CN220142964U - 一种气体吸附系统、脱附系统和吸附脱附系统 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种气体吸附系统、脱附系统和吸附脱附系统,一种气体吸附系统,包括吸附床,所述吸附床包括中空的吸附仓,在所述吸附仓靠近下端的位置处设置有进气管道,在靠近吸附仓上端的位置上设置有出气管道;在所述吸附仓的上端设置有固体入口管道,在所述吸附仓下端上设置有固体出口管道,其中,在所述吸附仓内部设置有使得固体物料从固体入口管道流向固体出口管道的流道,所述气体从吸附仓的进气管道进入,从出气管道流出吸附仓;在所述吸附仓内部的流道上设置有物料分布组件。提高了吸附剂对气体的吸附效率和吸附效果。
Description
技术领域
本申请涉及固体吸附剂吸附气体的吸附、脱附领域,尤其涉及一种气体吸附脱附系统。
背景技术
工业上经常采用球状或柱状吸附剂填充于静态吸附床进行干燥除湿或吸附VOCs使用,再通过加热或通入热气体的方式进行吸附剂的再生,也可以将粉状的多孔材料加工成块状蜂窝形状或与涂覆于块状陶瓷蜂窝材料表面,将块状蜂窝材料拼装放入吸附箱体,在蜂窝吸附剂吸附饱和时,再通过加热或通入热气体的方式进行吸附剂的再生。
吸附剂和吸附设备在工业上大量应用,解决了很多气体分离或废气处理的问题,但仍然存在一些问题,如球状、柱状吸附剂填充的静态吸附床,由于吸附剂和吸附设备加工简单,在工业上大量使用,由于吸附床是使用后需要升温对吸附剂进行再生,就要耗费额外的热能以使整个设备都升到预定温度,在脱附的气体量也比较大,造成气体中易吸附组份浓度低,特别是在VOCs气体处理中仍会造成脱附气体VOCs含量低,随脱附时间脱附气体浓度变化等不利效果。
实用新型内容
为了解决现有技术中存在的问题,本申请提供了一种气体吸附床和气体吸附脱附系统。
本申请具体技术方案如下:
一种气体吸附床,所述吸附床包括中空的吸附仓,在所述吸附仓靠近下端的位置处设置有进气管道,在靠近吸附仓上端的位置上设置有出气管道;在所述吸附仓的上端设置有固体入口管道,在所述吸附仓下端上设置有固体出口管道,
其中,在所述吸附仓内部设置有使得固体物料从固体入口管道流向固体出口管道的流道,所述气体从吸附仓的进气管道进入,从出气管道流出吸附仓;
在所述吸附仓内部的流道上设置有物料分布组件。
在一个具体实施方式中,所述物料分布组件包括多个集散组件,所述集散组件沿吸附仓的轴向并排设置,相邻集散组件之间存在有能够供气体通过的间隙,并形成气体通道。
在一个具体实施方式中,所述集散组件包括第一连接板和第二连接板,所述第一连接板和第二连接板均固接在吸附仓的内壁上,第一连接板和第二连接板在自上而下的方向上逐渐靠近,所述第一连接板和第二连接板之间形成物料通道,所述固体物料从物料通道中通过,气体从流动的固体物料中穿过。
在一个具体实施方式中,所述第一连接板与吸附仓的内壁贴合密封并固接,所述第二连接板远离第一连接板的一侧与所述吸附仓的内壁之间存在间隙并形成气体通道。
在一个具体实施方式中,在吸附仓径向上两个相邻的集散组件与吸附仓内壁之间所形成的气体通道分别位于物料通道的两侧。
在一个具体实施方式中,所述集散组件在吸附仓径向上并排设置有多个,在吸附仓径向同排的集散组件中,位于一端的集散组件与吸附仓内壁贴合密封并固接,位于另一端的集散组件与吸附仓内部之间存在间隙并形成供气体通过的气体通道,同排的相邻集散组件之间贴合密封并固接。
在一个具体实施方式中,轴向相邻的集散组件与吸附仓内壁之间形成的气体通道分别位于吸附仓径向上的两端。
在一个具体实施方式中,所述第二连接板在吸附仓的径向上与所述吸附仓滑动连接。
在一个具体实施方式中,所述集散组件包括第一环形板和第二环形板,所述第一环形板和第二环形板在吸附仓的轴向上的截面形状均为环形,所述第二环形板位于所述第一环形板的中心,所述第一环形板的外周边缘与吸附仓的内壁贴合密封并固接,第一环形板向下逐渐靠近中心轴线延伸;所述第二环形板的中心处设置有通气管道,第二环形板从通气管道外壁向下逐渐远离中心轴线延伸,在自上而下方向上第一环形板与第二环形板之间的间距逐渐减小,所述第一环形板和第二环形板之间形成环状的物料通道,优选的,在所述固体入口管道的下端设置有能够将固体物料均匀分布成环形落下的初级分布器。
在一个具体实施方式中,所述初级分布器包括锥体状的控制块,所述控制块的尖端与固体入口管道对应,在所述控制块的侧面上设置有与控制块相适配的挡位板,所述控制块与所述挡位板之间形成供固体物料通过的物料通道。
在一个具体实施方式中,所述挡位板与固体入口管道固接,所述控制块沿着吸附仓的轴向与吸附仓滑动连接。
在一个具体实施方式中,在控制块侧面从底面朝向尖端的方向上,所述挡位板的厚度逐渐变大。
在一个具体实施方式中,在吸附仓内部设置有能够对固体物料收集的物料再分布器,所述物料再分布器包括径向尺寸小于吸附仓径向尺寸的固定块,在吸附仓径向上固定块与吸附仓之间存在间隙并形成气体通道,在所述固定块靠近中心的位置开设有供物料流动的物料通孔,在所述固定块上端开设有收集槽,所述收集槽自上而下为截面积逐渐减小的锥形,所述收集槽的径向最大尺寸大于所述第一环形板的最小径向尺寸,在固定块的下方设置有分布块,所述分布块为自上而下截面积逐渐变大的锥形,所述分布块的尖端与物料通孔对应。
在一个具体实施方式中,所述物料再分布器与所述集散组件交替设置。
在一个具体实施方式中,在所述固定块下端开设有与分布块适配的锥形的分布槽,所述分布块位于分布槽中,所述分布槽与物料通孔连通,所述分布块在吸附仓轴向上与吸附仓滑动连接,所述分布块与所述固定块之间存在间隙并形成供固体物料通过的物料通道。
在一个具体实施方式中,在所述吸附仓内部靠近固体出口管道的位置处设置有物料收集器,所述物料收集器自上而下为截面逐渐变小的锥形,所述物料收集器的个数为一个或两个及以上,所述物料收集器的尖端与固体出口管道连通,所述物料收集器的远离尖端的边缘与吸附仓的内壁贴合密封并固接,所述进气管道与吸附仓连通处位于物料收集器上方。
在一个具体实施方式中,所述物料收集器的锥形斜面与水平线的夹角大于固体物料的堆积角。
在一个具体实施方式中,所述物料收集器的个数与吸附仓在径向上同排的集散组件的个数相等,并且在吸附仓的轴向上物料收集器与轴向排布的集散组件相对应。
在一个具体实施方式中,所述固体物料为微球吸附剂,所述微球吸附剂的平均粒径为10-1000μm;优选所述微球吸附剂的平均粒径为20-500μm;进一步的,优选所述微球吸附剂的平均粒径为30-200μm。
在一个具体实施方式中,所述固体物料为通过多孔材料和粘结剂经喷雾干燥制备的固体物料,优选多孔材料选自分子筛、氧化硅、氧化铝、膨润土、MOFs、活性炭、碳纳米管、石墨烯中的一种或两种及以上。
在一个具体实施方式中,所述物料通道的宽度为所述固体物料颗粒的平均粒径的2-1000倍;优选所述物料通道的宽度为所述固体物料颗粒的平均粒径的5-200倍。
在一个具体实施方式中,在吸附仓内部出气管道对应的位置处设置有能够将气体和固体分离的第一分离器,所述第一分离器的气体出口与所述出气管道连接,所述第一分离器的固体出口与所述物料分布组件连接。
本申请提供了一种气体脱附床,包括脱附仓,所述脱附仓的内部用于放置已吸附气体的固体物料,在所述脱附仓内部设置有能够使固体物料与吸附气体脱附的温度控制装置,所述温度控制装置设置在所述脱附仓内部并能够与固体物料接触。
在一个具体实施方式中,所述脱附仓上设置有用于收集已吸附气体的固体物料的固体进料腿,所述固体进料腿连通在所述脱附仓的上端,在脱附仓的下端设置有用于排出脱附后的固体物料的固体出料腿,所述温度控制装置位于固体出料腿和固体进料腿之间,在脱附仓的固体出料腿和进料腿之间设置有使固体物料流动并且能够对固体物料进行运输的提升装置。
在一个具体实施方式中,所述提升装置与所述固体进料腿连接。
在一个具体实施方式中,所述温度控制装置包括加热管和制冷管,所述制冷管设置在加热管下方。
在一个具体实施方式中,在所述制冷管下方设置有能够向脱附仓内部均匀通入气体的气体分布器,所述气体分布器可用于向脱附仓内部通入有助于固体物料脱附的脱附气体;
所述气体分布器的外侧边缘与所述脱附仓相适配,所述气体分布器为中空并形成气体腔室,在所述气体分布器的上表面上均匀开设有多个出气孔,所述出气孔与气体分布器的气体腔室连通。
在一个具体实施方式中,所述提升装置为气力输送装置,在气力输送装置靠近固体进料腿的一端上设置有用于固体和气体分离的第二分离器,所述第二分离器的固体出口与固体进料腿连通,第二分离器的气体出口上连通有后处理装置。
在一个具体实施方式中,所述气力输送装置的内部能够通入热气体,在气力输送装置上设置有能够对气力输送装置加热的加热装置。
在一个具体实施方式中,所述提升装置为斗式输送装置或皮带输送装置。
在一个具体实施方式中,在提升装置的入口处设置有能够根据提升装置运行而实现已吸附气体的固体物料在提升装置入口处停止或流动的控制阀。
在一个具体实施方式中,所述提升装置与所述固体出料腿连接。
在一个具体实施方式中,所述提升装置为气力输送装置,在所述气力输送装置靠近固体出料腿的一端设置有第二分离器,所述第二分离器的固体出口与固体出料腿连通,所述第二分离器的气体出口连通有后处理装置。
在一个具体实施方式中,所述温度控制装置包括换热管,所述换热管位于脱附仓内部。
在一个具体实施方式中,在所述脱附仓的下端设置有能够向脱附仓内部通入气体的气体管道,所述气体管道用于向所述脱附仓内部通入气体,所述气体管道内部通入的气体为有助于固体物料脱附的脱附气体,在气体管道和换热管之间设置有能够使气体在脱附仓内均匀分布的脱附气分布器;
所述脱附气分布器为外周与所述脱附仓固接的板状,在所述脱附气分布器上均匀开设有供气体通过的透气通孔。
在一个具体实施方式中,所述脱附气体为惰性气体、水蒸气或含氧的气体中的一种或多种。
在一个具体实施方式中,在所述脱附仓的上端连通有脱附气出口管,所述脱附气出口管与脱附仓连通,在脱附气出口管背离脱附仓的一端连接有后处理装置。
在一个具体实施方式中,所述脱附仓的上端连通有固体物料补加管道。
本申请提供了一种吸附脱附系统,包括吸附床和脱附床,所述吸附床的固体出口管道与所述脱附床的固体进料腿连通,所述脱附床的固体出料腿与所述吸附床的固体入口管道连通。
本申请提供了一种使用所述吸附床或使用所述脱附床或使用所述吸附脱附系统的方法。
有益效果
本申请的一种气体吸附床和气体吸附脱附系统,其中具有吸附功能的固体物料处于流动状态,并与气体逆流接触,气固传质推动力大,吸附后的固体物料可与吸附气体达到或接近吸附平衡,吸附效率高,固体物料在脱附区再生后循环使用,而无需对整个吸附床进行升温脱附和降温吸附,处理过程高效,再生温度范围广。由于吸附床处于恒温操作,无需高温再生,吸附床材质和密封材料材质均无需耐高温,且结构简单,制作成本低。吸附剂为微球吸附剂,小的颗粒尺寸减小了气体扩散路径,缩短了扩散时间,吸附剂更容易吸附饱和,气固之间更容易达到吸附平衡。吸附仓内部的固体物料的流量可以调节;使固体物料能够在吸附仓内部的流量保持均匀。进而减少固体物料在吸附仓内部的堆积,降低固体物料在吸附仓内部发生堵塞的可能性。在吸附仓内部使物料进行多级流动,并且对固体物料的流动进行多级调节,是物料的流量更加容易控制,更进一步的是固体物料可以更加充分的与气体接触并吸附。提高吸附仓对气体的吸附效率。
附图说明
图1是本申请吸附床整体结构示意图;
图2是本申请图1中吸附床剖视示意图;
图3是本申请其中一种吸附床结构示意图;
图4是本申请其中一种吸附床结构示意图;
图5是本申请图4中吸附床截面结构示意图;
图6是本申请中一种脱附仓上置脱附床示意图;
图7是本申请中斗式输送装置的脱附床示意图;
图8是本申请中另一种脱附仓下置脱附床示意图。
图中,1、吸附仓;11、进气管道;12、出气管道;13、固体入口管道;14、固体出口管道;16、物料收集器;2、物料分布组件;3、集散组件;31、第一连接板;32、第二连接板;33、物料通道;34、气体通道;35、第一环形板;36、第二环形板;37、通气管道;4、初级分布器;41、控制块;42、挡位板;5、物料再分布器;51、固定块;52、物料通孔;53、收集槽;54、分布槽;55、分布块;6、脱附仓;61、固体进料腿;62、固体出料腿;63、控制阀;64、固体物料补加管道;7、温度控制装置;71、加热管;72、制冷管;73、气体分布器;74、换热管;75、脱附气管道;76、脱附气分布器;8、提升装置;81、气力输送装置;82、第二分离器。
