[实用新型]一种带固液相变物质的吸附罐

说明书

技术领域

本实用新型涉及固体吸附技术领域，特别涉及一种带固液相变物质的吸附罐。

背景技术

固体吸附，特别是活性炭吸附挥发性气体时，会产生大量的吸附热，这部分吸附热如果不及时排除，可能导致吸附质或吸附剂(活性炭)的燃烧爆炸事故。而在进行脱附时，吸附剂又需要吸热使吸附质更易脱离。

为此，特别在进行大气量、高浓度的的油气吸附时，盛装吸附剂的容器都需要特别的降温设计。一般是采用吸附罐内做冷却盘管，如专利CN201020252215.X，其描述为“采用冷却盘管对吸附罐内的吸附剂床层冷却，解决吸附过程中吸附剂床层的高温热点问题，延长吸附剂床层的穿透时间......”。此专利是采用冷汽油打入盘管带走吸附热。此外，也有采用循环水带走吸附热的设计，如专利CN205435405U采用冷却盘管，内通循环介质。

以上设计虽然能解决吸附的温升问题，但是其冷却盘管内循环的介质，需要额外增加循环泵、循环管线、阀门、热源等使之不断循环，有较多的部件，装置复杂，增加了投资成本。

本实用新型的方案便是针对上述问题对现有吸附罐进行的改进。

实用新型内容

为了解决传统吸附罐冷却设计存在的缺陷，结合活性炭吸附油气时放热，真空降压解析时吸热降温的特点，特别设计了一种利用固液相变维持活性炭吸脱附温度的结构，即本实用新型提供了一种带固液相变物质的吸附罐。

为了达到上述实用新型目的，解决其技术问题所采用的技术方案如下：

一种带固液相变物质的吸附罐，包括吸附罐本体、进气口、排气口、换热管和吸附剂，其中：

所述进气口设置于所述吸附罐本体的底部；

所述排气口设置于所述吸附罐本体的顶部；

所述吸附剂充填于所述吸附罐本体的内部；

所述换热管固定连接于所述吸附罐本体内部的上下两端并穿设于所述吸附剂之间。

进一步的，所述换热管外设置有翅片，所述翅片采用铝、铜或不锈钢材质的导热材料。

进一步的，所述换热管采用多层翅片管，由一层横向排列的翅片管和一层纵向排列的翅片管交替设置组成，使得每层翅片管的翅片平行于气流方向。

优选的，每层翅片管之间的间距在100-500mm之间。

进一步的，还包括若干支撑环，若干所述支撑环设置于所述吸附罐本体内壁上，所述翅片管焊接或卡接于所述支撑环上。

进一步的，所述换热管采用盘管或竖管，所述盘管呈螺旋形。

进一步的，所述换热管为中空结构，所述换热管内充填有10～70℃区间产生固液相变的蓄能物质。

进一步的，所述蓄能物质采用六水氯化钙、五水合硫代硫酸钠、三水合醋酸钠、磷酸氢二钠、乙酸或对二甲苯。

进一步的，所述蓄能物质包括增稠剂和成核剂，所述增稠剂采用明胶、羧甲基纤维素或水溶性石蜡，所述成核剂采用水合氯化锶或四硼酸钠。

进一步的，所述换热管内留有1～20％左右的气相空间，用于给蓄能物质固液相变时体积变化留出足够余量。

本实用新型由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：

(1)本实用新型所述一种带固液相变物质的吸附罐中的蓄能物质具有相对于显热大得多的相变热，相比于吸附罐内部设置冷却盘管采用不会相变的冷却水或其他循环的液体介质工艺，减少了所需盘管的体积，使现场设备更少，更加节约投资，无动设备，运行更加安全稳定。同时，由于增加了相变蓄能物质，使吸附时温度控制在蓄能物质的相变点附近，增加了吸附工艺的安全性。且由于相变蓄能物质单位吸热量大，吸附罐内部充填相变蓄能物质，损失容积比小，大约只损失1.8％。

(2)吸附时蓄热，减小了吸附剂的温升，由于吸附容量与吸附温度成反比例关系，相应地使吸附剂的吸附容量得以增大。

(3)由于减压脱附过程是个吸热过程，脱附时，蓄热物质相变放热，稳定了脱附过程的温度，减小了由于脱附降温导致吸附质结晶从而使吸附剂中毒的风险，脱附温度维持在蓄能物质的较高相变温度下，也使得脱附更容易，吸附剂再生更加彻底。

(4)本实用新型所述一种带固液相变物质的吸附罐中翅片管的设计，强化了与热气流的热交换，使吸附温升能够有效地传递到到蓄能物质内。且由于内部布设有较多翅片管，增强了被吸附气流的扰动，使吸附剂径向的吸附更加均匀，吸附罐中心和吸附罐边缘吸附的吸附质接近一致，提高了吸附剂的利用率。