一种吸附装置的填料装置

摘要

本发明公开了一种吸附装置的填料装置，能够延长二氧化碳气体的停留时间，实现热量的高效交换，提高能源利用率，提升脱附效果。包括加热支撑架、填料层支架以及多个填料单元；其中，所述填料层支架沿所述加热支撑架的长度方向水平延伸布置，所述填料层支架的两侧交替开设有凹槽；所述填料单元一侧上开设有与所述凹槽相对应的卡槽，填料单元通过所述卡槽与填料层支架卡接，所述填料单元的一侧与加热支撑架的内壁相接触。

权利要求

1.一种吸附装置的填料装置，其特征在于，包括加热支撑架(3)、填料层支架(4)以及多个填料单元(2)；

其中，所述填料层支架(4)沿所述加热支撑架(3)的长度方向水平延伸布置，所述填料层支架(4)的两侧交替开设有凹槽(12)；

所述填料单元(2)一侧上开设有与所述凹槽(12)相对应的卡槽(13)，填料单元(2)通过所述卡槽(13)与填料层支架(4)卡接，所述填料单元(2)的一侧与加热支撑架(3)的内壁相接触；

所述卡槽(13)至填料单元(2)的两端分为长端和短端，所述长端的端面与加热支撑架(3)的顶部内壁或底部内壁相接触，所述短端的端面与加热支撑架(3)的底部内壁或顶部内壁之间存在空隙；

所述长端的端面与加热支撑架(3)的顶部内壁相接触为上长下短结构的填料单元(2)，所述长端的端面与加热支撑架(3)的底部内壁相接触为上短下长结构的填料单元(2)，上长下短结构的填料单元(2)与上短下长结构的填料单元(2)依次交替设置。

2.根据权利要求1所述的一种吸附装置的填料装置，其特征在于，所述填料单元(2)的高度小于所述加热支撑架(3)的高度。

3.根据权利要求1所述的一种吸附装置的填料装置，其特征在于，所述加热支撑架(3)的一端设有热流体进口(7)，另一端设有热流体出口(8)。

4.根据权利要求1所述的一种吸附装置的填料装置，其特征在于，所述卡槽(13)的厚度大于所述填料层支架(4)的厚度。

5.根据权利要求1所述的一种吸附装置的填料装置，其特征在于，所述卡槽(13)内壁上开设有通孔。

6.根据权利要求1所述的一种吸附装置的填料装置，其特征在于，所述凹槽(12)的长度大于所述填料层支架(4)宽度的一半。

说明书

一种吸附装置的填料装置

技术领域

[0001] 本发明属于二氧化碳捕捉吸附技术领域，具体涉及一种吸附装置的填料装置。

背景技术

[0002] 由于全球变暖和碳排放的问题，寻找替代化石燃料方法的同时，碳捕集技术成为研究热点。其中，主要手段之一是利用吸附法通过化学手段将排放的二氧化碳沉积到吸附剂表面，当沉积量达到饱和状态时，再将吸附剂加热到100℃以上，从而分离出高纯度的二氧化碳。再将分离出高纯度的二氧化碳作为温室作物的养料，能够提高约30％的生长速度，或作为汽水的食品添加剂等等进行再利用。

[0003] 但目前现有的二氧化碳吸附装置仍然存在以下技术问题：

[0004] 吸附装置内布置填料时多采用层层叠加或者堆积式的填充方式，这样的填料方式使得吸附的二氧化碳气体停留时间短，不利于脱附再生时外部热量的高效交换，且吸附材料上富集的气体物质得不到充分接触，降低能源利用率的同时会导致脱附效果不佳。

发明内容

[0005] 针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种吸附装置的填料装置，能够延长二氧化碳气体的停留时间，实现热量的高效交换，提高能源利用率，提升脱附效果。

[0006] 本发明是通过以下技术方案来实现：

[0007] 一种吸附装置的填料装置，包括加热支撑架、填料层支架以及多个填料单元；

[0008] 其中，所述填料层支架沿所述加热支撑架的长度方向水平延伸布置，所述填料层支架的两侧交替开设有凹槽；

[0009] 所述填料单元一侧上开设有与所述凹槽相对应的卡槽，填料单元通过所述卡槽与填料层支架卡接，所述填料单元的一侧与加热支撑架的内壁相接触。

[0010] 优选地，所述填料单元的高度小于所述加热支撑架的高度。

[0011] 优选地，所述卡槽至填料单元的两端分为长端和短端，所述长端的端面与加热支撑架的顶部内壁或底部内壁相接触，所述短端的端面与加热支撑架的底部内壁或顶部内壁之间存在空隙。

