一种径向列管式吸附器及其吸附解吸的方法技术

本发明专利技术属于吸附器领域，具体涉及一种径向列管式吸附器及其吸附解吸的方法。吸附器外壳，所述吸附器外壳两端分别设置流体入口端和流体出口端；中间壳层，所述中间壳层设置在所述吸附器外壳的内部，所述中间壳层的横截面为环状，两端与换热介质管道连通；外流道，所述外流道设置在所述吸附器外壳内部，位于所述中间壳层和所述吸附器外壳之间；中心流道，所述中心流道设置在所述中间壳层的内部；粉末收集槽，所述粉末收集槽设置在所述中心流道且面向所述流体入口端的一端；吸附管，所述吸附管设置在所述中间壳层中，并且所述吸附管与所述中心流道和外流道连通形成流体流道。所述吸附器可实现吸附剂的再生，再生方式是间接加热和真空解吸相结合。

A Radial Tube Adsorber and Its Adsorption and Desorption Method

The invention belongs to the field of adsorber, in particular to a radial tubular adsorber and its adsorption and desorption method. The two ends of the adsorber shell are respectively provided with the fluid inlet end and the fluid outlet end; the middle shell layer is arranged in the inner part of the adsorber shell, the cross section of the middle shell layer is circular, and the two ends are connected with the heat exchange medium pipeline; the outer flow channel is arranged in the inner part of the adsorber shell, and is located in the middle shell layer and the absorption. Between the enclosures of the appendages, the central channel is arranged inside the middle shell layer, the powder collection tank is arranged at one end of the central channel facing the inlet end of the fluid, and the adsorption tube is arranged in the middle shell layer, and the adsorption tube is connected with the central channel and the outflow channel to form a fluid flow channel. The adsorbent can be regenerated by combining indirect heating with vacuum desorption.

