[发明专利]一种径向吸附塔及吸附工艺

说明书

本发明公开了一种径向吸附塔。该吸附塔包括塔体、内部中心管、金属丝网卷柱、横截面板；所述中心管由塔体上部封头或下部封头的象限点伸入塔体内，并固定在塔体内下部或上部切线的横截面板上，中心管的伸入端末端管内侧装有止回阀；所述中心管上开设若干通气道，中心管外部包裹与中心管管体固定为一体的金属丝网；所述金属丝网卷柱为表面涂覆有吸附剂涂层的金属丝网卷成的圆柱体。本发明吸附塔压力降低，提高塔的容积利用率，并降低了进料波动对吸附剂床层、产品气质量和流量的影响。本发明了解决现有技术中气体气速变化影响吸附剂性能、气相夹带及吸附剂解吸不彻底的问题，具有更好的吸附效果。

技术领域

本发明属于石油化工气体吸附分离技术领域，涉及一种吸附塔及吸附剂装填技术。

技术背景

变压吸附法是根据分子间的范德华力，通过升压吸附、降压脱附操作而达到将低浓度的氢气提纯目的的分离过程。由于其过程简单、操作方便，已广泛应用于氢气提纯、制氧、制氮及高价值的有机烃类回收等领域。如公开号CN 108939820 A一种真空变压吸附制氧系统及方法、CN 109053352 A变压吸附提取正庚烷联产正辛烷的方法等。

为了提高变压吸附的整体效率，关键在于提高单位体积吸附剂床层吸附剂剂的吸收容量。技术发展的方向主要集中在减小吸附剂颗粒粒径而增大吸附剂比表面积与吸附剂充分解吸等方面。但如中国专利公开号CN108619858A一种适用于提升PSA装置连续运转周期的方法和装置在背景技术中提到的，小颗粒吸附剂容易造成气相夹带，影响了装置长周期运行。

另外，现有变压吸附过程主要采用轴向结构的吸附塔，进料气体从下而上进入吸附塔穿过吸附剂床层。相对容易被吸附的组分优先被吸附下来，气体流动方向上该组分的浓度逐渐降低。在通过整个吸附剂床层过程中，气体的流量、流速逐渐减小。且由于吸附剂床层压降，吸附压力亦逐步下降，从而降低了吸附剂吸附性能的利用率。径向结构的吸附塔通常使用一种或两种吸附剂，主要应用于两组分的分离过程，如制氧、制氮、有机废气处理等场合。在这一过程中气体相对均匀地穿过吸附剂床层，解决了轴向吸附塔存在的不同吸附剂床层气体流速、流量及组分分压不均匀的问题，且克服了床层吸附剂负荷。但对于多组分的气体提纯，需要多种吸附剂的场合却无法采用径向结构的吸附塔。且无论是轴向还是径向结构的吸附塔，吸附剂都是散堆在塔内。造成吸附剂颗粒所处的吸附环境大不相同，限制了吸附剂性能的发挥。

发明内容

针对现有变压吸附吸附塔存在的技术弊端，本发明提供了一种吸附塔及吸附剂装填技术，以解决现有技术中气体气速变化影响吸附剂性能、气相夹带及吸附剂解吸不彻底的问题。

本发明第一方面提供了一种径向吸附塔，具体技术方案如下：

一种径向吸附塔，所述吸附塔包括塔体、内部中心管、金属丝网卷柱、进料口、出料口、出口收集器、横截面板、上封头、下封头；所述中心管由塔体上部封头或下部封头的象限点伸入塔体内，并固定在塔体内下部或上部切线的横截面板上，中心管的伸入端末端管内侧装有止回阀；所述进料口与中心管开口端通过管道连接；所述出口收集器固定在出料口；所述内部中心管为一端装有止回阀、一端开口的管道，中心管上开设若干通气道，中心管外部包裹与中心管管体固定（如焊接）为一体的金属丝网；所述金属丝网卷柱为表面涂覆有吸附剂涂层的金属丝网卷成的圆柱体，金属丝网与电源接通；所述横截面板表面全覆盖绝缘密封层，构成金属丝网卷柱的底板和盖板。

本发明的吸附塔中，所述中心管由塔体上部封头或下部封头的象限点伸入塔体内，中心管的伸入端末端管内装有止回阀，并固定在塔体内下部或上部切线的横截面板上。

所述横截面板通过支撑件固定在塔体上，横截面板与支撑件之间为可拆卸连接。上部横截面板与下部横截面板通过若干（优选对称的）肋板连接，优选采用可拆卸连接。

进一步的，所述塔体为筒状结构，上封头、下封头通过法兰连接方式与塔体连接。