用于操作具有吸附装置的工业成套设备的方法和具有吸附装置的工业成套设备制造方法及图纸

一种用于操作具有吸附装置(10)的工业成套设备(100)的方法，吸附装置以预定的质量流量排放载有可吸着物质的气流，其中负载气流(G1)涉及以时间上交替的方式相继的升高的负荷(

Method for operating industrial complete sets of equipment with adsorption device and industrial complete sets of equipment with adsorption device

A method for operating an industrial complete set of equipment (100) with an adsorption device (10) that discharges a gas stream carrying an adsorbable substance at a predetermined mass flow rate, in which a load gas stream (G1) involves a successive increase in load in a time-dependent manner.\uff08

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于操作具有吸附装置的工业成套设备的方法和具有吸附装置的工业成套设备
本专利技术涉及一种用于操作具有吸附装置的工业成套设备的方法，并且涉及一种具有吸附装置的工业成套设备。
技术介绍
气体或气体混合物可以接收、运输和再次释放可吸着物质。根据热力学参数，特别是温度和压力，气体混合物可以接收多达一定量的可吸着物质。气体混合物接收的可吸着物质的量通常被称为负荷。在这种气体混合物的工业加工过程中，可能的情况是，热力学参数从一个过程步骤到另一个过程步骤会有很大变化。其结果通常是气体混合物以可吸着物质饱和或过饱和状态存在。然后例如发生冷凝，其中过量的可吸着物质被气流释放并在界面处冷凝。这方面的一个例子是，如果所述管道的温度低于相对于负载气流的露点，则过程气体中含有的湿气会在管道中冷凝。在这种情况下，可能会出现冷凝水导致管道腐蚀的问题。特别地，压力变化吸附装置和温度变化吸附装置通常在过程气体中负荷有可吸着物质，这种负荷在各阶段中非常高，直到过程气体的该物质饱和。然后，即使温度和/或压力有微小变化，也可能发生冷凝。DD200981A1公开了一种抑制流动介质中浓度周期性变化的方法。这里，介质被引导通过填充有吸着剂的设备，在该设备中，介质的各个组分的浓度(该浓度高于平均值)被吸附，并因此被保持，直到通过具有不同的(例如更低的)浓度的先前吸附组分的流入介质实现置换解吸，并因此实现到介质的近似均匀的释放。因此，本专利技术的一个目的是提供一种改进的方法，用于在工业成套设备中气体混合物对可吸着物质的负荷的时间上的均匀化。
技术实现思路
根据第一方面，所述目的通过一种用于操作工业成套设备的方法来实现。工业成套设备具有吸附装置，该吸附装置以预定的质量流量排放载有可吸着物质的气流，其中负载气流涉及负荷降低的阶段和负荷升高的阶段，这两个阶段以时间上交替的方式相继出现。该方法包括下列步骤：将负载气流进给到吸着缓冲装置的入口；将负载气流沿着吸着路径在吸着缓冲装置中引导通过吸着剂，该吸着剂适合于接收一定负荷的可吸着物质，该吸着路径从吸着缓冲装置的入口通向出口，其中，根据气流的载荷和吸着剂的载荷，可吸着物质从气流流向吸着剂，或者从吸着剂流向气流；和在吸着缓冲装置的出口排出处理过的气流。在气流对可吸着物质的负荷升高的阶段，形成了吸着剂对可吸着物质的负荷升高的区域，该区域从吸着缓冲装置的入口沿着吸着路径延伸。在气流的负荷降低的后续阶段，吸着剂的负荷升高的区域沿着吸着路径在朝向吸着缓冲装置的出口的方向上移动。这里，吸着路径的长度和吸着缓冲装置中的吸着剂的量被选择为使得吸着缓冲装置被设置成在工业成套设备操作期间沿着吸着路径容纳吸着剂的至少三个、优选至少四个、更优选至少五个不同的负荷升高的区域。在实施例中，负荷降低的区域在空间上位于两个负荷升高的区域之间。优选确保吸着剂缓冲装置中的吸着剂从未完全载满。这种方法使得能够提供处理过的气流，其负荷不超过可预先限定的上限值。上限值可以特别取决于处理过的气流被加工的过程步骤。这可以例如是将处理过的气流引入在环境温度下操作的气体管道中。