專利名稱：整合吸附器頭以及與其相關(guān)的閥設(shè)計(jì)和變化吸附法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及吸附器，其構(gòu)造包括與吸附器頭相關(guān)的閥，其使閥和吸附器床之間的不連通體積(dead volume)最小化并且提供耐用的閥布置。本發(fā)明也廣泛地涉及使用這種吸附器的方法。
背景技術(shù)：
逆流型反應(yīng)器(Reverse-flow reactor, RFR)和吸附單元是本領(lǐng)域已知的。典型的RFR包括，例如，伍爾夫熱解和再生反應(yīng)器以及其他再生反應(yīng)器，其包括再生熱氧化劑(RTO)。這些反應(yīng)器通常用于執(zhí)行循環(huán)的、分批產(chǎn)生的、高溫化學(xué)。再生反應(yīng)器循環(huán)是對(duì)稱的(兩個(gè)方向上相同的化學(xué)或反應(yīng))或非對(duì)稱的(循環(huán)中隨步驟改變的化學(xué)或反應(yīng))。對(duì)稱的循環(huán)通常用于相對(duì)溫和的放熱化學(xué)，例子為再生熱氧化(RTO)和自熱重整(ATR)。非對(duì)稱的循環(huán)通常用于執(zhí)行吸熱化學(xué)，并且期望的吸熱化學(xué)與放熱的不同化學(xué)(典型地燃燒)成對(duì)，以提供用于吸熱反應(yīng)的反應(yīng)熱。非對(duì)稱的循環(huán)的例子為伍爾夫熱解法和變壓重整法(PSR)。為了操作RFR，可考慮各種操作特征。例如，RFR的一個(gè)特征是氣體小時(shí)空間速度，其是氣體經(jīng)過(guò)給定反應(yīng)器體積的空間速度。典型地，高的氣體小時(shí)空間速度(并因此反應(yīng)器生產(chǎn)力)具有小的反應(yīng)器循環(huán)時(shí)間，而低的氣體小時(shí)空間速度具有較長(zhǎng)的反應(yīng)器循環(huán)時(shí)間。對(duì)于使用RFR的熱解方法，需要高的速度以實(shí)現(xiàn)促進(jìn)向優(yōu)選產(chǎn)物轉(zhuǎn)化的短的停留時(shí)間。第二個(gè)特征是在一個(gè)循環(huán)結(jié)束時(shí)留在RFR中的氣體體積(空隙體積)應(yīng)當(dāng)被管理，例如，清除，然后開(kāi)始下一個(gè)循環(huán)，其氣體體積管理可導(dǎo)致低效和另外的成本。第三個(gè)特征是提供快速傳熱(用于陡的熱梯度并且產(chǎn)生高效率)需要的床結(jié)構(gòu)(填充物，packing)也導(dǎo)致高的壓降。因此，RFR設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)考慮空間速度、空隙體積和填充物性能以適當(dāng)管理系統(tǒng)。因此，常規(guī)RFR中的某些缺點(diǎn)，比如常規(guī)填充物的性能和長(zhǎng)的循環(huán)時(shí)間，已經(jīng)阻止這些反應(yīng)器廣泛地用在能源和石油化學(xué)領(lǐng)域。RFR歷史上在床結(jié)構(gòu)中利用不同的填充物材料。典型地，這些逆流型反應(yīng)器利用格子磚、卵石床或其他可用的填充物。該類型的床結(jié)構(gòu)通常具有低的幾何表面積(av)，其使每單位反應(yīng)器長(zhǎng)度的壓降最小化，但也降低體積的傳熱速率。非對(duì)稱的逆流型反應(yīng)器的一個(gè)基本原則是熱儲(chǔ)存在一個(gè)步驟中并且用于完成第二步驟中期望的吸熱化學(xué)。因此，每體積的反應(yīng)器可實(shí)現(xiàn)的期望的化學(xué)的量直接涉及體積的傳熱速率。較低的傳熱速率相應(yīng)地需要較大的反應(yīng)器體積，以實(shí)現(xiàn)相同量的期望的化學(xué)產(chǎn)量。較低的傳熱速率可能不足以捕獲來(lái)自RFR流的熱，導(dǎo)致較大的明顯熱損失和隨后較低的效率。