KR100523954B1 - 흡착기용 베드 구속장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 흡착제 물질 베드, 개방 셀 물질이 분산 스크린 또는 배플과 혼합된 형태인 배리어, 분류된 볼, 및 팽창가능한 블래더를 포함하는 축방향 흐름 흡착기에 관한 것이다. 흡착제 베드는 분리 공정에 필요한 활성 흡착제이다. 배리어는 모든 흡착제 물질의 일정한 보유력을 제공하는 개방 셀 물질과 베드에 걸쳐 일정한 흐름 및 압력 분산을 제공하는 분산 스크린이 혼합된 것이다. 배리어는 사실상 흡착제 베드의 상단면을 커버링하여, 베드의 유동화를 방지한다. 배리어상의 분류된 볼은 볼 위의 팽창가능한 블래더에 의해 제공된 하향 압력을 일정하게 분산시킨다. 일정한 압력은 볼을 통해 배리어로 전달되어 추가로 유동화를 방지한다. 볼은 또한 용기의 상단부로 가스 흐름을 유도하며, 생성 가스를 트랩핑하는 장치내의 불필요한 공간을 감소시킨다. 가요성 블래더는 베드상에 일정한 압력을 유지시키며, 흡착기의 헤드에서 불필요한 공간의 주요 부분을 제거한다.

Description

흡착기용 베드 구속장치 {BED RESTRAINT FOR AN ADSORBER}

본 발명은 흡착제 베드, 특히 가스 또는 유체 흐름의 힘이 가해지는 흡착제 베드에 관한 것이다. 미립자는 예를 들어, 흡착제 베드의 유동화를 초래하는 요동에 대해 억제된다. 더욱 상세하게는, 실린더형 흡착제 베드에서, 흡착제 베드 말단의 블레이더가 베드의 흡착 패킹에 압력을 가하여 패킹을 구속하고, 즉 흡착제 패킹이 요동하거나 유동화되지 못하게 한다.

흡착기에서, 흡착제 베드의 흐름 용량은 베드가 유동화되는 흐름에 의해 제한된다. 베드가 유동화되는 경우, 흡착제는 분해되기 시작하며, 채널링은 흡착 공정의 효율을 현저하게 저하시킨다. 흡착제 베드가 적당하게 구속되는 경우, 유동화는 발생하지 않으며, 따라서, 흡착 공정의 용량은 이 점에 의해 제한되지 않을 것이다. 따라서, 베드의 구속은 흐름 용량을 현저하게 증가시킬 것이며, 따라서, 이에 따라 비용도 감소될 것이다.

최근 가스 분리 공정 성능의 개선은 증진된 흡착율의 결과로서 인식되고 있다. 게다가, 흡착율 문제는 상이한 평균 입자 크기를 갖는 입자의 층 또는 혼합물 뿐만 아니라 흡착제에 걸친 작은 입자에 대한 많은 배열을 유도하였다. 예를 들어, 더 큰 크기를 갖는 입자를 사용하면 유동화를 감소시키고, 압력 낙하를 최소화시킬 수 있다는 것은 공지되어 있다. 이에 반해, 더 작은 입자는 예를 들어, 흡착율과 같은 공정 성능에 대한 제한을 극복하는데 바람직하다. 그러나, 유동화는 입자 크기가 감소함에 따라, 흐름 속도의 감소시에 더욱 잘 발생하며, 따라서, 제공된 흐름 속도에서 수행된 공정의 입자 크기를 제한하여야 한다. 즉, 특정 크기의 입자는 유동화 제한을 성립시키며, 이를 초과하는 경우, 최대 흐름 속도는 베드 한쪽 또는 양쪽 말단에서 입자의 속박 또는 흐름 속도의 감소를 필요로 한다. 베드의 자유 흡착제 표면이 속박되는 경우, 유동화는 축방향 흐름 흡착기에서 모든 입자 크기에 대해 억제되거나 감소될 수 있다. 축방향 흐름 흡착기에서 흡착제를 속박하기 위한 또 다른 이유로는, 높은 속도의 정화 또는 재가압 흐름으로 인한 베드 상단의 스카우어링(scouring)의 제거, 흡착기 용기의 숍-로딩, 및 밸브 작동으로부터의 압력 분산으로 인한 "범핑" 또는 일시적 리프팅의 방지를 포함한다.

압력 순환 흡착 사이클에 사용하기 위한 장치는 일반적으로 방사방향 흐름 또는 축방향 흐름 패턴에 알맞은 실린더형 용기를 사용한다. 방사방향 흐름 패턴에 알맞은 용기와 관련된 고유의 많은 문제점 또는 설계 복잡성을 피할 수 있는 단순 구조로 인해 축방향 흐름 패턴에 알맞은 용기가 종종 바람직하다. 그러나, 축방향 흐름에서, 베드의 유동화 제한이 처리되어야 한다.

흐름이 수직 축에 대해 옆으로 흐르기 때문에, 흡착제 입자는 대부분의 수직 배향된 방사방향 흐름 흡착기에 원래 속박된다. 이는 표준의 중력 벡터를 흐름 속도 벡터로 만들며, 흡착제 구속 어셈블리를 비교적 용이하게 설치가능하게 한다.

이와 반대로, 축방향 흐름 흡착기는 조절된 중력 벡터 및 속도를 가지며, 이는 역사적으로 흡착 구속 어셈블리의 설치를 비교적 어렵게 만들었다. 따라서, 예를 들어, 상향의 축방향 흐름 용기에서, 흡착제 베드의 상단면은 전형적으로 비차단되어 흡착제 입자를 자유롭게 하여서, 충분한 리프팅 조건, 예를 들어, 입자상에 작용하는 중력의 힘을 지탱하기에 충분한 유체의 속도 또는 용적하에 유동화된다. 이러한 특성의 유동화는 또한, 하향의 축방향 베드에서도 고려되며, 여기서 재생성 및 탈착 흐름은 입자를 유동화 가능하게 처리할 것이다.

또한, 더 빠른 사이클 및 더 작은 베드 크기가 특히, 진공압 순환 흡착(VPSA) 시스템의 설계에서 바람직하다. 이러한 설계 목적을 달성하기 위해, 공급 속도가 증가된다. 본 축방향 베드 산소 VPSA 시스템은 예를 들어, 1일 산소 1 톤 당 600 내지 800 파운드의 흡착제의 베드 크기에 대해 0.15 내지 0.3m/sec의 평균 표면 공급 속도로 작동된다. 이러한 공급 속도 및 이에 상응하는 베드 설계는 유동화 수준에 근접한 수준에서 시스템의 작동을 초래한다. 사실, 역류 균등화 흐름 단계를 중복하는 것은 공급 단계의 시작시에 공정으로 도입되어 높은 초기 공급 흐름하의 흡착제의 구속을 돕는다.