[0012] 优选地，所述长端的端面与加热支撑架的顶部内壁相接触为上长下短结构的填料单元，所述长端的端面与加热支撑架的底部内壁相接触为上短下长结构的填料单元，上长下短结构的填料单元与上短下长结构的填料单元依次交替设置。

[0013] 优选地，所述加热支撑架的一端设有热流体进口，另一端设有热流体出口。

[0014] 优选地，所述卡槽的厚度大于所述填料层支架的厚度。

[0015] 优选地，所述卡槽内壁上开设有通孔。

[0016] 优选地，所述凹槽的长度大于所述填料层支架宽度的一半。

[0017] 与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

[0018] 本发明提供一种吸附装置的填料装置，所述填料装置设置在吸附装置内部，通过设置有多个填料单元，填料单元内可散堆足够的或装填规整的吸附脱附材料用于实现吸附脱附，其中，多个填料单元卡挂在吸附装置内部的填料层支架上，对称交错布置形成特殊填料结构的气体通道，并结合吸附装置内部设置的加热支撑架通入热流体，热流体流经弯形的气体通道为填料单元内部的吸附脱附材料提供热量，本发明设计的特殊结构的填料单元布置形式能够增加携带热量流体的湍动程度和停留时间，最大程度的利用热量并与吸附材料充分接触，达到提高脱附再生效果的目的。

[0019] 进一步地，本发明中采用特殊的填料单元，将其设计为上长下短结构的填料单元与上短下长结构的填料单元两种结构形式，再结合对称交错的布置方式，使热介质在吸附装置内部的水平和垂直方向都能够以弯道形式流通，从而进一步增加了热流体的停留时间和垂直、水平两个方向的湍动程度，使吸附材料上富集的气体物质得到充分接触，达到充分利用热量进行高效换热的目的，也促进了吸附气体分子的脱附和脱附材料的再生，且本发明所述的填料装置结构简单，容易加工，装卸方便，热效率高。

附图说明

[0020] 图1是本发明填料装置的结构示意图；

[0021] 图2是本发明填料装置的俯视图；

[0022] 图3是本发明上短下长填料单元的左视图；

[0023] 图4是本发明上长下短填料单元的左视图；

[0024] 图5是本发明填料装置的气体路径示意图。

[0025] 图中，1‑填料装置主体，2‑填料单元，3‑加热支撑架，4‑填料层支架，5‑热流体垂直路径，6‑外壳，7‑热流体进口，8‑热流体出口，9‑热流体水平路径，10‑上长下短填料单元，11‑上短下长填料单元，12‑凹槽，13‑卡槽，14‑气体路径。

具体实施方式

[0026] 下面结合附图对本发明的原理和特征做进一步的详细说明，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

[0027] 需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。

[0028] 除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

[0029] 本发明提供一种吸附装置的填料装置，如图1所示，包括加热支撑架3、填料层支架4以及多个填料单元2；

[0030] 其中，所述填料层支架4沿所述加热支撑架3的长度方向水平延伸布置，所述填料层支架4的两侧交替开设有凹槽12；

[0031] 所述填料单元2一侧上开设有与填料层支架4的凹槽12相对应的卡槽13，填料单元2通过所述卡槽13与填料层支架4卡接，所述填料单元2的一侧与加热支撑架3的内壁相接触。

[0032] 本发明提供一种吸附装置的填料装置，所述填料装置设置在吸附装置内部，通过设置有多个填料单元2，填料单元2内可散堆足够的或装填规整的吸附脱附材料用于实现吸附脱附，其中，多个填料单元2卡挂在吸附装置内部的填料层支架4上，对称交错布置形成特殊填料结构的气体通道，并结合吸附装置内部设置的加热支撑架3通入热流体，热流体流经弯形的气体通道为填料单元2内部的吸附脱附材料提供热量，本发明设计的特殊结构的填料单元2布置形式能够增加携带热量流体的湍动程度和停留时间，最大程度的利用热量并与吸附材料充分接触，达到提高脱附再生效果的目的。