具体实施方式
下面对本申请做以详细说明。虽然显示了本申请的具体实施例,然而应当理解,可以以各种形式实现本申请而不应被这里阐述的实施例所限制。相反,提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本申请,并且能够将本申请的范围完整的传达给本领域的技术人员。
需要说明的是,在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可以理解,技术人员可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名词的差异作为区分组件的方式,而是以组件在功能上的差异作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”或“包括”为开放式用语,故应解释成“包含但不限定于”。说明书后续描述为实施本申请的较佳实施方式,然而所述描述乃以说明书的一般原则为目的,并非用以限定本申请的范围。本申请的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。
参考图1,本申请提供了一种气体吸附床,所述吸附床包括中空的吸附仓1,在所述吸附仓1下端的位置处设置有进气管道11,在靠近吸附仓1上端的位置上设置有出气管道12;在所述吸附仓1的上端设置有固体入口管道13,在所述吸附仓1下端设置有固体出口管道14,
其中,在所述吸附仓1内部设置有使固体物料从固体入口管道13流向固体出口管道14的流道,所述气体从吸附仓1的进气管道11进入,从出气管道12流出吸附仓1;
在所述吸附仓1内部的流道上设置有能够对固体物料的流量进行控制的物料分布组件2。
参考图1和图4,所述进气管道11内部通入的气体为吸附仓1需要处理的气体,所述气体为包括目标气体的混合气体,所述固体物料为吸附剂,所述吸附剂能够对进气管道11内部混合气体中的目标气体进行吸附,从出气管道12中流出的气体为混合气体中除去目标气体后的剩余其他气体成分。
参考图1和图4,包括目标气体的混合气体从进气管道11进入,去除目标气体的其他气体成分从出气管道12流出。固体物料从固体入口管道13进入,吸附了目标气体的固体物料从固体出口管道14流出。通过将进气管道11和固体入口管道13设置在反方向上,进而使混合气体向固体物料流动的反方向流动,使目标气体与固体物料逆流撞击,增强目标气体与固体物料之间的接触效果,提高固体物料对目标气体的吸附效率。
参考图1和图4,由于气体分子间距比较大,气体的扩散性更好,因此当混合气体进入到吸附仓1之后会逐渐充满吸附仓1,物料分布组件2将固体物料均匀的分布在吸附仓1内部,进一步提高目标气体与固体物料的接触效果。
参考图1和图4,所述物料分布组件2包括多个集散组件3,所述集散组件3在吸附仓1内部自上而下并排设置,所述固体物料从集散组件3中流过,所述集散组件3形成有能够相互靠近或远离以对固体物料的流量进行控制的连接部,相邻集散组件3之间存在有能够供混合气体通过的间隙。
所述固体物料从轴向排布的集散组件3中穿过,进而实现在吸附仓1中的流动,所述集散组件3上的连接部能够相互靠近或远离,进而改变集散组件3中能够供固体物料流动的流道的截面尺寸,进而对从集散组件3中流过的固体物料的流量进行控制。
参考图1和图4,所述吸附仓1为柱状,吸附仓1在轴向上的长度远大于在径向上的长度,沿着吸附仓1的轴向,自上而下集散组件3均匀分布在吸附仓1内部,这样集散组件3将吸附仓1在轴向上进行分割,使固体物料在吸附仓1的轴向上分段的流动,一方面能够更加合理的使固体物料在吸附仓1内部分布,另一方面,也使得固体物料能够在吸附仓1内部流动时更加稳定。
参考图1和图2,在一个具体的实施方式中,所述集散组件3包括的第一连接板31和第二连接板32,所述第一连接板31和第二连接板32均固接在吸附仓1的内壁上,第一连接板31和第二连接板32均在从固体入口管道13到固体出口管道14的方向上逐渐靠近设置,所述第一连接板31和第二连接板32之间形成物料通道33,所述固体物料从物料通道33中通过,包括目标气体的混合气体从流动的固体物料中穿过。
参考图1和图2,第一连接板31和第二连接板32均为板状,第一连接板31和第二连接板32之间呈漏斗状,敞口侧能够对流动的固体物料进行收集,减少固体物料的浪费,窄口侧将固体物料聚拢成瀑布状落下,使固体物料形成密集的固体物料墙,使从固体物料中通过的目标气体充分的与固体物料接触。
参考图2,所述第一连接板31、第二连接板32之间形成的物料通道33的另外两个边缘分别为所述吸附仓1的内壁,因此当固体物料从物料通道33中流下时,会从吸附仓1内壁的一端到另一端之间充满固体物料,而固体物料在流下过程中,固体物料会将吸附仓1分割成位连通的两部分。这样,当混合气体需要从吸附仓1中通过时,必须从流动的固体物料中通过。
参考图1和图2,固体物料从第一连接板31和第二连接板32之间流过,因此第一连接板31和第二连接板32均会承受较大的力,因此第一连接板31与第二连接板32需固接在吸附仓1的内壁上。
参考图1和图2,所述第一连接板31与吸附仓1的内壁贴合并密封,所述第二连接板32远离第一连接板31的一侧与所述吸附仓1的内壁之间形成为气体通道34。
参考图1和图2,为了控制混合气体在吸附仓1内部的流动方向,因此在吸附仓1内部供气体流动的通道应只有一个,第一连接板31与吸附仓1之间应保持密封,以降低气体未经过固体物料而流出吸附仓1的可能。
参考图1和图2,当集散组件3个数为一个时,所述进气管道11设置在物料通道33背离气体通道34的一侧,混合气体从进气管道11进入吸附仓1之后,经过从物料通道33中流下的固体物料后,再通过第二连接板32与吸附仓1之间的气体通道34并流向出气管道12,进而排出吸附仓1。
在实际情况中,所属技术领域人员根据经验会将进气管道11设置在与进气管道11相邻集散组件3、吸附仓1之间的气体通道34相背的位置,以使混合气体会从流动的固体物料中穿过,因此在本申请中并未限定此种情况下的进气管道11的位置情况。
参考图1和图3,相邻两个集散组件3与吸附仓1内壁之间所形成的两个气体通道34分别位于与之相邻的物料通道33的两侧。
参考图3,当集散组件3个数为两个及以上时;例如:所述集散组件3个数为2,3,4,5,6,7,8等。所述集散组件3与吸附仓1之间会形成多个气体通道34,为提高吸附仓1内部气体与固体物料之间的接触效果,使气体在每次穿过集散组件3时,均需穿过从物料通道33中流过的固体物料,因此相邻的集散组件3与吸附仓1之间的气体通道34分别位于相应的物料通道33的两侧,因此混合气体在穿过每个集散组件3时,均需要从流动的固体物料中通过,使目标气体与固体物料之间充分接触,增加固体物料对目标气体的吸附效果。
参考图3,所述集散组件3在径向上并排设置有多个,在吸附仓1径向上同排的集散组件3中,位于一端的集散组件3与所述吸附仓1的内壁贴合并密封,位于另一端的集散组件3与吸附仓1内部之间存在间隙并形成供气体通过的气体通道34,在径向上相邻两个集散组件3之间贴合并密封。
参考图3,在一个具体实施方式中,在吸附仓1的径向上,所述集散组件3并排设置有三个。
参考图3,为了提高固体物料对目标气体的吸附效果,可以增加混合气体与固体物料之间的接触次数和接触时间。通过在吸附仓1的径向上增加集散组件3的数量,使固体物料能够从吸附仓1径向上的多个物料通道33中流下,当混合气体在吸附仓1径向上流动时,需要穿过吸附仓1径向上设置的多个集散组件3中流过的固体物料。在吸附仓1在轴向上长度不变的情况下,增加吸附仓1内部径向上的物料通道33的数量,使固体物料可以在吸附仓1内部的更多位置流动。这种情况下的吸附仓1在径向上的尺寸随着径向上集散组件3的个数增加而同时变大,为固体物料的流动提供充足的空间,降低固体物料发生堵塞的可能性。通过增加混合气体与固体物料之间的接触时间和次数,提高固体物料对目标气体的吸附效果。
参考图3,在吸附仓1径向上并排设置的集散组件3与吸附仓1内壁之间的气体通道34,与其在吸附仓1轴向上处于相邻位置气体通道34分别设置在所述吸附仓1径向上的两端位置。
参考图3,在吸附仓1径向上并排设置的集散组件3与吸附仓1之间仅形成一个气体通道34,在吸附仓1的轴向上,上述所形成的气体通道34交错设置,相邻的气体通道34分别位于吸附仓1的径向上的两端位置,因此当混合气体在通过吸附仓1时,需要先沿着吸附仓1的径向流动,而后再通过上述气体通道34,再继续沿着吸附仓1的径向流动,混合气体在吸附仓1内部呈迂回状流动,增加混合气体在吸附仓1内部的行程,同时使固体物料可以有更多的空间对目标气体进行吸附,进而可以达到提高固体物料对目标气体吸附效果的目的。
参考图1,所述第二连接板32在吸附仓1的径向上与所述吸附仓1滑动连接。
参考图1,在一个具体实施方式中,在吸附仓1的径向上所述第一连接板31和第二连接杆均设置有一个。所述第二连接板32与所述吸附仓1滑动连接。
所述滑动连接为能够实现第二连接板32在吸附仓1内部滑动并且能够在目标位置固定即可,本领域技术人员可以根据实际情况进行选择。
参考图1和图2,第二连接板32能够在所述吸附仓1的径向上进行滑动,并且所述第一连接板31和第二连接板32同处于吸附仓1的径向上,因此在第二连接板32在滑动时,会朝向靠近或远离第一连接板31的方向上移动,此时,第一连接板31和第二连接板32之间的间距也会随之增大或减小,进而第一连接板31和第二连接板32之间的物料通道33尺寸也会随之增大或减小。
固体物料的流速是指,固体物料在吸附仓1内部受到重力作用流动时,固体物料的平均流动的速度。固体物料的体积流量是指,在单位时间内,固体物料在经过集散组件3时的体积,此处的体积流量等于固体物料流速与固体物料流动截面积的乘积。固体物料的质量流量是指,在单位时间内,固体物料在经过集散组件3时的质量,此处的质量流量等于固体物料体积流量与固体物料流过截面时密度的乘积,固体物料的体积流量与时间的乘积等于在此时间内流动的固体物料体积,固体物料的质量流量与时间的乘积等于在此时间内流动的固体物料质量。
在重力作用下,固体物料在上下相邻的物料分布组件2或集散组件3之间的流动速度变化幅度较小,可以忽略不计,在保证物料通道33尺寸相同的情况下,固体物料在未施加外力时在吸附仓1内部以同样的流速流动。
参考图1和图2,当第一连接板31和第二连接板32之间的物料通道33尺寸增大或减小时,固体物料的在吸附仓1内部的流速不变,通过物料通道33的固体物料的流量将会随之增大或减小,进而相同时间内,可以有更多或更少体积的固体物料从吸附仓1中流过。
气体的流速是指在气体在单位时间内所经过的距离,气体的体积流量是指,在单位时间内流经封闭管道或明渠有效截面的流体量。在本申请中混合气体的体积流量是指,在单位时间内,混合气体通过吸附仓1的体积,此处的体积流量等于混合气体在进气管道11处的流速与进气管道11截面的乘积。
在本申请中,所述进气管道11的截面尺寸为确定的,因此在控制混合气体的体积流量时,可以通过控制在进气管道11处混合气体的流速来控制混合气体的体积流量。
参考图1和图2,当第一连接板31和第二连接板32之间的物料通道33增大时,在相同时间内会有更多的固体物料从物料通道33中通过,当相同时间内,通入吸附仓1内部的混合气体体积不变时,使得更多固体物料对目标气体进行吸附,使固体物料能够对目标气体的吸附更加彻底,进而提高固体物料对混合气体的吸附质量,进一步减少被吸附后的混合气体中残留目标气体的体积。
除此之外,也可以向吸附仓1中通过更多的混合气体,更多的固体物料可以对更多的目标气体进行吸附,并且对目标气体的吸附效果影响较小。这样可以加快固体物料对混合气体的吸附速度,提高工作效率。
参考图1和图2,与上同理,本领域工作人员也可以根据实际情况控制第一连接板31和第二连接板32的间距减小,以减小物料通道33的尺寸,减少固体物料从物料通道33中通过的数量,使得流动的固体物料可以与吸附仓1中的混合气体充分接触,使每颗固体物料能够充分吸收目标气体,提高固体物料的使用效率,降低固体物料的浪费。同时,吸附仓1内部目标气体含量降低时,也可以控制第一连接板31和第二连接板32靠近,减小物料通道33的尺寸和固体物料的流量,进而减少固体物料的消耗,使需处理的混合气体与固体物料处于相对平衡状态,以达到保证对目标气体吸附效果的同时,减少固体物料的损耗。
