JP6224651B2 - 半径方向フロー吸着器u形態 - Google Patents
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Description
第一の端部及び該第一の端部の反対側の第二の端部を含む外側チューブ状側壁、ここで、前記第一の端部及び第二の端部はそれぞれ第一の末端壁及び第二の末端壁により閉止されている、
少なくとも1種の選択吸着性材料を含む長尺環状床、ここで、前記環状床は前記外側チューブ状側壁内に同軸的に配置されており、それにより、前記側壁及び前記環状床の間の第一の環状空間を画定しており、前記環状床は前記環状床を通して前記第一の環状空間と流体連絡されている中央チャンネルを画定している、
前記第一の側壁に配置されており、前記第一の環状空間と流体連絡されている、少なくとも1つのガスインレット、及び、
前記ユニットの末端壁に配置されており、前記中央チャンネルと流体連絡されている、ガスアウトレット、
を含む、半径方向U−フロー吸着ユニットが提供される。
第一の態様による半径方向吸着ユニットを提供すること、
前記少なくとも1つのガスインレットにガス混合物をフィードすること、及び、
前記ガスアウトレットから生成物ガスを取り出すこと、を含む。
本発明は、ガス混合物から少なくとも1種のガス成分を除去するための半径方向U−フロー吸着ユニットである。ユニットは第一の端部及び該第一の端部の反対側の第二の端部を含む外側チューブ状側壁を含み、そして第一の端部及び第二の端部はそれぞれ第一の末端壁及び第二の末端壁、又は「ヘッド」により、閉止されている。ユニットは、また、外側チューブ状側壁内に同軸的に配置された少なくとも1つの選択吸着性材料を含む長尺環状床を含み、それにより、側壁と環状床との間に第一の環状空間を画定している。環状床は環状床を通した第一の環状空間と流体連絡されている中央チャンネルを画定している。少なくとも1つのガスインレットは第一の環状空間と流体連絡されている側壁内に配置され、そしてガスアウトレットは中央チャンネルと流体連絡されているユニットの末端壁に配置されている。
ユニットを垂直以外の配向で運転することが望ましい特定の用途が存在しうる。例えば、ユニットを水平に配置することが望ましいことがある。しかしながら、ほとんどの環境において、ユニットは垂直に配向される。このような実施形態において、ユニットはトップ及びボトムを有し、例えば、第一の端部がユニットのトップと割り当てられ、そして第二の端部がユニットのボトムと割り当てられる。
ユニットは単一のガスインレット、又は、複数のガスインレットを含むことができる。ガスインレット、又は、1つより多い場合には、少なくとも1つの、好ましくは、各々のガスインレットはユニットの長手軸に対して半径方向に配置されている。ガスインレットの半径方向の配向はユニット長手軸に垂直である初期ガスフローをユニットに提供する。
ユニットは、好ましくは、1つの末端壁の上で環状床を支持する不透過性環状スカートを含む。このような実施形態において、環状スカートは、典型的には、外側チューブ状側壁内に同軸的に配置され、それにより、第一の環状空間と流体連絡されている第二の環状空間を画定している。
本発明によるユニットは、好ましくは、第一の環状空間においてガスの有意な不均一分布がないように設計されそして運転される。理想的には、このような実施形態はバッフルを含まず、それにより、容器を通る圧力低下を最小化する。
ユニットはガスインレットと環状床との間でユニット内にて同軸的に配置されている少なくとも1つの環状バッフルを含むことができる。その環状バッフル又は各々の環状バッフルは第二の環状空間を少なくとも部分的に横切って延在している。
ユニットは、ユニットの長手軸に対して平行でありかつ第一の環状空間を少なくとも部分的に横切って延在している、ユニット内で取り付けられた少なくとも1つの長手バッフルを含むことができる。
環状スカートが末端壁上で環状床を支持するために使用され、そしてガスインレットが第二の環状空間中にガスをフィードする実施形態において、ガスインレットを通るガス流は環状スカート上に直接的に衝突するであろう。インレットフィードガスの一部分は第一の環状空間及び環状床に直接的に強制的に流されるであろう。フィードガスの残りの部分は第一の環状空間へ流れを戻す前に、周囲方向に環状スカートの周りを流れるであろう。このような複雑なインレット構成は第一の環状空間へのそしてそれを通してのガス流の不均一分布をもたらすことになりうる。本発明の発明者はユニットのインレット構成からのガス流の不均一分布を低減するために、インレットディフレクターの使用を提案する。
他の実施形態において、ユニットはガスインレットバッフルを含むことができる。ガスインレットは、環状床に対して、近位側及び遠位側を含む。ガスインレットバッフルは、典型的には、ガスインレットの近位側に配置されており、そして第二の環状空間の少なくとも一部を横切って延在している。ガスインレットバッフルは中実であってよいが、好ましくは、穿孔が開けられており、それにより、上記のバッフルのすぐ上方のデッドスペースを回避する。
幾つかの実施形態において、ユニットは第二の環状空間において同軸的に配置された円錐台バッフルを含む。円錐台バッフルは、ガスインレットの前に配置されており、そしてガスインレットから空間が開けられている。円錐台バッフルの目的は、粗製周囲ガス流を提供し、そして第一の環状空間にフィードされる前にガスの少なくとも一部分が流れる発散チャンバー又は収束チャンバーのいずれかを提供することである。
