KR20220010447A - 방사형 흡착기, 흡착 시스템 및 흡착 방법 - Google Patents

Abstract

방사형 흡착기는 다양한 재료 층의 활용을 용이하게 하도록 구성될 수 있다. 방사형 흡착기, 적어도 하나의 방사형 흡착기를 사용하는 시스템 및 방사형 흡착기의 실시예를 이용하는 방법은 유체 정제 처리의 개선된 효율적인 작동을 가능하게 하는 것을 도울 수 있으면서, 또한, 유동화의 영향에 민감해지는 것을 완전히 피하지는 못하더라도 최소화하도록 구성된다.

Description

방사형 흡착기, 흡착 시스템 및 흡착 방법 {RADIAL ADSORBER, ADSORPTION SYSTEM, AND ADSORPTION METHODS}

본 혁신은 흡착기, 방사형 흡착기, 반경방향 흡착기를 이용하는 흡착 시스템 및 이를 제조하고 사용하는 방법에 관한 것이다.

열 스윙 흡착(TSA)은 공기 극저온 증류 프로세스에 대한 사전 정제로서 압력 스윙 흡착(PSA)과 같은 기술과 함께 자주 사용된다. 종종 프로세스는 흡수제 베드를 재생하기 위해 압력과 온도를 모두 사용하는 TSA 및 PSA 프로세스(TPSA)의 조합이다. 흡착 시스템의 기능은 주변 습기 및 이산화탄소와 같이 빙점이 높은 성분을 제거하는 것이며, 이들은 그렇지 않으면 하류 처리에서 동결되어 막힘과 같은 작동 문제를 유발할 수 있다. 아산화 질소, 탄화수소 및 기타 불순물 또한 프론트 엔드 정제를 통해 제거되어 이러한 불순물이 하류 프로세스에 축적되는 것을 피할 수 있다.

역사적으로, 흡착기 용기는 3개의 상이한 일반적 구성으로 제공된다: 수직, 수평 및 방사형. 이러한 유형의 흡착기의 예는 미국 특허 4,472,178, 4,541,851, 4,784,672, 5,759,242, 5,846,295, 5,917,136, 6,086,659, 6,152,991, 6,506,236, 6,599,347, 6,866,075, 7,022,159, 7,285,154, 7,413,595, 8,206,669, 8,262,783, 8,268,044, 8,404,024, 8,518,356, 8,734,571, 8,814,985, 9,108,145, 9,199,190, 9,631,864, 및 9,731,241, 미국 특허 출원 공개 2011/0206581, 2011/0219950 및 2019/0291078 및 캐나다 특허 공개 2,357,276 A로부터 이해할 수 있다.

특정 프로세스에 사용할 흡착기 용기의 유형에 대한 선택은 용기 내의 유로 표면적에 대한 프로세스 듀티에 크게 의존할 수 있다. 다른 한편, 유로 표면적은 용기 치수의 영향을 받으며, 이는 프로젝트 및 제조자 위치에 따라 제조 및 운송 제한에 의해 제약을 받을 수 있다.

수직 및 수평 용기는 일반적인 방사형 흡착기보다 더 단순한 설계를 가지고 있다. 그러나, 이 2가지 유형의 용기 내의 흡착제는 유동화의 영향에 민감하다.

대조적으로, 방사형 흡착기는 일반적으로 이러한 우려를 공유하지 않는다. 처리 유체가 일반적으로 용기의 입구로부터 진입하여 용기의 출구를 통해 빠져나가는 수직 및 수평 베드와 달리, 처리 유체는 외부 고리에서 방사형 베드로 진입하고 유체는 반경방향으로 용기의 축으로 또는 내부 채널로부터 유동하며, 유체는 분리가 일어나는 흡착제 층을 통과하여 용기 쉘로 유동한다. 이러한 구획을 완전히 충전함으로써 지정된 격납 공간에 흡착제가 패킹되므로 유동화 가능성과 비드 롤링 효과가 효과적으로 제거된다. 종래의 방사형 흡착기에서 특수 베드 지지부와 용기 헤드는 위에서 언급한 흡착제 구획을 고정하는 그 역할로 방사형 구성의 용기에 필수적인 추가 요소이다. 또한, 흡착제를 구획에 효과적으로 로딩할 필요가 있다. 이러한 구성요소는 일부 프로세스에서 다수의 흡착제에 대한 필요성과 함께 용기의 복잡성과 비용을 증가시킨다.

동일한 방사형 흡착기 내에 다수의 흡착제 층(예를 들어, 2개 이상의 층)을 갖는 방사형 흡착기들은 설계 복잡성과 비용에 영향을 미칠 수 있음을 확인했다. 또한, 본 기술 분야에서 방사형 흡착기의 베드 내에서 3개 이상의 층을 사용하는 것을 피하는 경우가 많으며, 그 이유는 상이한 재료 층의 수가 증가함에 따라 각각의 층이 유체로부터 표적 물질의 충분한 흡착을 제공하기 위한 접촉 시간을 위한 그 최소 층 길이/체류 시간을 달성하기에 충분한 공간이 없을 수 있기 때문이라는 것을 확인했다.

수직 및 수평 구성을 위한 다층 흡착제 베드와는 대조적으로 방사형 흡착기는 각 재료 층이 여러 방향에서 응력을 받는 기계적 스크린에 의해 분리될 수 있기 때문에 방사형 베드에 대해 더 복잡한 설계를 가지고 있다. 스크린의 수는 비용과 복잡성에 영향을 미친다. 예를 들어, 방사형 흡착기를 설계할 때 중요한 고려 사항은 열 변화로 인해 스크린에 작용하는 응력을 해결하는 것임을 발견했다. 우리가 확인한 또 다른 문제는 층 수가 증가함에 따라 특정 층의 유동의 체류 시간이 층 치수(및 체류 시간)의 변화로 인해 층을 통과하는 유체를 효과적으로 처리하지 못할 수 있으며, 추가 층(들)을 수용하는 것을 필요로 할 수 있다는 것이다.

또한, 포함된 스크린 수가 많을수록 로딩, 제조 및 작동을 고려하여 설계 복잡성이 증가할 수 있다. 이러한 요인은 그 복잡한 설계 기준으로 인해 방사형 흡착기의 소유 및 작동 비용에 영향을 미칠 수 있음을 발견했다. 예를 들어, 흡착기에 3개 이상의 재료(예를 들어, 흡착제 재료)의 층이 있는 경우 설계 및 작동 복잡성이 크게 증가할 수 있음을 발견했다. 설계 복잡성으로 인해, 재료 층의 로딩 및/또는 교체는 층이 흡착기 용기에 배열되는 방식으로 인해 상당한 양의 시간과 작업이 필요한 복잡한 프로세스가 될 수 있다. 이는 이 작업에 관련된 시간과 노력 및 이 작업을 수행하기 위해 흡착기가 더 긴 시간 기간 동안 오프라인 상태여야 한다는 것으로 인해 흡착기의 작동 비용에 상당한 영향을 미칠 수 있다.

본 발명자는 챔버를 갖는 용기, 챔버와 유체 연통하는 입구 및 챔버와 유체 연통하는 출구를 포함할 수 있는 방사형 흡착기의 실시예를 제공한다. 또한, 챔버 내에 재료 층이 있을 수 있다. 예를 들어, 재료 층은 챔버 내의 제2 재료 층에 인접하게 위치할 수 있는 제1 재료 층을 포함할 수 있다. 제1 재료 층은 제1 재료를 포함할 수 있고 제2 재료 층은 제1 재료와 상이한 제2 재료를 포함할 수 있다. 용기는 또한 챔버 내에서 그리고 재료 층(예를 들어, 제1 재료 층 및 제2 재료 층 등)을 통해 유체를 안내하기 위해 챔버 내에 형성되거나 위치된 적어도 하나의 유동 안내 구조를 가질 수 있다. 적어도 하나의 유동 안내 구조는 유체가 챔버의 외부 영역에서 챔버의 내부 영역으로 통과하여 재료 층을 통과하고/하거나 내부 영역에서 외부 영역으로 통과하여 재료 층을 통과하도록 구성될 수 있다.

일부 실시예에서, 흡착기는 2개 이상의 적층된 층(예를 들어, 적층된 재료 층인 제1 및 제2 재료 층)을 갖는 유체의 Z 유동이 있도록 구성된 용기를 가질 수 있다. 각각의 적층된 층은 용기 챔버 내의 유체 유동이 반경방향으로만 이동하거나 유로가 실질적으로 반경방향으로 이동하는 유체 유동이도록(예를 들어, 유체 유로의 80-90 % 또는 유로의 80 % 초과 또는 90 % 초과가 반경방향으로 이동하도록) 위치될 수 있다. 도 2 내지 도 7은 이러한 용기 구성의 예시적인 실시예를 예시한다. 도 2 내지 도 7에서 이해할 수 있듯이, 각각의 적층된 재료 층은 하나 이상의 동심 하위 재료 층(예를 들어, 흡착제 재료의 하나 이상의 하위 층)을 가질 수 있다. 도 2 내지 도 5는 각각 하나의 흡착제 하위 층을 갖는 2개의 적층된 재료 층의 예를 예시한다. 도 6 및 도 7은 2개의 적층된 층을 갖는 예시적인 실시예를 예시하며, 제1 층은 2개의 동심 흡착제 하위 층을, 제2 층은 하나의 하위 층을 갖는다. 다른 실시예는 2개보다 많은 층을 이용할 수 있고/있거나 2개보다 많은 하위 층(예를 들어, 3개의 하위 층 등)을 갖는 층을 이용할 수 있다.

흡착기의 다른 실시예는 챔버 내에 유체의 Z 유로가 있고 유로가 용기의 챔버를 통과하는 유체의 유로가 반경방향 및 축방향 유동 세그먼트의 조합(예를 들어, 유로의 적어도 하나의 반경방향 유동 세그먼트 및 적어도 하나의 축방향 유동 세그먼트)을 포함하는 2개 이상의 적층된 층(예를 들어, 제1 및 제2 재료 층은 적층된 재료 층임)을 이용하도록 구성될 수 있다. 도 8 및 도 9는 이러한 흡착기 구성의 예를 예시한다. 적어도 하나의 적층된 층은 반경방향(예를 들어, 용기의 반경을 따른 방향)으로 유동을 가질 수 있고, 적어도 하나의 적층된 층은 축방향(예를 들어, 반경방향 유동 방향에 대해 횡방향 또는 수직인 수직 방향)으로 유동을 가질 수 있다. 각 적층된 층에는 추가 하위 층이 있을 수 있다.

방사형 흡착기의 일부 실시예에서, 적어도 하나의 유동 안내 구조는 다음 중 하나 이상을 포함할 수 있다:

(i) 입구로부터 유체를 수용하고 유체를 제1 재료 층의 내부측으로 안내하도록 위치된 제1 내부 도관 및 제1 재료 층의 외부측으로부터 유체를 수용하고 제2 재료 층의 외부측으로 유체를 안내하도록 위치된 제1 외부 도관;

(ii) 입구로부터 유체를 수용하고 유체를 제1 재료 층의 내부측으로 안내하도록 위치된 제1 내부 도관 및 제1 재료 층의 외부측으로부터 유체를 수용하고 제2 재료 층의 외부측으로 유체를 안내하도록 위치된 제1 외부 도관 및 제2 재료 층의 내부측으로부터 유체를 수용하고 용기의 출구로 유체를 안내하도록 위치된 제2 내부 도관;

(iii) 입구로부터 유체를 수용하고 유체를 제1 재료 층의 외부측으로 안내하도록 위치된 제1 외부 도관 및 제1 재료 층의 내부측으로부터 유체를 수용하고 제2 재료 층의 내부측으로 유체를 안내하도록 위치된 제1 내부 도관; 및

(iv) 입구로부터 유체를 수용하고 유체를 제1 재료 층의 외부측으로 안내하도록 위치된 제1 외부 도관, 제1 재료 층의 내부측으로부터 유체를 수용하고 제2 재료 층의 내부측으로 유체를 안내하도록 위치된 제1 내부 도관 및 제2 재료 층의 외부측으로부터 유체를 수용하고 용기의 출구로 유체를 안내하도록 위치된 제2 외부 도관.

방사형 흡착기의 일부 실시예는 (i)만, (ii)만, (iii)만 또는 (iv)만 포함하는 적어도 하나의 유동 안내 구조를 가질 수 있다. 다른 실시예는 (i), (ii), (iii) 및 (iv)의 조합을 이용할 수 있다. 일부 실시예에서, 제1 재료 층을 통한 유체의 유동은 상이한 재료의 다수의 하위 층을 통과하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 재료 층은 제1 재료를 갖는 제1 하위 층 및 제1 재료와 상이하고 제2 재료 층의 제2 재료와도 상이한 제3 재료를 갖는 제2 하위 층을 포함할 수 있다. 유체는 제1 재료 층을 통과할 때 제1 재료 층의 제1 및 제2 하위 층을 통과할 수 있다. 대안으로서, 일부 실시예는 재료의 하위 층을 포함하는 제2 재료 층을 가질 수 있다. 예를 들어, 제2 재료 층은 제2 재료를 갖는 제1 하위 층 및 제1 재료 층의 제1 재료와 상이하고 또한 제2 재료 층의 제1 하위 층의 제2 재료와도 상이한 제3 재료를 갖는 제2 하위 층을 포함할 수 있다. 유체는 제2 재료 층을 통과할 때 재료의 제1 및 제2 하위 층을 통과할 수 있다.

또 다른 실시예에서, 제1 및 제2 재료 층은 각각 재료의 하위 층을 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 재료 층은 제1 재료를 갖는 제1 하위 층 및 재료의 제1 하위 층의 제1 재료와 상이하고 또한 제2 재료 층의 제1 하위 층의 제2 재료와도 상이한 제3 재료를 갖는 제2 하위 층을 포함할 수 있다. 이들 하위 층은 유체가 제1 재료 층을 통과할 때 제1 하위 층을 통과한 다음 재료의 제2 하위 층을 통과(예를 들어, 이러한 하위 층의 제1 및 제3 재료를 통과)할 수 있도록 서로 바로 인접할 수 있다. 제2 재료 층은 또한 제2 재료를 포함하는 제1 하위 층 및 제4 재료를 포함하는 제2 하위 층과 같은 하위 층을 포함할 수 있다. 제4 재료는 제1 재료, 제2 재료 및 제3 재료와 상이할 수 있다. 이러한 하위 층은 또한 서로 바로 인접하여 유체가 제2 재료 층을 통과할 때 제2 재료 층을 통과하는 유체가 제2 재료 층의 제1 하위 층을 통과한 다음 제2 재료 층의 제2 하위 층을 통과(예를 들어, 제2 재료 층의 하위 층의 제2 및 제4 재료를 통과)할 수 있다.

방사형 흡착기의 일부 실시예는 제3 재료를 포함하는 제3 재료 층을 포함할 수 있다. 제3 재료는 제1 재료와 상이할 수 있고 제3 재료는 또한 제2 재료와 상이할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 3개보다 많은 재료 층이 있을 수 있다. 재료 층 또는 하나 이상의 재료 층의 하위 층을 위한 재료는 일부 실시예에서 다음의 조합일 수 있다: 분자체, 알루미나, 실리카(예를 들어, 실리카겔), 금속 산화물, 일산화탄소 및 수소 가스 제거(CO/H₂ 제거)를 위한 산화 구리-산화 망간 혼합물, 아산화 질소를 제거하기 위한 흡착제 재료 또는 흡수제 재료(예를 들어, 촉매), 일산화탄소를 제거하기 위한 흡착제 재료 또는 흡수제 재료(예를 들어, 촉매), 이산화탄소를 제거하기 위한 흡착제 재료 또는 흡수제 재료(예를 들어, 촉매), 수소를 제거하기 위한 흡착제 재료 또는 흡수제 재료(예를 들어, 촉매), 또는 층을 통과한 유체(예를 들어, 기체 화합물의 혼합물을 갖는 가스, 공기, 등)로부터 다른 표적 요소 또는 표적 요소의 조합을 제거하기 위한 흡착제 재료 또는 흡수제 재료(예를 들어, 촉매). 각 재료 층 및/또는 재료 층의 각 하위 층은 표적 화합물(예를 들어, CO, H₂, 물 등)의 하나 이상의 상이한 표적 요소를 제거하기 위한 상이한 재료를 포함할 수 있다. 각 층의 재료는 재료를 통과하는 유체(예를 들어, 가스)로부터 하나 이상의 재료를 흡착 및/또는 흡수하는 것을 용이하게 하기 위한 공극을 갖는 고체 미립자 재료일 수 있다.

3개 이상의 재료 층을 사용하는 방사형 흡착기의 실시예에서, 적어도 하나의 유동 안내 구조는 (i) 입구로부터 유체를 수용하고 유체를 제1 재료 층의 내부측으로 안내하도록 위치된 제1 내부 도관 및 제2 재료 층의 외부측으로부터 유체를 수용하고 제3 재료 층의 외부측으로 유체를 안내하도록 위치된 제1 외부 도관; 또는 (ii) 입구로부터 유체를 수용하고 유체를 제1 재료 층의 외부측으로 안내하도록 위치된 제1 외부 도관 및 제2 재료 층의 내부측으로부터 유체를 수용하고 제3 재료 층의 내부측으로 유체를 안내하도록 위치된 제1 내부 도관을 포함할 수 있다.

(ii) 입구로부터 유체를 수용하고 유체를 제1 재료 층의 외부측으로 안내하도록 위치된 제1 외부 도관 및 제2 재료 층의 내부측으로부터 유체를 수용하고 제3 재료 층의 내부측으로 유체를 안내하도록 위치된 제1 내부 도관을 포함하는 흡착기의 일부 실시예에서, 적어도 하나의 유동 안내 구조는 또한 제3 재료 층의 외부측으로부터 유체를 수용하고 용기의 출구로 유체를 안내하도록 위치된 제2 외부 도관을 포함할 수 있다.

일부 실시예에서, 제3 재료 층은 원추형 리셉터클 내에 보유될 수 있다. 제3 층의 내부측은 제3 재료 층의 외부측보다 크기가 더 작을 수 있다.

일부 실시예에서, 방사형 흡착기는 챔버를 갖는 용기, 챔버와 유체 연통하는 입구 및 챔버와 유체 연통하는 출구를 포함할 수 있다. 또한, 챔버에 재료 층이 위치될 수도 있다. 재료 층은 챔버 내의 제2 재료 층에 인접하게 위치된 제1 재료 층을 포함할 수 있다. 제1 재료 층은 제1 재료를 포함할 수 있고 제2 재료 층은 제1 재료와 상이한 제2 재료를 포함할 수 있다. 용기는 또한 챔버 내에서 그리고 재료 층을 통해 유체를 안내하기 위해 챔버 내에 형성되거나 위치된 적어도 하나의 유동 안내 구조를 가질 수 있다. 적어도 하나의 유동 안내 구조는 유체가 유로를 따라 챔버를 통과하도록 구성될 수 있다. 형성된 유로는 흡착기가 온스트림 상태에 있을 때 유체 유동에 대한 다음 옵션 중 하나를 포함할 수 있다:

(i) 입구로부터 챔버의 외부 영역으로 유동하여 제1 반경방향 방향으로 제1 재료 층을 통과함으로써 챔버의 외부 영역으로부터 챔버의 내부 영역으로 유동하고, 그 후, 내부 영역으로부터 챔버의 외부 영역으로 통과하여 제2 반경방향 방향으로 제2 재료 층을 통과한 후 출구를 통해 챔버를 빠져나가는 옵션;

(ii) 입구로부터 내부 영역으로 유동하여 제1 반경방향 방향으로 제1 재료 층을 통과함으로써 내부 영역으로부터 외부 영역으로 유동하고, 그 후, 외부 영역으로부터 내부 영역으로 통과하여 제2 반경방향 방향으로 제2 재료 층을 통과한 후 출구를 통해 챔버를 빠져나가는 옵션;

(iii) 입구로부터 챔버의 외부 영역으로 유동하여 제1 반경방향 방향으로 제1 재료 층, 그리고 또한, 제2 재료 층을 통과함으로써 챔버의 외부 영역으로부터 챔버의 내부 영역으로 유동하고, 그 다음, 반경방향 방향에 횡방향이거나 수직인 축방향 유동 방향으로 제1 및 제2 층의 하류에서 챔버에 위치된 제3 재료 층을 통과함으로써 내부 영역으로부터 출구로 통과하는 옵션;

(iv) 입구로부터 내부 영역으로 유동하여 제1 반경방향 방향으로 제1 재료 층, 그리고 또한 제2 재료 층을 통과함으로써 내부 영역으로부터 외부 영역으로 유동하고, 그 다음, 제2 반경방향 방향으로 제3 재료 층을 통과함으로써 외부 영역으로부터 출구를 향해 통과하는 옵션- 제3 재료 층은 제1 및 제2 재료 층의 하류에서 챔버 내에 위치됨 -; 및

(iv) 입구로부터 챔버의 외부 영역으로 유동하여 제1 반경방향 방향으로 제1 재료 층, 그리고, 또한, 제2 재료 층을 통과함으로써 챔버의 외부 영역으로부터 챔버의 내부 영역으로 유동하고, 그 다음, 제2 반경방향 유동 방향으로 제3 재료 층을 통과함으로써 내부 영역으로부터 출구를 향해 통과하는 옵션- 제3 재료 층은 제1 및 제2 재료 층의 하류에서 챔버 내에 위치됨 -.

