[實用新型]一種徑向列管式吸附器

有效

• 申請號: 201920292774.4
• 申請日: 2019-03-08
• 公開（公告）號: CN209809863U
• 公開（公告）日: 2019-12-20
• 發明（設計）人: 李子宜;劉應書;游洋;楊雄;彭兆豐;邢奕;劉文海;田京雷
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: B01D53/04
• 分類號: B01D53/04
• 代理公司: 11401 北京金智普華知識產權代理有限公司
• 代理人: 皋吉甫

本實用新型屬于吸附器領域，具體涉及一種徑向列管式吸附器。所述吸附器包括：中間殼層，所述中間殼層包括內壁、外壁、若干穿過所述內壁和外壁的吸附管和設置在所述中間殼層兩端并與所述中間殼層連通的若干個換熱介質管道；與所述內壁下端連接的粉末收集槽；所述內壁和粉末收集槽形成的空間作為中心流道；所述外壁、粉末收集槽和吸附器外殼形成的空間作為外流道；所述外流道、中心流道和吸附管管內連通，形成流體流道；所述中間殼層與所述流體流道不連通。所述吸附器可實現吸附劑的再生，再生方式是間接加熱和真空解吸相結合。

技術領域

本實用新型屬于吸附器領域，具體涉及一種可實現吸附劑吸附后間接加熱和真空解吸相結合再生的徑向列管式吸附器。

背景技術

以吸附法為基礎的固定床吸附器在氣體分離中有著廣泛的應用。吸附過程中，混合組分經過吸附劑床層，輕組分氣體不被或少被吸附而較早穿透固定床層，重組分氣體被主要吸附直至吸附劑飽和，吸附劑再生過程中可回收重組分氣體，從而實現輕、重組分氣體的分離。基于上述過程，諸多工業尾氣中含有較高資源化價值的氣體均可通過回收再生過程中的解吸氣而實現富集提濃，如鋼鐵爐窯煙氣中的大量SO₂與NO_X氣體、化工廠廢氣中的有機氣體等。

加熱與抽真空是吸附劑再生的常見手段。對于加熱再生，常采用直接加熱方式，即將高溫氮氣或水蒸氣通入吸附器對吸附劑床層進行加熱，但這種方式會稀釋解吸氣而不利于對其富集回收，此外還存在水溶性有機廢氣溶于水蒸汽凝液而形成有機廢水、需新增處理凈化設備等問題。對于抽真空再生，通過真空泵對吸附器床層密閉空間抽氣形成負壓，可實現吸附劑快速解吸，且沒有雜質氣體引入，可直接對解吸氣富集提純；但該法對極性氣體分子的解吸力度不夠，使吸附劑不能充分再生，這時往往需要對吸附劑進行一定程度加熱以輔助再生，但直接加熱又會帶來真空度降低與解吸氣稀釋等問題。

以上問題均說明了吸附劑再生階段，間接加熱方式的重要性與迫切性，其不僅可杜絕引入雜質氣體，還能將加熱與抽真空兩種再生方法結合，實現吸附劑再生時長的縮短、再生能耗的降低以及解吸氣的富集提濃。

列管式固定床吸附器通過多根吸附管并聯，在管內填裝有固定床吸附劑進行氣體吸附分離。吸附劑再生時，熱介質通入吸附器，流過吸附管對其進行間接加熱；加熱結束后，通入冷介質對吸附管進行間接冷卻，全程換熱介質與吸附管內空間隔絕。為了保證換熱效率，列管式固定床吸附器需要較大的換熱面積，因此對于傳統軸向流布置的吸附器而言，列管式固定床吸附器較普通固定床吸附器的需要更大的占地面積。列管換熱的均勻性關系到吸附劑解吸效果，這很大程度取決于間接換熱過程中換熱介質分布均勻度，因此如何保證管間充分均勻換熱，是列管式固定床吸附器的關鍵技術問題。此外，如需與抽真空再生方式結合，間接加熱過程中還需保證吸附管外換熱空間與吸附管內床層空間的隔絕，避免在長期溫度和/或壓力交變環境中可能出現的吸附器材質變形、密閉性失效等問題。

總而言之，現有的列管式固定床吸附器主要以軸向吸附器為主，存在如下缺點：

(1)水平換熱面積大、占地面積大；

(2)存在換熱不均勻的問題；

(3)與抽真空再生方式結合時，存在吸附器材質變形、列管密閉性失效等問題；

(4)與抽真空再生方式結合時，與吸附管內床層相通的非床層空間內的原料氣體會被同時抽出，不利于解吸氣的富集提濃。

綜上，針對以上缺點，需要提供一種技術方案來克服或至少減輕現有技術的至少一個上述缺陷。

實用新型內容

為解決上述問題，本實用新型提出一種徑向列管式吸附器；所述吸附器中將吸附管設置為與中間殼層橫截面呈一不為0的角，當所述吸附器為立式筒體結構時，其可充分利用高度空間減少占地面積、增強換熱效率與均勻度、提升與抽真空再生方式的操作匹配性。所述吸附器可實現吸附劑的再生，再生方式是間接加熱和真空解吸相結合。