包括再循环隔离环路和清洗/再生环路的旋转床吸附系统技术方案

本申请公开了一种旋转吸附床系统，其包括：旋转的可再生吸附剂材料的吸附剂块，在操作循环中，给定体积的吸附剂块在返回第一区域前顺序地通过第一、第二、第三、第四和第五区域；处理流体流，该处理流体流引导通过第一区域；再生流体流，该再生流体流引导通过第三区域；以及隔离流体流，该隔离流体流独立于处理流体流和再生流体流而在封闭环路中通过第二和第四区域再循环。再生流体流在通过第三区域之前通过第五区域。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包括再循环隔离环路和清洗/再生环路的旋转床吸附系统本申请要求美国临时专利申请No.62/691919的优先权，该美国临时专利申请No.62/691919的申请日为2018年6月29日，该文献被本文参引。
本专利技术总体涉及一种旋转床吸附系统，特别是涉及一种包括再循环隔离环路和清洗/再生环路的旋转床吸附系统。本专利技术还涉及设计和操作该系统的方法。
技术介绍
旋转床吸附系统长期用于从一种流体流(有时称为处理或吸附流体流)中收集吸附物，并将它以更浓缩的形式传递给第二流体流(有时称为解吸或再生流体流)。通常除去的吸附物包括水蒸气、挥发性有机化合物(“VOC”)、氮的氧化物(“NOx”)等。在旋转床吸附系统中，特别是希望在处理后流体中有较低吸附物浓度的旋转床吸附系统中，重要的是最小化在处理流体流和再生流体流之间的任何交叉污染。污染可能是由于在流体流自身中的压力差或者在旋转吸附剂盘的基质内的蒸汽压力差而引起。另一可能的污染源存在于吸附剂盘的、与有效吸附区域相邻的区域中，但是该区域在循环过程中看不到有效流体流。通常，这些区域是在吸附剂盘的中心和外周由密封系统覆盖的区域。通常，吸附剂盘故意设计为具有这些“死区”，它们用作绝热体，从而使得转子壳体保持冷却和防止它的热膨胀，该热膨胀可能导致部件的过早机械故障。已经证明，在设计成获得在处理后流体流中的非常低吸附物浓度的系统中，这些区域能够用作要除去的蒸气的“储槽”。储槽在处于再生区域附近时积聚蒸汽，在这里它们通过扩散力而暴露于在再生区域中的高浓度蒸汽，但是由于玻璃/陶瓷结构的高绝热特征而不会受到再生热。然后，吸附剂能够与高浓度蒸汽接近平衡，但是在低得多的温度。当储槽靠近系统的处理部分中的非常低浓度流体时，该储槽释放它们的有效负载。蒸气压力差克服了该结构的扩散力，且少量蒸气释放至处理后流体流中，从而使得除去的蒸气浓度有害地增加。已知在旋转床吸附系统中包括清洗区域。包括再循环清洗环路的吸附床系统的示例在美国专利No.4701189中公开。还已知使用一个或多个隔离流体流或环路，以便减少在旋转吸附床的吸附和解吸区域之间的交叉污染。美国专利No.7101414介绍了几个实施例，其中，一个或多个隔离环路用于实现不同目标。不过，还没有以本专利技术的方式来组合清洗和隔离流。
技术实现思路
本专利技术使用：清洗/再生环路，该清洗/再生环路使用来自在再生区域之后的转子区域的热空气来预热将被进一步加热的空气，用于供给至再生区域；以及再循环隔离环路，该再循环隔离环路冷却在处理空气进口侧的转子材料，并在它进入再生扇区之前预热转子。能够设置一个或多个再循环隔离环路，以便减少由于各种流体流的压力不平衡和较大蒸汽压力差而引起的、在转子的吸附和解吸区域之间的交叉污染。根据本专利技术的一个方面，一种使用吸附床系统来减少处理流体流的吸附物浓度的方法，该吸附床系统包括旋转的可再生吸附剂材料块，该方法包括以下步骤：旋转吸附剂块，使得在操作循环中，给定体积的吸附剂块在返回第一区域之前相继地通过第一、第二、第三、第四和第五区域；使得处理流体流通过在第一区域中的吸附剂块；使得再生流体流通过在第三区域中的吸附剂块；以及使得隔离流体流独立于处理流体流和再生流体流而在封闭环路中在第四区域和第二区域中的吸附剂块之间再循环，其中，再生流体流在通过第三区域之前通过第五区域。根据本专利技术的另一方面，旋转吸附床系统包括：可再生吸附剂材料制成的旋转的吸附剂块，在操作循环中，给定体积的吸附剂块在返回第一区域之前相继地通过第一、第二、第三、第四和第五区域；处理流体流，该处理流体流被引导通过第一区域；再生流体流，该再生流体流被引导通过第三区域；以及隔离流体流，该隔离流体流独立于处理流体流和再生流体流而在封闭环路中通过第二和第四区域再循环，其中，再生流体流在通过第三区域之前通过第五区域。本文中使用的“操作循环”的意思是吸附剂块的运动通路，在该运动通路中，吸附剂块经历吸附和解吸过程。术语“相继地”是指相对顺序，但并不必须一个紧跟着另一个。例如，在该实施例中，即使当另一区域插入在第一区域和第二区域之间，仍然能够准确地说吸附剂块相继地通过第一区域、第二区域等。参考附图和附加说明，可以更好地理解本专利技术的这些和其它方面，在附图中表示和介绍了本专利技术的优选实施例。附图说明图1是表示根据本专利技术的旋转床吸附系统的优选实施例的示意流程图。图2是在根据本专利技术的旋转床吸附系统的优选实施例中的吸附剂块的扇区的示意图。