他の実施形態において、半径方向吸着ユニットにおいて、筒形バッフルは第二の環状空間中に同軸的に配置されている。筒形バッフルは、少なくとも1つのガスインレットの前にそして空間を開けて配置されている。円錐台バッフルと同様に、筒形バッフルの目的は最初に「粗製」周囲ガス流を強制させることであり、それにより、ガスが第一の環状空間に到達する距離及び時間を増加させ、ガス流分布を改良する。
ユニットは、典型的には、TSA法などにおける空気精製を目的としている。このような方法において、ユニットは、加圧可能でなければならず、すなわち、周囲圧力よりも有意に高い圧力に耐えることができなければならない。この点に関して、ユニットは、好ましくは、少なくとも約3バールの圧力での運転と評価され、例えば、好ましくは、約4バール又は少なくとも約5バールである。ユニットは約40バールまでの圧力での運転と評価され、例えば、約30バールまでであり、おそらく、より典型的には、約20バールまでであり、又は、おそらく、より典型的には、なおも約10バールまでである。好ましい実施形態において、ユニットは約4バール〜約7バールのインレット圧力と評価される。
ユニットは、吸着剤床からのガス流中に同伴された粒子を捕獲するために、ガスアウトレットにおいて内部フィルターを含むことができる。閉塞された又は汚染されたフィルターは取り出され、そしておそらくは清浄化した後に、交換されてよい。或いは、フィルターは「自浄性」であることができ、ここで、粒子は吸着剤床の再生の間にフィルターから吹き飛ばされる。
図2において例示されているユニットは、以下の寸法を含むことができる。
A ユニットの内径
B 側壁の端部と、吸着剤床の端部との間の分離距離
C 環状スカートの内径
D 環状床により画定されている中央チャンネルの直径
E フィルターの直径
F 外側チューブ状側壁の内側表面と、環状床の外側表面との間の分離距離、すなわち、第一の環状空間の幅
G フィルターの高さ
半径方向フロー吸着ユニットはガス混合物からガス成分を分離し、それにより製品ガスを生成するための使用に適する。そのガス成分は混合物中の有意な成分であることができ、この場合に、ユニットはガスのバルク分離のために使用でき、例えば、空気からの酸素の生成のために使用できる。しかしながら、好ましい実施形態において、ガス成分はガス流中の汚染物であり、ここで、この場合に、ユニットはガス精製、例えば、低温ASUへのフィード空気の精製のために使用されうる。このような場合には、ガス成分は、水、二酸化炭素、微量炭化水素及び窒素酸化物又はNOxのうちの1種以上であることができる。
1.ガス混合物から少なくとも1種のガス成分を除去するための半径方向U−フロー吸着ユニットであって、前記ユニットは、
第一の端部及び該第一の端部の反対側の第二の端部を含む外側チューブ状側壁、ここで、前記第一の端部及び第二の端部はそれぞれ第一の末端壁及び第二の末端壁により閉止されている、
少なくとも1種の選択吸着性材料を含む長尺環状床、ここで、前記環状床は前記外側チューブ状側壁内に同軸的に配置されており、それにより、前記側壁及び前記環状床の間の第一の環状空間を画定しており、前記環状床は前記環状床を通して前記第一の環状空間と流体連絡されている中央チャンネルを画定している、
前記側壁に配置されており、前記第一の環状空間と流体連絡されている、少なくとも1つのガスインレット、及び、
前記ユニットの末端壁に配置されており、前記中央チャンネルと流体連絡されている、ガスアウトレット、
を含む、半径方向U−フロー吸着ユニット。
2.前記少なくとも1つのガスインレットは、前記ガスアウトレットを含む前記末端壁に隣接している前記側壁の前記端部に配置されている、項目1記載の吸着ユニット。
3.前記ユニットは垂直に配向されており、前記ユニットはそれによりトップ及びボトムを有し、前記第一の端部は前記ユニットのトップにあり、そして前記第二の端部は前記ユニットのボトムにある、項目1又は2記載の吸着ユニット。
4.前記少なくとも1つのガスインレット及び前記ガスアウトレットは前記ユニットのボトムにある、項目3記載の吸着ユニット。
5.前記ユニットは複数のガスインレットを含む、項目1〜4のいずれか1項記載の吸着ユニット。
6.前記ガスインレットは前記外側チューブ状側壁の周囲にわたって空間を開けている、項目5記載の吸着ユニット。
7.前記ガスインレットは均一に空間を開けている、項目6記載の吸着ユニット。
8.各ガスインレットは前記環状床からある距離に配置されており、前記距離は各ガスインレット関して等しい、項目6又は7記載の吸着ユニット。
9.前記ユニットは第一のガスインレット及び第二のガスインレットを含む、項目1〜8のいずれか1項記載の吸着ユニット。
10.前記第二のガスインレットは前記第一のガスインレットの反対側に配置されている、項目9記載の吸着ユニット。
11.前記ユニットは単一のガスインレットを含む、項目1〜4のいずれか1項記載の吸着ユニット。
12.前記ユニットは長手軸を有し、そして前記少なくとも1つのガスインレットは前記長手軸に対して半径方向に配向されている、項目1〜11のいずれか1項記載の吸着ユニット。
