本公開涉及一種用于空氣或氣體處理單元的容器。本公開還涉及一種用于使用這種容器的方法。

背景技術(shù)：

1、在空氣或氣體處理單元的已知容器中，吸附劑材料例如為珠粒形式。氣體以高速通過容器。這種容器中的一個(gè)潛在問題是珠粒的流態(tài)化，其中珠粒不再在容器中保持靜止。這可能導(dǎo)致不期望的珠粒磨損。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本公開的一些實(shí)施例涉及一種容器，所述容器可以固定吸附劑材料，并且同時(shí)降低(吸附劑材料的)流化和引起磨損的風(fēng)險(xiǎn)。在本公開的一些實(shí)施例中，吸附劑材料被固定在氧氣發(fā)生器中，并且同時(shí)具有降低的火災(zāi)危險(xiǎn)。本公開的一些實(shí)施例涉及一種容器，所述容器可以避免吸附劑材料從容器中逸出。

2、根據(jù)本公開的第一方面，公開了一種用于吸附器或反應(yīng)器的容器，所述容器包括至少第一孔口和至少第二孔口，所述第一孔口構(gòu)造成接收和釋放氣體，所述第二孔口構(gòu)造成釋放和接收氣體，所述第一孔口和所述第二孔口在它們之間限定通道。所述容器還包括放置在第一孔口和第二孔口之間的吸附劑材料或催化劑，以及布置在所述通道中的至少柔性可壓縮元件，所述柔性可壓縮元件構(gòu)造成將吸附劑材料或催化劑固定在所述通道中。吸附劑材料或催化劑構(gòu)造成至少部分地吸附或捕集由吸附劑材料或催化劑接收的氣體的至少一種組分，使得從吸附劑材料或催化劑釋放的氣體具有與由吸附劑材料或催化劑接收的氣體的進(jìn)入組分不同的離開組分?？蓧嚎s元件具有比吸附劑材料或催化劑更高的可壓縮性。

3、由于柔性可壓縮元件，吸附劑材料或催化劑被固定在容器的通道中。當(dāng)容器在使用中時(shí)，一些吸附劑材料或催化劑可能振動(dòng)的機(jī)會(huì)減小。這又降低了吸附劑材料磨損的風(fēng)險(xiǎn)，并因此增加了其壽命。

4、另外，通過將吸附劑材料或催化劑固定在通道中，一些吸附劑材料或催化劑通過一個(gè)出口逸出容器的風(fēng)險(xiǎn)也降低。因此，從出口釋放的處理過的氣體的質(zhì)量得到改善。

5、根據(jù)本公開的一些實(shí)施例，容器可以具有單獨(dú)地采用或根據(jù)任何技術(shù)上可能的組合采用的以下特征中的一個(gè)或多個(gè)：

6、柔性可壓縮元件是多孔的，并且布置在吸附劑材料或催化劑與第二孔口之間和/或吸附劑材料或催化劑與第一孔口之間。

7、可壓縮元件的多孔性允許氣體通過可壓縮元件。因此，多孔可壓縮元件可以放置在吸附劑材料或催化劑與一個(gè)或多個(gè)孔口之間。

8、柔性可壓縮元件中的至少一個(gè)能夠在0.01mpa-2?mpa的壓力下減小至少25％的體積、優(yōu)選地減小至少35％的體積、更優(yōu)選地減小至少50％的體積、甚至更優(yōu)選地減小至少85％的體積。

9、可壓縮元件的優(yōu)異的可壓縮性允許其像緩沖墊一樣起作用。它可以降低吸附劑材料或催化劑的破碎和磨損的風(fēng)險(xiǎn)。移動(dòng)通過容器的氣體移動(dòng)吸附劑珠粒。這些吸附劑珠粒與金屬容器壁摩擦，在一些情況下，吸附劑珠粒在容器中彼此摩擦。這將導(dǎo)致珠粒的磨損。通過固定吸附床并將可壓縮元件放置在容器中的珠和金屬板之間來降低這種風(fēng)險(xiǎn)。

10、柔性可壓縮元件中的至少一個(gè)在未壓縮狀態(tài)下具有大于80％、優(yōu)選地大于95％的孔隙率。

11、高孔隙率允許氣體以很小的壓降通過多孔可壓縮元件。因此，由可壓縮元件引起的能量損失被最小化。

12、當(dāng)柔性可壓縮元件中的至少一個(gè)的體積與未壓縮狀態(tài)相比減少85％時(shí)，柔性可壓縮元件中的至少一個(gè)具有23％和70％之間的孔隙率。