유동화에 근접한 수준에서 작동시킨 결과, 일부 통상적인 베드는 밸브 실패 또는 사이클 회전 변수의 불충분한 선택으로 인해 유동화되었다. 이러한 유동화는 흡착기 베드의 큰 섹센의 일정한 밀도 팩킹을 방해하며, 그 결과 후속 가스 흐름 불균형 분산 및 관련된 불충분한 공정 성능을 초래한다. 따라서, 축방향 흐름 패턴을 갖는 흡착기에서 미립자 흡착제 베드의 상단면에 대한 간단하고 효과적인 구속 시스템은 흡착율을 증가시키는데 바람직할 것이다.

흡착기 용기 챔버내의 입자 구속 이외에, 흡착기 베드를 통해 일정한 흐름을 제공하고, 불필요한 공간을 제거하고, 용기 내부로의 충분한 접근을 제공하는 것이 바람직하다. 흡착기 베드를 통한 일정한 흐름은, 처리되는 가스 또는 액체 물질이 일정하게 흡착제 입자에 노출되게 한다. 불필요한 공간의 제거는, 흡착 공정이 완료된 후, 장치내에 트랩핑되는 비처리된 공급물 또는 처리 생성물의 손실을 감소시킨다. 용기 내부로의 충분한 접근은, 장치가 유지될 수 있게 하며, 체 물질을 유지시키거나, 로딩시키거나 변화시킬 수 있다.

종래기술의 설명

흡착제 베드 유동화 문제를 해결하거나 우회하기 위한 많은 방법은 사용되거나 제안되어 왔다. 흐름 방향, 특수한 패킹 및 다양한 설계의 구속이 이러한 문제에 대한 종래의 해결책에 속한다. 관련된 종래 기술로는 하기의 특허 문헌을 포함한다.

뷰캐넌(Buchanan) 등의 미국 특허 제 5,492,684호에는, 분류된 베드 시스템을 사용하여 폐 가스로부터 산화황과 같은 오염물을 제거하는 방법 및 시스템이 기재되어 있다. 분류된 베드 시스템은 베드의 각각의 섹션에서 두개 이상의 입자 크기의 고형 흡착제를 갖는 베드를 사용한다. 한 구체예에서, 고형 흡착제는, 큰 흡착제 입자가 분류된 베드 시스템의 입구 영역에서 위치하도록 배치되어 있다. 작동시, 폐 가스 스트림은 고형 흡착제 위를 흐르고 통과하여, 산화황 및/또는 산화질소와 같은 오염물을 흡착시킨다. 그 후, 흡착제 베드는 환원 가스와 접촉하여 산화황을 탈착시킨다. 베드의 안정도를 확실히 하기 위해 베드에 가해지는 팽창가능한 수단의 사용은 언급되어 있지 않았다.

프라이어(Prior)의 미국 특허 제 4,337,153호에는, 탱크를 통해 유체 흐름 동안 팽창되어 탱크내의 자유 공간을 제거하여, 물 연화 물질의 치밀함을 유지시키는 팽창가능한 챔버를 포함하는 물 연화 장치용의 개선된 수지 탱크가 기재되어 있다. 팽창가능한 챔버는, 챔버에 고정되고, 하향 확장된 유체 도관의 주위를 둘러싸며, 유체 소통이 성립된 도관 벽에 형성된 하나 이상의 구멍에 위치하는 엘라스토머 슬리브에 의해 형성된다. 유체가 탱크를 통해 흐르는 동안 발생하는 일반적인 압력 낙하는 슬리브 벽상에 상이한 압력을 생성시키며, 이는 튜브에 빈 공간이 있는 경우, 슬리브 벽을 확장시킨다. 대안적인 구체예에서, 도관과 챔버 사이의 유체 소통은 피토관에 의해 제공되며, 피토관은 도관 유체 흐름 통로에 위치하며, 챔버에 대한 도관 아래로 흐르는 유체의 속도 압력과 소통하도록 작동된다.

헤르만(Hermann)의 미국 특허 제 4,294,699호에는, 미립자 이온-교환 물질 베드가 공동 내부로 이동가능한 콘테이너의 벽 부분에 의해 경계지워진 콘테이너의 공동으로 한정되어 있다. 공급 및 배출 도관은 정화될 액체를 공급하고, 정화된 액체를 미립자 물질과 접촉시키므로써 공동으로부터 배출시키기 위한 공동의 각각의 부분과 소통한다. 바이어싱된 기기는 공동 외부로 콘테이너에 맞물려 있으며, 공동 내부 이동가능한 벽 부분으로 바이어싱하므로써, 입자 물질을 압축 스트레스하에 유지시키고, 베드의 수축으로 인한 채널링이 극복된다.

자성적으로(magnetically) 안정화되고 유동화된 베드와의 연속 역류 접촉 공정은 쿨라로글로(Coulaloglou) 및 시겔레(Siegell)의 미국 특허 제 4,247,987호에 기재되어 있다. 상기 특허는 연속 고형 첨가 및 제거로의, 자성적으로 안정화된 베드의 작동에 관한 것이다. 자성화가능한 성분을 포함하는 베드 입자는 가해진 자기장을 사용하므로써 역류 접촉 동안 가스 우회 및 고형물 역혼합(back-mixing)(입구 또는 출구 근처 또는 유체 주입 구역 근처의 고형물의 이동 또는 흐름 시간에 대한 가능성 제외)에 대해 안정화된다. 이는 특히 분리 공정을 수행하는데 적합하다. 이러한 공정에서 인가된 자기장의 사용은 고압 낙하와 충돌하지 않으면서 작은 크기의 유동화가능한 흡착제 입자를 사용가능하게 한다. 자성 성분을 갖는 작은 흡착제 입자는 더 큰 흡수제 입자 보다 접촉 유체로부터 흡수된 종의 더 빠른 이동을 제공하며, 이는 평형에 더욱 근접하게 한다.

흡착제 베드에서 유동화를 방지하기 위한 중앙 관 부재를 둘러싸는 신장성 슬리브는 스탠포드(Stanford)의 미국 특허 제 4,997,465호에 기재되어 있다. 유체 증폭기는 시스템 가스로부터 유체 압력을 증폭시켜 신장성 슬리브를 확장시킨다. 제올라이트 흡착제의 입자는 유동화되는 것이 억제되고, 신장성 슬리브와 함유 용기의 외벽 사이의 압력을 클램핑하므로써 유체 흐름을 이동시키는 것이 억제된다.

헤이(Hay) 등의 미국 특허 제 5,176,721호에는 수직 실린더가 장착된 흡착기가 기재되어 있으며, 여기에서 미립자 흡착기는 용기내에 확장된 두개의 수직 배향되어 관통한 수평 패널 사이의 수직 배향 층에 배치되어 있으며, 흡착제 매스 챔버를 규정하기 위해 서로 이격되어 있다. 흡착제는 두개의 수직 층, 즉 미세 미립자의 제 1 부분 및 더 큰 미립자의 제 2 부분으로 배열되어 있다. 처리될 가스는 하나의 관통된 패널로부터 다른 하나의 관통된 패널로 흡착제 층을 통해 수평으로 순환된다. 벽의 한쪽 말단의 가요성 막은 흡착기 챔버로부터 밀봉된 개별 말단 챔버를 규정한다. 작은 파이프는 말단 챔버에 압력 또는 진공을 제공한다. 흡착기 챔버내의 미립자는, 압력이 흡착 사이클의 흡착 챔버내의 가장 높은 압력과 적어도 동등하게 말단 챔버내에서 유지되는 경우, 막 또는 가로막에 의한 압축 작용하에 비교적 고정된 위치에서 수직 패널 사이에 구속시킨다.