較低的傳熱速率也可導(dǎo)致較長(zhǎng)的循環(huán)時(shí)間，因?yàn)閮?chǔ)存的熱被更緩慢地使用，并且因此持續(xù)更長(zhǎng)時(shí)間用于給定的床溫度規(guī)定。具有低av格子磚或卵石床填充物的歷史上的RFR是較大的(例如，較長(zhǎng)的并且更資金密集的)并且循環(huán)時(shí)間為兩分鐘或更長(zhǎng)。這樣，這些反應(yīng)器限制反應(yīng)器效率和實(shí)際的反應(yīng)器尺寸。作為增強(qiáng)，一些RFR在床結(jié)構(gòu)內(nèi)可利用工程化的填充物。工程化的填充物可包括以具體構(gòu)造提供的材料，比如蜂巢、多孔陶瓷或類似結(jié)構(gòu)。與其他床結(jié)構(gòu)相比，這些工程化的填充物具有較高的幾何表面積(av)。該類型填充物的使用允許較高的氣體小時(shí)空間速度、較高的體積反應(yīng)器生產(chǎn)力、較高的熱效率，和較小的、更經(jīng)濟(jì)的反應(yīng)器。但是，這些更經(jīng)濟(jì)的反應(yīng)器更快速地使用熱并且從而可能需要減少循環(huán)時(shí)間。變壓重整方法(PSR)是這種優(yōu)選的RFR的例子。進(jìn)一步，由于使用該類型填充物材料，可減少反應(yīng)器的尺寸，其提供顯著的資金成 本節(jié)約。但是，調(diào)整反應(yīng)器的填充物材料影響其他操作特征。例如，體積的表面積(av)的增加通常使用較小流動(dòng)通道完成，較小流動(dòng)通道導(dǎo)致每單位反應(yīng)器長(zhǎng)度的較高壓降。為補(bǔ)償此，這些增強(qiáng)的RFR配置為具有短的長(zhǎng)度。當(dāng)應(yīng)用于大的石油化學(xué)應(yīng)用時(shí)，增加直徑以確保高的生產(chǎn)力，但是長(zhǎng)度受壓降限制，因此導(dǎo)致高的直徑長(zhǎng)度比(D/L)。常規(guī)反應(yīng)器設(shè)計(jì)通常收集出現(xiàn)在床上的流體并且通過(guò)管道輸送那些流體至一些外部閥。這種提供管道輸送的體積與反應(yīng)器直徑有一些成比例，因?yàn)橥ㄟ^(guò)管道輸送需要從整個(gè)直徑收集氣體。因此，對(duì)于具有高D/L比的常規(guī)反應(yīng)器，與床的內(nèi)部體積相比，通過(guò)管道輸送的體積可以非常大。增強(qiáng)的RFR的常規(guī)反應(yīng)器設(shè)計(jì)的使用因此導(dǎo)致大的空隙體積(主要在通過(guò)管道輸送中)，這產(chǎn)生氣體體積管理的問(wèn)題。令人遺憾的是，常規(guī)反應(yīng)器閥系統(tǒng)具有某些限制，其不能適當(dāng)操作用于增強(qiáng)的、高生產(chǎn)力反應(yīng)器(例如，采用短的循環(huán)時(shí)間的緊湊型反應(yīng)器)。例如，常規(guī)反應(yīng)器閥系統(tǒng)通常不能滿足RFR持久性要求并且不可處理短的循環(huán)時(shí)間。石油化學(xué)閥可具有500，000個(gè)循環(huán)數(shù)量級(jí)的最大循環(huán)壽命，其對(duì)應(yīng)小于一年的操作——對(duì)于涉及快速循環(huán)時(shí)間的石油化學(xué)應(yīng)用是不夠的。另外，常規(guī)閥放置在反應(yīng)器外部并且使用歧管裝置，以在床和閥之間攜帶氣體，同時(shí)提供跨床的均勻的流動(dòng)分布。給定RFR寬的和短的床，該歧管裝置容納在每次循環(huán)改變時(shí)必須被管理的大的氣體體積。盡管在上述反應(yīng)器和常規(guī)吸附裝置之間存在一些相似性，但是吸附單元設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)通常不同于反應(yīng)器設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。在吸附裝置中，可以存在或不存在化學(xué)反應(yīng)。