13、可壓縮元件即使在其體積已經(jīng)大大減小時(shí)也保持一定的孔隙率。這意味著即使當(dāng)多孔可壓縮元件的體積已經(jīng)減小并且變得更加緊湊時(shí)，當(dāng)氣體通過多孔可壓縮元件時(shí)由其引起的能量損失仍然低。

14、柔性可壓縮元件中的至少一個(gè)占據(jù)通道的整個(gè)橫截面，使得氣體通過可壓縮元件。

15、在這種可能性下，任何要由出口釋放的氣體必須穿過可壓縮元件。如果氣體自身攜帶任何吸附劑材料或催化劑，后者將必須通過多孔可壓縮元件。由于至少一些吸附劑材料或催化劑被多孔可壓縮元件的過濾性能所保留，因此提高了由容器處理的氣體的質(zhì)量。空氣或氣體處理單元由于吸附劑材料或催化劑的起塵(dusting)而失效的可能性也被降低。

16、柔性可壓縮元件中的至少一個(gè)具有高于250℃、優(yōu)選地高于300℃、更優(yōu)選地高于320℃的熔化溫度。

17、通過具有高的抗熱應(yīng)力性，可壓縮元件可以具有更廣泛的應(yīng)用。特別地，利用該高的熔化溫度，即使氧氣發(fā)生器內(nèi)部的溫度高，例如高達(dá)60℃，也能夠在氧氣發(fā)生器中使用可壓縮元件而不用擔(dān)心火災(zāi)。

18、柔性可壓縮元件構(gòu)造成在吸附劑材料或催化劑與第一孔口之間和/或吸附劑材料或催化劑與第二孔口之間形成屏障，以便防止吸附劑材料或催化劑逸出容器。

19、一個(gè)或多個(gè)柔性可壓縮元件中的至少一個(gè)由編織材料、非織造材料、織造材料或泡沫制成。

20、一個(gè)或多個(gè)柔性可壓縮元件中的至少一個(gè)形成襯墊或緩沖墊。

21、可壓縮元件的這種形式為吸附劑材料或催化劑提供了特別好的緩沖。因此，可壓縮元件的沖擊吸收特性特別令人滿意。

22、吸附劑材料或催化劑包括第一部分和第二部分，容器還包括夾在吸附劑材料或催化劑的第一部分和第二部分之間的柔性可壓縮材料的中間層。

23、吸附劑材料或催化劑的第一部分可以具有與吸附劑材料或催化劑的第二部分不同的吸附性能。通過在容器中具有兩部分吸附劑材料或催化劑，容器可以具有僅用一種類型的吸附劑材料或催化劑不可能具有的附加吸附性質(zhì)。如果第一部分和第二部分具有不同的物理性質(zhì)(例如硬度)，可壓縮材料的中間層可以例如防止吸附劑材料或催化劑的第一部分壓碎吸附劑材料或催化劑的第二部分。

24、柔性可壓縮材料的中間層構(gòu)造成減少吸附劑材料或催化劑的第一部分與第二部分的混合。

25、因此，吸附劑材料或催化劑的第一部分可以獨(dú)立于第二部分執(zhí)行它們的吸附功能。例如，如果氣體組分可能顯著降低第二部分的吸附能力并且在氣體通過第二部分之前必須被第一部分降低，則這是優(yōu)選的。根據(jù)一些實(shí)施例，第一部分構(gòu)造成吸附水分和/或二氧化碳，并且第二部分構(gòu)造成吸附氮?dú)??？蓧嚎s材料的中間層例如構(gòu)造成如果第一部分和第二部分具有不同的物理性質(zhì)(例如吸附劑珠粒尺寸)，則減少吸附劑材料或催化劑的第一部分與第二部分的混合。

26、通道是豎直通道，優(yōu)選地是基本上圓筒形的通道。

27、容器還包括至少一個(gè)板，所述板構(gòu)造成用于將可壓縮元件壓抵吸附劑材料或催化劑，該板優(yōu)選地是穿孔的。

28、該板通過在吸附劑材料上施加力來改善吸附劑材料或催化劑的固定。例如，當(dāng)容器內(nèi)的氣體速度高并且其施加在吸附劑材料或催化劑上的力大時(shí)，來自板的反作用力確?？蓧嚎s元件可以抵抗吸附劑材料或催化劑的潛在移動(dòng)。根據(jù)一些實(shí)施例，板有助于在吸附劑床的橫截面上均勻地分布力和/或在吸附劑床的整個(gè)橫截面上保持可壓縮元件平坦。