방사형 흡착기를 통해 유체를 통과시키는 방법은 또한 흡착기 용기의 챔버 내의 재료 층을 통해 유체를 통과시키기 위해 이러한 유로를 이용할 수 있다. 다른 실시예는 마찬가지로 챔버 내에서 다른 유형의 유로를 형성하기 위해 적어도 하나의 유동 안내 구조의 배열을 포함할 수 있다.

3개 이상의 층을 포함하는 방사형 흡착기의 실시예는 제3 재료 층과 제1 재료 층 사이에 위치된 제1 유동 우회 방지 메커니즘 및/또는 제3 재료 층과 제2 재료 층 사이에 위치된 제2 유동 우회 방지 메커니즘을 포함할 수 있다. 제1 유동 우회 방지 메커니즘은 제1 구획의 적어도 일부를 형성하기 위해 적어도 하나의 제1 스프링 및 제1 연장 가능 부재를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 제1 스프링은 제1 구획에 위치할 수 있다. 제1 스프링의 제1 단부는 제1 재료 층과 결합 및/또는 접촉할 수 있고, 제1 스프링의 제2 단부는 제3 재료 층과 결합 및/또는 접촉할 수 있어서, 제1 연장 가능 부재는, 유체가 제1 재료 층 및 제3 재료 층을 통과한 결과로 제1 재료 및/또는 제3 재료가 더 조밀하게 패킹되는 것으로 인한 침강 효과에 응답하여 적어도 하나의 제1 스프링을 통해 연장된다. 제2 유동 우회 방지 메커니즘은 제2 구획의 적어도 일부를 형성하기 위해 적어도 하나의 제2 스프링 및 제2 연장 가능 부재를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 제2 스프링은 제2 구획에 위치할 수 있다. 제2 스프링의 제1 단부는 제2 재료 층과 결합 및/또는 접촉할 수 있고, 스프링의 제2 단부는 제3 재료 층과 결합 및/또는 접촉할 수 있어서, 제2 연장 가능 부재는, 유체가 제2 재료 층 및 제3 재료 층을 통과한 결과로 제2 재료 및/또는 제3 재료가 더 조밀하게 패킹되는 것으로 인한 침강 효과에 응답하여 적어도 하나의 제2 스프링을 통해 연장된다.

적어도 제1 및 제2 재료 층을 이용하는 방사형 흡착기의 실시예에서, 흡착기는 제1 재료 층과 제2 재료 층 사이에 위치된 제1 유동 우회 방지 메커니즘을 포함할 수 있다. 제1 유동 우회 방지 메커니즘은 적어도 하나의 스프링 및 구획을 적어도 부분적으로 형성하도록 위치된 제1 연장 가능 부재를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 스프링은 구획 내에 위치할 수 있다. 각각의 스프링의 제1 단부는 제1 재료 층과 결합 및/또는 접촉할 수 있고, 스프링의 제2 단부는 제2 재료 층과 결합 및/또는 접촉할 수 있어서, 제1 연장 가능 재료는, 유체가 제1 재료 층 및 제2 재료 층을 통과한 결과로 제1 재료 및/또는 제2 재료가 더 조밀하게 패킹되는 것으로 인한 침강 효과에 응답하여 적어도 하나의 스프링을 통해 연장된다.

흡착 시스템도 제공된다. 흡착 시스템의 실시예는 병렬로 작동하도록 배열된 제1 흡착기 및 제2 흡착기를 포함할 수 있으며 제1 흡착기가 온스트림 상태에 있을 때 제2 흡착기가 오프스트림 상태에 있고 제2 흡착기가 온스트림 상태에 있을 때, 제1 흡착기는 오프스트림 상태에 있다. 제1 흡착기는 제1 흡착기의 온스트림 상태에 있을 때 제1 흡착기를 통과한 유체를 정화하도록 구성될 수 있다. 제1 흡착기는 또한 제1 흡착기의 오프스트림 상태에 있을 때 흡착제 재생이 적용되도록 유체의 재생 유동을 수용하도록 구성될 수 있다. 제2 흡착기는 제2 흡착기의 온스트림 상태에 있을 때 제2 흡착기를 통과한 유체를 정화하도록 구성될 수 있고, 제2 흡착기의 오프스트림 상태에 있을 때 흡착제 재생이 적용되도록 유체의 재생 유동을 수용하도록 구성될 수 있다. 제1 흡착기 및 제2 흡착기는 각각 2개 이상의 재료 층(예를 들어, 적어도 제1 및 제2 재료 층) 및 용기의 챔버 내에 적어도 하나의 유동 안내 구조를 포함하는 방사형 흡착기의 실시예일 수 있다. 각각의 방사형 흡착기는 또한 적어도 하나의 유동 우회 방지 메커니즘을 포함할 수 있다. 각 유동 우회 방지 메커니즘은 상이한 재료 층 사이에 연결될 수 있다.

플랜트의 실시예가 또한 제공된다. 플랜트의 실시예는 방사형 흡착기의 적어도 하나의 실시예를 이용할 수 있는 흡착 시스템의 실시예를 포함할 수 있다. 플랜트의 실시예는 또한 자동화된 프로세스 제어 장비, 유체를 흡착 시스템에 공급하기 위해 유체를 압축하기 위한 압축기, 냉각기, 열 교환기, 도관 구조, 용기 및 유체 처리 장치 및 다른 플랜트 요소와 같은 다른 구조 및 메커니즘을 포함할 수 있다.

방사형 흡착기를 통해 유체를 통과시키는 방법의 실시예가 또한 제공된다. 방법의 실시예는

(a) 방사형 흡착기의 용기 입구에서 다음 중 하나로 유체를 전달하는 단계:

(i) 입구로부터 유체를 수용하도록 위치된 제1 내부 도관- 제1 내부 도관은 유체를 용기 내의 제1 재료 층의 내부측으로 안내함 -,

(ii) 입구로부터 유체를 수용하고 용기 내에 위치한 제1 재료 층의 외부측으로 유체를 안내하도록 위치된 제1 외부 도관;

(b) 제1 재료 층을 통해 유체를 통과시키는 단계;

(c) 제1 재료 층으로부터 용기 내부의 유체를 통과시키는 단계로서, 유체는 다음:

(i) 제1 재료 층의 내부측으로부터 용기 내의 제1 내부 도관의 입구 개구로, 및

(ii) 제2 재료 층을 통해 용기 내의 제1 내부 도관의 입구 개구로 통과하도록 제1 재료 층으로부터 용기 내의 제2 재료 층으로;

(iii) 제2 재료 층을 통해 용기 내의 제1 외부 도관의 입구 개구로 통과하도록 제1 재료 층으로부터 용기 내의 제2 재료 층으로; 및

(iv) 제1 재료 층의 외부측으로부터 용기 내의 제1 외부 도관의 입구 개구로;

중 하나로 통과되는, 단계;

(d) 다음 중 하나가 이루어지도록 유체를 안내하는 단계:

(i) 유체가 제1 내부 도관으로부터 용기 내의 제2 재료 층으로 통과되는 것,

(ii) 유체가 제1 내부 도관으로부터 용기 내의 제3 재료 층으로 통과되는 것, 및

(iii) 제2 재료 층을 통과하기 위해 유체가 제1 외부 도관으로부터 용기 내의 제2 재료 층의 외부측으로 통과되는 것,

(iv) 제3 재료 층을 통과하기 위해 유체가 제1 외부 도관으로부터 제3 재료 층으로 통과되는 것; 및

(e) 유체가 적어도 제1 재료 층 및 제2 재료 층을 통과한 후 용기의 출구 외부로 유체를 통과시키는 단계를 포함할 수 있다.

방법의 실시예는 2개 이상의 적층된 층(예를 들어, 적층된 재료 층인 제1 및 제2 재료 층)을 갖는 유체의 Z 유동이 존재하도록 유체가 용기를 통과하도록 구성될 수 있다. 유체가 반경방향 방향으로만 이동하거나 유로가 실질적으로 반경방향 방향으로 이동(예를 들어, 유체의 유로의 80-90 % 또는 80 % 초과 또는 유로의 90 % 초과가 반경방향으로 이동)하는 유체의 유동이도록 유체가 용기 챔버를 통과할 수 있다.

방법의 다른 실시예는, 2개 이상의 적층된 층(예를 들어, 제1 및 제2 재료 층은 적층된 재료 층임)을 이용하는 흡착기의 챔버 내에, 용기의 챔버 내에서 유체의 유로의 반경방향 유동과 축방향 유동의 조합이 존재하는, 유체의 Z 유로가 존재하도록 구성될 수 있다. 적어도 하나의 적층된 층은 유체가 그 층을 통해 통과하도록 반경방향 방향(예를 들어, 용기의 반경을 따른 방향)으로 유체가 유동하는 유로의 적어도 하나의 유동 세그먼트가 존재하도록 배열될 수 있고, 적어도 하나의 적층된 층은 유체가 그 층을 통과하도록 축방향 방향(예를 들어, 반경방향 유동 방향에 횡방향이거나 수직인 수직 방향)으로 유체가 유동하는 유체 유로의 적어도 하나의 유동 세그먼트가 존재하도록 배열될 수 있다. 각 적층된 층은 다수의 하위 층을 갖거나 단지 단일 하위 층을 가질 수 있다.

본 발명의 흡착기, 방사형 흡착기, 방사형 흡착기를 사용하는 시스템 및 이를 제조하고 이용하는 방법의 다른 세부 사항, 목적 및 이점은 다음의 특정 예시적인 실시예의 설명이 진행됨에 따라 명백해질 것이다.

흡착기, 방사형 흡착기, 방사형 흡착기를 이용하는 시스템 및 이를 제조하고 사용하는 방법의 예시적인 실시예가 여기에 포함된 도면에 도시되어 있다. 도면에 사용된 유사한 참조 번호는 유사한 구성요소를 나타낼 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 흡착기 시스템의 예시적인 실시예를 이용하는 플랜트의 예시적인 실시예의 박스 도면이다.
도 2는 플랜트(100)의 흡착 시스템(107)에 포함될 수 있는 방사형 흡착기의 제1 예시적인 실시예의 개략도이다.
도 3은 플랜트(100)의 흡착 시스템(107)에 포함될 수 있는 방사형 흡착기의 제2 예시적인 실시예의 개략도이다.
도 4는 플랜트(100)의 흡착 시스템(107)에 포함될 수 있는 방사형 흡착기의 제3 예시적인 실시예의 개략도이다.
도 5는 플랜트(100)의 흡착 시스템(107)에 포함될 수 있는 방사형 흡착기의 제4 예시적인 실시예의 개략도이다.
도 6은 플랜트(100)의 흡착 시스템(107)에 포함될 수 있는 방사형 흡착기의 제5 예시적인 실시예의 개략도이다.
도 7은 플랜트(100)의 흡착 시스템(107)에 포함될 수 있는 방사형 흡착기의 제6 예시적인 실시예의 개략도이다.
도 8은 플랜트(100)의 흡착 시스템(107)에 포함될 수 있는 방사형 흡착기의 제7 예시적인 실시예의 개략도이다.
도 9는 플랜트(100)의 흡착 시스템(107)에 포함될 수 있는 방사형 흡착기의 제8 예시적인 실시예의 개략도이다.
도 10은 도 1 내지 도 9에 도시되어 있는 방사형 흡착기의 실시예에서 이용될 수 있는 예시적인 유동 우회 방지 메커니즘(900)을 도시하고 있는 개략도이다. 층 분리기는 압축된 위치 또는 수축 위치로 고려될 수 있는 제1 위치에서 인접한 흡착제 층 사이에 위치할 수 있다.
도 11은 연장된 상태로 고려될 수 있는 제2 위치에서 인접한 층 사이에 위치할 수 있는 예시적인 유동 우회 방지 메커니즘(900)을 도시하고 있는 도 10과 유사한 개략도이다.

도 1 내지 도 11을 참조하면, 플랜트(100)는 하나 이상의 원하는 생성물(예를 들어, 산소 가스, 질소 가스, 아르곤 가스 등)을 제공하기 위한 하나 이상의 출력 유동을 생성하기 위한 극저온 공기 증류 시스템으로 구성될 수 있다. 다른 실시예에서, 플랜트는 하나 이상의 다른 원하는 생성물 유동을 생성하기 위해 다른 유체를 처리하도록 구성될 수 있다.

플랜트(100)는 흡착기 시스템(200)을 포함할 수 있는 흡착 시스템(107)을 포함하도록 구성될 수 있다. 흡착 시스템(107)의 흡착기(200)는 제1 흡착기(107a) 및 제2 흡착기(107b)를 포함할 수 있다. 임의의 수의 추가 흡착기가 존재할 수 있다. 제1 및 제2 흡착기(107a, 107b)는 방사형 흡착기로 구성될 수 있다. 흡착 시스템(107)은 흡착기(200)의 배열을 이용하며, 열 스윙 흡착 프로세스(예를 들어, TSA 또는 TPSA 프로세스) 및/또는 압력 스윙 흡착 프로세스 또는 본 기술 분야에 알려진 임의의 다른 프로세스를 이용하도록 구성될 수 있다.

흡착 시스템(107)의 각각의 흡착기는 흡착제 재료의 층을 포함할 수 있다. 흡착 시스템의 각각의 흡착기는 또한 흡수를 통해 유체로부터 하나 이상의 표적 요소를 제거할 수 있는 하나 이상의 재료 층(예를 들어, 촉매 재료)을 포함할 수 있다.

제1 및 제2 방사형 흡착기(107a 및 107b)는 이들이 병렬로 작동하도록 흡착 시스템(107) 내에 배열될 수 있다. 제1 흡착기(107a)가 흡착 시스템(107)으로 공급되는 유체 유동으로부터 하나 이상의 표적 물질을 흡착하여 정제 프로세스를 수행하는 온스트림일 때, 제2 흡착기(107b)는 흡착기의 흡착제 베드의 재생을 위한 재생이 적용될 수 있도록 정제에 대해 오프스트림일 수 있다. 추가로, 제2 흡착기(107b)가 흡착 시스템(107)으로 공급되는 유체 유동으로부터 하나 이상의 표적 물질을 흡착함으로써 정제 프로세스를 수행하는 온스트림일 때, 제1 흡착기(107a)는 흡착기의 흡착제 베드의 재생을 위한 재생이 적용될 수 있도록 오프스트림일 수 있다. 흡착 시스템(107)은 제1 또는 제2 흡착기로의 유체 입력이 변경되어(예를 들어, 밸브 위치 변경 등을 통해) 병렬 흡착기를 그 온스트림 상태와 오프스트림 상태 사이에서 전환하도록(예를 들어, 제1 흡착기가 온스트림일 때 제2 흡착기는 오프스트림일 수 있으며 그 반대도 마찬가지이다) 구성될 수 있다.

일부 실시예에서, 직렬로 작동할 수 있는 다수의 제1 흡착기, 그리고 또한 직렬 또는 유체의 정제를 위한 다른 유형의 배열로 작동하는 다수의 제2 흡착기가 있을 수 있다. 이는 제1 및 제2 흡착기(107a 및 107b)의 도 1의 개략도에 제공된 개략적 표현으로부터 이해할 수 있다. 이러한 실시예에서, 다수의 제1 흡착기는 그들이 그 온스트림 상태에 있을 때 유체가 차례로 각각의 제1 흡착기를 통과하거나 흡착 시스템(107)을 통해 정제될 유체의 분할 부분이 각각의 제1 흡착기를 통과하도록 배열될 수 있다. 유사하게, 다수의 제2 흡착기는 그들이 그 온스트림 상태에 있을 때 유체가 차례로 각각의 제2 흡착기를 통과하거나 흡착 시스템(107)을 통해 정제될 유체의 분할 부분이 각각의 제2 흡착기를 통과하도록 배열될 수 있다. 제1 및 제2 흡착기(200)의 이러한 배열은 제1 흡착기가 온스트림 상태에 있고 제2 흡착기는 오프스트림 상태에 있을 수 있게 하고 그 반대도 가능하도록 구성될 수 있다.

흡착 시스템(107)의 각 흡착기(200)(예를 들어, 제1 흡착기(107a), 제2 흡착기(107b) 등)는 흡착제로 층을 이룬 용기 내에 보유된 재료의 베드를 포함할 수 있다. 흡착기(200)가 온스트림 상태에 있을 때 제1 베드의 제1 흡착제 층은 주변 습기를 선택적으로 제거하기 위해 조성 및/또는 구조를 통해 구성될 수 있으며, 제1 베드의 제2 흡착제 층은 흡착 시스템(107)으로 공급되는 유체(예를 들어, 공기 공급물)로부터 이산화탄소(CO2), 질소 산화물(N2O), 중 탄화수소 및/또는 다른 유체 구성 성분을 선택적으로 제거하기 위해 조성 및/또는 구조를 통해 구성될 수 있다.

각각의 흡착기(200)는 또한 인접한 재료 층 사이의 흡착기의 용기(301)의 챔버 내에 위치된 적어도 하나의 유동 우회 방지 메커니즘(900)을 포함할 수 있다. 유동 우회 방지 메커니즘(900)은 흡착기의 작동 효율을 개선하고 유체의 일부가 용기의 챔버에 위치한 재료를 우회하여 용기를 통과하는 것을 피하는 것을 돕도록 구성될 수 있다.

흡착기(200)가 오프스트림 상태에 있을 때, 흡착기 내의 하나 이상의 재료 층을 재생하기 위해 재생 프로세스가 적용될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 흡착기는 재료의 재생이 그 재료를 유체 유동에서의 표적 물질의 흡착에 대해 그 원래 상태 또는 그에 근접한 상태로 복귀시키므로, 온스트림 상태로 복귀할 때, 하나 이상의 재료 층(예를 들어, 흡착제 재료)의 재생으로 인해 재생 전보다 개선된 효율성으로 작동할 수 있다.

적어도 일부 실시예에서, 재생 유체의 유동은 흡착기가 온스트림 상태에 있을 때 흡착기의 용기를 통과한 유체의 유로의 반대인 유로를 따라 흡수기(200)의 용기를 통과할 수 있다. 이러한 실시예에서, 온스트림 상태 동안 용기의 입구(202)는 재생 유체를 위한 출구로서 기능할 수 있고 온스트림 상태 동안 용기의 출구(210)는 재생 유체를 위한 입구로서 기능할 수 있다.