許多吸附方法依賴于不涉及化學(xué)反應(yīng)的物理過(guò)程。而且，吸附動(dòng)力學(xué)與反應(yīng)動(dòng)力學(xué)通常不具有可比性。因此，期望提供下述吸附器，其使它的閥和吸附器床之間的不連通體積最小化，同時(shí)在不規(guī)則的(rugged)高溫條件下在吸附器入口和出口處提供延長(zhǎng)的閥壽命至數(shù)百萬(wàn)個(gè)循環(huán)。進(jìn)一步，需要增強(qiáng)的方法和裝置以實(shí)施工業(yè)規(guī)模的吸附器，其具有增強(qiáng)循環(huán)時(shí)間和管理循環(huán)之間流體清除(purge)的閥。本技術(shù)提供克服上述一種或多種缺陷的方法和裝置
發(fā)明內(nèi)容
提供了吸附器，其包括a)吸附器主體；b)與吸附器主體接合的第一頭；c)第一導(dǎo)管，其從所述頭的外部延伸以至少部分穿過(guò)所述頭；和d)與所述第一導(dǎo)管流體連通的第一閥，其控制流體沿著從第一閥延伸通過(guò)吸附器主體的流動(dòng)路徑的流動(dòng)。對(duì)于本目的，“流動(dòng)路徑”可表征為流體通過(guò)的總體積，包括開(kāi)放流動(dòng)路徑。對(duì)于本目的，“頭”可為中凹(dished)頭,意思是它內(nèi)部基本上為凹形,例如，其可為大體圓形、大體橢圓形，大體準(zhǔn)球形，或大體半球形。也提供了吸附器，其包括a)吸附器主體，其部分封裝包括兩個(gè)基本上相對(duì)的開(kāi)口端的吸附區(qū)域山)第一頭，其覆蓋吸附器主體的一端；c)第二頭，其覆蓋吸附器主體的相對(duì)端；d)固定床，其包括接近第一頭的區(qū)域、接近第二頭的區(qū)域和布置在其間的中央?yún)^(qū)域，其中固定床布置在吸附器主體內(nèi)并且包括能夠促進(jìn)氣流吸附的固體材料；e)與第一頭關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)氣流入口和與第二頭關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)氣流出口，與第一頭關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)氣流入口打開(kāi)通過(guò)第一頭并且進(jìn)入吸附器主體的路徑，與第二頭關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)氣流出口打開(kāi)從吸附器主體通過(guò)第二頭的路徑；f)至少一個(gè)入口提升閥，其控制氣流入口并且與和入口關(guān)聯(lián)的頭整合，入口提升閥包括線性可啟動(dòng)閥桿；g)至少一個(gè)出口提升閥，其控制氣流·出口并且與和出口關(guān)聯(lián)的頭整合，出口提升閥包括線性可啟動(dòng)閥桿jPh)可接合f)和/或
g)的線性可啟動(dòng)閥桿的至少一個(gè)致動(dòng)器，其通過(guò)向提升閥施加線性運(yùn)動(dòng)使得氣體從吸附器的外部通過(guò)至吸附器主體的內(nèi)部以及從吸附器主體的內(nèi)部通過(guò)至吸附器外部提供閥打開(kāi)和關(guān)閉，以便提供可改變的流動(dòng)操作。進(jìn)一步提供逆流式吸附器中至少兩個(gè)流的快速流轉(zhuǎn)換的方法，所述逆流式吸附器包括吸附器主體，其部分封裝包括兩個(gè)基本上相對(duì)的開(kāi)口端的吸附區(qū)域；第一頭，其覆蓋吸附器主體的一端；第二頭，其覆蓋吸附器主體的相對(duì)端；布置在吸附器主體內(nèi)的固定床，其包括能夠促進(jìn)氣流吸附的固體材料。