[发明专利]具有减少热导率的吸附气体分离器

说明书

本发明提供了包括具有多个流体通道的定子的吸附气体分离器，其中，在多个流体通道之间的热导率低于阈值热导率，以便减少热量穿过定子的传递。吸附气体分离器的定子可以使用具有低热导率的端口组件以及用于热量和流体流的密封的浮动密封件。

技术领域

本发明通常涉及一种用于吸附气体分离的吸附气体分离器。更特别是，本发明涉及用于吸附气体分离器的定子和端口组件的设计。

背景技术

本领域中已知常规的温度摇摆吸附气体分离方法用于多组分气体混合物的吸附分离。在吸附步骤中，在较低温度下的供给流(例如多组分流体混合物)通常可以进入吸附气体分离器和包括吸附材料的接触器，其中，吸附材料可以吸附供给流的组分，从而使得吸附组分与供给流的其余组分分离。在一个或多个随后的再生步骤中，通常在较高温度下的至少一个流体流可以进入吸附气体分离器和接触器，以便升高吸附材料的温度，从而使得吸附组分从吸附材料中释放或解吸附，并能够循环地重复使用该吸附材料。在可选的冷却或调节步骤中，通常可以使得在较低温度下的流体流进入吸附气体分离器和接触器，以便降低吸附材料的温度，准备用于随后的吸附步骤。通常，吸附、再生和调节步骤可以再顺序地重复进行。

常规的吸附气体分离器通常可以设置有多个吸附床、多个吸附接触器或多个区域，例如多个离散的吸附床或接触器，或者至少一个接触器，其中，在接触器上的点可以运动通过在吸附气体分离器内的多个基本流体分离的区域，其中，吸附床、吸附接触器或区域布置成彼此紧邻和/或相邻，同时执行吸附气体分离方法的不同步骤，通常在不同温度下。还可以设置具有至少一个吸附床、吸附接触器或多个区域的吸附气体分离器，其中，供给至吸附气体分离器和从吸附气体分离器中重获(recover)的多种流体流处于固定位置，同时至少一个吸附床或接触器运动，例如，在旋转结构中，该至少一个吸附床或接触器可以旋转通过多种流体流和区域。使用具有至少一个吸附床或吸附接触器的吸附气体分离器的常规吸附气体分离方法通常可能面临多个竞争性的设计难题，包括例如吸附气体处理的较短循环时间、多种流体流在动态和静态部件之间的密封、以及在吸附气体分离器的区域之间的不希望热传递，该热传递可能不希望地导致热滞后，并降低吸附接触器和整个分离器的性能。而且，典型的常规吸附气体分离方法的热循环可能不希望地降低了一些常规分离器部件的寿命预期。

发明内容

根据本发明的实施例，提供了一种吸附气体分离器，它包括：至少一个定子，该定子有多个流体通道，用于传送一个或多个流体流；至少一个接触器，该接触器包括至少一种吸附材料；以及外壳，该外壳附接在定子上，用于容纳该至少一个接触器，其中，在该多个流体通道各自之间的热导率等于或小于阈值热导率。在特殊的这种实施例中，在该多个流体通道各自之间的热导率可以等于或小于例如大约10W/m·K的阈值热导率。根据另一实施例，阈值热导率可以小于或等于例如8W/m·K或5W/m·K。

根据本发明的另一实施例，提供了一种吸附气体分离器，它包括：至少一个定子；多个端口组件，各端口组件包括端口和流体通道，其中，端口组件附接在该至少一个定子上；以及至少一个接触器，该接触器包括至少一种吸附材料，并与端口组件的端口和流体通道流体连接，其中，在多个端口组件的流体通道之间的热导率等于或小于阈值热导率。在特殊的这种实施例中，在各端口组件的流体通道之间的热导率可以等于或小于例如大约10W/m·K的阈值热导率。根据另一实施例，阈值热导率可以小于或等于例如5W/m·K或2W/m·K。

根据本发明的还一实施例，提供了一种吸附气体分离器，它包括：外壳，用于容纳吸附气体分离器；转子组件，该转子组件附接在外壳上，其中，转子组件包括至少一个接触器，该接触器包括至少一种吸附材料；定子，该定子附接在外壳上，且至少一个端口组件附接在定子上，其中，各端口组件与接触器流体连接，该至少一个端口组件另外包括等于或小于阈值热导率的热导率。在特殊的这种实施例中，各端口组件的热导率可以等于或小于例如大约10W/m·K的阈值热导率。根据另一实施例，阈值热导率可以小于或等于例如5W/m·K或2W/m·K。