[發(fā)明專利]連續(xù)式徑向流反應(yīng)/再生設(shè)備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010209728.7
• 申請(qǐng)日: 2010-06-25
• 公開（公告）號(hào): CN101927150A
• 公開（公告）日: 2010-12-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 阮立昂
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 阮立昂
• 主分類號(hào): B01J19/18
• 分類號(hào): B01J19/18;B01D53/18;B01D53/06
• 代理公司: 北京中偉智信專利商標(biāo)代理事務(wù)所 11325
• 代理人: 張岱

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種反應(yīng)/再生設(shè)備，特別涉及一種連續(xù)式徑向流反應(yīng)/再生設(shè)備。?

背景技術(shù)

在本說明書中所提及的「反應(yīng)」，泛指包括物理/化學(xué)吸附，以及化學(xué)反應(yīng)等。前述的吸附，可廣泛的應(yīng)用于許多工業(yè)上的成分分離。典型的吸附通常是使用批次的過程。因?yàn)槲絼╉氁偕拍茉偈褂茫枰漠a(chǎn)物只能夠生產(chǎn)部分的時(shí)間。為了提供所欲產(chǎn)物的連續(xù)流程，通常需要使用許多垂直的容器而流體軸向的流過垂直的吸附床(adsorbent?bed)。一系列的步驟，包括吸附、清除(purge)、以及再生，皆發(fā)生于每一容器中。具有不可吸附的成分的流體在吸附步驟中產(chǎn)生，且被吸附的成分可以在去吸附或再生步驟中被恢復(fù)。前述的再生過程通常可以藉由在壓力轉(zhuǎn)換吸附(Pressure?Swing?Adsorption；PSA)中降低壓力，或是在溫度轉(zhuǎn)換吸附(Temperature-swing?adsorption；TSA)中升高溫度來完成。根據(jù)使用PSA或TSA等不同的方式，接下來所需采用的步驟，例如平衡壓力或降溫等，也隨之不同。?

慣例上，在周期性的步驟中，要正確的將流體導(dǎo)進(jìn)導(dǎo)出每一容器，必須是在具有多個(gè)容器的吸附系統(tǒng)中使用多個(gè)閥門(valves)并在不同的時(shí)間進(jìn)行開與關(guān)。上述的閥門可以短至每幾分鐘完成一個(gè)PSA系統(tǒng)的循環(huán)，上述的過程將會(huì)造成閥門的高度磨耗。替代上述設(shè)計(jì)的是，旋轉(zhuǎn)式流體分配裝置或閥門的使用，如美國(guó)專利US?4,935,464、US?5,268,021、US?5,366,541、US?5,779,771、US?5,820,656、US?6,457,485等所揭露的內(nèi)容。具代表性的旋轉(zhuǎn)式閥門包括閥門通道圓盤(valve?port?disk)與旋轉(zhuǎn)閥(rotary?valve)。上述的旋轉(zhuǎn)閥相對(duì)于不動(dòng)的閥門通道圓盤進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，使得旋轉(zhuǎn)式閥門的開口可以顯示出閥門信道圓盤上的孔洞。如此一來，適當(dāng)?shù)牧黧w將可以在不同的周期性步驟中，相對(duì)于不同的容器進(jìn)行流入或流出。不同的發(fā)明人揭露了不同的旋轉(zhuǎn)式閥門的設(shè)計(jì)與許多的容器。隨著旋轉(zhuǎn)式閥門發(fā)展，在常見的多個(gè)容器吸附系統(tǒng)中許多的自?動(dòng)閥門可以被排除。然而，仍是需要多個(gè)容器及連接閥門與多個(gè)容器的許多連接管線。US8,779,771揭露了一種旋轉(zhuǎn)式流體分配裝置，可用以將兩種流體，稱之為消毒(decontamination)流體與再生(regeneration)流體，分配至許多獨(dú)立的容器。上述的旋轉(zhuǎn)式流體分配裝置只能輪流的分配兩種流體，這已是前述裝置的應(yīng)用性極限。受限于只能分配兩種流體且不能加入清除流體，在容器中的上述兩種流體將難以避免在切換時(shí)所造成的混合。在美國(guó)專利US?4,589,892、US?5,464,468、US?5,441,559、US?6,447,583、以及US?6,783,738中，改為用轉(zhuǎn)動(dòng)裝有固體吸附劑的吸附劑床來取代使用旋轉(zhuǎn)式閥門來變換流體的流徑。在旋轉(zhuǎn)式吸附劑床中，吸附與再生可以隨著進(jìn)口與出口的通道而依序進(jìn)行，上述進(jìn)口與出口的通道連接至固定氣體分配室(fixed?gas?distribution?chambers)。轉(zhuǎn)動(dòng)厚重的吸附劑床需要很大的轉(zhuǎn)矩，而此一轉(zhuǎn)矩需要大型的馬達(dá)來驅(qū)動(dòng)。?

如前述文獻(xiàn)所揭露的內(nèi)容，在習(xí)知技藝中，多數(shù)的研究系著重于改善旋轉(zhuǎn)式閥門的設(shè)計(jì)，或是改善轉(zhuǎn)動(dòng)的吸附劑床。旋轉(zhuǎn)式閥門仍是需要多個(gè)進(jìn)口出口管線以隨著根據(jù)不同的容器導(dǎo)管或吸附劑床而連接至投入口與流出口。前述的旋轉(zhuǎn)式吸附劑床需要較大的力矩，且需要較大的馬達(dá)。多數(shù)的流程進(jìn)行方式是采用逐步完成，而非連續(xù)式。以單一時(shí)間步驟的吸附效果將會(huì)近似于批次操作的結(jié)果。當(dāng)吸附劑達(dá)到吸附臨界點(diǎn)時(shí)，吸附效果將會(huì)下降，且產(chǎn)物中的被吸附物的數(shù)量將會(huì)升高。對(duì)TSA流程而言，過程中的流出溫度是以周期性的方式改變。通常大多數(shù)的系統(tǒng)使用縱向的流動(dòng)路徑，且習(xí)知該項(xiàng)技藝者均知縱向流動(dòng)路徑比徑向流系統(tǒng)具有更高的壓差。專利號(hào)US?5,133,784、US?5,597,489、US6,086,659、US?US?2006/0236867、以及WO?86/06056的徑向流吸附的討論內(nèi)容均是關(guān)于在旋轉(zhuǎn)式吸附床或多個(gè)容器中的徑向流吸附。US?6,751,964與US7,338,548揭露了使用了平行流通渠道的旋轉(zhuǎn)式除濕輪的空氣除濕裝置。上述的旋轉(zhuǎn)式除濕輪需要特殊的制作技術(shù)，以活性的除濕劑來充滿于平面與縐折的薄片之間隔層。?