13.前記ユニットは前記末端壁の1つの上に前記環状床を支持している不透過性環状スカートを含み、前記環状スカートは前記外側チューブ状側壁内に同軸的に配置されており、それにより、前記第一の環状空間内に流体連絡されている第二の環状空間を画定している、項目1〜12のいずれか1項記載の吸着ユニット。
14.前記不透過性環状スカートは前記ユニットのボトムで前記第二の末端壁上に前記環状床を支持している、項目13記載の吸着ユニット。
15.前記ガスアウトレットは前記ユニットのボトムで前記第二の末端壁に配置されている、項目13又は14記載の吸着ユニット。
16.前記少なくとも1つのガスインレットは前記ユニットのボトムで前記第二の末端壁に隣接している前記側壁の前記端部に配置されている、項目15記載の吸着ユニット。
17.前記ユニットは前記第一の環状空間においてガス流不均等分布を低減するための少なくとも1つのバッフルを含む、項目1〜16のいずれか1項記載の吸着ユニット。
18.前記少なくとも1つのバッフルは環状バッフル、長手状バッフル、円錐台バッフル、筒形バッフル及びガスインレットバッフルからなる群より選ばれる、項目17記載の吸着ユニット。
19.前記バッフル、又は、1つより多くのバッフルが存在する場合には、前記バッフルの少なくとも1つは穿孔が開けられている、項目17又は18記載の吸着ユニット。
20.前記穿孔が開けられたバッフルは開口面積が約10%〜約60%である、項目19記載の吸着ユニット。
21.前記ユニットは前記少なくとも1つのガスインレットと前記環状床との間で前記ユニット内で同軸的に配置されている少なくとも1つの環状バッフルを含み、前記少なくとも1つの環状バッフルは前記第二の環状空間を少なくとも部分的に横切って延在している、項目1〜20のいずれか1項記載の吸着ユニット。
22.前記環状バッフル、又は、1つより多くの環状バッフルが存在する場合には、前記環状バッフルの少なくとも1つは前記外側チューブ状側壁から延在している、項目21記載の吸着ユニット。
23.前記環状バッフル、又は、1つより多くの環状バッフルが存在する場合には、前記環状バッフルの少なくとも1つは前記環状スカートから延在している、項目21又は22記載の吸着ユニット。
24.前記環状バッフル、又は、1つより多くの環状バッフルが存在する場合には、前記環状バッフルの少なくとも1つは穿孔が開けられており、そして前記第二の環状空間を少なくとも実質的に横切って延在している、 項目21〜23のいずれか1項記載の吸着ユニット。
前記ユニットは前記少なくとも1つのガスインレットと前記環状床との間で前記環状スカートから半径方向に延在している第一の環状バッフル、及び、前記第一の環状バッフルと前記環状床との間で前記外側チューブ状側壁から半径方向に延在している第二の環状バッフルを含み、前記バッフルは前記ユニット内で同軸的に配置されており、そして前記第二の環状空間を部分的に横切って延在している、項目1〜24のいずれか1項記載の吸着ユニット。
26.前記ユニットは長手軸を有し、そして前記長手軸に対して平行に前記ユニット内で取り付けられており、そして前記第一の環状空間を少なくとも部分的に横切って延在している少なくとも1つの長手バッフルを含む、項目1〜25記載の吸着ユニット。
27.前記ユニットは複数の長手バッフルを含む、項目26記載の吸着ユニット。
28.前記長手バッフルは前記ユニット内に周囲にわたって空間を開けている、項目27記載の吸着ユニット。
29.前記長手バッフルは均一に空間を開けている、項目28記載の吸着ユニット。
30.前記少なくとも1つの長手バッフルは前記外側チューブ状側壁から延在している、項目26〜29のいずれか1項記載の吸着ユニット。
31.前記ユニットは長手軸を有し、そして、前記長手軸に対して平行にユニット内で取り付けられておりそして前記第二の環状空間を少なくとも部分的に横切って延在している少なくとも1つの長手バッフルを含む、項目1〜30のいずれか1項記載の吸着ユニット。
32.前記ユニットは複数の前記長手バッフルを含む、項目31記載の吸着ユニット。
33.前記長手バッフルは前記ユニット内で周囲にわたって空間を開けている、項目32記載の吸着ユニット。
34.前記長手バッフルは均一に空間を開けている、項目33記載の吸着ユニット。
35.前記長手バッフル、又は、1つより多くの長手バッフルが存在する場合には、前記長手バッフルの少なくとも1つは前記外側チューブ状側壁から延在している、項目30〜34のいずれか1項記載の吸着ユニット。
36.前記長手バッフル、又は、1つより多くの長手バッフルが存在する場合には、前記長手バッフルの少なくとも1つは前記環状スカートから延在している、項目30〜35のいずれか1項記載の吸着ユニット。
37.前記ユニットは、前記第二の環状空間において同軸的に配置されている円錐台バッフルを含み、前記円錐台バッフルは前記少なくとも1つのガスインレットの前に配置されておりそして前記少なくとも1つのガスインレットから離れて空間を開けている、項目1〜36のいずれか1項記載の吸着ユニット。
38.前記円錐台バッフルは、前記環状床に対して近位端及び遠位端を含み、前記円錐台バッフルは前記外側チューブ状側壁上に前記近位端で周囲にわたって取り付けられている、項目37記載の吸着ユニット。
39.前記円錐台バッフルの前記近位端は環状フランジを含む、項目38記載の吸着ユニット。
40.前記円錐台バッフルは穿孔が開けられている、項目39記載の吸着ユニット。
41.前記円錐台バッフルは反転されている、項目37〜40のいずれか1項記載の吸着ユニット。