在本申请中,所述固体物料在固体入口管道13处的质量流量与进气管道11中混合气体的体积流量之比为0.05~500g/m3,优选的是0.5-200g/m3,更优选的是5-100g/m3。
参考图1和图2,由于固体物料在多个集散组件3之间流动,难免会发生集散组件3上固体物料的流量不同的情况,例如固体物料集结成结石或固体物料堵塞,此时,流量较小的集散组件3上的固体物料将会堆积,而位于该集散组件3下方的集散组件3上的固体物料减少甚至消耗殆尽,使得吸附仓1内部固体物料产生分布不均匀,影响吸附仓1内部的固体物料的整体流量。更进一步的可能会导致固体物料在吸附仓1内发生堵塞,影响吸附仓1的使用。同理,当某个集散组件3的流量变大时,会使得位于该集散组件3下方的集散组件3上的固体物料发生堆积。进而影响吸附仓1的正常使用。
因此,当某个集散组件3上固体物料的流量减小时,控制第二连接板32向远离第一连接板31的方向上移动,增大物料通道33尺寸,在固体物料的流动速度不变的情况下,增大该集散组件3的流量。将该集散组件3调整至与其他集散组件3流量相同或相近。使得固体物料能够在吸附仓1内部的流量保持均匀。进而减少固体物料在吸附仓1内部的堆积,降低固体物料在吸附仓1内部发生堵塞的可能性。
参考图4和图5,在另一个具体的实施方式中,所述集散组件3包括第一环形板35和第二环形板36,所述第一环形板35和第二环形板36在吸附仓1的轴向上的截面形状均为环状,所述第二环形板36位于所述第一环形板35的中心,所述第一环形板35的外周与吸附仓1的内壁贴合固接并密封,第一环形板35在自上而下延伸并逐渐向轴心靠近,所述第二环形板36的中心处设置有通气管道37,第二环形板36从通气管道37外壁开始自上而下并逐渐远离轴心延伸,在自上而下方向上第一环形板35与第二环形板36之间的间距逐渐减小,所述第一环形板35和第二环形板36之间形成环状的物料通道33,在所述固体入口管道13的下端设置有能够将固体物料收集后均匀分布成环形落下的初级分布器4。
参考图4和图5,所述第一环形板35与第二环形板36吸附仓1径向平面上的投影为环状,此处的环状可以为圆环也可以是方形环或者三角形环,优选为圆环状。在此实施例中为圆环状,吸附仓1的径向截面形状为圆形,所述第一环形板35的外侧边缘与所述吸附仓1的内壁贴合抵接并保持密封,而所述第一环形板35的内侧边缘同样为圆形,第一环形板35的外侧边缘与其内侧边缘处于吸附仓1轴向上的两个高度不同的平面内,所述第一环形板35的形状与圆台的侧面形状相同。第二环形板36设置在第一环形板35的中心位置,并且第二环形板36的外侧边缘同样为圆形,第一环形板35与第二环形板36之间存在间隙,此间隙便为物料通道33,固体物料从该物料通道33中通过并呈环形落下。
参考图4,通气管道37设置在第二环形板36的中心,并且通气管道37与第二环形板36之间保持密封,因此物料通道33中落下的固体物料将通气管道37包围在中间,当混合气体流向通气管道37时,需要从固体物料中穿过,进而使固体物料能够对目标气体进行吸附。
参考图4,在此处第二环形板36与第一环形板35配合,对流动的固体物料进行收集,而后再使固体物料从第一环形板35和第二环形板36之间的物料通道33中落下,因此第二环形板36在与固体物料流动的方向上,沿着远离第一环形板35的方向延伸,使第一环形板35和第二环形板36之间的间距变大,第一环形板35与第二环形板36之间的截面呈现为漏斗状,将落下的固体物料进行收集,而后固体物料从物料通道33中通过。第二环形板36在沿着固体物料流动方向的一侧,其形状未做限定,能够达到减少固体物料在此处的残留即可,本领域的技术人员可以根据实际情况选择。
参考图4,由于所述第二环形板36位于吸附仓1的中心位置,当第二环形板36在固定时可以通过较长的连接柱直接连接在吸附仓1的内壁上,也可以将第二环形板36的外侧边缘使用连接柱连接到第一环形板35的内侧边缘。无论以何种方式均是使第二环形板36分别与吸附仓1和第一环形板35之间保持固定。
参考图4,由于第一环形板35和第二环形板36之间的物料通道33为环形,初级分布器4便是将固体入口管道13内部的固体物料分散,使固体物料均匀分散在第一环形板35和第二环形板36之间,第一环形板35和第二环形板36之间的固体物料在落下之后,初级分布器4会将固体物料再均匀的补充上,使固体物料可以均匀且连续的落下,降低由于固体物料分布存在差异而导致固体物料流动断断续续情况发生的可能性。
参考图4,所述初级分布器4包括锥状的控制块41,所述控制块41的尖端与固体入口管道13对应,在所述控制块41的侧面上设置有挡位板42,所述挡位板42为与控制块41相适配的锥形,所述控制块41与所述挡位板42之间形成供固体物料通过的物料通道33。
参考图4,当固体物料从固体入口管道13进入到吸附仓1内部时,会流动到控制块41的尖端,而后固体物料会沿着所述控制块41的侧表面向四周扩散,使固体物料均匀的散落到第一环形板35和第二环形板36上。使固体物料能够均匀且持续的从第一环形板35和第二环形板36之间的物料通道33中流下。
参考图4,挡位板42能够起到挡位的作用,当固体物料从固体入口管道13落到控制块41上时,固体物料会被控制块41弹开,此时挡位板42能够限制固体物料的运动,减少固体物料的扩散,将固体物料约束在挡位板42与控制块41之间的物料通道33中。方便对固体物料的流量进行控制,并且减少固体物料溅射浪费。
参考图4,所述挡位板42与固体入口管道13固接,所述控制块41在吸附仓1的轴向上与所述吸附仓1之间滑动连接。
参考图4,固体入口管道13与吸附仓1固定,所以挡位板42也与吸附仓1之间固定,因此控制块41在沿着吸附仓1轴向滑动时,挡位板42与控制块41之间的距离会随之变大会减小,进而使得控制块41与挡位板42之间物料通道33随之变大或变小。
参考图4,固体物料从控制块41与挡位板42之间的物料通道33中流动时,固体物料在物料通道33中的流量会受到物料通道33宽度的影响,当移动控制块41使控制块41与挡位板42之间的间距减小时,所述物料通道33的宽度减小,此时固体物料在控制块41和挡位板42之间单位时间内部的流量将会变小,减少了单位时间内固体物料输送至第一环形板35和第二环形板36上固体物料的数量,这样可以进一步使固体入口管道13内部固体物料的流量与第一环形板35与第二环形板36上固体物料的流量保持平衡,降低固体物料在第一环形板35和第二环形板36上发生堆积的可能性。
参考图4,在控制块41底面朝向尖端的方向上所述挡位板42的厚度逐渐变大。
参考图4,当控制块41靠近挡位板42时,使挡位板42与控制块41之间的物料通道33宽度减小,会导致固体物料对挡位板42的作用力变大,进而会使挡位板42发生弹性形变,使控制块41对固体物料流量的控制存在误差,因此在挡位板42根部的位置加厚,增加挡位板42所能够承受的作用力,减少挡位板42发生的弹性形变,提高对固体物料流量的控制精度。
此处将挡位板42根部的厚度加厚仅为其中一种加固方式,相应的在挡位板42上安装肋板等同样能够达到对挡位板42进行加固的技术效果,也属于在本申请的保护范围之内。
参考图4,在所述第一环形板35和第二环形板36的下方设置有能够对固体物料收集的物料再分布器5,所述物料再分布器5包括径向尺寸小于吸附仓1径向尺寸的固定块51,在吸附仓1径向上固定块51与吸附仓1之间存在间隙并形成气体通道34,在所述固定块51靠近中心的位置开设有供物料流动的物料通孔52,在所述固定块51上端开设有收集槽53,所述收集槽53自上而下为截面逐渐减小的锥形,所述收集槽53的径向最大尺寸大于所述第一环形板35的最小径向尺寸,在固定块51的下方设置有分布块55,所述分布块55为自上而下截面积逐渐变大的锥形,所述分布块55的尖端与物料通孔52对应。
参考图4,所述固定块51与吸附仓1之间固接,所述固定块51与所述吸附仓1之间并未有直接接触,因此所述固定块51可以通过使用连接安装杆或连接安装板等连接件,将固定块51与吸附仓1之间进行连接并固定,并且为加强连接关系,所述连接安装杆或连接安装板可以沿周向设置有多个,本领域技术人员能够根据实际情况进行选择,使混合气体能够从固定块51与吸附仓1之间的气体通道34中通过即可。
参考图4,所述固体物料从固定块51的物料通孔52中通过,因此混合气体在流经固定块51时将会从固定块51与吸附仓1之间的气体通道34中通过。此时混合气体在吸附仓1内部靠近吸附仓1内壁的边缘位置,而后混合气体流经固定块51之后,再流经第一环形板35和第二环形板36时,会从通气管道37中流过,而所述通气管道37位于吸附仓1内部靠近中间的位置,因此,混合气体在吸附仓1内部呈曲线迂回式流动,加长了混合气体流动的路线,增加了混合气体的行程;混合气体在吸附仓1内部的迂回流动,使混合气体能够充分扩散到吸附仓1内部的更多空间之中,提高吸附仓1内部空间的使用率,减少空间浪费和材料浪费。当混合气体充散在吸附仓1内部并且处于流动状态,固体物料可以有更多的空间对目标气体进行吸附,使目标气体会被固体物料吸附的更加充分,进而可以达到提高固体物料吸附效率的目的。
参考图4,所述固体物料从第一环形板35和第二环形板36之间的物料通道33中落下,而后落入到所述固定块51的收集槽53中,所述收集槽53的形状为倒置的锥形,所述收集槽53的槽壁与水平线之间的夹角大于固体物料的堆积角,这样可以减少固体物料流动到所述收集槽53内部的堆积,使所述固体物料能够从收集槽53中流入到物料通孔52中,而后所述固体物料从物料通道33中通过。
参考图4,所述第一环形板35的内圈最小尺寸小于所述收集槽53的最大尺寸,当所述固体物料从第一环形板35和第二环形板36之间的物料通道33中通过时,所述固体物料会流入到收集槽53中。
参考图4,所述固体物料从所述物料通孔52中通过后,会朝向所述分布块55流动,所述分布块55的尖端与所述物料通孔52相对应,因此固体物料从物料通孔52中通过后,会流向所述分布块55的尖端,所述锥形尖端的分布块55会将所述固体物料打散,使所述固体物料沿着所述分布块55的外表面流下,进而将所述固体物料分散成与分布块55下端边缘相应的形状落下。所述固体物料被所述分布块55的尖端分散,使固体物料均匀的四周分散,固体物料会从分布块55上呈封闭的环状落下。
所述收集槽53最大尺寸处位于第一环形板35最小尺寸边缘的外侧,因此从第一环形板35中落下的固体物料会直接落入到收集槽53中。能够达到降低固物料浪费的目的。
参考图4,在一个具体实施方式中,所述集散组件3与所述物料再分布器5交替设置,每个物料再分布器5上方均为集散组件3。固体物料在从固体入口管道13进入到吸附仓1内部之后,会先流入到第一环形板35和第二环形板36上,而后在从第一环形板35和第二环形板36之间的物料通道33中流下,而后收集槽53会将流动的固体物料进行收集,被收集后的固体物料会流入到物料通孔52中,而后从物料通孔52流过固定块51,之后固体物料会流向分布块55的尖端,而后固体物料被分布块55均匀分布后沿着分布块55的外表面流动,从分布块55上流下的固体物料会流向位于分布块55下方的另一个集散组件3的第一环形板35、第二环形板36上;依次物体物料在吸附仓1内部流动。
参考图4和图5,固体物料从分布块55上落下时,将该位置吸附仓1的内部分割成内外两部分,位于外侧的部分为所述固定块51与所述吸附仓1之间的气体通道34,而所述通气管道37位于所述吸附仓1靠近中心的位置,因此所述混合气体在吸附仓1内部的气体通道34中流动时,混合气体会在吸附仓1内部从中间向外侧流动,因此混合气体会从流动的固体物料中通过,进而目标气体会被流动的固体物料所吸附,进而对混合气体进行处理。
参考图4,所述物料再分布器5与所述集散组件3交替设置。
在所述吸附仓1内部,所述气体通道34分别位于第二环形板36的中心和固定块51的外周,即所述气体通道34分别位于吸附仓1靠近中心的位置和靠近吸附仓1内部边缘的位置,与此同时,所述二环形板和固定块51交替设置,因此使得所述气体通道34在吸附仓1内部的位置呈现为中间和边缘交替状,因此混合气体呈迂回状在吸附仓1径向上往复流动。因此在吸附仓1内部物料通道33与气体通道34会产生多处交汇,进而使固体物料可以多次对混合气体进行吸附处理,提高固体物料对目标气体的吸附效率。
参考图4,所述固定块51在背离初级分布器4的一端上开设有与分布块55适配的锥形的分布槽54,所述分布块55位于分布槽54中,所述分布槽54与物料通孔52连通,所述分布块55沿着吸附仓1的轴向与吸附仓1滑动连接,所述分布块55与所述固定块51之间形成供固体物料通过的物料通道33。