축방향 흐름 흡착제 층에 흡착제 입자를 일정하게 구속하여, 높은 공정 효율을 유지시키면서 입자의 요동 및 그 후의 분해를 방지하는 것이 본 발명의 목적에 속한다.

본 발명의 또 다른 목적은, 흡착기 용기의 불필요한 공간을 감소시켜, 흡착 단계가 완료된 후 흡착기 용기내에 남아있는 생성물 특질 가스의 부피를 감소시키므로써 흡착 사이클의 효율을 증진시키는데 있다.

본 발명에 있어서, 챔버를 규정하는 둘레벽, 및 제 1 말단 및 제 2 말단벽을 가지며, 벽의 유입 말단부로부터 배출 말단부까지 확장된 세로 축을 규정하는 용기를 포함하는 흡착기로서, 둘레벽이 챔버의 횡단면을 규정하며, 챔버가 제 1 말단벽에 근접해 있는 유입 말단부 및 제 2 말단벽에 근접해 있는 배출 말단부를 갖는 흡착기를 제공한다. 상기 장치는 유체 혼합물을 용기로 공급하기 위한 유입 말단부와 소통하는 유체의 유입구, 및 분리된 가스를 용기로부터 배출시키기 위한 배출 말단부와 소통되는 유체의 배출구를 갖는다.

적량의 미립자 흡착제(비드, 압출물 또는 과립)는 흡착기 용기의 유입 말단부 및 배출 말단부 사이의 챔버의 상당 부분을 채우고 충전하며, 적량의 미립자 흡착제의 표면은 챔버 횡단면에 치수적으로 상응하며, 배출 말단부에 접하고 있으며, 상기 표면은 각각 최소 치수를 갖는 개별적인 다수의 입자로 형성된다. 다공성 배리어는 사실상 표면을 커버링하고, 챔버의 세로축을 따라 표면과 함께 이동가능하며, 개별적인 입자가 배출 말단부로 유입되지 못하도록 하며, 분리된 가스 생성물은 챔버의 배출 말단부로 유입되도록 한다.

분류된 크기의 다수의 볼(또는 유사한 물질)은 배리어와 제 2 말단벽 사이에 위치한 배출 말단부에 추가로 제공된다. 마지막으로, 블래더는 다수의 볼과 제 2 말단벽 사이에 위치하며, 블래더는 표면쪽으로 배리어가 바이어싱되도록 가압되어, 적량의 미립자 흡착제가 흡착제의 유동화를 방지하기에 충분한 압축력으로 고정되도록 한다.

본 발명의 흡착기를 사용하므로써, 흡착기 용기의 불필요한 공간이 감소되어 흡착 사이클 효율을 증진시킨다. 상단 헤드 아래의 불필요한 공간을 제거하는 방식으로 흡착제 베드 위의 구속 블래더의 설치, 및 흡착제 베드 바로 위의 분류된 볼의 사용은 축방향 베드 용기에서 상단의 불필요한 공간을 최소화시킨다. 불필요한 공간은, 흡착 단계가 완료된 후, 배출 단계 동안 비효과적 환류 가스로서 배출되는 적량의 가스 생성물을 흡착기에 저장하게 하므로써 공정 효율을 떨어뜨린다.

본 발명은 흡착제 베드에 걸쳐 일정한 가스 흐름을 제공한다. 상단 헤드 아래의 고정 하향 블래더의 설계는, 필요한 고정 하향 힘이 흡착제에 가해지고, 형태는 일정한 가스 흐름이 헤드 공간, 및 그 후의 흡착제 베드를 통해 유지되도록 설계된다. 블래더 아래의 볼의 분류는, 압력 구배가 흡착제 베드를 통해 일정한 가스 흐름을 유도하도록 설계되도록 한다.

이러한 설계의 블래더는 용기에 완전히 접근가능하여, 체 물질을 로딩하거나 변화시킬 수 있다. 흡착 물질의 적합한 로딩은 일정한 압력 낙하를 유지하여, 흡착제 베드를 통해 일정한 흐름을 유지시키는데 필수적이다. 이러한 로딩 특성을 달성하기 위해, 상단 헤드 공간은 노우빌스키(Nowobilski) 등의 미국 특허 제 5,324,159호에 기재된 바와 같은 입자 로더를 사용하여 로딩 기간 동안 접근가능해야 한다. 이러한 블래더 시스템 및 분류된 볼 시스템은 이러한 접근가능성을 제공한다.

본 발명의 다른 특징 및 추가적 목적은 첨부된 도면과 함께, 바람직한 구체예의 하기 상세한 설명을 참조로 하여 용이하게 인지될 수 있다.

도 1에 있어서, 각각 둘레벽(6) 및 상단벽과 하단벽(8, 10)에 의해 한정된 수직배향 챔버(4)를 갖는 축방향 흐름 흡착기가 전체적으로 도시되어 있다. 둘레벽(6)은 챔버의 횡단면을 한정한다. 둘레벽(6) 및 상단벽과 하단벽(8, 10)은 예를 들어, 금속, 유리 보강된 폴리에스테르 또는 그 밖의 것, 수지 등과 같은 공지된 물질로 제조된다. 챔버(4)는 하단벽(10)에 근접한 유입 말단부(12)를 가지며, 상단벽(8)에 근접한 배출 말단부(14)를 갖는다. 세로 축(16)은 유입 말단부(12)로부터 배출 말단부(14)로 뻗어있다. 유입구(18)는 하단벽(10)에 제공된다. 유입구(18)는 유입 말단부(12)와 유체 소통하여 챔버(4)의 유입 말단부(12)에 제공될 유체 혼합물을 공급한다.

유체 혼합물은 흡착제로의 노출에 의한 분리, 정화 또는 변질이 필요한 액체 또는 가스이다. 유체 혼합물은 챔버(4)의 유입구(18)에서 흡착제 베드(22)로 흐른다. 유체는 화살표(32)로 표시된 방향으로 흐른다. 유체가 흡착제 베드(22)를 통하여 흐르기 때문에, 유체 화합물은 흡착제에 의해 흡착되며, 혼합된 유체는 분리된 유체 생성물로 전환되어, 챔버의 배출 말단부(14)로 흐른다. 배출구(20)는 배출 말단부(14)와 유체 소통되어 분리된 유체 생성물을 챔버(4)로부터 배출시키도록 상단벽(8)에 제공된다. 분리된 유체 생성물은 챔버(4)의 흡착제 베드(22)에 노출되어 처리된 액체 또는 가스이다.