42.前記ユニットは前記第二の環状空間において同軸的に配置されている筒形バッフルを含み、前記筒形バッフルは前記少なくとも1つのガスインレットの前に配置されておりそして前記少なくとも1つのガスインレットから離れて空間を開けている、項目1〜36記載の吸着ユニット。
43.前記筒形バッフルは、前記環状床に対して、近位端及び遠位端を含み、前記近位端は前記環状スカート上に周囲にわたって取り付けられている環状フランジを含む、項目42記載の吸着ユニット。
44.前記環状フランジは穿孔が開けられている、項目43記載の吸着ユニット。
45.前記筒形バッフルは少なくとも1つの開口部を含み、前記少なくとも1つの開口部は前記少なくとも1つのガスインレットの反対側に配置されている、項目42〜44のいずれか1項記載の吸着ユニット。
46.前記少なくとも1つのガスインレットはそれぞれの前記開口部と流体連絡されている導管を含む、項目45記載の吸着ユニット。
47.前記導管は壁を含み、前記壁の少なくとも一部分は穿孔が開けられている、項目46記載の吸着ユニット。
48.前記ガスインレットは、前記環状床に対して、近位端及び遠位端を含み、前記ユニットは、前記ガスインレットの前記近位端に配置されておりそして前記第二の環状空間の少なくとも一部分を横切って延在しているガスインレットバッフルを含む、項目1〜47のいずれか1項記載の吸着ユニット。
49.前記ガスインレットバッフルは少なくとも実質的にU−形状の断面を有する、項目48記載の吸着ユニット。
50.前記ユニットはバッフルを含まない、項目1〜16のいずれか1項記載の吸着ユニット。
51.水、二酸化炭素、炭化水素及びNOxからなる群より選ばれる少なくとも1種の汚染物を除去することによる空気の精製のための、項目1〜50のいずれか1項記載の吸着ユニット。
52.前記ユニットは加圧可能である、項目1〜51のいずれか1項記載の吸着ユニット。
53.前記ユニットは少なくとも約3バールの圧力での運転と評価されている、項目1〜52のいずれか1項記載の吸着ユニット。
54.前記ユニットは約40バール以下の圧力での運転と評価されている、項目1〜53のいずれか1項記載の吸着ユニット。
55.前記外側チューブ状側壁及び前記末端壁はカーボンスチールを含み、そして厚さが約38mm以下である、項目54記載の吸着ユニット。
56.水、二酸化炭素、炭化水素及びNOxからなる群より選ばれる少なくとも1種の汚染物を除去することによる空気の精製のための、半径方向U−フロー吸着ユニットであって、前記ユニットは、
上端及び該上端の反対側の下端を含み、前記上端及び下端はそれぞれトップ末端壁及びボトム末端壁により閉止されている、外側チューブ状側壁、
少なくとも1種の選択吸着性材料を含む長尺環状床であって、前記環状床は前記外側チューブ状側壁内に同軸的に配置されており、それにより、前記側壁と前記環状床との間で第一の環状空間を画定しており、前記環状床は前記環状床を通して前記第一の環状空間と流体連絡されている中央チャンネルを画定している、長尺環状床、
前記ボトム末端壁上で前記環状床を支持している不透過性環状スカートであって、前記環状スカートは前記外側チューブ状側壁内に同軸的に配置されており、それにより、前記側壁と前記環状スカートとの間に第二の環状空間を画定しており、前記第二の環状空間は前記第一の環状空間と流体連絡されている、不透過性環状スカート、
前記下端で前記側壁に配置されており、そして前記第二の環状空間を通して前記第一の環状空間と流体連絡されている、少なくとも1つのガスインレット、及び、
前記ユニットの前記ボトム壁に配置されており、そして前記中央チャンネルと流体連絡されている、ガスアウトレット、
を含む、半径方向U−フロー吸着ユニット。
57.ガス混合物から少なくとも1種のガス成分を除去するための方法であって、前記方法は、
請求項1記載の半径方向U−フロー吸着ユニットを提供すること、
前記少なくとも1つのガスインレットにガス混合物をフィードすること、
前記ガスアウトレットから生成物ガスを取り出すこと、
を含む、方法。
58.水、二酸化炭素、炭化水素及びNOxからなる群より選ばれる汚染物を除去することによる空気の精製のための項目57記載の方法。
59.水、二酸化炭素、炭化水素及びNOxからなる群より選ばれる汚染物を除去することによる空気の精製のための、項目1記載の半径方向U−フロー吸着ユニットの使用。
本発明の実施形態としては、以下の実施形態を挙げることができる。
(付記1)ガス混合物から少なくとも1種のガス成分を除去するための半径方向U−フロー吸着ユニットであって、前記ユニットは、
第一の端部及び該第一の端部の反対側の第二の端部を含む外側チューブ状側壁、ここで、前記第一の端部及び第二の端部はそれぞれ第一の末端壁及び第二の末端壁により閉止されている、
少なくとも1種の選択吸着性材料を含む長尺環状床、ここで、前記環状床は前記外側チューブ状側壁内に同軸的に配置されており、それにより、前記側壁及び前記環状床の間の第一の環状空間を画定しており、前記環状床は前記環状床を通して前記第一の環状空間と流体連絡されている中央チャンネルを画定している、
前記側壁に配置されており、前記第一の環状空間と流体連絡されている、少なくとも1つのガスインレット、及び、
前記ユニットの末端壁に配置されており、前記中央チャンネルと流体連絡されている、ガスアウトレット
