本发明专利技术公开了一种吸着系统，该吸着系统包括吸着剂材料和流体，其中该吸着剂材料和流体组合具有至少１．２的压力指数。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及采用吸着剂材料提供制冷或驱动驱动器装置如传动轴的方法和系统， 特别是在化学加工和石油炼制操作中。
技术介绍
化学加工操作，包括石油炼制和石油化学操作，是耗能的。通常必须使用包括但不限于蒸汽的高温热源在高温下进行这些操作。在蒸汽和其他热料流完成预期功能后，仍有未利用的能量。精炼厂和石油化学设备通常仅利用使原油加工为制品所需输入能量的 70%。在努力增加能效率的过程中，希望回收和利用未利用热。在Rosser等人的美国专利5，823，003号中公开的一种现有技术方法尝试利用废热并施加该热到吸附剂材料从而在较高压力下释放被吸附的气体，其又可用于含有膨胀阀的制冷循环。美国专利5，823，003 号公开了采用沸石-水配对。在化学方法应用中由吸着剂材料获得制冷的现有方法具有局限性。通常吸着系统中所用吸着剂材料和气体需要其他工艺设备如泵送装置，其维持昂贵且不安全，并需要大的空间分配。这些局限性通常使未利用热的回收具有经济不可持续性。因此仍需要通过提供利用较低和较高等级的未利用热的机会使未利用热的回收工作更具成本效益，以降低该方法的设备和空间要求。除了制冷以外，仍还需要提供从加载未利用热的吸着剂材料释放的流体的其他用途。专利技术概述通过适当选择吸附剂材料和流体，可提供由较低温度的未利用热有效驱动并无需补充设备(例如压缩机和泵)的吸着系统。因此本申请的一个实施方案提供包括吸附剂材料和流体的吸着系统，其中取决于未利用热料流的类型，吸着剂材料和流体组合具有至少1. 2的“压力指数”。对于较高温度的未利用热料流(例如600K至1200K)，压力指数为至少1.2。对于较低温度的未利用热料流(例如小于600K)，吸着剂材料和流体组合具有至少1. 5的压力指数。在优选实施方案中，取决于预期应用，压力指数为至少2，或至少3，或至少4，或至少6，或至少8。在其他优选实施方案中，压力指数为低等级热的压力指数。通常压力指数基于在下文更详细描述的规定条件下处于解吸模式的含有吸附剂和流体的容器的内部容器压力。本申请还提供一种提供冷却或制冷的方法，该方法包括选择制冷剂流体和吸附剂材料使制冷剂流体吸入吸附剂材料；加热吸附剂材料以使制冷剂流体从吸附剂材料解吸并使解吸的制冷剂流体导入设备以膨胀解吸的制冷剂流体从而制冷，其中吸附剂材料和流体组合具有至少1. 2的压力指数。尽管就精炼和/或石油化学应用方面描述本专利技术，但本专利技术并不限于此。预期将压力指数以及吸着剂材料和流体组合用作精炼和石油化学领域以外的应用，其包括但不限于用作住所中的被动冷却。本申请还提供一种发电或工作的方法，该方法包括选择吸附剂材料和流体，使流体吸入吸附剂材料，加热吸附剂材料以使流体从吸附剂材料解吸，并使解吸的流体驱动驱动器装置从而发电或工作。预期产生的电可在精炼厂或石油化学厂内使用或引入电网供周围地区使用。本申请还提供一种吸附系统，该系统包括与热源连通的容器，该容器含有吸附剂材料和流体，吸着剂材料选自沸石、硅胶、碳、活性碳、金属有机骨架(MOF)和沸石咪唑骨架 (ZIF)，且流体选自二氧化碳、甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、氨、氟利昂和其他已知制冷剂。附图简介现将与下列附图一起描述本专利技术附图说明图1为本申请示例性实施方案的示意图，该方案采用沸石13X作为吸附剂材料，采用二氧化碳作为流体并利用未利用热实现约212° F的温度。图2为注释有显示对应于图1中所述示例性实施方案的四个阶段的四个点的 Mollier 图。图3为注释有显示基于使用未利用热实现约450° F的温度的替换方法的点和基于使用较高吸着压力的替换方法的点的Mollier图。图4为沿着y轴绘制吸附剂容量并沿着χ轴绘制平均吸附热的图。图5为本专利技术实施方案吸附系统的示意图。