[發明專利]用于限制或消除顆粒在兩層之間遷移的設備

有效

• 申請號: 201980043217.1
• 申請日: 2019-06-28
• 公開（公告）號: CN112334223B
• 公開（公告）日: 2022-11-08
• 發明（設計）人: 克里斯汀·莫內瑞奧;孫連明;伯納德·弗雷奧利;本杰明·莫里諾;文森特·蓋雷
• 申請（專利權）人: 喬治洛德方法研究和開發液化空氣有限公司
• 主分類號: B01J8/04
• 分類號: B01J8/04
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 徐國棟;林柏楠

一種旨在插入布置在圓柱形殼體內的下顆粒層與上顆粒層之間以便限制或消除顆粒在這些層之間遷移的設備，所述設備包括：i)由織物或網狀物構成的密封盤，該密封盤具有：大致等于該圓柱形殼體的內直徑的直徑，以及當量直徑小于這些顆粒的當量直徑的網眼，以及ii)織物環，該織物環具有：當量直徑小于這些顆粒的當量直徑的網眼；等于該圓柱形殼體的基部的內周長的長度；上部部分，該上部部分具有上端，該上端旨在沿其整個長度被附接到該圓柱形殼體的內壁；以及下部部分，該下部部分旨在放置在該下顆粒層上或該密封盤上，其中，該密封盤和該織物環的下部部分被疊置，并且在該盤與該織物環之間的重疊小于150毫米。

本發明涉及一種旨在插入布置在圓柱形殼體內的下顆粒層與上顆粒層之間以便限制或防止顆粒在這些層之間遷移的設備。

位于兩個顆粒介質之間的界面處的該設備針對可能在殼體內流通的任何流體是能滲透的。該設備被設計為保持與上層和下層兩者的接觸，即使是在沉降這些層的情況下。該設備可以被用于反應器、吸附器中，或更一般地用于任何儲存容量中，在該存儲容量中，希望將各個顆粒層完全分開，同時又使流體能夠自由流通。所述殼體的截面可以是任意的，但一般將是圓形的，該殼體則采取豎直軸線圓柱體的形式。

在許多工業工藝中經常需要疊置各個顆粒層并且防止這些層之間的任何混合。使用PSA(變壓吸附法)生產純氫的工藝就是這樣的典型示例。在這種工藝中使用的吸附器一般采用豎直軸線圓柱體的形式。因此，從下至上，殼體可以具有用于流通流體(待處理的氣體、殘留氣體等)的入口/出口、柵格類型的載體，例如促進氣體在吸附器(陶瓷珠粒或任何其他形狀相異的產品以及為此用途而開發的產品)的整個截面上正確分布且然后彼此上下地布置的各個惰性顆粒層，各個吸附劑層經選擇以優化氫氣與雜質的分離。如果待處理的氣體源自蒸汽重整工藝，則可能會依次存在活性氧化鋁、活性炭和數種類型的沸石(5A、13X、LiLSX等)以依次阻止水、次級雜質、CO2、甲烷、一氧化碳和氮氣。在最后的吸附劑層上方，可能會再次出現惰性珠粒，以旨在減小吸附器的上圓頂的死體積，促進氣體的良好分布，防止吸附劑顆粒移動等。各層將具有各種不同的特性。因此，它們可以按以下進行區分：

-按形狀：珠粒、鞍狀、棍、丸、片、微粒、壓碎的材料、桶(穿孔丸)，等。

-按尺寸：從針對承載元件的幾厘米到例如某些沸石層的不到一毫米，等。

-按密度：從活性炭的每升少于500克到在將鋼珠粒作為惰性元件使用的情況下的數千克，等。

-按表面條件：從光滑的壁(陶瓷、某些吸附劑等)到粗糙的壁(活性炭等)，或甚至是成角度的或具有粗糙度的。

應當指出，可能希望將相同產品的兩個相繼層分開。某些吸附劑(活性炭、沸石)例如可以在首次使用后由供應商進行再生，在首次使用期間它們一般被水分污染。在處理之后，它們則幾乎恢復其全部初始容量，但出于安全預防措施的考慮，一般將它們用作新鮮或未污染狀態下的同一種吸附劑下方的保護層，而不是與其混合。

將理解的是，例如在PSA H2的情況下，層之間的任何混合將對工藝產生負面影響。它可能會導致局部的部分堵塞，從而導致流通流體的分布不良、厚度不均勻的層、在不應存在吸附劑的區域中存在該吸附劑(如果它比預期的更靠近進給口并且使其存在與其正確操作不相容的雜質，則存在毒害的風險；另一方面，如發現吸附劑本身處在比預期的更靠近出口的區域中，則存在失效的風險，這次是在存在其僅表現出非常有限親和力的雜質的情況下)。

盡可能地，本領域技術人員將使用一系列本質上無法混合的顆粒材料。此最佳示例就是承載吸附劑或催化劑并且使流體分布的珠粒。供應商已經開發出多系列產品，這些產品的分層相繼使用即使在壁處也避免了任何混合的可能性。

在討論顆粒材料層時，應當立即注意兩個要點：