TWI587908B - 徑流型吸附容器 - Google Patents

徑流型吸附容器 Download PDF

Info

Publication number
TWI587908B
TWI587908B TW102105365A TW102105365A TWI587908B TW I587908 B TWI587908 B TW I587908B TW 102105365 A TW102105365 A TW 102105365A TW 102105365 A TW102105365 A TW 102105365A TW I587908 B TWI587908 B TW I587908B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
flow path
gas flow
product gas
container
cylindrical container
Prior art date
Application number
TW102105365A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201350189A (zh
Inventor
田中真子
安田貴彥
Original Assignee
愛沃特股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 愛沃特股份有限公司 filed Critical 愛沃特股份有限公司
Publication of TW201350189A publication Critical patent/TW201350189A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI587908B publication Critical patent/TWI587908B/zh

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B13/00—Oxygen; Ozone; Oxides or hydroxides in general
    • C01B13/02—Preparation of oxygen
    • C01B13/0229—Purification or separation processes
    • C01B13/0248—Physical processing only
    • C01B13/0259—Physical processing only by adsorption on solids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • B01D53/04—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
    • B01D53/0407—Constructional details of adsorbing systems
    • B01D53/0431—Beds with radial gas flow
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2256/00—Main component in the product gas stream after treatment
    • B01D2256/12—Oxygen
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/10—Single element gases other than halogens
    • B01D2257/102—Nitrogen
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • B01D53/04—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
    • B01D53/047—Pressure swing adsorption

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
  • Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)

Description

徑流型吸附容器
本發明係關於用以將氧等從空氣等混合氣體分離以作為製品氣體之徑流型吸附容器。
能用於將氧等從空氣等混合氣體分離以作為製品氣體之方法，有使用吸附劑之壓力擺盪吸附法。壓力擺盪吸附法包含：加壓吸附-大氣壓再生方式之PSA(Pressure Swing Adsorption)式、常壓吸附-真空再生方式之VSA(Vacuum Swing Adsorption)以及加壓吸附-真空再生方式之PVSA(Pressure Vacuum Swing Adsorption)式，一般總稱這些叫做PSA方式。
用以取得高純度氧的PSA方式，係於填充有將氮予以選擇性吸附的吸附劑之吸附容器，導入原料空氣，於加壓下吸附氮氣而濃縮氧。另一方面，使被吸附劑吸附著的氮氣，於減壓下脫離吸附劑進行再生。以重複進行該吸附/脫離操作的方式，有效率地分離並生產高純度的氧氣。
第6圖係顯示以往的的吸附容器。(A)為竪型吸附 容器。這種吸附容器，例如揭示於專利文獻1(日本特開平8-99012號公報)。(B)為枕型吸附容器。
因為吸附容器內的壓力損失而使吸附劑產生流動時，吸附劑彼此互相地摩擦而產生粉化。為了防止上述情形，該等吸附容器對氣體的流速及吸附劑的填充高度設有限制。
上述竪型吸附容器是最泛用的吸附容器。在日本國內進行陸地運輸時，由於有道路交通法規上的尺寸限制，因此吸附容器的最大直徑被限制於大約3.6m為止。吸附容器基於上述理由而於氣體的流速及吸附劑的填充高度受到限制，因而製品氣體的生產能力產生限界。若要做成大型裝置，必須進一步增加吸附容器的直徑，於這種情況下無法進行陸地運輸。因而，這種大型裝置必須在裝置的設置現場進行組裝，而導致大幅增加成本。
上述枕型吸附容器係將上述竪型吸附容器平放，藉由使其朝水平方向伸長而將最大直徑和吸附劑的填充高度抑制於限制內，使製品氣體產生量可以增量。但是，此型必須在朝水平方向延伸的容器內下工夫使原料氣體均勻擴散。且，裝置的設置面積也變大。
一般於PSA方式中，在吸附容器產生的壓力損失為導致系統缺乏效率、使消耗動力增加之一因。為了使壓力損失降低，必須增加吸附容器的剖面積、使氣體的流速降低，或者降低吸附劑的填充高度。但是，如此一來，將會帶來設置面積增加或設備成本增加。
因此，尋求進一步改良PSA方式的吸附容器，其解決方策，經提案有一種稱為徑流型(徑流床型、半徑流型)之吸附容器。
這種PSA裝置適用的徑流型吸附容器，例如揭示在專利文獻2(日本特開平10-66820)、專利文獻3(日本特開平5-237327)及專利文獻4(日本特開平11-128646)。
徑流型吸附容器係於吸附容器內將吸附劑填充成環狀，使氣體從外側向內側在徑向通過並進行吸附。由於此型係使氣體對填充成環狀的吸附劑在徑向通過，因此原料氣體入口的剖面積變大，能使氣體的流速降低。因而，只要吸附劑的填充量與竪型吸附容器或枕型吸附容器相同，藉由氣體流速降低即能使壓力損失減少。其結果能提升分離性能、減少消耗動力。且，於使容器大型化之情形，藉由讓吸附容器朝縱方向伸長，能增加製品產生量且能縮小設置面積。
先行技術文獻 專利文獻
專利文獻1 日本特開平8-99012號公報
專利文獻2 日本特開平10-66820號公報
專利文獻3 日本特開平5-237327號公報
專利文獻4 日本特開平11-128646號公報
但是，徑流型吸附容器有構造上在吸附容器的上下方向容易產生流量不均、氣體流動不均等問題。由於有該偏流而產生氣體偏向流動的部位。因此，相較於氣體不易流動的部位，氣體容易流動的部位會提早達到吸附性能之限界，就吸附容器全體而言，氣體的分離性能會降低。因此，前述各先行技術文獻中，為了抑制偏流而在吸附容器的構造施行各種工夫。
專利文獻2(日本特開平10-66820號公報)中，為了抑制吸附容器的上下方向的流量不均，將原料氣體流動的吸附容器之外側部分的流路空間形成錐狀。進一步，採用使通過吸附容器的製品氣體於吸附容器中心部一旦流下，聚積於吸附容器下部之後，流到上方再取出至吸附容器外這種複雜的配管形狀。
專利文獻3(日本特開平5-237327號公報)及專利文獻4(日本特開平11-128646號公報)中，於吸附容器的製品氣體流動的配管內配置圓錐狀的構造物，將流路空間形成為錐狀。如此地，採用抑制吸附容器上下方向的流量不均之複雜的構造。
任一先行技術皆能某種程度抑制氣體偏流，但構造複雜且吸附容器的製作極為困難，而有設備成本增加之問題。又，受到這種複雜形狀的影響，吸附劑的填充作業或維修等作業變得極為煩雜，作業員的負擔變大。
因而，PSA方式適用的徑流型吸附容器，要求不需要錐狀或圓錐狀構造物等複雜的構造即可抑制氣體的偏流，且構造簡單且製作或維修容易的吸附容器。
本發明係為了解決如上述之問題而研發者，其目的在於提供一種徑流型吸附容器，以簡單的構造抑制氣體偏流並降低壓力損失，能使分離性能提升或消耗動力減少，且容易製作或維修。
為了達成上述目的，本發明之徑流型吸附容器，其要旨在於其構成係包含：在圓筒狀容器的內周部配置成環狀的原料氣體流路、配置在圓筒狀容器的中心部之製品氣體流路、形成在原料氣體流路和製品氣體流路之間的吸附劑層； 將原料氣體導入圓筒狀容器的導入口，係於圓筒狀容器的軸向的一端側與上述原料氣體流路連通； 將製品氣體從圓筒狀容器排出的排出口，係於圓筒狀容器的上述一端側與上述製品氣體流路連通； 且設定成原料氣體流路的流路剖面積對製品氣體流路的流路剖面積之比為1.2~3.3。
本發明之徑流型吸附容器，係從圓筒狀容器的軸向之一端側的導入口導入原料氣體，從內周部的原料氣體流路 朝向中心部的製品氣體流路，通過吸附劑層內，從上述一端側的排出口排出製品氣體。藉由氣體如此地流動，使圓筒狀容器的軸向的原料氣體流路與製品氣體流路的靜壓梯度的斜率成為相同的傾向，以抑制偏流。
進一步，藉由將原料氣體流路的流路剖面積對製品氣體流路的流路剖面積之比設定為1.2~3.3，使圓筒狀容器的軸向的原料氣體流路與製品氣體流路的靜壓差的變動幅，控制於既定的範圍內，有效地抑制偏流。如此地，不必使用錐狀或圓錐狀構造物等複雜的構造，便能有效地抑制偏流且提升氣體流動的均等性。
因而，根據本發明之徑流型吸附容器，由於不需要錐狀或圓錐狀構造物等複雜的構造，使吸附容器的製作變得容易，能降低設備成本。且，維修等也變得容易。且，吸附劑層中的壓力損失降低，大幅度減少消耗動力。能一邊將壓力損失抑制於既定範圍內，一邊使吸附容器朝縱方向伸張而大型化，而能預計每一系列製品產生量的增加。進一步，由於偏流減少而使吸附劑的利用效率提高，分離效率提高。
本發明中，吸附劑層的徑向之壓差為製品氣體流路的軸向之壓差的50倍以上時，能進一步有效地抑制偏流。
本發明中，製品氣體流路的流路剖面徑係設定成吸附劑層的軸向長度的6%以上、22%以下，能進一步有效地抑制偏流。
1‧‧‧圓筒狀容器
2‧‧‧原料氣體流路
3‧‧‧製品氣體流路
4‧‧‧吸附劑層
5‧‧‧導入口
6‧‧‧排出口
11‧‧‧蓋構件
12‧‧‧內底構件
13‧‧‧外側管
14‧‧‧內側管
15‧‧‧第1網狀壁
16‧‧‧第2網狀壁
17‧‧‧第3網狀壁
18‧‧‧開口
19‧‧‧按壓構件
21‧‧‧外側層
22‧‧‧內側層
25‧‧‧填充口
第1圖係顯示本發明之一實施形態的徑流型吸附容器之圖。
第2圖係顯示實施例和比較例的氣體流動及靜壓差之圖。
第3圖係顯示比較例的偏流率的變化之圖。
第4圖係顯示實施例的偏流率的變化之圖。
第5圖係顯示實施例的偏流率的變化之圖。
第6圖係顯示習知例之圖。
接著，說明用以實施本發明之形態。
第1圖係顯示本發明之第1實施形態的徑流型吸附容器。
該徑流型吸附容器之構成係包含：在圓筒狀容器1的內周部配置成環狀的原料氣體流路2、配置在圓筒狀容器1中心部的製品氣體流路3、形成在原料氣體流路2和製品氣體流路3之間的吸附劑層4。
詳細說明之，上述圓筒狀容器1係豎立配置成圓筒狀的軸朝向上下方向，上側的開放部係由蓋構件11蓋住。圓筒狀容器1的底部設置有雙重管構造的配管。雙重管的外側管13的端部形成為用以導入原料氣體的導入口5。雙重管的內側管14係於外側管13的途中折曲且貫穿外側管13的管壁。貫穿外側管13的管壁而露出於外部的端部 ，形成為用以排出製品氣體的排出口6。
上述內側管14的容器內側之端部安裝有內底構件12。上述內底構件12的外周部和圓筒狀容器1的內周部之間，形成有既定的間隙。上述內底構件12的中心部形成有開口18，用以讓內側管14的中空流路與內底構件12的上側空間連通。
沿著上述內底構件12的外周部形成有第1網狀壁15。又，沿著形成於內底構件12的中心部之開口18的內周部，形成有第2網狀壁16。進一步，在第1網狀壁15和第2網狀壁16之間形成有第3網狀壁17。上述第1網狀壁15、第2網狀壁16，第3網狀壁17，分別從內底構件12遍及圓筒狀容器1的上部開口附近的按壓構件19而設置。
而且，第1網狀壁15和圓筒狀容器1內周部之間的間隙之功能，係作為原料氣體流路2。又，筒狀的第2網狀壁16的內側空間之功能，係作為製品氣體流路3。又，在第1網狀壁15和第2網狀壁16之間的空間填充吸附劑，於此部分形成吸附劑層4。原料氣體流路2的流路剖面積在圓筒狀容器1的軸向呈一定。又，製品氣體流路3的流路剖面積也在圓筒狀容器1的軸向呈一定。
於此例中，吸附劑層4係包含：第1網狀壁15和第3網狀壁17之間的外側層21，及第3網狀壁17和第2網狀壁16之間的內側層22。外側層21和內側層22可藉由填充不同的吸附劑而形成。例如，外側層21可填充活性 氧化鋁而形成，內側層22可填充沸石而形成。
藉由這種構成，讓用以將原料氣體導入圓筒狀容器1的導入口5，於圓筒狀容器1的軸向的一端側與上述原料氣體流路2連通。又，用以從圓筒狀容器1排出製品氣體的排出口6，係於圓筒狀容器1的上述一端側與上述製品氣體流路3連通。
亦即，從導入口5被導入的原料氣體，通過外側管13被導入圓筒狀容器1的底部。被導入內底構件12下側空間的原料氣體，通過內底構件12外周部的外側之間隙而被導入原料氣體流路2。原料氣體流路2沿著圓筒狀容器1的內周部形成為環狀，被導入原料氣體流路2的原料氣體，係從吸附劑層4的外側朝向內側在徑向流動。於此期間，吸附對象的氣體成分被吸附，其餘的氣體成分被分離而成為製品氣體。製品氣體流出至設置在吸附劑層4中心部的製品氣體流路3。流出至製品氣體流路3的製品氣體，通過內底構件12的開口18及內側管14而從排出口6排出。
本實施形態係藉由實現如上述之氣體流動而抑制偏流。
又，本實施形態除了上述構造以外，還採用以下構成。
(1)將原料氣體流路2的流路剖面積對製品氣體流路3的流路剖面積之比設定為1.2~3.3。
(2)使吸附劑層4的徑向之壓差為製品氣體流路3 的軸向之壓差的50倍以上。
(3)將製品氣體流路3的流路剖面徑設定為吸附劑層4的軸向長度的6%以上22%以下。
以下詳細說明有關該等之驗證結果。以下說明中，使用空氣作為原料氣體，檢討得到氧作為製品氣體的情況。
(1)將原料氣體流路2的流路剖面積對製品氣體流路3的流路剖面積之比設定為1.2~3.3。
第2圖係為了確認氣體的流動方向不同會影響偏流所用的模型圖。(A-1)為本發明之實施例，其係從圓筒狀容器1的下部導入原料氣體，讓吸附劑層4在徑向通過，將製品氣體從圓筒狀容器1的下部排出之構造(以下稱為「實施例」或「RU-flow」)。(B-1)為比較檢討例，其係從圓筒狀容器1的下部導入原料氣體，讓吸附劑層4在徑向通過，將製品氣體從圓筒狀容器1的上部排出之構造(以下稱為「比較例」或「RZ-flow」)。
根據表1所示之模擬條件，使用泛用的熱流體解析軟體CD-adapco公司製的「STAR CCM+」，模擬吸附容器內的氣體流動。於表1中，製品配管流速(PV)係顯示製品氣體流路3的氣體流速。
此外，於以下的表中，「原料配管」、「製品配管」分別顯示原料氣體流路2、製品氣體流路3。因而，「配管流速」係顯示原料氣體流路2或製品氣體流路3的氣體流速。此外，該氣體的流速為非徑向之軸向者。
於製品流量：5000Nm3/hr時，以下述式(1)表示之剖面積比作為參數，實施吸附容器內的偏流率之檢證。
剖面積比=原料氣體流路的流路剖面積(m2)/製品氣體流路的流路剖面積(m2)‧‧‧式(1)
所謂偏流率，係根據下述式(2)給予之數值。
偏流率(%)=[通過吸附劑層的氣體之最大流速(m/sec)/通過吸附劑層的氣體之平均流速(m/sec)-1]×100‧‧‧式(2)
第3圖係顯示偏流率對比較例(RZ-flow)中的剖面積比之變化圖。
第4圖係顯示偏流率對實施例(RU-flow)中的剖面積比之變化圖。
於比較例(RZ-flow)中，若增加剖面積比則顯示出減少偏流率的傾向，但未降至0為止。另一方面，於實施 例(RU-flow)中，在剖面積比=2.55前後的區域，偏流率可降至大約0%附近為止。
第5圖係顯示偏流率對實施例(RU-flow)中的剖面積比之變化圖。顯示原料流量/製品流量為8.5的情形和6.5的情形。由其結果得知，原料氣體流路2的流路剖面積對製品氣體流路3的流路剖面積之比，設定為1.2~3.3較佳。又，該剖面積比為1.95~2.55更佳。
於徑流型吸附容器，對偏流造成影響的重要原因之一，係原料氣體流路2和製品氣體流路3的壓力差。該壓力差係起因於原料氣體流路2及製品氣體流路3的壓力損失和靜壓梯度。
如第2圖(B-2)所示，於比較例(RZ-flow)中，對於圓筒狀容器1的軸向高度，原料氣體流路2和製品氣體流路3的靜壓之斜率為反向。因此，容器上部容易產生偏流。
如第2圖(A-2)所示，於實施例(RU-flow)中，原料氣體流路2和製品氣體流路3的靜壓梯度之斜率相同。因此，以使靜壓梯度之值成為一定的方式取得原料氣體流路2和製品氣體流路3的剖面積比，能抑制偏流。
對根據表2所示之設計條件製作的徑流型吸附容器的導引機，實施性能確認實驗。
表3顯示導引實驗的結果。
表4顯示流體解析模擬中的偏流之大小造成的壓差值。
※吸附壓力(20kPaG)時
※吸附壓力(20kPaG)時
如表3之導引實驗結果所示，根據模擬之設計值未大幅度偏離實測值。於流體解析模擬中，如表4所示，靜壓差根據偏流的大小而大幅度變動。亦即，於偏流小的情形下，相對於原料配管壓差Pf(原料氣體流路2的壓差)為1.1，製品配管壓差Pp(製品氣體流路2的壓差)為1.6。另一方面，於偏流大的情形下，相對於原料配管壓差Pf(原料氣體流路2的壓差)為1.0，製品配管壓差Pp(製品氣體流路2的壓差)為37.5。表3所示之原料氣體流路2和製品氣體流路3的靜壓差，於實測值也是相對於原料配管壓差Pf(原料氣體流路2的壓差)為4.1，製品配管壓差Pp(製品氣體流路2的壓差)為2.5。可判斷其相較於表4之偏流大的情形，仍為充分小之值，確認能抑制偏流。
如以上，用以有效地抑制偏流之構成係流動構造為 RU-flow，原料氣體流路2的流路剖面積對製品氣體流路3的流路剖面積之比設定為1.2~3.3者。
(2)將吸附劑層4的徑向之壓差設定為製品氣體流路3的軸向之壓差的50倍以上。
接著，檢證起因於步驟變化‧流量變動及製作上的問題之偏流抑制效果。
於PSA法中，一般併設複數個吸附容器，重複進行：導入原料氣體進行吸附的取得製品氣體之吸附步驟；吸附步驟後讓被吸附的氣體成分脫離以使吸附劑再生之再生步驟；一邊接受來自其他吸附容器的淨化氣體，一邊進行真空排氣之淨化步驟；接受來自其他吸附容器的均壓氣體及原料氣體並進行復壓之復壓步驟。
此時，於吸附步驟及復壓步驟、再生步驟及淨化步驟中，氣體的流動方向呈逆向。亦即，於吸附步驟及復壓步驟中，如上述，氣體係從原料氣體流路2朝向製品氣體流路，向內在徑向流動。另一方面，於再生步驟及淨化步驟中，與前述相反地，氣體係從製品氣體流路3朝向原料氣體流路，向外在徑向流動。
又，步驟中隨著容器內的壓力升降，原料氣體的流量及製品氣體的流量也變動。
已考慮到這種氣體流動方向的變化及氣體流量的變動對於偏流之影響。
使用與前述相同的流體解析軟體，模擬吸附步驟中流量變動時的吸附容器內的氣體流動。
表5顯示模擬條件。以吸附劑層4的徑向之壓差(△P)對製品氣體流路3的軸向之壓差(Pp)，亦即△P/Pp為參數。其他條件為一定，檢證吸附容器內的偏流狀態。
表6顯示模擬結果。於條件(1)，吸附步驟中流量變動時的最大偏流率為0.68%。又，若使△P/Pp之值變小，則吸附劑層4的徑向之壓差對製品氣體流路3的軸向之壓差減少，得到偏流率增加的結果。
又，如下述表7所示，於條件(1)，淨化步驟中氣體流動反轉時的最大偏流率變成0.44%，成為比吸附步驟中流量變動時的最大偏流率0.68%還小之值。
以使△P/Pp充分大的方式，能抑制起因於根據氣體流動方向的變化及流量變動而產生的原料氣體流路2和製品氣體流路3的靜壓梯度偏離之偏流增加。於20kPaG時的吸附步驟中，相對於在△P/Pp為70倍的條件(1)時偏流率為0.05，相對於在△P/Pp為53倍的條件(2)時偏流率為0.11，於△P/Pp為38倍的條件(3)時偏流率增加到0.24。因而，作為有效地抑制偏流的條件，將△P/Pp設定為50倍以上充分大的值為佳。
(3)將製品氣體流路3的流路剖面徑設定為吸附劑層4的軸向長度的6%以上22%以下。
如下述表8所示，使製品氣體流路3的流路剖面徑和吸附劑層4的軸向的填充長度之比率變化，以進行模擬。相對於上述比率為6~24%時偏流率為0.02~0.11，於上述比率成為5%時偏流率增加到0.24。又，上述比率為24%時，填充區域的壓差超過4000Pa，成為與以往的竪型相同程度，失去徑流型之效果。因而，上述比率設定為6%以上22%以下。上述比率之更佳範圍為8%以上12%以下。
如以上，本實施形態的徑流型吸附容器，係從圓筒狀容器1的軸向之一端側的導入口5導入原料氣體，從內周部的原料氣體流路2朝向中心部的製品氣體流路3，通過吸附劑層4內，再從上述一端側的排出口6排出製品氣體。藉由氣體如此地流動，圓筒狀容器1的軸向之原料氣體流路2和製品氣體流路3的靜壓梯度之斜率成為相同的傾向，而抑制偏流。
進一步，藉由將原料氣體流路2的流路剖面積對製品氣體流路3的流路剖面積之比設定為1.2~3.3，使圓筒狀容器1的軸向之原料氣體流路2和製品氣體流路3的靜壓差之變動幅，控制於既定的範圍內，有效地抑制偏流。如此地，不使用錐狀或圓錐狀構造物等複雜的構造，即能有效地抑制偏流、提升氣體流動的均勻性。
因而，根據本實施形態的徑流型吸附容器，由於不需要錐狀或圓錐狀構造物等複雜的構造，而能使吸附容器的 製作容易，且降低設備成本。又，維修等也變得容易。又，吸附劑層4的壓力損失降低，且大幅度減少消耗動力。能一邊將壓力損失抑制於既定範圍內，一邊使吸附容器朝縱方向伸張而大型化，而能預計每一系列製品產生量的增加。進一步，由於偏流減少而且吸附劑的利用效率提高，分離效率提高。
由於吸附劑層4的徑向之壓差為製品氣體流路3的軸向之壓差的50倍以上時，能進一步有效地抑制偏流。
且，由於製品氣體流路3的流路剖面徑係設定成吸附劑層4的軸向長度的6%以上22%以下，能進一步有效地抑制偏流。
1‧‧‧圓筒狀容器
2‧‧‧原料氣體流路
3‧‧‧製品氣體流路
4‧‧‧吸附劑層
5‧‧‧導入口
6‧‧‧排出口
11‧‧‧蓋構件
12‧‧‧內底構件
13‧‧‧外側管
14‧‧‧內側管
15‧‧‧第1網狀壁
16‧‧‧第2網狀壁
17‧‧‧第3網狀壁
18‧‧‧開口
19‧‧‧按壓構件
21‧‧‧外側層
22‧‧‧內側層
25‧‧‧填充口

Claims (1)

  1. 一種徑流型吸附容器，其特徴在於，其構成係包含：在圓筒狀容器的內周部配置成環狀的原料氣體流路、配置在圓筒狀容器的中心部之製品氣體流路、形成在原料氣體流路和製品氣體流路之間的吸附劑層；將原料氣體導入圓筒狀容器的導入口，係於圓筒狀容器的軸向的一端側與上述原料氣體流路連通；將製品氣體從圓筒狀容器排出的排出口，係於圓筒狀容器的上述一端側與上述製品氣體流路連通；上述原料氣體流路的流路剖面積在上述圓筒狀容器的軸向呈一定，上述製品氣體流路的流路剖面積在上述圓筒狀容器的軸向呈一定，且設定成原料氣體流路的流路剖面積對製品氣體流路的流路剖面積之比為1.2~3.3，吸附劑層的徑向之壓差為製品氣體流路的軸向之壓差的50倍以上，製品氣體流路的流路剖面徑係設定成吸附劑層的軸向長度的6%以上、22%以下上述原料氣體流路及上述製品氣體流路不具有錐狀或圓錐狀的構造。
TW102105365A 2012-02-20 2013-02-08 徑流型吸附容器 TWI587908B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012033493A JP5997912B2 (ja) 2012-02-20 2012-02-20 ラジアル型吸着容器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201350189A TW201350189A (zh) 2013-12-16
TWI587908B true TWI587908B (zh) 2017-06-21

Family

ID=49005569

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW102105365A TWI587908B (zh) 2012-02-20 2013-02-08 徑流型吸附容器

Country Status (5)

Country Link
JP (1) JP5997912B2 (zh)
CN (1) CN104136095B (zh)
IN (1) IN2014DN07551A (zh)
TW (1) TWI587908B (zh)
WO (1) WO2013125381A1 (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110201488A (zh) * 2019-07-03 2019-09-06 东北大学 一种径向均流变压吸附塔
CN115636483B (zh) * 2022-12-14 2023-07-04 中国科学院合肥物质科学研究院 一种基于电吸附的污水处理***及控制方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62191016A (ja) * 1986-02-17 1987-08-21 Teisan Kk ガス吸着塔
CN1220184A (zh) * 1997-10-22 1999-06-23 林德股份公司 反应器

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01164417A (ja) * 1987-12-18 1989-06-28 Hitachi Ltd 圧力スイング吸着装置
US6086659A (en) * 1999-01-29 2000-07-11 Air Products And Chemicals, Inc. Radial flow adsorption vessel
US6468333B2 (en) * 2001-01-22 2002-10-22 Aeronex, Inc. Gas purifier apparatus
US20040137905A1 (en) * 2003-01-09 2004-07-15 Docomo Communications Laboratories Usa, Inc. System and method for channel scanning in wireless networks
WO2006088475A2 (en) * 2004-05-10 2006-08-24 Precision Combustion, Inc. Regenerable adsorption system
US8101133B2 (en) * 2010-02-25 2012-01-24 Praxair Technology, Inc. Radial flow reactor

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62191016A (ja) * 1986-02-17 1987-08-21 Teisan Kk ガス吸着塔
CN1220184A (zh) * 1997-10-22 1999-06-23 林德股份公司 反应器

Also Published As

Publication number Publication date
CN104136095B (zh) 2018-09-25
CN104136095A (zh) 2014-11-05
TW201350189A (zh) 2013-12-16
IN2014DN07551A (zh) 2015-04-24
WO2013125381A1 (ja) 2013-08-29
JP2013169491A (ja) 2013-09-02
JP5997912B2 (ja) 2016-09-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7128775B2 (en) Radial bed flow distributor for radial pressure adsorber vessel
CA2809973C (en) Radial bed vessels having uniform flow distribution
US5538544A (en) Adsorption flow distribution
CN204723983U (zh) 径向u型流吸附单元
TWI484994B (zh) 具有多容器床的變壓吸附方法及系統
US8545604B2 (en) Modular compact adsorption bed
US9358496B2 (en) Adsorption bed structure and process
CN109255132B (zh) 一种变压吸附的最优吸附时间的确定方法及***
US7166151B2 (en) Flow distributor for PSA vessel
CN104524922B (zh) 一种具有高效气流分布的径向床设计方法及其径向床
US20170216760A1 (en) Adsorber with rotary dryer
TWI587908B (zh) 徑流型吸附容器
US11857911B2 (en) Adsorber with at least one cluster comprising a plurality of adsorbent modules
CN109896508B (zh) 新型变压吸附制氮装置及其制氮方法、制氮***
KR102018322B1 (ko) 흡착 공정을 위한 흡착탑 시스템 및 흡착 공정을 이용한 혼합 가스 분리 방법
CN209957385U (zh) 新型变压吸附制氮装置和制氮***
CN107413122A (zh) 一种立式径向流吸附器
CN112569443A (zh) 一种具有低供氧间隔的医用制氧机及制氧方法
CN107403033B (zh) 一种立式径向流吸附器结构优化方法
JPH072025Y2 (ja) 圧力スイング吸着装置
KR101605283B1 (ko) 감소된 공극 용적과 균일한 유동 분포를 갖는 흡착 용기
CN105771536A (zh) 气体吸附装置