专利技术详述现将结合图和下列术语更详细地描述本专利技术。本文所用术语“吸着剂材料”指对流体可逆结合(bind)的材料。吸着剂材料包括但不限于吸附剂。本文所用术语“流体”或“工作流体”指可对吸着剂材料可逆结合的液体或气体。本文所用术语“驱动器装置”指汽轮机、轴或由流体驱动以发电或进行工作的其他合适机械装置。本文所用术语“容器”指适用于在合适条件下含有吸附剂材料和流体以允许流体在吸着剂材料中吸附和解吸的密闭容器。本文所用术语“未利用热”或“未利用热源”指在热源已在精炼或石油化学加工操作中用于其主要目的后在加工操作之后残留的剩余或残留热源(例如蒸汽)。未利用热还称作废热。未利用热或未利用热源指在精炼和/或石油化学加工操作中不再具有任何用途并常规将废弃的热源。未利用热可以以未利用热料流提供。例如但不限于，未利用热可包括石油和石油化学加工中所用热交换器中采用并对现有方法不具价值且将废弃的蒸汽。本文所用术语“泵”指协助使流体从一个地方运输到另一地方的物理装置。根据本申请一方面，提供吸着系统。该吸着系统从未利用热料流回收未利用热。未利用热源可为来自热交换器或化学加工厂或石油化学精炼厂其他工艺区域的余热。吸着系统包括至少一个含有吸着剂材料或吸着剂材料混合物以及工作流体或工作流体混合物的容器，和至少一个与该容器操作性连接的未利用热源，使得来自未利用热源的未利用热可转移到含在容器中的吸着剂材料和流体中。根据本专利技术一方面的吸着系统10显示于图5中。该吸着系统10包括第一吸附容器11和第二吸附容器12。未利用热料流21通过第一吸附容器11。含在料流21中的未利用热通过含有该料流的管线壁传入第一吸附容器11。未利用热料流22通过第二吸附容器 12。含在料流22中的未利用热通过含有该料流的管线壁传入第二吸附容器12。未利用热料流22通过第二吸附容器12。未利用热料流21和22可由相同未利用热源或分离的未利用热源供应。第一和第二吸附容器11和12与压力缓冲器(pressure damper) /冷却器15操作性连接。将阀组件13插在第一吸附容器11和冷却器15之间。阀组件13起类似回压调节器的作用，其允许工作流体在预定或预调压力下从第一吸附容器11逃逸。预定或预调压力可为 170psig至 3400psig，其取决于含在容器中的吸着剂材料量和废料流温度。阀组件14插在第二吸附容器12和冷却器15之间。类似第一阀组件13，第二阀组件14起类似回压调节器的作用，其允许第二吸附容器中的工作流体在预调压力下从第二吸附容器12 逃逸。管线31从冷却器15伸出。含在冷却器15和管线31中的工作流体具有Pl的压力和Tl的温度。根据本专利技术一方面，管线31与膨胀阀16连接。当工作流体通过膨胀阀16进入管线32时，工作流体的温度从Tl降为T3使得Tl > T3且工作流体的压力从Pl降为P2使得 Pl > P2。由于这样的设置，工作流体可用于为热交换器18提供冷却，其与管线32操作性连接。随着工作流体通过热交换器18，工作流体的温度从T3增到T2使得T2 > T3且Tl > T2，这与从通过热交换器18的其他流体回收热相对应。工作流体的压力仍接近P2。工作流体经由回流管线33送回第一吸附容器11和第二吸附容器12。工作流体的温度为T2且压力为P2。阀41控制工作流体从回流管线33到第一吸附容器11的流动。 阀42控制工作流体从回流管线33到第二吸附容器12的流动。当工作流体送回第一本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种吸着系统，其包括：（ａ）吸着剂材料；和（ｂ）流体，其中所述吸着剂材料和流体组合具有至少１．２的压力指数。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：S·C·雷伊斯，
申请(专利权)人：埃克森美孚研究工程公司，
类型：发明
国别省市：US
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