[发明专利]一种用粉末吸附剂分离工业气体的装置及方法

说明书

本发明一种用粉末吸附剂分离工业气体的装置及方法属于气体净化领域，涉及一种用粉末吸附剂分离工业气体的装置及方法，包括吸附塔塔体，所述吸附塔塔体上设置有进气口和出气口，吸附塔塔体下端设置有卸料口，所述吸附塔塔体内固定设置有吸附装置；所述吸附装置上端通过上分布板与吸附塔塔体密封且固定相连，吸附装置的下端通过下分布板与吸附塔塔体密封且固定相连；本发明结构简单，使用方便，利用吸附装置对气体中的特定成分进行吸附，达到气体分离的目的，降低了分离过程的能耗和设备投资，简化了分离过程，提高了分离效率。

技术领域

本发明属于气体净化领域，涉及一种用粉末吸附剂分离工业气体的装置及方法。

背景技术

工业气体分离是化工行业重要的过程。目前，传统的气体分离工艺有吸收分离、膜分离、深冷分离、吸附分离以及萃取分离等技术，其中应用最广泛的是深冷分离和吸附分离。深冷分离技术需要耗费很高的设备投资和能耗来实现气体分离，过程不经济。因此，未来气体分离应该向效率高、能耗低、流程简单、操作弹性大和进料组成适应范围广的方向发展。

吸附分离法投资少、能耗低且流程简单，具有良好的应用前景。变压吸附采用的是放大成型的分子筛吸附剂，较大吸附剂颗粒之间的间隙较大，导致气体趋向于流向间隙，使吸附剂的吸附效率降低，通过变压吸附净化的气体纯度通常不能满足需要高纯度气体的工业过程。

粉末吸附剂由于颗粒体积小，比表面积大，且颗粒间隙小，表现出远高于放大成型后的分离效果。但由于对气体的阻力较大，粉末吸附剂通常在实验室的使用。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种高精度、利用粉末吸附剂，通过限制气体在吸附剂层的有效流动距离，在不增加气体阻力的前提下，实现气体高效分离的一种用粉末吸附剂分离工业气体的装置及方法。

本发明一种用粉末吸附剂分离工业气体的装置，包括吸附塔塔体，所述吸附塔塔体上设置有进气口和出气口，吸附塔塔体下端设置有卸料口，所述吸附塔塔体内固定设置有吸附装置；

所述吸附装置上端通过上分布板与吸附塔塔体密封且固定相连，吸附装置的下端通过下分布板与吸附塔塔体密封且固定相连；

所述吸附装置包括连通出气口的气体通道，所述气体通道外包裹有吸附腔，吸附塔塔体内位于吸附腔外部的区域为进气区域，所述进气口与进气区域相连通；

所述吸附腔中填充有粉末吸附剂；

吸附塔塔体内位于下分布板下方的区域为填充区域，填充区域内填充有粉末吸附剂和瓷球，所述瓷球填充在填充区域下部，吸附腔与填充区域相连通；

当混合气体从进气口进入进气区域后，穿过吸附腔后进入气体通道，并从出气口排出。

优选地，吸附腔上设置有用于将吸附腔中粉末吸附剂压实的辅助装置。

优选地，辅助装置包括辅助腔，所述辅助腔设置在吸附腔上端，并与吸附腔匹配且密封固定相连，辅助腔远离吸附腔的一端上固定连接有上盖板，所述上盖板与吸附塔塔体内壁固定相连；

所述辅助腔内活动设置有压板，所述压板压合在吸附腔内填充的粉末吸附剂上端，粉末吸附剂填充至辅助腔内；

所述压板和上盖板之间设置有复位弹簧。

优选地，吸附腔由多孔金属围成。

优选地，吸附腔包括外管和内管，所述外管套接在内管外，吸附腔内填充的粉末吸附剂填充在外管和内管之间的圆环柱状区域内，内管的内部区域为气体通道；

所述出气口设置在吸附塔塔体顶部。

优选地，内管通过固定支架与外管固定相连。

优选地，吸附腔呈板状，相邻吸附腔之间的区域为气体通道。

优选地，吸附腔为螺旋板状，相邻两层吸附腔之间的区域为气体通道；所述进气口和出气口设置在吸附塔塔体侧面上。