흡착 시스템(107)은 적어도 하나의 상류 장치로부터 정제(예를 들어, 흡착을 통해)가 적용되도록 적어도 하나의 도관을 통해 입력 스트림을 수용하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 플랜트(100)는 주변 공기 스트림이 압축기(103)에 의해 압축되도록 구성될 수 있다. 압축기(103)를 통해 압축된 공기는 선택적으로 적어도 하나의 도관을 통해 압축기(103)에 유체 연결된 적어도 하나의 냉각기(105)에 의해 냉각될 수 있다(예를 들어, 직접 접촉 애프터쿨러, 기계식 냉각기, 압축 가스로부터의 열을 사용하여 열 교환기를 통과하는 적어도 하나의의 다른 유체를 가열하여 압축 가스를 냉각시키는 다른 유형의 열 교환기 등).

일부 실시예에서, 압축된 유체 유동은 이어서 흡착 시스템(107)의 하나 이상의 온스트림 흡착기를 통해 유체를 정제하기 위해 압축기(103) 또는 냉각기(105)로부터 연장하는 적어도 하나의 도관을 통해 흡착 시스템(107)으로 공급될 수 있다.

공급 유체 스트림(예를 들어, 압축기(103)를 통해 압축된 공기의 공급 공기 스트림)이 흡착 시스템(107)의 각 온스트림 흡착기의 흡착제 베드를 통과할 때, 주변 습기, CO2, N2O, 수소, 일산화탄소, 중 탄화수소 성분 등과 같은 유체 스트림의 원치 않는 성분이 완전히 또는 부분적으로 제거될 수 있다. 정제된 유체는 흡착 시스템(107)으로부터 출력되어 흡착 시스템(107)을 하류 시스템(110)에 연결하는 적어도 하나의 흡착기 출력 도관을 통해 적어도 하나의 하류 시스템(110)으로 공급되어 정제된 유체 유동을 처리하고 하나 이상의 생성물 유동을 생성할 수 있다.

하류 시스템(110) 및/또는 플랜트의 다른 장치(111)(도 1에서 점선으로 도시됨)로부터의 하나 이상의 출력 유체 유동에는 주변 습기, CO2, N2O 및 중 탄화수소와 같은 표적 성분이 없을 수 있다. 이러한 출력 유체 유동은 적어도 하나의 도관을 통해 가열기(112)로 공급될 수 있다. 가열기(112)는 플랜트의 하류 시스템(110) 및/또는 다른 장치(111)로부터의 출력 유체를 사전 선택된 재생 유체 온도 또는 사전 선택된 재생 유체 온도 범위로 가열(예를 들어, 적어도 150°C로 가열,150°-220°C로 가열 등)할 수 있으며, 그래서, 재생 유체가 흡착 시스템(107)의 적어도 하나의 오프스트림 흡착기에 공급되어 흡착 시스템(107)의 하나 이상의 온스트림 흡착기가 그 온스트림 상태에 있는 동안 흡착기의 베드 내에서 재료의 재생을 용이하게 할 수 있다.

가열기(112)는 열 교환 장치(예를 들어, 전기 가열기, 스팀 가열기, 가스 연소 가열기 등)일 수 있다. 가열기(112)는 하나 이상의 유체 스트림을 가열하여 흡착 시스템의 오프스트림 흡착기(들)에 공급하기 위한 가열된 재생 유체 유동을 생성하여 열 스윙 및/또는 압력 스윙 효과에 의해 재료 내에 포획된 흡착제를 탈착시킴으로써 흡착기의 용기 내의 하나 이상의 재료 층을 재생시킬 수 있다. 탈착된 재료를 갖는 재생 유체는 탈착된 재료를 처리하기 위해 증류 컬럼, 세정 컬럼, 또는 다른 처리 장치를 이용할 수 있는 하류 폐기물 제거 시스템(115)에서의 처리를 위해 흡착기(200)로부터 출력될 수 있다. 이러한 출력 재생 유체의 적어도 일부는 또한(또는 대안적으로) 흡착 시스템(107)의 하나 이상의 온스트림 흡착기를 통한 처리를 위해 흡착 시스템(107)으로 재순환되기 위해 입력 공기 스트림 유동과 병합될 수 있다.

재생 유체를 통한 흡착물의 제거는 베드의 흡착제 재료 층뿐만 아니라 베드의 임의의 흡착제 재료 층(예를 들어, 촉매 층)을 재생시킬 수 있으므로 흡착기(200)가 그 온스트림 상태로 다시 전환될 때 개선된 효율로 작동할 수 있다. 재생이 적용된 후, 오프스트림 흡착기(들)는 온스트림 상태로 다시 전환될 수 있다. 동시에, 온스트림 흡착기(들)는 재생 적용을 위해 그 오프스트림 상태로 전환될 수 있다. 병렬로 작동하는 흡착 시스템의 온스트림 및 오프스트림 흡착기는 여러 사이클 동안 이러한 방식으로 그 온스트림 및 오프스트림 상태 사이에서 반복적으로 전환될 수 있다.

각 흡착기(200)의 용기(301)는 유로를 따라 챔버 내에서 그리고 재료 층을 통해 유체를 안내하기 위해 용기(301)의 챔버 내에 형성 및/또는 위치된 하나 이상의 유동 안내 구조(예를 들어, 도관 구조 또는 다른 유형의 유동 안내 구조)를 가질 수 있다. 하나 이상의 유동 안내 구조는 유체가 챔버의 외부 영역에서 챔버의 내부 영역으로 통과하여 재료 층을 통과하고/하거나 내부 영역에서 외부 영역으로 통과하여 재료 층을 통과하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 유체의 유로는 유체가 이중 적층 Z 유동 패턴으로 내부 및 외부 영역으로부터 여러 번 앞뒤로 통과되도록 형성될 수 있다.

예를 들어, 일부 실시예에서, 용기(301)의 내부 공동은 유체가 재료 층을 통해 용기의 내부 및 외부 영역 사이를 여러 번 통과하도록 유체가 "이중 Z 스택 유동"으로 통과하도록 배열될 수 있다 (예를 들어, (i) 해당 층을 통한 제1 반경방향 방향으로의 통과에 의해 적어도 제1 층을 통과하도록 외부 영역으로부터 내부 영역으로 통과하고, 그 다음, 내부 영역으로부터 하류 외부 영역으로, 그리고, 그 다음 제2 반경방향 방향으로의 통과에 의해 적어도 제2 층을 통과하도록 해당 하류 외부 영역으로부터 다른 하류 내부 영역으로 통과하는 것, (ii) 제1 반경방향 방향으로 적어도 하나의 재료 층을 통과하도록 내부 영역으로부터 외부 영역으로 통과하고, 그 다음, 외부 영역으로부터 하류 내부 영역으로, 그리고, 그 다음, 제2 반경방향 방향으로 적어도 하나의 재료 층을 통과하도록 해당 하류 내부 영역으로부터 다른 하류 외부 영역으로 통과하는 것, 등)

용기 챔버 또는 공동의 내부 영역은 더 중앙에 위치한 영역(예를 들어, 용기의 대향 헤드들 사이의 용기 중간 영역)으로 고려될 수 있다. 용기의 외부 영역은 그 챔버를 형성하는 용기의 외부 벽(들)과 내부 영역 사이에 있는 영역으로 고려될 수 있다. 외부 영역은 용기(301)의 챔버 내 내부 영역을 둘러싸거나 포위할 수 있다. 유체가 재료 층을 통과하기 위해 챔버의 내부 영역과 외부 영역 사이를 통과하는 용기 챔버(용기 공동이라고도 지칭됨) 내의 이러한 유동 안내 구조의 예가 도 2 내지 도 9를 참조로 본 명세서에서 더 구체적으로 설명된다.

흡착기(200)는 흡착기의 용기(301)를 통과할 수 있는 유체를 위해 내부에 형성된 유로를 가질 수 있음을 이해하여야 한다. 흡착기가 온스트림 상태에 있을 때 유체가 흡착기를 통과할 때 유체에 대한 이러한 유로는 제1 유동 배향을 가질 수 있다. 흡착기가 재생 적용을 위해 오프스트림 상태에 있을 때 용기를 통과할 수 있는 재생 유체의 유로는 흡착기가 오프스트림 상태에 있고 재생이 적용될 때 온스트림 상태 유로의 제1 배향의 반대인 제2 유동 배향을 가질 수 있다. 흡착기가 온스트림 상태에 있을 때의 온스트림 유로를 위한 입구(202)는 흡착기가 오프스트림 상태에 있을 때 유체의 재생 유동을 위한 출구로서 기능할 수 있다. 흡착기가 오프스트림 상태에 있을 때의 온스트림 유로를 위한 출구(210)는 흡착기가 오프스트림 상태에 있을 때 유체의 재생 유동을 위한 입구로서 기능할 수 있다.

일부 실시예에서, 흡착기(200)는 2개 이상의 적층된 층을 갖는 Z 유동이 존재하고 각각의 적층된 층이 반경방향으로만 유체가 이동하는 유동을 갖거나, 유로가 실질적으로 반경방향으로 이동하는 유체의 유동이도록(예를 들어, 유체 유로의 80-90 % 또는 유로의 80 % 초과 또는 90 % 초과가 반경방향으로 이동함) 구성된 용기를 가질 수 있다. 도 2 내지 도 7은 흡착기(200)에 대한 이러한 용기 구성의 예시적인 실시예를 예시한다. 도 2 내지 도 7에서 이해할 수 있는 바와 같이, 각각의 적층된 재료 층은 하나 이상의 동심 흡착제 하위 층을 가질 수 있다. 도 2 내지 도 5는 각각 하나의 흡착제 하위 층을 갖는 2개의 적층된 재료 층의 예를 예시한다. 도 6 및 도 7은 2개의 적층된 층을 갖는 예시적인 실시예를 예시하며, 제1 층은 2개의 동심 흡착제 하위 층을, 제2 층은 하나의 하위 층을 갖는다.

흡착기(200)의 다른 실시예는 2개 이상의 적층된 층을 갖는 유체의 Z 유로가 존재하도록 구성될 수 있다. 도 8 및 도 9는 이러한 흡착기(200) 구성의 예를 예시한다. 적어도 하나의 적층된 층은 반경방향(예를 들어, 용기의 반경을 따른 방향)으로 유동을 가질 수 있고, 적어도 하나의 적층된 층은 축방향(예를 들어, 반경방향 유동 방향에 대해 횡방향 또는 수직인 수직 방향)으로 유동을 가질 수 있다. 각 적층된 층에는 추가 하위 층이 있을 수 있다. 도 8 및 도 9는 2개의 적층된 층을 이용하는 예를 도시한다. 첫 번째는 이들 하위 층을 통한 유체의 반경방향 유동을 갖는 2개의 하위 층을 가지고 있다. 제2 적층된 층은 축방향으로 하위 층을 통과하는 유체의 수직 유동을 갖는 하나의 하위 층을 갖는다.

도 2 내지 도 11을 참조하면, 흡착 시스템(107)의 방사형 흡착기(200)는 상이한 구성을 가질 수 있다. 예를 들어, 방사형 흡착기(200)는 흡착기(200)의 용기의 대향 헤드들 사이의 길이(L)가 수직으로 연장하고 용기의 높이를 형성하며, 용기의 폭이 용기가 수평으로 연장하는 범위(예를 들어, 용기의 직경(D)에 의해 정의됨)이도록 수직 배향으로 구조화될 수 있다. 다른 실시예에서, 용기는 방사형 흡착기(200)의 용기가 수평으로 배향되어 그 길이가 수평으로 연장되고 용기의 높이가 용기의 직경(D)에 의해 정의될 수 있도록 구조화될 수 있다.

방사형 흡착기(200)의 용기는 흡착을 통해 정제될 유체를 수용하는 입구(202) 및 출구(210)를 포함할 수 있다. 입구(202)는 용기(301)의 헤드에서 용기(301)의 입구 단부에 또는 용기의 측면에 위치할 수 있다(점선으로 도시됨). 출구(210)는 용기의 단부 또는 용기의 측면에 있을 수 있다(도 2에서 점선으로 표시됨).

방사형 흡착기(200)의 용기(301)는 또한 용기의 챔버 또는 공동 내에서 제1 및 제2 외부 환형 도관 구조(303 및 308)의 내부에 위치된 내부 도관 구조(307)를 포함할 수 있다. 입구(202)는 용기의 제1 외부 환형 도관 구조(303)와 유체 연통할 수 있고 출구(210)는 제2 외부 환형 도관 구조(308)와 유체 연통할 수 있다. 용기(301)는 재료 층을 통과하기 위해 용기(301)의 챔버의 내부 및 외부 영역 사이를 통과하기 위해 형성된 유로(306)를 따라 유체가 용기를 통과하도록 구조화될 수 있다.

도 2 및 도 3에 도시되어 있는 실시예를 참조하면, 이러한 실시예는 2개의 재료 층 포함하는 베드를 갖는 방사형 흡착기에 대한 임의의 중간 스크린 요소(예를 들어, 중간 스크린 요소)의 완전한 제거를 허용하도록 구성될 수 있는 방사형 흡착기(200)의 예이다.

도 2에 도시되어 있는 실시예에서, 온스트림 상태에서 작동할 때 흡착기(200)의 용기(301) 내에 형성되는 유로(306)는 다음을 포함할 수 있다:

(i) 유체가 유로(306)의 제1 유동 세그먼트를 따라 입구(202)로부터 용기(301)로 통과하는 유로,

(ii) 그 다음, 유로(306)의 제2 유동 세그먼트를 따라 유체에 대한 초기 유체 공급 경로를 형성하는 제1 외부 환형 도관 구조(303)를 통한 유로,

(iii) 그 다음, 유로(306)의 제3 유동 세그먼트를 따라 제1 재료 층(305)을 통한 유로,

(iv) 그 다음, 유로(306)의 제4 유동 세그먼트를 따라 제1 층(305)의 하류에 위치된(예를 들어, 수직 배향 용기에 대해 제1 층 위에 또는 수평 배향 용기에 대해 제1 층의 하류의 제1 층의 하류측에 위치됨) 제2 재료 층(309)으로 운반되도록 내부 도관 구조(307) 내로의 유로,

(v) 그 다음, 제2 재료 층(309)으로부터 유로(306)의 제5 유동 세그먼트를 따라 제2 외부 환형 도관 구조(308)로 통과되는 유로,

(vi) 그 다음, 유체가 재료의 제1 및 제2 재료 층(305, 309)을 통과하고 그와 접촉한 이후 용기(301)로부터 정제된 유체를 출력하기 위해 제2 외부 환형 도관 구조(308)로부터 유로(306)의 제6 유동 세그먼트를 따라 출구(210)로의 유로.

흡착기(200)의 용기는 또한 입구(202)로부터의 유체를 제1 외부 환형 도관 구조(303)를 통해 제1 재료 층(305)을 향하도록 유도하기 위해 입구(202)에 인접한 용기의 챔버 또는 공동 내에 위치할 수 있는 유동 분배기 플레이트(304)를 포함할 수 있다. 유로(306)를 따라 용기(301) 내의 유체 유동을 유도하는 것을 돕기 위해 다른 유동 분배 요소가 또한 제공될 수 있다(예를 들어, 용기(301) 내에 위치되는 것, 용기(301)의 공동에 형성되는것 등).

제1 외부 환형 도관 구조(303)는 입구(202)로부터 유체를 수용하기 위한 적어도 하나의 입구 개구 및 제1 외부 환형 도관 구조(303)로부터 제1 재료 층(305)으로 유체를 통과시키기 위한 제1 재료 층(305)의 외부측에 인접한 적어도 하나의 출구 개구를 가질 수 있다.

제1 내부 환형 도관 구조(307)는 해당 층으로부터 유체를 수용하기 위해 제1 재료 층(305)의 내부측에 인접한 하나 이상의 개구 및 유체를 제2 재료 층(309)으로 출력하기 위해 제2 재료 층(309)의 내부측에 인접한 하나 이상의 개구와 유체 연통하는 내부 채널을 갖는 도관일 수 있다. 제1 내부 환형 도관 구조의 원위 대향 단부들은 유로(306)를 따라 제1 내부 환형 도관 구조(307)의 내부 채널 내에서 유체를 구동하는 것을 돕기 위해 폐쇄될 수 있다.

제2 외부 환형 도관 구조(308)는 유체를 출구(210)로 운송하기 위해 제2 외부 환형 도관 구조(308)를 통해 유체를 통과시키도록 제2 재료 층(309)으로부터 유체를 수용하기 위해 제2 재료 층(309)의 외부측에 인접한 적어도 하나의 개구를 가질 수 있다. 제2 외부 환형 도관 구조(308)는 정제된 유체가 용기(301)로부터 출력되기 위해 통과할 수 있는 출구(210)와 유체 연통하는 적어도 하나의 개구를 가질 수 있다.

제1 내부 환형 도관 구조(307)와 제1 및 제2 외부 환형 도관 구조(303 및 308)는 용기의 공동 또는 챔버 내의 유로의 유동 세그먼트를 따라 유체를 안내하는 유체를 위한 통로를 각각 형성할 수 있는 용기 공동 내의 도관 유형 구조로 각각 구조화될 수 있음을 이해하여야 한다. 예를 들어, 제1 외부 환형 도관 구조(303)는 유체를 입구로부터 제1 재료 층(305)으로 안내하기 위해 입구(202)와 제1 재료 층(305)의 외부측 사이에서 연장하는 환형 형상으로 형성될 수 있다. 제2 외부 환형 도관 구조(308)는 제2 재료 층(309)의 외부측으로부터 출구(210)로 유체를 안내하도록 위치된 외부 도관일 수 있다. 제1 내부 환형 도관 구조는 제1 재료 층(305)의 내부측으로부터 제2 재료 층(309)의 내부측으로 유체를 안내하는 제1 내부 도관일 수 있다.

제1 재료 층(305)은 용기(301)의 제1 리셉터클 내에 위치할 수 있고 용기(301)의 제2 리셉터클 내에 보유된 제2 재료 층(309)의 제2 재료와 상이한 제1 재료를 포함할 수 있다. 흡수기가 온스트림 상태에서 작동할 때, 제1 재료 층(305)은 상류 층(UL)으로 고려될 수 있고 제2 재료 층(309)은 하류 층(DL)으로 고려될 수 있다. 유동 우회 방지 메커니즘(900)은 이들 층 사이에 위치할 수 있다.

각 재료 층은 유체가 리셉터클 안팎으로 통과할 수 있게 하도록 하나 이상의 구멍을 갖는 리셉터클에 보유될 수 있다. 하나 이상의 구멍은 일부 실시예에서 리셉터클의 하나 이상의 스크린 요소에 의해 형성될 수 있다. 재료 층을 보유하는 각각의 리셉터클은 하나 이상의 스크린, 메시, 다수의 구멍을 갖는 적어도 하나의 플레이트, 또는 리셉터클의 적어도 일부를 형성하기 위해 사전 선택된 특정 형상을 갖는 재료의 적어도 하나의 천공된 멤브레인을 포함할 수 있다. 각각의 리셉터클은 또한 용기(301) 내의 원하는 위치에 재료 층을 보유할 수 있는 동시에 또한 유체가 층 안팎으로 통과할 수 있게 하는 또 다른 유형의 리셉터클 구조일 수 있다.

제1 및 제2 층(305 및 309)의 재료는 상이한 유형의 재료일 수 있다. 예를 들어, 제1 층과 제2 층은 각각 다음 옵션으로부터 상이한 구성요소 또는 구성요소 조합을 포함할 수 있다. 분자체, 알루미나, 실리카(예를 들어, 실리카겔), 금속 산화물, 일산화탄소 및 수소 가스 제거(CO/H2 제거)를 위한 산화 구리-산화 망간 혼합물, 아산화 질소를 제거하기 위한 흡착제 재료 또는 흡수제 재료(예를 들어, 촉매), 일산화탄소를 제거하기 위한 흡착제 재료 또는 흡수제 재료(예를 들어, 촉매), 이산화탄소를 제거하기 위한 흡착제 재료 또는 흡수제 재료(예를 들어, 촉매), 수소를 제거하기 위한 흡착제 재료 또는 흡수제 재료(예를 들어, 촉매), 또는 층을 통과한 유체(예를 들어, 기체 화합물의 혼합물을 갖는 가스, 공기, 등)로부터 다른 표적 요소 또는 표적 요소의 조합을 제거하기 위한 흡착제 재료 또는 흡수제 재료(예를 들어, 촉매).

