模块化的变压吸附方法及装置的制作方法

专利名称：模块化的变压吸附方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及变压吸附(PSA)加工方法。PSA是常用于气体净化的一种方法。典型的应用包括从气体混合物中分离氢，从天然气中分离氦，净化废气，在氧、氮和/或氩的制造过程中的吹气分离。
背景技术：
多数PSA系统受到它们巨大的成品以及残留的气流波动的限制。这些波动需要相当大的存储或缓冲罐来对气流波动充分减震以使与PSA系统相连的下游加工设备获得合适的功能。
一般传统上利用PSA循环来执行工业规模的气体分离，该循环具有至少一个压力均衡步骤到以便以给定的纯度提高受压的产品碎片恢复。在PSA循环中，增加的碎片恢复减少了抵制于残气缓冲罐的气体量，并确保了受压成品气体的更多几乎连续的流动。具有三个或更多的均衡步骤的循环是公知的。现有技术中用来减小气流脉动的另一步骤是在单独的加工工艺中操作具有许多均衡和许多容器的循环。具有许多容器和许多均衡步骤的PSA系统的一个实例是Fuderer等人的美国专利No.3,986,849，它描述了具有多达十个吸附器和五十五个阀门的加工链。在工业应用中，除了非常大的设备之外，与可恢复的产品的损失相关的高能量和操作成本通常大大超过与具有一个或多个压力均衡的更复杂的PSA循环相关的复杂性上的极大增加。因此，不管对于受压产品还是残留气体，大多数设备都利用了非常大的缓冲罐。
所有类型的PSA系统，除了尤其是那些具有多个均衡步骤的，也都由于其高度的复杂性及其附带的巨大的零件数量而受到严格限制。这种复杂性不仅大大增加了元件故障的可能性，而且还大大增加了系统的尺寸、装配时间以及材料成本。大多数PSA系统是具有显著例外的故障系统的单独点，如在De Meyer等人的美国专利No.4,234,322以及美国申请序列No.10/269,064中所公开的方法中。即使在典型方法中，PSA设备也必须最后关闭以便对有缺陷的元件执行维护。由于这种关闭会招致整个工艺设施的生产时间的大量损失，因此它是非常不受欢迎的。另外，当PSA连接到高温处理例如烃气重整器、自热重整器、局部氧化重整器、氨合成设备或乙烯裂化器时，由于在关闭和重启期间导致的高机械应力因而相连的处理装置的寿命可能会大大缩短。
Keefer等人的美国专利No.6,051,050描述了利用并行的多个旋转PSA模块的系统以获得更全面的系统能力，但其未能公开用于在故障发生时操作这些模块的方法或策略。Keefer等人的专利的旋转模块与工业应用中所接受的那些有很大的差别，并且不符合上阀PSA装置的单独点阀故障的相同类型。这些故障的模式延伸横过逐渐的密封失效。Keefer等人的专利的模块还具有很大数量的活性床，且它们与产品变化以及残留气流速脉动有较小的关系。Keefer等人的专利以及美国专利No.5,112,367、美国专利No.5,268,021和美国专利No.5,366,541中所述的同样发明中的低脉动旋转模块由于它们利用了滑动密封因此会遭受不可避免的泄漏。该泄漏导致了纯度和产品恢复的降低，以及由于有限的密封寿命而产生的维护问题。高压加剧了这些问题，使旋转模块对于重要的工业分离比对于典型的上阀PSA装置更不受欢迎。
由于典型的上阀PSA系统的巨大尺寸以及它们很高的成本，因此对它们仍很不期望提供后备PSA能力以防止加工过程中断，尤其是对于具有压力均衡和大量具有附带的高复杂性的吸附床的上阀PSA系统。
本发明者于是完整结合它们而提出一种用于先进的PSA系统的改进的装置，其大大降低了上面美国申请序列No.10/269,067中所述的利用压力均衡的PSA装置的复杂性，并且提出一种执行PSA循环的方法，该方法显著地减少了执行上面美国申请序列No.10/269,064中所述的PSA循环所需的阀的数量。

发明内容
因此，本发明有利地提供了一种具有减小的气流脉动的装有阀的变压吸附系统。
本发明的变压吸附系统可以在操作时修理。