参考图4,所述分布槽54的形状与所述分布块55的形状相适配,所述分布块55位于所述分布槽54内部,当固体物料通过物料通孔52流到分布块55上时,位于分布块55上方的分布槽54内壁会阻挡所述固体物料的散落,将固体物料限制在分布块55与分布槽54内壁之间的物料通道33中。
参考图4,所述分布块55在吸附仓1轴向上能够上下移动,所述分布块55与所述吸附仓1之间滑动连接,所述分布块55与所述吸附仓1之间并未直接接触,因此分布块55与吸附仓1之间使用延伸件进行连接,所述延伸件可以为板状或杆状,而后通过延伸件将分布块55与吸附仓1之间进行连接,所述滑动连接可以是延伸件与吸附仓1之间的滑动连接,也可以是延伸件与分布块55之间的滑动连接。
参考图4,分布块55在吸附仓1轴向上下移动时,使得所述分布块55与分布槽54内壁之间的距离随时变大或变小,进而使得所述分布槽54与分布块55之间的物料通道33尺寸变大或变小,以达到控制固体物料在此处的流量。
参考图4,通过控制物料再分布器5上固体物料的流量,进而控制流动到第一环形板35、第二环形板36上的固体物料的数量。当分布块55与分布槽54内壁之间的间距变小时;会使得物料通道33的尺寸减小,进而使得从物料再分布器5上通过的固体物料的流量减小,从分布块55上流下的固体物料数量变少,当物料再分布器5上固体物料的流量低于第一环形板35、第二环形板36上固体物料的流量时,会减少第一环形板35和第二环形板36上固体物料的堆积,甚至会使第一环形板35、第二环形板36上的固体物料全部落下,此时第一环形板35、第二环形板36上的固体物料的流量取决于物料再分布器5上固体物料的流量,因此通过控制物料再分布器5的流量可以间接的控制第一环形板35、第二环形板36上物料的流量。
参考图4,当分布块55与分布槽54内壁之间的间距变大时,会使得所述物料通道33尺寸变大,进而使物料再分布器5上固体物料的流量变大,当物料再分布器5的流量大于第一环形板35、第二环形板36上固体物料的流量时,会使得固体物料在第一环形板35、第二环形板36上的堆积,进而使得第一环形板35、第二环形板36上的固体物料能够将物料通道33充满,所述固体物料以最大的流量进行流动。
通过将第二环形板36也设置成滑动连接,可使第二环形板36在吸附仓1轴向上可以上下移动,从而控制物料通道33的间隙,以达到固体物料流量变化时可通过调节物料通道33间隙的大小,实现固体物料均布的目的。
参考图4,在所述吸附仓1内部靠近固体出口管道14的位置处设置有物料收集器16,所述物料收集器16自上而下为截面逐渐变大的锥形,所述物料收集器16的个数为一个或两个及以上,所述物料收集器16的尖端与固体出口管道14连通,所述物料收集器16的远离尖端的边缘与吸附仓1的内壁贴合密封并固接,所述进气管道11的出气端位于物料收集器16上方。
参考图4,所述物料收集器16设置在吸附仓1的底部,所述物料收集器16用于收集所述吸附仓1内部的固体物料,所述物料收集器16为漏斗状,所述物料收集器16的上端尺寸较大可以对落下的固体物料进行收集,而后固体物料经过物料收集器16流入到固体出口管道14流出所述吸附仓1。
参考图1和图4,所述物料收集器16的锥形斜面与水平线的夹角大于固体物料的堆积角。
大量颗粒状物质被倾倒于水平面上堆积形成稳定的堆体,堆积物形成的堆体的表面与水平面所成内角即为堆积角,换而言之,堆积角是斜面使置于其上的物体处于沿斜面下滑的临界状态时,斜面与水平表面所成的最小角度。堆积角又称为休止角。颗粒状物质的堆积角其与密度、颗粒的表面积和形状、以及该物质的摩擦系数相关。
参考图1和图4,将所述物料收集器16的锥形斜面与水平线夹角大于固体物料的堆积角,使得位于物料收集器16锥形斜面上的固体物料会沿着锥形斜面落下,进而减少固体物料在物料收集器16上的堆积,提高物料收集器16对固体物料的收集效率。
优选的,所述第一连接板31、第二连接板32的倾斜角均大于所述固体物料的堆积角,所述第一环形板35、第二环形板36的倾斜角度也均大于所述固体物料的堆积角;所述收集槽53的斜面的倾斜角度大于所述固体物料的堆积角。
所述物料收集器16的个数与吸附仓1在径向上同排的集散组件3的个数相等,并且在吸附仓1的轴向上物料收集器16与轴向排布的集散组件3相对应。
参考图1和图4,由于所述物料收集器16的侧面倾斜设置,因此当所述物料收集器16上端的尺寸增大的同时也会使得所述物料收集器16变得更高;因此所述物料收集器16可以设置有多个,由于吸附仓1内部的固体物料均是从集散组件3或物料再分布器5中流过,因此,每个物料收集器16分别设置在位于最下端的集散组件3或物料再分布器5的下方,是所述物料收集器16能够将吸附仓1内部的固体物料进行收集;减少固体物料在所述吸附仓1内部的残留。
参考图3,在一个具体实施方式中,在吸附仓1的径向上,所述集散组件3的个数为三个,所述物料收集器16的个数同样为三个。
在另一个具体实施方式中,在吸附仓1的径向上,所述集散组件3的个数为三个,所述物料收集器16的个数为一个。
所述固体物料为微球吸附剂,所述微球吸附剂的平均粒径为10-1000μm;优选所述微球吸附剂的平均粒径为20-500μm;进一步的,优选所述微球吸附剂的平均粒径为30-200μm。
例如所述微球吸附剂的平均粒径可以为:10μm、20μm、30μm、40μm、50μm、60μm、70μm、80μm、90μm、100μm、130μm、150μm、170μm、200μm、230μm、250μm、270μm、300μm、330μm、350μm、370μm、400μm、430μm、450μm、470μm、500、530μm、550μm、570μm、600μm、630μm、650μm、670μm、700μm、730μm、750μm、770μm、800μm、830μm、850μm、870μm、900μm、930μm、950μm、970μm、1000μm。
所述固体物料为通过多孔材料和粘结剂经喷雾干燥制备的固体物料,优选多孔材料选自分子筛、氧化硅、氧化铝、膨润土、MOFs、活性炭、碳纳米管、石墨烯中的一种或两种以上。
所述物料通道33的宽度为所述固体物料颗粒的平均粒径的2-1000倍;优选所述物料通道33的宽度为所述固体物料颗粒的平均粒径的5-200倍。
例如,所述物料通道33的宽度为所述固体物料颗粒平均粒径的倍数可以为:2、3、4、5、6、7、8、9、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、150、200、250、300、350、400、450、500、550、600、650、700、750、800、850、900、950、1000。
参考图1和图4,在吸附仓1内部出气管道12对应的位置处设置有能够将气体和固体分离的第一分离器(图中未示出),所述第一分离器的气体出口与所述出气管道12连接,所述第一分离器的固体出口与所述物料分布组件2连接。
参考图1和图4,当混合气体在吸附仓1中被所述固体物料吸附之后,混合气体中被吸附目标气体后的其他气体将会被排出所述吸附仓1,而其他气体在吸附仓1中流动时,会使得气体中掺杂一些固体物料颗粒,而后掺杂有固体物料颗粒的其他气体会进入到所述第一分离器,所述第一分离器会将其他气体和掺杂在其他气体中的固体物料颗粒进行分离,被分离后的固体物料颗粒可以再生后再次使用,这样降低了固体物料的浪费。
综上所述,本申请的吸附仓1的使用方法和使用过程为:所述固体物料从位于吸附仓1上端的固体入口管道13进入到吸附仓1内部,在重力作用下所述固体物料会吸附仓1上端向下流动。
在一个具体实施方式中,参考图1,从所述固体入口管道13进入到所述吸附仓1内部的固体物料会流动到第一连接板31和第二连接板32上,而后所述固体物料会在第一连接板31和第二连接板32上汇集,而后固体物料会充满所述第一连接板31和第二连接板32之间的物料通道33,充满物料通道33的固体物料呈瀑布状持续落下,下落的固体物料将所述吸附仓1分割成相互独立的两个空间;而后下落的固体物料会继续流动到位于下方的第一连接板31和第二连接板32上,可以通过控制第一连接板31和第二连接板32之间的间距,进而控制固体物料的流动速度,进而控制在第一连接板31和第二连接板32上固体物料的存留数量,进而使固体物料可以在吸附仓1内部以合适的流量进行流动,同时降低固体物料在吸附仓1内部发生堵塞的可能性。以此类推,所述固体物料从位于上方的第一连接板31、第二连接板32上流动到位于下方的第一连接板31、第二连接板32上,直至所述固体物料流到物料收集器16上被收集,而后从吸附仓1下端的物料出口管道流出所述吸附仓1。待吸附的包括目标气体的混合气体从位于所述吸附仓1下端的进气管道11进入到所述吸附仓1,而后混合气体在吸附仓1内部向上流动,混合气体在下方自下而上的从流动的固体物料同穿过,并且所述混合气体中的目标气体被固体物料吸附,混合气体在吸附仓1内部依次经过自上而下的固体物料和分别处于两端位置的气体通道34,并且混合气体从相邻的气体通道34之间流动时,会穿过流动的固体物料并且目标气体会被固体物料所吸附,最后混合气体中除目标气体外的其他气体被第一分离器去除掉掺杂的固体物料颗粒后,排出所述吸附仓1,使吸附仓1完成对所述包括目标气体的混合气体的吸附。
在此实施方式中,随着固体物料的使用和循环再生,所述固体物料的吸附效果将会发生改变,根据出气管道和进气管道处目标气体或混合气体流量的改变量或其他检测装置检测到排出出气管道的其他气体中目标气体组份含量超标时,将会随之改变固体物料在吸附仓内部的流量。
在另一个具体实施方式中,参考图3,所述第一连接板31、第二连接板32在径向上设置有多个,所述固体入口管道13分别设置有多个或者所述固体入口管道13设置有分接口,使固体入口管道13内部的固体物料可以输送到位于最上端的第一连接板31、第二连接板32上,而后物料通道33从位于上方的第一连接板31、第二连接板32之间的物料通道33落入到位于下方的第一连接板31、第二连接板32上,所述物料收集器16在吸附仓1的下端设置有多个,并且物料收集器16的个数与径向上第一连接板31、第二连接板32的个数相等,而在吸附仓1的轴向上,所述气体通道34却仅有一条,并且气体通道34在吸附仓1径向上在两端位置交替设置,在吸附仓1的径向上,存在有多个呈瀑布状流动的固体物料,因此所述混合气体在所述吸附仓1内部会在径向上流动,并穿过流动的固体物料,而后混合气体去除目标气体后的其他气体经过第一分离器去除固体物料颗粒后排出吸附仓1。
在另一个具体实施方式中,参考图4,所述从固体入口管道13进入到吸附仓1内部的固体物料会先流入到所述初级分布器4的控制块41上,而后被所述分布块55分散成环状后落下,并且所述固体物料会被限制在控制块41和挡位板42之间,而当控制块41移动时,所述固体物料的流量也会随之改变,而后固体物料会流到第一环形板35、第二环形板36上,再从第一环形板35、第二环形板36之间的物料通道33中落下,固体物料会流入到固定块51的收集槽53内部,所述固体物料被收集槽53收集后,从物料通道33中落下,并落入到分布块55上,所述分布块55将所述固体物料分散成环状,同时固体物料会被所述分布槽54的内壁所限制,使固体物料从分布块55和分布槽54内壁之间的物料通道33中通过后落下,而所述分布块55在靠近或远离固定块51时,能够控制分布块55和分布槽54内壁之间的距离,进而控制固体物料的流量,使得固体物料可以以合适的流量从分布块55上呈密闭的环状落下,而后固体物料会均匀的流动到位于下方的第一环形板35、第二环形板36上,再从第一环形板35、第二环形板36之间的环状物料通道33中落下,以此类推,所述固体物料再吸附仓1内部流过交替设置的集散组件3和物料再分布器5。混合气体从进气管道11进入到所述吸附仓1的下端,而后在吸附仓1内部向上流动,混合气体先从下方物料再分布器5上落下的固体物料中穿过,而后进入到固定块51和吸附仓1内壁之间的气体通道34,再从第一环形板35、第二环形板36之间落下的固体物料中穿过,进入到位于第一环形板35中心的通气管道37中通过,而后再从位于上方的物料再分布器5上落下的固体物料中通过,以此类推,所述混合气体经过多次流动的固体物料的吸附后,进入到第一分离器中,第一分离器将混合气体中去除目标气体后的其他气体中掺杂的固体物料颗粒去除后,将其他气体排出吸附仓1。使吸附仓1完成对气体的吸附处理。