【技术实现步骤摘要】
一种径向列管式吸附器及其吸附解吸的方法
本专利技术属于吸附器领域，具体涉及一种可实现吸附剂吸附后间接加热和真空解吸吸附剂相结合再生的径向列管式吸附器及其吸附解吸的方法。
技术介绍
以吸附法为基础的固定床吸附器在气体分离中有着广泛的应用。吸附过程中，混合组分经过吸附剂床层，轻组分气体不被或少被吸附而较早穿透固定床层，重组分气体被主要吸附直至吸附剂饱和，吸附剂再生过程中可回收重组分气体，从而实现轻、重组分气体的分离。基于上述过程，诸多工业尾气中含有较高资源化价值的气体均可通过回收再生过程中的解吸气而实现富集提浓，如钢铁炉窑烟气中的大量SO2与NOX气体、化工厂废气中的有机气体等。加热与抽真空是吸附剂再生的常见手段。对于加热再生，常采用直接加热方式，即将高温氮气或水蒸气通入吸附器对吸附剂床层进行加热，但这种方式会稀释解吸气而不利于对其富集回收，此外还存在水溶性有机废气溶于水蒸汽凝液而形成有机废水、需新增处理净化设备等问题。对于抽真空再生，通过真空泵对吸附器床层密闭空间抽气形成负压，可实现吸附剂快速解吸，且没有杂质气体引入，可直接对解吸气富集提纯；但该法对极性气体分子的解吸力度不够，使吸附剂不能充分再生，这时往往需要对吸附剂进行一定程度加热以辅助再生，但直接加热又会带来真空度降低与解吸气稀释等问题。以上问题均说明了吸附剂再生阶段，间接加热方式的重要性与迫切性，其不仅可杜绝引入杂质气体，还能将加热与抽真空两种再生方法结合，实现吸附剂再生时长的缩短、再生能耗的降低以及解吸气的富集提浓。列管式固定床吸附器通过多根吸附管并联，在管内填装有固定床吸附剂进行气体吸附分离。吸附剂再生时，热介质通入吸附器，流过吸附管对其进行间接加热；加热结束后，通入冷介质对吸附管进行间接冷却，全程换热介质与吸附管内空间隔绝。为了保证换热效率，列管式固定床吸附器需要较大的换热面积，因此对于传统轴向流布置的吸附器而言，列管式固定床吸附器较普通固定床吸附器的需要更大的占地面积。列管换热的均匀性关系到吸附剂解吸效果，这很大程度取决于间接换热过程中换热介质分布均匀度，因此如何保证管间充分均匀换热，是列管式固定床吸附器的关键技术问题。此外，如需与抽真空再生方式结合，间接加热过程中还需保证吸附管外换热空间与吸附管内床层空间的隔绝，避免在长期温度和/或压力交变环境中可能出现的吸附器材质变形、密闭性失效等问题。总而言之，现有的列管式固定床吸附器主要以轴向吸附器为主，存在如下缺点：(1)水平换热面积大、占地面积大；(2)存在换热不均匀的问题；(3)与抽真空再生方式结合时，存在吸附器材质变形、列管密闭性失效等问题；(4)与抽真空再生方式结合时，与吸附管内床层相通的非床层空间内的原料气体会被同时抽出，不利于解吸气的富集提浓。综上，针对以上缺点，需要提供一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提出一种径向列管式吸附器及其吸附解吸的方法；所述吸附器中将吸附管设置为与中间壳层横截面呈一不为0的角，当所述吸附器为立式筒体结构时，其可充分利用高度空间减少占地面积、增强换热效率与均匀度、提升与抽真空再生方式的操作匹配性。所述吸附器可实现吸附剂的再生，再生方式是间接加热和真空解吸吸附剂相结合。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种间接加热和真空结合解吸流体的方法，所述方法包括：间接加热流体流道，所述间接加热流体流道是将换热介质经过换热介质流道，通过间接加热使吸附剂上的流体解吸；真空解吸吸附剂，所述真空解吸吸附剂是将流体流道进行抽真空，吸附剂上的流体因压强降低而解吸；所述换热介质流道与所述流体流道之间不连通。本专利技术的另一目的在于提供一种列管式吸附器，所述吸附器包括：吸附器外壳，所述吸附器外壳两端分别设置流体入口端和流体出口端；中间壳层，所述中间壳层设置在所述吸附器外壳的内部，所述中间壳层的横截面为环状，两端与换热介质管道连通；外流道，所述外流道设置在所述吸附器外壳内部，位于所述中间壳层和所述吸附器外壳之间；中心流道，所述中心流道设置在所述中间壳层的内部；粉末收集槽，所述粉末收集槽设置在所述中心流道且面向所述流体入口端的一端；吸附管，所述吸附管设置在所述中间壳层中，并且所述吸附管与所述中心流道和外流道连通形成流体流道；所述中间壳层与所述流体流道不连通。进一步地，所述中间壳层包括：内壁，所述内壁围成的内部空间即为所述中心流道；外壁，所述外壁、粉末收集槽与吸附器外壳形成的空间为所述外流道；吸附管通孔，所述内壁和外壁上均设置有吸附管通孔；所述吸附管同时穿过所述所述内壁和外壁上的吸附管通孔。进一步地，所述吸附器还包括用于稳定所述中间壳层的内支架；所述内支架位于所述中间壳层且与所述粉末收集槽的同一端；所述内支架上设置多个支架通孔，所述支架通孔用于增强流体的对流强度。进一步地，所述换热介质管道的数量根据实际吸附器尺寸与加工条件定，所述换热介质管道在所述中间壳层任一一端设置至少有2根，可通过增加开口数目提升换热介质流经中间壳层的均匀性、降低换热介质的流通阻力，从而提升对吸附管换热的均匀性。进一步地，所述换热介质管道在所述中间壳层任一一端设置2～50根。进一步地，所述吸附器悬挂固定在用于承载所述吸附器重量的承重支架。进一步地，流体从所述流体入口端进入、所述流体出口端流出，或者从所述流体出口端进入、所述流体入口端流出。进一步地，当所述流体从所述流体入口端进入、所述流体出口端流出时，所述粉末收集槽能将促使流体向所述中间壳层的外部分流，还能收集经流体带出的所述吸附管内的吸附剂。进一步地，所述吸附器还包括用于提供检修人员对所述吸附器内部检修与清理粉尘的人孔；所述人孔设置在所述吸附器外壳上。进一步地，所述吸附管与所述中间壳层横截面的夹角为α，α的范围是0°<α<90°，即所述吸附管在所述中间壳层中倾斜设置，所述吸附管倾斜设置带来的有益效果是：使吸附剂床层紧密堆积，避免因重力导致的吸附剂床层与上方管壁所形成空隙而造成的流体短路问题；同时倾斜布置也可使所述吸附管更加充分利用所述中间壳层的空间，减小占地面积；此外，吸附管倾斜使吸附管的长度加长，既提高了吸附管的吸附容量，又增大所述吸附管的换热面积；所述吸附管的倾斜角度(即α)可以根据吸附剂材料、床层特性、中间壳层空间换热条件、整体占地条件等进行调整。进一步地，所述α的范围进一步为5°<α<75°。进一步地，所述吸附管位于所述内壁的一端指向所述流体入口端时，流体从所述流体出口端进入；所述吸附管位于所述内壁的一端指向所述流体出口端时，流体从所述流体入口端进入。进一步地，所述内壁和外壁上均设置若干吸附管通孔，所述吸附管穿过所述内壁和外壁上的吸附管通孔，同时将所述吸附管通孔边缘与所述吸附管之间的空隙密封以使所述中间壳层与所述流体流道不连通。进一步地，将所述吸附管通孔边缘与所述吸附管之间的空隙密封的方式包括焊接和活动式密封。进一步地，所述活动式密封步骤包括：在所述吸附管上流体进口处的吸附管通孔边缘焊接底托；在所述吸附管上流体出口处的吸附管通孔边缘处焊接第一法兰盘；在所述吸附管处于所述中间壳层内部的部分，在所述内壁和外壁之间焊接至少2段滑轨；在所述流体出口处外侧焊接第二法兰盘；所述第一法兰盘和第本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种列管式吸附器，其特征在于，所述吸附器包括：吸附器外壳，所述吸附器外壳两端分别设置流体入口端和流体出口端；中间壳层，所述中间壳层设置在所述吸附器外壳的内部，所述中间壳层的横截面为环状，两端与换热介质管道连通；外流道，所述外流道设置在所述吸附器外壳内部，位于所述中间壳层和所述吸附器外壳之间；中心流道，所述中心流道设置在所述中间壳层的内部；粉末收集槽，所述粉末收集槽设置在所述中心流道且面向所述流体入口端的一端；吸附管，所述吸附管设置在所述中间壳层中，并且所述吸附管与所述中心流道和外流道连通形成流体流道。

