CN101249367A

CN101249367A - 一种用于大流量低浓度气体捕集的径向流吸附器

Info

Publication number: CN101249367A
Application number: CNA2008101034635A
Authority: CN
Inventors: 刘应书; 杜雄伟; 刘文海; 张辉; 武志文; 候庆文; 张德鑫; 曹红程; 郑新港
Original assignee: University of Science and Technology Beijing USTB
Current assignee: University of Science and Technology Beijing USTB
Priority date: 2008-04-07
Filing date: 2008-04-07
Publication date: 2008-08-27

Abstract

本发明属于气体分离领域，特别涉及到一种径向流吸附器，主要用于对大流量气体如烟道气中浓度较低CO₂、SO₂等气体进行捕集。其特征是由封头(1)、外壳(2)、吸附剂(3)、外分布筒(4)、法兰(5)、加注口(6、7)、出口管(8)、内分布筒(9)、端盖(10)、中分布筒(11)、底板(12)、锥形导流板(13)、支撑柱(14)、进口管(15)、压紧装置(19)构成的；多个同心多孔分布筒将吸附剂颗粒分隔开来。在这个吸附器内，气体处于大致为Z形的流型流过该吸附器。这种径向吸附器具有气体分布均匀、压降小的特点，适于大流量低浓度气体的捕集回收。

Description

一种用于大流量低浓度气体捕集的径向流吸附器

技术领域

本发明属于气体分离领域，特别涉及到一种径向流吸附器，主要用于对大流量气体如烟道气中浓度较低CO₂、SO₂等气体进行捕集。

背景技术

烟道气中CO₂浓度较低，大约在8％～15％。系统对CO₂的捕集率超过90％的同时要获得CO₂浓度超过90％的产品气，可采用高压变压吸附流程。但高压捕集烟道气中的CO₂由于把烟道气中的氮气等不需要捕集的气体进行高度压缩而浪费了大量能量，从而增加了运行成本，工业尾气中浓度越低，浪费的能量越多。因而对烟道气等工业尾气中的CO₂进行捕集的吸附器要采用一个合理结构，使之在处理大流量低浓度气体的同时还具有压降小、气体分布均匀的特点。现行的轴向流吸附器在处理气量不是很大时效果还比较好，但是当处理大气量时，不是采取增加吸附器直径就是采取增加吸附器高度的措施或者两者相结合的方式，这分别会造成气体分布不均和很大的压力降，都极大的降低了吸附器的效能。

发明内容

本发明目的是解决现有设备处理大气量时存在的气体分布不均和很大的压力降，极大的降低了吸附器的效能的问题。

一种用于大流量低浓度气体捕集的径向流吸附器，是由封头1、外壳2、吸附剂3、外分布筒4、法兰5、加注口6、7、出口管8、内分布筒9、端盖10、中分布筒11、底板12、锥形导流板13、支撑柱14、进口管15、压紧装置19构成的。封头1封闭的第一端和用端盖10封闭的第二端及外壳2构成一个圆筒形的吸附器，吸附器的两端分别有导引流体进入吸附器的进口管15和导引流体排出吸附器的出口管8，端盖10与外壳2通过法兰或者焊接方式连接。内分布筒9、外分布筒4都同心的焊接在底板12上，中分布筒11焊接在端盖10上，锥形导流板13焊接在底板12上。支撑柱14焊接在底板12和封头1上。外分布筒4、内分布筒9、中分布筒11分隔成的环形区域21、22是装填吸附剂3的区域。根据装填吸附剂种类的需要，分布筒的数量可以增加或减少，从而相应导致环形区域数量的增加或减少。16、17、18表示气流流动方向。环形区域20是进气的均布区。在内分布筒9的外侧、外分布筒4的内侧及中分布筒11的内侧或外侧上缠有分隔吸附剂的钢丝筛网，每个分布筒都开有不同数量的小孔，在每个分布筒上的孔都是均布但是开孔率不同，且外分布筒距上端盖一定距离H内不开孔，H＝30～200mm，以便校正由于上部压力大而造成的流量不均匀分布，而内分布筒、中分布筒的H＝0。外分布筒的开孔率为33％～45％，中分布筒的开孔率为35～50％，内分布筒的开孔率为5～20％。