方法包括i)引導(dǎo)來(lái)自一個(gè)或多個(gè)入口氣體源的至少一種第一氣流至與第一頭關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)氣流入口通過(guò)第一頭并且進(jìn)入吸附器主體，以及從吸附器主體撤回(withdraw)經(jīng)處理的第一氣流并且通過(guò)第二頭至與第二頭關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)氣流出口 ；其中所述引導(dǎo)和撤回分別由位于第一頭中的至少一個(gè)吸入(intake)提升閥和位于第二頭中的至少一個(gè)排氣提升閥控制；和ii)引導(dǎo)來(lái)自一個(gè)或多個(gè)入口氣體源的至少一種第二氣流至與第二頭關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)氣流入口通過(guò)第二頭并且進(jìn)入吸附器主體，以及從吸附器主體撤回經(jīng)處理的第二氣流并且通過(guò)第一頭至與第一頭關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)氣流出口，其中所述引導(dǎo)和撤回分別由位于第二頭中的至少一個(gè)吸入提升閥或其他吸入流動(dòng)控制機(jī)構(gòu)和位于第一頭中的至少一個(gè)排氣提升閥控制。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式中，在允許閥的打開(kāi)和流重新分配的吸附器床頂部的空間是不連通體積。不連通體積優(yōu)選地以變化吸附方法清除，以獲得較高的產(chǎn)品回收。例如，有益的不連通體積為在每端容器直側(cè)的約O. 5 - 2. 0%。床內(nèi)均勻的流動(dòng)分布優(yōu)選提供足夠的容量(capacity)使得吸附器經(jīng)濟(jì)化。優(yōu)選地，為通道的流速提供O. 5_2. 0%的變化系數(shù)。附圖
簡(jiǎn)述圖I是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式具有單個(gè)頭和關(guān)聯(lián)的閥組件的非對(duì)稱吸附器的圖解。圖2是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式具有相對(duì)的平頭和關(guān)聯(lián)的閥組件以及歧管的非對(duì)稱吸附器的圖解。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式用于吸附器的與平的吸附器頭關(guān)聯(lián)的閥組件和歧管的圖解。圖4是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式并入非對(duì)稱逆流式吸附器的中凹橢圓形頭的閥組件和歧管的圖解。 圖5A和5B是示例性提升閥。圖6顯示示例性提升閥。圖7顯示示例性提升閥。圖8顯小/」、例性提升閥和吸附床。圖9顯示示例性提升閥。 發(fā)明詳述提供吸附器系統(tǒng)，其在閥和吸附器床之間具有減少的開(kāi)放流動(dòng)路徑體積，通過(guò)基本上將閥整合進(jìn)入吸附器頭的吸附器構(gòu)造或設(shè)計(jì)，即使在高溫條件下可實(shí)現(xiàn)延長(zhǎng)的閥壽命。這種設(shè)計(jì)可確保引入和去除總體大的流動(dòng)體積，最小的壓降和低的不連通體積，以及基本上均勻的流動(dòng)分布。對(duì)于本目的，開(kāi)放流動(dòng)路徑體積對(duì)應(yīng)吸附器床外部的體積，其影響沿著閥和吸附床之間的流動(dòng)路徑的氣體處理。該開(kāi)放流動(dòng)路徑體積對(duì)吸附器中氣體的處理貢獻(xiàn)較少，但是可保持大量的氣體，應(yīng)當(dāng)通過(guò)相反步驟的產(chǎn)物流中調(diào)節(jié)(accomodate)氣體的一個(gè)步驟或通過(guò)在相反流動(dòng)方向的步驟之間提供機(jī)構(gòu)和/或流體以將該氣體清除(sweep)出吸附器利用吸附器操作循環(huán)中流動(dòng)方向的每次逆轉(zhuǎn)來(lái)管理該大量的氣體。本吸附器的設(shè)計(jì)使用一個(gè)或多個(gè)閥，例如，提升閥一一典型地包括改進(jìn)由閥控制的開(kāi)口的圓盤(pán)狀元件和在其上可操作致動(dòng)機(jī)構(gòu)的桿元件一用于每個(gè)過(guò)程流。