【技术特征摘要】
1.一种列管式吸附器，其特征在于，所述吸附器包括：吸附器外壳，所述吸附器外壳两端分别设置流体入口端和流体出口端；中间壳层，所述中间壳层设置在所述吸附器外壳的内部，所述中间壳层的横截面为环状，两端与换热介质管道连通；外流道，所述外流道设置在所述吸附器外壳内部，位于所述中间壳层和所述吸附器外壳之间；中心流道，所述中心流道设置在所述中间壳层的内部；粉末收集槽，所述粉末收集槽设置在所述中心流道且面向所述流体入口端的一端；吸附管，所述吸附管设置在所述中间壳层中，并且所述吸附管与所述中心流道和外流道连通形成流体流道。2.根据权利要求1所述的一种列管式吸附器，其特征在于，所述中间壳层包括：内壁，所述内壁围成的内部空间即为所述中心流道；外壁，所述外壁、粉末收集槽与吸附器外壳形成的空间为所述外流道；吸附管通孔，所述内壁和外壁上均设置有吸附管通孔；所述吸附管同时穿过所述所述内壁和外壁上的吸附管通孔。3.根据权利要求1所述的一种列管式吸附器，其特征在于，所述吸附器还包括用于稳定所述中间壳层的内支架；所述内支架位于所述中间壳层且与所述粉末收集槽的同一端；所述内支架上设置多个支架通孔，所述支架通孔用于增强流体的对流强度。4.根据权利要求1所述的一种列管式吸附器，其特征在于，所述吸附管与所述中间壳层横截面的夹角为α，α的范围是0°<α<90°。5.根据权利要求1所述的一种列管式吸附器，其特征在于，所述吸附器还包括用于提供检修人员对所述吸附器内部检修与清理粉尘的人孔；所述人孔设置在所述吸附器外壳上。6.根据权利要求1所述的一种列管式吸附器，其特征在于，所述吸附管通孔边缘与所述吸...

【专利技术属性】
技术研发人员：李子宜，刘应书，游洋，杨雄，彭兆丰，邢奕，刘文海，田京雷，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：北京,11