を含む、半径方向U−フロー吸着ユニット。
(付記2)前記少なくとも1つのガスインレットは、前記ガスアウトレットを含む前記末端壁に隣接している前記側壁の前記端部に配置されている、付記1記載の吸着ユニット。
(付記3)前記ユニットは垂直に配向されており、前記ユニットはそれによりトップ及びボトムを有し、前記第一の端部は前記ユニットのトップにあり、そして前記第二の端部は前記ユニットのボトムにある、付記1記載の吸着ユニット。
(付記4)前記少なくとも1つのガスインレット及び前記ガスアウトレットは前記ユニットのボトムにある、付記3記載の吸着ユニット。
(付記5)前記ユニットは単一のガスインレットを含む、付記1記載の吸着ユニット。
(付記6)前記ユニットは複数のガスインレットを含む、付記1記載の吸着ユニット。
(付記7)前記ガスインレットは前記外側チューブ状側壁の周囲にわたって空間を開けている、付記6記載の吸着ユニット。
(付記8)前記ガスインレットは均一に空間を開けている、付記7記載の吸着ユニット。
(付記9)各ガスインレットは前記環状床からある距離に配置されており、前記距離は各ガスインレットで等しい、付記7記載の吸着ユニット。
(付記10)前記ユニットは第一のガスインレット及び第二のガスインレットを含む、付記6記載の吸着ユニット。
(付記11)前記第二のガスインレットは前記第一のガスインレットの反対側に配置されている、付記10記載の吸着ユニット。
(付記12)前記ユニットは長手軸を有し、そして前記少なくとも1つのガスインレットは前記長手軸に対して半径方向に配向されている、付記1記載の吸着ユニット。
(付記13)前記ユニットは前記末端壁の1つの上で前記環状床を支持している不透過性環状スカートを含み、前記環状スカートは前記外側チューブ状側壁内に同軸的に配置されており、それにより、前記第一の環状空間と流体連絡されている第二の環状空間を画定している、付記3記載の吸着ユニット。
(付記14)前記不透過性環状スカートは前記ユニットのボトムで前記第二の末端壁上で前記第二の環状床を支持している、付記13記載の吸着ユニット。
(付記15)前記ガスアウトレットは前記ユニットのボトムで前記第二の末端壁に配置されている、付記13記載の吸着ユニット。
(付記16)前記少なくとも1つのガスインレットは前記ユニットのボトムで前記第二の末端壁に隣接している前記側壁の前記端部に配置されている、付記15記載の吸着ユニット。
(付記17)前記ユニットはバッフルを含まない、付記1記載の吸着ユニット。
(付記18)前記ユニットは前記第一の環状空間においてガス流不均等分布を低減するための少なくとも1つのバッフルを含む、付記1記載の吸着ユニット。
(付記19)前記少なくとも1つのバッフルは環状バッフル、長手状バッフル、円錐台バッフル、筒形バッフル及びガスインレットバッフルからなる群より選ばれる、付記18記載の吸着ユニット。
(付記20)前記バッフル、又は、1つより多くのバッフルが存在する場合には、前記バッフルの少なくとも1つは穿孔が開けられている、付記18記載の吸着ユニット。
(付記21)前記穿孔が開けられたバッフルは開口面積が約10%〜約60%である、付記20記載の吸着ユニット。
(付記22)前記ユニットは前記少なくとも1つのガスインレットと前記環状床との間で前記ユニット内で同軸的に配置されている少なくとも1つの環状バッフルを含み、前記少なくとも1つの環状バッフルは前記第二の環状空間を少なくとも部分的に横切って延在している、付記13記載の吸着ユニット。
(付記23)前記環状バッフル、又は、1つより多くの環状バッフルが存在する場合には、前記環状バッフルの少なくとも1つは前記外側チューブ状側壁から延在している、付記22記載の吸着ユニット。
(付記24)前記環状バッフル、又は、1つより多くの環状バッフルが存在する場合には、前記環状バッフルの少なくとも1つは前記環状スカートから延在している、付記22記載の吸着ユニット。
(付記25)前記環状バッフル、又は、1つより多くの環状バッフルが存在する場合には、前記環状バッフルの少なくとも1つは穿孔が開けられており、そして前記第二の環状空間を少なくとも実質的に横切って延在している、付記22記載の吸着ユニット。
(付記26)前記ユニットは前記少なくとも1つのガスインレットと前記環状床との間で前記環状スカートから半径方向に延在している第一の環状バッフル、及び、前記第一の環状バッフルと前記環状床との間で前記外側チューブ状側壁から半径方向に延在している第二の環状バッフルを含み、前記バッフルは前記ユニット内で同軸的に配置されており、そして前記第二の環状空間を部分的に横切って延在している、付記13記載の吸着ユニット。
(付記27)前記ユニットは長手軸を有し、そして、前記長手軸に対して平行に前記ユニット内で取り付けられておりそして前記第一の環状空間を少なくとも部分的に横切って延在している少なくとも1つの長手バッフルを含む、付記1記載の吸着ユニット。
(付記28)前記ユニットは複数の前記長手バッフルを含む、付記27記載の吸着ユニット。
(付記29)前記長手バッフルは前記ユニット内に周囲にわたって空間を開けている、付記28記載の吸着ユニット。
(付記30)前記長手バッフルは均一に空間を開けている、付記29記載の吸着ユニット。
(付記31)前記少なくとも1つの長手バッフルは前記外側チューブ状側壁から延在している、付記27記載の吸着ユニット。