베드(22)의 적량의 미립자 흡착제는 유입 말단부(12)와 배출 말단부(14) 사이의 챔버(4)의 상당 부분에 충전된다. 베드(22)의 미립자 흡착제는 하나 이상의 층(24, 26)으로 제공될 수 있으며, 이들 각각은 예를 들어, 거칠기, 흡착제 용량 등과 같은 상이한 물리적 또는 화학적 특성을 갖는다. 미립자 흡착제는 제 1 지지대(42)상의 유입 말단부(12)에서 지지되며, 상기 지지대는 혼합된 유체를 유입 말단부(12)로부터 베드(22)의 미립자 흡착제로 운반하기에 충분히 다공성이나, 유입 말단부(12)로 미립자 흡착제가 유입되는 것은 방지한다.

유입 말단부(12)의 다수의 세라믹 볼(46)은 또한 다공성인 제 2 지지대(44) 위 제 1 지지대(42) 아래에 직면해서 지지되어 있다. 볼(46)은 볼 사이에 형성된 공간 및 채널을 통해 혼합된 유체가 미립자 흡착제로 분산되는 것을 촉진한다. 볼(46)은 또한, 제 1 지지대에 대한 추가적 지지물을 제공할 수 있다. 제 1 및 제 2 지지대는 바람직하게는, 금속 스크린으로 커버링된 구멍 뚫린 시이트 물질이다. 제 1 및 제 2 지지대는, 지지대가 미립자 흡착제 및 유입 말단부(12) 위의 다른 구성 성분을 지지하기에 충분한 강도를 갖도록 선택되어야 한다.

미립자 흡착제 베드(22)의 상층면(28)은 챔버(4)의 횡단면에 치수적으로 적합하다. 상층면(28)은 챔버의 배출 말단부와 접하고 있다. 상층면(28)은 바람직하게는, 최소 치수보다 더 작지 않도록 선택된 입자로 구성되어 있다.

미립자 흡착제 베드상으로의 구속물은 베드(22)의 적량의 미립자 흡착제의 상층면(28)을 사실상 커버링하도록 맞추어진 다공성 배리어(30)를 포함하여, 미립자 흡착제가 배출 말단부(14)로 손실되는 것을 방지한다. 다공성 배리어(30)는 분리된 유체 생성물이 미립자 흡착제로부터 퍼져서 유입 말단부(14)로 추가로 유입되도록 한다. 바람직하게는, 배리어(30)는 세로축(16)을 따라 상층면(28)과 함께 이동가능하다. 다공성 배리어는, 상층면(28)의 입자가 챔버(4)의 배출 말단부(14)로 유입되는 것을 방지할 수 있는 한, 직물 스크린, 섬유질 매트, 또는 공지된 조성물 및 구성물의 개방 셀룰라 물질(open cellular material)일 수 있다.

도 3 및 4의 본 발명의 바람직한 구체에에서, 배리어(30)는 섬유질 매트 또는 개방 셀 물질의 제 2 층(72) 위에 직물 스크린 또는 구멍 뚫린 시이트 금속의 제 1 층(31)을 포함한다. 배리어(30), 특히 제 2 층(72)의 물질 및/또는 구성물은 흡착제 베드(22)의 상층면(28)을 구성하는 입자의 최소 치수보다 더 작은 구멍을 갖도록 선택되어야 한다. 다공성 배리어(30)의 물질 및 구성물은 추가로, 분리된 유체 생성물이 흡착제 베드(22)로부터 배출 말단부(14)로 최적으로 통과할 수 있도록 선택된다. 이러한 목적을 위해, 제 1 층(31)의 직물 스크린 또는 구멍 뚫린 시이트는 유체(즉, 가스 또는 액체)의 배출 말단부(8)로의 흐름을 촉진하도록 선택된다. 대안적으로, 배리어는 직물 스크린(부직포 또는 적층된), 예를 들어, 금속, 나일론, 섬유유리 또는 그 밖의 수지 등으로 제조된 구멍 뚫린 시이트 편물, 섬유질 수지 매트, 엘라스토머와 같은 개방 셀룰라 물질, 또는 상기 물질들의 혼합물의 하나 이상의 층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 다공성 배리어(30)는 부직포 직물 또는 구멍 뚫린 시이트, 및 섬유질 매드 또는 개방 셀룰라 물질 층 형태의 금속 스크린 혼합된 적층물을 포함할 수 있다. 적합한 단일 물질 배리어, 또는 물질의 층이룬 혼합물이, 분리된 유체 생성물의 이동을 최적화시키면서, 흡착제의 배출 말단부(14)로의 손실을 최소화시키도록 선택되는 것은 용이하게 이해될 것이다.

다수의 볼(36)은 바람직하게는, 여러 층(34, 38, 40)으로 배리어의 상단에 위치한다. 볼의 층(36)은 여러 목적으로 제공된다. 첫째, 볼(36)은, 볼(36) 내지 배출구(20) 사이의 공간을 통해 배리어(30)로부터 분리된 유체 생성물의 이동을 촉진한다. 둘째, 볼(36)은 배출 말단부의 불필요한 공간, 즉 빈 공간으로부터 회수될 수 없는 분리된 유체 생성물이 일반적으로 차지하는 공간을 차지한다. 따라서, 볼은 각각의 흡착 사이클로부터 회수가능한 분리된 유체 생성물의 용량을 증가시킨다. 마지막으로, 이들의 중량에 의해, 볼은 흡착제 베드(22)의 상층면(28)쪽으로 다공성 배리어(30)를 바이어싱하는 수단으로서 제공된다. 볼의 바람직한 배치는 다공성 배리어(30)의 상단에 직면한 1 인치 세라믹 볼의 제 1 층(34)을 포함한다. 2 인치 세라믹 볼의 제 2 층(38)은 1 인치 세라믹 볼의 층(34)과 용기(2)의 상단벽(8) 부분 사이에 위치한다. 2 인치 강철 볼의 제 3 층(40)은 배출구(20) 근처에서 2 인치 세라믹 볼의 상부에 위치하여, 미립자 흡착제 베드(22)의 상층면(28)으로 다공성 배리어가 바이어싱되도록 상당한 중량을 가한다.

상기 문단에서 지적한 바와 같이, 다공성 배리어(30)의 상단에 위치한 볼(36)의 중량은 베드(22)의 미립자 흡착제로 배리어가 바이어싱되도록 작용한다. 다공성 배리어(30)가 충분한 힘으로 미립자 흡착제쪽으로 바이어싱되는 경우, 베드내의 미립자 흡착제는 높은 흐름 속도로 유동화되는 것이 방지될 수 있다. 더 높은 흐름 속도에 있어서, 배리어(30)상의 볼(36)의 중량은 배리어(30)상에 충분한 하향 힘을 제공하지 않아서 미립자 흡착제의 유동화를 방지할 수 없다. 따라서, 더 높은 흐름 속도에서, 미립자 흡착제의 유동화를 방지하기 위해 배리어(30)상에 충분한 하향 압력을 발생시키기 위한 수단이 제공된다.