[0033] 优选地，所述卡槽13至填料单元2的两端分为长端和短端，其中，所述长端的长度大于短端的长度，所述长端的端面与加热支撑架3的顶部内壁或底部内壁相接触，所述短端的端面与加热支撑架3的底部内壁或顶部内壁之间存在空隙。

[0034] 优选地，所述长端的端面与加热支撑架3的顶部内壁相接触为上长下短结构的填料单元2，所述长端的端面与加热支撑架3的底部内壁相接触为上短下长结构的填料单元2，上长下短结构的填料单元2与上短下长结构的填料单元2依次交替设置。本发明所述的特殊的填料单元2在吸附装置内部对称交错布置，使上短下长和上长下短两种结构形式交错，为吸附装置内的气体流动提供垂直通道。

[0035] 进一步地，本发明中采用特殊的填料单元2，将其设计为上长下短结构的填料单元2与上短下长结构的填料单元2两种结构形式，再结合对称交错的布置方式，使热介质在吸附装置内部的水平和垂直方向都能够以弯道形式流通，从而进一步增加了热流体的停留时间和垂直、水平两个方向的湍动程度，使吸附材料上富集的气体物质得到充分接触，达到充分利用热量进行高效换热的目的，也促进了吸附气体分子的脱附和脱附材料的再生，且本发明所述的填料装置结构简单，容易加工，装卸方便，热效率高。

[0036] 优选地，所述填料单元2的高度小于所述加热支撑架3的高度。

[0037] 其中，所述加热支撑架3的一端设有热流体进口7，另一端设有热流体出口8，热流体通过一端的热流体进口7进入到装置内部后开始流通，流经气体通道完成热交换后由热流体出口8流出，实现整个过程的吸附和热交换。

[0038] 优选地，所述卡槽13的厚度大于所述填料层支架4的厚度，流出热流体与填料单元2内部吸附脱附材料的热交换通道。

[0039] 优选地，所述卡槽13内壁上开设有通孔，沿着热流体的流程布置小孔，为填料单元2内部的脱附材料提供热量，实现热交换。

[0040] 优选地，所述凹槽12的长度大于所述填料层支架4宽度的一半，使其形成弯曲的水平流动通道，增加热流体流动时的通道长度和弯曲度，从而增加携带热量流体的湍动程度和停留时间。

[0041] 实施例

[0042] 如图1所示，为本发明某一实施例的填料装置的布置方式。

[0043] 本实施例中吸附装置主体内布置有填料装置主体1，起到捕集富集低浓度气体的作用；其中，特殊结构的填料单元2设置为中部凹形结构，即一侧设置有卡槽，以便卡在加热支撑架3的填料层支架4上。

[0044] 如图3和图4所示，本实施例中的填料单元2分为两种形式，上短下长填料单元11以及上长下短填料单元10，填料单元2对称布置，上短下长填料单元11和上长下短填料单元10依次交替布置，以便为气体留出纵向通道，增加携带热量流体的湍动程度和停留时间，最大程度的利用热量并与吸附材料充分接触，达到提高脱附再生效果的目的。

[0045] 如图2所示，填料层支架4以并排对称的方式排布在加热支撑架3中部，热流体(本实施例中为蒸汽)从热流体进口7由填料装置外壳6外部进入的热介质携带热量进入装置，完成热量传递之后，从热流体出口8离开填料装置，为吸附材料的脱附再生过程中提供热量。

[0046] 上长下短填料单元10和上短下长填料单元11卡在填料层支架4上，热介质从通孔出来，沿着填料层支架4气体路径14与填料单元2里装填的吸附材料充分接触，达到高效的热交换。

[0047] 如图2和图5分别为填料单元2的水平方向和垂直方向的气体路径示意图；热流体进入吸附装置后，在其内部沿着对称交错布置的填料层支架4呈弯形的热流体水平路径9流动，延长了热介质在水平方向上的停留时间；设置的上长下短填料单元10和上短下长填料单元11给垂直方向上的热介质提供了弯曲通道，使其沿着热流体垂直路径5方向流动；增加了热介质在装置内部上下左右湍动的程度，提供了热量与吸附材料的充分接触机会，增加了热介质的停留时间，达到充分换热的目的，同时促进了吸附气体分子的脱附和脱附材料的再生。

[0048] 以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上所述而顺畅地实施本发明；但是,凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时,凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。