(付記32)前記ユニットは長手軸を有し、そして、前記長手軸に対して平行にユニット内で取り付けられておりそして前記第二の環状空間を少なくとも部分的に横切って延在している少なくとも1つの長手バッフルを含む、付記13記載の吸着ユニット。
(付記33)前記ユニットは複数の前記長手バッフルを含む、付記32記載の吸着ユニット。
(付記34)前記長手バッフルは前記ユニット内で周囲にわたって空間を開けている、付記33記載の吸着ユニット。
(付記35)前記長手バッフルは均一に空間を開けている、付記34記載の吸着ユニット。
(付記36)前記長手バッフル、又は、1つより多くの長手バッフルが存在する場合には、前記長手バッフルの少なくとも1つは前記外側チューブ状側壁から延在している、付記32記載の吸着ユニット。
(付記37)前記長手バッフル、又は、1つより多くの長手バッフルが存在する場合には、前記長手バッフルの少なくとも1つは前記環状スカートから延在している、付記32記載の吸着ユニット。
(付記38)前記ユニットは、前記第二の環状空間において同軸的に配置されている円錐台バッフルを含み、前記円錐台バッフルは前記少なくとも1つのガスインレットの前に配置されておりそして前記少なくとも1つのガスインレットから離れて空間を開けている、付記13記載の吸着ユニット。
(付記39)前記円錐台バッフルは、前記環状床に対して近位端及び遠位端を含み、前記円錐台バッフルは前記外側チューブ状側壁上に前記近位端で周囲にわたって取り付けられている、付記38記載の吸着ユニット。
(付記40)前記円錐台バッフルの前記近位端は環状フランジを含む、付記39記載の吸着ユニット。
(付記41)前記円錐台バッフルは穿孔が開けられている、付記40記載の吸着ユニット。
(付記42)前記円錐台バッフルは反転されている、付記38記載の吸着ユニット。
(付記43)前記ガスインレットは、前記環状床に対して、近位端及び遠位端を含み、前記ユニットは、前記ガスインレットの前記近位端に配置されておりそして前記第二の環状空間の少なくとも一部分を横切って延在しているガスインレットバッフルを含む、付記13記載の吸着ユニット。
(付記44)前記ガスインレットバッフルは少なくとも実質的にU−形状の断面を有する、付記43記載の吸着ユニット。
(付記45)前記ユニットは前記第二の環状空間において同軸的に配置されている筒形バッフルを含み、前記筒形バッフルは前記少なくとも1つのガスインレットの前に配置されておりそして前記少なくとも1つのガスインレットから離れて空間を開けている、付記13記載の吸着ユニット。
(付記46)前記筒形バッフルは、前記環状床に対して、近位端及び遠位端を含み、前記近位端は前記環状スカート上に周囲にわたって取り付けられている環状フランジを含む、付記45記載の吸着ユニット。
(付記47)前記環状フランジは穿孔が開けられている、付記46記載の吸着ユニット。
(付記48)前記筒形バッフルは少なくとも1つの開口部を含み、前記少なくとも1つの開口部は前記少なくとも1つのガスインレットの反対側に配置されている、付記46記載の吸着ユニット。
(付記49)前記少なくとも1つのガスインレットはそれぞれの前記開口部と流体連絡されている導管を含む、付記48記載の吸着ユニット。
(付記50)前記導管は壁を含み、前記壁の少なくとも一部分は穿孔が開けられている、付記49記載の吸着ユニット。
(付記51)水、二酸化炭素、炭化水素及びNOxからなる群より選ばれる少なくとも1種の汚染物を除去することによる空気の精製のための付記1記載の吸着ユニット。
(付記52)前記ユニットは加圧可能である、付記1記載の吸着ユニット。
(付記53)前記ユニットは少なくとも約3バールの圧力での運転と評価されている、付記1記載の吸着ユニット。
(付記54)前記ユニットは40バール以下の圧力での運転と評価されている、付記53記載の吸着ユニット。
(付記55)前記外側チューブ状側壁及び前記末端壁はカーボンスチールを含み、そして厚さが38mm以下である、付記54記載の吸着ユニット。
(付記56)水、二酸化炭素、炭化水素及びNOxからなる群より選ばれる少なくとも1種の汚染物を除去することによる空気の精製のための半径方向U−フロー吸着ユニットであって、前記ユニットは、
上端及び該上端の反対側の下端を含み、前記上端及び下端はそれぞれトップ末端壁及びボトム末端壁により閉止されている、外側チューブ状側壁、
少なくとも1種の選択吸着性材料を含む長尺環状床であって、前記環状床は前記外側チューブ状側壁内に同軸的に配置されており、それにより、前記側壁と前記環状床との間で第一の環状空間を画定しており、前記環状床は前記環状床を通して前記第一の環状空間と流体連絡されている中央チャンネルを画定している、長尺環状床、
前記ボトム末端壁上で前記環状床を支持している不透過性環状スカートであって、前記環状スカートは前記外側チューブ状側壁内に同軸的に配置されており、それにより、前記側壁と前記環状スカートとの間に第二の環状空間を画定しており、前記第二の環状空間は前記第一の環状空間と流体連絡されている、不透過性環状スカート、
前記下端で前記側壁に配置されており、そして前記第二の環状空間を通して前記第一の環状空間と流体連絡されている、少なくとも1つのガスインレット、及び、
前記ユニットのボトム壁に配置されており、そして前記中央チャンネルと流体連絡されている、ガスアウトレット
を含む、半径方向U−フロー吸着ユニット。
(付記57)ガス混合物から少なくとも1種のガス成分を除去するための方法であって、前記方法は、
