而在所述侧壁和所述环形裙部之间限定了第二环形空间，所述第二环形空间与所述第一环形空间保持流体连通；
至少一个气体入口，其定位在所述侧壁中，位于所述底端，并通过所述第二环形空间而与所述第一环形空间保持流体连通；和
气体出口，其定位在所述单元的所述底壁中，并与所述中心通道保持流体连通。
#57. 一种用于从气体混合物移除至少一种气态成分的工艺，所述工艺包括：
提供根据权利要求1所述的径向U型流吸附单元；
对所述至少一个气体入口供给气体混合物；和
从所述气体出口移除产品气体。
#58. 根据#57所述的工艺，其特征在于，其用于通过移除污染物而净化空气，所述污染物选自由水、二氧化碳、碳氢化合物和NOX组成的组。
#59. 根据#1所述的径向U型流吸附单元的用途，其特征在于，其用于通过移除污染物而净化空气，所述污染物选自由水、二氧化碳、碳氢化合物和NOX组成的组。
现在将参照附图描述本实用新型的优选实施例。
图1描绘了用于从空气中移除水和二氧化碳杂质的径向流吸附单元10。单元10是竖直定向的，并且具有外管状侧壁12和顶端壁14以及底端壁16，并且包含吸附材料的环形床18，其同轴地定位在侧壁12中。侧壁12和环形床18限定了第一环形空间20。
环形床18具有底板22，在其上面安装了外管状滤网24、中间管状滤网26和内管状滤网28。各个管状滤网是透气的，并且管状滤网共同在环形床18中限定了环形空间，其被吸附材料填充。在所示的实施例中，环形床18具有干燥剂层30和和CO2-选择性吸附剂层32，干燥剂层具有用于水的高再生容量。在管状板之间的环形空间可通过单元10的顶壁14上的端口34而被吸附材料填充，该端口还可用于移除和更换吸附材料。
环形床18支撑在单元10中，位于不可渗透的环形裙部36上，环形裙部36与侧壁12一起限定了第二环形空间38，第二环形空间38与第一环形空间20保持流体连通。
图1中的单元10具有定位在侧壁12中的气体入口40和定位在端壁中的气体出口42。气体出口42定位在单元10的底壁16中，并且气体入口40定位在与底端壁16相邻的侧壁12的末端上。
在运行期间，有待净化的空气供给单元10的气体入口40，传送到第一环形空间20中，并穿过吸附材料的环形床18，环形床18从空气中移除水和CO2以及可选的N2O。净化的气体传送到环形床18所限定的中心通道44中，然后穿过气体出口42离开单元10。因为气体在穿过环形床18之后的流动方向是倒置的，所以单元10构造为用于U型流。
在床18的再生期间，气体的流动方向是倒置的。因而，再生气体通过气体出口42供给单元10，传送到中心通道44中，并穿过环形床18，以使床再生。废弃的再生气体传送到第一环形空间20中，然后通过气体入口40而离开单元20。
图2是图1中所描绘的实施例的更详细的方案。这两个附图相同的特征已经被赋予相同的标号。以下是不同特征的论述。
单元10具有内部安装在气体出口42上的过滤器46。过滤器46的目的是捕获气流中所夹带的颗粒。颗粒可为来自吸附床18的固体颗粒。
过滤器是自行清洁的。然而，可能需要周期性地清洁或更换过滤器46。因而，在单元10的顶壁14中具有被覆盖的端口48，以便提供接近过滤器46的通路。
纵向挡板50定位在环形裙部36上，以帮助减少穿过单元10的气流不良分布。纵向挡板被描绘为与气体入口40对准。然而，应该懂得，挡板可进一步定位在图4中的环形裙部36的圆周周围。
还有排泄系统52，其用于从单元10中移除水性流体，例如包含溶解二氧化碳的水。
另外，还有外部支撑裙部54，其将单元10支撑于地面上。
最后，具有连接在气体出口42上的导管56。
图3是单元10的底端的更详细的图示，其类似于图2中所描绘的单元底端，但具有另一气体入口40。这两个附图相同的特征已经被赋予相同的标号。
图4是单元10的底端的横截面图，其类似于图3中所描绘的单元底端。这两个附图相同的特征已经被赋予相同的标号。