本发明还有利地提供了一种具有增强的可靠性的变压吸附系统。
本发明提供了一种用于变压吸附系统的装置，其消除了在吸附容器末端连接上的弯矩。
本发明还有利地提供了一种具有整体的结构盖的变压吸附装置。


通过参照以下详细描述，尤其是当结合附图考虑时，本发明的更完整的含义及其多个附带优点将变得更加明显，其中图1是本发明的PSA系统的流动示意图；图2是示出通过本发明的PSA系统获得的流体脉动减小的曲线图；图3a示出了本发明的PSA装置的第一实施例的透视图；图3b示出了本发明的PSA装置的第一实施例的透过一个吸附腔的侧截面图；图4示出了本发明的PSA装置的第一实施例的流动歧管的截面图；图5a示出了本发明的PSA装置的第二实施例的分解图；图5b示出了本发明的PSA装置的第二实施例的装配图；图6示出了利用本发明的PSA装置的第一实施例实现的本发明的PSA系统。
具体实施例方式
下面将参照附图详细说明本发明的实施例。在下面的说明中，具有基本相同的功能的构成元件以及装置由同样的附图标记表示，并且仅在需要时才进行重复的描述。
图1是本发明的PSA系统1的流动示意图，该系统具有加压送气岐管2、加压成品岐管3、和低压残气岐管4。成品岐管3设置有成品缓冲罐5而残气岐管4设置有残气缓冲罐6。在本发明的处理中，至少第一PSA模块10和第二PSA模块20连接到送气、成品和残气岐管。在图1的实施例中，并行操作八个PSA模块10、20、30、40、50、60、70和80。在本发明的处理中可以利用任何数量的并行模块，而且采用八个模块的选择仅作为实例。
PSA模块通过其相应隔离阀11、21、31、41、51、61、71和81连接到送气岐管2。PSA模块通过其相应隔离阀12、22、32、42、52、62、72和82连接到成品岐管3。PSA模块通过其相应阀13、23、33、43、53、63、73和83连接到残气岐管4。当所有这些阀处于它们的打开位置时，每个PSA模块都流动地并行相连。通过关闭连接模块到岐管的阀可以将单独的PSA模块从流体岐管隔离。例如，通过关闭阀21、22和23可以隔离模块20。一旦模块被隔离，就可以在该模块上执行维护，同时余下的安装模块仍在生产。如果发现模块20具有缺陷的或故障的元件，则可以通过关闭阀21、22和23将其从PSA处理岐管2、3和4隔离，然后可以执行维护。PSA模块10、30、40、50、60、70和80能继续照常操作。最大系统容量将会是初始容量的7/8。通过以较高的操作循环频率操作剩余的PSA模块可以查出整个容量中的这种轻微减小，或者通过将附加的容量设计到整个系统中可以控制这种轻微减小，这样当以稍微提高的流速状态运行时，就不会经历重大的性能恶化了。
图2示出了本发明的PSA加工的另一优点。图2是示出对于图1的PSA系统1的四个不同的操作策略的低压残气流速比时间的曲线图。这些迹线是针对于经过美国申请序列No.10/269,064的处理之后的三均衡、七床PSA，但对于任何PSA循环效果都是相同的。利用少于三个均衡的PSA循环将示出出非常显著的残气流速中的脉动。
如果通过同步每个PSA模块来操作PSA系统以同相地运行其各自的PSA循环，则流动脉动与以单独加工链操作时相同，且总流速在小于1000单位和大于17000单位之间变化，因子为17∶1。在本发明的处理中，异相地操作PSA模块阵列，这样残气的产生时期彼此偏移。在本发明的第一实施例中，PSA系统的八个模块分成两组操作，每四个为一组，每组与另一组异相180度操作。图2示出这导致了残气流速在大约1500和9000单位之间变化。这是大约6∶1的比率，其几乎三倍地小于通过操作单独加工链的现有技术方法的情况，或操作既并行又同相的多个模块的现有技术方法的情况。在该第一实施例中，每组利用全部有效模块的一半。对于八模块系统的实例，这导致了四组模块。如果一个模块故障并且必须隔离修理，系统则保持7/8的容量，但残气流速波形会由于两组容器的不对称属性而改变。通过该组中的剩余三个容器的流速会增加达到一些处理步骤期间的33％，这是防止在通道和/或阀系统中吸附的流化和/或流体震动必须考虑的因素。
在本发明的可供选择的构造中，模块分成四组且每一组异相90度操作。图2示出了引起的残气流速在大约2000和6000之间变化，大约3∶1的比率。这是在其中两组模块异相180度操作的第一实施例中经历的流速变化的大约一半，并且是现有技术方法的变化的六分之一。尽管该流速变化的减小是显著的，但它减小了对于八模块系统的实例中的两组中每组模块的数量。如果必须修理一个模块，则在一些循环步骤中该组的其它模块的流速变化将达到100％，这是在设计容器以及它们互相连接的阀和流动通道中所要考虑的因素。
在本发明的另一可供选择的构造中，八组模块以45度循环偏移量工作。这样与四组相比在流速波动中只产生适度的减少量，同时导致一个模块需要修复时的流速中的平均较大的变化。例如在八模块系统的实例中，每个模块独立地操作。
尽管在图2中描述和示出了偶数数量组，但奇数数量组也是可行的。事实上任何数量的组都是可行的。进一步说，用任何数量的模块都可产生每组任何数量的模块。上述实施例假设该组以180度、90度和45度来异相操作。对于给出的每个模块的PSA循环，可以要求不同的定相以最小化产品、残气或二者的流量变化。
优选的是，每个组有相同数量的容器以便最小化整个系统的流量变化和最小化通过任何给定模块的流速变化，从而避免吸附流化和流体震动的问题。对于本发明的每个应用，组数量和每组的模块数量之间的平衡必须是优化的。在最小化连接设备停工期的应用中，一个有着每组都具有大量并行模块的较少组的系统是首选的。在一个可靠性没有流速波动重要的系统中，需要大量有较少模块的组。
图3a举例说明本发明的PSA模块的优选设备。PSA模块100有排列在一个送气岐管102和一个成品岐管103之间的7个吸附室101。经连接螺栓104加压的吸附室保持与岐管的固定关系。送气岐管和成品岐管都设置有多个用来执行PSA循环的阀105。
在图3a中举例说明的PSA模块100对于在美国申请序列No.10/269,064中描述的执行7个吸附容器、3个压力均等循环是一个特别优选的实施例。本发明中的设备也可优选用于执行本文公开的其它循环和相关技术的其它PSA循环。
侧截面图3b示出了一个单独的设置有吸附块110的吸附室101。该吸附块可以是一种单独的吸附类型，或者可以是由吸附混合物或性质不同的吸附层制成。吸附块的组成物和尺寸的选择由工艺流程因素、利益分离和PSA循环来规定，且并不以任何方式限制本发明。吸附室密封地连接到进气岐管102和排气岐管103。
图4示出了图3b中的吸附室和岐管的分解图。吸附室101有利地装配到进气岐管和排气岐管上的密封凸台111。在图中这些密封凸台示出为同样的特征，但是如果需要，它们可以是不同的形状。每个密封凸台设置有至少一个影响在吸附室和岐管之间的液封的密封件112。尽管在图4中示出了优选的内部径向密封特性，但还可以提供压力密封或者外部径向密封。无论是密封还是密封凸台都不会影响在岐管和吸附室之间的刚性结构的节点。
在相关技术的PSA吸附室中，吸附室以刚性结构关系固定在端部凸缘部件或岐管上。这种刚性的连接不合需要地引起局部弯曲应力。由于在PSA设备中的应力状态的循环特性，这些弯矩可能会不合需要地引起装置的过早疲劳损坏的实质问题。在氢PSA的情况下这种过早损坏特别显著地加速，因为氢脆变能影响多种金属结构物质。因而特别需要本发明中的不用于结构上的密封部件，因为它促进了相同疲劳寿命的更薄的构件的使用。此外，因为在阻挡压力的岐管之间的结构连接没有和正在净化的液体接触，所以可以使用另外的显著易受氢脆变影响的高强度材料。例如，硬化钢可以用于连接螺栓104、氢系统相关技术结构中不能接受的材料。
本发明密封装置的另一个优点是不同的物质可以用于制造吸附室、岐管和连接螺栓部件。因而像玻璃纤维加固塑料之类的强度好但硬度小的材料可以用于吸附室，而像铝或者闭孔聚合泡沫之类的强度小的硬材料可以用于岐管。最后，第三种材料可以用于连接螺栓。当需要一个特殊的应用时，独立优化每种材料的自主权潜在地促进重量和/或材料成本显著减少。
图4示出了设置有用来帮助来自出口径向流量分配器113和入口径向流量分配器114的流量分配的凹面内部型式的密封凸台111。如在图4中所示，这些密封凸台可以为分开的部件，或者可以与岐管整体地形成。径向流量分配器与在进气岐管内的流动通道115和在排气岐管内的流动通道116流体连通。从通道115经流量分配器114流动的液体与室120连通。该室由密封凸台的凹部件以及吸附保持板122来限定，吸附保持板由卡环123支撑。图3和4中的PSA装置示出用于在装置底部上具有进气岐管并且在顶部上具有排气岐管的情况。如果装置以相反的方向安装，那么卡环123将处于保持板的另一侧上。
有利地，可以为保持板122供应细网层124以保持小直径的吸附粒子。这种网层可以由线网、织物或非织物聚合物、玻璃或其它织品制成。网层124和保持板122优选装配有将它们保持在一起以便装配并且提供径向密封以呈现流体或粒子的旁行的径向密封环125。尽管这种组合保持组件是优选的，但是可以同样成功的利用其它吸附支撑装置，例如金属、具有开放结构的聚合物或陶瓷泡沫、非织物垫或本领域普通技术人员显而易见的其它装置。
排气岐管优选供应有类似的保持板组件，除了从上面定位卡环123以保持保持板。最优选的是在上保持板和吸附体之间提供弹性层130。然后通过出口端保持板组件的挤压来保持弹性层，该弹性层在吸附块131上施加压力载荷。优选的弹性材料还具有过滤的功能以排除来自进入岐管的流化的灰尘粒子。优选材料的实例是网状聚合物泡沫、织物或非织物弹性垫或像那些由天然纤维例如椰纤维制成的弹性浸渍垫。如果需要，还可以在吸附室的进口或底端设置弹性元件。
进气岐管102设置有送气阀135和废气阀136。这些阀与形成于岐管内的阀座相配合。进气阀135通过通道115和径向流量分配器114在并行的送气流动通道137和吸附室101之间连通。送气流动通道137通过各自的阀与装置内的所有吸附室连通。这可以从图4中看出，该图示出了处于关闭位置的阀135通过装置中的吸附室之间的送气通道137的流动并不被阀135实质阻止，无论它处于打开还是关闭位置。通过设置具有足够的截面面积的流动通道137以确保经通道的已有的流量可以确保该特征，这对于美国申请序列No.10/269,064中的PSA循环实施例是极需的。废气阀136同样与并行的废气流动通道138相连通，废气流动通道138通过各自的阀与装置的所有吸附室101流体连通。附图中示出了机械加工的岐管，以及通过钻孔形成的通道部件115，因此塞子140设置用来密封通道115的端部。如果通过纯形状工艺例如铸造来形成岐管，那么就不需要塞子140。同样塞子可以由传感器、安全卸压阀或其它附件来代替。另外，流动通道115和/137可以设置有附加部件以便提供对传感器、样品回收件等的连接。这种附加部件的提供在任何情况下都不限制本发明。
排气岐管103同样设置有成品阀141、均衡阀142和均衡阀143。这些阀与成品岐管144、第一均衡沟道145和第二均衡沟道146相连通。这些沟道的每一个都通过的各自的阀与PSA装置的每个吸附室流体连接。所示的装置对于特别优选的PSA循环来说具有由本发明者的美国申请10/269,064中的7个吸附容器和3个压力均衡。其它PSA循环可使用不同数量的阀和沟道。例如上述申请中的6个或5个吸附室循环能省去每个吸附室的图中示出的一个均衡沟道和阀。
均衡沟道145附加地设置有多孔的限流元件147，限流元件147由定位环148保持。可供选择地，该定位环可以用来固定流体控制孔板。还可以设置其它元件，例如止回阀或流体控制阀。这些部件可以仅设置用于这里示出的一个并行的流动通道，也可以用于多个通道。
这里所描述的装置利用了如美国申请序列No.10/269,067中所述的通过空气驱动的活塞阀。可供选择地，这些阀可以是螺线管操作的、液压操作的或通过机械驱动系统例如凸轮轴机械操作的。对于阀驱动的选择并不限制本发明，也并不降低其优点。另外所述的装置可利用单一尺寸的所有阀。尺寸和类型变化的阀可以有利的结合在本发明的装置中以便获得期望的流动特性组合。而且尽管描述的是利用了并行的流动沟道的最优选的装置，但是还可以通过提供需要的内部流动部件来执行不采用并行流动沟道的传统的PSA循环。
本发明的岐管可以通过机械加工固体原料制成，或者通过机械加工由铸造或由铜焊、锡焊或胶接将材料层结合在一起制成的接近网形的部件而制成。另外，岐管可以制成整体式组件，或用紧固件或其它装置将若干零部件保持在一起并且通过像垫圈之类的流体密封件进行密封而成型。对制造技术的选择并不限制本发明的优点。
图5a示出了本发明的PSA装置的第二实施例。第一实施例的连接杆被省略并且由结构面板200和201来替代。这些面板通过紧固件202固定到岐管102和103上。尽管还可以采用其它类型的紧固件，但是优选的紧固件的实例是机器螺钉。可供选择地，在结构面板和岐管之间的结合手段可以是通过胶接、铜焊、锡焊或焊接。实际上，可以有利地利用将岐管与结构面板结合的任何承载连接。该连接允许分离两个岐管的压力载荷在实质纯张应力的状态下由结构面板来支撑。在张力下的平的面板的设计是直线朝前的，并且是普通的构造材料例如在承受张力载荷方面出色的金属或聚合物薄板。结构面板的使用有利地使压力载荷沿着岐管的边界分布，从而减小了由第一实施例的连接螺栓104引起的局部应力。
图5a还示出了用作对模块的结构支撑的类似的面板203和204。同样，这些面板利用一装置有利地机械连接到岐管上，该装置足以支撑由模块重量以及由风、地震活动、船舶负载、工况载荷等造成的任何附加载荷而施加的机械负载。这些结构面板可以有利的设置有互连部件205以便产生更强和更硬的支撑结构。另外，可以设置安装部件206以允许确保在支撑面板和模块机座之间的连接。在支撑面板中可以选择地供应检修切口207以方便维修和检查阀。模块还可以有利的设置有顶盖208，该盖为阀提供防风雨保护。该盖可以设置有阀驱动端口209以允许安装所需要的阀驱动装置，而无论它们是气动的还是电线。可供选择地，阀控制装置可以有利地位于避免天气影响的阀盖208内部。在这种情况下仅需要主电力和/或气动供应线。
图5b示出了PSA装置210的第二实施例的装配图。很显然如果在模块的所有侧上都应用本发明的结构面板，则它们提供对吸附室意外损害的实质程度的保护。在船运和安装期间可能很容易发生这种损害。阀也被很好的保护。因此很明显在一些情况下可以有利地将第二实施例的面板和第一实施例的连接螺栓结合起来。在局部压力容器规定情况下的最初实例并不允许本发明的结构面板，但是允许连接螺栓。另外可以设置其仅有的功能是在船运期间进行保护的临时面板，其利用与用于结构面板同样的装置来安装。对于需要容易检修阀或吸附室的特定应用，假如适当地增加了其余面板的结构强度，则PSA装置可以仅在两个或三个侧面上设置有面板。
本发明的PSA装置的面板有利地减小了装配的复杂性。它们还促进了重量的减小，同时它们减少了与连接螺栓有关的局部应力。这些优点和与现有技术的方法相比改善的船运和操纵耐久性、防风雨保护、以及提高的美观性有关。
图6是利用本发明的优选PSA装置而实施的本发明的PSA系统的透视图。图1中所示的元件由图6中它们的附图标记来表示。如果在模块之间没有提供用于维修进入的空间，则可以大大减少PSA系统的场所占地面积。利用该优选装置仅通过模块的顶部和底部进入来执行所有维修任务是可以实现的。模块的物理布局并不是限制性的，实现本发明的流体互连的任何机械布局都将得到本发明的特定优点。
本发明提供了多种优点。例如本发明提供了不需要吸附容器之间的流体连接器的变压吸附装置。此外本发明还提供了不需要对构造进行焊接的变压吸附装置。本发明还提供了具有最小的空容积的变压吸附装置。而且本发明还提供了不需要对吸附容器的结构支撑的变压吸附装置。尽管这些结构优点在特定环境下是有用的，但是通过本发明这些结构部件都是不需要的。
应当理解的是，所描述的示范实施例和本文所说明的本发明的优选实施例并不意欲以任何方式限制权利要求的范围。
根据上述教导可以对本发明进行多种修改和变化。因此应当理解的是，在所附的权利要求的范围内本发明可以以除了本文具体说明的其它方式实施。
权利要求
1.一种变压吸附(PSA)系统，包括包含多个第一PSA模块的第一组PSA模块，包含多个第二PSA模块的第二组PSA模块，与所述第一PSA模块和所述第二PSA模块相连的送气岐管；与所述第一PSA模块和所述第二PSA模块相连的成品岐管；与所述第一PSA模块和所述第二PSA模块相连的废气岐管，其中每个第一PSA模块在第一PSA循环上与其它第一PSA模块同步操作，其中每个第二PSA模块在第二PSA循环上与其它第二PSA模块同步操作，以及其中所述第一PSA循环偏离于所述第二PSA循环。
2.根据权利要求1所述的PSA系统，其中所述第一PSA循环相对于所述第二PSA循环异相180度。
3.根据权利要求1所述的PSA系统，还包括包含多个第三PSA模块的第三组PSA模块，以及包含多个第四PSA模块的第四组PSA模块，其中所述送气岐管连接到所述第三PSA模块和所述第四PSA模块；所述成品岐管连接到所述第三PSA模块和所述第四PSA模块；所述废气岐管连接到所述第三PSA模块和所述第四PSA模块；每个第三PSA模块在第三PSA循环上与其它第三PSA模块同步操作；每个第四PSA模块在第四PSA循环上与其它第四PSA模块同步操作；以及其中所述第一PSA循环、所述第二PSA循环、所述第三PSA循环以及所述第四PSA循环彼此偏离。
4.根据权利要求3所述的PSA系统，其中所述第一PSA循环、所述第二PSA循环、所述第三PSA循环以及所述第四PSA循环每个都异相90度操作。
5.根据权利要求1所述的PSA系统，其中所述第一组PSA模块包括四个PSA模块，其中所述第二组PSA模块包括四个PSA模块。
6.根据权利要求1所述的PSA系统，其中每个所述第一PSA模块包括利用在所述第一PSA循环期间的三个压力均衡而操作的七个吸附室。
7.根据权利要求1所述的PSA系统，其中所述第一组PSA模块包含第一预定数量的第一PSA模块，并且所述第二组PSA模块包含第二预定数量的第二PSA模块，其中所述第一预定数量等于所述第二预定数量。
8.根据权利要求1所述的PSA系统，还包括与所述成品岐管相连的成品缓冲罐；以及与所述废气岐管相连的废气缓冲罐。
9.根据权利要求1所述的PSA系统，其中所述第一PSA模块每个都包括多个PSA吸附室。
10.根据权利要求1所述的PSA系统，其中每个第一PSA模块都包含第一预定数量的第一PSA吸附室，并且每个第二PSA模块都包含第二预定数量的第二PSA吸附室，其中所述第一预定数量等于所述第二预定数量。
11.根据权利要求1所述的PSA系统，其中所述多个第一PSA模块和所述多个第二PSA模块每个都包括多个加压的吸附室；进气岐管，其设置有连接到所述送气岐管和所述多个加压吸附室的每个加压吸附室的送气通道，所述进气岐管设置有连接到所述废气岐管和所述多个加压吸附室的每个加压吸附室的废气通道；排气岐管，其设置有连接到所述成品岐管和所述多个加压吸附室的每个加压吸附室的成品通道；以及将所述进气岐管连接到所述排气岐管的刚性结构，其中所述刚性结构将所述进气岐管和所述排气岐管在结构上结合于所述多个加压吸附室。
12.一种用于PSA系统中的变压吸附(PSA)模块，所述PSA模块包括多个加压吸附室；进气岐管，其设置有连接到所述多个加压吸附室的每个加压吸附室的送气通道，所述进气岐管设置有连接到所述多个加压吸附室的每个加压吸附室的废气通道；排气岐管，其设置有连接到所述多个加压吸附室的每个加压吸附室的成品通道；以及将所述进气岐管连接到所述排气岐管的刚性结构，其中所述刚性结构将所述进气岐管和所述排气岐管在结构上结合于所述多个加压吸附室。
13.根据权利要求12所述的PSA模块，其中所述刚性结构不与流过所述PSA模块的流体相接触。
14.根据权利要求12所述的PSA模块，其中所述刚性结构包括在所述进气岐管和所述排气岐管之间延伸的多个连接螺栓。
15.根据权利要求12所述的PSA模块，其中所述刚性结构包括在所述进气岐管和所述排气岐管之间延伸的多个面板。
16.根据权利要求15所述的PSA模块，还包括包围所述排气岐管的盖和设置在所述排气岐管上的多个阀。
17.根据权利要求12所述的PSA模块，其中所述多个加压吸附室的每个加压吸附室包括设置在所述加压流体室和所述进气岐管之间的第一密封凸台以及设置在所述加压流体室和所述排气岐管之间的第二密封凸台。
18.根据权利要求17所述的PSA模块，其中所述多个加压吸附室的至少一个加压吸附室包括设置在所述至少一个加压吸附室的一端并且延伸横过所述至少一个加压吸附室的流动路径的保持板；邻近所述保持板设置并且延伸横过所述至少一个加压吸附室的所述流动路径的网层；以及邻近所述网层设置的吸附块，其中所述第一密封凸台具有在所述加压吸附室内延伸的部分，所述部分具有与所述保持板相对设置的凹面，所述凹面和所述保持板限定了一个室，以及其中所述第一密封凸台包括设置在所述室内的流量分配器。
19.根据权利要求12所述的PSA模块，其中所述多个加压吸附室的至少一个加压吸附室包括设置在所述至少一个加压吸附室的一端并且延伸横过所述至少一个加压吸附室的流动路径的第一保持板；邻近所述第一保持板设置并且延伸横过所述至少一个加压吸附室的所述流动路径的第一网层；设置在所述至少一个加压吸附室的相对端上并且延伸横过所述至少一个加压吸附室的所述流动路径的第二保持板；邻近所述第二保持板设置并且延伸横过所述至少一个加压吸附室的所述流动路径的第二网层；以及设置在所述第一网层和所述第二网层之间的吸附块。
20.根据权利要求19所述的PSA模块，其中所述至少一个加压吸附室还包括设置在所述第一保持板和所述吸附块之间的弹性层，其中所述弹性层在所述第一保持板和所述吸附块之间保持受压。
21.根据权利要求20所述的PSA模块，其中所述弹性层是过滤料。
22.根据权利要求19所述的PSA模块，其中所述至少一个加压吸附室还包括构造成将所述第一保持板和所述第一网层结合在一起的第一径向密封环以及构造成将所述第二保持板和所述第二网层结合在一起的第二径向密封环。
23.根据权利要求19所述的PSA模块，其中所述至少一个加压吸附室还包括构造成安装所述第一保持板和所述第一网层的第一卡环以及构造成安装所述第二保持板和所述第二网层的第二卡环。
24.根据权利要求12所述的PSA模块，其中所述排气岐管设置有连接到所述多个加压吸附室的每个加压吸附室的第一均衡通道，其中所述排气岐管设置有连接到所述多个加压吸附室的每个加压吸附室的第二均衡通道。
25.根据权利要求12所述的PSA模块，其中所述刚性结构通过不将弯矩传递到所述至少一个吸附室的连接方式连接到所述多个加压吸附室的至少一个加压吸附室。
全文摘要
一种变压吸附(PSA)系统，包括具有多个第一PSA模块的第一组PSA模块，以及具有多个第二PSA模块的第二组PSA模块。该系统包括连接到第一PSA模块和第二PSA模块的送气岐管、成品岐管和废气岐管。每个第一PSA模块在第一PSA循环上与其它第一PSA模块同步操作，并且每个第二PSA模块在第二PSA循环上与其它第二PSA模块同步操作。第一PSA循环偏离于第二PSA循环。PSA模块包括多个加压吸附室、进气岐管以及排气岐管。设置一个将进气岐管连接到排气岐管并且将进气和排气岐管在结构上结合到吸附室的刚性结构。
文档编号B01D59/26GK1805777SQ200480016669
公开日2006年7月19日 申请日期2004年4月26日 优先权日2003年7月9日
发明者小富兰克林·D·洛马克思, 特罗伊·希克曼, 约翰·S·莱托, 迈尔尔·斯特里科斯, 维奈·普拉萨德 申请人:H2Gen创新公司