图3表示了在根据本专利技术的旋转床吸附系统的优选实施例中在第一流速下在各个位置处的操作数据。图4表示了在根据本专利技术的旋转床吸附系统的优选实施例中在第二流速下在各个位置处的操作数据。图5是四区域旋转床吸附系统的示意图。图6是在四区域旋转床吸附系统中的吸附剂块的扇区的示意图。图7表示了在四区域旋转床吸附系统中在第一流速下在各个位置处的操作数据。图8表示了在图6中在四区域旋转床吸附系统中在第二流速下在各个位置处的操作数据。具体实施方式图1表示了根据本专利技术的旋转吸附床系统10的优选实施例。该系统包括常规结构的旋转盘形多孔块或转子11，该多孔块或转子11包含或涂覆有可再生吸附剂材料，该可再生吸附剂材料在操作循环中顺序地通过五个区域，即第一区域1、第二区域2、第三区域3、第四区域4和第五区域5。吸附剂转子11通过已知的转子机构(未示出)而沿箭头A所示的方向绕它的轴线旋转。这五个区域能够沿转子11的旋转方向顺序地确定为：处理区域1，处理空气流过该处理区域1；第一隔离区域2，再循环隔离空气流过该第一隔离区域2，以便预热转子；再生区域3，加热的再生空气流过该再生区域3；第二隔离区域4，再循环隔离空气流过该第二隔离区域4，以便被加热；以及再生清洗区域5，再循环的再生空气流过该再生清洗区域5，以便在通过单独的加热器来加热之前同时被预热和干燥。承载吸附物(例如水蒸气)的处理流体流12通过在第一区域1中的吸附剂转子11，在该第一区域1中，吸附物被吸附(即负载)至吸附剂转子11上。与进入吸附剂块的处理流体流相比，离开吸附剂块的处理流体流具有降低的吸附物浓度。可选地，风扇、鼓风机或其它流体运动装置13能够用于驱动处理流体流流过导管工作(未示出)。再生流体流14沿与处理流体流12的流动相反的方向通过在第三区域3中的吸附剂转子11。收集在吸附剂块11中的、来自处理流体流的吸附物释放至再生流体流中。加热器15能够设置为在再生流体流通过吸附剂块11之前加热该再生流体流。与处理流体流一样，风扇、鼓风机或其它流体运动装置16能够用于驱动再生流体流。尽管处理流体流12在图1中没有表示为闭环回路，但是本领域技术人员应当理解，流体流能够在封闭环路中再循环。例如，在离开吸附剂块时，再生流体流能够冷却，以便使得蒸气从流体流中冷凝出来，然后在返回通过吸附剂块之前重新加热。隔离流体流17独立于处理流体流12和再生流体流14而在封闭环路中在第二区域2和第四区域4中的吸附剂本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种使用吸附床系统来减少处理流体流的吸附物浓度的方法，所述吸附床系统包括旋转的可再生吸附剂材料块，所述方法包括以下步骤：/n使吸附剂块旋转，从而在操作循环中，给定体积的吸附剂块在返回第一区域之前相继地通过第一区域、第二区域、第三区域、第四区域和第五区域；/n使得处理流体流通过在第一区域中的吸附剂块；/n使得再生流体流通过在第三区域中的吸附剂块；以及/n使得隔离流体流独立于处理流体流和再生流体流而在封闭环路中在第四区域的吸附剂块和第二区域中的吸附剂块之间再循环，/n其中，再生流体流在通过第三区域之前通过第五区域。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180629 US 62/691,9191.一种使用吸附床系统来减少处理流体流的吸附物浓度的方法，所述吸附床系统包括旋转的可再生吸附剂材料块，所述方法包括以下步骤：
使吸附剂块旋转，从而在操作循环中，给定体积的吸附剂块在返回第一区域之前相继地通过第一区域、第二区域、第三区域、第四区域和第五区域；
使得处理流体流通过在第一区域中的吸附剂块；
使得再生流体流通过在第三区域中的吸附剂块；以及
使得隔离流体流独立于处理流体流和再生流体流而在封闭环路中在第四区域的吸附剂块和第二区域中的吸附剂块之间再循环，
其中，再生流体流在通过第三区域之前通过第五区域。


2.根据权利要求1所述的方法，其中：在各第一区域、第四区域和第五区域中流体流的方向相同。


3.根据权利要求2所述的方法，其中：在各第二区域和第三区域中流体流的方向相同。


4.根据权利要求3所述的方法，其中：在各第一区域、第四区域和第五区域中流体流的方向与在各第二区域和第三区域中流体流的方向相反。


5.根据权利要求1所述的方法，其中：从包括水蒸气、挥发性有机化合物和氮的氧化物的组中选择的、至少一个成分的浓度由于使得处理流体流通过在第一区域中的吸附剂块而减小。


6.根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：
通过使再生流体流首先通过第五区域而使得再生流体流在封闭环路中再循环；以及
在离开第五区域之后和...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·C·布里克利，D·S·杰弗逊，
申请(专利权)人：蒙特斯公司，
类型：发明
国别省市：美国;US