흡착기(200)가 오프스트림 상태에 있고 재생이 적용될 수 있을 때, 용기(301) 내의 유로는 역전될 수 있다. 재생 유체는 재생 유체 입구로 기능하는 출구(210)를 통해 용기로 통과할 수 있다. 그 다음, 재생 유체는 역전된 유로를 따라 탱크를 통과한 다음 재생 유체 출구로 기능하는 입구(202)를 통해 용기(301)를 빠져나갈 수 있다.

도 3을 참조하면, 방사형 흡착기(200)의 용기는 용기(301) 내에 상이한 유로(406)를 형성하기 위해 상이한 내부 구성을 포함할 수 있다. 예를 들어, 용기(301)는 제1 및 제2 내부 환형 도관 구조(403 및 404) 및 용기(401) 내의 유체 유로(406)를 형성하는 제1 외부 환형 도관 구조(407)를 포함할 수 있다. 제1 내부 환형 도관 구조(403), 제2 내부 환형 도관 구조(404) 및 제1 외부 환형 도관 구조(407)는 용기(301)의 공동 또는 챔버 내의 유로의 유동 세그먼트를 따라 유체를 안내하는 유체를 위한 통로를 각각 형성할 수 있는 용기 공동 내의 도관 유형 구조로 각각 구조화될 수 있음을 이해하여야 한다. 예를 들어, 제1 및 제2 내부 환형 도관 구조(403 및 404)는 내부 도관일 수 있고, 제1 외부 환형 도관 구조(407)는 제1 및 제2 재료 층(405 및 408)의 외부측들 사이에서 연장되도록 위치되는 외부 환형 형상 도관일 수 있다.

예를 들어, 제1 내부 환형 도관 구조(403)는 구조의 상류 단부에서 적어도 하나의 입구를 통해 입구(202)로부터 수용된 유체를 제1 재료 층으로 운반하기 위해 제1 재료 층(405)의 내부측에 인접한 개구와 유체 연통하는 내부 채널을 갖는 도관일 수 있다. 제1 환형 도관 구조(403)의 하류 단부는 용기의 제1 헤드에 인접한 입구(202)로부터 수용된 유체를 제1 재료 층(405)으로 구동하는 것을 돕기 위해 폐쇄될 수 있으며, 이는 제1 재료 층(405)이 제1 내부 환형 구조(403)와 유체 연통하고 제1 내부 환형 구조(403)로부터 유체를 수용할 수 있도록 하나 이상의 구멍을 갖는 리셉터클 내에 위치할 수 있다. 제1 재료 층의 리셉터클은 제1 내부 환형 구조(403)의 적어도 일부를 둘러싸도록 위치될 수 있다.

제1 내부 환형 도관 구조의 하류 단부는 유체를 제1 재료 층(405)으로 유도하기 위해 용기 내에서 유로(406)를 따라 제1 내부 환형 도관 구조(403)의 내부 채널 내에서 유체를 구동하는 것을 돕기 위해 폐쇄될 수 있다. 유체가 제1 내부 환형 구조(403)로부터 제1 재료 층(405)으로 통과할 수 있도록 제1 재료 층(405)의 내부측에 인접한 그 내부 채널과 연통하는 제1 환형 도관 구조에 하나 이상의 개구가 있을 수 있다.

제1 외부 환형 도관 구조(407)는 제1 재료 층(405)을 보유하는 용기(401)의 리셉터클에 있는 하나 이상의 구멍을 통해 해당 층으로부터 유체를 수용하기 위해 제1 재료 층(405)의 외부측에 인접한 적어도 하나의 입구 개구를 가질 수 있다. 제1 리셉터클의 하나 이상의 구멍은 제1 재료 층(405)을 그 외부측에 보유하고 하나 이상의 구멍은 그 내부측에서 천공부, 스크린의 메시로 형성된 사형 통로 또는 다른 유형의 구멍일 수 있다.

제1 외부 환형 도관 구조(407)는 또한 유체를 용기(301)의 제2 리셉터클 내에 보유된 제2 재료 층(408)의 외부측에 인접한 적어도 하나의 출구 개구로 안내하거나 운송하기 위해 하나 이상의 입구 개구와 연통하는 통로를 형성할 수 있다. 제2 리셉터클은 제1 환형 외부 구조(407)와 제2 내부 환형 구조(404) 사이에 유체 연통 연결을 제공하기 위해 그 외부측에 적어도 하나의 구멍 및 그 내부측에 적어도 하나의 구멍을 가질 수 있다. 제2 리셉터클의 그 외부측의 하나 이상의 구멍 및 그 내부측의 하나 이상의 구멍은 천공부, 스크린의 메시로 형성된 사형 통로 또는 다른 유형의 구멍일 수 있다.

제1 및 제2 재료 층(405 및 408)을 보유하는 제1 및 제2 리셉터클은 각각 하나 이상의 스크린, 메시, 다수의 구멍을 갖는 적어도 하나의 플레이트, 적어도 하나의 천공된 재료 멤브레인, 또는 용기(301) 내의 원하는 위치에 재료 층을 보유할 수 있는 동시에 또한 유체가 층 안팎으로 통과할 수 있게 하는 다른 유형의 리셉터클 구조에 의해 형성되거나 이를 포함할 수 있다.

용기(301)가 그 온스트림 상태에 있을 때, 제1 재료 층(405)은 재료의 상류 층(UL)으로 고려될 수 있고 제2 재료 층(408)은 재료의 하류 층(DL)으로 고려될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 유동 우회 방지 메커니즘(900)은 이들 층 사이에 위치할 수 있다.

제2 내부 환형 도관 구조(404)는 제2 재료 층으로부터 유체를 수용하고 그 유체를 출구(210)를 향해 통과시키기 위해 제2 재료 층(408)의 내부측에 인접한 적어도 하나의 입구 개구와 유체 연통하는 내부 통로를 포함할 수 있다. 제2 내부 환형 도관 구조의 출구 단부는 유체가 제1 및 제2 재료 층(405 및 408)을 통과한 후에 정제된 유체가 용기(301) 밖으로 빠져나갈 수 있도록 출구(210)와 유체 연통할 수 있다.

재료 층을 통과하도록 용기(301)의 챔버의 내부 및 외부 영역 사이에 유체를 통과시키도록 구성된 용기(301)의 유로(406)가 있을 수 있다. 온스트림 상태의 용기(301)의 유로(406)는 다음을 포함할 수 있음을 이해하여야 한다:

(i) 유체가 유로(406)의 제1 유동 세그먼트를 따라 입구(202)로부터 용기(301)로 통과하는 유로,

(ii) 그 다음, 유로(406)의 제2 유동 세그먼트를 따라 유체에 대한 초기 유체 공급 경로를 형성하는 제1 내부 환형 도관 구조(403)를 통한 유로,

(iii) 그 다음, 유로(406)의 제3 유동 세그먼트를 따라 제1 재료 층(405)을 통한 유로,

(iv) 그 다음, 유로(406)의 제4 유동 세그먼트를 따라 제1 층(405)의 하류에 위치된(예를 들어, 수직 배향 용기에 대해 제1 층 위에 또는 수평 배향 용기에 대해 제1 층의 하류의 제1 층의 하류측에 위치됨) 제2 재료 층(408)으로 운반되도록 제1 외부 도관 구조(407) 내로의 유로,

(v) 그 다음, 제2 재료 층(408)으로부터 유로(406)의 제5 유동 세그먼트를 따라 제2 내부 환형 도관 구조(404)로 통과되는 유로,

(vi) 그 다음, 유체가 제1 및 제2 재료 층(405, 408)을 통과하고 그와 접촉한 이후 용기(301)로부터 정제된 유체를 출력하기 위해 제2 내부 환형 구조(404)로부터 유로(406)의 제6 유동 세그먼트를 따라 출구(210)로의 유로.

본 명세서에서 설명되고 도면에 도시되어 있는 실시예를 포함하는 방사형 흡착기(200)의 실시예에서, 제1 층의 제1 재료(예를 들어, 제1 층(305 또는 405) 등)는 유체로부터의 습기를 제거하도록(예를 들어, 흡착을 통해 유체로부터 물의 제거를 용이하게 하기 위한 미립자 재료의 조성 및 공극 구조를 통해) 구성된 알루미나 미립자 재료 및/또는 실리카겔일 수 있고, 제2 층의 제2 재료(예를 들어, 제2 층(309, 408) 등)는 유체로부터 CO2를 제거하도록(예를 들어, 흡착을 통해 CO2 제거를 용이하게 하기 위해 미립자 재료의 조성 및 공극 구조를 통해) 구성된 13X 제올라이트 미립자일 수 있다.

방사형 흡착기(200)의 실시예에서 제1 재료 층은 또한 제2 재료 층의 평균 입자 크기와 상이한 평균 입자 크기를 갖는 미립자를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 제1 및 제2 재료 층은 동일한 평균 입자 크기 또는 유사한 평균 입자 크기를 가질 수 있는 것으로 고려된다.

방사형 흡착기(200)의 실시예는 또한 2개보다 많은 재료 층을 포함하도록 구성될 수 있다. 도 4 내지 도 9는 2개보다 많은 재료 층에 대해 구조화될 수 있는 반경방향 흡착기 용기(301)의 예를 예시한다. 도 4 및 도 5에 도시되어 있는 실시예를 참조하면, 이러한 실시예는 3개의 재료 층 포함하는 베드를 갖는 방사형 흡착기에 대한 임의의 중간 스크린 요소(예를 들어, 중간 스크린 요소)의 완전한 제거를 허용하도록 구성될 수 있는 방사형 흡착기(200)의 예이다. 도 7, 도 8 및 도 9의 실시예를 참조하면, 이들 실시예는 3개 이상의 재료 층을 사용하는 베드를 갖는 흡착기에 대해 감소된 수의 중간 스크린 요소를 이용할 수 있는 방사형 흡착기(200)의 예이다.

도 4의 방사형 흡착기(200)는 제1, 제2 및 제3 재료 층(505, 509 및 511)을 포함하는 용기(301)를 포함한다. 제1 내부 도관(504)은 용기(301)의 입구(202)로부터 유체를 수용하도록 위치되어 해당 유체를 제1 재료 층(505)으로 통과시킬 수 있다. 제1 내부 도관은 입구(202)로부터 유체를 수용하기 위한 입구 및 제1 재료 층(505)의 내부측에 인접한 적어도 하나의 출구 개구를 포함할 수 있다. 제1 재료 층(505)은 유체가 제1 층(505)으로부터 제1 외부 도관(503)의 적어도 하나의 입구 개구로 통과될 수 있도록 제1 내부 도관(504)의 적어도 하나의 출구에 인접한 하나 이상의 개구 및 제1 외부 환형 도관(503)에 인접한 그 외부측에 하나 이상의 개구를 포함하는 용기의 제1 리셉터클에 보유될 수 있다.

제1 외부 도관(503)은 유체가 제1 재료 층(505)으로부터 제2 재료 층(509)으로 통과할 수 있는 통로를 형성할 수 있다. 제1 외부 도관의 적어도 하나의 출구 개구는 유체가 제2 층으로 통과할 수 있도록 제2 재료 층(509)의 외부측에 인접할 수 있다. 제2 층은 유체가 제2 재료 층(509)을 통해 제2 내부 도관(506)으로 통과할 수 있도록 제1 외부 도관을 제2 내부 도관(506)에 유체 연결하기 위해 그 외부측에 적어도 하나의 개구 및 그 내부측에 적어도 하나의 개구를 갖는 용기(301)의 제2 리테이너에 보유될 수 있다.

제2 내부 도관(506)은 유체가 제2 내부 도관으로 통과할 수 있도록 제2 재료 층의 내부측에 인접한 적어도 하나의 입구 개구를 포함할 수 있다. 제2 내부 도관(506)은 또한 유체가 제2 내부 도관을 통해 안내되고 제3 재료 층(511)으로 통과될 수 있도록 제3 재료 층(511)의 내부측에 인접한 적어도 하나의 출구 개구를 포함할 수 있다. 제3 재료 층(511)은 유체가 제3 재료 층을 통해 제2 외부 도관(507)으로 통과할 수 있도록 그 내부측에 적어도 하나의 개구와 그 외부측에 적어도 하나의 개구를 갖는 용기의 제3 리셉터클 내에 보유될 수 있다.

제1, 제2 및 제3 재료 층(505, 509 및 511)을 보유하는 제1, 제2 및 제3 리셉터클은 각각 스크린, 메시, 다수의 구멍을 갖는 플레이트, 천공된 재료 멤브레인을 포함할 수 있거나, 용기(301) 내의 원하는 위치에 재료 층을 보유할 수 있는 동시에 또한 유체가 층 안팎으로 통과할 수 있게 하는 일부 다른 유형의 리셉터클 구조로 구조화될 수 있다.

제2 외부 도관(507)은 제3 재료 층(511)의 외부측에 인접한 제2 외부 도관(507)의 적어도 하나의 입구 개구를 통해 유체를 수용할 수 있다. 제2 외부 도관(507)의 출구 단부는 유체가 제1, 제2 및 제3 층(505, 509 및 511)을 통과한 후 정제된 유체를 용기 밖으로 운반하기 위해 용기의 출구(210)와 유체 연통할 수 있다.

제1 내부 도관(504), 제2 내부 도관(506), 제1 외부 도관(503) 및 제2 외부 도관(507)은 각각이 유로의 유동 세그먼트를 따라 용기의 공동 내에서 유체를 안내하기 위한 통로를 형성할 수 있는 용기 공동 또는 용기 챔버 내의 도관 유형 구조로서 각각 구조화될 수 있음을 이해하여야 한다.

재료 층을 통과하도록 용기(301)의 챔버의 내부 및 외부 영역 사이에 유체를 통과시키도록 구성된 용기(301)의 유로(516)가 있을 수 있다. 온스트림 상태의 용기(301)의 유로(516)는 다음을 포함할 수 있음을 이해하여야 한다:

(i) 유체가 유로(516)의 제1 유동 세그먼트를 따라 입구(202)로부터 용기(301)로 통과하는 유로,

(ii) 그 다음, 유로(516)의 제2 유동 세그먼트를 따라 유체에 대한 초기 유체 공급 경로를 형성하는 제1 내부 도관(504)를 통한 유로,

(iii) 그 다음, 유로(516)의 제3 유동 세그먼트를 따라 제1 재료 층(505)을 통한 유로,

(iv) 그 다음, 유로(516)의 제4 유동 세그먼트를 따라 제1 층(505)의 하류에 위치된(예를 들어, 수직 배향 용기에 대해 제1 층 위에 또는 수평 배향 용기에 대해 제1 층(505)의 하류의 제1 층의 하류측에 위치됨) 제2 재료 층(509)으로 운반되도록 제1 외부 도관(503) 내로의 유로,

(v) 그 다음, 제2 재료 층(509)으로부터 유로(516)의 제5 유동 세그먼트를 따라 제2 내부 도관(506)으로 통과되는 유로,

(vi) 그 다음, 제2 내부 도관(506)으로부터 유로(516)의 제6 유동 세그먼트를 따라 제2 층(509)의 하류에 위치하는(예를 들어, 수직 배향 용기에 대해 제2 층 위에 또는 수평 배향 용기에 대해 제2 층의 하류의 제2 층의 하류측에 위치됨) 제3 재료 층(511)으로의 유로,

(vii) 그 다음, 제3 재료 층(511)으로부터 유로(516)의 제7 유동 세그먼트를 따라 제2 외부 도관(507)으로 통과하는 유로,

(viii) 그 다음, 유체가 제1, 제2 및 제3 재료 층(505, 509 및 511)을 통과하고 그와 접촉된 후 용기(301)로부터 정제된 유체를 출력하기 위한 유로(516)의 제8 유동 세그먼트를 따라 제2 외부 도관(507)으로부터 용기(301)의 출구(210)로 통과하는 유로.

용기(301)가 그 온스트림 상태에 있을 때, 제1 재료 층(505)은 재료의 상류 층(UL)으로 고려될 수 있고 제2 재료 층(509)은 제1 재료 층(505)에 대해 재료의 하류 층(DL)으로 고려될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 제1 유동 우회 방지 메커니즘(900)은 이들 층 사이에 위치할 수 있다. 제2 유동 우회 방지 메커니즘(900)은 또한 제3 재료 층(511)과 제2 재료 층(509) 사이에 위치될 수 있다. 해당 유동 우회 방지 메커니즘에 대해, 제2 재료 층은 재료의 하류 층(DL)으로 고려될 수 있고, 제3 재료 층(511)은 재료의 상류 층(UL)으로 고려될 수 있다.

상이한 층을 위한 재료의 예는 유체로부터 습기를 제거하기 위한 알루미나 및/또는 실리카겔을 포함하는 제1 재료 층(505)을 포함할 수 있고, 제2 재료 층(509)은 유체로부터 CO2를 제거하기 위한 13X 제올라이트를 포함하고, 제3 재료 층(511)은 유체로부터 N2O를 제거하기 위한 칼슘 X 유형 제올라이트를 포함한다. 상이한 층에 대한 재료의 다른 예는 상이한 표적 요소의 제거 또는 상이한 조합의 표적 요소의 제거에 적절한 상이한 유형의 재료를 포함한다.

재료의 제1, 제2 및 제3 층은 다른 재료 조합을 포함할 수 있음을 이해하여야 한다. 예를 들어, 다른 실시예에서, 제1 재료 층(505)은 실리카, 알루미나, 분자체, 예컨대 13X를 포함할 수 있고, 제2 재료 층(509)은 13X 및 CaX와 같은 분자체를 포함할 수 있고, 제3 재료 층(511)은 분자체, 예컨대 13X 및 CaX, 금속 산화물 또는 일산화탄소 및 수소 가스 제거(CO/H2 제거)를 위한 산화 구리-산화 망간 혼합물을 포함할 수 있다.

도 5의 방사형 흡착기(200)는 제1, 제2 및 제3 재료 층(505, 509 및 511)을 포함하는 용기(301)를 포함한다. 제1 외부 도관(503)은 용기(301)의 입구(202)로부터 유체를 수용하도록 위치되어 해당 유체를 제1 재료 층(505)으로 통과시킬 수 있다. 유동 분배기 플레이트(304)는 원하는 유로(517)를 따라 제1 외부 도관(503)을 따른 용기의 공동의 대향 외부측들을 따라 유체의 유동을 용이하게 하기 위해 입구(202)를 통해 용기(301)로 통과된 유체를 전향하도록 위치될 수 있다. 제1 외부 도관(503)은 입구(202)로부터 유체를 수용하기 위한 입구 및 제1 재료 층(505)의 외부측에 인접한 적어도 하나의 출구 개구를 포함할 수 있다. 제1 재료 층(505)은 유체가 제1 층(505)으로부터 제1 내부 도관(504)의 적어도 하나의 입구 개구로 통과될 수 있도록 제1 외부 도관(503)의 적어도 하나의 출구에 인접한 하나 이상의 개구 및 제1 내부 도관(504)에 인접한 그 내부측에 하나 이상의 개구를 포함하는 용기의 제1 리셉터클에 보유될 수 있다. 제1 내부 도관(504)은 환형 공간, 환형 도관, 채널, 또는 파이프형 구조, 튜브일 수 있거나 일부 실시예에서 용기 내의 형성된 통로일 수 있다.

제1 내부 도관(504)은 유체가 제1 재료 층(505)으로부터 제2 재료 층(509)으로 통과할 수 있는 통로를 형성할 수 있다. 제1 내부 도관(504)의 적어도 하나의 출구 개구는 유체가 제2 층으로 통과할 수 있도록 제2 재료 층(509)의 내부측에 인접할 수 있다. 제2 층(509)은 유체가 제2 재료 층(509)을 통해 제2 내부 도관(506)으로 통과할 수 있도록 제1 내부 도관(504)을 제2 외부 도관(507)에 유체 연결하기 위해 그 외부측에 적어도 하나의 개구 및 그 내부측에 적어도 하나의 개구를 갖는 용기(301)의 제2 리테이너에 보유될 수 있다.