如可意識(shí)到，提升閥可包括對(duì)圓盤(pán)狀元件執(zhí)行本質(zhì)上類似功能的其他元件，比如其他幾何形狀(例如，橢圓形或半球形)或不同外形，這取決于具體構(gòu)造。每個(gè)閥可基本上位于吸附器頭內(nèi)。多個(gè)閥可用于在閥外部具有歧管裝置的大直徑頭，以攜帶進(jìn)料和產(chǎn)物至閥或從閥攜帶進(jìn)料和產(chǎn)物。逆流式吸附器，甚至是再生熱交換器，通常對(duì)經(jīng)過(guò)的氣體進(jìn)行一些處理。當(dāng)流動(dòng)逆轉(zhuǎn)時(shí)，接近入口的區(qū)域變成接近出口的區(qū)域，并且一個(gè)步驟的典型的入口條件的氣體組份或條件突然接近于并且甚至流入隨后步驟的出口。對(duì)于非對(duì)稱的逆流式吸附器，在可選步驟中的氣體可能非常不同。一個(gè)步驟中的雜質(zhì)可能不適合下一步。例如，在蒸氣重整中，再生流可主要由氮組成，而重整流可主要由氫組成，并且來(lái)自再生的殘留的氧作為重整產(chǎn)物氫中的污染物可能有問(wèn)題。在本技術(shù)中通過(guò)提供在步驟的結(jié)束時(shí)使吸附器中保留的氣體體積最小化的吸附器使該污染問(wèn)題的程度最小化?？刹扇×硗獾牟襟E以減輕氣體夾帶(carryover)的程度或影響。吸附器可在一個(gè)步驟的結(jié)束時(shí)凈化以消除問(wèn)題組分。在上面提到的蒸氣重整例子中，惰性氣體可引入吸附器，以清除殘留的氧，然后開(kāi)始?xì)渲圃?。凈化氣體可使用本申請(qǐng)中描述的另外的提升閥組引入，或可通過(guò)更常規(guī)的機(jī)構(gòu)引入，比如通過(guò)頭的導(dǎo)管，更常規(guī)的過(guò)程閥和歧管位于頭外部。如本文所描述，實(shí)現(xiàn)高度均勻的床速度對(duì)于凈化流比對(duì)于吸附流可能較不重要，因?yàn)閷?duì)于處理這些凈化流存在降低的期望值?？蛇x地，在吸附器后處理時(shí)可為由于循環(huán)出現(xiàn)的污染物作出調(diào)節(jié)。例如，在蒸氣重整步驟之后留在吸附器中的烴可通過(guò)催化轉(zhuǎn)化器被管理為燃料氣體中的燃燒產(chǎn)物污染物，從而燒掉留下的燃料。吸附器處理后的數(shù)量級(jí)，和/或凈化要求的數(shù)量級(jí)通過(guò)吸附器的使用被最小化，如本文所公開(kāi)，其使留在吸附器中不需要的氣體體積最小化。
在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式中，吸附器包括a)吸附器主體；b)與吸附器主體接合的第一頭；c)第一導(dǎo)管，其從所述頭的外部延伸以至少部分穿過(guò)所述頭；和d)與所述第一導(dǎo)管流體連通的第一閥，其控制流體沿著從第一閥延伸并且通過(guò)吸附器主體的流動(dòng)路徑的流動(dòng)。在某些實(shí)施方式中，術(shù)語(yǔ)“導(dǎo)管”描述吸附器的下述那些部分，其可以為來(lái)自吸附器主體外部位置的流體流動(dòng)并且通過(guò)至少一部分頭或與頭關(guān)聯(lián)的閥座、朝著吸附器主體提供通路。在一些實(shí)施方式中，導(dǎo)管完全延伸通過(guò)頭并且進(jìn)入吸附器主體。在某些實(shí)施方式中，導(dǎo)管可包括歧管或吸附器的其他部分，其引導(dǎo)流體從吸附器主體外部流向吸附器主體。為了本目的，“流動(dòng)路徑”可表征為吸附器內(nèi)進(jìn)料氣體和/或產(chǎn)物穿過(guò)其流動(dòng)的空間。流動(dòng)路徑的體積通常由下述組成i)吸附器床的固體-流體接觸部分內(nèi)的填充的(packed)流動(dòng)路徑體積(下面進(jìn)一步表征)和ii)閥(一個(gè)或多個(gè))和吸附器床之間的開(kāi)放流動(dòng)路徑體積、以及吸附器床內(nèi)任何開(kāi)放流 動(dòng)部分(下面進(jìn)一步表征)。