АДСОРБЦИОННАЯ ЕМКОСТЬ С РАДИАЛЬНЫМ ПОТОКОМ, ОБОРУДОВАННАЯ ГИБКОЙ ПЕРЕГОРОДКОЙ Российский патент 2021 года по МПК B01J8/08 B01J19/00 B01D53/02 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[001] Настоящее изобретение относится к адсорбционной емкости с радиальным потоком, содержащей цилиндрическую внешнюю оболочку, по меньшей мере одну цилиндрическую пористую стенку, расположенную соосно внутри оболочки, и одну или большее количество проницаемых для текучей среды перегородок, которые жестко соединены по меньшей мере с одной цилиндрической пористой стенкой, и к способу адсорбции, в котором используется емкость.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[002] Очистка газов методом адсорбции часто требует удаления множества примесей из газового потока. Хотя иногда это можно сделать при помощи одного адсорбирующего слоя, часто более экономичным является использование по меньшей мере двух разных адсорбентов для оптимизации процесса адсорбции. В обычных емкостях с осевым потоком это легко достижимо путем последовательной загрузки материалов в форме частиц для создания отдельных слоев, перпендикулярных направлению потока текучей среды. Однако, для адсорбционных емкостей с радиальным потоком требуются кольцевые сегменты, чтобы отдельные слои были расположены перпендикулярно направлению потока текучей среды, причем такие сегменты обычно создаются цилиндрическими барьерами, расположенными внутри емкости.

[003] Как правило, адсорбционные емкости с радиальным потоком содержат внешнюю оболочку и пористые стенки, такие как внутренняя и внешняя пористая стенка, которые сформированы из перфорированной пластины, обычно изготовленной из металла, чтобы обеспечить необходимую жесткость и прочность, с наложением тонкой проволочной сетки для удержания частиц адсорбента между пористыми стенками. Указанные пористые стенки создают кольцевой(-ые) сегмент(-ы), в который(-ые) могут быть загружены частицы. При проектировании емкости с более чем одним кольцевым адсорбирующим слоем требуются дополнительные стенки, чтобы каждый слой адсорбента мог загружаться и удерживаться в отдельности. Такие дополнительные стенки обычно конструируют аналогично внутренней и наружной пористым стенкам с использованием перфорированной (металлической) пластины для обеспечения стабильности формы, на которую наложена тонкая проволочная сетка, и прикрепляют к верхней головке емкости и/или к нижней опорной плите.

[004] В патенте США 6086659 раскрыты адсорбционная емкость с радиальным потоком, способ сборки емкости и способ производства защитных перегородок с двунаправленной гибкостью. Адсорбционная емкость с радиальным потоком содержит цилиндрическую оболочку и множество цилиндрических пористых стенок, расположенных концентрически внутри оболочки. Пустоты/отверстия в опорных плитах предназначены для обеспечения гибкости как в осевом, так и в радиальном направлении.

[005] В патенте США № 6770120 раскрыты емкость, радиальный адсорбционный слой внутри емкости и внутренний адсорбционный слой или резервуар для хранения в пределах внутреннего диаметра радиального адсорбционного слоя. Внутренний адсорбционный слой представляет собой осевой адсорбционный слой или внутренний радиальный адсорбционный слой. В патенте США № 6770120 используются пористые стенки для формирования адсорбционных слоев.

[006] В патенте США № 7829038 раскрыт реактор с радиальным потоком, который содержит множество опор, прикрепленных к корпусу, т. е., внешней оболочке реактора, и множество перегородок, причем каждая перегородка прикреплена к паре соседних опор. Между оболочкой реактора, перегородками и опорами, каналы для потока текучей среды расположены по окружности вокруг внутренней стороны корпуса реактора.

[007] Первая проблема, возникающая из-за необходимости помещать пористые стенки в адсорбционную емкость с радиальным потоком, при обычной конструкции емкостей заключается в увеличении общей стоимости емкости. Кроме того, такие стенки увеличивают перепад давления в слое частиц и уменьшают эффективность использования адсорбента из-за эффекта затенения неперфорированной области. Кроме того, перфорированным пластинам, изготовленным из жесткого и негибкого материала, такого как металл, обычно придают цилиндрическую форму путем вальцовки и сварки плоских листов перфорированных пластин. Из-за ограниченных возможностей перфорационного оборудования, зачастую требуется множество листов маленького размера для того, чтобы сформировать полный цилиндр. Допуски на размеры отдельных листов и искажения сварного шва, возникающие во время изготовления, вызывают дефекты в готовых цилиндрах. Цилиндры могут быть закругленными, выпуклыми и могут иметь острие на сварных швах. Если два цилиндра с такими дефектами вложены друг в друга, это может привести к значительным вариациям в ширине кольцевого пространства между ними. Такие дефекты создают неравномерность глубины адсорбирующего слоя вдоль направления потока текучей среды внутри радиальной емкости, что приводит к раннему прорыву загрязняющего вещества и ухудшает производительность и эффективность способа разделения.

[008] Наконец, в адсорбционных емкостях с радиальным потоком, содержащих несколько пористых стенок с целью создания нескольких кольцевых сегментов для разных адсорбентов, возникают проблемы с техническим обслуживанием, например, ремонт самой внешней пористой стенки затруднен, поскольку промежуточная(-ые) стенка(-и) должна(-ы) быть разрезана(-ы) и повторно приварена(-ы) в полевых условиях.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[009] Настоящее изобретение направлено на создание адсорбционной емкости с радиальным потоком, которая позволяла бы решить или по крайней мере уменьшить вышеупомянутые проблемы, и в которой кольцевые сегменты для заполнения частицами адсорбента создаются таким образом, что образуются слои адсорбента, которые надежно сохраняют свою форму и имеют, насколько это возможно, равномерную глубину в направлении потока текучей среды.

[0010] Изобретение основано на том факте, что стабильность формы одной или большего количества пористых стенок, обычно содержащих перфорированные жесткие пластины, в адсорбционной емкости с радиальным потоком, может использоваться для обеспечения необходимой прочности и стабильности формы для одной или большего количества гибких перегородок, которые прикреплены к указанной одной или большему количеству пористых стенок множеством опорных элементов, образуя, таким образом, часть границы кольцевого(-ых) сегмента(-ов), в котором(-ых) должны быть загружены и удерживаться частицы адсорбента.

[0011] Таким образом, в изобретении предлагается адсорбционная емкость с радиальным потоком, содержащая цилиндрическую внешнюю оболочку и по меньшей мере одну цилиндрическую пористую стенку, расположенную соосно внутри оболочки, причем внутри оболочки одна или большее количество проницаемых для текучей среды перегородок жестко соединены по меньшей мере с одной цилиндрической пористой стенкой при помощи множества отдельных опорных элементов, таким образом, что перегородка имеет цилиндрическую форму, соосную оболочке.