제2 외부 도관(507)은 유체가 제2 외부 도관(507)으로 통과할 수 있도록 제2 재료 층(509)의 외부측에 인접한 적어도 하나의 입구 개구를 포함할 수 있다. 제2 외부 도관(507)은 또한 유체가 제2 외부 도관(507)을 통해 안내되고 제3 재료 층(511)으로 통과될 수 있도록 제3 재료 층(511)의 외부측에 인접한 적어도 하나의 출구 개구를 포함할 수 있다. 제3 재료 층(511)은 유체가 제3 재료 층(511)을 통해 제2 내부 도관(506)으로 통과할 수 있도록 그 내부측에 적어도 하나의 개구와 그 외부측에 적어도 하나의 개구를 갖는 용기의 제3 리셉터클 내에 보유될 수 있다.

제1, 제2 및 제3 재료 층(505, 509 및 511)을 보유하는 제1, 제2 및 제3 리셉터클은 각각 스크린, 메시, 다수의 구멍을 갖는 플레이트, 천공된 재료 멤브레인을 포함할 수 있거나, 용기(301) 내의 원하는 위치에 재료 층을 보유할 수 있는 동시에 또한 유체가 층 안팎으로 통과할 수 있게 하는 일부 다른 유형의 리셉터클 구조로 구조화될 수 있다.

제2 내부 도관(506)은 제3 재료 층(511)의 내부측에 인접한 제2 입구 도관(506)의 적어도 하나의 입구 개구를 통해 유체를 수용할 수 있으며, 제3 재료 층의 리셉터클의 내부측의 적어도 하나의 개구로부터 통과한 유체는 제2 내부 도관(506)에 수용될 수 있다. 제2 내부 도관(506)의 출구 단부는 유체가 제1, 제2 및 제3 층(505, 509 및 511)을 통과한 후 정제된 유체를 용기 밖으로 운반하기 위해 용기의 출구(210)와 유체 연통할 수 있다.

재료 층을 통과하도록 용기(301)의 챔버의 내부 및 외부 영역 사이에 유체를 통과시키도록 구성된 용기(301)의 유로(517)가 있을 수 있다. 온스트림 상태에서 작동할 때 용기(301)의 유로(517)는 다음을 포함할 수 있음을 이해하여야 한다:

(i) 유체가 유로(517)의 제1 유동 세그먼트를 따라 입구(202)로부터 용기(301)로 통과하는 유로,

(ii) 그 다음, 유로(517)의 제2 유동 세그먼트를 따라 유체에 대한 초기 유체 공급 경로를 형성하는 제1 외부 도관(503)를 통한 유로,

(iii) 그 다음, 유로(517)의 제3 유동 세그먼트를 따라 제1 재료 층(505)을 통한 유로,

(iv) 그 다음, 유로(517)의 제4 유동 세그먼트를 따라 제1 층(505)의 하류에 위치된(예를 들어, 수직 배향 용기에 대해 제1 층 위에 또는 수평 배향 용기에 대해 제1 층(505)의 하류의 제1 층의 하류측에 위치됨) 제2 재료 층(509)으로 운반되도록 제1 내부 도관(504) 내로의 유로,

(v) 그 다음, 제2 재료 층(509)으로부터 유로(517)의 제5 유동 세그먼트를 따라 제2 외부 도관(507)으로 통과되는 유로,

(vi) 그 다음, 제2 외부 도관(507)으로부터 유로(517)의 제6 유동 세그먼트를 따라 제2 층(509)의 하류에 위치하는(예를 들어, 수직 배향 용기에 대해 제2 층 위에 또는 수평 배향 용기에 대해 제2 층의 하류의 제2 층의 하류측에 위치됨) 제3 재료 층(511)으로의 유로,

(vii) 그 다음, 제3 재료 층(511)으로부터 유로(517)의 제7 유동 세그먼트를 따라 제2 내부 도관(506)으로 통과하는 유로,

(viii) 그 다음, 유체가 제1, 제2 및 제3 재료 층(505, 509 및 511)을 통과하고 그와 접촉된 후 용기(301)로부터 정제된 유체를 출력하기 위한 유로(517)의 제8 유동 세그먼트를 따라 제2 내부 도관(506)으로부터 용기(301)의 출구(210)로 통과하는 유로.

용기(301)가 그 온스트림 상태에 있을 때, 제1 재료 층(505)은 재료의 상류 층(UL)으로 고려될 수 있고 제2 재료 층(509)은 제1 재료 층(505)에 대해 재료의 하류 층(DL)으로 고려될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 제1 유동 우회 방지 메커니즘(900)은 이들 층 사이에 위치할 수 있다. 제2 유동 우회 방지 메커니즘(900)은 또한 제3 재료 층(511)과 제2 재료 층(509) 사이에 위치될 수 있다. 해당 유동 우회 방지 메커니즘에 대해, 제2 재료 층은 재료의 하류 층(DL)으로 고려될 수 있고, 제3 재료 층(511)은 재료의 상류 층(UL)으로 고려될 수 있다.

도 5의 실시예에 대해 상이한 층을 위한 재료의 예는 유체로부터 습기를 제거하기 위한 알루미나 및/또는 실리카겔을 포함하는 제1 재료 층(505)을 포함할 수 있고, 제2 재료 층(509)은 유체로부터 CO2를 제거하기 위한 13X 제올라이트를 포함하고, 제3 재료 층(511)은 유체로부터 N2O를 제거하기 위한 칼슘 X 유형 제올라이트를 포함한다. 상이한 층에 대한 재료의 다른 예는 상이한 표적 요소의 제거 또는 상이한 조합의 표적 요소의 제거에 적절한 상이한 유형의 재료를 포함한다.

재료의 제1, 제2 및 제3 층은 다른 재료 조합을 포함할 수 있음을 이해하여야 한다. 예를 들어, 다른 실시예에서, 제1 재료 층(505)은 실리카, 알루미나, 분자체, 예컨대 13X를 포함할 수 있고, 제2 재료 층(509)은 13X 및 CaX와 같은 분자체를 포함할 수 있고, 제3 재료 층(511)은 분자체, 예컨대 13X 및 CaX, 금속 산화물 또는 일산화탄소 및 수소 가스 제거(CO/H2 제거)를 위한 산화 구리-산화 망간 혼합물을 포함할 수 있다.

도 6의 실시예를 참조하면, 용기(301)는 유체가 유로(616)를 따라 통과하도록 입구(202)를 통해 수용된 유체를 전향시키는 유동 분배기 플레이트(304)를 갖는 내부 공동을 포함할 수 있다. 유체는 입구(202)로부터의 유체가 제1 리셉터클 내에 보유된 제1 재료 층(605)의 외부측에 인접한 적어도 하나의 출구 개구를 갖는 제1 외부 환형 도관(603)의 입구로 통과하도록 유동 분배기 플레이트(304)를 통해 먼저 전향될 수 있고, 제1 리셉터클은 유체가 제1 외부 환형 도관(603)의 출구로부터 제1 재료 층(605)을 통해 제2 재료 층(609) 내로 통과할 수 있도록 그 내부측에 적어도 하나의 구멍 및 그 외부측에 적어도 하나의 구멍을 갖는다. 제2 재료 층(609)은 용기(301) 내의 제1 재료 층의 내부에 위치하는 제2 리셉터클 내에 보유될 수 있다. 제2 리셉터클은 유체가 제1 층(605)으로부터 제2 층(609)을 통해 제1 내부 도관(604) 내로 제2 재료 층(609)의 내부측에 인접한 제1 내부 도관의 적어도 하나의 입구 개구를 통해 통과할 수 있도록 제1 재료 층(605)의 내부측에 인접한 그 외부측에 적어도 하나의 구멍을 가질 수 있고, 또한, 제1 내부 도관(604)에 인접한 그 내부측에 적어도 하나의 구멍을 갖는다.

제1 내부 도관(604)은 용기의 제2 층(609)으로부터의 유체를 제3 리셉터클 내에 보유된 제3 재료 층(611)의 내부측으로 안내하도록 위치될 수 있으며, 제3 리셉터클은 제3 재료 층의 내부측에 인접한 제1 내부 도관의 적어도 하나의 출구로부터 유체를 수용하도록 그 내부측에 적어도 하나의 구멍을 갖는다. 제3 재료 층(611)을 보유하는 제3 리셉터클은 또한 유체가 유로(616)를 따라 제3 재료 층(611)을 통과할 수 있고, 그 후, 제3 재료 층의 외부측에 인접한 제2 외부 도관(607)의 입구를 통해 제2 외부 도관(607) 내로 통과할 수 있도록 제2 외부 도관(607)의 입구에 인접한 그 외부측에 적어도 하나의 구멍을 갖는다. 제2 외부 도관(607)은 유체가 제1, 제2 및 제3 재료 층(605, 609 및 611)을 통과하여 정제된 후 유체가 용기(301)로부터 출력될 수 있도록 용기의 출구(210)와 유체 연통할 수 있다.

제1 내부 도관(604), 제1 외부 도관(603) 및 제2 외부 도관(607)은 각각 유로의 유동 세그먼트를 따라 용기의 공동 내부에서 유체를 안내하기 위한 통로를 형성할 수 있는 용기 공동 또는 용기 챔버 내의 도관 유형 구조로 구조화될 수 있음을 이해하여야 한다.

재료 층을 통과하도록 용기(301)의 챔버의 내부 및 외부 영역 사이에 유체를 통과시키도록 구성된 용기(301)의 유로(616)가 있을 수 있다. 용기(301)는 유로(616)가 온스트림 상태에서 작동할 때 다음 유동 세그먼트를 포함하도록 유로(616)가 형성하게 구성될 수 있다:

(i) 유체가 유로(616)의 제1 유동 세그먼트를 따라 입구(202)로부터 용기(301)로 통과하는 유동 세그먼트,

(ii) 그 다음, 유로(616)의 제2 유동 세그먼트를 따라 유체에 대한 초기 유체 공급 경로를 형성하는 제1 외부 도관(603)를 통한 유동 세그먼트,

(iii) 그 다음, 유로(616)의 제3 유동 세그먼트를 따라 제1 재료 층(605)을 통한 유동 세그먼트,

(iv) 그 다음, 유로(616)의 제4 유동 세그먼트를 따라, 제1 층(605)의 안쪽에 위치하고 제1 층(605)에 비교하여 용기의 중심에 더 가깝게 위치된 제1 층(605)에 인접한 제2 재료 층(609)을 통한 유동 세그먼트,

(v) 그 다음, 제2 재료 층(609)으로부터 유로(616)의 제5 유동 세그먼트를 따라 제1 내부 도관(604)으로 통과하는 유동 세그먼트,

(vi) 그 다음, 제1 내부 도관(604)으로부터 유로(616)의 제6 유동 세그먼트를 따라 제2 층(609)의 하류에 위치하는(예를 들어, 수직 배향 용기에 대해 제2 층 위에 또는 수평 배향 용기에 대해 제2 층의 하류의 제2 층의 하류측에 위치됨) 제3 재료 층(611)으로의 유동 세그먼트,

(vii) 그 다음, 제3 재료 층(611)으로부터 유로(616)의 제7 유동 세그먼트를 따라 제2 외부 도관(607)으로 통과하는 유동 세그먼트,

(viii) 그 다음, 유체가 제1, 제2 및 제3 재료 층(605, 609 및 611)을 통과하고 그와 접촉된 후 용기(301)로부터 정제된 유체를 출력하기 위한 유로(616)의 제8 유동 세그먼트를 따라 제2 외부 도관(607)으로부터 용기(301)의 출구(210)로 통과하는 유동 세그먼트.

제1, 제2 및 제3 재료 층(605, 609 및 611)을 보유하는 제1, 제2 및 제3 리셉터클은 각각 하나 이상의 스크린, 메시, 다수의 구멍을 갖는 하나 이상의 플레이트, 적어도 하나의 천공된 재료 멤브레인을 포함할 수 있거나, 용기(301) 내의 원하는 위치에 재료 층을 보유할 수 있는 동시에 또한 유체가 층 안팎으로 통과할 수 있게 하는 일부 다른 유형의 리셉터클 구조로 구조화될 수 있다.

예를 들어, 제1 및 제2 층(605 및 609)을 보유하는 제1 및 제2 리셉터클은 스크린 조립체를 통해 용기의 공동 내에 형성될 수 있다. 제1 외부 스크린(621), 제2 내부 스크린(622) 및 제1 외부 스크린(621)과 제2 내부 스크린(622) 사이에 제3 중간 스크린(623)이 있을 수 있다. 일부 실시예에서, 이러한 스크린은 적어도 2개의 재료 층을 형성하기 위해 재료의 보유를 용이하게 하기 위한 환형 형상 구조를 형성할 수 있다. 이러한 스크린의 배열이 유체로부터 적어도 하나의 표적 요소의 제거를 통해 유체의 적절한 정제를 위해 각 층의 충분한 크기를 여전히 제공하면서 3개의 재료 층을 이용하는 종래의 방사형 흡착기에 비교하여 중간 스크린의 수를 감소시킬 수 있음을 발견했다.

용기(301)가 그 온스트림 상태에 있을 때, 제1 재료 층(605)은 재료의 상류 층(UL)으로 고려될 수 있고 제3 재료 층(611)은 제1 재료 층(605)에 대해 재료의 하류 층(DL)으로 고려될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 제1 유동 우회 방지 메커니즘(900)은 이들 층 사이에 위치할 수 있다. 제2 유동 우회 방지 메커니즘(900)은 또한 제3 재료 층(611)과 제2 재료 층(609) 사이에 위치될 수 있다. 제2 유동 우회 방지 메커니즘에 대해 제2 재료 층은 재료의 하류 층(DL)으로 고려될 수 있고, 제3 재료 층(611)은 재료의 상류 층(UL)으로 고려될 수 있다.

다른 실시예에서, 유동 우회 방지 메커니즘(900)은 제1 재료 층(605)과 제3 재료 층(611) 사이에서 연장하는 제1 측면 및 제2 재료 층(609)과 제3 재료 층(611) 사이에서 연장하는 제2 측면을 갖도록 위치될 수 있다.

제1, 제2 및 제3 재료 층(605, 609 및 611)은 상이한 재료를 포함할 수 있다. 이들 층은 층 중 하나에 대해 실리카겔 및/또는 알루미나, 층 중 하나에 대해 칼슘 X 유형 제올라이트 및 층 중 또 다른 하나에 대해 13X 제올라이트를 포함할 수 있다. 상이한 층에 대한 재료의 다른 예는 상이한 표적 요소의 제거 또는 상이한 조합의 표적 요소의 제거에 적절한 상이한 유형의 재료를 포함한다. 예를 들어, 제1, 제2 및 제3 층(605, 609 및 611) 중 임의의 것에 사용될 수 있는 재료에 대한 또 다른 적절한 옵션으로서 층 중 하나는 유체로부터 수소(H2) 및 일산화탄소(CO)를 제거하기 위한 금속 산화물 재료를 포함할 수 있다.

도 7에 도시되어 있는 실시예를 참조하면, 용기(301)는 입구(202)를 통해 수용된 유체가 유로(617)를 따라 통과하도록 내부 공동 구성을 갖는 내부 공동을 포함할 수 있다. 유체는 입구(202)로부터 용기 입구(202)와 인접하게 유체 연통하는 적어도 하나의 출구 개구 및 제1 리셉터클 내에 보유된 제1 재료 층(605)의 내부측과 유체 연통하는 적어도 하나의 출구를 갖는 제1 내부 도관(604)의 입구로 통과할 수 있고, 제1 리셉터클은 유체가 제1 내부 도관(604)의 출구로부터 제1 재료 층(605)을 통해 제2 재료 층(609) 내로 통과할 수 있도록 그 내부측에 적어도 하나의 구멍 및 그 외부측에 적어도 하나의 구멍을 갖는다. 제2 재료 층(609)은 용기(301) 내의 제1 재료 층의 외부에 위치하는 제2 리셉터클 내에 보유될 수 있다. 제2 리셉터클은 유체가 제1 층(605)으로부터 제2 층(609)을 통해 제1 외부 도관(603) 내로 제2 재료 층(609)의 외부측에 인접한 제1 외부 도관(604)의 적어도 하나의 입구 개구를 통해 통과할 수 있도록 제1 재료 층(605)의 외부측에 인접한 그 내부측에 적어도 하나의 구멍을 가질 수 있고, 또한, 제1 내부 도관(604)에 인접한 그 외부측에 적어도 하나의 구멍을 갖는다.

제1 외부 도관(603)은 제2 층(609)으로부터의 유체를 용기의 제3 리셉터클 내에 보유된 제3 재료 층(611)의 외부측으로 안내하도록 위치될 수 있으며, 제3 리셉터클은 제3 재료 층(611)의 외부측에 인접한 제1 외부 도관(603)의 적어도 하나의 출구로부터 유체를 수용하도록 그 외부측에 적어도 하나의 구멍을 갖는다. 제3 재료 층(611)을 보유하는 제3 리셉터클은 또한 유체가 유로(617)를 따라 제3 재료 층(611)을 통해 통과한 다음 제2 내부 도관(606)으로 통과할 수 있도록 제2 내부 도관의 입구에 인접한 그 내부측에 또는 제2 내부 도관(606)의 하류 출구의 내부측에 적어도 하나의 구멍을 가질 수 있다. 제2 내부 도관(606)은 유체가 제1, 제2 및 제3 재료 층(605, 609 및 611)을 통과하여 정제된 후 유체가 용기(301)로부터 출력될 수 있도록 용기의 출구(210)와 유체 연통할 수 있다.

제1 내부 도관(604), 제2 내부 도관(606) 및 제1 외부 도관(603)은 각각 유로의 유동 세그먼트를 따라 용기의 공동 또는 챔버 내부에서 유체를 안내하기 위한 통로를 형성할 수 있는 용기 공동 또는 용기 챔버 내의 도관 유형 구조로 구조화될 수 있음을 이해하여야 한다.

재료 층을 통과하도록 용기(301)의 챔버의 내부 및 외부 영역 사이에 유체를 통과시키도록 구성된 용기(301)의 유로(617)가 있을 수 있다. 용기(301)는 유로(617)가 온스트림 상태에서 작동할 때 다음 유동 세그먼트를 포함하도록 유로(617)가 형성하게 구성될 수 있다:

(i) 유체가 유로(617)의 제1 유동 세그먼트를 따라 입구(202)로부터 용기(301)로 통과하는 유동 세그먼트,

(ii) 그 다음, 유로(617)의 제2 유동 세그먼트를 따라 유체에 대한 초기 유체 공급 경로를 형성하는 제1 내부 도관(604)를 통한 유동 세그먼트,

(iii) 그 다음, 유로(617)의 제3 유동 세그먼트를 따라 제1 재료 층(605)을 통한 유동 세그먼트,

(iv) 그 다음, 유로(617)의 제4 유동 세그먼트를 따라, 제1 층(605)의 외측에 위치하고 제1 층(605)에 비교하여 용기의 중심으로부터 더 멀리 위치된 제1 층(605)에 인접한 제2 재료 층(609)을 통한 유동 세그먼트,

(v) 그 다음, 제2 재료 층(609)으로부터 유로(617)의 제5 유동 세그먼트를 따라 제1 외부 도관(603)으로 통과하는 유동 세그먼트,

(vi) 그 다음, 제1 외부 도관(603)으로부터 유로(617)의 제6 유동 세그먼트를 따라 제2 층(609)의 하류에 위치하는(예를 들어, 수직 배향 용기에 대해 제2 층 위에 또는 수평 배향 용기에 대해 제2 층의 하류의 제2 층의 하류측에 위치됨) 제3 재료 층(611)으로의 유동 세그먼트,

(vii) 그 다음, 제3 재료 층(611)으로부터 유로(617)의 제7 유동 세그먼트를 따라 제2 내부 도관(606)으로 또는 제1 내부 도관(604)의 하류 부분으로 통과하는 유동 세그먼트,

(viii) 그 다음, 유체가 제1, 제2 및 제3 재료 층(605, 609 및 611)을 통과하고 그와 접촉된 후 용기(301)로부터 정제된 유체를 출력하기 위한 유로(617)의 제8 유동 세그먼트를 따라 제2 내부 도관(606) 또는 제1 내부 도관(604)의 하류 부분으로부터 용기(301)의 출구(210)로 통과하는 유동 세그먼트.

