吸附装置及吸附方法制造方法及图纸

一种吸附装置，包含一进气单元、一排气单元及至少二吸附组件。进气单元用以提供一高于一大气压力的混合气体，排气单元用以提供一低于一大气压力的抽气环境。其中一吸附组件连接另一吸附组件，且各吸附组件连接进气单元及排气单元，并各包含压力切换单元及中空纤维吸附单元，中空纤维吸附单元包含至少一管状的中空纤维吸附材，其中，当各吸附组件于高操作压力时，对混合气体进行吸附，当于低操作压力时，各吸附组件进行脱附再生。通过各压力切换单元控制各吸附组件切换吸附或脱附再生的操作，藉此达到低耗能且连续产出产品气体的功效。

Adsorption device and method

【技术实现步骤摘要】
吸附装置及吸附方法
本专利技术是有关于一种吸附装置及吸附方法，且特别是有关于一种利用中空纤维(hollowfiber)做为吸附材料的吸附装置及吸附方法。
技术介绍
在传统产业及高科技制程对于高纯度气体的品质要求极为严格，为达此高纯度气体品质要求，于工程系统中需配置许多相关过滤、洁净及纯化设备，以获得高品质洁净的高纯度气体。然而，传统的气体纯化的处理手段，操作过程繁琐，操作成本高，能源消耗高，且操作过程中需要高压(7kg/cm2～15kg/cm2)及10％-30％的产品气体消耗。综合上述，解决高纯度气体纯化过程中所造成的气体损耗及能源转换效率，即可减少能源使用上的消耗。因此，如何降低纯化气体过程中不必要的能源损耗，遂成相关业者共同努力目标。
技术实现思路
本专利技术提供一种吸附装置及吸附方法，利用中空纤维吸附单元内的中空纤维吸附材的高质传、高吸附及高脱附回复性的特性，达成低操作压力及低耗能的功效，藉由压力变化对目标气体进行吸附与脱附，并连续产生高纯度的产品气体。依据本专利技术的一实施方式提供一种吸附装置，其包含一进气单元、一排气单元及至少二吸附组件。进气单元用以提供高于一大气压力的混合气体，排气单元用以提供低于一大气压力的抽气环境。其中一吸附组件连接另一吸附组件，且各吸附组件连接进气单元及排气单元，各吸附组件包含压力切换单元及中空纤维吸附单元。压力切换单元用以控制各吸附组件的操作压力，其操作压力为高操作压力或低操作压力，其中高操作压力由进气单元提供，并令各吸附组件进行进气动作，低操作压力由排气单元提供，并令各吸附组件进行排气动作。中空纤维吸附单元连接压力切换单元，并包含至少一中空纤维吸附材，其为管状结构，且于高操作压力时，对混合气体进行吸附并产生产品气体，于低操作压力时，各中空纤维吸附材进行脱附再生。根据前述实施方式的吸附装置，其中当混合气体通过其中一吸附组件，并于高操作压力下对混合气体进行吸附，并产生产品气体，而另一吸附组件于低操作压力下进行脱附再生，并产生已吸附气体，且已吸附气体自排气单元排出。根据前述实施方式的吸附装置，其中当一吸附组件达一预设吸附值时，另一吸附组件的压力切换单元将另一吸附组件由低操作压力切换至高操作压力，并与其中一吸附组件皆保持于高操作压力，并于一过渡时间值后，达预设吸附值的其中一吸附组件的压力切换单元，将高操作压力切换至低操作压力。根据前述实施方式的吸附装置，其中高操作压力可为大于1atm；低操作压力可为低于-300mmHg。根据前述实施方式的吸附装置，可更包含一产品气出口，其连接各吸附组件，并供产品气体排出。根据前述实施方式的吸附装置，可更包含流量控制阀，其设置于一吸附组件与另一吸附组件之间，其中，自高操作压力下的其中一吸附组件排出的产品气体，经由流量控制阀分流，产生一冲提气，并进入另一吸附组件，以进行再生冲提。根据前述实施方式的吸附装置，可更包含加热元件，其设置于一吸附组件与另一吸附组件之间，并用以加热冲提气。根据前述实施方式的吸附装置，可更包含多个气流逆止元件，其分别设置于其中一吸附组件与另一吸附组件之间。根据前述实施方式的吸附装置，其中气体通过各吸附组件时，其流向可垂直或平行于各中空纤维吸附材的轴向。根据前述实施方式的吸附装置，其中吸附装置的摆置可为水平、垂直或与一水平面间具有一角度。根据前述实施方式的吸附装置，其中各吸附组件中，中空纤维吸附材可包含至少一孔道，且孔道的开口的直径为50um～4000um。根据前述实施方式的吸附装置，其中各中空纤维吸附材的直径为D1，各中空纤维吸附材的孔道的开口的直径为d1，其可满足下列条件：1<D1/d1<100。依据本专利技术的一实施方式提供一种吸附方法，其提供至少二吸附组件，且包含第一吸附步骤、第二吸附步骤以及脱附步骤。第一吸附步骤系将混合气体导入一吸附组件，提供吸附组件高操作压力，并产生产品气体。第二吸附步骤系当第一吸附步骤经过一预设时间值后，将混合气体导入另一吸附组件，提供另一吸附组件高操作压力时，另一吸附组件与吸附组件皆保持在高操作压力，并产生产品气体。脱附步骤系当第二吸附步骤进行一过渡时间值后，将吸附组件由高操作压力切换至低操作压力，并导入一冲提气，冲提气通过吸附组件，以令吸附组件脱附再生，并排出已吸附气体。当经过预设时间值后，将吸附组件由低操作压力切换至高操作压力，以令吸附组件对混合气体进行吸附。根据前述实施方式的吸附方法，其中各吸附组件可包含至少一中空纤维吸附材，其呈管状结构。根据前述实施方式的吸附方法，其中冲提气可系由产品气体经分流而产生。本专利技术提供一种吸附装置，包含进气单元、排气单元以及至少二吸附组件。进气单元用以提供混合气体，各吸附组件连接进气单元及排气单元并包含第一切换单元及中空纤维吸附单元。第一切换单元用以启闭各吸附组件与进气单元及排气单元的连通。中空纤维吸附单元连接第一切换单元并包含至少一中空纤维吸附材，其为管状结构。当进气单元与各吸附组件连通时，各吸附组件对混合气体进行吸附；当排气单元与各吸附组件连通时，各吸附组件进行脱附再生。根据前述实施方式的吸附装置，其中当进气单元与一吸附组件连通，并令混合气体经过一吸附组件，吸附组件对混合气体进行吸附，并产生产品气体。另一吸附组件与排气单元连通并进行脱附再生，以产生已吸附气体。根据前述实施方式的吸附装置，其中当一吸附组件达一预设吸附值时，另一吸附组件的第一切换单元开启另一吸附组件与进气单元的连通，并于一过渡时间值后，吸附组件的第一切换单元关闭吸附组件与进气单元的连通，并开启吸附组件与排气单元的连通。根据前述实施方式的吸附装置，可更包含产品气出口，其连接各吸附组件，并供产品气体排出，并包含抽气装置，抽气装置用以令混合气体通过各吸附组件，并用以抽引产品气体排出于各吸附组件。根据前述实施方式的吸附装置，其中各吸附组件可更包含第二切换单元，其连接各中空纤维吸附单元，并用以提供各吸附组件一冲提气，以令各吸附组件进行脱附再生。根据前述实施方式的吸附装置，其中气体通过各吸附组件时，其流向可垂直或平行于各中空纤维吸附材的轴向。根据前述实施方式的吸附装置，其中吸附装置摆置可为水平、垂直或与一水平面间具有一角度。根据前述实施方式的吸附装置，其中各吸附组件中，中空纤维吸附材可包含至少一孔道，且孔道的开口的直径为50um～4000um。根据前述实施方式的吸附装置，其中各中空纤维吸附材的直径为D1，各中空纤维吸附材的孔道的开口的直径为d1，其可满足下列条件：1<D1/d1<100。附图说明图1绘示依照本专利技术一实施例的吸附装置的示意图；图2绘示依照图1实施例的吸附装置的吸附曲线图；图3绘示依照本专利技术另一实施例的吸附装置的示意图；图4绘示依照图1实施例的第一中空纤维吸附材的气流示意图；图5A绘示依照图1实施例的第一中空纤维吸附材的放大透视图；图5B绘示依照图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种吸附装置，其特征在于，包含：/n一进气单元，用以提供一高于一大气压力的一混合气体；/n一排气单元，用以提供一低于一大气压力的抽气环境；以及/n至少二吸附组件，其中一该吸附组件连接另一该吸附组件，且各该吸附组件连接该进气单元及该排气单元并包含：/n一压力切换单元，用以控制各该吸附组件的一操作压力，该操作压力为一高操作压力或一低操作压力，其中该高操作压力由该进气单元提供，并令各该吸附组件进行进气动作，该低操作压力由该排气单元提供，并令各该吸附组件进行排气动作；以及/n一中空纤维吸附单元，连接该压力切换单元，并包含：/n至少一中空纤维吸附材，其为管状结构，且于该高操作压力时，对该混合气体进行吸附并产生一产品气体；于该低操作压力时，该中空纤维吸附材进行脱附再生。/n

【技术特征摘要】
20190513 TW 1081164511.一种吸附装置，其特征在于，包含：
一进气单元，用以提供一高于一大气压力的一混合气体；
一排气单元，用以提供一低于一大气压力的抽气环境；以及
至少二吸附组件，其中一该吸附组件连接另一该吸附组件，且各该吸附组件连接该进气单元及该排气单元并包含：
一压力切换单元，用以控制各该吸附组件的一操作压力，该操作压力为一高操作压力或一低操作压力，其中该高操作压力由该进气单元提供，并令各该吸附组件进行进气动作，该低操作压力由该排气单元提供，并令各该吸附组件进行排气动作；以及
一中空纤维吸附单元，连接该压力切换单元，并包含：
至少一中空纤维吸附材，其为管状结构，且于该高操作压力时，对该混合气体进行吸附并产生一产品气体；于该低操作压力时，该中空纤维吸附材进行脱附再生。


2.根据权利要求1所述的吸附装置，其中当该混合气体通过一该吸附组件，并于该高操作压力下对该混合气体进行吸附，并产生该产品气体，而另一该吸附组件于该低操作压力下进行脱附再生，并产生一已吸附气体，该已吸附气体自该排气单元排出。


3.根据权利要求1所述的吸附装置，其中当一该吸附组件达一预设吸附值时，另一该吸附组件的该压力切换单元将该另一该吸附组件由该低操作压力切换至该高操作压力，并与该吸附组件皆保持于该高操作压力，并于一过渡时间值后，达该预设吸附值的该吸附组件的该压力切换单元，将该高操作压力切换至该低操作压力。


4.根据权利要求1所述的吸附装置，其中该高操作压力为大于1atm，该低操作压力为低于-300mmHg。


5.根据权利要求1所述的吸附装置，更包含一产品气出口，连接各该吸附组件，并供该产品气体排出。


6.根据权利要求1所述的吸附装置，更包含一流量控制阀，设置于该吸附组件与该另一该吸附组件之间；
其中，自该高操作压力下的该吸附组件排出的该产品气体，经由该流量控制阀分流，产生一冲提气，并进入该另一该吸附组件，以进行再生冲提。


7.根据权利要求6所述的吸附装置，更包含：
一加热元件，设置于该吸附组件与该另一该吸附组件之间，并用以加热该冲提气。


8.根据权利要求1所述的吸附装置，更包含：
多个气流逆止元件，其分别设置于该吸附组件与该另一该吸附组件之间。


9.根据权利要求1所述的吸附装置，其中一气体通过各该吸附组件时，其流向垂直或平行于各该中空纤维吸附材的轴向。


10.根据权利要求9所述的吸附装置，其中该吸附装置摆置为水平、垂直或与一水平面间具有一角度。


11.根据权利要求1所述的吸附装置，其中各该吸附组件中，该中空纤维吸附材包含至少一孔道，且该孔道的一开口的直径为50um～4000um。


12.根据权利要求11所述的吸附装置，其中各该中空纤维吸附材的直径为D1，各该中空纤维吸附材的该孔道的该开口的直径为d1，其满足下列条件：1<D1/d1<100。


13.一种吸附方法，其特征在于，包含：
提供至少二吸附组件；
一第一吸附步骤，将一混合气体导入一该吸附...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴清智，潘信宏，张芳卿，
申请(专利权)人：纯萃材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71