在这种情况下，气流应理解为表示以气态存在的混合物或流体的流。这种流体可以具有不同的组成。例如，该混合物可以包括氢气(H2)、一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、挥发性有机化合物、氮气(N2)、氧气(O2)和/或惰性气体。气流的组成可能会经历随时间的变化。气流可以被认为是各个气体团的流。特别地，在下文中，来自气流的各个气体团将被用作示例性体积，以便解释状态变化。这种气体团可以例如通过诸如压力、温度、粒子数量和组成的状态变量来表征。在这种情况下，巴被用作压力单位，其中1巴≈1.025hPa。温度以℃表示。粒子数量可以例如通过摩尔(由阿伏伽德罗常数定义，1摩尔≈6.022×1023个粒子)以绝对值表示，或者基于基本量例如ppm(百万分之几)以相对值表示。组成可以基于体积、质量或粒子数量来表示。气流还具有作为状态变量的流速。流速可以例如表示为质量流量。质量流量可以用标准立方米/单位时间表示，例如标准m3/h。标准立方米包括在标准条件下包含在一立方米气体混合物的体积中的气体混合物的量。标准条件例如是pn＝1.01325巴的标准压力和Tn＝0℃的标准温度。如果下面提到气流的组成，其旨在表示气流在一段时间内具有所指示的组成。换句话说，气流携带具有所示组成的多个气体团。基于体积，气流的一种可能组成是例如70％H2、20％CH4和10％CO。可能存在组成在％范围内的差异或例如被称为痕量气体的其它成分。负载气流也负荷有可吸着物质。特别地，水和有机化合物是可吸着物质，并且可以构成气流的负荷。吸着具体包括吸附、吸收和解吸过程。吸附是指例如存在于气体混合物中的可吸着物质的粒子在与另一种介质的界面处(例如在像管道一样的固体上)的积聚。吸收是指在另一种介质中接收粒子，例如将CO2溶解在液态水中。解吸是指相反的过程。这例如是粒子从吸附状态转移到气相中。气流的负荷可以例如相对于包含在气体团中的粒子来指示。气体团具有取决于其状态的最大负荷。如果气体团最大程度地载满物质，那么它也被称为相对于可吸着物质而言饱和。可以相对于最大负荷来指示当前负荷。这也可以称为相对含量。露点温度可以在恒定压力和预定负荷下限定。露点温度，也简称为露点，是气体团中可吸着物质的相对含量为100％的温度。如果温度下降到露点温度以下，则形成露水，也就是说，可吸着物质冷凝在冷凝核和/或与气体团接触的工业成套设备的元件表面上。特别是，表面的温度可以低于气体团相对于可吸着物质的露点。然后，气体团或气体团的至少一部分被冷却，使得可吸着物质在表面上的冷凝能够发生。如果可吸着物质是水，并且气体团包含一部分CO2，则冷凝(液体)水可能会从气体团中吸收CO2，这导致水的pH值降低。这种酸性水可能构成金属管线腐蚀的原因。气体团中包含的水也可以称为水蒸气、水分或湿气。例如，对于水，相对含量被称为相对湿度。在0％的相对湿度下，气体团可以被称为干燥的，在100％的相对湿度下，所述团可以被称为饱和的，并且在这两个极端之间的相对湿度下，气体团也可以被称为湿润的。在下文中，可以简单地假设水是可吸着物质，而不丧失一般性，因此可以提及水分或湿气或相对湿度。吸附装置具体可以包括压力变化吸附装置和/或温度变化吸附装置。这样的装置具有例如多个操作阶段，具体地吸附阶段和再生阶段。在这样的装置中，潮湿的气流可以在吸附阶段期间干燥，其中含水分的气流的负荷降低。因此，由这种吸附装置排放的负载气流在该阶段具有降低的水分负荷。特别地，在该阶段期间，排放的负载气流甚至可以是干燥的。在再生阶段期间，这样的吸附装置可以被再生，其中吸附装置排放带有负荷升高的水分的负载气流。特别地，在该阶段期间，排放的负载气流可以是饱和的。这种吸附装置可以例如以周期性的方式或者以交替的方式以时间上不同长度的阶段操作，该阶段可以称为间隔。间隔长度可以包括例如几分钟或者几小时到几天。有利地，气流的质量流量至少在各阶段中是恒定的，这简化了成套设备的连续操作。将负载气流进给到吸着缓冲装置可以涉及将吸附装置的出口直接连接到吸着缓冲装置的入口，例如通过合适的管道。或者，可以提供过程步骤，例如借助于压缩机压缩负载气流，以及在气本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于操作具有吸附装置(10)的工业成套设备(100)的方法，所述吸附装置(10)以预定的质量流量排放载有可吸着物质的气流(G1)，其中，对于所述负载气流(G1)，涉及以时间上交替的方式相继的具有降低的负荷