제1, 제2 및 제3 재료 층(605, 609 및 611)을 보유하는 제1, 제2 및 제3 리셉터클은 각각 하나 이상의 스크린, 메시, 다수의 구멍을 갖는 하나 이상의 플레이트, 적어도 하나의 천공된 재료 멤브레인을 포함할 수 있거나, 용기(301) 내의 원하는 위치에 재료 층을 보유할 수 있는 동시에 또한 유체가 층 안팎으로 통과할 수 있게 하는 일부 다른 유형의 리셉터클 구조로 구조화될 수 있다.

예를 들어, 제1 및 제2 층(605 및 609)을 보유하는 제1 및 제2 리셉터클은 스크린 조립체를 통해 용기의 공동 내에 형성될 수 있다. 제1 외부 스크린(621), 제2 내부 스크린(622) 및 제1 외부 스크린(621)과 제2 내부 스크린(622) 사이에 제3 중간 스크린(623)이 있을 수 있다. 일부 실시예에서, 이러한 스크린은 다수의 재료 층을 형성하기 위해 재료의 보유를 용이하게 하기 위한 환형 형상 구조를 형성하는 것을 도울 수 있다. 이러한 배열은 유체로부터 적어도 하나의 표적 요소의 제거를 통해 유체의 적절한 정제를 위해 각 층의 충분한 크기를 여전히 제공하면서 3개의 재료 층을 이용하는 종래의 방사형 흡착기에 비교하여 중간 스크린의 수를 감소시킬 수 있음을 발견했다.

용기(301)가 그 온스트림 상태에 있을 때, 제1 재료 층(605)은 재료의 상류 층(UL)으로 고려될 수 있고 제3 재료 층(611)은 제1 재료 층(605)에 대해 재료의 하류 층(DL)으로 고려될 수 있다. 제1 유동 우회 방지 메커니즘(900)은 이들 층 사이에 위치할 수 있다. 제2 유동 우회 방지 메커니즘(900)은 또한 제3 재료 층(611)과 제2 재료 층(609) 사이에 위치될 수 있다. 제2 유동 우회 방지 메커니즘에 대해 제2 재료 층은 재료의 하류 층(DL)으로 고려될 수 있고, 제3 재료 층(611)은 재료의 상류 층(UL)으로 고려될 수 있다.

다른 실시예에서, 유동 우회 방지 메커니즘(900)은 제1 재료 층(605)과 제3 재료 층(611) 사이에서 연장 가능 재료(예를 들어, 연장 가능 부재(904))가 연장하는 제1 측면 및 제2 재료 층(609)과 제3 재료 층(611) 사이에서 연장 가능 재료(예를 들어, 연장 가능 부재(904))가 연장하는 제2 측면을 갖도록 위치될 수 있다.

제1, 제2 및 제3 재료 층(605, 609 및 611)은 상이한 재료를 포함할 수 있다. 이들 층은 층 중 하나에 대해 실리카겔 및/또는 알루미나, 층 중 하나에 대해 칼슘 X 유형 제올라이트 및 층 중 또 다른 하나에 대해 13X 제올라이트를 포함할 수 있다. 상이한 층에 대한 재료의 다른 예는 상이한 표적 요소의 제거 또는 상이한 조합의 표적 요소의 제거에 적절한 상이한 유형의 재료를 포함한다. 예를 들어, 제1, 제2 및 제3 층(605, 609 및 611) 중 임의의 것에 사용될 수 있는 재료에 대한 또 다른 적절한 옵션으로서 층 중 하나는 유체로부터 H2 및 CO를 제거하기 위한 금속 산화물 재료(예를 들어, 산화 구리-산화 망간 혼합물)를 포함할 수 있다.

도 8을 참조하면, 용기(301)는 재료에 대해 3개 이상의 흡착제 유형을 갖는 방사형 베드를 포함할 수 있으며 또한 종래의 방사형 흡착기에 비교하여 감소된 수의 중간 스크린을 이용할 수 있다. 용기(301)는 유체가 유로(716)를 따라 통과하도록 입구(202)를 통해 수용된 유체를 전향시키는 유동 분배기 플레이트(304)를 갖는 내부 공동을 포함할 수 있다. 유체는 입구(202)로부터의 유체가 제1 리셉터클 내에 보유된 제1 재료 층(705)의 외부측에 인접한 적어도 하나의 출구 개구를 갖는 제1 외부 환형 도관(703)의 입구로 통과하도록 유동 분배기 플레이트(304)를 통해 먼저 전향될 수 있고, 제1 리셉터클은 유체가 제1 외부 환형 도관(703)의 출구로부터 제1 재료 층(705)을 통해 층의 제2 층(709) 내로 통과할 수 있도록 그 내부측에 적어도 하나의 구멍 및 그 외부측에 적어도 하나의 구멍을 갖는다. 제2 재료 층(709)은 용기(301) 내의 제1 재료 층(705)의 내부에 위치하는 제2 리셉터클 내에 보유될 수 있다. 제2 리셉터클은 유체가 제1 층(705)으로부터 제2 층(709)을 통해 제1 내부 도관(704) 내로 제2 재료 층(709)의 내부측에 인접한 제1 내부 도관(704)의 적어도 하나의 입구 개구를 통해 통과할 수 있도록 제1 재료 층(705)의 내부측에 인접한 그 외부측에 적어도 하나의 구멍을 가질 수 있고, 또한, 제1 내부 도관(704)에 인접한 그 내부측에 적어도 하나의 구멍을 갖는다.

제1 내부 도관(704)은 용기의 제2 층(709)으로부터의 유체를 제3 리셉터클 내에 보유된 제3 재료 층(711)의 내부측으로 안내하도록 위치될 수 있으며, 제3 리셉터클은 제3 재료 층(711)의 입구측에 인접한 제1 내부 도관(704)의 적어도 하나의 출구로부터 유체를 수용하도록 그 입구측에 적어도 하나의 구멍을 갖는다. 제3 재료 층(711)을 보유하는 제3 리셉터클은 또한 유체가 유로(716)를 따라 제3 재료 층(711)을 통과할 수 있고, 그 후, 제3 재료 층(711)의 출구측에 인접한 제2 외부 도관(707)의 입구를 통해 제2 외부 도관(707) 내로 통과할 수 있도록 제2 외부 도관(707)의 입구에 인접한 그 출구측에 적어도 하나의 구멍을 갖는다.

제3 재료 층(711)은 하나 이상의 배플 또는 그 안에 위치된 다른 유형의 유동 분배 장치를 가질 수 있으며, 그래서 제2 재료 층(709)으로부터의 유체가 제3 재료 층(711) 내에서 재료의 베드의 더 큰 부분 또는 재료의 베드 전체와 접촉하기 위해 제3 재료 층(711) 내에서 안내될 수 있다. 제3 재료 층(711)에서의 유동 분배 메커니즘의 사용은 제3 재료 층(711)을 통과할 때 제3 재료 층(711)의 일부 외부 영역이 유체와의 접촉이 적거나 전혀없게 되는 것을 방지함으로써 제3 재료 층(711)의 작동 효율을 개선하는 데 도움이 될 수 있다.

제2 외부 도관(707)은 유체가 제1, 제2 및 제3 재료 층(705, 709 및 711)을 통과하여 정제된 후 유체가 용기(301)로부터 출력될 수 있도록 용기의 출구(210)와 유체 연통할 수 있다.

제1 내부 도관(704), 제1 외부 도관(703) 및 제2 외부 도관(707)은 각각 용기 내의 유로의 유동 세그먼트를 따라 유체를 안내하기 위해 용기의 공동 또는 챔버 내의 유체를 위한 통로를 형성할 수 있는 용기 공동 또는 용기 챔버 내의 도관 유형 구조로 각각 구조화될 수 있음을 이해하여야 한다.

재료 층을 통과하도록 용기(301)의 챔버의 내부 및 외부 영역 사이에 유체를 통과시키도록 구성된 용기(301)의 유로(716)가 있을 수 있다. 용기(301)는 유로(716)가 온스트림 상태에서 작동할 때 다음 유동 세그먼트를 포함하도록 유로(716)가 형성하게 구성될 수 있다:

(i) 유체가 유로(716)의 제1 유동 세그먼트를 따라 입구(202)로부터 용기(301)로 통과하는 유동 세그먼트,

(ii) 그 다음, 유로(716)의 제2 유동 세그먼트를 따라 유체에 대한 초기 유체 공급 경로를 형성하는 제1 외부 도관(703)를 통한 유동 세그먼트,

(iii) 그 다음, 유로(716)의 제3 유동 세그먼트를 따라 제1 재료 층(705)을 통한 유동 세그먼트,

(iv) 그 다음, 유로(716)의 제4 유동 세그먼트를 따라, 제1 층(705)의 안쪽에 위치하고 제1 층(705)에 비교하여 용기의 중심에 더 가깝게 위치된 제1 층(705)에 인접한 제2 재료 층(709)을 통한 유동 세그먼트,

(v) 그 다음, 제2 재료 층(709)으로부터 유로(716)의 제5 유동 세그먼트를 따라 제1 내부 도관(704)으로 통과하는 유동 세그먼트,

(vi) 그 다음, 제1 내부 도관(704)으로부터 유로(716)의 제6 유동 세그먼트를 따라 제2 층(709)의 하류에 위치하는(예를 들어, 수직 배향 용기에 대해 제2 층 위에 또는 수평 배향 용기에 대해 제2 층의 하류의 제2 층의 하류측에 위치됨) 제3 재료 층(711)으로의 유동 세그먼트,

(vii) 그 다음, 제3 재료 층(711)으로부터 유로(716)의 제7 유동 세그먼트를 따라 제2 외부 도관(707)으로 통과하는 유동 세그먼트,

(viii) 그 다음, 유체가 제1, 제2 및 제3 재료 층(705, 709 및 711)을 통과하고 그와 접촉된 후 용기(301)로부터 정제된 유체를 출력하기 위한 유로(716)의 제8 유동 세그먼트를 따라 제2 외부 도관(707)으로부터 용기(301)의 출구(210)로 통과하는 유동 세그먼트.

제1 및 제2 층(705 및 709)을 보유하는 제1 및 제2 리셉터클은 스크린 조립체를 통해 용기의 공동 내에 형성될 수 있다. 제1 외부 스크린(621), 제2 내부 스크린(622) 및 제1 외부 스크린(621)과 제2 내부 스크린(622) 사이에 제3 중간 스크린(623)이 있을 수 있다. 일부 실시예에서, 이러한 스크린은 다수의 재료 층을 형성하기 위해 재료의 보유를 용이하게 하기 위한 환형 형상 구조(예를 들어, 튜브 등)를 형성할 수 있다. 이러한 배열은 유체로부터 적어도 하나의 표적 요소의 제거를 통해 유체의 적절한 정제를 위해 각 층의 충분한 크기를 여전히 제공하면서 3개의 재료 층을 이용하는 종래의 방사형 흡착기에 비교하여 중간 스크린의 수를 감소시킬 수 있음을 발견했다.

도 8에 도시되어 있는 실시예에 대한 제3 층(711)은 제3 리셉터클의 지지부를 통해 제3 리셉터클 내에 보유될 수 있다. 제3 리셉터클의 지지부는 수직 배향 용기를 위한 상부 지지부 또는 수평 배향 용기(301)를 위한 측방향 지지부일 수 있다. 제3 리셉터클의 지지부는 제1, 제2 및 제3 스크린(621, 622, 623)에 부착되어 이러한 스크린에 대한 지지를 제공하고 이러한 스크린의 위치를 유지하는 것을 도울 수 있다.

용기(301)가 그 온스트림 상태에 있을 때, 제1 재료 층(705)은 재료의 상류 층(UL)으로 고려될 수 있고 제3 재료 층(711)은 제1 재료 층(705)에 대해 재료의 하류 층(DL)으로 고려될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 제1 유동 우회 방지 메커니즘(900)은 이들 층 사이에 위치할 수 있다. 제2 유동 우회 방지 메커니즘(900)은 또한 제3 재료 층(711)과 제2 재료 층(709) 사이에 위치될 수 있다. 제2 유동 우회 방지 메커니즘에 대해 제2 재료 층(709)은 재료의 하류 층(DL)으로 고려될 수 있고, 제3 재료 층(711)은 재료의 상류 층(UL)으로 고려될 수 있다.

다른 실시예에서, 유동 우회 방지 메커니즘(900)은 제1 재료 층(705)과 제3 재료 층(711) 사이에서 연장 가능 재료(예를 들어, 연장 가능 부재(904))가 연장하는 제1 측면 및 제2 재료 층(709)과 제3 재료 층(711) 사이에서 연장 가능 재료(904)(예를 들어, 연장 가능 부재(904))가 연장하는 제2 측면을 갖도록 위치될 수 있다.

제1, 제2 및 제3 재료 층(705, 709 및 711)은 상이한 재료를 포함할 수 있다. 이들 층은 층 중 하나에 대해 실리카겔 및/또는 알루미나, 층 중 하나에 대해 칼슘 X 유형 제올라이트 및 층 중 또 다른 하나에 대해 13X 제올라이트를 포함할 수 있다. 상이한 층에 대한 재료의 다른 예는 상이한 표적 요소의 제거 또는 상이한 조합의 표적 요소의 제거에 적절한 상이한 유형의 재료를 포함한다. 예를 들어, 제1, 제2 및 제3 층(705, 709 및 711) 중 임의의 것에 사용될 수 있는 재료에 대한 또 다른 적절한 옵션으로서 층 중 하나는 유체로부터 수소(H2) 및 일산화탄소(CO)를 제거하기 위한 산화 구리-산화 망간 혼합물을 포함할 수 있다.

도 9에 도시되어 있는 실시예를 참조하면, 용기(301)는 입구(202)를 통해 수용된 유체가 유로(816)를 따라 통과하도록 내부 공동 구성을 갖는 내부 공동을 포함할 수 있다. 용기(301)는 재료에 대해 3개 이상의 흡착제 유형을 갖는 방사형 베드를 포함할 수 있으며 또한 종래의 방사형 흡착기에 비교하여 감소된 수의 중간 스크린을 이용할 수 있다.

도 9에 도시된 실시예의 용기(301)는 유체가 유로(816)를 따라 통과하도록 입구(202)를 통해 수용된 유체를 전향시키는 유동 분배기 플레이트(304)를 갖는 내부 공동을 포함할 수 있다. 유체는 입구(202)로부터의 유체가 제1 리셉터클 내에 보유된 제1 재료 층(805)의 외부측에 인접한 적어도 하나의 출구 개구를 갖는 제1 외부 환형 도관(803)의 입구로 통과하도록 유동 분배기 플레이트(304)를 통해 먼저 전향될 수 있고, 제1 리셉터클은 유체가 제1 외부 환형 도관(803)의 출구로부터 제1 재료 층(805)을 통해 층의 제2 층(809) 내로 통과할 수 있도록 그 내부측에 적어도 하나의 구멍 및 그 외부측에 적어도 하나의 구멍을 갖는다. 제2 재료 층(809)은 용기(301) 내의 제1 재료 층(805)의 내부에 위치하는 제2 리셉터클 내에 보유될 수 있다. 제2 리셉터클은 유체가 제1 층(805)으로부터 제2 층(809)을 통해 제1 내부 도관(804) 내로 제2 재료 층(809)의 내부측에 인접한 제1 내부 도관(804)의 적어도 하나의 입구 개구를 통해 통과할 수 있도록 제1 재료 층(805)의 내부측에 인접한 그 외부측에 적어도 하나의 구멍을 가질 수 있고, 또한, 제1 내부 도관(804)에 인접한 그 내부측에 적어도 하나의 구멍을 갖는다.

제1 내부 도관(804)은 용기의 제2 층(809)으로부터의 유체를 제3 리셉터클 내에 보유된 제3 재료 층(811)의 입구측으로 안내하도록 위치될 수 있으며, 제3 리셉터클은 제3 재료 층(811)의 입구측에 인접한 제1 내부 도관(804)의 적어도 하나의 출구로부터 유체를 수용하도록 그 입구측(예를 들어, 입구측(812))에 적어도 하나의 구멍을 갖는다. 제3 재료 층(811)을 보유하는 제3 리셉터클은 또한 유체가 유로(816)를 따라 제3 재료 층(811)을 통과할 수 있고, 그 후, 제3 재료 층(811)의 출구측에 인접한 제2 외부 도관(807)의 입구를 통해 제2 외부 도관(807) 내로 통과할 수 있도록 제2 외부 도관(807)의 입구에 인접한 그 출구측(예를 들어, 출구측(813)에 적어도 하나의 구멍을 갖는다. 제2 외부 도관(807)은 유체가 제1, 제2 및 제3 재료 층(805, 809 및 811)을 통과하여 정제된 후 유체가 용기(301)로부터 출력될 수 있도록 용기의 출구(210)와 유체 연통할 수 있다.

제3 재료 층(811)은 제3 리셉터클을 형성하는 원추형 구조(814) 내에 보유될 수 있다. 원추형 구조는 입구측(812) 및 출구측(813)을 가질 수 있다. 유체는 외부 도관(807)으로 통과하기 위해 및/또는 출구측(813)과 유체 연통할 수 있는 용기의 출구(210)를 통과하기 위해 출구측(813)으로부터 출력될 수 있다. 출구측(813)은 이러한 구성에서 입구측(812)보다 더 클 수 있다. 제3 리셉터클의 다른 실시예는 출구측(813)이 입구측(812)과 동일하거나 유사한 크기이거나 입구측(812)이 출구측(813)보다 더 클 수 있도록 구성될 수 있는 것으로 고려된다.

제1 내부 도관(804), 제1 외부 도관(803) 및 제2 외부 도관(807)은 각각 용기(301) 내의 유로의 유동 세그먼트를 따라 유체를 안내하기 위해 용기의 공동 내의 유체를 위한 통로를 형성할 수 있는 용기 공동 또는 용기 챔버 내의 도관 유형 구조로 각각 구조화될 수 있음을 이해하여야 한다.

재료 층을 통과하도록 용기(301)의 챔버의 내부 및 외부 영역 사이에 유체를 통과시키도록 구성된 용기(301)의 유로(816)가 있을 수 있다. 용기(301)는 유로(816)가 온스트림 상태에서 작동할 때 다음 유동 세그먼트를 포함하도록 유로(816)가 형성하게 구성될 수 있다:

(i) 유체가 유로(816)의 제1 유동 세그먼트를 따라 입구(202)로부터 용기(301)로 통과하는 유동 세그먼트,

(ii) 그 다음, 유로(816)의 제2 유동 세그먼트를 따라 유체에 대한 초기 유체 공급 경로를 형성하는 제1 외부 도관(803)을 통한 유동 세그먼트,

(iii) 그 다음, 유로(816)의 제3 유동 세그먼트를 따라 제1 재료 층(805)을 통한 유동 세그먼트,

(iv) 그 다음, 유로(816)의 제4 유동 세그먼트를 따라, 제1 층(805)의 안쪽에 위치하고 제1 층(805)에 비교하여 용기의 중심에 더 가깝게 위치된 제1 층(805)에 인접한 제2 재료 층(809)을 통한 유동 세그먼트,

(v) 그 다음, 제2 재료 층(809)으로부터 유로(816)의 제5 유동 세그먼트를 따라 제1 내부 도관(804)으로 통과하는 유동 세그먼트,

(vi) 그 다음, 제1 내부 도관(804)으로부터 유로(816)의 제6 유동 세그먼트를 따라 제2 층(809)의 하류에 위치하는(예를 들어, 수직 배향 용기에 대해 제2 층 위에 또는 수평 배향 용기에 대해 제2 층의 하류의 제2 층의 하류측에 위치됨) 제3 재료 층(811)으로의 유동 세그먼트,

(vii) 그 다음, 제3 재료 층(811)으로부터 유로(816)의 제7 유동 세그먼트를 따라 제2 외부 도관(807)으로 통과하는 유동 세그먼트,

(viii) 그 다음, 유체가 제1, 제2 및 제3 재료 층(805, 809 및 811)을 통과하고 그와 접촉된 후 용기(301)로부터 정제된 유체를 출력하기 위한 유로(816)의 제8 유동 세그먼트를 따라 제2 외부 도관(807)으로부터 용기(301)의 출구(210)로 통과하는 유동 세그먼트.