典型地，產(chǎn)物流體通過(guò)控制入口閥流入吸附器并且通過(guò)控制出口閥流出吸附器。隨著流體穿過(guò)入口閥和出口閥之間，其行進(jìn)通過(guò)與吸附器容量(content)(稱為填充流動(dòng)路徑體積)充分接觸的區(qū)域和與吸附器床容量(稱為開(kāi)放流動(dòng)路徑體積)較少接觸的區(qū)域。當(dāng)流動(dòng)的流體從入口閥通過(guò)到達(dá)出口閥時(shí)可接受流動(dòng)的流體的吸附器體積內(nèi)的通路的總和本文認(rèn)為是流體“流動(dòng)路徑”，并且其包括填充和開(kāi)放吸附器體積二者。典型地，這兩個(gè)體積總計(jì)為在閥之間流動(dòng)可達(dá)的總的吸附器體積，所述閥在流動(dòng)路徑的相對(duì)端并且控制流體沿著流動(dòng)路徑的流動(dòng)。方便地，閥處于閉合位置時(shí)測(cè)量并且計(jì)算這種體積。在吸附器容器周邊的絕緣材料體積通常不認(rèn)為是流動(dòng)路徑體積的一部分，因?yàn)椴黄谕魏螌?shí)質(zhì)的流動(dòng)穿過(guò)絕緣材料。在體相(bulk)基礎(chǔ)上計(jì)算體積，以包括吸附器組件內(nèi)的固體空間和空隙空間，只要固體合理的接近流體流動(dòng)路徑，優(yōu)選地在離開(kāi)流體流動(dòng)路徑小于2厘米(cm)的距離。在一些實(shí)施方式中，吸附器進(jìn)一步包括下述中的至少一個(gè)e)與所述吸附器主體結(jié)合的第二頭；f)第二導(dǎo)管，其從第一頭或第二頭的外部延伸以至少部分通過(guò)所述各個(gè)頭；和g)第二閥，其與所述第二導(dǎo)管流動(dòng)連通，控制流體沿著流動(dòng)路徑的流動(dòng)，所述流動(dòng)路徑包括從吸附器主體延伸至第二閥的部分。在一些實(shí)施方式中，當(dāng)流動(dòng)路徑中的流體沿第一流動(dòng)方向流動(dòng)時(shí)，第一閥處于基本開(kāi)啟位置，并且當(dāng)所述流動(dòng)路徑中的流體沿第二相反的流動(dòng)方向流動(dòng)時(shí)，第一閥處于基本閉合位置。吸附器可在流動(dòng)路徑至少一部分的相對(duì)兩側(cè)上具有第一閥對(duì)，其中當(dāng)所述流動(dòng)路徑中的流體沿第一流動(dòng)方向流動(dòng)時(shí)，所述第一閥和第二閥每個(gè)為基本開(kāi)啟位置并且當(dāng)所述流動(dòng)路徑中的流體沿第二、相反的流動(dòng)方向流動(dòng)時(shí)，所述第一閥和第二閥每個(gè)為基本閉合位置。在一些實(shí)施方式中，吸附器進(jìn)一步包括h)第三導(dǎo)管，其從第一頭或第二頭的外部延伸以至少部分通過(guò)各個(gè)頭；i)第三閥，其與所述第三導(dǎo)管流動(dòng)連通，控制流體沿著流動(dòng)路徑的流動(dòng)，所述流動(dòng)路徑包括從吸附器主體延伸至第三閥的部分；j)第四導(dǎo)管，其從第一頭或第二頭的外部延伸以至少部分通過(guò)各個(gè)頭；和k)第四閥，其與所述第二導(dǎo)管流動(dòng)連通，控制流體沿著流動(dòng)路徑的流動(dòng)，所述流動(dòng)路徑包括從吸附器主體延伸至第四閥的部分。吸附器在流動(dòng)路徑至少一部分的相對(duì)兩側(cè)上可具有包括所述第三閥和所述第四閥的第二閥對(duì)，控制沿第二、相反的流動(dòng)方向流動(dòng)，其中當(dāng)所述流動(dòng)路徑中的流體沿第一流動(dòng)方向流動(dòng)時(shí)第三閥和第四閥每個(gè)為基本閉合位置并且當(dāng)所述流動(dòng)路徑中的流體沿第二、相反的流動(dòng)方向流動(dòng)時(shí)第三閥和第四閥每個(gè)為基本開(kāi)啟位置。在某些實(shí)施方式中，吸附器是能夠以再生吸附器循環(huán)操作的再生吸附器，所述再生吸附器循環(huán)是對(duì)稱的，即，在兩個(gè)方向具有相同的吸附動(dòng)力學(xué)。在其他實(shí)施方式中，吸附器是能夠以非對(duì)稱再生循環(huán)操作的再生吸附器，S卩，非對(duì)稱的逆流式吸附器，其中吸附動(dòng)力學(xué)根據(jù)循環(huán)中的每個(gè)步驟、或定向的流動(dòng)而改變。無(wú)論如何，非對(duì)稱的逆流式吸附器需要結(jié)合的正向流動(dòng)和結(jié)合的逆向流動(dòng)的組份不同。在其他實(shí)施方式中，吸附器包括一個(gè)或多個(gè)另外的閥，每個(gè)與所述第一、第二、第三或第四導(dǎo)管之一經(jīng)另外的導(dǎo)管流動(dòng)連通，所述另外的導(dǎo)管延伸至少部分通過(guò)所述另外的導(dǎo)管的各個(gè)頭，同相地操作與所述另外的導(dǎo)管流體連通的任何其他閥并且控制流體沿著流動(dòng)路徑的流動(dòng)，所述流動(dòng)路徑包括從吸附器主體延伸至各個(gè)閥的部分。在這些實(shí)施方式中，術(shù)語(yǔ)“流動(dòng)連通”或“流體連通”意思是直接流動(dòng)連通，即，沒(méi)有意欲阻擋流動(dòng)的插入的閥或其他封閉物，并且也意味著頭或所附歧管內(nèi)的流動(dòng)連通，即，不是依靠吸附器流動(dòng)路徑的流體連通。這種實(shí)施方式包括攜帶流體至其關(guān)聯(lián)閥的另外的導(dǎo)管整個(gè)位于其頭內(nèi)的那些。例 如，導(dǎo)管從頭的外部進(jìn)入(為主導(dǎo)管)并且分枝成一個(gè)或多個(gè)“另外的導(dǎo)管”(或次導(dǎo)管)，其延伸至不同閥，不同閥控制從導(dǎo)管通過(guò)閥流動(dòng)至引導(dǎo)通過(guò)吸附器主體的流動(dòng)路徑。正向和逆向二者中的流動(dòng)可使用相同的流動(dòng)路徑，方向取決于吸附器中哪個(gè)閥被打開(kāi)并且哪個(gè)閥被關(guān)閉。對(duì)于本目的，取決于具體的吸附器設(shè)計(jì)，“另外的導(dǎo)管”可以為主導(dǎo)管或次導(dǎo)管。這樣，在一些實(shí)施方式中，兩個(gè)相鄰閥(通常在同一頭內(nèi))攜帶相同的氣流并且同相地操作。如這里或遍及本說(shuō)明書(shū)其他地方使用的術(shù)語(yǔ)“同相地操作”指兩個(gè)或更多個(gè)入口閥或者兩個(gè)或更多個(gè)出口閥基本上一起打開(kāi)和關(guān)閉，比如，至少80%重疊，比如至少90%重疊(100%重疊為相同或完全同相)。例如，考慮閥處在某些狀態(tài)即打開(kāi)或關(guān)閉期間的時(shí)間間隔，該時(shí)間間隔的至少80%，比如至少90%，對(duì)于“同相”的所有閥是共同的。在其他實(shí)施方式中，對(duì)閥定相的公差(tolerance)是較嚴(yán)厲的，以確保閥改變之間較小的時(shí)間容限(allowance).在這種實(shí)施方式中，考慮閥在改變狀態(tài)即打開(kāi)或關(guān)閉期間的時(shí)間間隔，時(shí)間間隔的至少80%，優(yōu)選至少90%對(duì)于“同相”的所有閥是共同的。在本技術(shù)的某些實(shí)施方式中，同相的閥可具有從打開(kāi)到關(guān)閉開(kāi)始進(jìn)程的時(shí)間范圍。作為一個(gè)例子，第一閥可在時(shí)間O開(kāi)始打開(kāi)并且為相同相的最后的閥可在將來(lái)的一定時(shí)間h(通常閥打開(kāi)時(shí)間的一小部分，或在一些實(shí)施方式中的閥打開(kāi)時(shí)間)開(kāi)始打開(kāi)并且仍具有相同的流體流動(dòng)組份和方向。同相的閥可打開(kāi)或可不打開(kāi)至相同的升起高度。對(duì)于同相的閥，高度從具有最高升起高度的閥至具有最低升起聞度的閥，最低升起聞度可降至具有最聞升起聞度的閥的升起聞度的20%或甚至50%。