本申请还提供了一种气体脱附床,参考图6-8,包括脱附仓6,所述脱附仓6的内部用于放置已吸附目标气体的固体物料,在所述脱附仓6内部设置有能够使固体物料与吸附的目标气体脱附的温度控制装置7,所述温度控制装置7设置在所述脱附仓6内部并能够与固体物料接触。
参考图6-8,图中阴影部分即表示为所述固体物料。
参考图6-8,所述固体物料能够对包括目标气体的混合气体中的混合气体进行吸附,将混合气体中的目标气体分离出来,进而达到对混合气体进行处理的效果。所述气体脱附床能够对吸附目标气体后的固体物料进行脱附处理,进而将固体物料吸附的目标气体与固体物料相脱离,使所述固体物料可以再次对目标气体进行吸附,实现固体物料的重复利用,提高固体物料的使用率,降低成本并且可以达到促进固体物料的循环使用和保护环境的目的。
参考图6-8,所述固体物料位于所述脱附仓6内部,所述固体物料在所述脱附仓6内部脱附后,所述固体物料和被吸附的目标气体将会分开,并且所述固体物料和目标气体会在脱附仓6中暂时停留,所述脱附仓6为相对密闭的空间,进而降低所述目标气体和所述固体物料从所述脱附仓6中发生逃逸的可能性,而后所述目标气体与所述固体物料将会从脱附仓6的不同位置排出脱附仓6。以完成固体物料与目标气体的脱附。
参考图6和图8,所述温度控制装置7设置在所述脱附仓6的内部,所述温度控制装置7能够控制位于脱附仓6内部固体物料的所处位置的温度,所述温度控制装置7既可以控制所述脱附仓6内部整体的温度,也可以控制所述固体物料所在位置的温度。优选所述温度控制装置7控制固体物料所在位置的温度。
参考图6和图8,其中,当所述温度控制装置7控制固体物料所在位置的温度时,所述温度控制装置7可以与固体物料所在位置的脱附仓6外壁接触,将能量或热量通过脱附仓6传递到固体物料,进而控制固体物料所在位置的温度。所述温度控制装置7也可以与固体物料所在位置的脱附仓6外壁之间存在一定距离,通过热辐射的方式将能量传递到脱附仓6,进而控制固体物料所在位置的温度。也可以是所述温度控制装置7直接与所述固体物料接触,所述温度控制装置7改变温度时,直接控制固体物料所在位置的温度。优选所述温度控制装置7与所述固体物料接触。
参考图6和图8,当所述温度控制装置7与所述固体物料接触时,所述温度控制装置7根据固体物料与目标气体脱附程度而控制温度,温度控制装置7能够及时的将温度改变情况传递到固体物料所在位置,进而使温度能够及时响应温度控制装置7的调整,使固体物料能够在更合适的温度进行脱附,提高固体物料与目标气体的脱附率,并且在一定程度上可以提高固体物料的脱附程度,即:可以使更多的目标气体从固体物料上脱附;大大提高工作效率。
参考图6,所述脱附仓6上设置有用于收集已吸附目标气体的固体物料的固体进料腿61,所述固体进料腿61连通在所述脱附仓6的上端,在脱附仓6的下端设置有用于排出脱附后的固体物料的固体出料腿62,所述温度控制装置7位于固体出料腿62和固体进料腿61之间,在脱附仓6的固体出料腿62和固体进料腿61之间设置有促使固体物料流动的提升装置8。
参考图6和图8,吸附目标气体后的固体物料从固体进料腿61进入到所述脱附仓6内部,所述脱附处理后的固体物料从所述固体出料腿62排出所述脱附仓6。所述固体进料腿61设置在所述脱附仓6的上端,所述固体出料腿62设置在脱附仓6的下端。因此所述固体物料会在所述脱附仓6内部在重力的作用下自上而下的流动。所述固体物料为粒径较小的颗粒状,因此所述固体物料具有较强的流动性,并且固体物料在吸附仓1内部流动时发生堵塞的可能性很小。所以固体物料在脱附仓6内部仅需重力即可实现流动,可以降低在脱附仓6内部添加使固体物料流动的机构的可能性,进而简化了脱附仓6内部的结构,从而进一步减少脱附仓6内部可能对固体物料产生堵塞的结构,降低固体物料发生堵塞的可能性,提高固体物料的脱附效率。
参考图6和图8,所述温度控制装置7位于固体进料腿61和固体出料腿62之间,在固体物料在流动过程中所述温度控制装置7会对所述固体物料进行脱附处理,当所述固体物料流动到所述脱附仓6的下方时,所述固体物料也完成了脱附,而后脱附后的固体物料从固体出料腿62排出所述脱附仓6。在脱附仓6内部将固体物料的流动运输与脱附处理相结合,加快固体物料的脱附处理速度,提高工作效率。
参考图6-8,所述提升装置8能够用于转移所述固体物料,具体的,所述提升装置8能够将固体物料转移到所述固体进料腿61处,并使固体物料从所述固体进料腿61进入到所述脱附仓6中进行脱附,其中,所述提升装置8既可以从低处将固体物料提升至高处使其到达固体进料腿61,也可以在相近高度上对固体物料进行水平方向的转移,同样也可以是将位于固体进料腿61更高处的固体物料转移到位于低处的固体进料腿61处。
参考图6和图8,其中,所述固体物料既可以是吸附目标气体后的固体物料,也可以是从所述脱附仓6中排出的经过脱附处理的固体物料,所述提升装置8将所述固体物料均输送至固体进料腿61中进入到所述脱附仓6中进行脱附处理。
其中所述吸附气体的固体物料可以是从吸附仓1中排出的固体物料,也可以是储存的吸附目标气体后的固体物料。所述提升装置8均能够对其进行转移。
参考图8,提升装置8在对从固体出料腿62中排出脱附仓6的固体物料进行转移后,所述固体物料会再次进入到所述脱附仓6中进行脱附处理,使所述固体物料脱附的更加彻底,提高固体物料的脱附效果,降低目标气体在固体物料上的吸附残留,提高固体物料的纯度,降低所吸附目标气体发生泄漏的可能性。
参考图6和图7,所述提升装置8在对固体物料从其他地方转移到固体进料腿61时,所述固体物料既可以是从吸附仓1中所排出后,直接被所述提升装置8转移,使得所述固体物料始终处于循环使用状态,提高固体物料的使用率,进而使得使用较少量的固体物料即可实现固体物料的循环使用,进而降低成本。所述固体物料也可以是从固体物料储存装置中被提升装置8转移到固体进料腿61中,提升装置8可以在多个方向和位置对固体物料进行转移,因此使得所述脱附仓6可以处理更多位置所产生的吸附目标气体后的固体物料,例如,多个气体吸附仓1中所产生的吸附目标气体后的固体物料可以通过提升装置8将固体物料转移到同一个脱附仓6中进行脱附,使脱附仓6可以处理更多的固体物料。因此,使用提升装置8转移所述固体物料还可以提高气体脱附床的适用性和灵活性。
在另一个具体实施方式中,参考图8,所述提升装置8也能够转移从固体出料腿62处排出的固体物料,所述固体物料在脱附仓6中经过脱附处理后,可以进行循环使用,能够再次对目标气体进行吸附,所述提升装置8能够将脱附后的固体物料转移到吸附持仓中对目标气体再次进行吸附,也可以将所述固体物料输送到一些特定的储存装置(图中未示出)中进行储存,以供固体物料再次吸附目标气体时的使用。
参考图8,提升装置8将所述固体物料进行转移,为从固体出料腿62排出的固体物料留出可以流动的空间,进而使得固体物料能够持续从所述固体出料腿62处排出脱附仓6,降低固体物料在固体出料腿62处发生堵塞的可能性,还可以达到提高脱附仓6中固体物料的流动性的目的。
参考图6和图8,在一个具体实施方式中,所述提升装置8位于吸附仓1和脱附仓6之间,用于吸附仓1和脱附仓6之间固体物料的转移。
参考图6和图7,在一个具体实施方式中,所述提升装置8用于将固体物料从吸附仓1输送至脱附仓6,此时所述提升装置8的一端与所述吸附仓1固体物料的出口连接,提升装置8的另一端与脱附仓6的脱附仓84和固体进料腿61连接。同时,将所述脱附仓6的固体出料腿62与吸附仓1固体物料的进口相连接。此时,所述固体物料在吸附仓1中对目标气体进行吸附,从吸附仓1固体物料的出口排出吸附仓1,而后吸附目标气体后的固体物料被提升装置8运输到固体进料腿61,进入到脱附仓6中进行脱附,而脱附后的固体物料会从固体出料腿62流向吸附仓1固体物料的进口,进入到吸附仓1中对目标气体再次进行吸附。使得所述固体物料处于循环使用状态,减少固体物料的囤积,进而减少固体物料的使用量,降低成本。
参考图8,在另一个具体实施方式中,所述提升装置8用于将固体物料从脱附仓6输送至吸附仓1,所述提升装置8与所述脱附仓6的固体出料腿62连接,提升装置8的另一端连接在吸附仓1固体物料的进口。同时,吸附仓1固体物料的出口与脱附仓6的固体进料腿61连接。所述固体物料在脱附仓6中进行脱附,从固体出料腿62排出脱附仓6,而后被所述提升装置8转移到吸附仓1中对目标气体进行吸附,而后吸附目标气体后的固体物料从吸附仓1固体物料的出口流入到脱附仓6的固体进料腿61直接进入到脱附仓6中进行脱附,使所述固体物料处于循环使用状态。
参考图6和图7,所述提升装置8与所述固体进料腿61连接。
在一个具体实施方式中,所述提升装置8一端与所述吸附仓1固体物料的出口连接,提升装置8的另一端与所述脱附仓6的固体进料腿61连接,所述提升装置8用于将从吸附仓1中排出的固体物料输送至脱附仓6中进行脱附处理。
参考图6和图7,所述温度控制装置7包括加热管71。
已吸附目标气体的固体物料在200度或650度左右温度时会进行脱附或再生。所述温度控制装置7即可用于对固体物料所在位置的温度进行控制,进而使固体物料进行脱附或再生。
参考图6,所述加热管71设置在所述脱附仓6内部,所述固体物料在所述脱附仓6内部流动时,会从所述加热管71上流过,此时所述加热管71能够对所述固体物料进行加热,所述固体物料在被加热后,会发生脱附,使所吸附的目标气体与固体物料分离。
所述加热管71为蒸汽加热管、导热油加热管或电加热管。
参考图6和图7,使用加热管71对所述固体物料进行加热,减少了热量的浪费,减低了能耗。在对固体物料进行脱附时,可以根据固体物料的实时状态来调整所述加热管71的温度,进而使所述固体物料能够在相对合适的温度下进行脱附。另一方面,所述加热管71所产生的热量可以更多的被固体物料吸收后用于进行目标气体脱附,进而减少加热管71的能耗,提高加热管71的使用寿命。具体的,当所述固体物料所吸附的目标气体较少或所吸附的目标气体沸点较低时容易脱附,此时所述固体物料可以在200左右即可进行脱附,此时所述加热管71即可控制所述固体物料处于200度左右的环境中即可,而当所述固体物料所吸附的目标气体较多或需要对所述固体物料进行再生(某些被吸附的气体容易缩聚或分解成为不易脱附的物质)时,所述固体物料更适合在650度进行处理,此时,加热管71将会提高功率产生更多的热量,使所述固体物料处于更高温度的环境中进行脱附。
参考图6和图7,所述温度控制装置7包括制冷管72,所述制冷管72设置在加热管71下方。
参考图6和图7,所述制冷管72同样设置在所述脱附仓6中,当所述固体物料在脱附仓6中流动时,会从所述制冷管72上流过。所述制冷管72能够对所述固体物料进行降温处理。
参考图6和图7,所述制冷管72位于所述加热管71的下方,并且所述制冷管72与所述加热管71之间存在一定的距离,当所述加热管71对所述固体物料进行加热,进而使所述固体物料进行脱附后,所述固体物料会在脱附仓6中持续向下流动,到达所述制冷管72所在位置,此时的固体物料依然处于脱附时的高温状态,所述制冷管72会对所述固体物料进行降温处理,使所述固体物料从高温状态转变到接近常温状态。进而使得所述固体物料在排出脱附仓6时为接近常温状态。接近常温状态的固体物料既可以直接用于对目标气体进行吸附,并且接近常温状态的固体物料相较于脱附时的高温状态固体物料更容易收集或其他处理。
参考图6,在所述制冷管72下方设置有能够向脱附仓6内部均匀通入气体的气体分布器73;
参考图6,所述气体分布器73的外侧边缘与所述脱附仓6相适配,所述气体分布器73为中空形成气体腔室,在所述气体分布器73的上表面上均匀开设有多个出气孔,所述出气孔与气体分布器73的气体腔室连通。
参考图6,所述固体物料在所述吸附仓1内部从上而下流动,由于所述固体物料为固体的颗粒状,难免会因为颗粒之间的挤压和摩擦而导致堵塞,因此通过所述气体分布器73向所述脱附仓6内向上方通入气体,气体在吸附仓1内部向上流动时,会同时吹动所述固体物料,使固体物料在吸附仓1内部变得松散,增加固体物料之间的间隙,进而降低固体物料在脱附仓6内部发生堵塞的可能性。
参考图6,所述气体分布器73的边缘靠近所述吸附仓1的内壁,使得从气体分布器73进入到脱附仓6内部的气体可以在吸附仓1靠近边缘的位置向上吹动固体物料,进而吹动位于吸附仓1内壁上固体物料,降低固体物料附着在脱附仓6内壁上的可能性。进而也能够降低所述固体物料在吸附仓1内部发生堵塞的可能性。