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.06.23 EP 16001413.01.一种用于操作具有吸附装置(10)的工业成套设备(100)的方法，所述吸附装置(10)以预定的质量流量排放载有可吸着物质的气流(G1)，其中，对于所述负载气流(G1)，涉及以时间上交替的方式相继的具有降低的负荷的阶段(P1)和具有升高的负荷的阶段(P2)，所述方法包括以下步骤：将所述负载气流(G1)进给(710)到吸着缓冲装置(40)的入口(42)；将所述负载气流(G1)沿着吸着路径(45)在所述吸着缓冲装置(40)中引导(720)通过吸着剂(44)，所述吸着剂(44)适合于接收所述可吸着物质的负荷(ψ)，所述吸着路径(45)从所述吸着缓冲装置(40)的所述入口(42)通向出口(43)，其中，根据所述气流的所述负荷和所述吸着剂的所述负荷(ψ)，所述可吸着物质从所述气流流向所述吸着剂(44)，或者从所述吸着剂(44)流向所述气流；在所述吸着缓冲装置(40)的所述出口(43)排出(730)处理过的气流(G4)，其中，在所述气流(G1)对所述可吸着物质具有升高的负荷的阶段(P2)期间，形成所述吸着剂(44)对所述可吸着物质具有升高的负荷(ψ)的区域(B1)，所述区域沿着所述吸着路径(45)从所述吸着缓冲装置(40)的所述入口(42)延伸，并且在具有所述气流(G1)的降低的负荷的后续阶段(P1)期间，具有所述吸着剂(44)的所述升高的负荷(ψ)的区域沿着所述吸着路径(45)在朝向所述吸着剂缓冲装置(40)的所述出口(43)的方向上移动；并且其中，所述吸着路径(45)的长度(l)和所述吸着缓冲装置(40)中的所述吸着剂(44)的量被选择(721)，使得所述吸着缓冲装置(40)被设置成在所述工业成套设备(100)操作期间沿着所述吸着路径(45)容纳具有所述吸着剂(44)的升高的负荷(ψ)的至少三个、优选至少四个、更优选至少五个不同的区域(B1–B5)。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：借助于相对于所述吸着缓冲装置(40)在流出方向上布置的减压器(50)膨胀(731)所述处理过的气流(G4)，其中产生膨胀的气流(G5)；和将所述膨胀的气流(G5)进给(732)到布置在所述吸着缓冲装置(40)下游的气体管道(60)。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述吸着缓冲装置(40)和所述气体管道(60)之间的气体压差为5巴-10巴。4.根据前述权利要求中的一项所述的方法，其特征在于，还包括：借助于布置在所述吸着缓冲装置(40)上游的气体冷却装置(3...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·特罗特，H·克里斯提安，
申请(专利权)人：林德股份公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE