绝热反应器制造技术

一种用于使气体通过活性材料床来处理气体的绝热反应器，包括一个带有绝热件的圆柱形壳体，绝热件有一个与所述壳体平行的壁，该壁与壳体一起限定出一个充装气体的腔室，所述壁和所述充装气体的腔室处在壳体内，并在壳体和壳体内的活性材料床之间，充装气体的腔室与装有待处理气体的反应器的一部分连通／与装有已处理过的气体的反应器的一部分连通，还包括用于阻止任何气体流过充装气体的腔室的阻挡构件，使待处理的气体与已处理过的气体分开。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种包括一个带有绝热件的圆柱形容器的绝热反应器，具体地说涉及一种用于纯化送入空气蒸馏设备中的空气的吸附器。空气蒸馏设备通常包括吸附器，使进入设备的高压空气在冷却前得到干燥和除碳处理，然后进入蒸馏塔。为此，通常绝对压力为5巴左右的需处理的空气流过吸附器中的吸附剂床。一旦床失去吸附能力，利用干燥和经除碳的气体对吸附剂进行再生处理。这种气体可以是从蒸馏塔中回收的排气，以逆流方向将该气体喷入到吸附器中。为了提高再生能力，将这种排气加热到约200℃。该吸附器被称之为“TSA(变温吸附)吸附器”，在这种吸附器中，吸附剂的温度进行周期变化。加热气体以及吸附剂意味着蒸馏设备消耗大部分能量，所以为了减少这种消耗，要求降低吸附器和周围进行的热交换。由吸附器壁外套组成的绝热件已为众所周知。这种绝热对整个吸附器很有效，但当吸附器的温度周期地进行变化时，就存在一些问题。这是因为，由于吸附器的壁通常是由金属制成的，根据循环周期，这些壁就构成储热器或吸热装置，温度变化后，这种储热器或吸热装置就使稳定状态延迟建立。在再生期间，壁吸收一部分热气体提供的热，所以延迟吸附剂的加热，特别是在靠近壁的地方更是如此。在吸附期间，壁储存热，这样就降低了吸附剂的吸附效果。所以壁的作用与循环不同步，这就大大地减低了吸附器的效果。对于恒定流速来讲，通过增加吸附器的尺寸和大幅度地减少循环频率，就可以克服这种现象。但是，当前蒸馏设备的发展致力于减少吸附器的尺寸以减少吸附剂量和降低吸附器的成本。由于减少了吸附剂量，所以循环频率也就大大增加了。为了提高现有吸附器的效率，公知技术是使吸附器设置内绝热件。这种内部绝热件必须满足下面的特殊要求不能使吸附器壁和吸附剂床之间的气体旁流，以便使需处理气体和已处理过的气体一直分开；必须经得起循环操作施加的反复加压和反复降压，并能够实现约10巴的压力变化；和必须承受周期性的水压试验，这通常是工作地区的当局所要求的。美国专利US-A-3925041提出TSA吸附器设置内绝热件。这种吸附器包括一个垂直设置的圆柱形壳体，壳体两端用分别形成顶和底的椭圆件封住。将吸附剂床设置在圆柱形壳体中。在吸附剂床的区域内，由刚性绝热板材构成内部绝热件，这些板材头尾相连地贴在壳体上，并把一层纤维绝热材料压到该壳体上。所以该绝热材料处在壳体和吸附剂床之间。为了在运行期间防止气体旁流过该绝热件，将一些金属板材装到壳体上，盖住绝热板材的各边，这样就使气体转向流到吸附剂床中。此外，用螺钉把纤维绝热材料装到吸附器的圆顶和底的内部构件上。尽管这种内部绝热件可以大大提高吸附器的性能，但它不适于进行水压试验。其原因在于，这种试验结束后，绝热材料变湿失效。所以必须进行长期艰苦的、费用极大的干燥过程。另外，需花费很长时间才能困难地将绝热板材和金属板材装到吸附剂床区域中，所以只有专业人员才能将这种绝热材料装到吸附器的内壁上。因此已知的这种绝热方法大大增加了吸附器的制造成本。本专利技术旨在通过对吸附器进行绝热来解决上述各种问题，以使吸附器满足上述要求，安装费用不高，而且安装也方便。为此，本专利技术的目的在于提供一种用于使气体通过活性材料床来处理气体的绝热反应器，这种反应器包括一个带有绝热装置的圆柱形壳体，具体地说，绝热装置有一个与所述壳体平行的壁，该壁与壳体一起限定出一个充装气体的腔室，因此所述壁和所述充装气体的腔室处在壳体内，并在壳体和壳体内的活性材料床之间，其特征在于充装气体的腔室与装有待处理气体的反应器的一部分连通和/或与装有已处理过的气体的反应器的一部分连通，并且该设备包括用于阻止任何气体流过充装气体的腔室的阻挡装置，以便使待处理的气体与已处理过的气体分开。本专利技术的反应器可以具有下面的一个或多个特征所述阻挡装置包括至少一个设置在所述壁和所述壳体之间的隔板；反应器包括使所述充装气体的腔室中的自然对流减少的装置；所述的使所述充装气体的腔室中的自然对流减少的装置包括一块板材，特别是一块金属板材，该板材设置在所述壁和壳体之间的充装气体的腔室中，以便获得两个充装气体的腔室；所述板材相对所述壁和所述壳体居中；所述板件和所述壁之间的间隔及所述板材和所述壳体之间的间隔为10到40mm之间，优选为20mm；反应器包括一些元件，具体地说包括一些点状或线状元件，这些元件一方面在所述板材和所述壁之间构成一些隔离件，另一方面在所述板材和所述壳体之间构成一些隔离件；在所述板材和所述壁之间构成一些隔离件的元件相对于所述板材和所述壳体之间构成一些隔离件的元件偏置；形成隔离件的元件最好是在所述的板件上压纹后制成的凹部和突部，特别是这些凹部和突部有一些点状端部；板件的凹部和突部在板件尺寸的整个长度上与壳体的轴平行地延伸，板件也与该轴平行，板件的凹部和突部的截面大体为三角形；所述凹部和突部在板件的每一面交替出现；对于具有一个延伸到构成圆顶的部件中的壳体的反应器来讲，反应器至少包括一层，优选的是包括两层粘到圆顶内部的纤维毡；尤其对于变压运行的反应器来讲，上述纤维毡是陶瓷纤维，纤维毡的防水性和杨氏弹性模量之比小于1s/m2；该层毡或每一层毡的厚度为20至30mm之间，优选约为25mm；利用可拆卸的固定构件将各层毡固定到圆顶的内部；所述的可拆卸固定构件包括一些安装到圆顶上的杆和一些垫片，这些杆用以穿透各层毡，所述的垫片用于将毡固定到圆顶上，通过一个内夹构件将垫片与杆配合；和反应器是一种吸附器，特别是用于纯化送入空气蒸馏设备中的空气的吸附器，活性材料是一种吸附剂。从下面结合附图的描述中可以理解本专利技术的其它特性和优点，这种描述通过举例给出，但并不是对特征作任何限定，附图中附图说明图1是沿本专利技术图2反应器的I-I线作的剖视图；图2是沿图1反应器的II-II线作的剖视图；和图3是图1的细节III的放大图。图1所示的是本专利技术的反应器1。在该实施例中，反应器1是一种用于对空气蒸馏设备的环境空气进行干燥和除碳的吸附器。反应器1包括一个沿垂直轴Y-Y设置的圆柱形容器3。容器3由圆柱形壳体5构成，该壳体向上延伸到构成圆顶7的部件和向下延伸到构成底9的部件。圆顶7和底9均为椭圆形或球形。部件5，7和9均由钢材制成。在反应器的下端，底9有一个中心开口11，在吸附期间，该开口用作需处理气体的入口，而在再生期间，该开口用作出口。在反应器的上端，圆顶7有一个中心开口13，在吸附期间，该开口用作已处理气体的出口，而在再生期间，该开口用作已加热过的气体的入口。将吸附剂床15设置在壳体5的内部。该床15包括留在支座19上的吸附剂17，座例如是网，以允许气体流过吸附剂17。吸附剂床15的高度通常为1至1.5m之间，这取决于需处理空气量的多少，床的直径为0.5至5m之间。为了减少吸附器1在运行期间的能量消耗，吸附器装有内绝热装置21。绝热件21包括设置在吸附剂17和壳体5之间的第一绝热件23和施加到圆顶7内侧的第二绝热件24。绝热件23包括一个与壳体5平行并固定到支座19上的圆柱形壁25。该壁25限定出一个处在壳体5和壁25之间的充气腔室27。将一个减少自然对流的装置29设置在充气腔室27中，以便减少壳体5和吸附剂17之间的热交换。在所述的实施例中，装置29包括一个板件31，具体地说该板件是金属板，其厚度约为0.5mm，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于使气体通过活性材料床（１５）来处理气体的绝热反应器（１），这种反应器包括一个带有绝热装置（２１）的圆柱形壳体（５），该绝热装置（２１）有一个与所述壳体（５）平行的壁（２５），该壁与壳体一起限定出一个充装气体的腔室（２７），所述壁（２５）和所述充装气体的腔室（２７）处在壳体（５）内，并在壳体和壳体（５）内的活性材料床（１５）之间，其特征在于：充装气体的腔室（２７）与装有待处理气体的反应器（１）的一部分连通和／或与装有已处理过的气体的反应器的一部分连通，并且该反应器包括用于阻止任何气体流过充装气体的腔室的阻挡装置（４３），以便使待处理的气体与已处理过的气体分开。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：让伊夫莱曼，让皮埃尔古比尔，
申请(专利权)人：液体空气乔治洛德方法利用和研究的具有监督和管理委员会的有限公，
类型：发明
国别省市：FR[法国]