流化床气体吸附脱附系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种流化床气体吸附脱附系统。系统包括吸附及再生流化床、吸附侧及脱附侧气固分离器和分料装置。吸附流化床具有吸附剂入口、待处理气入口、第一返料入口和第一混合物出口。吸附侧气固分离器与第一混合物出口相连。再生流化床具有第二返料入口、解吸气入口和第二混合物出口。脱附侧气固分离器与第二混合物出口相连。分料装置具有进料口、吸附侧分料出口和脱附侧分料出口，进料口与吸附侧气固分离器的吸附侧固体排出口相连，吸附侧分料出口与第一返料入口相连，脱附侧分料出口与第二返料入口相连。根据本实用新型的系统，操作简单，提高系统处理能力和连续性，提高吸附效率及吸附经济性。
【专利说明】
流化床气体吸附脱附系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及流化床气体吸附技术领域，尤其是涉及一种流化床气体吸附脱附系统。
【背景技术】
[0002]工业吸附反应器为控制反应器压降、吸附效率及吸附经济性，空塔气速常控制在0.1?0.6m/s左右，床层高度控制在3?5m左右。为达到工业连续生产的目的，吸附单元常设置多个(通常为3?5个)吸附反应器，一个反应器用于吸附，一个用于吸附剂再生，一个用于吸附剂干燥冷却，其余备用。使用的三个反应器来回由人工或机械切换。
[0003]现阶段，工业吸附常见的反应器是固定床、旋转床和移动床，其中固定床吸附反应器在工业上运用较为广泛，其吸附介质堆实填充在吸附反应器中，含目标成分的流体穿透吸附剂床层，目标成分吸附质吸附于多孔的吸附剂表面，其余成分穿透吸附剂床层。固定床吸附反应器的填充更换、吸附剂的再生和多个反应器同时运行维护等劳动强度都较大。同时，操作不当还易造成气流分布不均匀、节涌和沟流等现象发生。移动床内吸附剂始终处于移动状态，彼此之间的磨损程度大，且移动床设备结构复杂、体积庞大、操作麻烦。
[0004]流化床的空塔气速可达3?10m/s(根据颗粒粒径不同，空塔气速不同)，同时具有气固接触面积大，传质效率高，温度场分布均匀等优点。随着近几年流化床研究的快速发展，将流化床技术引入工业吸附，将能解决工业吸附空塔气速小、劳动强度大、传质效率不高、温度场分布不均匀等缺点。
【实用新型内容】
[0005]本申请是旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型旨在提供一种流化床气体吸附脱附系统，该系统中反应器空塔气速大、劳动强度小、传质效率高、温度场分布均匀。
[0006]根据本实用新型实施例的流化床气体吸附脱附系统，包括:吸附流化床，所述吸附流化床具有吸附剂入口、待处理气入口、第一返料入口和第一混合物出口；吸附侧气固分离器，所述吸附侧气固分离器与所述第一混合物出口相连以导入吸附后的吸附剂和气体混合物，所述吸附侧气固分离器具有处理气排出口和吸附侧固体排出口；再生流化床，所述再生流化床具有第二返料入口、解吸气入口和第二混合物出口；脱附侧气固分离器，所述脱附侧气固分离器与所述第二混合物出口相连以导入脱附后的吸附剂和气体混合物，所述脱附侧气固分离器具有解吸气排出口和脱附侧固体排出口；分料装置，所述分料装置具有进料口、吸附侧分料出口和脱附侧分料出口，所述进料口与所述吸附侧固体排出口相连，所述吸附侧分料出口与所述第一返料入口相连，所述脱附侧分料出口与所述第二返料入口相连。
[0007]根据本实用新型实施例的流化床气体吸附脱附系统，通过吸附流化床和再生流化床来完成吸附剂的吸附脱附，且由于流化床具有空塔气速大、气固接触面积大、传质效率高、温度场分布均匀等优点，提高系统处理能力，提高吸附效率及吸附经济性。另外，流化床内吸附剂处于流化状态，吸附剂相互间磨损消耗小。通过分料装置将吸附流化床排出的吸附剂分配至再生流化床和回到吸附流化床，实现系统吸附脱附的连续性，减轻了吸附剂转移操作的劳动强度，系统设备结构简单、反应器设备小，操作简单。
[0008]在一些实施例中，所述分料装置包括:分料U阀，所述分料U阀内限定出阀腔，所述阀腔包括间隔开的进口腔、吸附侧分料腔和脱附侧分料腔，所述进口腔分别通过连通孔口与所述吸附侧分料腔和脱附侧分料腔相连通;其中，所述进料口、吸附侧分料出口和脱附侧分料出口分别设在所述分料U阀上，且所述进料口与所述进口腔相连通，所述吸附侧分料出口与所述吸附侧分料腔相连通，所述脱附侧分料出口与所述脱附侧分料腔相连通，所述分料U阀上还设有用于向所述阀腔吹入松动风的分料气入口。分料U阀相当于将现有技术中两个U阀合为一体，可同时完成向吸附侧和脱附侧分配吸附剂的过程，分料装置的结构得到了简化，且非常简单可控。
