[发明专利]一种参杂相变材料的吸附床层

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于气体分离的吸附床层，具体涉及一种参杂相变材料的吸附床层。

背景技术

由沸石、活性炭、固态胺等吸附剂构成的吸附床层广泛用于石油化工、航天航空、救生舱等领域，其主要是用于气体分离和净化，因此开发高效的吸附床层具有很重要的实用价值。

从现有文献和专利可知，传统的吸附床层是一般是由单一的吸附剂组成的，吸附剂的导热性能比较差。由于吸附过程有大量的热量放出，因此吸附床层内部的温度会随着吸附进行而升高，错过最佳吸附温度，而导致吸附量减少。有少量文献采用加翅片或者在活性碳内加入相变材料等改善吸附床层内部温度积累效应，并且只是简单的将吸附热通过导热散失到空气中或者吸收，并没有对产生的热量进行再利用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够循环利用的参杂相变材料的吸附床层。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：包括带有气体入口和气体出口床层，且床层内均匀的填充有吸附剂，各吸附剂之间夹杂有相变颗粒；其中，相变颗粒发生相变的温度小于等于吸附剂吸附效果最佳时的温度。

所述的吸附剂采用由沸石、活性碳或者金属骨架有机物制成的吸附剂。

所述的相变颗粒发生相变的温度比吸附剂吸附效果最佳时的温度低0-10℃。

所述的相变颗粒由相变材料制成，或者由相变材料以及包裹相变材料的金属薄膜组成。

所述的吸附剂和相变颗粒的形状为圆形、方形或三角形

所述的相变颗粒的直径小于等于吸附剂直径的1/5。

吸附剂吸附气体放出热量，相变颗粒发生相变吸收放出的热量，使吸附剂吸附气体的过程持续，并且吸附床层内温度保持均匀性。

吸附剂脱附气体吸收床层内部热量，相变材料发生相变放出热量，使吸附床层脱附气体的过程持续，并且使得吸附床层内温度保持均匀性。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

由于吸附剂在吸附气体时放热，脱附气体时放热，而相变颗粒发生相变时放热或者吸热，因此，本发明利用相变颗粒的吸热和放热使吸附剂的吸附和脱附过程持续进行，从而使吸附床层能够循环利用，且运行稳定。另外，本发明充分利用相变材料的储能功能，及不同相变材料的初始相变温度不同，使得不同的吸附床层内部温度保持在吸附最佳温度范围内，又能在脱附(解吸)过程中合理利用吸附过程中放出的能量的特性，从而提高吸附效率。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为相变颗粒的第一种构造；

图3为相变颗粒的第二种构造；

其中，1、吸附剂，2、相变颗粒，3、相变材料，4、金属薄膜。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细说明。

参见图1，本发明包括带有气体入口和气体出口床层，且床层内均匀的填充有吸附剂1，各吸附剂1之间均匀夹杂有相变颗粒2；其中，相变颗粒2发生相变的温度比吸附剂吸附效果最佳时的温度低0-10℃，这样相变颗粒2就能在吸附和解吸过程控制吸附床层内部温度使其在控制在最优范围内，从而提高吸附床层的工作效率。吸附剂1采用由沸石、活性碳或者金属骨架有机物制成的吸附剂。相变颗粒2的直径小于等于吸附剂1直径的1/5，以便于其填充吸附剂空隙中。

如果相变颗粒2发生相变时候外表面结构不发生变化，采用相变颗粒2的第一种结构，可以直接将其与吸附剂混合填充到吸附床层内，该相变颗粒2由相变材料3制成(参见图2)，

如果发生结构变化，采用相变颗粒2的第二种结构，相变颗粒2由相变材料3以及包裹相变材料3的金属薄膜4组成(参见图3)，金属薄膜4，既可以防止相变材料3粘在吸附剂1上，影响吸附效果，又可以增加其导热效果。

吸附剂1和相变颗粒2的形状不局限于圆形、方形或三角形，还可以是其它任何形状。

床层内填充吸附剂，在通入吸附气体时，发生吸附，此过程中放出大量的热量，但是由于吸附剂的导热性能比较差，随着吸附的进行，会导致吸附床层内部的温度越来越大，并且会出现局部温度过高现象，从而影响到吸附进行，而采用相变材料能很好的解决这个问题。