参考图6,所述气体分布器73可用于向脱附仓6内部通入有助于固体物料脱附的脱附气体。
参考图6,通过气体分布器73通入到吸附仓1内部的气体可以是惰性气体、水蒸气或者含氧气体。其中当固体物料处于脱附状态,并且温度在200度左右时,通入脱附仓6内部的气体为惰性气体或水蒸气,当通入惰性气体时,所述惰性气体会将所述固体物料冲散,使固体物料之间间距增加,并且惰性气体在固体物料之间的流动,能够带动加热管71产生热量在固体物料间的流动,使固体物料吸收的热量更加均匀。当通入水蒸气时,从固体物料上脱附下的目标气体能够与水蒸气相附着,进而向上流动的水蒸气会带动脱附的目标气体从固体物料上相分离,进而提高固体物料的脱附效率。
参考图6,而当固体物料处于脱附或再生状态,并且温度在650度左右时,通入脱附仓6内部的气体可以为含氧气体,此时的含氧气体不仅仅能够将固体物料吹散,还可以与固体物料上吸附的目标气体发生反应,进而使固体物料中含有的组份发生氧化反应达到再生。
参考图6,所述制冷管72位于所述加热管71的下方,并位于气体分布器73的上方,需要指出的是,所述制冷管72也可以位于气体分布器73的下方,能达到降低进入吸附床的固体物料的温度即可。
参考图6,所述提升装置8为气力输送装置81,在气力输送装置81靠近固体进料腿61的一端上设置有用于固体和气体分离的第二分离器82,所述第二分离器82的固体出口与固体进料腿61连通,第二分离器82的气体出口上连通有后处理装置(图中未示出)。
参考图6,所述提升装置8为本领域中常规的气力输送装置81,用于对固体物料进行输送,所述气力输送装置81在对固体物料输送时是在密闭的管道中运行,能够降低固体物料与吸附气体的泄漏,并且气力输送装置81能够降低固体物料在转移时所能带来的扬尘影响。
参考图6,所述气力输送装置81能够将其他位置的已吸附气体的固体物料输送至固体进料腿61,进而进入到所述脱附仓6进行脱附。所述气力输送装置81远离固体进料腿61的一端与所述吸附仓1中固体物料的出口连接,因此固体物料在吸附仓1中对目标气体进行吸附后,所述固体物料将会被气力输送装置81输送至脱附仓6进行脱附处理。
参考图6,在所述脱附仓6中对固体物料进行脱附时,固体物料上所吸附的目标气体会从固体物料上脱离,并充斥到脱附仓6内部,而所述气力输送装置81也会使用气体将固体物料输送至脱附仓6,因此所述第二分离器82能够在固体物料进入脱附仓6之前,将固体物料与气力输送装置81中的气体进行分离,将分离后的固体物料输送到脱附仓6中,而气力输送装置81中的气体会从第二分离器82排出,这样减少了进入脱附仓6内部的气体体积,进而减小脱附仓6中的气压,提高脱附仓6的使用安全性。
参考图6,所述后处理装置为能够对目标气体进行处理的装置,所述后处理装置与第二分离器82连接,第二分离器82中分离的气体会进入到后处理装置中处理,降低目标气体直接排到外界而对外界造成污染的可能性。
参考图6,所述气力输送装置81在使用气体对固体物料进行运输时,固体物料所吸附的目标气体可能会从固体物料上脱附部分,因此所述第二分离器82将所述固体物料分离后,第二分离器82中排出的气体中可能会存在有被固体物料所吸附的目标气体,因此所述第二分离器82中排出的气体会进入到所述后处理装置中进行处理,降低吸附的目标气体发生泄漏的可能性。
参考图6,所述气力输送装置81的内部能够通入热气体,在气力输送装置81上设置有能够对气力输送装置81加热的加热装置(图中未示出)。
参考图6,已吸附目标气体的固体物料在温度升高时会使部分吸附的目标气体与固体物料相互分离,在气力输送装置81对固体物料进行输送时,使用热气体对固体物料进行输送,使得所述固体物料输送过程中,所述热气体会对所述固体物料进行加热,进而使得所述固体物料与被吸附的目标气体初步脱离,降低固体物料上所吸附目标气体的量,进而使得固体物料在脱附仓6中更容易脱附,使所述固体物料在所述脱附仓6中对吸附目标气体的脱附更加彻底。进一步的提高固体物料的脱附效率。
参考图6,同样的,所述加热装置能够对所述气力输送装置81加热,加快固体物料上吸附的目标气体与所述固体物料相分离的速度,使更多的目标气体在气力输送装置81内部与固体物料分离,而后与固体物料分离的目标气体会被第二分离器82输送到后处理装置进行处理,降低目标气体的泄漏,同时将固体物料在输送过程中进行初步处理,降低固体物料的脱附难度,提高固体物料的脱附效率。
参考图7,所述提升装置8为斗式输送装置83或皮带输送装置(图中未示出)。
在另一个具体实施方式中,参考图7,所述提升装置8也可以是斗式输送装置83,所述斗式输送装置83的一端与所述吸附仓1固体物料的出口处连通,从吸附仓1内部排出的固体物料会进入到斗式输送装置83,而后斗式输送装置83将固体物料输送到脱附仓6内,由于所述斗式输送装置83直接将所述固体物料进行转移,因此所述斗式输送装置83直接将所述物料输送到固体进料腿61处使固体物料进入到脱附仓6中,简化了固体物料在移动转移时的结构,降低了成本。
参考图7,所述斗式输送装置83上设置有多个可以循环转动的料斗,所述固体物料从吸附仓1中排出后,会落入到料斗内部,所述料斗会将固体物料输送到脱附仓6中,在斗式输送装置83靠近固体进料腿61的一端上设置有正放的漏斗状集料仓84,所述集料仓84的窄口端与所述固体进料腿61连接,所述集料仓84的宽口端位于所述斗式输送装置83的下方,所述斗式输送装置83会将所述固体物料输送到所述集料仓84的宽口端,所述集料仓84的宽口端将从料斗上倾倒的固体物料进行收集,而后输送到固体进料腿61处,随后进入到脱附仓6中进行脱附。使用集料仓84对料斗上的固体物料进行收集,减少料斗在运输固体物料时造成的固体物料泄漏和浪费。
参考图7,在另一个具体实施方式中,所述提升装置8可以是皮带输送装置(图中未示出),所述皮带输送装置包括循环转动的传送带,从吸附仓1中排出的固体物料会落入到传送带上,而后被所述传送到传输到集料仓84上,而后进入到脱附仓6中进行脱附,所述传送带可以是一个,也可以根据实际情况设置有多个,最终目的是将固体物料输送至脱附仓6中即可。
参考图7,在提升装置8的入口处设置有能够根据提升装置8运行而实现已吸附目标气体的固体物料在提升装置8入口处停止或流动的控制阀63。
参考图7,所述吸附仓1中排出的固体物料会先经过控制阀63,再经过提升装置8进行运输,所述控制阀63能够根据需求打开或关闭。
参考图7,具体的,当所述提升装置8为斗式输送装置83时,所述料斗之间存在一定间距,如图7所示,为使得固体物料能够落入到料斗内部,所述控制阀63会根据料斗的转动而开启或关闭。当所述料斗移动到所述控制阀63下方,并且落下的固体物料能够进入到料斗内部时,所述控制阀63会开启;当所述料斗被装满或料斗移开固体物料落到料斗之外时,所述控制阀63会关闭。
参考图7,另外,当所述提升装置8为皮带输送装置时,在皮带输送装置对固体物料输送过程中,所述控制阀63处于开启状态,当所述皮带输送装置停止时,所述控制阀63将会关闭。
参考图7,使用控制阀63对固体物料的流动进行控制,使得流动的固体物料能够被输送至脱附仓6中进行脱附,减少固体物料在被转移时造成的浪费。
参考图8,所述提升装置8与所述固体出料腿62连接。
在一个具体实施方式中,所述提升装置8与脱附仓6的固体出料腿62连接,所述提升装置8用于将从脱附仓6中排出的脱附后的固体物料进行转移。进而使得所述固体物料能够持续从脱附仓6中流出,降低所述固体物料在所述脱附仓6中发生堵塞的可能性。
参考图8,所述提升装置8为气力输送装置81,在所述气力输送装置81靠近固体出料腿62的一端设置有第二分离器82,所述第二分离器82的固体出口与固体出料腿62连通,所述第二分离器82的气体出口连通有后处理装置。
参考图8,在一个具体实施方式中,使用气力输送装置81对固体物料进行输送,并且其中所述气力输送装置81与脱附仓6的固体出料腿62连接,因此所述气力输送装置81用于将从固体出料腿62中排出脱附仓6的固体物料进行转移,进而使得脱附仓6中的固体物料能够从脱附仓6中排出。降低固体物料在所述脱附仓6中堵塞的可能性。
参考图8,所述气力输送装置81所输送的固体物料均是经过脱附处理后的固体物料,因此在固体物料上所吸附的目标气体将会残留很少一部分,在对脱附后的固体物料转移时,所述气力输送装置81中所通入的气体优选为惰性气体,降低脱附后的固体物料在运输时吸附杂质而影响其使用性能的可能性。
参考图8,所述气力输送装置81远离固体出料腿62的一端可以与固体物料储存装置连接,当固体物料在脱附仓6中脱附后,经过气力输送装置81输送后进行存储,减低固体物料在脱附仓6的固体物料出料腿处的堆积,减低固体物料在脱附仓6中堵塞的可能性。
参考图8,所述气力输送装置81远离固体出料腿62的一端可以与吸附仓1连接,所述气力输送装置81直接将脱附后的固体物料输送至所述吸附仓1中进行循环使用,使所述固体物料处于循环使用状态,提高固体物料的使用效率。更值得一提的是,在这种情况下,所述脱附仓6的固体进料腿61可以与所述吸附仓1固体物料的出口连接,此时的固体物料在吸附仓1中吸附目标气体,而后从固体进料腿61进入到脱附仓6中进行脱附,再经过气力输送装置81被输送到吸附仓1中再次循环使用,使大部分的固体物料处于吸附或脱附状态,进而减少固体物料的囤积与存放,减少了固体物料的用量,降低成本。
参考图8,所述第二分离器82用于将气力输送装置81中的输送气体和固体物料进行分离,分离后的固体物料将会被输送至吸附仓1中对目标气体进行吸附,而所述分离后的气体,由于固体物料在脱附后依然可能会残留部分吸附的目标气体,因此被第二分离器82所分离后的气体会被输送至后处理装置进行处理。降低被固体物料吸附的目标气体排到外界的可能性。
参考图8,所述温度控制装置7包括换热管74,所述换热管74位于脱附仓6内部。
在一个具体实施方式中,使用换热管74在固体物料脱附过程中对固体物料进行温度控制,所述换热管74为所述领域中常规的换热管,所述换热管74设置在脱附仓6内部,并且在脱附仓6内部流动的固体物料会流过换热管74,即所述换热管74埋没在流动的固体物料中,换热管74能够根据固体物料的目标气体吸附或脱附情况调整换热管74自身的温度,进而控制固体物料所在位置的温度,使所述固体物料能够在合适的温度脱附。
参考图8,在脱附仓6中换热管74与固体物料直接接触,因此换热管74能够直接控制其所在位置的温度,还可以控制与其接触的固体物料所在位置的温度,进而使所述固体物料能够处于合适的温度进行脱附。
参考图8,其中,所述换热管74能够将热能从一处转移到另一处,因此所述换热管74不仅仅能够用于对固体物料进行加热,还可以将高温的固体物料上的热量转移到外界,对固体物料降温。因此使用换热管74来控制固体物料脱附过程的温度,更容易使固体物料处于合适的温度进行脱附,方便控制。
参考图8,当固体物料从脱附仓6中排出之后,会被气力输送装置81进行运输。而气力输送装置81是通过快速流动的气体带动固体颗粒,进而完成输送,因此在气力输送装置81内部,固体物料与输送的气体之间会进行热量交换。进而高温固体物料的热量会被气力输送装置81中的气体所吸收,使固体物料快速降温。
参考图8,在一个具体实施方式中,脱附仓6中的固体物料会被换热管74进行加热,使固体物料完成脱附,而脱附完成的高温固体物料会被气力输送装置81运输,并且在气力输送装置81运输过程中会固体物料会快速冷却,冷却后的固体物料可以直接输送至吸附仓1中对目标气体进行吸附。
参考图8,在此过程中,所述换热管74对固体物料进行加热脱附,而后会从脱附仓6中以高温状态排出,被气力输送装置81输送并降温,而后再进入到吸附仓1中进行循环吸附。
参考图8,通过换热管74和气力输送装置81共同作用,换热管74可以将脱附仓6中固体物料的脱附温度迅速控制在合适的温度,进而提高固体物料的脱附效率,所述气力输送装置81能够将固体物料从脱附仓6输送至吸附仓1,并且同时对固体物料进行了冷却,大大提高了固体物料的循环速度,提高工作效率。
参考图8,在所述脱附仓6的下端设置有能够向脱附仓6内部通入气体的气体管道75,所述气体管道75用于向所述脱附仓6内部通入气体,所述气体管道75内部通入的气体为有助于固体物料脱附的脱附气体,在气体管道75和换热管74之间设置有能够使气体在脱附仓6内均匀分布的脱附气分布器76;
参考图8,所述脱附气分布器76为外周与所述脱附仓6固接的板状,在所述脱附气分布器76上均匀开设有供气体通过的透气通孔(图中未示出)。
