一种气体吸附系统、脱附系统和吸附脱附系统的制作方法

本技术涉及固体吸附剂吸附气体的吸附、脱附领域，尤其涉及一种气体吸附脱附系统。

背景技术：

1、工业上经常采用球状或柱状吸附剂填充于静态吸附床进行干燥除湿或吸附vocs使用，再通过加热或通入热气体的方式进行吸附剂的再生，也可以将粉状的多孔材料加工成块状蜂窝形状或与涂覆于块状陶瓷蜂窝材料表面，将块状蜂窝材料拼装放入吸附箱体，在蜂窝吸附剂吸附饱和时，再通过加热或通入热气体的方式进行吸附剂的再生。

2、吸附剂和吸附设备在工业上大量应用，解决了很多气体分离或废气处理的问题，但仍然存在一些问题，如球状、柱状吸附剂填充的静态吸附床，由于吸附剂和吸附设备加工简单，在工业上大量使用，由于吸附床是使用后需要升温对吸附剂进行再生，就要耗费额外的热能以使整个设备都升到预定温度，在脱附的气体量也比较大，造成气体中易吸附组份浓度低，特别是在vocs气体处理中仍会造成脱附气体vocs含量低，随脱附时间脱附气体浓度变化等不利效果。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中存在的问题，本技术提供了一种气体吸附床和气体吸附脱附系统。

2、本技术具体技术方案如下：

3、一种气体吸附床，所述吸附床包括中空的吸附仓，在所述吸附仓靠近下端的位置处设置有进气管道，在靠近吸附仓上端的位置上设置有出气管道；在所述吸附仓的上端设置有固体入口管道，在所述吸附仓下端上设置有固体出口管道，

4、其中，在所述吸附仓内部设置有使得固体物料从固体入口管道流向固体出口管道的流道，所述气体从吸附仓的进气管道进入，从出气管道流出吸附仓；

5、在所述吸附仓内部的流道上设置有物料分布组件。

6、在一个具体实施方式中，所述物料分布组件包括多个集散组件，所述集散组件沿吸附仓的轴向并排设置，相邻集散组件之间存在有能够供气体通过的间隙，并形成气体通道。

7、在一个具体实施方式中，所述集散组件包括第一连接板和第二连接板，所述第一连接板和第二连接板均固接在吸附仓的内壁上，第一连接板和第二连接板在自上而下的方向上逐渐靠近，所述第一连接板和第二连接板之间形成物料通道，所述固体物料从物料通道中通过，气体从流动的固体物料中穿过。

8、在一个具体实施方式中，所述第一连接板与吸附仓的内壁贴合密封并固接，所述第二连接板远离第一连接板的一侧与所述吸附仓的内壁之间存在间隙并形成气体通道。

9、在一个具体实施方式中，在吸附仓径向上两个相邻的集散组件与吸附仓内壁之间所形成的气体通道分别位于物料通道的两侧。

10、在一个具体实施方式中，所述集散组件在吸附仓径向上并排设置有多个，在吸附仓径向同排的集散组件中，位于一端的集散组件与吸附仓内壁贴合密封并固接，位于另一端的集散组件与吸附仓内部之间存在间隙并形成供气体通过的气体通道，同排的相邻集散组件之间贴合密封并固接。

11、在一个具体实施方式中，轴向相邻的集散组件与吸附仓内壁之间形成的气体通道分别位于吸附仓径向上的两端。

12、在一个具体实施方式中，所述第二连接板在吸附仓的径向上与所述吸附仓滑动连接。

13、在一个具体实施方式中，所述集散组件包括第一环形板和第二环形板，所述第一环形板和第二环形板在吸附仓的轴向上的截面形状均为环形，所述第二环形板位于所述第一环形板的中心，所述第一环形板的外周边缘与吸附仓的内壁贴合密封并固接，第一环形板向下逐渐靠近中心轴线延伸；所述第二环形板的中心处设置有通气管道，第二环形板从通气管道外壁向下逐渐远离中心轴线延伸，在自上而下方向上第一环形板与第二环形板之间的间距逐渐减小，所述第一环形板和第二环形板之间形成环状的物料通道，优选的，在所述固体入口管道的下端设置有能够将固体物料均匀分布成环形落下的初级分布器。