[0012] Опорные элементы, прикрепленные к пористой стенке емкости, обеспечивают необходимую структурную опору для перегородки, чтобы сохранять ее форму в условиях процесса адсорбции с переменными параметрами, позволяя использовать только легкий гибкий материал в качестве перегородки для формирования кольцевых сегментов, и удерживания частиц адсорбента в них. Опорные элементы отделены друг от друга, и это означает, что они не связаны друг с другом. Они могут быть прикреплены на каждом конце к перегородке и пористой стенке независимо друг от друга сваркой, клеем, болтами или любым другим способом крепления, знакомым и очевидным для специалиста в данной области техники.

[0013] Кроме того, перегородка, соединенная с пористой стенкой множеством отдельных опорных элементов, позволяет компенсировать отклонения размеров пористых стенок, расположенных внутри оболочки, от идеальной цилиндрической формы и/или компенсировать отклонения от соосности пористых стенок путем регулирования длины отдельных опорных элементов таким образом, чтобы можно было получить кольцевые сегменты, имеющие равномерную ширину, т. е., равномерную толщину слоя адсорбента в форме частиц, в направлении потока текучей среды. Таким образом, если такой кольцевой сегмент заполнен частицами адсорбента, то ранний прорыв загрязняющих веществ сквозь этот слой предотвращается, и поддерживаются рабочие характеристики способа адсорбции.

[0014] Наконец, конструкция и фиксация перегородки согласно настоящему изобретению позволяет легко снимать и заменять ее в полевых условиях, что облегчает обслуживание адсорбционной емкости, например, облегчая доступ к самой внешней пористой стенке емкости.

[0015] Перегородка в адсорбционной емкости с радиальным потоком по изобретению имеет цилиндрическую форму, и это означает, что она закрыта по всей его окружности и в осевом направлении. Перегородка может быть выполнена из нескольких отдельных частей, которые не проходят по всей окружности. Отдельные части затем соединяются друг с другом, образуя полностью цилиндрическую перегородку. Например, отдельные части могут перекрываться, образуя цилиндрическую перегородку. Отдельные части могут быть соединены или не соединены друг с другом.

[0016] Отверстия в материале, образующем перегородку, обычно выбираются таким образом, чтобы частицы адсорбента, загруженные в кольцевой сегмент, который по меньшей мере частично сформирован перегородкой, не могли проходить сквозь него.

[0017] Предпочтительно перегородка содержит, более предпочтительно состоит из сетчатой проволоки, тканой проволочной сетки или просечно-вытяжного металлического листа. Эти материалы, которые также обычно используются в качестве накладки на перфорированные пластины для формирования пористых стенок, особенно хорошо подходят для использования в качестве перегородки в настоящем изобретении благодаря их малой массе и наличию отверстий, достаточно малых для удержания частиц адсорбента.

[0018] Перегородка обычно содержит, более предпочтительно состоит из материала, имеющего открытую площадь до 45%. В предпочтительных вариантах реализации изобретения открытая площадь может быть равна или менее чем 30%.

[0019] Кроме того, перегородка предпочтительно содержит или состоит из материала, в котором толщина связок t между отверстиями мала по сравнению с диаметром частиц адсорбента d. Предпочтительно, толщина t равна или менее чем 0,9 d, более предпочтительно, t равно или менее чем 0,75 d. Диаметр частиц d определяется как эквивалентный диаметр сферы, которая имеет такой же объем частицы, определяемый уравнением , где V - объем частицы, а d - эквивалентный сферический диаметр данной частицы.

[0020] Обычно перегородка содержит или состоит из материала, имеющего жесткость менее чем 35 Нм, более предпочтительно менее чем 10 Нм.

[0021] Как описано выше, адсорбционная емкость с радиальным потоком содержит по меньшей мере одну цилиндрическую пористую стенку, которая расположена соосно внутри оболочки, причем проницаемая для текучей среды перегородка жестко соединена с пористой стенкой при помощи множества отдельных опорных элементов.

[0022] Такие пористые стенки обычно содержат перфорированные (металлические) пластины достаточно высокой жесткости, чтобы поддерживать стабильность формы в условиях процессов адсорбции при переменных параметрах без необходимости в дополнительной опоре. По этой причине, такие пластины дополнительно называются «структурными» пластинами. Обычно, жесткость перфорированных пластин составляет от 500 до 5000 Нм. Жесткость в этом диапазоне может, например, быть достигнута при использовании перфорированной стальной пластины толщиной 6 мм.

[0023] Отверстия в перфорированных пластинах обычно настолько велики, что частицы адсорбента могут проходить сквозь них. Следовательно, в обычных пористых стенках в дополнение к перфорированной пластине, в качестве накладки на перфорированные пластины используют материалы, которые в настоящем изобретении используются, например, для перегородки.

[0024] Таким образом, пористые стенки, расположенные в емкости по изобретению, предпочтительно содержат, более предпочтительно состоят из перфорированной пластины и накладки из материала, используемого в качестве перегородки в любом из вариантов реализации изобретения, как описано выше.

[0025] В дополнительном варианте реализации изобретения, адсорбционная емкость с радиальным потоком содержит по меньшей мере внутреннюю цилиндрическую пористую стенку, расположенную соосно внутри оболочки, и внешнюю цилиндрическую пористую стенку, расположенную соосно внутри оболочки, причем проницаемая для текучей среды перегородка жестко соединена с одной из пористых стенок при помощи множества отдельных опорных элементов.

[0026] Под «внутренней» цилиндрической пористой стенкой подразумевается пористая стенка, которая имеет меньший диаметр, чем «внешняя» пористая стенка.

[0027] В еще одном дополнительном варианте реализации изобретения, в адсорбционной емкости с радиальным потоком вторая проницаемая для текучей среды перегородка жестко соединена с первой проницаемой для текучей среды перегородкой посредством второго множества отдельных опорных элементов, таким образом, что вторая перегородка имеет цилиндрическую форму, соосную оболочке, посредством прикрепления первого конца каждого из второго множества опорных элементов к опорному элементу из первого множества опорных элементов, которые жестко соединяют первую перегородку с пористой стенкой. Опорные элементы могут быть прикреплены на каждом конце к перегородке, пористой стенке и/или другим опорным элементам независимо друг от друга, при помощи сварки, клея, болтов или любого другого способа крепления, известного и очевидного для специалиста в данной области техники.

[0028] Опорные элементы, используемые в адсорбционной емкости с радиальным потоком по изобретению, обычно содержат первый конец, второй конец и ножку, соединяющую первый и второй конец. Длина опорного элемента определяется как расстояние от наружной поверхности его первого конца до внешней поверхности его второго конца, что обычно соответствует общей протяженности элемента в радиальном направлении при монтаже. Высота и ширина элемента представляют собой протяженность в направлениях, перпендикулярных длине и перпендикулярных друг другу.