付記1記載の半径方向U−フロー吸着ユニットを提供すること、
前記少なくとも1つのガスインレットにガス混合物をフィードすること、及び、
前記ガスアウトレットから生成物ガスを取り出すこと
を含む、方法。
(付記58)水、二酸化炭素、炭化水素及びNOxからなる群より選ばれる汚染物を除去することによる空気の精製のための付記57記載の方法。
(付記59)水、二酸化炭素、炭化水素及びNOxからなる群より選ばれる汚染物を除去することによる空気の精製のための、付記1記載の半径方向U−フロー吸着ユニットの使用。
Claims (51)
- 水、二酸化炭素、炭化水素及びNOxからなる群より選ばれる少なくとも1種の汚染物を除去することによる空気の精製のための半径方向U−フロー吸着ユニットであって、前記ユニットは、
上端及び該上端の反対側の下端を含み、前記上端及び下端はそれぞれトップ末端壁及びボトム末端壁により閉止されている、外側チューブ状側壁、
少なくとも1種の選択吸着性材料を含む長尺環状床であって、前記環状床は前記外側チューブ状側壁内に同軸的に配置されており、それにより、前記側壁と前記環状床との間で第一の環状空間を画定しており、前記環状床は前記環状床を通して前記第一の環状空間と流体連絡されている中央チャンネルを画定している、長尺環状床、
前記ボトム末端壁上で前記環状床を支持している不透過性環状スカートであって、前記環状スカートは前記外側チューブ状側壁内に同軸的に配置されており、それにより、前記側壁と前記環状スカートとの間に第二の環状空間を画定しており、前記第二の環状空間は前記第一の環状空間と流体連絡されている、不透過性環状スカート、
前記下端で前記側壁に配置されており、そして前記第二の環状空間を通して前記第一の環状空間と流体連絡されている、少なくとも1つのガスインレット、及び、
前記ユニットのボトム壁に配置されており、そして前記中央チャンネルと流体連絡されている、ガスアウトレット
を含み、前記環状床は、ベースプレート並びに該ベースプレート上に同軸的に配置されたガス透過性の外側チューブ状スクリーン、中間チューブ状スクリーン及び内側チューブ状スクリーンを含み、それにより前記外側チューブ状スクリーンと前記中間チューブ状スクリーンとの間に外側環状空間を画定し、前記中間チューブ状スクリーンと前記内側チューブ状スクリーンとの間に内側環状空間を画定し、
前記外側環状空間及び前記内側環状空間に異なる選択吸着性材料が配置される、半径方向U−フロー吸着ユニット。 - 前記外側環状空間に配置される選択吸着性材料が水を除去するための乾燥剤である、請求項1記載の吸着ユニット。
- 前記内側環状空間に配置される選択吸着性材料がCO2−選択性吸着剤である、請求項1又は2記載の吸着ユニット。
- 前記ユニットは垂直に配向されている、請求項1記載の吸着ユニット。
- 前記ユニットは単一のガスインレットを含む、請求項1記載の吸着ユニット。
- 前記ユニットは複数のガスインレットを含む、請求項1記載の吸着ユニット。
- 前記ガスインレットは前記外側チューブ状側壁の周囲にわたって空間を開けている、請求項6記載の吸着ユニット。
- 前記ガスインレットは均一に空間を開けている、請求項7記載の吸着ユニット。
- 各ガスインレットは前記環状床からある距離に配置されており、前記距離は各ガスインレットで等しい、請求項7記載の吸着ユニット。
- 前記ユニットは第一のガスインレット及び第二のガスインレットを含む、請求項6記載の吸着ユニット。
- 前記第二のガスインレットは前記第一のガスインレットの反対側に配置されている、請求項10記載の吸着ユニット。
- 前記ユニットは長手軸を有し、そして前記少なくとも1つのガスインレットは前記長手軸に対して半径方向に配向されている、請求項1記載の吸着ユニット。
- 前記ユニットはバッフルを含まない、請求項1記載の吸着ユニット。
- 前記ユニットは前記第一の環状空間においてガス流不均等分布を低減するための少なくとも1つのバッフルを含む、請求項1記載の吸着ユニット。
- 前記少なくとも1つのバッフルは環状バッフル、長手状バッフル、円錐台バッフル、筒形バッフル及びガスインレットバッフルからなる群より選ばれる、請求項14記載の吸着ユニット。
- 前記バッフル、又は、1つより多くのバッフルが存在する場合には、前記バッフルの少なくとも1つは穿孔が開けられている、請求項14記載の吸着ユニット。
- 前記穿孔が開けられたバッフルは開口面積が10%〜60%である、請求項16記載の吸着ユニット。
- 前記ユニットは前記少なくとも1つのガスインレットと前記環状床との間で前記ユニット内で同軸的に配置されている少なくとも1つの環状バッフルを含み、前記少なくとも1つの環状バッフルは前記第二の環状空間を少なくとも部分的に横切って延在している、請求項1記載の吸着ユニット。
- 前記環状バッフル、又は、1つより多くの環状バッフルが存在する場合には、前記環状バッフルの少なくとも1つは前記外側チューブ状側壁から延在している、請求項18記載の吸着ユニット。
- 前記環状バッフル、又は、1つより多くの環状バッフルが存在する場合には、前記環状バッフルの少なくとも1つは前記環状スカートから延在している、請求項18記載の吸着ユニット。
- 前記環状バッフル、又は、1つより多くの環状バッフルが存在する場合には、前記環状バッフルの少なくとも1つは穿孔が開けられており、そして前記第二の環状空間を少なくとも実質的に横切って延在している、請求項18記載の吸着ユニット。