14、在一个具体实施方式中，所述初级分布器包括锥体状的控制块，所述控制块的尖端与固体入口管道对应，在所述控制块的侧面上设置有与控制块相适配的挡位板，所述控制块与所述挡位板之间形成供固体物料通过的物料通道。

15、在一个具体实施方式中，所述挡位板与固体入口管道固接，所述控制块沿着吸附仓的轴向与吸附仓滑动连接。

16、在一个具体实施方式中，在控制块侧面从底面朝向尖端的方向上，所述挡位板的厚度逐渐变大。

17、在一个具体实施方式中，在吸附仓内部设置有能够对固体物料收集的物料再分布器，所述物料再分布器包括径向尺寸小于吸附仓径向尺寸的固定块，在吸附仓径向上固定块与吸附仓之间存在间隙并形成气体通道，在所述固定块靠近中心的位置开设有供物料流动的物料通孔，在所述固定块上端开设有收集槽，所述收集槽自上而下为截面积逐渐减小的锥形，所述收集槽的径向最大尺寸大于所述第一环形板的最小径向尺寸，在固定块的下方设置有分布块，所述分布块为自上而下截面积逐渐变大的锥形，所述分布块的尖端与物料通孔对应。

18、在一个具体实施方式中，所述物料再分布器与所述集散组件交替设置。

19、在一个具体实施方式中，在所述固定块下端开设有与分布块适配的锥形的分布槽，所述分布块位于分布槽中，所述分布槽与物料通孔连通，所述分布块在吸附仓轴向上与吸附仓滑动连接，所述分布块与所述固定块之间存在间隙并形成供固体物料通过的物料通道。

20、在一个具体实施方式中，在所述吸附仓内部靠近固体出口管道的位置处设置有物料收集器，所述物料收集器自上而下为截面逐渐变小的锥形，所述物料收集器的个数为一个或两个及以上，所述物料收集器的尖端与固体出口管道连通，所述物料收集器的远离尖端的边缘与吸附仓的内壁贴合密封并固接，所述进气管道与吸附仓连通处位于物料收集器上方。

21、在一个具体实施方式中，所述物料收集器的锥形斜面与水平线的夹角大于固体物料的堆积角。

22、在一个具体实施方式中，所述物料收集器的个数与吸附仓在径向上同排的集散组件的个数相等，并且在吸附仓的轴向上物料收集器与轴向排布的集散组件相对应。

23、在一个具体实施方式中，所述固体物料为微球吸附剂，所述微球吸附剂的平均粒径为10-1000μm；优选所述微球吸附剂的平均粒径为20-500μm；进一步的，优选所述微球吸附剂的平均粒径为30-200μm。

24、在一个具体实施方式中，所述固体物料为通过多孔材料和粘结剂经喷雾干燥制备的固体物料，优选多孔材料选自分子筛、氧化硅、氧化铝、膨润土、mofs、活性炭、碳纳米管、石墨烯中的一种或两种及以上。

25、在一个具体实施方式中，所述物料通道的宽度为所述固体物料颗粒的平均粒径的2-1000倍；优选所述物料通道的宽度为所述固体物料颗粒的平均粒径的5-200倍。

26、在一个具体实施方式中，在吸附仓内部出气管道对应的位置处设置有能够将气体和固体分离的第一分离器，所述第一分离器的气体出口与所述出气管道连接，所述第一分离器的固体出口与所述物料分布组件连接。

27、本技术提供了一种气体脱附床，包括脱附仓，所述脱附仓的内部用于放置已吸附气体的固体物料，在所述脱附仓内部设置有能够使固体物料与吸附气体脱附的温度控制装置，所述温度控制装置设置在所述脱附仓内部并能够与固体物料接触。

28、在一个具体实施方式中，所述脱附仓上设置有用于收集已吸附气体的固体物料的固体进料腿，所述固体进料腿连通在所述脱附仓的上端，在脱附仓的下端设置有用于排出脱附后的固体物料的固体出料腿，所述温度控制装置位于固体出料腿和固体进料腿之间，在脱附仓的固体出料腿和进料腿之间设置有使固体物料流动并且能够对固体物料进行运输的提升装置。