[0029] Обычно, обозначенные кольцевые сегменты адсорбционной емкости с радиальным потоком заполняются частицами адсорбента с верха емкости с использованием силы тяжести. Чтобы создавать как можно меньше проблем в процессе заполнения, предпочтительно, чтобы опорные элементы были установлены таким образом, чтобы они имели наименьшую протяженность (обычно обозначаемую как «ширина») в плоскости, перпендикулярной направлению заполнения частицами адсорбента. Это направление обычно является направлением сверху вниз ко дну емкости параллельно оси перегородки.

[0030] Поперечное сечение соединительных ножек в плоскости, перпендикулярной оси ножек, может иметь прямоугольную форму.

[0031] Края опорных элементов, указывающие в направлении заполнения частиц адсорбента, могут быть конусообразными. Таким образом, можно избежать образования пустот в адсорбционном слое под опорными элементами. Предпочтительно, чтобы угол конусности был больше угла естественного откоса материала адсорбента, измеренного от горизонтали, т. е., плоскости, перпендикулярной оси оболочки. Указанный угол предпочтительно может составлять до 30 °, более предпочтительно, более чем 45 °, при измерении от горизонтали, т. е., от плоскости, перпендикулярной оси оболочки.

[0032] Кроме того, края опорных элементов, направленные в направлении, противоположном направлению заполнения частицами адсорбента, могут быть сужающимися.

[0033] Отдельные опорные элементы предпочтительно расположены как в продольном направлении, т. е., в направлении, параллельном оси перегородки, так и в направлении по окружности цилиндра, образованного перегородкой. Это означает, что как в продольном, так и в круговом направлении присутствуют отдельные опорные элементы.

[0034] Длина опорных элементов может быть выбрана таким образом, чтобы получить равномерное радиальное расстояние между перегородкой и смежной перегородкой или пористой стенкой. В этом случае все опорные элементы должны иметь одинаковую длину.

[0035] В случае, если необходимо обеспечить равномерное радиальное расстояние между перегородкой и смежной перегородкой или пористой стенкой, к которой первая перегородка не прикреплена при помощи опорных элементов, длина отдельных опорных элементов может быть отрегулирована таким образом, чтобы компенсировать дефекты цилиндрической формы или отклонение от соосности соседней перегородки или пористой стенки.

[0036] Предпочтительно, опорные элементы расположены на равном расстоянии друг от друга вдоль продольного направления.

[0037] Обычно, расстояние между опорными элементами в продольном направлении составляет от 10 см до 150 см, более предпочтительно от 15 см до 100 см, и все еще более предпочтительно от 20 см до 75 см.

[0038] Обычно, опорные элементы в продольном направлении расположены на линиях, параллельных оси цилиндра, образованного перегородкой.

[0039] Предпочтительно, опорные элементы расположены на одинаковом расстоянии друг от друга в направлении по окружности.

[0040] Обычно, расстояние между опорными элементами в направлении по окружности составляет от 10 см до 150 см, более предпочтительно от 15 см до 100 см, и все еще более предпочтительно от 20 см до 75 см.

[0041] Обычно, опорные элементы в круговом направлении расположены в плоскостях, перпендикулярных оси цилиндра, образованного перегородкой.

[0042] Верхний конец перегородки может быть или не быть соединен с другими элементами емкости. Однако, нет необходимости соединять верхний конец перегородки с другими элементами емкости, чтобы обеспечить дополнительную структурную опору для перегородки.

[0043] В варианте выполнения адсорбционной емкости с радиальным потоком по изобретению, самые наружные и самые внутренние кольцевые сегменты внутри емкости образуют каналы для потока текучей среды в слой адсорбента и из него.

[0044] В дополнительном варианте реализации изобретения, по меньшей мере один, и обычно все кольцевые сегменты адсорбционной емкости с радиальным потоком в соответствии с изобретением, предназначенные для заполнения адсорбентом, которые обычно представляют собой все кольцевые сегменты, кроме наружных и внутренних (центральных) кольцевых сегментов, заполнены частицами адсорбента. В качестве адсорбента могут использоваться различные типы материалов, такие как оксид алюминия, диоксид кремния, цеолиты, активированный уголь, сорбенты на основе оксидов металлов или кристаллические органические каркасы с металлами или без них, такие как металлоорганические каркасы (MOF), цеолитные имидазолатные каркасы (ZIF) или ковалентные органические каркасы (COF). Каждый слой частиц адсорбента, определяемый кольцевым сегментом в адсорбционной емкости с радиальным потоком, может содержать или состоять из другого материала, или может содержать или состоять из одного и того же материала, но с разными размерами частиц.

[0045] Кроме того, в нижней части оболочки может быть предусмотрена опорная плита, с которой жестко соединены нижний(-ие) конец(-цы) пористой(-ых) стенки(-ок) и перегородки. Опорная плита в нижней части оболочки может иметь в центре отверстие или канал, гидравлически соединенный с крайним внутренним кольцевым сегментом.

[0046] Обычно, верхний конец и нижний конец оболочки, независимо друг от друга, окружены головкой полусферической, торисферической, конической, плоской или другой геометрии.

[0047] Кроме того, на верхнем конце емкости обычно предусмотрено входное отверстие для подачи частиц адсорбента, таким образом, что обозначенные кольцевые сегменты емкости могут быть заполнены частицами адсорбента под действием силы тяжести.

[0048] Адсорбционная емкость с радиальным потоком по изобретению может быть сконструирована для геометрии U-потока, обратного U-потока или Z-потока. В геометрии U-потока поток входит и выходит с одного и того же конца емкости. В геометрии Z-потока поток входит и выходит с противоположных концов емкости. В геометрии с обратным U-потоком поток входит и выходит из слоя адсорбента с одного и того же конца емкости, но меняет направление при одном из проходов потока, таким образом, что два потока выходят из емкости на противоположных концах.

[0049] Дополнительно, в настоящем изобретении предлагается способ адсорбции, в котором используется адсорбционная емкость с радиальным потоком согласно любому из вышеописанных вариантов реализации изобретения. Указанный способ адсорбции может быть способом адсорбции при переменном давлении и/или вакуумной короткоцикловой безнагревной адсорбции.

[0050] Термины «продольное» направление и направление «по окружности», как используется в данном документе, в целом относятся к соответствующим направлениям цилиндра, определяемым оболочкой, пористой стенкой или перегородкой.

[0051] Как используется в данном документе, «жесткость» определяется как жесткость материала при изгибе на единицу ширины, E*I/b, где E - модуль упругости материала (в единицах Н/м²), b - ширина образца (в единицах м), а I - момент инерции поперечного сечения образца шириной b (в единицах м⁴). Для сплошного листа с прямоугольным поперечным сечением, шириной b и толщиной t, момент инерции равен b*t³/12, и жесткость таким образом равна E*t³/12. Для сложной геометрии, такой как проволочная сетка и перфорированная пластина, жесткость может быть скорее измерена, чем рассчитана. Ее можно измерить, поместив образец шириной b между двумя простыми опорами (опорами без момента грузоподъемности), отстоящими друг от друга на расстоянии L, и толкая центр образца с известной силой F, чтобы он отклонился вниз на расстояние у в центре. Затем можно рассчитать жесткость, используя уравнение для отклонения свободно опертой балки с центральной нагрузкой: E*I/b=F*L³/(48*y*b).

[0052] Дополнительно, адсорбционная емкость с радиальным потоком по изобретению или любая из ее частей может быть изготовлена методом аддитивного производства.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

[0053] Настоящее изобретение далее будет описано со ссылками на прилагаемые фигуры, на которых сходными номерами позиций обозначены сходные элементы:

[0054] Фиг. 1 иллюстрирует поперечное сечение первого варианта выполнения радиальной адсорбционной емкости по изобретению в плоскости, содержащей ось цилиндрической оболочки.

[0055] Фиг. 2 представляет собой вид в перспективе варианта выполнения опорного элемента для использования в настоящем изобретении.

[0056] Фиг. 3 представляет собой вид сверху на один конец опорного элемента, проиллюстрированного на Фиг. 2.

[0057] Фиг. 4 иллюстрирует частичное поперечное сечение пористой стенки, содержащей перфорированную металлическую пластину и перегородку, прикрепленную к стенке множеством опорных элементов в плоскости, перпендикулярной оси цилиндров, образованных стенкой/перегородкой.

[0058] Фиг. 5 иллюстрирует поперечное сечение второго варианта выполнения радиальной адсорбционной емкости по изобретению в плоскости, содержащей ось цилиндрической оболочки.

[0059] Фиг. 6 иллюстрирует поперечное сечение третьего варианта выполнения радиальной адсорбционной емкости по изобретению в плоскости, содержащей ось цилиндрической оболочки.

[0060] Фиг. 7 иллюстрирует поперечное сечение первой вариации первого варианта выполнения радиальной адсорбционной емкости по изобретению в плоскости, содержащей ось цилиндрической оболочки.

[0061] Фиг. 8 иллюстрирует поперечное сечение второй вариации первого варианта выполнения радиальной адсорбционной емкости по изобретению в плоскости, содержащей ось цилиндрической оболочки.

[0062] Фиг. 9 иллюстрирует поперечное сечение четвертого варианта выполнения радиальной адсорбционной емкости по изобретению в плоскости, содержащей ось цилиндрической оболочки.

[0063] Фиг. 10 иллюстрирует поперечное сечение пятого варианта выполнения радиальной адсорбционной емкости по изобретению в плоскости, содержащей ось цилиндрической оболочки.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0064] Фигуры 1-10 иллюстрируют варианты выполнения адсорбционной емкости с радиальным потоком по настоящему изобретению и ее отдельных компонентов. Поперечное сечение на Фигурах 1 и 5-10 иллюстрирует, каким образом гибкие перегородки интегрированы в адсорбционную емкость с радиальным потоком, но не включают в себя все средства крепления, трубопроводы, трубы или другие аспекты изобретения, которые будут с легкостью понятны и очевидны для специалиста в данной области техники. На Фигурах 1 и 5-10 представлены радиальные адсорбционные емкости с U-образным потоком, в которых текучая среда поступает на дно емкости, течет в радиальном направлении от внешнего к центральному кольцевому сегменту и выходит из центрального кольца сквозь трубопровод в нижней части емкости. Настоящее изобретение не ограничивается такими емкостями с радиальным U-потоком, поскольку емкости в соответствии с изобретением могут быть легко спроектированы также для другой геометрии радиального потока (т. е., обратного U-потока, Z-потока), что очевидно для специалиста в данной области техники.

[0065] Во всех вариантах выполнения адсорбционной емкости с радиальным потоком, как проиллюстрировано на Фигурах 1 и 5-10 и как описано ниже, емкость 1 имеет первый или верхний конец 3 и второй или нижний конец 5, оба из которых могут быть закрыты головкой полусферической, торисферической, конической, плоской или другой геометрии. Первый конец 3 оборудован по меньшей мере одним трубопроводом 7, который используется в качестве порта для введения или удаления адсорбента из емкости. Второй конец 5 оборудован двумя трубопроводами 9 и 11, которые используются для входа и выхода потока текучих сред из емкости с радиальным потоком. Оболочка 13 и внешняя пористая стенка 19 образуют самый внешний кольцевой канал 15 для потока, гидравлически соединенный с трубопроводом 11 через второй конец 5. Внутренняя пористая стенка 23 создает центральное кольцевое пространство 17, гидравлически соединенное с трубопроводом 9.

[0066] Кроме того, во всех вариантах выполнения адсорбционной емкости с радиальным потоком, как проиллюстрировано на Фигурах 1 и 5-10 и как описано ниже, в общем случае в качестве адсорбента могут использоваться разные типы материалов, такие как оксид алюминия, диоксид кремния, цеолиты, активированный углерод, металлооксидные сорбенты или кристаллические органические каркасы с металлами или без металлов, такие как металлоорганические каркасные структуры (MOF), цеолитные имидазолатные каркасы (ZIF) или ковалентные органические каркасы (COF), которые загружают в форме частиц в предназначенные для них кольцевые сегменты. Если в емкости создано несколько таких сегментов, они могут быть заполнены разными адсорбентами или, поскольку адсорбенты находятся в форме частиц, одним и тем же адсорбентом, имеющим разные размеры и/или форму частиц, могут быть заполнены разные кольцевые сегменты.

[0067] Во всех вариантах выполнения адсорбционной емкости с радиальным потоком, как проиллюстрировано на Фигурах 1 и 5-10 и как описано ниже, пористые стенки, такие как внешняя пористая стенка 19 и внутренняя пористая стенка 23, приведенные на Фигуре 1, по конструкции аналогичны защитным перегородкам, известным из уровня техники. Например, пористые стенки могут состоять из перфорированной пластины с большими отверстиями для потока текучей среды, покрытой сетчатой перегородкой или просечно-вытяжным металлическим листом, отверстия которого меньше по размеру, чем частицы адсорбента в кольцевых сегментах.

[0068] Промежуточная(-ые) перегородка(-и) во всех вариантах выполнения адсорбционной емкости с радиальным потоком, как проиллюстрировано на Фигурах 1 и 5-10 и как описано ниже, изготовлена(-ы) из гибкого материала, такого как проволочная сетка, тканая проволочная сетка или просечно-вытяжной металлический лист. Гибкость материала перегородки позволяет формировать промежуточную(-ые) перегородку(-и), чтобы обеспечить соответствие возможным неоднородным контурам пористой(-ых) стенки(-ок), которые образуются в процессе вальцовки, и, следовательно, для формирования кольцевых сегментов, которые имеют равномерную глубину в направлении потока текучей среды.

[0069] Наконец, во всех вариантах выполнения адсорбционной емкости с радиальным потоком, как показано на Фигурах 1 и 5-10 и как описано ниже, опорные элементы каждым концом могут быть прикреплены к перегородке/стене при помощи сварки, клея, болтов или любого другого способа крепления, известного и очевидного для специалиста в данной области техники.

[0070] Со ссылкой на Фигуру 1, на которой проиллюстрирован первый вариант выполнения адсорбционной емкости с радиальным потоком по изобретению, цилиндрическая емкость 1 содержит цилиндрическую оболочку 13 с тремя проницаемыми для текучей среды цилиндрическими барьерами (19, 21 и 23) внутри оболочки, образуя кольцевые сегменты 25 и 27, предназначенные для заполнения адсорбентом. Проницаемые для текучей среды барьеры выполнены в виде наружной пористой стенки 19, внутренней пористой стенки 23 и в виде промежуточной перегородки 21. Оболочка, пористые стенки и перегородка расположены соосно, с одной и той же осью симметрии 31.

[0071] Множество опорных элементов 29 прикреплены на первом конце к внешней пористой стенке 19 и на втором конце к промежуточной перегородке 21. Множество опорных элементов 29 обеспечивает необходимую прочность и жесткость для промежуточной перегородки 21, с целью поддержания ее цилиндрической формы и удерживания груза адсорбента внутри кольцевого сегмента 25 и/или 27, во время заполнения адсорбентом и в ходе процесса адсорбции.

[0072] Кроме того, все опорные элементы имеют одинаковую длину при измерении от первого конца до второго конца, создавая равномерное расстояние между внешней пористой стенкой 19 и промежуточной перегородкой 21. Следовательно, кольцевой сегмент 25 регулируется таким образом, чтобы он имел равномерную глубину в направлении потока текучей среды, т. е., в случае, если кольцевой сегмент 25 заполнен частицами адсорбента, предотвращается ранний прорыв загрязняющих веществ сквозь этот слой из-за неравномерной глубины слоя и сохраняются рабочие характеристики способа адсорбции.

[0073] Промежуточная перегородка прикреплена к емкости при помощи множества опорных элементов и, следовательно, не требует прикрепления к емкости на ее верхнем и/или нижнем конце. Верхний конец промежуточной перегородки 21 может быть свободно стоящим, как показано на чертеже, или может быть прикреплен к верхней части емкости. Нижний конец промежуточной перегородки вблизи опорной плиты 33 может быть свободным или прикрепленным к опорной плите 33 посредством сварного шва, клея или другим способом.

[0074] На практике, оболочка 13 и пористые стенки, такие как внешняя 19 и внутренняя 23, могут иметь дефекты формы с точки зрения их округлости (цилиндричности), прямолинейности и/или соосности с другими элементами емкости. Такие дефекты являются результатом способа изготовления оболочки и/или пористых стенок/перфорированных пластин, который может включать в себя вальцовку и соединение нескольких листов перфорированных пластин для получения полностью цилиндрической структурной пластины пористой стенки, и способа сборки емкости.

[0075] Емкости согласно первому варианту реализации изобретения, который описан выше и проиллюстрирован в идеальной форме на Фиг. 1, имеющие такие недостатки, представлены на Фиг. 7 и 8. В емкости, представленной на Фиг. 7, форма наружной пористой стенки 19 отклоняется от идеальной цилиндрической формы, так как радиус стенки не постоянен по всей ее продольной протяженности. Скорее, радиус увеличивается от верха до середины емкости и уменьшается от середины до дна.

[0076] В этой вариации емкости в первом варианте реализации изобретения длина опорных элементов может быть отрегулирована, как показано на Фиг. 7, таком образом, что образуется равномерное расстояние между промежуточной перегородкой 21 и внутренней пористой стенкой 23. Следовательно, кольцевой сегмент 27 регулируется таким образом, чтобы его глубина в направлении потока текучей среды была равномерной.

[0077] Кроме того, в емкости, представленной на Фиг. 8, в дополнение к отклонению от цилиндрической формы, как уже было описано для варианта, проиллюстрированного на Фиг. 7, ось как внутренней 19, так и внешней 23 пористой оси стенки наклонена относительно оси оболочки 13. Кроме того, в этой вариации емкости в первом варианте реализации изобретения, длина опорных элементов может быть отрегулирована таким образом, как представлено на Фиг. 8, чтобы снова образовалось равномерное расстояние между промежуточной перегородкой 21 и внутренней пористой стенкой 23, аналогично вышеописанному.

[0078] Для специалиста в данной области техники сразу же будет понятно, что при необходимости, такие настройки, как в емкости из вышеописанного первого варианта реализации изобретения, могут быть выполнены в других вариантах выполнения емкости по изобретению.

[0079] Один из вариантов выполнения конструкции опорного элемента, применимый ко всем вариантам выполнения адсорбционной емкости с радиальным потоком, как проиллюстрировано на Фиг. 1 и 5-10 и описано в данном документе, представлен на Фигурах 2 и 3. Опорные элементы могут быть выполнены из экструдированного алюминиевого профиля, прокатного стального швеллера, формованных стальных пластин или других материалов. Выбор материала и формы изделия может быть сделан на основе металлургических требований к процессу или для сохранения жестких допусков на расстояние от первого до второго конца опорных элементов, где экструдированные или прокатные изделия будут более точными, чем формованные вручную или сварные изделия.

[0080] Как проиллюстрировано на Фигуре 2, опорный элемент 29 включает в себя первый конец 35, второй конец 37 и соединительную ножку 39. Длину соединительной ножки 39 выбирают таким образом, чтобы соответствовать желаемому расстоянию в кольцевом сегменте емкости с радиальным потоком. Соединительная ножка имеет в направлениях, перпендикулярных ее длине, толщину (ширину), которая значительно меньше ее высоты. Кроме того, толщина (ширина) концов опорного элемента меньше (намного) его других размеров, в результате чего верхняя поверхность 41 и нижняя поверхность 43 (показанные на рисунке как острый край) имеют небольшую ширину как вдоль соединительной ножки, так и концов элемента. Верхняя поверхность опорных элементов обращена к верхней части емкости, а нижняя - к ее нижней части.

[0081] Опорные элементы установлены с верхней поверхностью 41, перпендикулярной направлению заполнения частицами адсорбента, которое обычно совпадает с осью емкости 31, таким образом, чтобы при загрузке адсорбента по возможности избежать образования пустот в слое адсорбента под элементами-стойками. Первый конец 35, второй конец 37 и соединительная ножка 39 могут иметь постоянную толщину или они могут быть снабжены сужающимися краями 43 на нижней и/или верхней поверхности. В варианте реализации изобретения, проиллюстрированном на Фиг. 2 и 3, нижняя поверхность снабжена сужающимися краями 43, которые дополнительно предотвращают образование пустот под опорными элементами.

[0082] Как проиллюстрировано на Фиг. 3, угол сужения измеряется от горизонтали, т. е., плоскости, перпендикулярной оси оболочки. Угол больше, чем угол естественного откоса адсорбирующего материала, загружаемого в радиальную емкость. При превышении угла естественного откоса будет происходить плотное заполнение адсорбентом против опорного элемента 29 и будет предотвращено образование открытых пустот под опорными элементами на нижней поверхности 43. Пустоты могут позволять обход потока и локальное псевдосжижение, что может приводить к разложению частиц адсорбента. В другом варианте реализации изобретения, сужающиеся края предусмотрены как на нижней части 43, так и на верхней поверхности 41 опорного элемента.

[0083] Если сужающиеся края 43 отсутствуют, то ширина первого конца 35, второго конца 37 и соединительной ножки 39 должна быть минимизирована, чтобы предотвратить образование пустот под опорными элементами. В этом случае существует компромисс между прочностью и жесткостью опорных элементов и тенденцией к образованию пустот.

[0084] Опорные элементы должны иметь достаточную прочность и жесткость, чтобы выдерживать массу слоя адсорбента во время загрузки адсорбирующего материала, без разрушения или значительной деформации. Размеры концов 35 и 37 минимизированы, чтобы уменьшить эффекты затенения, когда поток локально блокируется концами. Форма опорных элементов может отличаться от примера, представленного на Фигурах 2 и 3. Ключевым признаком является наличие неподвижной ножки между двумя концами опорного элемента. В принципе, концы и ножка могут принимать любую геометрическую форму.

[0085] Со ссылкой на Фигуру 4, множество опорных элементов 29 прикрепляются на первом конце к пористой стенке 19. Каждый опорный элемент может быть прикреплен к пористой стенке 19 при помощи сварки, клея, болта или другого способа крепления. Опорные элементы расположены с верхней поверхностью 41, перпендикулярной пористой стенке 19, и соединительной ножкой 39, расположенной в радиальном направлении параллельно потоку текучей среды сквозь емкость. Промежуточная перегородка 21 прикреплена ко второму концу каждого опорного элемента при помощи сварки, болта, клея или другого способа крепления. Промежуточная перегородка 21 может представлять собой одну гибкую проволочную сетку, тканую проволочную сетку или просечно-вытяжной металлический лист. Кроме того, можно использовать несколько перекрывающихся листов любого из этих материалов. Если используются несколько листов сетки, то отдельные листы могут проходить в продольном, круговом или другом направлении, что помогает упростить установку перегородок. Швы проволочной сетки и/или перекрытия отдельных листов на промежуточной перегородке 21 могут быть герметизированы с применением клея или других средств крепления для соединения отдельных листов, с тем, чтобы сформировать полностью цилиндрическую перегородку.

[0086] Количество опорных элементов и расстояние между ними выбирают таким образом, чтобы обеспечить прочность и жесткость перегородки. Для более гибких промежуточных перегородок потребуется больше опорных элементов, однако опорные элементы большего размера и в большем количестве увеличивают общий эффект затенения на пути потока газа.

[0087] Опорные элементы могут быть расположены в любом порядке, например, квадратном или треугольном.

[0088] Второй вариант выполнения адсорбционной емкости с радиальным потоком в соответствии с настоящим изобретением проиллюстрирован на Фигуре 5. Цилиндрическая емкость 1 содержит цилиндрическую оболочку 13 с четырьмя цилиндрическими, проницаемыми для текучей среды барьерами (19, 21, 547 и 23) внутри оболочки, образующими кольцевые сегменты 525, 549 и 527, которые предназначены для заполнения адсорбентом. Проницаемые для текучей среды барьеры выполнены в виде наружной пористой стенки 19, внутренней пористой стенки 23 и промежуточных перегородок 21 и 547. Оболочка, пористые стенки и перегородки расположены соосно вокруг одной оси симметрии 31.

[0089] Первое множество опорных элементов 529 прикреплено на первом конце к внешней пористой стенке 19 и на втором конце к первой промежуточной перегородке 21. Первое множество опорных элементов 529 обеспечивает прочность и жесткость для первой промежуточной перегородки 21. Кроме того, все опорные элементы имеют одинаковую длину при измерении от первого конца до второго конца, создавая равномерное расстояние между внешней пористой стенкой 19 и первой промежуточной перегородкой 21, что приводит к равномерной глубине кольцевого сегмента 525 в направлении потока текучей среды.

[0090] Второе множество опорных элементов 551 прикреплено на первом конце к первому множеству опорных элементов 529, т. е., каждый элемент из второго множества прикреплен к элементу из первого множества, притом, что первая промежуточная перегородка удерживается между ними, и на втором конце ко второй промежуточной перегородке 547. Второе множество опорных элементов 551 обеспечивает прочность и жесткость второй промежуточной перегородки 547. Кроме того, все опорные элементы имеют одинаковую длину при измерении от первого конца до второго конца, создавая равномерное расстояние между первой промежуточной перегородкой 21 и второй промежуточной перегородкой 547, что дает равномерную глубину кольцевого сегмента 549 в направлении потока текучей среды. Размер, форма и количество опорных элементов во втором множестве могут отличаться от таковых в первом множестве опорных элементов.

[0091] Промежуточные перегородки 21 и 547 формируют три кольцевых сегмента 525, 549 и 527 для заполнения частицами адсорбента.

[0092] Верхний конец первой промежуточной перегородки 21 не соединен с емкостью. Нижний конец первой промежуточной перегородки вблизи опорной плиты 33 может быть свободным или прикрепленным к опорной плите 33 посредством сварного шва, клея или другим способом. Аналогичным образом, верхний конец второй промежуточной перегородки 547 не соединен с емкостью. Нижний конец второй промежуточной перегородки вблизи опорной плиты 33 может быть свободным или прикрепленным к опорной плите 33 посредством сварного шва, клея или другим способом.

[0093] Третий вариант выполнения адсорбционной емкости с радиальным потоком по изобретению проиллюстрирован на Фигуре 6. Цилиндрическая емкость 1 содержит цилиндрическую оболочку 13 с четырьмя цилиндрическими, проницаемыми для текучей среды барьерами (19, 21, 647 и 23) внутри оболочки, образующими кольцевые сегменты 625, 627 и 649, которые могут быть заполнены адсорбентом. Проницаемые для текучей среды барьеры выполнены в виде наружной пористой стенки 19, внутренней пористой стенки 23 и промежуточных перегородок 21 и 647. Оболочка, пористые стенки и перегородки расположены соосно вокруг одной оси симметрии 31.

[0094] Множество опорных элементов 629 прикреплено на первом конце к внешней пористой стенке 19 и на втором конце к первой промежуточной перегородке 21. Множество опорных элементов 629 обеспечивает прочность и жесткость для первой промежуточной перегородки 21. Кроме того, все опорные элементы имеют одинаковую длину при измерении от первого конца до второго конца, создавая равномерное расстояние между внешней пористой стенкой 19 и первой промежуточной перегородкой 21, и таким образом, регулируя кольцевой сегмент 625, чтобы обеспечить равномерную глубину в направлении потока текучей среды.

[0095] Множество опорных элементов 651 прикреплено на первом конце к внутренней пористой стенке 23 и на втором конце ко второй промежуточной перегородке 647. Множество опорных элементов 651 обеспечивает прочность и жесткость для второй промежуточной перегородки 647. Кроме того, все опорные элементы имеют одинаковую длину при измерении от первого конца до второго конца, создавая равномерное расстояние между внутренней пористой стенкой 23 и второй промежуточной перегородкой 647, в результате чего кольцевой сегмент 649 имеет равномерную глубину в направлении потока текучей среды. Промежуточные перегородки 21 и 647 создают три кольцевых сегмента 25, 27 и 649, которые предназначены для заполнения частицами адсорбента.

[0096] Верхний конец первой промежуточной перегородки 21 не соединен с емкостью. Нижний конец первой промежуточной перегородки вблизи опорной плиты 33 может быть свободным или прикрепленным к опорной плите 33 посредством сварки, клея или другим способом. Аналогичным образом, верхний конец второй промежуточной перегородки 647 не соединен с емкостью. Нижний конец второй промежуточной перегородки вблизи опорной плиты 33 может быть свободным или прикрепленным к опорной плите 33 посредством сварки, клея или другим способом.

[0097] Четвертый вариант выполнения адсорбционной емкости с радиальным потоком по изобретению проиллюстрирован на Фигуре 9. Цилиндрическая емкость 1 содержит цилиндрическую оболочку 13 с двумя цилиндрическими, проницаемыми для текучей среды барьерами (919 и 923) внутри оболочки, образующими кольцевой сегмент 925, который может быть заполнен адсорбентом. Проницаемые для текучей среды барьеры сконструированы в виде наружной пористой стенки 919 и перегородки 923. Оболочка, пористая стенка и перегородка расположены соосно вокруг одной оси симметрии 31.

[0098] Множество опорных элементов 929 прикреплено на первом конце к внешней пористой стенке 919 и на втором конце к перегородке 923. Множество опорных элементов 929 обеспечивает необходимую прочность и жесткость для перегородки 923 с целью поддержания ее цилиндрической формы и удерживания груза адсорбента в кольцевом сегменте 925 во время заполнения адсорбентом и в ходе процесса адсорбции. Кроме того, перегородка 923 используется для создания центрального кольцевого пространства 17. В этом варианте реализации изобретения верхний конец перегородки 923 закрыт, чтобы определить верхний конец центрального кольцевого пространства 17. В качестве альтернативы, верхний конец перегородки 923 может быть зафиксирован на верхнем конце емкости.

[0099] Дополнительно, все элементы стойки имеют одинаковую длину при измерении от первого конца до второго конца, создавая равномерное расстояние между внешней пористой стенкой 919 и перегородкой 923. Следовательно, кольцевой сегмент 925 регулируется таким образом, чтобы иметь равномерную глубину в направлении потока текучей среды.

[00100] Экран 923 прикреплен к емкости множеством опорных элементов и, следовательно, не нуждается в прикреплении к емкости на ее верхнем и/или нижнем конце. Верхний конец перегородки 923 не соединен с емкостью. Нижний конец перегородки вблизи опорной плиты 33 может быть свободным или прикрепленным к опорной плите 33 посредством сварки, клея или другим способом.

[00101] Пятый вариант выполнения адсорбционной емкости с радиальным потоком по изобретению проиллюстрирован на Фигуре 10. Цилиндрическая емкость 1 содержит цилиндрическую оболочку 13 с тремя цилиндрическими, проницаемыми для текучей среды барьерами (1019, 1021 и 1023) внутри оболочки, образующими кольцевые сегменты 1029 и 1049, которые могут быть заполнены адсорбентом. Проницаемые для текучей среды барьеры выполнены в виде промежуточной пористой стенки 1021 и перегородок 1019 и 1023. Оболочка, пористая стенка и перегородки расположены соосно вокруг одной оси симметрии 31.

[00102] Первое множество опорных элементов 1029 прикреплено на первом конце к промежуточной пористой стенке 1021 и на втором конце к перегородке 1019. Множество опорных элементов 1029 обеспечивает необходимую прочность и жесткость для перегородки 1019, чтобы поддерживать ее цилиндрическую форму и удерживать груз адсорбента внутри кольцевого сегмента 1025 при заполнении адсорбентом и в процессе адсорбции. Кроме того, перегородка 1019 используется для создания внешнего кольцевого пространства 15.

[00103] Второе множество опорных элементов 1051 прикреплены на первом конце к промежуточной пористой стенке 1021 и на втором конце к перегородке 1023. Множество опорных элементов 1051 обеспечивает необходимую прочность и жесткость для перегородки 1023, чтобы поддерживать ее цилиндрическую форму и удерживать груз адсорбента внутри кольцевого сегмента 1049 при заполнении адсорбентом и в процессе адсорбции. Кроме того, перегородка 1023 используется для создания центрального кольцевого пространства 17.

[00104] Дополнительно, все опорные элементы имеют одинаковую длину при измерении от первого конца до второго конца, создавая равномерное расстояние между промежуточной пористой стенкой 1021 и перегородками 1019 и 1023. Следовательно, кольцевые сегменты 1029 и 1051 регулируются таким образом, чтобы иметь равномерную глубину в направлении потока текучей среды.

[00105] Перегородка 1019 прикреплена к корпусу 13 на ее верхнем конце и прикреплена к нижней опорной плите 33 на ее нижнем конце. Верхний конец перегородки 1023 закрыт, чтобы сформировать верхнюю оконечность центрального кольца 17.

[00106] Дополнительные варианты реализации настоящего изобретения включают в себя вариации предшествующих вариантов реализации изобретения, которые с легкостью станут очевидными для квалифицированного специалиста. Например, в первом варианте реализации изобретения, проиллюстрированном на Фиг. 1, промежуточная перегородка 21 вместо того, чтобы быть соединенной с внешней пористой стенкой 19 множеством опорных элементов 29, может быть соединена с внутренней пористой стенкой 23 при помощи множества опорных элементов.

[00107] Во втором варианте реализации изобретения, проиллюстрированном на Фигуре 5, вместо соединения промежуточной перегородки 21 с внешней пористой стенкой 19 при помощи первого множества опорных элементов 29, промежуточная перегородка 547 может быть соединена с внутренней пористой стенкой 23 при помощи первого множества опорных элементов.

[00108] В варианте реализации изобретения, проиллюстрированном на Фиг. 9, проницаемый для текучей среды пористый барьер внешней пористой стенки 923 может быть выполнен в виде внутренней пористой стенки, а барьер 919 может быть выполнен в виде гибкой перегородки, которая дополнительно определяет внешнее кольцевое пространство 15.

[00109] В любом из вышеприведенных вариантов реализации изобретения, в радиальную емкость может быть встроено более двух множеств опорных элементов, чтобы соединить перегородки с перегородками или пористыми стенками. Например, дополнительное множество опорных элементов, поддерживающих дополнительную перегородку, можно использовать для создания кольцевого сегмента, который остается незаполненным адсорбентом. Такой открытый кольцевой сегмент может быть использован для компенсации неравномерного расстояния между пористыми стенками.

ПРИМЕР

[00110] Была изготовлена адсорбционная емкость с радиальным потоком, выполненная таким образом, как проиллюстрировано на Фигуре 1, которая включала в себя внешнюю пористую стенку диаметром 4 м, к которой прикреплены опорные элементы длиной 0,20 м в виде квадратной сетки 0,3 м х 0,3 м, поддерживающие промежуточную перегородку диаметром 3,6 м. Кроме того, емкость содержала внутреннюю пористую стенку диаметром 1 м, которая не была соединена с внешней пористой стенкой или промежуточной перегородкой. Общая высота, т. е., протяженность в продольном направлении, пористых стенок и перегородки составляла 4,5 м. Обе пористые стенки были изготовлены из перфорированной стальной пластины толщиной 6 мм с открытой площадью 45%, покрытой проволочной сеткой. Жесткость обоих пористых стенок составляла 1000 Нм, а жесткость промежуточной перегородки составляла 1 Нм.

[00111] Промежуточная перегородка состояла из материала тканой проволочной сетки, отверстия которого были достаточно малы, чтобы содержать мельчайшие просеянные частицы.

[00112] Опорные элементы были изготовлены из стального профиля, приварены к наружной пористой стенке и прикреплены к промежуточной перегородке при помощи винтов.

Небольшое приспособление, состоящее из перегородки с опорными элементами, было построено для проверки прочности и жесткости в рамках концепции опорных элементов. Высота испытательного приспособления составляла 4 дюйма (10,16 см), ширина составляла 5 футов (12,7 см), а перегородка поворачивалась на тот же радиус, что и в фактической конструкции изделия. Дно и края были перекрыты кусочками алюминия и фанеры. Весы были встроены в подставку в нижней части перегородки. Давление вниз на весах измеряли во время заполнения. Кривизну промежуточной перегородки измеряли контурным калибром до и после заполнения. Нагрузка на весы достигла постоянного значения после того, как слой был заполнен на высоту 6-12 дюймов (15,24-30,48 см). Это был очень благоприятный результат, причем результат, по-видимому, был улучшен благодаря наличию опорных элементов и грубой текстуре проволочной сетки. Не зарегистрировано ощутимой деформации перегородки (в пределах точности калибра, которая составляла около 1/32" (1/12,6 см).

Изобретение относится к адсорбции. Адсорбционная ёмкость с радиальным потоком содержит цилиндрическую внешнюю оболочку и по меньшей мере одну цилиндрическую пористую стенку, расположенную соосно внутри оболочки. Внутри оболочки одна или большее количество проницаемых для текучей среды перегородок жестко соединены по меньшей мере с одной цилиндрической пористой стенкой при помощи множества отдельных опорных элементов таким образом, что перегородка имеет цилиндрическую форму, соосную с оболочкой. Описан способ адсорбции, в котором используется адсорбционная ёмкость с радиальным потоком. Технический результат: облегчение обслуживания адсорбционной ёмкости, обеспечение прочности и стабильности формы перегородок в ёмкости с получением равномерной толщины слоя адсорбента и поддержанием рабочих характеристик способа адсорбции. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 10 ил.

1. Адсорбционная емкость с радиальным потоком, содержащая цилиндрическую внешнюю оболочку и по меньшей мере одну цилиндрическую пористую стенку, расположенную соосно внутри оболочки, причем внутри оболочки одна или большее количество проницаемых для текучей среды перегородок жестко соединены по меньшей мере с одной пористой стенкой при помощи множества отдельных опорных элементов таким образом, что перегородка имеет цилиндрическую форму, соосную с оболочкой.

2. Адсорбционная емкость с радиальным потоком по п. 1, отличающаяся тем, что перегородка содержит проволочную сетку, тканую проволочную сетку или просечно-вытяжной металлический лист.

3. Адсорбционная емкость с радиальным потоком по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что перегородка содержит материал с жесткостью менее чем 35 Нм.

4. Адсорбционная емкость с радиальным потоком по любому из предшествующих пунктов, содержащая, по меньшей мере, внутреннюю и внешнюю цилиндрические пористые стенки, расположенные соосно внутри оболочки, причем проницаемая для текучей среды перегородка жестко соединена с одной из пористых стенок при помощи множества отдельных опорных элементов таким образом, чтобы перегородка имела цилиндрическую форму, соосную оболочке.

5. Адсорбционная емкость с радиальным потоком по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что опорные элементы установлены таким образом, чтобы они имели наименьшую протяженность в плоскости, перпендикулярной направлению заполнения частицами адсорбента.

6. Адсорбционная емкость с радиальным потоком по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что края опорных элементов, направленные в направлении заполнения частицами адсорбента, являются сужающимися.

7. Адсорбционная емкость с радиальным потоком по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что отдельные опорные элементы расположены в виде сетки вдоль продольного и кругового направлений цилиндра, образованного перегородкой.

8. Адсорбционная емкость с радиальным потоком по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что длина отдельных опорных элементов выбрана таким образом, чтобы получить равномерное радиальное расстояние между перегородкой и по меньшей мере одной соседней перегородкой или пористой стенкой.

9. Адсорбционная емкость с радиальным потоком по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что опорные элементы расположены на одинаковом расстоянии друг от друга в продольном направлении и/или в направлении по окружности.

10. Адсорбционная емкость с радиальным потоком по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что крайний внешний и крайний внутренний кольцевые сегменты, сформированные в емкости, образуют каналы для потока текучей среды в емкость и из нее.

11. Адсорбционная емкость с радиальным потоком по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что по меньшей мере один кольцевой сегмент, сформированный в емкости, заполнен частицами адсорбента.

12. Адсорбционная емкость с радиальным потоком по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что в нижней части оболочки предусмотрена опорная плита, с которой жестко соединен(-ы) нижний(-ие) конец(-цы) пористой стенки(-ок) и перегородки.

13. Адсорбционная емкость с радиальным потоком по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что одна или большее количество проницаемых для текучей среды перегородок являются свободно стоящими в верхней части или одна или большее количество проницаемых для текучей среды перегородок прикреплены к верхней части емкости.

14. Способ адсорбции, в котором используется адсорбционная емкость с радиальным потоком по любому из предшествующих пунктов.

15. Способ адсорбции по п. 14, отличающийся тем, что способ представляет собой способ адсорбции при переменном давлении и/или вакуумную короткоцикловую безнагревную адсорбцию.