미립자 흡착제의 유동화를 방지하는데 충분한 하향 힘은, 예를 들어, 배리어(30)를 장치의 세로축에 대해 고정된 위치에서 상층면(28)쪽으로 하향 고정시키는 하나 이상의 강성 부재, 강성 프레임 또는 다수의 링 또는 와셔와 같은, 상단벽(8)과 배리어(30) 사이로 뻗어 있거나 둘레벽에 고정된 비탄성 구조물에 의해 제공될 수 있다. 비탄성 구조물은 상부로부터 장치의 로딩 동안 배리어 상에 위치할 수 있으며, 상단벽(8)이 둘레벽(6)에 고정될 경우, 고정될 수 있다. 대안적으로, 비탄성 구조물은 배출구에 걸쳐 설치될 수 있으며, 베드의 유동화를 방지하기에 충분한 힘으로 배리어에 대해 지탱하도록, 상단벽(8)과 배리어(30) 사이의 위치로 제공된다.

바람직하게는, 베드의 유동화를 방지하기에 충분한 힘을 배리어(30)에 부여하기 위해, 예를 들어, 스프링 또는 탄성 부재와 같은 탄성 구조물이 배리어(30)에 대해 직접적으로 지탱되거나, 배리어(30)상에 지지된 볼(36)에 대해 지탱된다. 바람직한 탄성 구조물은 팽창가능한 블래더(50)(도 2 및 3)이며, 이는 볼(36)과 상단벽(8) 사이에 위치하며, 배출 말단부로부터 배출구에 걸친 볼에 의해 배리어(30)상에 지탱된다. 튜브 또는 실린더(56)가 배출구(20)로부터 뻗어있다. 블래더(50)는 고리형이어서, 고리형 블래더(50)의 중앙을 통해 배출 말단부(14)로 접근가능하다. 도 2에서, 블래더(50)는 수측된 상태로 도시되어 있다. 도 3에서, 블래더(50)는 팽창된 상태로 도시되어 있다. 블래더(50)에는 가압 가스 또는 액체의 공급원과 연결되도록 적합된 밸브(52)가 제공된다. 수축된 상태는 장치 설치를 용이하게 하는데 바람직하며, 설치 후, 미립자 흡착제 베드(22) 및 볼(36)을 로딩하고 유지하는 것을 용이하게 하는데 바람직하다. 블래더(50)는 또한, 선택적으로 목적하는 압력으로 팽창되어, 미립자 흡착 베드(22)가 소정의 압축력으로 고정되어 유동화가 방지되도록 상층면(28)쪽으로 배리어(30)가 바이어싱되게 한다.

블래더(50)를 볼(36) 내지 배리어(30)에 걸쳐 바이어싱하므로써, 세로축, 즉 축방향 흐름 흡착기를 통한 유체 흐름 통로와 동일한 축을 따라 흡착제 베드(22)상에 힘이 가해진다. 볼(36)은 블래더(50)의 힘을 배리어(30)에 대해 사실상 균일하게 전달할 뿐만 아니라, 볼(36) 사이의 공간 및 채널은 흡착제(22)의 베드에 존재하는 분리된 유체 생성물이 배출구로 흐르게 하기에 충분한 공간을 제공한다. 볼 및 블래더는 적량의 분리된 유체 생성물이 트랩핑되어, 일반적으로 회수하기 어렵게 하는 배출 말단부의 빈 공간의 상당 부분을 차지한다. 고리형 블래더, 볼 및 다공성 배리어의 혼합은 축방향 흐름 흡착기 베드 구속 시스템을 제공하며, 이는 조립이 단순하며, 더욱 효과적인 결과를 유출해낸다.

바람직한 구체예에서, 배리어(30)는 흡착제 미립자 베드(22)의 상단부에 위치하며, 이는 가스가 생성 말단부로 통과하도록 한다. 스크린 물질 또는 구멍 뚫린 플레이트로 제조된 분산 배플은 개방 셀 물질 위에 위치하여 가스 스트림의 유도를 돕는다. 세라믹 볼은 스크린 물질 위에 설치된다. 볼은 크기에 따라 분류되며, 베드 횡단면을 가로지르는 일정한 방식으로 유체 흐름을 유도하도록 선택되고 배열된다. 배리어, 즉 스크린 물질, 섬유질 매트 또는 개방 셀 물질의 패턴 및 구멍 크기는 흡착제의 베드에 걸쳐 일정하게 유체 흐름이 유도되도록 유사하게 선택된다. 볼 분류 및 스크린 선택은 또한, 유체가 배출구를 통해 배출되는데 요구되는 압력 낙하 구배를 제공한다.

튜브(56)는 상단벽을 통해 삽입되고, 블래더(50)와 배출구(20)에 의해 정위에 고정된다. 이차 배플(58)은 배출구(20) 보다 더 넓으며, 배출구(20) 바로 아래의 볼에 "부유(float)"되어 있다. 이차 배플은 볼이 배출구를 통해 배출되는 것을 방지한다. 개방 셀 물질을 하향 고정시키기 위해서는 큰 힘이 필요하며, 따라서, 흡착제 베드는 상기 언급된 내부 튜브형의 고리형 블래더에 의해 지지된다. 블래더는 비교적 일정하고 균일한 고정 하향 압력에서 흡착제 베드의 팽창 또는 수축을 보충한다. 따라서, 시스템의 구속 시스템이 베드의 이러한 동요를 최소화하도록 설계되어 있지만, 작동 동안 흡착제 높이 또는 셋틀링에서의 변화를 견딜 수 있다.

배리어(30), 즉 직물 스크린, 구멍뚫린 플레이트, 섬유질 매트 또는 개방 셀 물질에서의 개방은 또한, 가장 작은 흡착제 입자를 구속하기에 충분히 작은 치수를 가지면서, 압력 낙하의 심한 증가를 유도하는 조건하에 개방 흐름 영역에서 플러깅 또는 현저한 축소를 피할 수 있도록 유의해서 선택되어야 한다.

바람직한 구체예에서, 장치는 흡착제 물질 베드(22), 분산 스크린 또는 배플(직물 또는 구멍뚫린 시이트)과 혼합된 개방 셀 물질 형태의 배리어(30), 분류된 볼(36) 및 가요성 블래더(50)를 포함한다. 물론, 흡착제 물질의 베드는 분리 공정에 필요한 활성 흡착제이다. 배리어는 모든 흡착제 물질의 일정한 보유력을 제공하는 개방 셀 물질과 베드에 걸쳐 일정한 흐름 및 압력 분산을 제공하는 분산 스크린을 혼합시킨 것이다. 분류된 볼은 일정한 베드 지지대를 제공하며, 쓸데 없는 공간을 감소시키고, 용기의 상층 말단에서 가스 흐름을 유도한다. 가요성 블래더는 베드상에 일정한 압력을 유지시키면서, 또한, 실린더형 용기의 앞쪽의 불필요한공간의 주요 부분을 제거한다.

