颗粒装填机制造技术

本发明专利技术涉及一种给容罐装填吸收性材料的颗粒装填机，该装填机包括一个安装在容罐内可转动的转臂，转臂的底部上开有一系列小孔，当转臂以一定的转速转动时，可将吸收颗粒均匀地分布在容罐内的整个横截面上，由此，形成均匀一致的吸收颗粒床层。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种给容罐装填吸收性材料的装置，更详细地说，本专利技术涉及一种吸收颗粒装填机，它能使整个容罐获得均匀一致的填充。在压力摆动吸附(PSA)或温度摆动吸附(TSA)工艺的实践中，虽然在吸收性材料层内能有选择地吸收供入气体中易于被吸收的成份，但获得的总的性能有时达不到实际商业用途的要求。其原因是由于用现有的颗粒装填技术，在吸收罐中所填充的吸收颗粒密度不均匀。例如吸收颗粒通常是将运输桶中的吸收性材料通过容罐顶部直接倒入容罐中从运输桶装入加工容罐中去的。这些吸收性材料倒入罐内后，一般在容罐的中心区形成一个锥体，随着锥体的锥面向下和朝着容罐的侧壁向外滑动使吸收颗粒到达容罐的罐壁。这种颗粒装填方法其结果是在中心区具有较高的颗粒填充密度，在靠近容罐壁的地方则具有较低的颗粒填充密度，而在它们之间的密度则是变化的。为了克服这种不均匀的颗粒填充密度，已将一系列具有中心孔的导向漏斗直接放置在容罐的入口下面。当吸收颗粒倒入容罐碰到上述导向漏斗时，就向外偏转流向罐壁。这种方法可将颗粒从中心锥体洒开以形成较为均匀的颗粒填充密度。但是，已发现该方法对于较大尺寸商业上重要的直径在6英尺以上的容罐效果不好;因为一些流动的颗粒没有足够的能量使它们分散到位于容罐罐壁处的外部区域。另外，该方法的另一个缺点是，它必须在所述一系列漏斗的中心精确地设置一股均匀的颗粒输入流。这是很难做到的，因为所述颗粒是从一个桶，例如一个55加仓的桶中通过一根软管被输进容罐的入口内的。正如一些熟悉本领域的人士评价的那样，由于在各个桶内装填的颗粒不同，以及所使用的装填方法不同，在容罐装填方面还可能引起其它一些问题。例如，若按通常的习惯作法将颗粒倒入容罐，则发现一只运输桶中的所有填料将堆积在床层的同一区域内。这部分材料的活性或尺寸大小多少要有异于床层的总体平均值。这种情况也会使床层中的一些区域上吸收性材料分布不均匀，从而降低容罐内进行的吸收过程的效率。由于上述原因，若在吸收罐中存在着不均匀的颗粒填料，则会使流过颗粒填料中的流体出现不均匀的流动。因此，当流体以均匀的压力流到吸收填料层的顶部或底层时，在密度大的区域内，上述流体的流量将小于流过外侧密度较小的区域。从床层的中心到外侧存在的颗粒密度的这种变化一般随着容罐的直径的增加变得更大。这是由于这些颗粒在容罐中从吸收床层的中心位移到外边缘时受到更大的剪切作用所致。关于这一点需要指出的是，对于容积相对小的容罐，如直径在1到4英尺的范围内，由于颗粒锥体中心区域几乎填满整个容罐，所以其密度分布较均匀。但是对较大容积的容罐，由于颗粒锥体的中心区域不能填满整个容罐，因此会得到分布不均匀的颗粒填料。在这种大罐里还能发现，在床层密度方面的小变化，可能导致通过床层的气流速度的大的变化，这是因为流过填料层的速度随颗粒填充密度的变化很大。正是由于这种因容罐内不均匀的颗粒填料密度所引起的不均匀流动条件，导致了前面所述的不能满足商业上使用大容罐的吸收性能要求。在这种情况下，就提出了进一步发展用于商业用途的颗粒装填技术的要求。特别是存在一种在使用大容罐情况下能获得更均匀的吸收颗粒填料的要求。因此，本专利技术的一个目的是提供一种改进的用于吸收容器装填的设备。本专利技术的另一目的是提出一种在整个吸收罐内能获得分布均匀的吸收填料的设备。本专利技术提出的颗粒装填机设有一系列小孔，吸收物质或其它的颗粒可从这些小孔中通过，以便在容罐的整个横截面面积上获得均匀的颗粒装填。该装填机包含一个可旋转的导管或一块与流化床条件一起使用的固定多孔板，以便在吸收容罐或其它容罐的整个横截面面积上获得均匀的流动，从而在容罐内获得均匀的颗粒填充层。