包括柔性筛网的径向流吸附容器制造技术

本发明专利技术涉及一种径向流吸附容器和使用该径向流吸附容器的吸附方法，所述径向流吸附容器包括圆柱形外壳和至少一个圆柱形多孔壁，所述圆柱形多孔壁同轴地设置在所述壳内，其中在所述壳内，一个或多个流体可渗透的筛网通过多个单独的支座元件刚性地连接到所述至少一个多孔壁，使得所述筛网具有与所述壳同轴的圆柱形状。

Radial flow adsorption vessel including flexible screen

【技术实现步骤摘要】
包括柔性筛网的径向流吸附容器
本专利技术涉及一种径向流吸附容器和使用该容器的吸附方法，径向流吸附容器包括圆柱形外壳和至少一个圆柱形多孔壁，所述圆柱形多孔壁同轴地设置在所述壳内，并且一个或多个流体可渗透的筛网刚性地连接到至少一个圆柱形多孔壁。
技术介绍
通过吸附净化气体通常需要从气流中除去多种杂质。虽然这有时可以使用单个吸附剂层来完成，但使用至少两种不同的吸附剂来优化吸附过程通常更经济。在传统的轴流式容器中，这可以通过顺序装载颗粒材料以产生垂直于流体流动路径的不同层来容易地实现。然而，径向流吸附容器需要环形段以使不同的层垂直于流体流动路径，这通常由设置在容器内的圆柱形屏障产生。通常，径向流吸附容器包括外壳和多孔壁，例如内和外多孔壁，其由通常由用于刚度和强度的金属制成的多孔板形成，其中细金属丝网覆盖物将吸附剂颗粒保留在多孔壁之间。这些多孔壁产生环形段，其中可以装载颗粒。当设计具有多于一个环形吸附剂层的容器时，需要另外的壁以使每个吸附剂层能够单独装载和保留。这种另外的壁通常以类似于内部和外部多孔壁的方式构造，使用穿孔(金属)板以实现覆盖有细金属丝网的形状稳定性，并且固定到容器的顶部头部和/或到底支撑板。US6,086,659公开了一种径向流吸附容器、容器组装方法、以及具有双向柔性的容纳筛网的制造方法。径向流吸附容器包括圆柱形壳和多个圆柱形多孔壁，它们同心地设置在壳内。支撑板中的孔/开口设计成在轴向和径向上都提供柔性。US6,770,120公开了容器内的容器和径向吸附床以及径向吸附床内径内的内吸附床或储存罐。内吸附床是轴向吸附床或内径向吸附床。US6,770,120使用多孔壁来限定吸附床。US7,829,038公开了一种径向流反应器，其包括固定在壳上的多个支撑件(即反应器的外壳)以及多个筛网，其中每个筛网固定在一对相邻的支撑件上。在反应器壳之间，筛网和支撑流体流动通道围绕反应器壳的内部周向排列。由于需要将多孔壁包括在径向吸附流动容器中以及它们通常的结构而产生的第一个问题是容器总成本的增加。另外，这些壁增加了通过颗粒床的压降，并且由于非穿孔区域的遮蔽作用而降低了吸附剂的利用率。更进一步地，由诸如金属的刚性和非柔性材料制成的多孔板通常通过轧制和焊接平板的多孔板而成为圆柱形。由于穿孔设备的限制，通常需要许多小片以形成完整的圆筒。在制造期间发生的各个板的尺寸公差和焊接变形导致成品气缸中的缺陷。气缸可以是不圆的、不直的并且在焊缝处达到峰值。当具有这种缺陷的两个圆柱体彼此嵌套时，可导致它们之间的环形宽度的巨大差异。这些缺陷沿着径向容器内的流体流动路径产生不均匀的吸附剂层深度，这导致污染物的早期突破并降低分离过程的性能和效率。最后，在具有若干多孔壁的径向流吸附容器中，为不同的吸附剂产生多个环形段，产生了维护问题，例如对最外面的多孔壁的修理是困难的，因为中间壁必须在现场被切开并重新焊接。专利技术概述本专利技术的目的在于提供一种径向流吸附容器，其允许解决或至少减轻上述问题，并且其中形成用于填充吸附剂颗粒的环形段，使得形成吸附剂层，其可靠地保持其形状并尽可能在流体流动方向上具有均匀的深度。本专利技术基于以下发现：通常包括径向流吸附容器的穿孔刚性板的一个或多个多孔壁的形状稳定性可用于为一个或多个柔性筛网提供必要的强度和形状稳定性，通过多个支座元件将所述一个或多个多孔壁固定到所述多孔壁上，从而形成环形段的边界的一部分，其中吸附剂颗粒将被填充和保留。因此本专利技术提供一种径向流吸附容器，包括圆柱形外壳和至少一个圆柱形多孔壁，所述圆柱形多孔壁同轴地设置在所述壳内，其中在所述壳内，一个或多个流体可渗透的筛网通过多个单独的支座元件刚性地连接到至少一个圆柱形多孔壁，使得所述筛网具有与所述壳同轴的圆柱形状。固定在容器多孔壁上的支座元件为筛网提供必要的结构支撑，以便在变吸附过程的条件下保持其形状，允许单独使用轻质柔性材料作为筛网来限定环形在其中分段并保留吸附剂颗粒。支座元件彼此分开，这意味着它们彼此不连接。它们可以通过焊接、粘合剂、螺栓或本领域技术人员熟悉且显而易见的任何其他紧固件方法独立地固定在筛网和多孔壁的每一端。此外，通过多个单独的支座元件连接到多孔壁的筛网通过调整个别支座元件的长度使环形段具有均匀的宽度，允许从理想的圆柱形状补偿设置在壳内的多孔壁的尺寸偏差和/或补偿多孔壁的共轴偏差，即，可以获得颗粒状吸附剂层在流体流动方向上的均匀厚度。因此，当这种环形段填充有吸附剂颗粒时，防止了污染物通过该层的早期穿透并且保持了吸附过程的性能。最后，本专利技术中筛网的设计和固定使其易于在现场拆卸和更换，从而便于维护吸附容器，例如，通过便于进入船舶的最外面的多孔壁。本专利技术的径向流吸附容器中的筛网具有圆柱形状，这意味着它沿其整个圆周和轴向延伸封闭。筛网可以由几个不在整个圆周上延伸的单独部件制成。然后将各个部件彼此连接以形成完整的圆柱形筛网。例如，各个部件可以重叠以形成圆柱形筛网。各个部分可以相互连接，也可以不相互连接。通常选择形成筛网的材料的开口，使得加载到环形段中的吸附剂颗粒(其至少部分地由筛网限定)不能通过它。优选地，筛网包括，更优选由网丝、编织金属丝网或多孔金属网组成。这些材料通常也用作多孔板的覆盖层以形成多孔壁，由于其重量轻并且具有足够小的开口以保持吸附剂颗粒，因此特别适合用作本专利技术的筛网。筛网通常包括，更优选由开口面积高达45％的材料组成。在优选的实施方案中，开口面积可以等于或小于30％。进一步优选地，筛网包括或由以下材料组成：其中开口之间的韧带的厚度t与吸附剂的粒径d相比较小。优选地，厚度t等于或小于0.9d，更优选地，t等于或小于0.75d。粒径d定义为具有相同体积的粒子的球体的等效直径，由等式定义，其中V是颗粒的体积，并且d是给定颗粒的等效球形直径。通常，筛网包括刚度小于35Nm的材料，或者由刚度小于35Nm的材料组成，更优选地小于10Nm。如上所述，径向流吸附容器包括至少一个圆柱形多孔壁，其在壳内同轴设置，并且流体可渗透的筛网通过多个单独的支座元件与多孔壁刚性连接。这种多孔壁通常包括穿孔(金属)板，其刚度足够高以在变换吸附方法的条件下保持形状稳定性，而不需要进一步的支撑。因此，这些板也称为“结构”板。通常，多孔板的刚度为500至5,000Nm。在该范围内的刚度可以是例如使用厚度为6mm的多孔钢板获得。多孔板中的开口通常很大，以至于吸附剂颗粒可以穿过它们。因此，除了多孔板之外，常见的多孔壁使用例如用于本专利技术中的筛网的材料作为多孔板的覆盖层。因此，设置在本专利技术的容器中的多孔壁优选地包括，更优选地由多孔板和在如上所述的任何实施例中用作筛网的材料的覆盖层组成。在本专利技术的另一实施方案中，径向流吸附容器至少包括同轴地设置在壳内的内圆柱形多孔壁和同轴地设置在壳内的外圆柱形多孔壁，并且流体可渗透的筛网通过多个单独的支座元件刚性地连接到多孔壁中的一个。“内”圆柱形多孔壁是指直径小于“外”多孔壁的多孔壁。在本专利技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种径向流吸附容器，包括圆柱形外壳和至少一个圆柱形多孔壁，所述圆柱形多孔壁同轴地设置在所述壳内，其中在所述壳内，一个或多个流体可渗透的筛网通过多个单独的支座元件刚性地连接到所述至少一个多孔壁，使得所述筛网具有与所述壳同轴的圆柱形状。/n