[0009]具体地，所述分料U阀包括竖向设置的隔板组件，所述隔板组件设在所述阀腔内以将所述阀腔间隔出进口腔、吸附侧分料腔和脱附侧分料腔，所述隔板组件的底端与所述阀腔的底壁间隔开以限定出所述连通孔口。利用隔板组件来分腔，结构非常简单。
[0010]更具体地，所述分料U阀上对应所述吸附侧分料腔和所述脱附侧分料腔分别设有所述分料气入口。由此，可将吸附侧分料腔和脱附侧分料腔内的吸附剂吹起，有利于吸附剂分别从吸附侧分料出口和脱附侧分料出口排出。
[0011]进一步地，所述进口腔位于所述吸附侧分料腔和所述脱附侧分料腔之间，所述阀腔的底壁上设有对应所述进口腔的分离台，所述分离台的上表面形成为平面或者向上凸出的凸面。由此，分离台上的吸附剂在重力作用下朝向远离进口腔的方向滑动，吸附剂可自动滑向吸附侧分料腔和脱附侧分料腔。
[0012]优选地，所述吸附侧分料出口通过第一分料管与所述第一返料入口相连，在从所述吸附侧分料出口到所述第一返料入口的方向上，所述第一分料管向下倾斜延伸，所述第一分料管与竖直面之间的夹角为15度-45度;所述脱附侧分料出口通过第二分料管与所述第二返料入口相连，在从所述脱附侧分料出口到所述第二返料入口的方向上，所述第二分料管向下倾斜延伸，所述第二分料管与竖直面之间的夹角为15度-45度。由此，分料U阀内的吸附剂可自动流出，第一分料管和第二分料管内无需再设置输送器。
[0013]在一些实施例中，所述吸附流化床内设有吸附侧布风板，所述待处理气入口位于所述吸附侧布风板的下方，且所述吸附剂入口、所述第一返料入口和所述第一混合物出口位于所述吸附侧布风板的上方，所述吸附侧布风板形成为向下凸出的锥面板，所述吸附侧布风板的锥面母线与水平面的夹角为10度-20度;所述再生流化床内设有脱附侧布风板，所述解吸气入口位于所述脱附侧布风板的下方，所述第二返料入口和所述第二混合物出口位于所述脱附侧布风板的上方，所述脱附侧布风板形成为向下凸出的锥面板，所述脱附侧布风板的锥面母线与水平面的夹角为10度-20度。由此，使得流化床内部吸附剂分布更为均匀。
[0014]具体地，流化床气体吸附脱附系统还包括吸附剂储罐，所述吸附剂储罐的出料口通过进料螺旋与所述吸附剂入口相连。由此，可从吸附剂储罐向吸附流化床连续输入吸附剂，保证吸附剂输入的及时性、连续性。
[0015]进一步地，流化床气体吸附脱附系统还包括冷却器，所述冷却器内限定出吸附剂换热通道和冷却剂换热通道，所述吸附剂换热通道的两端分别与所述脱附侧固体排出口和所述吸附剂入口相连。系统实现了吸附剂的吸附、脱附再生和冷却工序，工艺简单，操作方便，经济可靠，节省了系统中吸附剂填充、更换的大量操作，系统连续生产劳动强度小。
[0016]本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
【附图说明】
[0017]本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中:
[0018]图1是根据本实用新型实施例的流化床气体吸附脱附系统的结构示意图；
[0019]图2是根据本实用新型实施例的分料装置的结构示意图。
[0020]附图标记:
[0021 ]流化床气体吸附脱附系统100、
[0022]吸附剂储罐1、出料控制阀2、进料螺旋3、吸附流化床4、吸附侧布风板5、吸附侧气固分离器6、回流管7、
[0023]分料装置8、分料U阀81、隔板组件82、第一分料管83、第二分料管84、U_布风板9、分离台10、
[0024]再生流化床11、脱附侧布风板12、脱附侧气固分离器13、冷却器14、内管141、外管142、螺旋输送器15、
[0025]出料口a、待处理气入口 b、吸附剂入口 c、第一返料入口 d、第一混合物出口 e、吸附侧固体排出口 f、处理气排出口 g、进料口 h、吸附侧分料出口 1、脱附侧分料出口 j、连通孔口m、分料气入口 η、第二返料入口 ο、解吸气入口 P、第二混合物出口 q、脱附侧固体排出口 r、解吸气排出口 t、冷却剂入口 u、冷却剂出口 w、
[0026]阀腔V、进口腔A、吸附侧分料腔B、脱附侧分料腔C、冷却剂换热通道E、吸附剂换热通道F。
【具体实施方式】
[0027]下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
[0028]下面参考图1-图2描述根据本实用新型实施例的流化床气体吸附脱附系统100。
[0029]根据本实用新型实施例的流化床气体吸附脱附系统100，如图1所示，包括:吸附流化床4、吸附侧气固分离器6、再生流化床11、脱附侧气固分离器13和分料装置8。