29、該容器還包括一個(gè)或多個(gè)壓縮元件，例如一個(gè)或多個(gè)彈簧，該板位于一個(gè)或多個(gè)壓縮元件和可壓縮元件之間，使得壓縮元件將板推向可壓縮元件。

30、壓縮元件在板上施加力。因此，可壓縮元件可以抵抗由于吸附劑材料或催化劑的移動(dòng)而引起的甚至更高的壓力。此外，通過可壓縮元件和壓縮元件之間的板，來自壓縮元件的壓力可以在可壓縮元件的表面上擴(kuò)散，從而導(dǎo)致可壓縮元件上的更均勻的壓力分布。根據(jù)一些實(shí)施例，由一個(gè)或多個(gè)壓縮元件施加到板上的力嚴(yán)格大于板的重量。

31、所述板和所述容器之間限定至少間隙，所述可壓縮元件構(gòu)造成填充所述間隙，以防止所述吸附劑材料或催化劑逸出所述容器。

32、這也可以防止板摩擦金屬容器壁，這種摩擦可能產(chǎn)生火花。

33、通道的直徑在49mm和3000mm之間。

34、容器包括在第一孔口中的第一網(wǎng)和/或在第二孔口中的第二網(wǎng)。

35、通過在入口和/或出口處具有網(wǎng)，可以防止直徑大于第一網(wǎng)和/或第二網(wǎng)的篩目尺寸的任何吸附劑材料或催化劑離開容器?？梢詼p少由吸附劑材料或催化劑逸出到容器外部所引起的進(jìn)一步損壞。

36、可壓縮元件的柔性和/或可壓縮性能夠減少吸附劑材料或催化劑的破碎。

37、多孔柔性可壓縮元件的基質(zhì)能夠增強(qiáng)通過其的氣體在通道的橫截面上的分布。

38、所述容器還包括位于吸附劑材料或催化劑與第一孔口之間和/或位于吸附劑材料或催化劑與第二孔口之間的附加的可壓縮元件。

39、在吸附劑材料或催化劑與第一孔口和/或第二孔口之間具有附加的可壓縮元件的情況下，可以防止吸附劑材料或催化劑離開容器，因?yàn)殡x開容器的任何吸附劑材料或催化劑必須通過可壓縮元件或附加的可壓縮元件。例如，在附加的可壓縮元件放置在吸附劑材料或催化劑與第二孔口之間的實(shí)施例中，附加的可壓縮元件放置在吸附劑材料或催化劑與第一孔口之間，并且與放置在吸附劑材料或催化劑與第二孔口之間的可壓縮元件互補(bǔ)。因此，將離開容器的任何吸附劑材料或催化劑必須通過可壓縮元件或附加的可壓縮元件。沒有吸附劑材料或催化劑可以不經(jīng)過可壓縮元件或附加的可壓縮元件而離開容器。吸附劑材料或催化劑離開容器的可能性進(jìn)一步降低。

40、柔性可壓縮元件上的壓降低于6毫巴絕對值。

41、這個(gè)特征確保了由可壓縮元件引起的能量損失是低的。

42、可壓縮元件被布置和構(gòu)造成使得當(dāng)氣體通過其時(shí)吸附劑材料或催化劑保持基本上固定。

43、通過基本上固定吸附劑材料或催化劑，吸附劑材料或催化劑的磨損問題實(shí)際上被消除。此外，基本上沒有吸附劑材料或催化劑將經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)出口逸出。

44、一個(gè)或多個(gè)柔性可壓縮元件中的至少一個(gè)是不可滲透的。

45、一個(gè)或多個(gè)不可滲透的可壓縮元件可以用于作為如上所述的多孔可壓縮元件的補(bǔ)充或替代。不可滲透的可壓縮元件不允許任何氣體通過其。它還改進(jìn)了吸附劑材料或催化劑通過板的固定。

46、第一孔口和第二孔口中的至少一個(gè)從容器的上壁到吸附劑材料或催化劑的頂部高度是密封的。

47、可壓縮元件在具有95％氧氣和10巴絕對壓力的60℃環(huán)境中是不可燃的。

48、可壓縮元件的優(yōu)異的不可燃性使其適用于富氧環(huán)境，例如氧氣發(fā)生器內(nèi)部。

49、可壓縮元件由對從至少第一孔口或從至少第二孔口接收的進(jìn)入氣體和/或從至少第二孔口或從至少第一孔口釋放的離開氣體呈惰性的材料、和/或?qū)θ萜鞯牟牧铣识栊缘牟牧稀⒑?或?qū)ξ絼┎牧匣虼呋瘎┏识栊缘牟牧?、?或?qū)Π宓牟牧铣识栊缘牟牧?、?或?qū)σ粋€(gè)或多個(gè)壓縮元件的材料呈惰性的材料制成。