参考图8,通过气体管道75能够向脱附仓6内部通入气体,其中所通入的气体可以是惰性气体、水蒸气或含氧气体。
参考图8,当通过气体管道75向脱附仓6内通入惰性气体时,气体会在脱附仓6内吹动固体物料进行运动,进而使得固体物料之间变得松散,能够降低固体物料在脱附仓6中堵塞的可能性。
参考图8,当通入水蒸气时,同样可以使固体物料之间变得松散,降低固体物料堵塞的可能性,除此之外,固体物料上的吸附气体在与固体物料分离后,可以与水蒸气相附着,进而水蒸气能够减少脱附仓6中吸附气体的含量,使固体物料与吸附气体更容易分离,提高固体物料的脱附效率和速度。
参考图8,当通入含氧气体时,也可以使固体物料之间变得松散,降低固体物料堵塞的可能性。并且所述含氧气体还可以与固体物料所吸附的目标气体发生氧化还原反应,进而使得固体物料再生。使固体物料可以循环使用。
在本申请中,所述混合气体中的目标气体为含碳、氢的有机组份。
参考图8,气体分布器73用于将从气体管道75进入脱附仓6的气体进行分散,使通入脱附仓6内的气体可以均匀分散到吸附仓1的内部,以使得气体能够与固体物料充分接触,进而使位于脱附仓6边缘处的固体物料也可以与脱附气体接触,提高固体物料的脱附效率。
参考图8,所述脱附气体为惰性气体、水蒸气或含氧的气体中的一种或多种。
当所述脱附仓6中固体物料在200度左右进行脱附时,会在脱附仓6中通入惰性气体,使用惰性气体对固体物料进行疏松,降低固体物料堵塞的可能性。
参考图8,当所述脱附仓6中固体物料处于650度左右的脱附或再生时,会向脱附仓6中通入含氧气体,使固体物料或被固体物料吸附的目标气体与含氧气体反应,进而实现固体物料的再生或脱附,减少固体物料的损耗和浪费,提高固体物料的使用率和循环使用次数。实现固体物料的循环使用。
参考图8,当所述脱附仓6中固体物料处于200度左右并且需要固体物料所吸附的目标气体较多时,可以向脱附仓6中通入水蒸气,从所述固体物料上脱附的目标气体会与水蒸气附着,进而随着水蒸气排出脱附仓6,降低脱附仓6内部从固体物料上脱附目标气体的浓度,进而提高固体物料的脱附效率。
参考图8,在所述脱附仓6的上端连通有脱附气出口管65,所述脱附气出口管65与脱附仓6连通,在脱附气出口管65背离脱附仓6的一端连接有后处理装置(图中未示出)。
参考图8,在所述脱附仓6中固体物料从固体出料腿62排出,排出的固体物料可以用于储存或输送至吸附仓1循环使用。从固体物料上脱附下的目标气体会从脱附气出口管65排出脱附仓6,并且进入到与脱附气口气管65连接的后处理装置中。所述后处理装置能够将从脱附仓6中排出的气体进行处理。其中,从脱附仓6中排出的气体包括固体物料上脱附的目标气体和/或通入脱附仓6内部的脱附气体,其中通入脱附仓6内部的脱附气体为惰性气体、水蒸气或含氧气体。
参考图8,使用脱附气出口管65对脱附仓6内部的气体集中排放,使脱附仓6中其他位置保持密封,减少气体泄漏。使用后处理装置对排出脱附仓6的气体进行处理,进而降低包括目标气体和脱附气体的混合气体排放到外界对环境造成污染的可能性,保护环境。
参考图6和图8,所述脱附仓6的上端连通有固体物料补加管道64。
在脱附仓6中使用温度控制装置7对固体物料进行脱附处理时,可能会对固体物料进行加热,进而使得固体物料的物理性质改变,例如硬度或导致变脆,而后在提升装置8对固体物料运输时,由于碰撞或磨损会导致固体物料被消耗。而固体物料在吸附仓1和脱附仓6之间循环使用时,固体物料的数量变少会导致吸附仓1的吸附效果变差。此时,可以通过固体物料补加管道64向脱附仓6中添加固体物料,使更多的固体物料可以补充到吸附仓1和脱附仓6中的循环中,以保证吸附仓1和脱附仓6内部固体物料对气体的处理可以正常运行。
参考图6和图8,其中,补加的固体物料会先进入脱附仓6进行脱附处理,而后再被输送至吸附仓1进行吸附,因此在固体物料补加管道64中添加的固体物料可以是新的固体物料,也可以是使用过的固体物料,或者也可以是吸附目标气体后被储存的固体物料。使得脱附仓6可以接收更多种类的固体物料,提高容错率。
综上所述,本申请的脱附仓6的使用过程为:固体物料在吸附仓1中对目标气体进行吸附,而后被输送至脱附仓6中进行脱附,固体物料从脱附仓6的上端进入到脱附仓6中,经过温度控制装置7对固体物料进行处理,使固体物料进行脱附,而后经过脱附的固体物料从脱附仓6的下端排出脱附仓6,并进入到吸附仓1中进行重复使用,在吸附仓1和脱附仓6之间使用提升装置8对固体物料进行运输。
在一个具体实施方式中,所述提升装置8为与固体进料腿61连接的气力输送装置81,所述温度控制装置7为加热管71和制冷管72。参考图6,所述脱附仓6位于吸附仓1的上方,脱附仓6的固体出料腿62与吸附仓1固体物料的入口连通,所述气力输送装置81的下端与所述吸附仓1固体物料的出口连通,气力输送装置81的上端与固体进料腿61连接,当固体物料在吸附仓1中对目标气体进行吸附后排出吸附仓1,固体物料会进入到气力输送装置81,而后被气力输送装置81运输到第二分离器82,第二分离器82将固体物料分离出来通过固体进料腿61输送至脱附仓6中,第二分离器82分离出的气体输送至后处理装置进行处理。固体物料在脱附仓6中堆积,并使加热管71和制冷管72被淹没在固体物料中,加热管71根据固体物料的吸附情况对固体物料进行加热,被加热的固体物料会与吸附的气体分离进行脱附,脱附后的固体物料会继续向下流动达到制冷管72所在位置,处于高温状态的固体物料会与制冷管72进行热交换,使固体物料冷却。当固体物料在脱附仓6中流动时,所述气体分布器73会向脱附管道中通入脱附气体,以提高固体物料的脱附效率,根据固体物料的脱附程度,在气体分布器73中通入的脱附气体可以为惰性气体、水蒸气或含氧气体。固体物料在流过气体分布器73后,会从固体出料腿62排出脱附仓6。而后固体物料会流向与固体出料腿62连接的吸附仓1固体物料的进口,进而进入到吸附仓1中循环使用。以此实现固体物料的循环使用。
在另一个具体实施方式中,所述提升装置8为与固体进料腿61连接的斗式输送装置83或皮带输送装置,温度控制装置7为加热管71和制冷管72,参考图7,所述脱附仓6设置在吸附仓1的上方,脱附仓6的固体出料腿62与吸附仓1固体物料的入口连通。图中提升装置8为斗式输送装置83,皮带输送装置与其类似,在此便不赘述。所述斗式输送装置83的下端与吸附仓1固体物料的出口连接,并且控制阀63能够控制从吸附仓1中排出固体物料的流动与停止,当固体物料能够流到斗式输送装置83的料斗上时,所述控制阀63开启,固体物料会进入到料斗中被输送,当固体物料流到料斗之外时,控制阀63关闭,减少固体物料的浪费。而后所述料斗会将固体物料输送至位于脱附仓6上方,而后所述料斗会将固体物料倾倒到漏斗状集料仓84中,使用集料仓84收集料斗中倾倒的固体物料,减少固体物料在倾倒时造成的浪费,而后固体物料通过集料仓84进入到脱附仓6中。固体物料在脱附仓6中经过加热管71加热进行脱附,再经过制冷管72冷却,同时,气体分布器73根据固体物料的脱附情况向脱附仓6中通入惰性气体、水蒸气或含氧气体。固体物料脱附后会从固体出料腿62流入到吸附仓1中循环使用。
在另一个具体实施方式中,所述提升装置8为与固体出料腿62连接的气力输送装置81,温度控制装置7为换热管74,参考图8,脱附仓6设置在吸附仓1的下方,脱附仓6的固体进料腿61与吸附仓1固体物料的出口连通。所述固体物料在吸附仓1中对目标气体进行吸附后,从吸附仓1固体物料的出口排出吸附仓1并从固体进料腿61进入到脱附仓6中。而后固体物料会在脱附仓6中在脱附气分布器76上堆积,并将换热管74淹没,所述换热管74与固体物料接触,通过控制换热管74的温度进而控制固体物料脱附时的温度,提高固体物料的脱附效率,与此同时,根据固体物料的脱附程度,向气体管道75内部通入惰性气体、水蒸气或含氧气体,而后通入的气体被脱附气分布器76在脱附仓6径向上均匀分布,降低固体物料堵塞并提高固体物料的脱附效率。脱附后的固体物料会从固体出料腿62排出脱附仓6,而后被气力输送装置81将其输送至第二分离器82,在气力输送装置81对固体物料输送时,同时气力输送装置81能够将从吸附仓1中排出的高温固体物料上的热量带走,进而使固体物料冷却,冷却后的固体物料被第二分离器82分离后,输送至吸附仓1中进行吸附,使所述固体物料进行循环使用。而从第二分离器82中分离出的气体将会被输送至后处理装置进行处理,减少气体泄漏。
本申请还提供了一种吸附脱附系统,参考图1-8,所述吸附脱附系统包括本申请中的吸附床和脱附床,所述吸附床的固体出口管道14与所述脱附床的固体进料腿61连通,所述脱附床的固体出料腿62与所述吸附床的固体入口管道13连通。
所述脱附床能够对已经对目标气体进行吸附的固体物料进行脱附处理,即将从吸附仓1中固体出口管道14中已经对气体进行吸附的固体物料进行脱附处理,从所述固体出口管道14中流出的固体物料会进入到所述脱附仓6中进行脱附,脱附完成的固体物料会被输送回固体入口管道13,再次进入到吸附仓1内部对目标气体进行吸附,以此使固体物料可以循环使用。
本申请吸附脱附系统中,所述吸附床可以为本领域中常规的吸附床,也可以是本申请中上述的吸附床。所述脱附床既可以是本申请中上述的脱附床,也可以是本领域中常规的脱附床。
本申请提供了一种对目标气体进行处理方法,包括:
使包括目标气体的混合气体与固体物料充分接触以使得固体物料吸附目标气体并排出混合气体中的其他气体成分;
对吸附了目标气体的固体物料进行加热以分离目标气体并回收脱附了目标气体的固体物料;
回收的已经脱附了目标气体的固体物料再次与包括目标气体的混合气体进行充分接触,
其中,在吸附过程中,包括目标气体的混合气体流动方向为自下而上,固体物料的流动方向为自上而下,固体物料的质量流量与混合气体的体积流量之比是0.05~500g/m3,优选的是0.5-200g/m3,更优选的是5-100g/m3。
固体物料的质量流速与混合气体的体积流量之比可以为:0.05g/m3、0.07g/m3、0.09g/m3、0.1g/m3、0.2g/m3、0.3g/m3、0.5g/m3、0.7g/m3、0.9g/m3、1g/m3、3g/m3、5g/m3、7g/m3、10g/m3、20g/m3、40g/m3、60g/m3、80g/m3、100g/m3、150g/m3、200g/m3、250g/m3、300g/m3、350g/m3、400g/m3、450g/m3、500g/m3。
所述混合气体的体积流量为500-1,000,000m3/h;优选混合气体的体积流量为1000-500,000m3/h;进一步优选混合气体的体积流量为5000-200,000m3/h。
所述混合气体的体积流量为:500m3/h、600m3/h、700m3/h、800m3/h、900m3/h、1000m3/h、1500m3/h、2000m3/h、5000m3/h、8000m3/h、10,000m3/h、20,000m3/h、40,000m3/h、60,000m3/h、80,000m3/h、100,000m3/h、200,000m3/h、300,000m3/h、400,000m3/h、500,000m3/h、600,000m3/h、700,000m3/h、800,000m3/h、900,000m3/h、1,000,000m3/h。
在混合气体与固体物料接触时的局部位置,混合气体流动方向横切于固体物料流动的方向,其中固体物料流动方向自上而下,混合气体流动时的截面积与混合气体与固体物料接触的面积相等。
充分接触是指包括目标气体的混合气体在与固体物料接触时,在混合气体与固体物料接触的局部位置,混合气体流动时的截面积与固体物料在此处流动时与混合气体相接触的面积相等,即:所有混合气体在流动时均会从固体物料中穿过,所有的气体会与固体物料进行接触,即为充分接触。
自下而上流动的混合气体与自上而下流动的固体物料之间的接触次数大于a;其中a=1,2,3,4。
自下而上流动的混合气体与自上而下流动的固体物料之间在竖直方向上的接触次数大于m,其中m=1,2,3,4;自下而上流动的混合气体与自上而下的固体物料之间在水平方向上的接触次数大于n,其中n=1,2,3,4,5;其中,a=n×m。
混合气体与固体物料在竖直方向上的接触次数为,其中:1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、20、30、40、50、60、70、80、100。