【技术特征摘要】
20180907 US 16/1247121.一种径向流吸附容器，包括圆柱形外壳和至少一个圆柱形多孔壁，所述圆柱形多孔壁同轴地设置在所述壳内，其中在所述壳内，一个或多个流体可渗透的筛网通过多个单独的支座元件刚性地连接到所述至少一个多孔壁，使得所述筛网具有与所述壳同轴的圆柱形状。


2.根据权利要求1所述的径向流吸附容器，其中所述筛网包括网丝、编织金属丝网或多孔金属网。


3.根据权利要求1或2所述的径向流吸附容器，其中所述筛网包括刚度小于35Nm的材料。


4.根据前述权利要求中任一项所述的径向流吸附容器，包括至少同轴设置在所述壳内的内和外圆柱形多孔壁，并且其中所述流体可渗透的筛网通过多个单独的支座元件刚性地连接到所述多孔壁中的一个，使得所述筛网具有与所述壳同轴的圆柱形状。


5.根据前述权利要求中任一项所述的径向流吸附容器，其中所述支座元件被安装成使得它们在垂直于吸附剂颗粒的填充方向的平面中具有它们的最小延伸。


6.根据前述权利要求中任一项所述的径向流吸附容器，其中指向吸附剂颗粒填充方向的支座元件的边缘是锥形的。


7.根据前述权利要求中任一项所述的径向流吸附容器，其中所述单独的支座元...

【专利技术属性】
技术研发人员：MS基弗，CM奥奈尔，SC滕塔雷利，
申请(专利权)人：气体产品与化学公司，
类型：发明
国别省市：美国;US