[0030]如图1所示，吸附流化床4具有吸附剂入口 c、待处理气入口 b、第一返料入口 d和第一混合物出口 e，吸附剂入口 c和第一返料入口 d用于向吸附流化床4内填充吸附剂，待处理气入口 b用于向吸附流化床4内填充待处理气。吸附剂在吸附流化床4内处于流化状态，流化的吸附剂可与待处理气充分混合接触，以吸收待处理气内的目标组份，待处理气被吸收目标组份后形成处理气。当吸附剂与待处理气混合一段时间后，混合物可从第一混合物出口 e排出。
[0031]如图1所示，吸附侧气固分离器6与第一混合物出口e相连以导入吸附后的吸附剂和气体混合物，吸附侧气固分离器6具有处理气排出口 g和吸附侧固体排出口 f。也就是说，吸附流化床4内的混合物进入吸附侧气固分离器6后，由吸附侧气固分离器6将吸附了目标组份的吸附剂和气体混合物分离开，分离出的气体混合物从处理气排出口g处排出，分离出的吸附剂从吸附侧固体排出口f排出。如果排出的气体混合物中，目标组份含量达标，则气体混合物将被导向下一个处理工序。
[0032]如图1所示，再生流化床11具有第二返料入口 ο、解吸气入口 P和第二混合物出口 q，第二返料入口 ο用于向再生流化床11内填充吸附剂，解吸气入口 P用于向再生流化床11内填充解吸气。吸附剂在再生流化床11内处于流化状态，流化的吸附剂可与解吸气充分混合接触，解吸气可吸收吸附剂内的目标组份。当吸附剂与解吸气混合一段时间后，混合物可从第二混合物出口 q排出。
[0033]如图1所示，脱附侧气固分离器13与第二混合物出口q相连以导入脱附后的吸附剂和气体混合物，脱附侧气固分离器13具有解吸气排出口 t和脱附侧固体排出口 r。也就是说，再生流化床11内的混合物进入脱附侧气固分离器13后，由脱附侧气固分离器13将脱附了目标组份的脱附剂和气体混合物分离开，分离出的气体混合物从解吸气排出口 t处排出，分离出的脱附剂从脱附侧固体排出口 r排出。
[0034]如图1和图2所示，分料装置8具有进料口h、吸附侧分料出口 i和脱附侧分料出口 j，进料口h与吸附侧固体排出口f相连，吸附侧分料出口 i与第一返料入口d相连，脱附侧分料出口 j与第二返料入口 ο相连。
[0035]也就是说，吸附剂在吸附了待处理气的目标组份后，被吸附了目标组份的处理气可进入下一个工序中，而吸附了目标组份的吸附剂可进入到分料装置8中。分料装置8通过脱附侧分料出口 j将吸附了目标组份的吸附剂分配到再生流化床11内，由再生流化床11进行脱附再生。吸附剂在再生流化床11内被解吸气吸附目标组份，然后由脱附侧气固分离器13分离出，脱附了目标组份的吸附剂可再循环利用。这样，吸附剂可通过分料装置8由吸附侧转移到脱附侧以再生，实现吸附剂在系统内的自动转移，减轻了转移操作的劳动强度。
[0036]这样，吸附流化床4与再生流化床11无需切换使用，吸附流化床4仅用于吸附剂吸收待处理气中的目标组份，再生流化床11仅用于吸附剂的脱附再生。这样，减少了流化床启停的次数，使生产具有连续性，提高生产效率。而且如果两个流化床要交替使用，则系统中需要设置过多的调控和转向阀门装置，操作不便。因此无需切换的系统设备更小，整个工艺简单，操作方便。
[0037]另外，可以理解的是，吸附剂在吸附流化床4内吸附待处理气的目标组份时，受吸附时间等条件的限制，吸附剂通常不能达到百分百的利用率，也就是说，从第一混合物出口e排出的吸附剂中，通常还有一部分吸附剂未能吸附到目标组份，或者还有一部分吸附剂未能对目标组份吸收饱和。
[0038]在本实用新型实施例中，通过设置分料装置8，由吸附侧分离出的吸附剂进入到分料装置8后，通过吸附侧分料出口 i将不饱和的吸附剂再分配到吸附流化床4内，并在吸附流化床4内再次吸收待处理气内的目标组份，提高吸附剂的利用率，提高了反应器的吸附经济性。
[0039]在本实用新型实施例中，使用流化床完成吸附剂的吸附脱附过程，流化床反应器中吸附剂处于流化状态，与流体接触面积大，具有良好的传质和传热性能，温度场生产能力大。而且流化床的空塔气速大，处理量大，经济性高。由于吸附剂在流化床内处于流化状态，吸附剂磨损消耗也小。
[0040]根据本实用新型实施例的流化床气体吸附脱附系统100，通过吸附流化床4和再生流化床11来完成吸附剂的吸附脱附，且由于流化床具有空塔气速大、气固接触面积大、传质效率高、温度场分布均匀等优点，提高系统处理能力，提高吸附效率及吸附经济性。另外，流化床内吸附剂处于流化状态，吸附剂相互间磨损消耗小。通过分料装置8将吸附流化床4排出的吸附剂分配至再生流化床11和回到吸附流化床4，实现系统吸附脱附的连续性，减轻了吸附剂转移操作的劳动强度，系统设备结构简单、反应器设备小，操作简单。
[0041]在一些实施例中，如图1所示，流化床气体吸附脱附系统100还包括吸附剂储罐I，吸附剂储罐I的出料口a与吸附剂入口 c相连。这样，可在吸附剂储罐I内储入一定量的吸附剂，当系统运转时，可从吸附剂储罐I向吸附流化床4连续输入吸附剂，保证吸附剂输入的及时性、连续性。
[0042]具体地，如图1所示，吸附剂储罐I的出料口a处设有出料控制阀2，以控制吸附剂出料量及出料速度。
