[发明专利]具有各自包括多个吸附剂模块的至少一个簇的吸附器

说明书

一种用于气体混合物的吸附净化单元，该单元包括至少一个吸附器，该吸附器包括各自具有并行操作的N个相同吸附剂模块的至少一个簇，其中N≥2，各自具有N个吸附剂模块的每个簇包括：共用入口歧管，该共用入口歧管具有轴线为Xe的笔直入口管道，该笔直入口管道供应N个入口接管Tei，其中i的范围为1到N，这些入口接管分别连接到该簇的N个模块的入口Ei，其中i的范围为1到N；共用出口歧管，该共用出口歧管具有轴线为Xs的笔直出口管道，该笔直出口管道收集离开N个出口接管Tsi的流，其中i为1至N，这些出口接管分别连接该簇的N个模块的出口Si，其中i的范围为1，其特征在于：这些Xe和Xs轴线基本重合；该N个模块的N个入口Ei基本位于以该轴线Xe或Xs为中心的第一圆上；该N个模块的N个出口Si基本位于以该轴线Xe或Xs为中心的第二圆上；该N个入口接管Tei具有基本相同的几何形状，并且该N个出口接管Tsi具有基本相同的几何形状。

本发明涉及一种用于通过吸附来净化气体混合物的单元，该单元包括至少一个吸附器，该吸附器包括各自具有并行操作的N个相同吸附剂模块的至少一个簇。

吸附被广泛用于净化或分离气体。可以提及的是正链烷烃和异链烷烃的分离，二甲苯的分离，醇的分离，从大气生产氮气或氧气，从燃烧气体、高炉气体捕获CO2等。在净化侧，存在干燥机、氢气或氦气的净化、富甲烷气体的净化、从多种流体中吸附痕量杂质(以阻止汞、NOx、含硫产物等)。

根据吸附剂是否可以原位再生，涉及吸附的方法具有若干类型。因此，吸附被称为“装料消耗”类型，这意味着当产品变得饱和有杂质时，需要更新装料(在这种情况下，术语“备用床”也可以用来给予这种净化)，或者在另一种情况下称为吸附循环。

吸附循环首先在吸附剂再生的方式上不同。如果再生基本上是通过提高温度来进行的，则它是变温吸附(TSA)工艺。另一方面，如果通过压力下降进行再生，则它是变压吸附(PSA)工艺。

总体上，术语PSA表示用于采用压力的循环变化来净化或分离气体的任何工艺，吸附剂在被称为吸附压力的高压与被称为再生压力的低压之间经历该变化。因此，这种通用名称PSA被无差别地用于指示以下循环工艺，还常见的是取决于所采用的压力水平或吸附器返回到其起始点所必要的时间(循环时间)给予其更多的特定名称：

-VSA工艺，其中吸附实质上在大气压、优选地在0.95与1.25巴绝对值之间下进行，并且解吸压力低于大气压、典型地从50至400毫巴绝对值；

-MPSA或VPSA工艺，其中吸附在大于大气压、典型地在1.35与6巴绝对值之间的高压下进行，并且解吸在低于大气压、总体上在200与650毫巴绝对值的低压下进行；

-适当的PSA工艺，其中高压实质上大于大气压、典型地在3与50巴绝对值之间，并且低压实质上等于或大于大气压，总体上在1与9巴绝对值之间；

-RPSA(快速PSA)工艺，其中压力循环的持续时间典型地小于一分钟；

-URPSA(超快速PSA)工艺，其中压力循环的持续时间是最多约几秒钟。

应注意，这些不同的名称不是标准化的，并且特别地根据作者，所指出的限制经受变化。

在所有这些工艺中，吸附剂被容纳在称为吸附器的容器中。根据涉及的流量或当地经济条件，使用各种类型的吸附器：具有竖直轴线的圆柱形吸附器，具有水平轴线的圆柱形吸附器，径向吸附器。小型或中型竖直轴线圆柱形吸附器的集合也可以并行使用，以替代较大的单个吸附器。然后提及簇(或组)，基本元件是“小型”吸附器，该吸附器包括容纳吸附剂的壳环、入口和出口，然后被称为模块(或子体积)，这是下文将再使用的术语。总而言之，在本发明的上下文中，簇因此可以被定义为是若干模块的集合。还要注意的是，“小型吸附器”是指直径为0.4米到2.5米、高度为0.4米到5米、容积范围从约50升到25m³的吸附器。