미립자 흡착 베드의 상층면상의 각각의 입자는 입자 마모 및 장기간의 베드 분해를 방지하도록 정위에 고정되어야 한다. 이를 가장 잘 달성하기 위해, 배리어(30)는 흡착제의 조밀하게 부하된 베드, 예를 들어, 체 베드 상단에 위치한 가요성의 다공성 매트이다. 매트는 높은 흐름 투과성을 지닌 섬유질 물질 또는 개방 셀 폼(foam)일 수 있다. 중요한 특징은, 매트에서의 개구가 흡착제 베드의 개별적 입자 보다 더 작아야 하며, 즉 일반적으로 매트 개구의 가장 큰 치수는 0.7mm 보다 작아야 한다. 매트는 챔버의 횡단면 보다 약간 커서, 가장자리가 챔버의 둘레벽에 대해 압축되어, 매트 가장자리에서 적합한 밀봉을 확실히 한다. 전반적인 매트 두께는 부가된 압력 낙하가 최소가 되도록 작게 선택되어야 한다. 매트는 조밀한(강철 또는 세라믹) 분류된 볼로 커버링된다. 더 작은 볼은, 베드 상단의 각각의 흡착제 비드에 일정하게 로딩된 매트의 일정한 압축을 유도한다.

최소 압력 낙하에서 일정한 흐름 분산은 볼의 크기 및 위치 조절과 유입 배플의 위치에 의해 달성되며, 상기 배플은 고형이거나 구멍이 뚫린 것이다. 배플은 상단 블래더에 의해 로딩되도록 설계된다. 상단 블래더에 의해 가해진 압력은 볼에 가해지고, 차례로 정위에 배플을 고정시키고, 따라서, 일정한 고정 하향 압력이 배플 바로 아래의 베드 영역을 포함하는 전체 베드 횡단면에 가해진다. 따라서, 배플의 바닥은 조밀한 매트로 커버링되어, 배플 바로 아래의 볼의 상단 층의 일정한 로딩을 확실히 해야 한다.

블래더는 또한, 헤드의 중간 반경에서 분류된 볼의 일부를 선택적으로 제거하고, 블래더를 이 공간에 채우므로써 상단 헤드의 불필요한 공간을 감소시키는데 사용될 수 있다. 성분은 불필요한 공간 감소에서의 지나친 공략은 채널링 및 증가된 압력 낙하를 초래할 것이기 때문에, 흐름 분산을 저지하지 않으면서 공간을 감소시키도록 유의해서 선택되고 배치되어야 한다.

장치의 대안적인 구체예에서, 배리어(30)는 챔버의 둘레벽에 고정적으로 탑재될 수 있으며, 제 1 지지대(42)는 세로축에 대해 이동가능하다. 볼(46) 바로 밑에 장착된 블래더는 배리어(30)에 대해 흡착제 층(22)이 가해지도록 팽창될 것이다. 그러나, 이러한 배치는 장치의 로딩 및 유지를 촉진하지 못한다.

대안적으로, 본 발명은 하향 방향, 즉 흐름이 도 1에 나타낸 방향과 반대 방향인 공급물 흐름을 사용하는 공정에 적용될 수 있다. 이러한 적용에서, 본 발명의 이점은 사이클의 탈착 또는 재생성 페이스(들)에 유리하다. 탈착 동안의 낮은 압력 조건은 종종 매우 높은 흐름 속도를 유도하며, 조건은 비구속된 베드에 대한 사이클의 이러한 페이스에서의 하향흐름을 유도한다. 따라서, 본 발명은 흡착기의 상단 또는 바닥으로부터 공급물 흐름의 유도에 대한 적응성을 제공한다.

어떤 경우에는, 고리형 블래더는 챔버의 유입 말단부에 제공되어 유입 말단부의 불필요한 공간을 차지한다. 더 작은 개방 셀 물질은 블래더와 함께 사용되어 흡착제 베드로의 유체의 일정한 분산을 제공하는 것을 돕는다. 용기의 바닥 헤드에서 이러한 시스템을 포함하므로써, 용기의 불필요한 공간이 제거된다.

이러한 간단한 시스템의 비용은 비교적 저렴하며, 장착 공정도 비교적 단순하다.

본 발명은 존재하는 축방향 베드 장치를 개장시키기에 매우 적합하다. 예를 들어, 금속 스트린 형태의 배리어를 갖는 장치에는 배리어, 볼 파일, 및 배출 말단부의 블래더가 설치될 수있다. 블래더는 배리어상에 일정한 고정 하향 힘을 제공한다. 블래더는 목적하지 않은 상단벽에 첨부되며, 통상적인 흡착제 로딩이 완료된 후 팽창된다. 따라서, 추가적인 로딩 복잡성에 직면하지 않는다.

도 4는 배리어의 둘레 에지를 따라 사용될 수 있는 슬라이딩 가능한 밀봉 어셈블리(60)가 도시되어 있으며, 이는 챔버의 둘레벽에 직면한다. 스크린 어셈블리는 베드 표면 경계면에 슬라이딩 밀봉의 단단한 후면 플레이트(62)에 고정되어 이러한 교차점에서 흡착제 물질의 손실을 방지한다. 연성 물질 또는 폼 물질은 슬라이딩 밀봉 플레이트에 부착되며, 상기 슬라이딩 밀봉 플레이트는 용기 벽의 내부 직경과 직접적으로 접촉된다. 이러한 접촉은 밀봉 어셈블리와 용기 벽의 접합부에서 블로바이를 방지한다. 슬라이딩 밀봉 어셈블리의 전형적인 디자인은 0.1 내지 10cm의 거리로 벽에 접촉하는 것이다. 이러한 밀봉의 다른 변형이 본 발명의 개념내에서 사용될 수 있다. 이러한 영역은, 국부적 유동화가 주요 관건인 위치이다. 이러한 영역에서의 유동화는 용기의 상단 분류된 볼 섹션으로 흡착제의 블로바이를 유도한다.

상기 설계에서 고유의 추가의 개선점은, 흡착제 베드 위 용기의 상단 지점에서, 일반적으로 분리된 유체 생성물을 트랩핑하는 불필요한 공간으로 볼 및 공기 블래더가 삽입되므로써 과량의 불필요한 공간이 사실상 제거되거나 최소화된다는 점이다. 베드 위의 과량의 불필요한 공간의 제거는 분리된 유체 생성물을 배출구를 통해 더욱 배출되도록 하며, 따라서 장치의 전반적인 효율을 증가시킨다. 가요성 블래더의 사용으로 인한 말단 공간의 감소는 새로운 설계 뿐만 아니라 개장에 매우 적합하며, 또한 용기의 바닥에서 말단 공간의 제거를 위해 추가적으로 사용될 수 있다.