混合气体与固体物料在水平方向上的接触次数为:1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、20、30、40、50、60、70、80、100。
固体物料为微球形状,微球固体物料的平均粒径D为10-1000μm,优选固体物料的平均粒径为20-500μm,更优选固体物料的平均粒径为30-200μm。
所述微球吸附剂的平均粒径可以为:10μm、20μm、30μm、40μm、50μm、60μm、70μm、80μm、90μm、100μm、130μm、150μm、170μm、200μm、230μm、250μm、270μm、300μm、330μm、350μm、370μm、400μm、430μm、450μm、470μm、500、530μm、550μm、570μm、600μm、630μm、650μm、670μm、700μm、730μm、750μm、770μm、800μm、830μm、850μm、870μm、900μm、930μm、950μm、970μm、1000μm。
对吸附了目标气体的固体物料进行加热以分离目标气体,加热温度为100-500℃,优选加热温度为120-400℃,更优选加热温度为150-300℃。
对吸附了目标气体的固体物料进行加热的加热温度为:100℃、110℃、120℃、130℃、140℃、150℃、160℃、170℃、180℃、190℃、200℃、220℃、240℃、260℃、280℃、300℃、320℃、340℃、360℃、380℃、400℃、420℃、440℃、460℃、480℃、500℃。
混合气体中的目标气体是含碳、氢的有机组份。
对吸附了目标气体的固体物料进行加热以分离目标气体,加热温度为500-700℃,并在加热时通入含氧的气体,使目标气体变为二氧化碳和水蒸汽。
对吸附了目标气体的固体物料进行加热以分离目标气体时的加热温度为500℃、510℃、520℃、530℃、540℃、560℃、570℃、580℃、590℃、600℃、610℃、620℃、630℃、640℃、650℃、660℃、670℃、680℃、690℃、700℃。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释,其并不是对本申请的限制,本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改,但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (42)
1.一种气体吸附系统,其特征在于,包括吸附床;所述吸附床包括中空的吸附仓,在所述吸附仓靠近下端的位置处设置有进气管道,在靠近吸附仓上端的位置上设置有出气管道;在所述吸附仓的上端设置有固体入口管道,在所述吸附仓下端上设置有固体出口管道,
其中,在所述吸附仓内部设置有使得固体物料从固体入口管道流向固体出口管道的流道,所述气体从吸附仓的进气管道进入,从出气管道流出吸附仓;
在所述吸附仓内部的流道上设置有物料分布组件。
2.根据权利要求1所述的吸附系统,其特征在于,所述物料分布组件包括多个集散组件,所述集散组件沿吸附仓的轴向并排设置,相邻集散组件之间存在有能够供气体通过的间隙,并形成气体通道。
3.根据权利要求2所述的吸附系统,其特征在于,所述集散组件包括第一连接板和第二连接板,所述第一连接板和第二连接板均固接在吸附仓的内壁上,第一连接板和第二连接板在自上而下的方向上逐渐靠近,所述第一连接板和第二连接板之间形成物料通道,所述固体物料从物料通道中通过,气体从流动的固体物料中穿过。
4.根据权利要求3所述的吸附系统,其特征在于,所述第一连接板与吸附仓的内壁贴合密封并固接,所述第二连接板远离第一连接板的一侧与所述吸附仓的内壁之间存在间隙并形成气体通道。
5.根据权利要求4所述的吸附系统,其特征在于,在吸附仓径向上两个相邻的集散组件与吸附仓内壁之间所形成的气体通道分别位于物料通道的两侧。
6.根据权利要求3所述的吸附系统,其特征在于,所述集散组件在吸附仓径向上并排设置有多个,在吸附仓径向同排的集散组件中,位于一端的集散组件与吸附仓内壁贴合密封并固接,位于另一端的集散组件与吸附仓内部之间存在间隙并形成供气体通过的气体通道,同排的相邻集散组件之间贴合密封并固接。
7.根据权利要求6所述的吸附系统,其特征在于,轴向相邻的集散组件与吸附仓内壁之间形成的气体通道分别位于吸附仓径向上的两端。
8.根据权利要求3所述的吸附系统,其特征在于,所述第二连接板在吸附仓的径向上与所述吸附仓滑动连接。
9.根据权利要求2所述的吸附系统,其特征在于,所述集散组件包括第一环形板和第二环形板,所述第一环形板和第二环形板在吸附仓的轴向上的截面形状均为环形,所述第二环形板位于所述第一环形板的中心,所述第一环形板的外周边缘与吸附仓的内壁贴合密封并固接,第一环形板向下逐渐靠近中心轴线延伸;所述第二环形板的中心处设置有通气管道,第二环形板从通气管道外壁向下逐渐远离中心轴线延伸,在自上而下方向上第一环形板与第二环形板之间的间距逐渐减小,所述第一环形板和第二环形板之间形成环状的物料通道。
10.根据权利要求9所述的吸附系统,其特征在于,在所述固体入口管道的下端设置有能够将固体物料均匀分布成环形落下的初级分布器。
11.根据权利要求10所述的吸附系统,其特征在于,所述初级分布器包括锥体状的控制块,所述控制块的尖端与固体入口管道对应,在所述控制块的侧面上设置有与控制块相适配的挡位板,所述控制块与所述挡位板之间形成供固体物料通过的物料通道。
12.根据权利要求11所述的吸附系统,其特征在于,所述挡位板与固体入口管道固接,所述控制块沿着吸附仓的轴向与吸附仓滑动连接。
13.根据权利要求11所述的吸附系统,其特征在于,在控制块侧面从底面朝向尖端的方向上,所述挡位板的厚度逐渐变大。
14.根据权利要求11所述的吸附系统,其特征在于,在吸附仓内部设置有能够对固体物料收集的物料再分布器,所述物料再分布器包括径向尺寸小于吸附仓径向尺寸的固定块,在吸附仓径向上固定块与吸附仓之间存在间隙并形成气体通道,在所述固定块靠近中心的位置开设有供物料流动的物料通孔,在所述固定块上端开设有收集槽,所述收集槽自上而下为截面积逐渐减小的锥形,所述收集槽的径向最大尺寸大于所述第一环形板的最小径向尺寸,在固定块的下方设置有分布块,所述分布块为自上而下截面积逐渐变大的锥形,所述分布块的尖端与物料通孔对应。
15.根据权利要求14所述的吸附系统,其特征在于,所述物料再分布器与所述集散组件交替设置。
16.根据权利要求14所述的吸附系统,其特征在于,在所述固定块下端开设有与分布块适配的锥形的分布槽,所述分布块位于分布槽中,所述分布槽与物料通孔连通,所述分布块在吸附仓轴向上与吸附仓滑动连接,所述分布块与所述固定块之间存在间隙并形成供固体物料通过的物料通道。
17.根据权利要求1-16中任一项所述的吸附系统,其特征在于,在所述吸附仓内部靠近固体出口管道的位置处设置有物料收集器,所述物料收集器自上而下为截面逐渐变小的锥形,所述物料收集器的个数为一个或两个及以上,所述物料收集器的尖端与固体出口管道连通,所述物料收集器的远离尖端的边缘与吸附仓的内壁贴合密封并固接,所述进气管道与吸附仓连通处位于物料收集器上方。
18.根据权利要求17所述的吸附系统,其特征在于,所述物料收集器的锥形斜面与水平线的夹角大于固体物料的堆积角。
19.根据权利要求17所述的吸附系统,其特征在于,所述物料收集器的个数与吸附仓在径向上同排的集散组件的个数相等,并且在吸附仓的轴向上物料收集器与轴向排布的集散组件相对应。
20.根据权利要求1所述的吸附系统,其特征在于,所述固体物料为微球吸附剂,所述微球吸附剂的平均粒径为10-1000μm。
21.根据权利要求20所述的吸附系统,其特征在于;所述微球吸附剂的平均粒径为20-500μm。
22.根据权利要求20所述的吸附系统,其特征在于;所述微球吸附剂的平均粒径为30-200μm。
23.根据权利要求1所述的吸附系统,其特征在于,所述固体物料为通过多孔材料和粘结剂经喷雾干燥制备的固体物料。
24.根据权利要求23所述的吸附系统,其特征在于,多孔材料选自分子筛、氧化硅、氧化铝、膨润土、MOFs、活性炭、碳纳米管、石墨烯中的一种。
25.根据权利要求3、9、10和15中任一项所述的吸附系统,其特征在于,所述物料通道的宽度为所述固体物料颗粒的平均粒径的2-1000倍。
26.根据权利要求25所述的吸附系统,其特征在于;所述物料通道的宽度为所述固体物料颗粒的平均粒径的5-200倍。
27.根据权利要求1所述的吸附系统,其特征在于,在吸附仓内部出气管道对应的位置处设置有能够将气体和固体分离的第一分离器,所述第一分离器的气体出口与所述出气管道连接,所述第一分离器的固体出口与所述物料分布组件连接。
28.一种气体脱附系统,其特征在于,包括脱附床;所述脱附床包括脱附仓,所述脱附仓的内部用于放置已吸附气体的固体物料,在所述脱附仓内部设置有能够使固体物料与吸附气体脱附的温度控制装置,所述温度控制装置设置在所述脱附仓内部并能够与固体物料接触;
所述温度控制装置包括加热管和制冷管,所述制冷管设置在加热管下方;
在所述制冷管下方设置有能够向脱附仓内部均匀通入气体的气体分布器,所述气体分布器可用于向脱附仓内部通入有助于固体物料脱附的脱附气体;
所述气体分布器的外侧边缘与所述脱附仓相适配,所述气体分布器为中空并形成气体腔室,在所述气体分布器的上表面上均匀开设有多个出气孔,所述出气孔与气体分布器的气体腔室连通。
29.根据权利要求28所述的脱附系统,其特征在于,所述脱附仓上设置有用于收集已吸附气体的固体物料的固体进料腿,所述固体进料腿连通在所述脱附仓的上端,在脱附仓的下端设置有用于排出脱附后的固体物料的固体出料腿,所述温度控制装置位于固体出料腿和固体进料腿之间,在脱附仓的固体出料腿和进料腿之间设置有使固体物料流动并且能够对固体物料进行运输的提升装置。
30.根据权利要求29所述的脱附系统,其特征在于,所述提升装置与所述固体进料腿连接。
31.根据权利要求30所述的脱附系统,其特征在于,所述提升装置为气力输送装置,在气力输送装置靠近固体进料腿的一端上设置有用于固体和气体分离的第二分离器,所述第二分离器的固体出口与固体进料腿连通,第二分离器的气体出口上连通有后处理装置。
32.根据权利要求31所述的脱附系统,其特征在于,所述气力输送装置的内部能够通入热气体,在气力输送装置上设置有能够对气力输送装置加热的加热装置。
33.根据权利要求30所述的脱附系统,其特征在于,所述提升装置为斗式输送装置或皮带输送装置。
34.根据权利要求33所述的脱附系统,其特征在于,在提升装置的入口处设置有能够根据提升装置运行而实现已吸附气体的固体物料在提升装置入口处停止或流动的控制阀。
35.根据权利要求29所述的脱附系统,其特征在于,所述提升装置与所述固体出料腿连接。
36.根据权利要求35所述的脱附系统,其特征在于,所述提升装置为气力输送装置,在所述气力输送装置靠近固体出料腿的一端设置有第二分离器,所述第二分离器的固体出口与固体出料腿连通,所述第二分离器的气体出口连通有后处理装置。
37.根据权利要求36所述的脱附系统,其特征在于,所述温度控制装置包括换热管,所述换热管位于脱附仓内部。
38.根据权利要求37所述的脱附系统,其特征在于,在所述脱附仓的下端设置有能够向脱附仓内部通入气体的气体管道,所述气体管道用于向所述脱附仓内部通入气体,所述气体管道内部通入的气体为有助于固体物料脱附的脱附气体,在气体管道和换热管之间设置有能够使气体在脱附仓内均匀分布的脱附气分布器;
所述脱附气分布器为外周与所述脱附仓固接的板状,在所述脱附气分布器上均匀开设有供气体通过的透气通孔。
39.根据权利要求28或38所述的脱附系统,其特征在于,所述脱附气体为惰性气体、水蒸气或含氧的气体中的一种。
40.根据权利要求28所述的脱附系统,其特征在于,在所述脱附仓的上端连通有脱附气出口管,所述脱附气出口管与脱附仓连通,在脱附气出口管背离脱附仓的一端连接有后处理装置。
41.根据权利要求28所述的脱附系统,其特征在于,所述脱附仓的上端连通有固体物料补加管道。
42.一种气体吸附脱附系统,其特征在于,包括权利要求1-27中任一项所述的吸附系统和权利要求28-41中任一项所述的脱附系统,所述吸附床的固体出口管道与所述脱附床的固体进料腿连通,所述脱附床的固体出料腿与所述吸附床的固体入口管道连通。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |