[发明专利]借助于焓轮和吸附轮净化空气的方法和装置

说明书

本发明涉及一种用于净化相对湿度大于50％的空气流的装置，该装置在该空气流的方向上包括：至少一个旋转焓轮，该焓轮包括分布在至少一个适用于接收相对湿度大于0％的空气流的第一扇区和至少一个适用于接收再生气体的第二扇区中的第一吸附剂；至少一个旋转吸附轮，该吸附轮包括分布在一个吸附扇区、一个再生扇区和一个清洗扇区中的第二吸附剂；和空气蒸馏单元。

本发明涉及一种借助于吸附剂轮净化空气的装置和方法。

通常通过吸附方法来净化空气，其中使用氧化铝和沸石13X分别捕获水和CO2。这种方法是不连续的，因为吸附剂必须定期再生。因此需要两个气瓶来连续生产净化空气。它们在交替的生产和再生模式下运行：当一个气瓶处于生产模式(其中它净化空气)时，第二个气瓶经历再生。该方法的操作条件如下：空气和CO2在5-6巴的压力下和在5℃与15℃之间的温度下被吸附。然后通过在150℃下加热并通过将压力降低至大气压来使吸附剂再生。如果希望在低压下，也就是说在1与2巴之间的压力下净化空气，则吸附剂的体积和再生流量会急剧增加。

除了两个气瓶之外，还必须具有用于根据不同的流处于吸附阶段还是再生阶段而将这些不同的流引导到一个或另一个气瓶内的换向系统。这些换向系统由大量阀门组成，并且已被证明是昂贵的。这些换向系统也是系统故障的来源。

因此，尽管吸附方法对于净化气体是有效的，但该方法的不连续性质使得必须具有两倍量的设备(气瓶和吸附剂)并提供复杂的换向系统。

本发明提出了简化通过吸附净化空气的方法。

本发明提供的一种解决方案是一种用于净化相对湿度大于50％的空气流的装置，该装置在该空气流的循环方向上包括：

-至少一个包含第一吸附剂的旋转焓轮，该焓轮被分成至少一个用于接收相对湿度大于50％的空气流的第一扇区和至少一个用于接收再生气体的第二扇区，

-至少一个包含第二吸附剂的旋转吸附轮，该吸附轮被分成吸附扇区、再生扇区和清洗扇区，以及

-空气蒸馏单元，

其中：

-该焓轮可以按这样的方式旋转，使得该第一吸附剂的位于该第一扇区中的部分通过该第二扇区，并且该第一吸附剂的位于该第二扇区中的部分通过该第一扇区，并且

-该吸附轮可以按这样的方式旋转，使得该第二吸附剂的位于该吸附扇区中的部分通过该再生扇区，该第二吸附剂的位于该再生扇区中的部分通过该清洗扇区，并且该第二吸附剂的位于该清洗扇区中的部分通过该吸附扇区。

应该注意的是，第一和第二吸附剂可以是相同的。

还应该注意的是再生扇区中的再生通常通过加热进行。

焓轮是用于将来自干燥再生气体的制冷量转移到湿工艺气体的轮。焓轮通过使用干燥且未加热的再生气体解吸吸附水来进行冷却。再生气体变热。被冷却的轮旋转，并在被冷却的轮接触工艺空气时冷却工艺空气。工艺气体的湿气也被部分吸附。因此，这种类型的轮可用于冷却和预干燥工艺空气。

视情况而定，根据本发明的装置可以具有以下特征中的一项或多项：

-该吸附轮的清洗扇区可以接收该再生气体，并且该吸附轮的再生扇区可以接收离开该清洗扇区的在通过加热器之后的再生气体。

-所述装置包括在该蒸馏单元与该吸附轮之间的导管，使得来自该蒸馏单元的残余气体可以用作该第二吸附剂的再生气体，

-所述装置包括在该焓轮上游或在该焓轮与该吸附轮之间、或在该吸附轮与该空气蒸馏单元之间的压缩机。

-所述装置包括用于循环空气流的第一风扇和用于循环再生流的第二风扇。

-所述装置包括用于同时循环空气流和再生流的风扇。