在图4的环形裙部36上安装了六个纵向挡板50。挡板50围绕环形裙部36的圆周而均匀地间隔开，但没有挡板与图3中所描绘的两个气体入口40对准。
当单元10进行运输时，其如图所示被放平，使得一个气体入口40和导管56成对角地向下定向。向下面向的单元10的侧部因此可被称为“装船面”。
图5是图3的纵向挡板50的更详细的图示。出于清晰起见已经省略了图2的单元10的某些特征。这两个附图相同的特征已经被赋予相同的标号。
图6&图7描绘了图2中所示的单元10的改进方案。这两个附图相同的特征已经被赋予相同的标号。以下是不同特征的论述。
图中提供了一对水平的环形挡板58,60。第一环形挡板58沿周向安装在环形裙部36的外表面上，位于气体入口40和环形床18之间。第二环形挡板60沿周向安装在侧壁12的内表面上，位于第一环形挡板58和环形床18之间。环形挡板58,60均是未穿孔的，并延伸到第二环形空间38中。
图8A&图8B描绘了与图6&图7中所示不同的环形挡板58的设计。挡板58由多个单独的梯形穿孔板组成，各个板通过夹子62安装在环形裙部上。挡板是倾斜的，以容许汇集在挡板表面上的水性液体，例如包含溶解二氧化碳的水流走。
图9描绘倒置的截头圆锥形挡板64，其通过未穿孔的环形凸缘65而同轴地安装在侧壁12上的第二环形空间38中。进入的空气最初被挡板迫使向下和沿周向流动，然后空气向上转入到发散室中，在此处降低速度，从而在第一环形空间20之前使空气流动均匀。
图10A&图10B描绘了穿孔的气体入口挡板66，其从侧壁12延伸到气体入口40的上方，并具有U形的横截面。进入的空气大多数最初被迫远离环形床，这有助于在第一环形空间30之前使空气流动均匀。
图11描绘圆柱形挡板68，其通过穿孔的环形凸缘65同轴地安装在环形裙部36上的第二环形空间38中。挡板68具有开口70，其通过穿孔的导管72而连接在气体入口40上。进入的空气大多数最初被挡板迫使远离环形床18，并在向上围绕挡板底端转向之前围绕环形裙部36移动，从而在第一环形空间20之前使空气流动均匀。
图12A&图12B描绘纵向挡板76的一个示例，其从外管状侧壁12跨大部分第一环形空间20而延伸。这些挡板意图减少第一环形空间20中的气流不良分布。
示例
在表1所确立的条件下，利用专有的软件和数据已经执行了US5855650A的空气净化工艺的计算机模拟，并且已经确立了图2中所描绘的单元的以下优选的运行条件：
虽然已经参照图中所描绘的优选实施例描述了本实用新型，但是应该懂得，在本实用新型的精神或范围内各种变体是可行的。
在本说明书中，除非明确地指出，否则词语“或”是用于运算符的意义，其在满足任一所述条件或两者时返回真值，这与运算符“异或”相反，其只需要满足其中一个条件词语“包括”用于“包含”的意义，而非意味着“由…组成”。上面所有之前的教义因此通过引用而结合在本文中。这里没有承认任何之前公布的文献在其权利日期为止，应被认为是其教义作为澳大利亚或其它地方的公共普通知识的认可或体现。

Claims (1)

1. 一种用于从气体混合物中移除至少一种气态成分的径向U型流吸附单元，所述单元包括：
外管状侧壁，其包括第一末端和与所述第一末端相反的第二末端，所述第一末端和第二末端分别被第一端壁和第二端壁封闭；
伸长的环形床，其包括至少一种选择性吸附材料，所述环形床同轴地定位在所述外管状侧壁内，从而在所述侧壁和所述环形床之间限定了第一环形空间，所述环形床限定了通过所述环形床而与所述第一环形空间保持流体连通的中心通道；
至少一个气体入口，其定位在所述侧壁中，并与所述第一环形空间保持流体连通；和
气体出口，其定位在所述单元的端壁中，并与所述中心通道保持流体连通。
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