- 前記ユニットは前記少なくとも1つのガスインレットと前記環状床との間で前記環状スカートから半径方向に延在している第一の環状バッフル、及び、前記第一の環状バッフルと前記環状床との間で前記外側チューブ状側壁から半径方向に延在している第二の環状バッフルを含み、前記バッフルは前記ユニット内で同軸的に配置されており、そして前記第二の環状空間を部分的に横切って延在している、請求項1記載の吸着ユニット。
- 前記ユニットは長手軸を有し、そして、前記長手軸に対して平行に前記ユニット内で取り付けられておりそして前記第一の環状空間を少なくとも部分的に横切って延在している少なくとも1つの長手バッフルを含む、請求項1記載の吸着ユニット。
- 前記ユニットは複数の前記長手バッフルを含む、請求項23記載の吸着ユニット。
- 前記長手バッフルは前記ユニット内に周囲にわたって空間を開けている、請求項24記載の吸着ユニット。
- 前記長手バッフルは均一に空間を開けている、請求項25記載の吸着ユニット。
- 前記少なくとも1つの長手バッフルは前記外側チューブ状側壁から延在している、請求項23記載の吸着ユニット。
- 前記ユニットは長手軸を有し、そして、前記長手軸に対して平行にユニット内で取り付けられておりそして前記第二の環状空間を少なくとも部分的に横切って延在している少なくとも1つの長手バッフルを含む、請求項1記載の吸着ユニット。
- 前記ユニットは複数の前記長手バッフルを含む、請求項28記載の吸着ユニット。
- 前記長手バッフルは前記ユニット内で周囲にわたって空間を開けている、請求項29記載の吸着ユニット。
- 前記長手バッフルは均一に空間を開けている、請求項30記載の吸着ユニット。
- 前記長手バッフル、又は、1つより多くの長手バッフルが存在する場合には、前記長手バッフルの少なくとも1つは前記外側チューブ状側壁から延在している、請求項28記載の吸着ユニット。
- 前記長手バッフル、又は、1つより多くの長手バッフルが存在する場合には、前記長手バッフルの少なくとも1つは前記環状スカートから延在している、請求項28記載の吸着ユニット。
- 前記ユニットは、前記第二の環状空間において同軸的に配置されている円錐台バッフルを含み、前記円錐台バッフルは前記少なくとも1つのガスインレットの前に配置されておりそして前記少なくとも1つのガスインレットから離れて空間を開けている、請求項1記載の吸着ユニット。
- 前記円錐台バッフルは、前記環状床に対して近位端及び遠位端を含み、前記円錐台バッフルは前記外側チューブ状側壁上に前記近位端で周囲にわたって取り付けられている、請求項34記載の吸着ユニット。
- 前記円錐台バッフルの前記近位端は環状フランジを含む、請求項35記載の吸着ユニット。
- 前記円錐台バッフルは穿孔が開けられている、請求項36記載の吸着ユニット。
- 前記円錐台バッフルは反転されている、請求項34記載の吸着ユニット。
- 前記ガスインレットは、前記環状床に対して、近位端及び遠位端を含み、前記ユニットは、前記ガスインレットの前記近位端に配置されておりそして前記第二の環状空間の少なくとも一部分を横切って延在しているガスインレットバッフルを含む、請求項1記載の吸着ユニット。
- 前記ガスインレットバッフルは少なくとも実質的にU−形状の断面を有する、請求項39記載の吸着ユニット。
- 前記ユニットは前記第二の環状空間において同軸的に配置されている筒形バッフルを含み、前記筒形バッフルは前記少なくとも1つのガスインレットの前に配置されておりそして前記少なくとも1つのガスインレットから離れて空間を開けている、請求項1記載の吸着ユニット。
- 前記筒形バッフルは、前記環状床に対して、近位端及び遠位端を含み、前記近位端は前記環状スカート上に周囲にわたって取り付けられている環状フランジを含む、請求項41記載の吸着ユニット。
- 前記環状フランジは穿孔が開けられている、請求項42記載の吸着ユニット。
- 前記筒形バッフルは少なくとも1つの開口部を含み、前記少なくとも1つの開口部は前記少なくとも1つのガスインレットの反対側に配置されている、請求項42記載の吸着ユニット。
- 前記少なくとも1つのガスインレットはそれぞれの前記開口部と流体連絡されている導管を含む、請求項44記載の吸着ユニット。
- 前記導管は壁を含み、前記壁の少なくとも一部分は穿孔が開けられている、請求項45記載の吸着ユニット。
- 前記ユニットは加圧可能である、請求項1記載の吸着ユニット。
- 前記ユニットは少なくとも3バールの圧力での運転と評価されている、請求項1記載の吸着ユニット。
- 前記ユニットは40バール以下の圧力での運転と評価されている、請求項48記載の吸着ユニット。
- 前記外側チューブ状側壁及び前記末端壁はカーボンスチールを含み、そして厚さが38mm以下である、請求項49記載の吸着ユニット。
- 水、二酸化炭素、炭化水素及びNOxからなる群より選ばれる少なくとも1種の汚染物を除去することによる空気の精製のための方法であって、前記方法は、
請求項1記載の半径方向U−フロー吸着ユニットを提供すること、
前記少なくとも1つのガスインレットにガス混合物をフィードすること、及び、
前記ガスアウトレットから生成物ガスを取り出すこと
を含む、方法。
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