[0043]具体地，如图1所示，流化床气体吸附脱附系统100还包括进料螺旋3，进料螺旋3与吸附剂入口c相连，进料螺旋3用于将吸附剂送入吸附流化床4。由此，进料输送能力大，不易卡死堵塞，使用寿命长。
[0044]进一步地，如图1所示，吸附剂储罐I的出料口a通过进料螺旋3与吸附剂入口c相连，即从吸附剂储罐I的出料口a排出的吸附剂通过进料螺旋3送入到吸附流化床4内。
[0045]在一些实施例中，如图1所示，吸附流化床4上设有多个第一混合物出口e，多个第一混合物出口 e分别与吸附侧气固分离器6相连，吸附流化床4内的混合物可通过多个第一混合物出口 e流向吸附侧气固分离器6。
[0046]具体地，待处理气入口b设在吸附流化床4的底部，第一混合物出口e设在吸附流化床4的顶部，在吸附流化床4充入待处理气后，待处理气向上吹动，使吸附流化床4内的混合物向上排出。
[0047]进一步地，如图1所示，流化床气体吸附脱附系统100还包括回流管7，回流管7的一端连接吸附侧气固分离器6的处理气排出口g，回流管7的另一端连通吸附流化床4，回流管7用于将从吸附侧气固分离器6分离出的气体导回到吸附流化床4内以再次与吸附剂接触。
[0048]可以理解的是，从待处理气入口b初次流入吸附流化床4的待处理气，在与流化的吸附剂接触后，无法达到百分百去除目标组份。也就是说，吸附侧气固分离器6中分离出的气体中包含有已被吸收目标组份的处理气，也包括未被吸附的待处理气。
[0049]因此回流管7的设置，可将从处理气排出口g排出的气体混合物再返回至吸附流化床4内，再次与吸附剂接触以去除目标组份，降低气体中目标组份的含量，提高处理气最终净化率。
[0050]可选地，系统还可包括处理气检测件和回流控制阀(图未示出)，处理气检测件用于检测处理气排出口 g排出的气体中已去除目标组份的处理气含量，或者处理气检测件用于检测处理气排出口g排出的气体中目标组份的含量。回流控制阀设在回流管7上，回流控制阀与处理气检测件电连接，以根据处理气检测件的检测结果控制回流控制阀的开度。
[0051]例如，当处理气排出口g排出的气体中目标组份含量较高时，可将回流控制阀打开，以将吸附侧气固分离器6分离出的气体再导回到吸附流化床4内。当处理气排出口g排出的气体中目标组份含量较低至达标时，可将回流控制阀关闭。
[0052]在一些实施例中，如图1所示，吸附流化床4内设有吸附侧布风板5，待处理气入口b位于吸附侧布风板5的下方，且吸附剂入口 C、第一返料入口 d和第一混合物出口 e位于吸附侧布风板5的上方。吸附侧布风板5的设置有利于吹入的待处理气在吸附流化床4内分布均匀，利于提高待处理气的净化率。
[0053]具体地，吸附侧布风板5形成为向下凸出的锥面板，吸附侧布风板5在吸附流化床4内中间低边缘高，锥面形的吸附侧布风板5可有效防止进入吸附流化床4的吸附剂在吸附流化床4的边缘处堆积，使得吸附流化床4内部吸附剂分布更为均匀。
[0054]有利地，吸附侧布风板5的锥面母线与水平面的夹角α为10度-20度。
[0055]在一些实施例中，吸附侧气固分离器6优选旋风分离器，吸附侧固体排出口f设在吸附侧气固分离器6的底部。
[0056]在一些实施例中，如图1所示，再生流化床11上设有多个第二混合物出口q，多个第二混合物出口 q分别与脱附侧气固分离器13相连，再生流化床11内的混合物可通过多个第二混合物出口 q流向脱附侧气固分离器13。
[0057]具体地，解吸气入口P设在再生流化床11的底部，第二混合物出口 q设在再生流化床11的顶部，在再生流化床11充入解吸气后，解吸气向上吹动，使再生流化床11内的混合物向上排出。
[0058]在一些实施例中，如图1所示，再生流化床11内设有脱附侧布风板12，解吸气入口P位于脱附侧布风板12的下方，第二返料入口0和第二混合物出口 q位于脱附侧布风板12的上方。脱附侧布风板12的设置有利于吹入的解吸气在再生流化床11内分布均匀，利于提高吸附剂的脱附率。
[0059]具体地，脱附侧布风板12形成为向下凸出的锥面板，脱附侧布风板12在再生流化床11内中间低边缘高，锥面形的脱附侧布风板12可有效防止进入再生流化床11的吸附剂在再生流化床11的边缘处堆积，使得再生流化床11内部吸附剂分布更为均匀。
[0060]有利地，脱附侧布风板12的锥面母线与水平面的夹角β为10度-20度。
[0061 ]可选地，解吸气为水蒸气或加热的惰性气体。
[0062]在一些实施例中，脱附侧气固分离器13优选旋风分离器，脱附侧固体排出口r设在脱附侧气固分离器13的底部。
[0063]在一些实施例中，如图1所示，流化床气体吸附脱附系统100还包括冷却器14，冷却器14内限定出吸附剂换热通道F和冷却剂换热通道E，吸附剂换热通道F的两端分别与脱附侧固体排出口 r和吸附剂入口 c相连。也就是说，脱附后的吸附剂可通过冷却器14冷却后，再返回至吸附流化床4内循环利用。
[0064]这样，系统实现了吸附剂的吸附、脱附再生和冷却工序，工艺简单，操作方便，经济可靠，节省了系统中吸附剂填充、更换的大量操作，系统连续生产劳动强度小。
[0065]具体地，如图1所示，冷却器14包括内管141和外管142，外管142外套在内管141上。脱附侧气固分离器13的脱附侧固体排出口 r与内管141内部相连通，内管141内腔构成吸附剂换热通道F。外管142管壁上设有冷却剂入口 u和冷却剂出口 w，外管142管壁与内管141管壁之间限定出冷却剂换热通道E。
[0066]可选地，冷却剂为冷却水，当然，冷却剂也可采用其他流体。有利地，在冷却器14内，内管141内的吸附剂的流动方向与内管141外的冷却剂的流动方向相反，从而使脱附的吸附剂与冷却水逆流换热，提高换热效率。
[0067]更具体地，如图1所示，系统还包括螺旋输送器15，螺旋输送器15用于将脱附侧气固分离器13分离出的吸附剂朝向目标方向输出。
[0068]可选地，吸附剂换热通道F内设有螺旋输送器15，以将冷却后的吸附剂朝向目标方向输出。
[0069]进一步地，冷却器14中吸附剂换热通道F与吸附剂储罐I相连，换热后的吸附剂进入到吸附剂储罐I内，以备吸附流化床4用料，使吸附剂可循环使用。当然，吸附剂储罐I中也可以适时补充新鲜吸附剂。
[0070]在一些实施例中，如图2所示，分料装置8包括:分料U阀81，分料U阀81内限定出阀腔V，阀腔V包括间隔开的进口腔A、吸附侧分料腔B和脱附侧分料腔C，进口腔A分别通过连通孔口 m与吸附侧分料腔B和脱附侧分料腔C相连通。
[0071 ]其中，进料口h、吸附侧分料出口 i和脱附侧分料出口 j分别设在分料U阀81上，且进料口h与进□腔A相连通，吸附侧分料出口 i与吸附侧分料腔B相连通，脱附侧分料出口 j与脱附侧分料腔C相连通，分料U阀81上还设有用于向阀腔V吹入松动风的分料气入口 η。
[0072]这样，吸附侧气固分离器6排至分料装置8的吸附剂，由进料口h进入到进口腔Α，由于分料气入口 η向阀腔V吹入松动风，松动风将进入阀腔V的吸附剂吹向吸附侧分料腔B和脱附侧分料腔C，两个腔内的吸附剂分别流向吸附流化床4和再生流化床11，从而实现吸附剂的分配。
[0073]在本实用新型实施例中，分料U阀81相当于将现有技术中两个U阀合为一体，可同时完成向吸附侧和脱附侧分配吸附剂的过程，分料装置8的结构得到了简化，且非常简单可控。
[0074]具体地，如图2所示，分料U阀81包括隔板组件82，隔板组件82设在阀腔V内以将阀腔V间隔出进口腔Α、吸附侧分料腔B和脱附侧分料腔C，利用隔板组件82来分腔，结构非常简单。
[0075]具体地，如图2所示，隔板组件82竖向设置，隔板组件82的底端与阀腔V的底壁间隔开以限定出连通孔口 m。
[0076]有利地，隔板组件82的竖向高度为阀腔V高度的1/2-2/3。
[0077]有利地，进口腔A的容积为阀腔V容积的1/3?2/3，吸附侧分料腔B及脱附侧分料腔C的容积分别为阀腔V容积的I /6?I /3。
[0078]进一步地，隔板组件82可移动地设在阀腔V内，以使连通孔口m的大小可调，从而可以调整进口腔A内的吸附剂向吸附侧和脱附侧的分配量。
[0079]在一些实施例中，如图2所示，分料U阀81上对应吸附侧分料腔B和脱附侧分料腔C分别设有分料气入口 n，这样，可将吸附侧分料腔B和脱附侧分料腔C内的吸附剂吹起，有利于吸附剂分别从吸附侧分料出口 i和脱附侧分料出口 j排出。
[0080]有利地，从每个分料气入口η排入的松动风的风量可调，从而可以调整进口腔A内的吸附剂向吸附侧和脱附侧的分配量及分配比例。
[0081 ]具体地，如图2所示，阀腔V内对应分料气入口 η处设有U阀布风板9，从而使松动风在阀腔V内分布更加均匀。
[0082]更具体地，分料U阀81的底壁上设有两个分料气入口 η，两个分料气入口 η的上方分别设有一个U阀布风板9。
[0083]在一些实施例中，阀腔V的内壁上设有对应进口腔A且与进料口h相对的分离台10，分离台10的设置有利于吸附剂朝向吸附侧分料腔B和脱附侧分料腔C分配。
[0084]具体地，如图2所示，分离台10设在阀腔V的底壁上，分离台10的上表面形成为平面，分离台10的上表面也可形成为向上凸出的凸面，这样，分离台10上的吸附剂在重力作用下朝向远离进口腔A的方向滑动，吸附剂可自动滑向吸附侧分料腔B和脱附侧分料腔C。
[0085]更具体地，如图2所示，进口腔A位于吸附侧分料腔B和脱附侧分料腔C之间，阀腔V的底壁上设有对应进口腔A的分离台10，分离台10的上表面形成为平面或者向上凸出的凸面。
[0086]可选地，分离台10的宽度宜与隔板组件82中两个隔板的宽度一致，分离台10可设置为水平板或两块对称分布的斜板，每块斜板与水平面之间均夹有一锐角。分离台10设置为斜板形式可防止分离台10上吸附剂堆积，同时利于吸附剂向吸附侧分料腔B和脱附侧分料腔C移动。
[0087]进一步地，如图2所示，两个U阀布风板9与分离台10相连，分离台10上的吸附剂朝向两侧滑动到U阀布风板9上时，可被松动风吹起。
[0088]有利地，如图2所示，U阀布风板9设置在分料U阀81的1/4下部，吸附侧分料出口 i和脱附侧分料出口 j分别设在分料U阀81的1/4上部。
[0089]在一些实施例中，如图1和图2所示，吸附侧分料出口 i通过第一分料管83与第一返料入口d相连，在从吸附侧分料出口 i到第一返料入口d的方向上，第一分料管83向下倾斜延伸。脱附侧分料出口 j通过第二分料管84与第二返料入口ο相连，在从脱附侧分料出口 j到第二返料入口 ο的方向上，第二分料管84向下倾斜延伸。从而分料U阀81内的吸附剂可分别通过第一分料管83和第二分料管84分别流向吸附流化床4和再生流化床11。
[0090]具体地，第一分料管83与水平面之间的夹角大于吸附剂的运动安息角，第二分料管84与水平面之间的夹角大于吸附剂的运动安息角。由此，分料U阀81内的吸附剂可自动流出，第一分料管83和第二分料管84内无需再设置输送器。
[0091]这里，“安息角”指的是，散料在堆放时能够保持自然稳定状态的最大角度(单边对地面的角度)。在这个角度形成后，再往上堆加这种散料，散料就会自然溜下。例如在煤堆、粮食的堆放中，如果煤堆或者粮食形成的堆料形成为达安息角的锥形堆，再往堆料上填加煤或粮食时，填加的煤或者粮食会向下滚落。
[0092]在本实用新型实施例中，“运动安息角”的概念可由上述“安息角”的概念类推。也就是说，当第一分料管83与水平面之间的夹角小于等于吸附剂的运动安息角，吸附剂在阀腔V内处于稳定状态，吸附剂不会从第一分料管83流向吸附流化床4。
[0093]因此在上述实施例中，将第一分料管83与水平面之间的夹角设置成大于吸附剂的运动安息角，可使分料U阀81内的吸附剂自动从第一分料管83流向吸附流化床4，无需另设输送器。同样，将第二分料管84与水平面之间的夹角设置成大于吸附剂的运动安息角，可使分料U阀81内的吸附剂自动从第二分料管84流向再生流化床11，无需另设输送器。
[0094]其中，吸附剂的运动安息角的范围约为焦炭的运动安息角到35度，因此，第一分料管83与水平面之间的夹角宜大于350，第二分料管84与水平面之间的夹角宜大于350。
[0095]优选地，第一分料管83与竖直面之间的夹角为15度-45度，即第一分料管83与水平面之间的夹角为45度-75度。第二分料管84与竖直面之间的夹角为15度-45度，即第二分料管84与水平面之间的夹角为45度-75度。
[0096]下面参照图1和图2描述本实用新型一个具体实施例的流化床气体吸附脱附系统100的结构。
[0097]流化床气体吸附脱附系统100包括吸附剂储罐1、进料螺旋3、吸附流化床4、吸附侧气固分离器6、分料U阀81、再生流化床11、脱附侧气固分离器13和冷却器14，吸附剂储罐1、进料螺旋3、吸附流化床4和吸附侧气固分离器6依次相连。吸附侧气固分离器6的吸附侧固体排出口 f与分料U阀81的进料口h相连，分料U阀81的第一分料管83与吸附流化床4相连，分料U阀81的第二分料管84与再生流化床11相连。再生流化床11与脱附侧气固分离器13相连，脱附侧气固分离器13与冷却器14相连，冷却器14内的螺旋输送器15用于将吸附剂输送至吸附剂储触1
[0098]系统启动前，由进料螺旋3向吸附流化床4中输送部分吸附剂。开启待处理气入口b，待处理气由吸附流化床4底部进入，经吸附侧布风板5后待处理气均匀分布，将吸附流化床4中的吸附剂流化。
[0099]吸附流化床4内吸附侧布风板5的锥面母线与水平面间的夹角α为20度，再生流化床11内脱附侧布风板12的锥面母线与水平面间的夹角β为20度。
[0100]在吸附流化床4内，待处理气和吸附剂并流接触传质，由吸附流化床4顶部排出，经吸附侧气固分离器6，将处理气和吸附剂分离开来，处理气达到预期目标后由处理气排出口g排出，不满足预期目标则由回流管7返回吸附流化床4。
[0101]经吸附侧气固分离器6分离的吸附剂进入到分料U阀81中，吸附剂由分料U阀81内的进口腔A分别进入左右两侧的吸附侧分料腔B和脱附侧分料腔C，由分料气入口η吹入的松动风经左右腔室底部的U阀布风板9向吸附流化床4和再生流化床11送入吸附剂。通过控制分料气入口 η的松动风的风量，可以控制分料U阀81返回吸附流化床4和进入再生流化床11的吸附剂的流量。
[0102]其中，分料U阀81上，第一分料管83、第二分料管84与竖直面的角度分别为30度。隔板组件82中两块隔板将分料U阀81的阀腔V三等分，左中右三腔室各占阀腔V的1/3，分离台1设置为对称分布的斜板，每块斜板与水平面呈30度角。
[0103]在再生流化床11内，由脱附侧分料腔C进入再生流化床11的吸附剂被由底部的脱附侧布风板12均布的解吸气流化，在再生流化床11内，待脱附的吸附剂与热解吸气传质换热。解吸气与脱附完全的吸附剂由再生流化床11顶部排出，进脱附侧气固分离器13，经气固分离后，解吸气再热循环利用，脱附完全的吸附剂进螺旋输送器15，在螺旋输送器15中，完全脱附的吸附剂与冷却水逆流换热。换热后的吸附剂进吸附剂储罐I。
[0104]在本实用新型实施例中，采用了双流化床组合结构，实现了吸附剂的吸附、脱附、再生和冷却，工艺简单，操作方便，经济可靠。还使用了双U阀返料，由松动风的风量控制返回吸附流化床4和进入再生流化床11的吸附剂的量。
[0105]本实用新型实施例，可实现吸附的工业连续稳定运行。流化床吸附反应器中吸附剂处于流化状态，与流体接触面积大，设备小，生产能力大，具有良好的传质和传热性能。
[0106]下面参照图1和图2描述根据本实用新型实施例的流化床气体吸附脱附系统的处理方法。
[0107]根据本实用新型实施例的处理方法，应用于根据本实用新型上述实施例的流化床气体吸附脱附系统100，这里对流化床气体吸附脱附系统100的结构不再赘述。
[0108]具体地，参照图1和图2，根据本实用新型实施例的流化床气体吸附脱附系统的处理方法，包括如下步骤:
[0109]吸附流化床4通过吸附剂入口 c导入吸附剂、通过待处理气入口 b导入待处理气，吸附流化床4内流化的吸附剂与待处理气混合并吸附待处理气内的目标组份；
[0110]吸附后的吸附剂和气体混合物由第一混合物出口 e流向吸附侧气固分离器6，分离后的吸附剂从吸附侧固体排出口f排到分料装置8内，分离后的处理气从处理气排出口g排出；
[0111]分料装置8将排入的吸附剂通过第一返料入口d和第二返料入口0分配至吸附流化床4和再生流化床11;
[0112]再生流化床11通过解吸气入口 P导入解吸气，导入的解吸气与从第二返料入口 0导入的吸附剂充分混合后吸附吸附剂内的目标组份；
[0113]脱附后的吸附剂和气体混合物由第二混合物出口q流向脱附侧气固分离器13，分离后的吸附剂从脱附侧固体排出口r排出，分离后的解吸气从解吸气排出口 t排出。
[0114]由此，根据本实用新型实施例的流化床气体吸附脱附系统的处理方法，利于控制反应器压降，提高处理能力。可实现吸附脱附的连续性，减轻了吸附剂转移操作的劳动强度，提高了吸附效率和吸附经济性。
[0115]在图1所示的一个具体示例中，流化床气体吸附脱附系统的处理方法包括以下步骤:
[0116]1、需吸附处理的待处理气从吸附流化床4底部进入吸附流化床4，吸附流化床4底部设有吸附侧布风板5，用于均流待处理气，吸附流化床4内部的吸附剂被流体流化，流体和吸附剂在吸附流化床4内接触传质，目标组份吸附在多孔吸附剂表面；
[0117]2、吸附处理后的流体由吸附流化床4顶部排出，经旋风分离器，将流体携带的吸附剂分离下来，分离下来的吸附剂进入分料U阀81;
[0118]3、被分离下来的吸附剂进入分料U阀81，吸附剂由分料U阀81内的中间腔分别进入左右腔内，松动风经左右腔底部的U阀布风板9向吸附流化床4和再生流化床11送入吸附剂，通过控制松动风的风量，可控制返回吸附流化床4和进入再生流化床11的吸附剂的量；
[0119]4、吸附饱和的吸附剂在再生流化床11内再生，采用热的水蒸气或热的惰性气体再生，再生后的吸附剂经旋风分离器分离；
[0120]5、完全再生的吸附剂，经旋风分离后进入螺旋输送器15后返回吸附剂储罐I，吸附剂储罐I中的吸附剂由进料螺旋3送入吸附流化床4，吸附剂储罐I中可以适时补充新鲜吸附剂。
[0121]由此，这种流化床气体吸附脱附系统的处理方法具有诸多优点:
[0122]I)本实用新型采用流化床作为吸附剂吸附和脱附再生的反应器，使用U阀实现吸附剂的连续吸附、脱附、再生和干燥，操作方便，系统可满足不同负荷工作需求，机械化程度高，劳动强度小；
[0123]2)流化床内的吸附剂处于流化状态，气-固接触面积大，传质速率高，吸附剂的利用效率高，床层内温度分布均匀；
[0124]3)流化床设备体积小，空塔气速大，生产能力大，吸附脱附处理工艺简单，操作方便；
[0125]4)较移动床而言，可有效避免吸附剂间强制移动造成的破碎和磨损，较固定床而言，能有效避免固定床底部活性炭因活性炭堆积而产生的破碎现象；
[0126]5)将流化床和U阀内的布风板设置一定的锥度，可有效防止流化床和U阀底部布料不均匀而产生局部吸附剂堆积。
[0127]在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
[0128]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0129]在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体;可以是机械连接，也可以是电连接;可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0130]在本说明书的描述中，参考术语“实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结入口 ο
[0131]尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。
【主权项】
1.一种流化床气体吸附脱附系统，其特征在于，包括: 吸附流化床，所述吸附流化床具有吸附剂入口、待处理气入口、第一返料入口和第一混合物出口； 吸附侧气固分离器，所述吸附侧气固分离器与所述第一混合物出口相连以导入吸附后的吸附剂和气体混合物，所述吸附侧气固分离器具有处理气排出口和吸附侧固体排出口 ； 再生流化床，所述再生流化床具有第二返料入口、解吸气入口和第二混合物出口 ； 脱附侧气固分离器，所述脱附侧气固分离器与所述第二混合物出口相连以导入脱附后的吸附剂和气体混合物，所述脱附侧气固分离器具有解吸气排出口和脱附侧固体排出口 ； 分料装置，所述分料装置具有进料口、吸附侧分料出口和脱附侧分料出口，所述进料口与所述吸附侧固体排出口相连，所述吸附侧分料出口与所述第一返料入口相连，所述脱附侧分料出口与所述第二返料入口相连。2.根据权利要求1所述的流化床气体吸附脱附系统，其特征在于，所述分料装置包括:分料U阀，所述分料U阀内限定出阀腔，所述阀腔包括间隔开的进口腔、吸附侧分料腔和脱附侧分料腔，所述进口腔分别通过连通孔口与所述吸附侧分料腔和脱附侧分料腔相连通;其中， 所述进料口、吸附侧分料出口和脱附侧分料出口分别设在所述分料U阀上，且所述进料口与所述进口腔相连通，所述吸附侧分料出口与所述吸附侧分料腔相连通，所述脱附侧分料出口与所述脱附侧分料腔相连通，所述分料U阀上还设有用于向所述阀腔吹入松动风的分料气入口。3.根据权利要求2所述的流化床气体吸附脱附系统，其特征在于，所述分料U阀包括竖向设置的隔板组件，所述隔板组件设在所述阀腔内以将所述阀腔间隔出进口腔、吸附侧分料腔和脱附侧分料腔，所述隔板组件的底端与所述阀腔的底壁间隔开以限定出所述连通孔□ O4.根据权利要求2所述的流化床气体吸附脱附系统，其特征在于，所述分料U阀上对应所述吸附侧分料腔和所述脱附侧分料腔分别设有所述分料气入口。5.根据权利要求3所述的流化床气体吸附脱附系统，其特征在于，所述进口腔位于所述吸附侧分料腔和所述脱附侧分料腔之间，所述阀腔的底壁上设有对应所述进口腔的分离台，所述分离台的上表面形成为平面或者向上凸出的凸面。6.根据权利要求2所述的流化床气体吸附脱附系统，其特征在于，所述吸附侧分料出口通过第一分料管与所述第一返料入口相连，在从所述吸附侧分料出口到所述第一返料入口的方向上，所述第一分料管向下倾斜延伸，所述第一分料管与竖直面之间的夹角为15度-45度； 所述脱附侧分料出口通过第二分料管与所述第二返料入口相连，在从所述脱附侧分料出口到所述第二返料入口的方向上，所述第二分料管向下倾斜延伸，所述第二分料管与竖直面之间的夹角为15度-45度。7.根据权利要求1所述的流化床气体吸附脱附系统，其特征在于，所述吸附流化床内设有吸附侧布风板，所述待处理气入口位于所述吸附侧布风板的下方，且所述吸附剂入口、所述第一返料入口和所述第一混合物出口位于所述吸附侧布风板的上方，所述吸附侧布风板形成为向下凸出的锥面板，所述吸附侧布风板的锥面母线与水平面的夹角为10度-20度； 所述再生流化床内设有脱附侧布风板，所述解吸气入口位于所述脱附侧布风板的下方，所述第二返料入口和所述第二混合物出口位于所述脱附侧布风板的上方，所述脱附侧布风板形成为向下凸出的锥面板，所述脱附侧布风板的锥面母线与水平面的夹角为10度-20度ο8.根据权利要求1所述的流化床气体吸附脱附系统，其特征在于，还包括吸附剂储罐，所述吸附剂储罐的出料口通过进料螺旋与所述吸附剂入口相连。9.根据权利要求1所述的流化床气体吸附脱附系统，其特征在于，还包括冷却器，所述冷却器内限定出吸附剂换热通道和冷却剂换热通道，所述吸附剂换热通道的两端分别与所述脱附侧固体排出口和所述吸附剂入口相连。
【文档编号】B01D53/12GK205700037SQ201620520161
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年6月1日
【发明人】梅磊, 陈水渺, 肖磊, 薛逊, 姜朝兴, 吴道洪
【申请人】北京神雾环境能源科技集团股份有限公司