50、通過具有惰性材料，可壓縮元件將不會(huì)改變通過它的氣體的組分。而且，可壓縮元件的化學(xué)組成將不會(huì)由于氣體通過而改變，這延長了可壓縮元件的使用壽命。另外或作為替代，可壓縮元件不與容器和/或吸附劑材料或催化劑和/或板反應(yīng)，從而延長它們的壽命。

51、柔性可壓縮元件基本上由全氟烷氧基烷烴、或聚四氟乙烯、或氟化乙烯丙烯制成。

52、這些材料具有高的熔化溫度和/或點(diǎn)燃溫度，這使得它們特別適用于氧氣發(fā)生器。

53、吸附劑材料或催化劑構(gòu)造成吸附選自以下列表的至少一種類型的氣體：二氧化碳和/或水分和/或氮?dú)夂?或氧氣和/或氬氣和/或氫氣和/或硫化氫和/或硫醇和/或鏈烷烴和/或酸性氣體和/或硅烷和/或汞蒸氣和/或烴類和/或空氣或氣體中的痕量污染物(二氧化硫、氯化氫、一氧化二氮、臭氧、烴類、揮發(fā)性有機(jī)化合物、nox、粉塵、放射性稀有氣體、氨)。

54、吸附劑材料或催化劑包括金屬有機(jī)框架和/或碳材料(例如活性炭、碳分子篩、碳纖維)和/或樹脂和/或聚合物和/或粘土和/或硅膠和/或活性氧化鋁和/或天然或合成沸石(a、x、y型、絲光沸石、硅質(zhì)巖、菱沸石、八面沸石、斜發(fā)沸石和/或它們的離子交換種類：ka、3a、4a、5a、10a、si-cha、itq、zsm、13x、lix、cax、ca-lsx、li-lsx、nax、caa)。

55、吸附劑材料或催化劑是珠粒、丸粒的形式或例如泡沫、織物、整料或?qū)訅翰牧系奶囟ńY(jié)構(gòu)的形式。

56、本公開還涉及空氣或氣體處理單元，優(yōu)選地氧氣或氮?dú)獍l(fā)生器，或空氣或氣體干燥器，或脫硫單元，或溶劑蒸氣回收單元，或硅烷去除單元，或痕量放射性稀有氣體去除單元，或汞蒸氣捕集單元，或除臭和空氣清新單元，或痕量氨去除單元，或制氫單元，或氣體分離器，或醇脫水器，或氣相色譜儀，或二氧化碳和/或硫化氫和/或甲烷和/或乙烷去除單元，所述空氣或氣體處理單元構(gòu)造成從自至少第一孔口和/或自至少第二孔口接收的氣體去除至少部分組分，所述空氣或氣體處理單元包括至少一個(gè)如上所述的容器，所述容器構(gòu)造成優(yōu)選接收具有位于1.1巴絕對壓力至30巴絕對壓力之間的壓力的壓縮氣體。

57、根據(jù)本公開的第二方面，公開了一種用于使用如上所述的容器的方法，包括以下步驟：

58、-從所述至少第一孔口(或相應(yīng)地從所述至少第二孔口)接收氣體，

59、-所述吸附劑材料或催化劑至少部分地吸附或捕集由所述吸附劑材料或催化劑接收的氣體的至少一種組分，同時(shí)一個(gè)或多個(gè)所述柔性可壓縮元件壓抵所述吸附劑材料或催化劑，

60、-從所述至少第二孔口(或相應(yīng)地從所述至少第一孔口)釋放氣體。

61、從吸附劑材料或催化劑釋放的氣體具有與由吸附劑材料或催化劑接收的氣體的進(jìn)入組分不同的離開組分。

62、根據(jù)本公開的一些實(shí)施例，該方法可以具有單獨(dú)地采取或根據(jù)任何技術(shù)上可能的組合而采取的以下特征中的一個(gè)或多個(gè)：氣體通過柔性可壓縮元件。

63、當(dāng)氣體通過吸附劑材料或催化劑時(shí)，吸附劑材料或催化劑基本上保持固定。

64、由所述至少第一孔口或所述至少第二孔口接收的氣體和/或從所述至少第二孔口或所述至少第一孔口釋放的氣體具有在0.1nm3/h和16000nm3/h之間的流量。