제1 및 제2 층(805 및 809)을 보유하는 제1 및 제2 리셉터클은 스크린 조립체를 통해 용기의 공동 내에 형성될 수 있다. 제1 외부 스크린(621), 제2 내부 스크린(622) 및 제1 외부 스크린(621)과 제2 내부 스크린(622) 사이에 제3 중간 스크린(623)이 있을 수 있다. 일부 실시예에서, 이러한 스크린은 복수의 재료 층을 형성하기 위해 재료의 보유를 용이하게 하기 위한 환형 형상 구조(예를 들어, 튜브 등)를 형성할 수 있다. 이러한 배열은 유체로부터 적어도 하나의 표적 요소의 제거를 통해 유체의 적절한 정제를 위해 각 층 내의 유체의 충분한 체류 시간을 허용하도록 각 층을 위해 충분한 크기를 여전히 제공하면서 3개의 재료 층을 이용하는 종래의 방사형 흡착기에 비교하여 중간 스크린의 수를 감소시킬 수 있음을 발견했다.

도 9에 도시되어 있는 실시예에 대한 제3 층(811)은 제3 리셉터클의 지지부(810)를 통해 제3 리셉터클 내에 보유될 수 있다. 제3 리셉터클의 지지부는 수직 배향 용기를 위한 상부 지지부 또는 수평 배향 용기(301)를 위한 측방향 지지부일 수 있다. 제3 리셉터클의 지지부(810)는 제1, 제2 및 제3 스크린(621, 622, 623)에 부착되어 이러한 스크린에 대한 지지를 제공하고 용기 챔버 내에서 이러한 스크린의 위치를 유지하는 것을 도울 수 있다.

용기(301)가 그 온스트림 상태에 있을 때, 제1 재료 층(805)은 재료의 상류 층(UL)으로 고려될 수 있고 제3 재료 층(811)은 제1 재료 층(805)에 대해 재료의 하류 층(DL)으로 고려될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 제1 유동 우회 방지 메커니즘(900)은 이들 층 사이에 위치할 수 있다. 제2 유동 우회 방지 메커니즘(900)은 또한 제3 재료 층(811)과 제2 재료 층(809) 사이에 위치될 수 있다. 제2 유동 우회 방지 메커니즘에 대해 제2 재료 층(809)은 재료의 하류 층(DL)으로 고려될 수 있고, 제3 재료 층(811)은 재료의 상류 층(UL)으로 고려될 수 있다.

다른 실시예에서, 유동 우회 방지 메커니즘(900)은 제1 재료 층(805)과 제3 재료 층(811) 및/또는 지지부(810) 사이에서 연장 가능 재료(904)(예를 들어, 연장 가능 부재(904))가 연장하는 제1 내부측 및 제2 재료 층(809)과 제3 재료 층(811) 및/또는 지지부(810) 사이에서 연장 가능 재료(예를 들어, 연장 가능 부재(904))가 연장하는 제2 측면을 갖도록 위치될 수 있다.

제1, 제2 및 제3 재료 층(805, 809 및 811)은 상이한 재료를 포함할 수 있다. 이들 층은 층 중 하나에 대해 실리카겔 및/또는 알루미나, 층 중 하나에 대해 칼슘 X 유형 제올라이트 및 층 중 또 다른 하나에 대해 13X 제올라이트를 포함할 수 있다. 상이한 층에 대한 재료의 다른 예는 상이한 표적 요소의 제거 또는 상이한 조합의 표적 요소의 제거에 적절한 상이한 유형의 재료를 포함한다. 예를 들어, 제1, 제2 및 제3 층(805, 809 및 811) 중 임의의 것에 사용될 수 있는 재료에 대한 또 다른 적절한 옵션으로서 층 중 하나는 유체로부터 수소(H2) 및 일산화탄소(CO)를 제거하기 위한 산화 구리-산화 망간 혼합물을 포함할 수 있다.

방사형 흡착기(200)의 실시예를 위한 흡착기 베드가 작동될 때, 재료 층은 재료 침강을 경험할 수 있다. 이는 층의 치수(예를 들어, 수평 배향 용기 층의 길이 또는 수직 배향 층의 높이)를 감소시킬 수 있다. 이러한 침강 효과는 유체가 층을 통과한 결과로 재료의 패킹이 더 조밀해짐에 따라 발생할 수 있다. 본 명세서에서 설명된 모든 실시예에서 용기(301)의 층을 위한 흡착제 구획(예를 들어, 리셉터클)은 이 현상에 민감할 수 있으며, 이는 침강 효과의 결과로 발생할 수 있는 층의 크기 감소로 인해 유체의 일부가 층을 우회할 수 있다는 유동 우회 문제를 생성할 수 있는 것으로 고려된다. 이는 흡착기가 온스트림 상태에 있을 때 유체 정제 유동과 흡착기가 오프스트림 상태에 있을 때 용기를 통과할 수 있는 재생 유동 모두에 문제가 될 수 있다.

도 2 내지 도 9로부터 알 수 있는 바와 같이, 이런 문제를 피하거나 이런 문제를 적어도 크게 완화하기 위해 본 명세서에서 설명된 실시예 모두에서 활용될 수 있는 이러한 우회 유동 문제를 피하는, 이러한 문제점을 해결하기 위한 유동 우회 방지 메커니즘(900)을 개발했다. 방사형 흡착기(200)의 실시예에서 사용될 수 있는 유동 우회 방지 메커니즘(900)의 예시적인 실시예는 도 10 및 도 11로부터 가장 잘 이해될 수 있다.

도 10 및 도 11을 참조하면, 유동 우회 방지 메커니즘(900)은 용기(301)의 챔버 또는 공동에 있는 재료의 하류 층(DL)과 재료의 상류 층(UL) 사이에 위치할 수 있다(예를 들어, 도 2 내지 도 9에도 표시됨). 일부 수직방향으로 배향된 용기에서, 하류 층(DL)은 상류 층(UL) 위에 있을 수 있다.

유동 우회 방지 메커니즘(900)은 외향 연장하도록 편향된 적어도 하나의 스프링(903)을 포함하는 층 분리기(예를 들어, 더 짧은 길이로 압축될 수 있고 더 긴 길이로 연장되도록 편향된 코일 스프링, 그 길이를 따라 탄력적으로 압축할 수 있고 더 긴 길이로 외향 연장되도록 편향된 세장형 탄성중합체 스프링 등)로서 구성될 수 있다. 유동 우회 방지 메커니즘(900)은 또한 내부 스프링(들)(903)에 대향한 그 내부측 및 외부측에 적어도 하나의 연장 가능 측면 부재(904)를 포함하여 구획(901)을 형성하며, 이 구획에서, 스프링(903) 각각 및 모든 스프링은 재료의 상류 및 하류 층(UL 및 DL) 사이에 위치된다.

연장 가능 부재(904)는 가요성 금속, 고온 고무 재료 시트, 고온 탄성중합체 재료 시트, 가요성 재료 시트(예를 들어, 고무 매트, 고무 시트, 탄성중합체 시트 등), 압축된 구성으로 절첩되고 연장된 구성으로 펼쳐지도록 구성될 수 있는 절첩 가능 금속, 또는 스프링(들)(903)이 압축된 위치로부터 연장될 때 수축 위치로부터 연장 위치로 연장할 수 있고, 또한, 용기(301) 내의 작동 조건을 견딜 수 있는 다른 유형의 절첩 가능 재료 또는 신장 가능 재료로 구성될 수 있다.

연장 가능 부재(904)는 일부 실시예에서 환형 형상 부재일 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예에서 각각의 연장 가능 부재(904)는 O-링일 수 있거나 링 또는 환형 유형 구조(예를 들어, 환형 육각형 구조 등)를 가질 수 있다. 다른 실시예에서, 각각의 연장 가능 부재(904)는 부재가 연장될 때 덜 절첩된 상태 또는 펼쳐진 상태로 신장될 수 있는 재료 시트 또는 절첩된 재료 시트일 수 있다. 또 다른 실시예에서, 구획(901)의 상이한 측면(예를 들어, 구획(901)의 내부측 및 외부측)을 형성하기 위해 위치되는 다수의 연장 가능 부재(904)가 있을 수 있다.

적어도 하나의 연장 가능 부재(904)에 의해 형성된 구획(901) 내에서, 각각의 스프링의 제1 단부는 상류 층(UL)과 결합할 수 있고, 스프링(903)의 제2 대향 단부는 하류 층(DL)과 결합할 수 있다. 예를 들어, 각 스프링(903)의 제1 단부는 스크린의 제1 측면 또는 상류 층(UL)의 리셉터클과 결합(예를 들어, 접촉)할 수 있고, 각 스프링(903)의 제2 단부는 스크린의 제1 측면 또는 상류 층(UL)을 향해 대면하는 하류 층(DL)의 리셉터클과 결합(예를 들어, 접촉)할 수 있다.

재료가 상류 및 하류 층(UL 및 DL)에 채워진 후, 재료의 중량과 이러한 재료 층에 대한 리셉터클 및/또는 스크린의 위치로 인해 스프링(들)(903) 및 연장 가능 부재(들)(904)가 도 10에 도시된 바와 같이 수축 위치로 수축될 수 있다. 이 위치에서 상류 및 하류 층(UL 및 DL)은 제1 거리 FD만큼 분리될 수 있다. 이 수축 위치에서, 연장 가능 부재(들)(904)는 절첩되거나 수축된 상태에 있을 수 있다. 연장 가능 부재(들)(904) 및 스프링(들)(903)의 이러한 수축 위치는 흡착기가 사용을 위해 설비에 처음 설치될 때 층 및 유동 우회 방지 메커니즘(900)의 초기 위치일 수 있다.

유체가 흡착기(200)를 통과한 후, 하류 및 상류 층(DL 및 UL)의 재료는 침강 효과로 인해 침강될 수 있고 더 조밀하게 패킹될 수 있다. 스프링(들)(903) 및 연장 가능 부재(들)(904)는 각각의 스프링이 그 수축 위치로부터 더 연장된 위치로 연장하도록 편향되고 및 연장 가능 부재(들)(904)이 절첩 또는 수축 위치로부터 덜 절첩되어 있는 더 연장된 위치로 연장될 수 있게 됨에 따라 이 효과에 응답하여 연장함으로써 유동 우회 문제를 방지하도록 기능할 수 있다. 스프링(들)(903)에 의해 구동되는 연장 가능 부재(들)(904)의 연장은 구획(901)의 크기를 확대하여 다른 경우라면 재료 침강을 통해 생성되었을 공간을 충전할 수 있다. 이 위치에서, 상류 및 하류 층(UL 및 DL)은 이러한 층이 도 10에 표시된 초기 위치에서 분리되는 제1 거리 FD보다 더 큰 제2 거리 SD만큼 분리될 수 있다. 스프링(들)(903)의 연장에 의해 구동되는 더 연장된 위치로 측면에서 연장되는 연장 가능 부재(들)(904)는 유체를 차단하고 유체가 재료를 통과하고 재료 층을 우회하지 않도록 보장할 수 있다.

연장 가능 부재(들)(904)는 상이한 층 사이에서 및/또는 지지부(예를 들어, 지지부(810))와 층 사이에서 연장될 수 있다. 일부 실시예에서, 적어도 하나의 스프링(903)이 위치하는 구획(901)의 주변은 동일한 하류 층(DL)에서 동일한 상류 층(UL)으로 연장되는 환형 형상의 연장 가능 부재에 의해 형성될 수 있다. 다른 실시예에서, 제1 내부측은 하류 층(DL)으로부터 상류 층(UL) 및/또는 해당 상류 층의 지지부(예를 들어, 지지부(810))로 연장하는 제1 환형 연장 가능 부재(904)를 가질 수 있고, 구획(901)의 제2 외부측은 상이한 하류 층(DL)으로부터 동일한 상류 층(UL) 또는 상류 층의 지지부(예를 들어, 지지부(810))로 연장하는 제2 환형 연장 가능 부재(904)를 가질 수 있다.

유동 우회 방지 메커니즘(900)은 침강 효과로 인해 변경될 수 있는 층의 치수에 대한 동적 변화를 고려하도록 다수의 연장된 위치를 가질 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 이는 유동 우회 메커니즘(900)이 작동 중에 층이 더 조밀하게 패킹되는 것에 응답하여 연속적으로 연장되도록 하여 재료 침강 효과로 인해 발생할 수 있는 유동 우회가 흡착기(200)의 작동 중에 연속적으로 완화되도록 할 수 있다.

도 1 내지 도 9를 참조하면, 용기(301)는 또한 유체가 용기 내의 전체보다 적은 재료 층만을 통과한 이후에(예를 들어, 2개의 층이 존재할 때 하나의 재료 층 또는 3개의 층이 존재할 때 1-2 재료 층 등) 용기를 통과한 유체의 일부가 용기(301)로부터 출력될 수 있게 하도록 상이한 층을 위한 블리드 출구(321)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 블리드 출구(321)(점선으로 도시됨)는 제1 층만을 통과한 후 또는 제1 및 제2 층을 통과한 후에(아직 제3 층은 통과하지 않음) 유체의 일부를 출력하기 위해 위치할 수 있다. 처리된 유체의 이 부분은 이어서 블리드 출구(321)로부터 블리드 출력 유체 유동(121)을 따라 플랜트 장치로 라우팅될 수 있으며, 이는 용기(301)에 보유된 다른 층을 통과함으로써 유체가 더 완전히 정제되는 것을 필요로 하지 않는다. 하나 이상의 블리드 출구(321)의 사용은 흡착기(200)가 상이한 유체 조성 요건을 갖는 다수의 상이한 프로세스 스트림에 대한 입력 유체를 처리하는 데 사용될 수 있게 하여, 플랜트 운영자에게 더 큰 작동 유연성을 제공한다.

블리드 출구(321)는 이러한 유동이 필요할 때 블리드 출구(321)가 개방 또는 폐쇄되어 블리드 출력 유체 유동(121)을 생성할 수 있게 하는 밸브 또는 다른 유형의 개폐 메커니즘을 포함할 수 있다. 예를 들어, 블리드 출구(321)는 재생 단계 동안 폐쇄될 수 있고, 흡착기(200)가 블리드 출력 유체 유동(들)(121)을 분배하기 위해 온스트림 단계에서 작동할 때 개방될 수 있다. 블리드 출구(321)는 또한 재생 단계 동안 특정 온도에서 추가 재생 가스를 공급하기 위해 사용될 수 있다.

흡착기 베드의 재료 층의 재료(예를 들어, 제1, 제2 및 제3 층, 예컨대 층 305, 405, 505, 605, 705, 805, 309, 408, 509, 609, 709, 809, 511, 611, 711 및 811 등)는 상이한 유형의 재료일 수 있다. 예를 들어, 제1 층, 제2 층 및/또는 제3 층은 각각 다음 옵션으로부터 상이한 구성요소 또는 구성요소의 조합을 포함할 수 있다: 분자체, 알루미나, 실리카(예를 들어, 실리카겔), 금속 산화물, 일산화탄소 및 수소 가스 제거(CO/H2 제거)를 위한 산화 구리-산화 망간 혼합물, 아산화 질소를 제거하기 위한 흡착제 재료 또는 흡수제 재료(예를 들어, 촉매), 일산화탄소를 제거하기 위한 흡착제 재료 또는 흡수제 재료(예를 들어, 촉매), 이산화탄소를 제거하기 위한 흡착제 재료 또는 흡수제 재료(예를 들어, 촉매), 수소를 제거하기 위한 흡착제 재료 또는 흡수제 재료(예를 들어, 촉매), 또는 층을 통과한 유체(예를 들어, 기체 화합물의 혼합물을 갖는 가스, 공기, 등)로부터 다른 표적 요소 또는 표적 요소의 조합을 제거하기 위한 흡착제 재료 또는 흡수제 재료(예를 들어, 촉매). 각 층의 재료는 재료를 통과하는 유체(예를 들어, 가스)로부터 하나 이상의 재료를 흡착 및/또는 흡수하는 것을 용이하게 하기 위한 공극을 갖는 고체 미립자 재료일 수 있다.

방사형 흡착기의 실시예는 챔버를 통과하는 유체에 대한 유로가 상이한 반경방향 방향(예를 들어, 제1 반경방향 방향 및 제2 반경방향 방향)으로 상이한 재료 층을 통과하도록 구성될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 유체 유동의 제1 반경방향 방향은 유체가 하나 이상의 재료 층을 통과할 때 챔버의 외부 영역으로부터 내부 영역으로 통과하는 유로의 유동 세그먼트일 수 있다. 유체 유동의 제2 반경방향 방향은 유체가 하나 이상의 재료 층을 통과할 때 챔버의 내부 영역으로부터 외부 영역으로 통과하는 유로의 유동 세그먼트일 수 있다. 다른 실시예에서, 유체 유동의 제1 반경방향 방향은 하나 이상의 재료 층을 통과할 때 챔버의 내부 영역으로부터 외부 영역으로 유체가 통과하는 유로의 유동 세그먼트일 수 있고, 유체 유동의 제2 반경방향 방향은 하나 이상의 재료 층을 통과할 때 챔버의 외부 영역으로부터 내부 영역으로 유체가 통과하는 유로의 유동 세그먼트일 수 있다.

일부 실시예에서, 용기의 챔버는 유로의 적어도 하나의 유동 세그먼트가 유체가 입구(202)로부터 출구(210)를 향해 챔버 내에서 유동할 때(예를 들어, 도 8 및 도 9에 도시되어 있는 실시예에서와 같이 적어도 하나의 재료 층을 통해 수직으로 유동) 제1 반경방향 방향 및/또는 제2 반경방향 방향에 횡방향 또는 수직인 축방향으로 유동할 수 있도록 형성될 수 있다.

본 명세서에서 설명된 실시예와 같은 방사형 흡착기(200)의 실시예는 설계가 복잡하고 제조하기 어려울 수 있는 중간 스크린 요소의 사용을 피하거나 감소시키도록 구성될 수 있다. 중간 스크린 요소의 제거(또는 필요할 수 있는 이러한 요소의 수의 감소)는 방사형 흡착기 설계를 상당히 단순화하고 방사형 흡착기의 제조 및 작동 비용을 크게 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 종래의 방사형 흡착기의 중간 스크린 요소에 작용하는 응력은 이러한 요소의 사용을 피할 수 있는 본 발명의 방사형 흡착기의 실시예에서는 더 이상 문제가 되지 않는다. 이러한 응력은 또한 필요한 중간 스크린의 수를 감소시킬 수 있는 실시예에서 더 쉽게 해결될 수 있다.

또한, 이러한 층이 유체가 층을 통과하고 층의 고체 미립자 재료와 접촉함으로써 이러한 층이 유체의 하나 이상의 원하는 표적 성분(예를 들어, 물, CO2, N2O, H2, CO 등)을 상당히 또는 완전히 제거할 수 있게 하기에 충분한 크기를 갖도록 별개의 재료 층의 위치 설정이 제공될 수 있다. 이는 중간 스크린을 갖는 다층형 종래의 방사형 흡착기의 이러한 열 변화 및 응력 문제를 해결하는 것과 관련하여 발생할 수 있는 제조, 유지 관리 및 작동 비용의 증가를 방지하는 동시에 또한 유해한 유동화 효과를 피할 수 있는 흡착기의 개선된 정제 작동을 제공하는 데 도움이 될 수 있다. 이러한 효과 및 영향은 본 명세서에서 설명되는 바와 같이 본 발명의 유동 우회 방지 메커니즘(900)의 실시예를 사용함으로써 더욱 보강될 수 있다.