블래더 및 볼 지지물은 베드로, 그리고 베드로부터의 일정한 흐름이 최소 압력 낙하로 유지되도록 장치에 제공되어야 한다. 최소 압력 낙하에서 베드로 및 베드로부터의 일정한 흐름 분산은 흡착제 위의 볼의 크기 및 위치; 유입 배플의 위치 및 디자인; 및 팽창된 블래더의 모형 및 크기의 선택을 통해 달성된다. 실제로, 배리어(30) 위의 용적 100%는 블래더(50) 또는 볼(36)이 차지하여, 이 영역의 불필요한 공간을 패킹된 볼 사이에 함유된 공간으로 감소시킨다. 블래더(50)는 바람직하게는, 베드 위, 즉 "상단 헤드"의 10 내지 70%의 용적을 차지한다. 분류된 볼은 바람직하게는, 상단 헤드내의 나머지 용적을 차지한다. 볼 크기는 흡착제 베드의 표면에서 1/8" 내지 1 1/2"의 범위, 및 흡착기의 배출구에서 1/2" 내지 3"의 범위의 직경을 갖도록 선택된다. 이러한 어셈블리를 위한 전형적인 설계의 압력 낙하는 총 베드 압력 낙하의 0.05 내지 50%이다. 블래더 및 볼 어셈블리의 사용은 전형적으로, 30 내지 80% 정도로 흡착제 위의 불필요한 공간을 감소시킨다.

이차 배플(58)은 상단 블래더에 의해 부하되도록 설계된다. 이는 정위에 배플을 위치시키고, 배플 아래에 볼을 로딩시킨다. 이차 배플의 바닥은 조밀한 매트로 커버링되어 배플 바로 아래의 볼의 더욱 일정한 로딩을 제공한다.

말단 공간의 흡장은 여러 방식으로 달성될 수 있다.

(1) 상기 설명된 가요성 블래더는 말단 공간으로 삽입되어, 말단 공간의 용적을 합장시키도록 팽창될 수 있다. 추가적으로, 블래더 기기는 공정 동안 실린더형으로 팽창되고, 수축되어 용기의 베드 또는 외부를 통해 말단 공간 가스를 가하는 펌프로서 작용할 수 있다.

(2) 강성 프레임은, 가스 불침투성인 구성 직물 또는 부재(도시되진 않음)로 커버링될 수 있는 관, 와이어 또는 플라스틱 부재를 사용하여 말단 공간내로 구성될 수 있다. 설명된 방식과 유사한 방식으로 프레임이 규정하며, 직물은 흡장되도록 용적을 규정하며, 흐름 분산은 볼과 배플을 사용하여 어셈블리내에서 유지된다. 흡장된 용적으로부터의 가스의 제거 및 추가적인 구조적 강성률은 정위에 형성된 물질을 사용하므로써 달성될 수 있다.

(3) 더 작은 공동 구조는 고형 세라믹 볼을 대신할 수 있다. 공동 형의 쉘은 중합체, 금속 또는 직물 물질로부터 제조될 수 있다. 이러한 방법의 주요 이점은, 개장의 용이성; 경중량 가용성 물질의 사용 가능성; 구성의 용이성; 흐름 분산을 조절하기 위한 맞춤꼴 복합 형태의 가능성; 상단 및 바닥 말단 공간 둘 모우의 사용 가능성을 포함한다.

본 발명의 바람직한 배향은 도 1에 설명된 바와 같은 축방향 흐름 흡착기의 배향이다. 본 발명의 흡착제 구속 어셈블리는 수평 흐름 흡착기 용기에 사용될 수 있다. 흡착제 베드는 각 말단에서 폐쇄된 수평 배향된 실린더형 콘테이너 내에 함유된다. 흡착기 용기의 내부 또는 외부로의 흐름은 이러한 실린더형 콘테이너의 상단 및 바닥에 위치한 노즐을 통해서이다.

본 발명의 바람직한 배향은 수직 축방향 흐름 흡착제의 배향이다. 본 발명에 의해 설명된 바와 같은 구속은 또한, 도 1의 용기가 수직으로부터 90도의 측면상에 팁핑가능하게 한다.

용기 둘레 주위에 위치한 강성 스플릿 리텐션 링(101)(도 5-9)으로 구성되며, 가용성 개방 스크린 또는 구멍뚫린 플레이트(30)를 하향 고정시키는 강성 리텐션 시스템은 본 발명의 장치에 삽입될 수 있다. 이러한 링은 두개 이상의 섹션(103, 105)(도 8-9)으로 분리되어 흡착제로 로딩된 후 용기로 삽입될 수 있다. 링 섹션(103, 105)은 플랜지(107, 108)로 결합되며, 용기 벽(6 또는 8)의 내부로 영구적으로 부착되고, 링 표면을 직접 지탱하는 리텐션 플레이트(109)에 의해 용기의 둘레에 고정된다. 이러한 강성 리텐션 링은 또한 분산 배플로서 설계될 수 있다. 선택적으로, 압축가능한 부재(115)가 링 섹션과 리텐션 플레이트 사이에 삽입되어 어셈블리 및 작동을 용이하게 할 수 있다.

스크린 또는 구멍뚫린 플레이트에서의 개구는, 압력 낙하를 심하게 증가시키는 조건하에 개방 영역에서의 플러깅 또는 현저한 축소를 방지하면서, 가장 작은 입자를 유지시키도록 유의해서 선택된다.

강성 프레임형 리테이너 어셈블리(150)(도 5-6)는 블래더에 대해 치환될 수 있거나, 블래더와 함께 제공되어 보유 어셈블리에 대한 추가적인 고정 하향 힘을 제공한다. 이러한 스파이더형 리테이너(150)는 흡착제의 로딩 후에 용기내로 삽입되고 조립될 수 있다. 활성 스프링 부하된 리테이너(115)(도 7)(예를 들어, 판 스프링, 또는 벨리빌 와셔(Belleville washer))가 유사하게 사용될 수 있다. 대안적으로, 바이어싱 수단은 불활성 세라믹 볼 또는 유사한 물질로 구성된 간단한 수동성 고정 하향물을 포함한다(도 1). 후자의 경우, 상부 말단의 불필요한 공간은 공정을 수행하기 위한 추가된 이점으로서 감소된다. 이러한 추가적인 구속 모두는, 현재 로딩 방법이 용기 상단 내부에 비차단된 공간이 필요로 하기 때문에, 흡착제의 로딩 후에 첨가되어야 한다.

본 발명의 장치 및 방법은 많은 유체 분리 적용에 사용될 수 있다. 상기 및 다른 변형이 상기 설명된 바람직한 구체예로 유도가능하기 때문에, 상기 설명은 첨부된 청구범위에 언급된 바와 같은 본 발명의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않는 변화 및 변형을 포함하는 경향이 있다는 것이 이해될 것이다.

축방향 흐름 흡착제 층에 흡착제 입자를 일정하게 구속하여, 높은 공정 효율을 유지시키면서 입자의 요동 및 그 후의 분해를 방지하였다. 또한, 흡착기 용기의 불필요한 공간을 감소시켜, 흡착 단계가 완료된 후 흡착기 용기내에 남아있는 생성물 특질 가스의 부피를 감소시키므로써 흡착 사이클의 효율을 증진시켰다.

도 1은 본 발명의 흡착기를 정면에서 본 단면도이다.

도 2는 비팽창된 블래더가 장착된 장치의 배출 말단부의 부분 단면도이다.

도 3은 팽창된 상태에서 도시된 블래더를 갖는 도 2의 배출 말단부의 부분 단면도이다.