吸附剂加注口6、7是沿端盖10周向均匀开的4-10个孔。

本发明结构使变压吸附系统在处理大流量低浓度气体时具有好的气体分布和小的压力降，节约能耗，提高吸附器效能。

本发明中的径向流吸附器内气体流动主要是向心Z形流动，并采用特殊的气体均布方式，使气体均匀通过且压降比较小，适于处理大流量低浓度气体。

附图说明

图1是本发明吸附器的纵向侧视图；

图2是本发明吸附器沿A-A向的纵向剖视图；

图3是本发明吸附器沿B-B向的剖视图；

图4是本发明吸附剂加料口处压紧装置示意图；

图5是本发明吸附器上分布筒的开孔示意图。

具体实施方式

参看附图，图1给出了本发明的一个吸附器，吸附器具有一个外壳2，一个由一个大致为半球形封头所封闭的封头1，及一个平板形端板封闭的端盖10。封头1也包括进口管15。端盖10也包括一个出口管8。端盖10还包括用来在吸附器的内部导入和排出吸附剂的加注口6、7等，及如图4所示的压紧装置19。端盖10与外壳2通过法兰或者焊接方式连接。

中部分布筒是焊接在端盖10上的，内分布筒9、外分布筒4都同心的焊接在底板12上。锥形导流板也焊接在底板12上。在内分布筒9的外侧、外分布筒4的内侧及中分布筒11的内侧上缠有分隔吸附剂的钢丝筛网，分布筒间的环形区域21、22限定了吸附剂的位置，加注口6、7是沿端盖板周向均匀开的8个孔，该孔限定了吸附剂的进入环形区域21、22，并且在21、22内加满吸附剂后此加注口6、7内还保留部分吸附剂，在压紧装置19的作用下可以使21、22内部填充的吸附剂保持塞紧状态。

设置在吸附器底部的锥形导流板13用来导引用箭头17所表示的工作流体进入外壳2与外分布筒4之间的狭长环形区域20，然后如箭头17所示依次穿过外、中、内分布筒而沿着出口管8流出。

图4中，加注口6、7中压紧装置19起到一种压紧并且使环形区域21、22中上部的吸附剂始终与端盖10紧密接触，避免由于震动等原因造成大的孔隙而引起的气流短路现象。

图3显示的是，有内、中、外分布筒(9、11、4)及外壳2围成的几个环形区域20、21、22、23，环形区域20、23是导引流体流动的区域，环形区域21、22内可以依次放入不同的吸附剂，来处理不同的流体，如可以放入活性氧化铝、13X沸石、硅胶等。图3中显示的环形区域20与环形区域23的横截面之比是6。

本发明实现了通过吸附器的Z形流动。在吸附器解吸过程时气流流动方向与箭头17所示正好相反。

Claims

1. 一种用于大流量低浓度气体捕集的径向流吸附器，其特征是由封头(1)、外壳(2)、吸附剂(3)、外分布筒(4)、法兰(5)、加注口(6、7)、出口管(8)、内分布筒(9)、端盖(10)、中分布筒(11)、底板(12)、锥形导流板(13)、支撑柱(14)、进口管(15)、压紧装置(19)构成的；封头(1)封闭的第一端和用端盖(10)封闭的第二端及外壳(2)构成一个圆筒形的吸附器，吸附器的两端分别有导引流体进入吸附器的进口管(15)和导引流体排出吸附器的出口管(8)，端盖(10)与外壳(2)通过法兰或者焊接方式连接；内分布筒(9)、外分布筒(4)都同心的焊接在底板(12)上，中分布筒(11)焊接在端盖(10)上，锥形导流板(13)焊接在底板(12)上，支撑柱(14)焊接在底板(12)和封头(1)上。

2. 根据权利要求1所述的用于大流量低浓度气体捕集的径向流吸附器，其特征是外分布筒(4)、内分布筒(9)、中分布筒(11)分隔成的环形区域(21)、(22)是装填吸附剂(3)的区域；根据装填吸附剂种类的需要，分布筒的数量能增加或减少，从而相应导致环形区域数量的增加或减少。

3. 根据权利要求1所述的用于大流量低浓度气体捕集的径向流吸附器，其特征是在内分布筒(9)的外侧、外分布筒(4)的内侧及中分布筒(11)的内侧或外侧上缠有分隔吸附剂的钢丝筛网，每个分布筒都开有不同数量的小孔，在每个分布筒上的孔都是均布但是开孔率不同，且外分布筒距上端盖距离H内不开孔，H＝30～200mm，以便校正由于上部压力大而造成的流量不均匀分布，而内分布筒、中分布筒的H＝0；外分布筒的开孔率为33％～45％，中分布筒的开孔率为35～50％，内分布筒的开孔率为5～20％。

4. 根据权利要求1所述的用于大流量低浓度气体捕集的径向流吸附器，其特征是吸附剂加注口(6、7)是沿端盖(10)周向均匀开的4-10个孔。