특정 설계 목표 세트 또는 특정 설계 기준 세트를 충족시키기 위해 여기에 명시적으로 도시되고 설명된 실시예에 대한 수정이 이루어질 수 있다는 것을 인식하여야 한다. 예를 들어, 상이한 유닛 사이의 유체 유동의 유체 연통을 위해 플랜트의 상이한 유닛을 상호 연결하기 위한 밸브, 배관 및 다른 도관 요소(예를 들어, 도관 연결 메커니즘, 튜브, 밀봉부 등)의 배열 플랜트의 사용 가능한 영역, 플랜트의 크기가 지정된 장비 및 기타 설계 고려 사항을 고려한 특정 플랜트 레이아웃 설계를 충족하도록 배열될 수 있다. 다른 예로서, 방사형 흡착기를 통과하고 다른 플랜트 요소를 통과한 유체의 유량, 압력 및 온도는 상이한 플랜트 설계 구성 및 기타 설계 기준을 고려하여 다양할 수 있다. 또 다른 예로서, 흡착 시스템(107) 내의 방사형 흡착기의 수 및 이들이 배열되는 방식은 특정 세트의 설계 기준을 충족하도록 조절될 수 있다. 또 다른 예로서, 방사형 흡착기(200), 흡착 시스템(107) 및 플랜트(1)의 상이한 구조적 구성요소를 위한 재료 조성은 특정 세트의 설계 기준을 충족시키는 데 필요할 수 있는 바에 따른 임의의 유형의 적절한 재료일 수 있다.

플랜트(1)의 실시예는 적어도 하나의 방사형 흡착기(200)가 사용될 수 있는 공기 분리 플랜트 또는 다른 유형의 플랜트로 구성될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 플랜트, 흡착 시스템 및 방사형 흡착기는 각각 작동을 모니터링 및 제어하도록 위치되고 구성되는 프로세스 제어 요소를 포함하도록 구성될 수 있다(예를 들어, 온도 및 압력 센서, 유동 센서, 프로세서, 비일시적 메모리 및 워크스테이션 및/또는 플랜트의 다른 컴퓨터 장치에서 실행될 수 있는 자동화된 프로세스 제어 시스템을 위한 사용자 인터페이스를 제공하기 위해 센서 요소, 밸브 및 제어기와 통신하기 위한 적어도 하나의 트랜시버를 포함하는 적어도 하나의 워크스테이션을 갖는 자동화된 프로세스 제어 시스템 등).

다른 예로서, 개별적으로 또는 실시예의 일부로서 설명된 특정 특징은 다른 개별적으로 설명된 특징 또는 다른 실시예의 일부와 조합될 수 있는 것으로 고려된다. 따라서, 본 명세서에 설명된 다양한 실시예의 요소 및 동작은 또 다른 실시예를 제공하기 위해 조합될 수 있다. 따라서, 방사형 흡착기, 흡착 시스템, 하나 이상의 방사형 흡착기를 이용하는 흡착 시스템을 갖는 플랜트, 및 이를 제조하고 사용하는 방법의 특정 예시적인 실시예가 위에서 도시되고 설명되었지만, 본 발명은 이에 제한되지 않고 다음의 청구 범위 내에서 달리 다양하게 구현되고 실시될 수 있음을 명백하게 이해할 수 있다.

Claims (18)

1. 방사형 흡착기이며,
   용기로서, 챔버, 상기 챔버와 유체 연통하는 입구 및 상기 챔버와 유체 연통하는 출구를 갖는 용기;
   상기 챔버 내에서 제2 재료 층에 인접하여 위치하는 제1 재료 층- 상기 제1 재료 층은 제1 재료를 포함하고, 상기 제2 재료 층은 상기 제1 재료와 상이한 제2 재료를 포함함 -을 포함하고,
   상기 용기는 또한 상기 챔버 내에서 그리고 상기 재료 층을 통해 유체를 안내하기 위해 상기 챔버 내에 형성되거나 배치된 적어도 하나의 유동 안내 구조를 가지며, 상기 적어도 하나의 유동 안내 구조는 상기 유체가 상기 챔버의 외부 영역으로부터 상기 챔버의 내부 영역으로 통과하여 상기 재료 층을 통과하거나 및/또는 상기 내부 영역으로부터 상기 외부 영역으로 통과하여 상기 재료 층을 통과하도록 구성되고,
   상기 적어도 하나의 유동 안내 구조는:
   (i) 상기 입구로부터 유체를 수용하고 상기 유체를 상기 제1 재료 층의 내부측으로 안내하도록 위치된 제1 내부 도관 및 상기 제1 재료 층의 외부측으로부터 유체를 수용하고 상기 제2 재료 층의 외부측으로 상기 유체를 안내하도록 위치된 제1 외부 도관;
   (ii) 상기 입구로부터 유체를 수용하고 상기 유체를 상기 제1 재료 층의 내부측으로 안내하도록 위치된 제1 내부 도관 및 상기 제1 재료 층의 외부측으로부터 유체를 수용하고 상기 제2 재료 층의 외부측으로 상기 유체를 안내하도록 위치된 제1 외부 도관 및 상기 제2 재료 층의 내부측으로부터 유체를 수용하고 상기 용기의 상기 출구로 상기 유체를 안내하도록 위치된 제2 내부 도관;
   (iii) 상기 입구로부터 유체를 수용하고 상기 유체를 상기 제1 재료 층의 외부측으로 안내하도록 위치된 제1 외부 도관 및 상기 제1 재료 층의 내부측으로부터 유체를 수용하고 상기 제2 재료 층의 내부측으로 상기 유체를 안내하도록 위치된 제1 내부 도관; 및
   (iv) 상기 입구로부터 유체를 수용하고 상기 유체를 상기 제1 재료 층의 외부측으로 안내하도록 위치된 제1 외부 도관, 상기 제1 재료 층의 내부측으로부터 유체를 수용하고 상기 제2 재료 층의 내부측으로 상기 유체를 안내하도록 위치된 제1 내부 도관 및 상기 제2 재료 층의 외부측으로부터 유체를 수용하고 상기 용기의 상기 출구로 상기 유체를 안내하도록 위치된 제2 외부 도관 중 하나를 포함하는, 방사형 흡착기.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 적어도 하나의 유동 안내 구조는 (i) 상기 입구로부터 유체를 수용하고 상기 유체를 상기 제1 재료 층의 내부측으로 안내하도록 위치된 상기 제1 내부 도관 및 상기 제1 재료 층의 외부측으로부터 유체를 수용하고 상기 제2 재료 층의 외부측으로 유체를 안내하도록 위치된 상기 제1 외부 도관을 포함하는, 방사형 흡착기.
3. 청구항 1에 있어서, 적어도 하나의 유동 안내 구조는 (ii) 상기 입구로부터 유체를 수용하고 상기 유체를 상기 제1 재료 층의 내부측으로 안내하도록 위치된 상기 제1 내부 도관 및 상기 제1 재료 층의 외부측으로부터 유체를 수용하고 상기 제2 재료 층의 외부측으로 상기 유체를 안내하도록 위치된 상기 제1 외부 도관 및 상기 제2 재료 층의 내부측으로부터 유체를 수용하고 상기 용기의 상기 출구로 유체를 안내하도록 위치된 상기 제2 내부 도관을 포함하는, 방사형 흡착기.
4. 청구항 1에 있어서, 상기 적어도 하나의 유동 안내 구조는 (iii) 입구로부터 유체를 수용하고 상기 유체를 상기 제1 재료 층의 외부측으로 안내하도록 위치된 상기 제1 외부 도관 및 상기 제1 재료 층의 상기 내부측으로부터 유체를 수용하고 상기 유체를 상기 제2 재료 층의 상기 내부측으로 안내하도록 위치된 상기 제1 내부 도관을 포함하는, 방사형 흡착기.
5. 청구항 1에 있어서, 상기 적어도 하나의 유동 안내 구조는 (iv) 상기 입구로부터 유체를 수용하고 상기 유체를 상기 제1 재료 층의 상기 외부측으로 안내하도록 위치된 상기 제1 외부 도관, 상기 제1 재료 층의 상기 내부측으로부터 유체를 수용하고 상기 제2 재료 층의 상기 내부측으로 상기 유체를 안내하도록 위치된 상기 제1 내부 도관 및 상기 제2 재료 층의 상기 외부측으로부터 유체를 수용하고 상기 용기의 상기 출구로 상기 유체를 안내하도록 위치된 상기 제2 외부 도관을 포함하는, 방사형 흡착기.
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 제1 재료 층과 상기 제2 재료 층 사이에 위치하는 제1 유동 우회 방지 메커니즘을 포함하는, 방사형 흡착기.
7. 청구항 6에 있어서, 상기 제1 유동 우회 방지 메커니즘은
   적어도 하나의 스프링;
   구획을 적어도 부분적으로 형성하도록 위치된 제1 연장 가능 부재를 포함하고;
   상기 적어도 하나의 스프링은 상기 구획에 위치되고, 각 스프링의 제1 단부는 상기 제1 재료 층과 결합하고, 상기 스프링의 제2 단부는 상기 제2 재료 층과 결합하며, 그래서, 유체가 상기 제1 재료 층과 상기 제2 재료 층을 통과한 결과로 상기 제1 재료 및/또는 상기 제2 재료가 더 조밀하게 패킹되는 것으로 인한 침강 효과에 응답하여 상기 적어도 하나의 스프링을 통해 상기 제1 연장 가능 재료가 연장하는, 방사형 흡착기.
8. 방사형 흡착기이며,
   용기로서, 챔버, 상기 챔버와 유체 연통하는 입구 및 상기 챔버와 유체 연통하는 출구를 갖는 용기;
   상기 챔버 내에 위치된 재료 층- 상기 재료 층은 상기 챔버 내에서 제2 재료 층에 인접하여 위치하는 제1 재료 층을 포함하고, 상기 제1 재료 층은 제1 재료를 포함하고, 상기 제2 재료 층은 상기 제1 재료와 상이한 제2 재료를 포함하며, 상기 재료 층은 또한 상기 챔버 내에 위치된 제3 재료 층을 포함하고, 상기 제3 재료 층은 상기 제1 재료와 상이하고 또한 상기 제2 재료와도 상이한 제3 재료를 포함함 -을 포함하며,
   상기 용기는 또한 상기 챔버 내에서 그리고 상기 재료 층을 통해 유체를 안내하기 위해 상기 챔버 내에 형성되거나 배치된 적어도 하나의 유동 안내 구조를 가지며, 상기 적어도 하나의 유동 안내 구조는 상기 유체가 상기 챔버의 외부 영역으로부터 상기 챔버의 내부 영역으로 통과하여 상기 재료 층을 통과하거나 및/또는 상기 내부 영역으로부터 상기 외부 영역으로 통과하여 상기 재료 층을 통과하도록 구성되고,
   상기 적어도 하나의 유동 안내 구조는:
   (i) 상기 입구로부터 유체를 수용하고 상기 유체를 상기 제1 재료 층의 내부측으로 안내하도록 위치된 제1 내부 도관 및 상기 제2 재료 층의 외부측으로부터 유체를 수용하고 상기 제3 재료 층의 외부측으로 상기 유체를 안내하여 상기 유체를 상기 제3 재료 층을 통해 통과시키도록 위치된 제1 외부 도관; 및
   (ii) 상기 입구로부터 유체를 수용하고 상기 유체를 상기 제1 재료 층의 외부측으로 안내하도록 위치된 제1 외부 도관 및 상기 제2 재료 층의 내부측으로부터 유체를 수용하고 상기 제3 재료 층의 내부측으로 상기 유체를 안내하여 상기 유체를 상기 제3 재료 층을 통해 통과시키도록 위치된 제1 내부 도관 중 하나를 포함하는, 방사형 흡착기.
9. 청구항 8에 있어서, 상기 적어도 하나의 유동 안내 구조는 (i) 상기 입구로부터 유체를 수용하고 상기 유체를 상기 제1 재료 층의 내부측으로 안내하도록 위치된 상기 제1 내부 도관 및 상기 제2 재료 층의 외부측으로부터 유체를 수용하고 상기 제3 재료 층의 외부측으로 유체를 안내하도록 위치된 상기 제1 외부 도관을 포함하는, 방사형 흡착기.
10. 청구항 8에 있어서, 상기 적어도 하나의 유동 안내 구조는 (ii) 입구로부터 유체를 수용하고 상기 유체를 상기 제1 재료 층의 상기 외부측으로 안내하도록 위치된 상기 제1 외부 도관 및 상기 제2 재료 층의 상기 내부측으로부터 유체를 수용하고 상기 유체를 상기 제3 재료 층의 상기 내부측으로 안내하도록 위치된 상기 제1 내부 도관을 포함하는, 방사형 흡착기.
11. 청구항 8에 있어서, 상기 적어도 하나의 유동 안내 구조는 (ii) 입구로부터 유체를 수용하고 상기 유체를 상기 제1 재료 층의 상기 외부측으로 안내하도록 위치된 상기 제1 외부 도관 및 상기 제2 재료 층의 상기 내부측으로부터 유체를 수용하고 상기 유체를 상기 제3 재료 층의 상기 내부측으로 안내하도록 위치된 상기 제1 내부 도관을 포함하고, 또한, 상기 제3 재료 층의 상기 외부측으로부터 유체를 수용하고 상기 유체를 상기 용기의 상기 출구로 안내하도록 위치된 제2 외부 도관을 포함하는, 방사형 흡착기.
12. 청구항 8에 있어서, 상기 제3 재료 층은 원추형 리셉터클 내에 보유되는, 방사형 흡착기.
13. 청구항 12에 있어서, 상기 제3 층의 상기 내부측은 상기 제3 재료 층의 상기 외부측보다 크기가 더 작은, 방사형 흡착기.
14. 청구항 8에 있어서,
    상기 제3 재료 층과 상기 제1 재료 층 사이에 위치하는 제1 유동 우회 방지 메커니즘; 및/또는
    상기 제3 재료 층과 상기 제2 재료 층 사이에 위치하는 제2 유동 우회 방지 메커니즘을 포함하는, 방사형 흡착기.
15. 청구항 14에 있어서,
    상기 제1 유동 우회 방지 메커니즘은
    적어도 하나의 제1 스프링;
    제1 구획의 적어도 일부를 형성하는 제1 연장 가능 부재를 포함하고;
    상기 적어도 하나의 제1 스프링은 상기 제1 구획에 위치되고, 상기 제1 스프링의 제1 단부는 상기 제1 재료 층과 결합하고, 상기 제1 스프링의 제2 단부는 상기 제3 재료 층과 결합하며, 그래서, 유체가 상기 제1 재료 층과 상기 제3 재료 층을 통과한 결과로 상기 제1 재료 및/또는 상기 제3 재료가 더 조밀하게 패킹되는 것으로 인한 침강 효과에 응답하여 상기 적어도 하나 제1 스프링을 통해 상기 제1 연장 가능 부재가 연장하며; 및
    상기 제2 유동 우회 방지 메커니즘은
    적어도 하나의 제2 스프링;
    제2 구획의 적어도 일부를 형성하는 제2 연장 가능 부재를 포함하고;
    상기 적어도 하나의 제2 스프링은 상기 제2 구획에 위치되고, 상기 제2 스프링의 제1 단부는 상기 제2 재료 층과 결합하고, 상기 스프링의 제2 단부는 상기 제3 재료 층과 결합하며, 그래서, 유체가 상기 제2 재료 층과 상기 제3 재료 층을 통과한 결과로 상기 제2 재료 및/또는 상기 제3 재료가 더 조밀하게 패킹되는 것으로 인한 침강 효과에 응답하여 상기 적어도 하나 제2 스프링을 통해 상기 제2 연장 가능 부재가 연장하는, 방사형 흡착기.
16. 흡착 시스템이며, 병렬로 작동하도록 배열된 제1 흡착기 및 제2 흡착기를 포함하고, 상기 제1 흡착기가 온스트림 상태에 있을 때 상기 제2 흡착기가 오프스트림 상태에 있고 상기 제2 흡착기가 온스트림 상태에 있을 때, 상기 제1 흡착기는 오프스트림 상태에 있으며;
    상기 제1 흡착기는 상기 제1 흡착기의 온스트림 상태에 있을 때 상기 제1 흡착기를 통과한 유체를 정화하도록 구성되고, 상기 제1 흡착기는 상기 제1 흡착기의 오프스트림 상태에 있을 때 흡착제 재생이 적용되도록 유체의 재생 유동을 수용하도록 구성되며;
    상기 제2 흡착기는 상기 제2 흡착기의 온스트림 상태에 있을 때 상기 제2 흡착기를 통과한 유체를 정화하도록 구성되고, 상기 제2 흡착기는 상기 제2 흡착기의 오프스트림 상태에 있을 때 흡착제 재생이 적용되도록 유체의 재생 유동을 수용하도록 구성되고;
    상기 제1 흡착기는 청구항 1의 방사형 흡착기이고 상기 제2 흡착기 또한 청구항 1의 방사형 흡착기이거나, 또는
    상기 제1 흡착기는 청구항 8의 방사형 흡착기이고 상기 제2 흡착기 또한 청구항 8의 방사형 흡착기인, 흡착 시스템.
17. 청구항 16의 흡착 시스템을 포함하는 플랜트이며, 상기 플랜트는 또한
    상기 흡착 시스템에 상기 유체를 공급하기 위해 상기 유체를 압축하기 위한 압축기를 포함하는, 플랜트.
18. 방사형 흡착기를 통해 유체를 통과시키는 방법이며, 상기 방법은
    (a) 상기 방사형 흡착기의 용기 입구에서
    (i) 상기 입구로부터 유체를 수용하도록 위치된 제1 내부 도관- 상기 제1 내부 도관은 상기 유체를 상기 용기 내의 제1 재료 층의 내부측으로 안내함 -,
    (ii) 상기 입구로부터 유체를 수용하고 상기 용기 내에 위치한 제1 재료 층의 외부측으로 상기 유체를 안내하도록 위치된 제1 외부 도관;
    중 하나로 유체를 전달하는 단계;
    (b) 상기 제1 재료 층을 통해 유체를 통과시키는 단계;
    (c) 상기 제1 재료 층으로부터 상기 용기 내부의 상기 유체를 통과시키는 단계로서, 상기 유체는
    (i) 상기 제1 재료 층의 내부측으로부터 상기 용기 내의 상기 제1 내부 도관의 입구 개구로, 및
    (ii) 제2 재료 층을 통해 상기 용기 내의 제1 내부 도관의 입구 개구로 통과하도록 상기 제1 재료 층으로부터 상기 용기 내의 상기 제2 재료 층으로;
    (iii) 제2 재료 층을 통해 상기 용기 내의 제1 외부 도관의 입구 개구로 통과하도록 상기 제1 재료 층으로부터 상기 용기 내의 상기 제2 재료 층으로; 및
    (iv) 상기 제1 재료 층의 외부측으로부터 상기 용기 내의 제1 외부 도관의 입구 개구로;
    중 하나로 통과되는, 단계;
    (d) 다음:
    (i) 상기 유체가 상기 제1 내부 도관으로부터 상기 용기 내의 제2 재료 층으로 통과되는 것,
    (ii) 상기 유체가 상기 제1 내부 도관으로부터 상기 용기 내의 제3 재료 층으로 통과되는 것, 및
    (iii) 제2 재료 층을 통과하기 위해 상기 유체가 상기 제1 외부 도관으로부터 상기 용기 내의 상기 제2 재료 층의 외부측으로 통과되는 것,
    (iv) 제3 재료 층을 통과하기 위해 상기 유체가 상기 제1 외부 도관으로부터 상기 제3 재료 층으로 통과되는 것
    중 하나가 이루어지도록 상기 유체를 안내하는 단계; 및
    (e) 상기 유체가 적어도 상기 제1 재료 층 및 상기 제2 재료 층을 통과한 후 상기 용기의 출구 외부로 상기 유체를 통과시키는 단계를 포함하는, 방법.

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