[发明专利]吸附床结构及过程

权利要求书

1.一种基于吸附的气体分离方法，用于从包含至少一个或多个可吸附组分和一个或多个吸附性较小的组分的进气中除去至少一个或多个可吸附气体组分，所述方法包括：将所述进气传递到包括一个或多个连接的模块化紧凑吸附床单元的吸附床结构中，其中各个单元均允许进气进入和包含一个或多个吸附性较小的组分的产品气体流出，其与所述单元内的流动通道流动连通，且包括：

a)由第一外壁和第二外壁构成的两个末端大致平行的气体不可透过的外壁；

b)定位在所述外壁内的两个大致平行的气体可透过内壁，其由邻近所述第一外壁的第一内壁和邻近所述第二外壁的第二内壁构成；

c)外部壁，其包围所述内壁和所述外壁的周缘，且形成所述第一外壁与所述第一内壁之间的第一隔间，以及所述第二外壁与所述第二内壁之间的第二隔间；

d)允许进气穿过所述内壁和所述外壁且拒绝气体进入所述第一隔间的进料流动通道；

e)密集地填装在所述第一内壁与所述第二内壁之间且围绕所述流动通道的外周的吸附剂材料；以及

f)允许除去所述产品气体的出口通道；

其中所述进气穿过所述流动通道，且通过与所述第二外壁接触来部分地偏转，引起偏转进气的至少一部分反向，且沿着与所述流动通道内进气的流动的逆流方向流过第二隔间，且穿过所述吸附剂材料，以及其中所述进气的至少一个可吸附气体组分由所述吸附剂材料优先吸附，导致包含一个或多个吸附性较小的气体组分的产品气体离开所述吸附剂材料，穿过所述第一隔间进入出口通道，以便所述产品气体集中在产品气体歧管中。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于吸附的气体分离方法为循环过程。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法为PSA、VSA或VPSA过程。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法为空气分离过程。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述吸附剂为具有小于40%的颗粒间空隙率的材料。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述进气沿大体上轴向方向移动穿过所述吸附剂材料。

7.一种模块化紧凑吸附床单元，包括：

a)由第一外壁和第二外壁构成的两个末端的大致平行的不可透过的外壁；

b)由第一内壁和第二内壁构成的定位在所述外壁内的两个大致平行的气体可透过的内壁；

c)大致圆形的外部壁，其包围所述内壁和所述外壁的周缘，且形成所述第一外壁与所述第一内壁之间的第一隔间，且还形成所述第二内壁与所述第二外壁之间的第二隔间，

d)进料流动通道，其允许进气穿过所述外壁和所述内壁且拒绝所述进气与所述第一隔间流动连通，所述进料流动通道能够流动连通，所述流动连通允许流入第二模块化紧凑吸附床单元中；

e)填装在所述第一内壁与所述第二内壁之间且围绕所述流动通道的外周以形成吸附床的吸附剂材料；

f)以及与所述第一隔间连通的至少一个出口通道，其允许将透过气体从所述吸附床除去到产品气体歧管中。

8.根据权利要求7所述的吸附床单元，其特征在于，所述产品气体歧管在所述外部壁外。

9.根据权利要求8所述的吸附床单元，其特征在于，所述吸附床具有小于40%的颗粒间空隙率。

10.根据权利要求9所述的吸附床单元，其特征在于，所述内壁和所述外壁大致为圆形。

11.根据权利要求10所述的吸附床单元，其特征在于，所述进料流动通道定位在所述内壁和所述外壁的大致中心处。

12.根据权利要求11所述的吸附床单元，其特征在于，所述出口通道位于邻近所述外部壁。

13.根据权利要求7所述的吸附床单元，其特征在于，所述出口通道的容积小于所述进料流动通道的容积的90%。

14.根据权利要求7所述的吸附床单元，其特征在于，一个内壁的直径与所述吸附床的深度之比在2到10之间的范围中。

15.一种包括一个或多个根据权利要求7所述的模块化紧凑吸附床单元的吸附床结构。