29、在一个具体实施方式中，所述提升装置与所述固体进料腿连接。

30、在一个具体实施方式中，所述温度控制装置包括加热管和制冷管，所述制冷管设置在加热管下方。

31、在一个具体实施方式中，在所述制冷管下方设置有能够向脱附仓内部均匀通入气体的气体分布器，所述气体分布器可用于向脱附仓内部通入有助于固体物料脱附的脱附气体；

32、所述气体分布器的外侧边缘与所述脱附仓相适配，所述气体分布器为中空并形成气体腔室，在所述气体分布器的上表面上均匀开设有多个出气孔，所述出气孔与气体分布器的气体腔室连通。

33、在一个具体实施方式中，所述提升装置为气力输送装置，在气力输送装置靠近固体进料腿的一端上设置有用于固体和气体分离的第二分离器，所述第二分离器的固体出口与固体进料腿连通，第二分离器的气体出口上连通有后处理装置。

34、在一个具体实施方式中，所述气力输送装置的内部能够通入热气体，在气力输送装置上设置有能够对气力输送装置加热的加热装置。

35、在一个具体实施方式中，所述提升装置为斗式输送装置或皮带输送装置。

36、在一个具体实施方式中，在提升装置的入口处设置有能够根据提升装置运行而实现已吸附气体的固体物料在提升装置入口处停止或流动的控制阀。

37、在一个具体实施方式中，所述提升装置与所述固体出料腿连接。

38、在一个具体实施方式中，所述提升装置为气力输送装置，在所述气力输送装置靠近固体出料腿的一端设置有第二分离器，所述第二分离器的固体出口与固体出料腿连通，所述第二分离器的气体出口连通有后处理装置。

39、在一个具体实施方式中，所述温度控制装置包括换热管，所述换热管位于脱附仓内部。

40、在一个具体实施方式中，在所述脱附仓的下端设置有能够向脱附仓内部通入气体的气体管道，所述气体管道用于向所述脱附仓内部通入气体，所述气体管道内部通入的气体为有助于固体物料脱附的脱附气体，在气体管道和换热管之间设置有能够使气体在脱附仓内均匀分布的脱附气分布器；

41、所述脱附气分布器为外周与所述脱附仓固接的板状，在所述脱附气分布器上均匀开设有供气体通过的透气通孔。

42、在一个具体实施方式中，所述脱附气体为惰性气体、水蒸气或含氧的气体中的一种或多种。

43、在一个具体实施方式中，在所述脱附仓的上端连通有脱附气出口管，所述脱附气出口管与脱附仓连通，在脱附气出口管背离脱附仓的一端连接有后处理装置。

44、在一个具体实施方式中，所述脱附仓的上端连通有固体物料补加管道。

45、本技术提供了一种吸附脱附系统，包括吸附床和脱附床，所述吸附床的固体出口管道与所述脱附床的固体进料腿连通，所述脱附床的固体出料腿与所述吸附床的固体入口管道连通。

46、本技术提供了一种使用所述吸附床或使用所述脱附床或使用所述吸附脱附系统的方法。

47、有益效果

48、本技术的一种气体吸附床和气体吸附脱附系统，其中具有吸附功能的固体物料处于流动状态，并与气体逆流接触，气固传质推动力大，吸附后的固体物料可与吸附气体达到或接近吸附平衡，吸附效率高，固体物料在脱附区再生后循环使用，而无需对整个吸附床进行升温脱附和降温吸附，处理过程高效，再生温度范围广。由于吸附床处于恒温操作，无需高温再生，吸附床材质和密封材料材质均无需耐高温，且结构简单，制作成本低。吸附剂为微球吸附剂，小的颗粒尺寸减小了气体扩散路径，缩短了扩散时间，吸附剂更容易吸附饱和，气固之间更容易达到吸附平衡。吸附仓内部的固体物料的流量可以调节；使固体物料能够在吸附仓内部的流量保持均匀。进而减少固体物料在吸附仓内部的堆积，降低固体物料在吸附仓内部发生堵塞的可能性。在吸附仓内部使物料进行多级流动，并且对固体物料的流动进行多级调节，是物料的流量更加容易控制，更进一步的是固体物料可以更加充分的与气体接触并吸附。提高吸附仓对气体的吸附效率。