[發明專利]一種徑向吸附塔及吸附工藝

有效

• 申請號: 201911049068.8
• 申請日: 2019-10-31
• 公開（公告）號: CN112742171B
• 公開（公告）日: 2023-07-04
• 發明（設計）人: 張龍;王陽峰;孟凡忠
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司大連石油化工研究院
• 主分類號: B01D53/047
• 分類號: B01D53/047;B01D45/16;B01D45/18
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本發明公開了一種徑向吸附塔。該吸附塔包括塔體、內部中心管、金屬絲網卷柱、橫截面板；所述中心管由塔體上部封頭或下部封頭的象限點伸入塔體內，并固定在塔體內下部或上部切線的橫截面板上，中心管的伸入端末端管內側裝有止回閥；所述中心管上開設若干通氣道，中心管外部包裹與中心管管體固定為一體的金屬絲網；所述金屬絲網卷柱為表面涂覆有吸附劑涂層的金屬絲網卷成的圓柱體。本發明吸附塔壓力降低，提高塔的容積利用率，并降低了進料波動對吸附劑床層、產品氣質量和流量的影響。本發明了解決現有技術中氣體氣速變化影響吸附劑性能、氣相夾帶及吸附劑解吸不徹底的問題，具有更好的吸附效果。

技術領域

本發明屬于石油化工氣體吸附分離技術領域，涉及一種吸附塔及吸附劑裝填技術。

技術背景

變壓吸附法是根據分子間的范德華力，通過升壓吸附、降壓脫附操作而達到將低濃度的氫氣提純目的的分離過程。由于其過程簡單、操作方便，已廣泛應用于氫氣提純、制氧、制氮及高價值的有機烴類回收等領域。如公開號CN?108939820?A一種真空變壓吸附制氧系統及方法、CN?109053352?A變壓吸附提取正庚烷聯產正辛烷的方法等。

為了提高變壓吸附的整體效率，關鍵在于提高單位體積吸附劑床層吸附劑劑的吸收容量。技術發展的方向主要集中在減小吸附劑顆粒粒徑而增大吸附劑比表面積與吸附劑充分解吸等方面。但如中國專利公開號CN108619858A一種適用于提升PSA裝置連續運轉周期的方法和裝置在背景技術中提到的，小顆粒吸附劑容易造成氣相夾帶，影響了裝置長周期運行。

另外，現有變壓吸附過程主要采用軸向結構的吸附塔，進料氣體從下而上進入吸附塔穿過吸附劑床層。相對容易被吸附的組分優先被吸附下來，氣體流動方向上該組分的濃度逐漸降低。在通過整個吸附劑床層過程中，氣體的流量、流速逐漸減小。且由于吸附劑床層壓降，吸附壓力亦逐步下降，從而降低了吸附劑吸附性能的利用率。徑向結構的吸附塔通常使用一種或兩種吸附劑，主要應用于兩組分的分離過程，如制氧、制氮、有機廢氣處理等場合。在這一過程中氣體相對均勻地穿過吸附劑床層，解決了軸向吸附塔存在的不同吸附劑床層氣體流速、流量及組分分壓不均勻的問題，且克服了床層吸附劑負荷。但對于多組分的氣體提純，需要多種吸附劑的場合卻無法采用徑向結構的吸附塔。且無論是軸向還是徑向結構的吸附塔，吸附劑都是散堆在塔內。造成吸附劑顆粒所處的吸附環境大不相同，限制了吸附劑性能的發揮。

發明內容

針對現有變壓吸附吸附塔存在的技術弊端，本發明提供了一種吸附塔及吸附劑裝填技術，以解決現有技術中氣體氣速變化影響吸附劑性能、氣相夾帶及吸附劑解吸不徹底的問題。

本發明第一方面提供了一種徑向吸附塔，具體技術方案如下：

一種徑向吸附塔，所述吸附塔包括塔體、內部中心管、金屬絲網卷柱、進料口、出料口、出口收集器、橫截面板、上封頭、下封頭；所述中心管由塔體上部封頭或下部封頭的象限點伸入塔體內，并固定在塔體內下部或上部切線的橫截面板上，中心管的伸入端末端管內側裝有止回閥；所述進料口與中心管開口端通過管道連接；所述出口收集器固定在出料口；所述內部中心管為一端裝有止回閥、一端開口的管道，中心管上開設若干通氣道，中心管外部包裹與中心管管體固定（如焊接）為一體的金屬絲網；所述金屬絲網卷柱為表面涂覆有吸附劑涂層的金屬絲網卷成的圓柱體，金屬絲網與電源接通；所述橫截面板表面全覆蓋絕緣密封層，構成金屬絲網卷柱的底板和蓋板。

本發明的吸附塔中，所述中心管由塔體上部封頭或下部封頭的象限點伸入塔體內，中心管的伸入端末端管內裝有止回閥，并固定在塔體內下部或上部切線的橫截面板上。

所述橫截面板通過支撐件固定在塔體上，橫截面板與支撐件之間為可拆卸連接。上部橫截面板與下部橫截面板通過若干（優選對稱的）肋板連接，優選采用可拆卸連接。

進一步的，所述塔體為筒狀結構，上封頭、下封頭通過法蘭連接方式與塔體連接。