도 4는 다공성 배리어의 에지와 용기의 둘레벽 사이의 밀봉의 부분 단면도이다.

도 5는 스파이더 어셈플리에 의해 바이어싱된 리테이너 링을 나타낸, 본 발명의 흡착기의 측단면도이다.

도 6은 스파이더 어셈플리의 평면도이다.

도 7은 대표적인 스프링 수단에 의해 바이어싱된 리테이너 링을 나타내는, 흡착기의 측면도이다.

도 8은 리텐션 피트(retention feet) 및 플랜지 형태의 부착 수단이 제공된 리테이너 링을 갖는 흡착기의 상부 단면도이다.

도 9는 도 8의 라인 9-9에 따른 측단면도이다.

Claims (10)

1. 챔버의 횡단면을 규정하는 둘레벽과 공급 및 원위 말단벽에 의해 규정된 챔버로서, 공급 및 원위 말단벽 중 하나에 근접해 있는 배출 말단부와 공급 및 원위 말단벽 중 나머지 하나에 근접해 있는 유입 말단부를 가지며, 축이 유입 말단부로부터 배출 말단부로 뻗어있는 챔버;

   챔버로 유체 혼합물을 공급하고, 챔버로부터 가스를 분리시키기 위한 유입 말단부와 유체 소통되는 유입구;

   분리된 유체 생성물을 챔버로부터 배출시키는 배출 말단부와 유체 소통되는 배출구;

   유입 말단부와 배출 말단부 사이의 챔버 부분을 사실상 충전시키는 미립자 베드로서, 베드 표면이 배출 말단부에 접하고, 각각 최소 치수를 갖는 다수의 입자로부터 형성되며, 횡단면에 치수적으로 상응하는 미립자 베드;

   최소 치수를 갖는 입자가 배출 말단부로 유입되지 못하도록 하고, 분리된 유체 생성물이 배출 말단부로 유입되도록 하는 베드 표면상의 다공성 배리어로서, 다공성 배리어 및 베드 중 적어도 하나가 다공성 배리어 및 베드 중 나머지 하나 쪽으로 축을 따라 이동가능한 배리어; 및

   다공성 배리어 및 베드 중 하나를 다공성 배리어 및 베드 중 나머지 하나 쪽으로 바이어싱하여 베드가 유동화되지 않게 하는 수단을 포함하는 흡착기.
2. 제 1 항에 있어서, 분리된 가스가 다공성 수단으로부터 배출구로 흐르도록 개작된, 다공성 배리어와 배출구 사이에 있는 분산 수단을 추가로 포함함을 특징으로 하는 흡착기.
3. 제 1 항에 있어서, 다공성 배리어가 각각 입자의 최소 치수보다 작은 치수를 갖는 다수의 구멍을 가짐을 특징으로 하는 흡착기.
4. 제 1 항에 있어서, 바이어싱 수단이 팽창가능한 블래더 또는 스프링임을 특징으로 하는 흡착기.
5. 챔버의 횡단면을 규정하는 둘레벽과 공급 및 원위 말단벽으로 규정된 챔버로서, 말단벽 중 하나에 근접해 있는 유입 말단부와 말단벽 중 나머지 하나에 근접해 있는 유입 말단부를 가지며, 축이 유입 말단부로부터 배출 말단부로 뻗어있는 챔버; 챔버로 유체 혼합물을 공급하기 위한 유입 말단부와 유체 소통되는 유입구; 분리된 가스를 챔버로부터 배출시키기 위한 배출 말단부와 유체 소통되는 배출구; 유입 말단부와 배출 말단부 사이의 챔버 부분을 사실상 충전시키는 미립자 베드로서, 흡착제 베드의 표면이 횡단면에 치수적으로 상응하며, 배출 말단부에 접하고, 각각 최소 치수를 갖는 다수의 개별적 입자로 형성되는 미립자 베드를 갖는 흡착기용 베드 구속장치(restraint)로서,

   사실상 베드 표면을 커버링하는데 적합하고, 축을 따라 베드 표면과 함께 이동가능하며, 개개의 입자가 배출 말단부로 유입되지 못하도록 하고, 분리된 가스 생성물이 배출 말단부로 유입되도록 하는 다공성 배리어;

   다공성 배리어를 베드쪽으로 바이어싱하여 입자가 유동화되지 않게 하는 수단;

   분리된 가스가 다공성 배리어로부터 배출구로 흐르도록 개작된, 다공성 배리어와 배출구 사이에 있는 분산 수단을 포함하는 베드 구속장치.
6. 제 5 항에 있어서, 다공성 배리어가 입자의 최소 치수보다 각각 작은 치수를 갖는 다수의 구멍을 가짐을 특징으로 하는 베드 구속장치.
7. 제 5 항에 있어서, 바이어싱 수단이 팽창가능한 블래더 또는 스프링임을 특징으로 하는 베드 구속장치.
8. 제 5 항에 있어서, 분산 수단이 블래더와 다공성 배리어 사이에 위치한 다수의 볼임을 특징으로 하는 베드 구속장치.
9. 챔버의 횡단면을 규정하는 둘레벽과 공급 및 원위 말단벽에 의해 규정된 챔버로서, 말단벽 중 하나에 근접해 있는 유입 말단부와 말단벽 중 나머지 하나에 근접해 있는 배출 말단부를 가지며, 축이 유입 말단부로부터 배출 말단부로 뻗어있는 챔버; 챔버로 유체 혼합물을 공급하기 위한 유입 말단부와 유체 소통되는 유입구; 분리된 가스를 챔버로부터 배출시키기 위한 배출 말단부와 유체 소통되는 배출구; 유입 말단부와 배출 말단부 사이의 챔버 부분을 사실상 충전시키는 미립자 베드로서, 미립자 베드의 표면이 횡단면에 치수적으로 상응하며, 배출 말단부에 접하고, 각각 최소 치수를 갖는 다수의 개별적 입자로 형성되는 미립자 베드를 갖는 흡착기의 미립자 베드를 구속하는 방법으로서,

   축을 따라 베드 표면과 함께 이동가능하며, 개개의 입자가 배출 말단부로 유입되지 못하도록 하고, 분리된 가스 생성물이 배출 말단부로 유입되도록 하는 다공성 배리어로 베드 표면을 커버링하는 단계;

   다공성 배리어를 미립자 쪽으로 바이어싱시켜 미립자가 유동화되지 못하도록 하는 단계;

   분리된 가스가 다공성 수단으로부터 배출구로 흐르도록 적합시킨 분산 수단을 다공성 배리어 및 배출구 사이에 위치시키는 단계를 포함하는 방법.
10. 제 9 항에 있어서, 다공성 배리어와 배출 말단부 사이에 다수의 볼을 위치시켜, 분리된 가스가 볼 사이의 공간을 통해 다공성 배리어로부터 배출구로 흐를 수 있도록 하는 단계;

    블래더를 배출 말단부와 다수의 볼 사이에 위치시키는 단계; 및

    블래더를 팽창시켜 배리어를 베드 표면쪽으로 바이어싱시키는 단계를 추가로 포함함을 특징으로 하는 방법.