在下文中将结合附图对本专利技术进行详细的说明，图中附图说明图1是带有本专利技术所述的颗粒装填机的吸收容罐的示意性侧视图;图2是安装在吸收罐中的颗粒装填机并说明流量控制机构的示意性侧视图，该控制机构便于容罐中的吸收性材料的装填;图3是本专利技术所述的颗粒装填机的一个较佳实施例的侧视图;图4是在吸收罐内吸收颗粒填充的侧视图，其中图4a显示在本专利技术一些实施例中可获得的密实填充情况;而图4b显示在本专利技术另一些实施侧中容罐内吸收颗粒装填中可获得的松散填充情况;图5是显示本专利技术所述的可转动颗粒装填机的转动速度和颗粒密度的关系曲线图;图6是安装在吸收罐内并含有分布网筛的颗粒装填机的示意性侧视图，以保证整个容罐内具有所需的颗粒分布;图7是说明本专利技术的一个加长颗粒装填机转动臂实施例的示意性示图，其中图7a是加长的转动臂的仰视图;而图7b是其端部的视图;图8是说明使用本专利技术颗粒装填机可获得的改进PSA性能曲线图，与常规装填方法的可变填料层密度相比，本专利技术可获得密度均匀填充的吸收床层;图9是本专利技术于流化床颗粒装填机实施例的侧视图。本专利技术的目的是通过颗粒装填机及其使用的方法实现的。该装置和方法能保证装入容罐中的吸收物或其它颗粒在容罐的横截面面积上具有均匀的颗粒流道。如下所述，特别是关于将吸收性材料装入吸收床层内的装填，本专利技术不是使颗粒装填机转动就是使吸收颗粒相对于静止的装填机移动，以便在整个颗粒装填过程中在容罐的整个横截面面积上获得均匀一致的吸收颗粒流量。在本专利技术的实践中所获得的吸收容罐的均匀填充，导致在PSA或其它吸附流体分离操作中由于使用了均匀、密实填充的吸收容罐，使气体产量大为增长。在本专利技术各个实施例的实践中，都使吸收颗粒以均匀的流速散落在吸收容罐的整个横截面面积上，以便在整个床层获得均匀一致的密度。根据散落到所形成的吸附层上的颗粒流动速率，均匀填料层的填充可从一种不规则的紧密型变化到一种不规则的松散型。在均匀填充层中的不规则紧密型填充是由于从本专利技术所述的颗粒装填机中落下的每颗颗粒在和其它的装入容罐中的颗粒相接触之前已停落在床层表面上。在这种情况下，每一颗颗粒都能完全落入其它已经停落在填料层上的颗粒所形成的凹陷处。另一方面，若落下的颗粒在未停落在床层表面上之前就相互接触，则由于颗粒之间的摩擦力，使它们不能滚入床层上由其它颗粒所形成的凹陷处，从而形成一种不规则松散型的颗粒填料。无论那种情况，在整个填料床层中都将获得均匀的密度。请参看各附图，图1说明本专利技术的一个实施例，其中立式圆筒形吸收罐内使用的是旋转臂式颗粒装填机。标号1表示吸收罐，床层2表示在罐中所形成的吸收颗粒层。具有供料斗和驱动机构的颗粒装填组件3安装在吸收罐1的顶部，在吸收颗粒装填的过程中，组件3和装在容罐1内部上方的转臂4之间具有受控制的流体通道。转臂4是一个其上开有一系列小孔5的导管，这些小孔允许颗粒从其底部流出落到床层2上。这些小孔的尺寸和布置使每平方英尺床层面积上所堆积的颗粒在整个床层的横截面面积上均匀一致。虽然这些小孔一般是圆形的，但应该理解到，这些小孔可以具有一种给定用途所希望的任何一种合适的形状。因此，当转臂4旋转时，它扫过立式吸收罐1的整个横截面面积，同时吸收颗粒以基本上均匀的颗粒流6落下，以便使在容罐1内形成部分床层2的附加吸收颗粒进行均匀地填充。有关颗粒装填组件3的细节参看图2。在本专利技术的该实施例中，颗粒装填组件3的供料斗和转臂4都由所述的驱动机构带动。在图2中，颗粒装填组件3具有吸收物供料斗7和锥形漏斗8，吸收颗粒从锥形漏斗进入转臂4。驱动机构带动供料斗7、锥形漏斗8和转臂本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种将颗粒装入容罐的颗粒装填机，它包括：（ａ）用来供应装入容罐的颗粒的供料斗；（ｂ）用来控制从所述供料斗到容罐的颗粒通道的控制机构；（ｃ）一个装在容罐中，其长度至少从所述容罐的中心部分延伸到罐壁附近的颗粒支撑面，该支撑面将从供料斗过来的颗粒沿其长度分布，所述的支撑面沿其长度具有一些设定的小孔，通过所述小孔的颗粒在容罐的整个横截面面积上以均匀的流动模式落下，由此在容罐装填时，可形成均匀一致的填充床层。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：JJ诺沃比斯基，JS施奈德，
申请(专利权)人：普莱克斯技术有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]