第一導(dǎo)管可穿透頭的上部外部表面，而“另外的導(dǎo)管”可整個(gè)包含在頭內(nèi)，盡管另外的導(dǎo)管的關(guān)聯(lián)閥的致動(dòng)機(jī)構(gòu)，在一些實(shí)施方式中可穿透其所處的頭?？蛇x地，該關(guān)聯(lián)的閥可由激活主導(dǎo)管的關(guān)聯(lián)閥的同一機(jī)構(gòu)致動(dòng)。在操作期間，吸附器的這些實(shí)施方式通常包含四個(gè)基礎(chǔ)主導(dǎo)管正向流動(dòng)入口(或吸入)、正向流動(dòng)出口(或排出)、逆向流動(dòng)入口(或吸入)，和逆向流動(dòng)出口(或排出)，至少一個(gè)閥與每個(gè)相關(guān)。在一些實(shí)施方式中，不止一個(gè)閥可與至少一個(gè)基礎(chǔ)導(dǎo)管關(guān)聯(lián)。另外的閥增加與其關(guān)聯(lián)的導(dǎo)管的容積。典型地，與具體主導(dǎo)管或其關(guān)聯(lián)的次導(dǎo)管關(guān)聯(lián)的閥基本上同相地一起操作，以提供在沿著特定流動(dòng)路徑的一個(gè)方向上的流動(dòng)。吸附器的某些實(shí)施方式僅僅利用主導(dǎo)管，在頭的外部延伸，不存在次導(dǎo)管。這改善了關(guān)聯(lián)閥的維修難度，所述關(guān)聯(lián)閥可在吸附器外部可接近。在吸附器的某些實(shí)施方式中，吸附器主體包括吸附器床，并且流動(dòng)路徑的體積由下述組成i)吸附器床的固體-流體接觸部分內(nèi)的填充流動(dòng)路徑體積和ii)閥(一個(gè)或多個(gè))和吸附器床之間的開(kāi)放流動(dòng)路徑體積，以及吸附器床內(nèi)任何開(kāi)放流動(dòng)部分。典型地，填充流動(dòng)路徑體積包括吸附器床中在離固體-流體接觸表面小于2cm距離、優(yōu)選地離固體-流體接觸表面小于Icm距離的體積。這樣定義，填充流動(dòng)路徑體積包括沿著流動(dòng)路徑的固體體積和流體體積二者。典型地，其表示吸附器床的區(qū)域的體相體積，所述吸附器床包含床填充物并且流體通過(guò)其流動(dòng)。在吸附器床所述部分的所有區(qū)域中，吸附器床的固體-流體接觸部分的潮濕面積通常大于O. 5cm2/cm3。如本文所使用術(shù)語(yǔ)“潮濕面積”表示單位體積中流體/固體邊界的面積除以該單位體積。如在本公開(kāi)中所使用，“潮濕”簡(jiǎn)單地指流體和固體之間的分界面而不意味著暗示用具體的流體比如水接觸。潮濕面積在本領(lǐng)域中也稱為填充物表面面積，并且有時(shí)稱為幾何表面積，并且在本領(lǐng)域理解為包括與通過(guò)床的體相流 動(dòng)相關(guān)的通道中的流體/固體邊界。這樣，潮濕面積通常不包括在可能在填充物或通道壁中任何微孔中的面積。在一些實(shí)施方式中，開(kāi)放流動(dòng)路徑體積與填充流動(dòng)路徑體積的比小于1，優(yōu)選地，小于O. 5。通常通過(guò)計(jì)算流動(dòng)路徑中的該體積測(cè)量填充流動(dòng)路徑體積，其中當(dāng)流體通過(guò)吸附器主體時(shí),發(fā)生固體-流體接觸。開(kāi)放流動(dòng)路徑體積構(gòu)成吸附器主體流動(dòng)路徑中體積的剩余部分并且可不僅僅包括吸附器主體中吸附器床上方和下方的那些空間，而且也包括吸附器床內(nèi)其中不發(fā)生固體-流體接觸的區(qū)域，例如，吸附器床內(nèi)的混合區(qū)域或任何其他區(qū)域，其缺乏提供與沿著流動(dòng)路徑流動(dòng)的流體緊密固體接觸的表面。為方便起見(jiàn)，通常在所有的閥處在它們的閉合位置時(shí)計(jì)算開(kāi)放流動(dòng)路徑體積。在一些實(shí)施方式中，吸附器床包括固定床核心，其包括能夠熱交換的固體材料。選擇這種固體材料以便可持久抵抗吸附器內(nèi)的物理和化學(xué)條件，并且取決于意圖使用的吸附方法，可包括金屬、陶瓷或其他。在某些實(shí)施方式中，至少一個(gè)閥是提升閥，其包括與閥桿元件連接的圓盤(pán)狀元件。提升閥圓盤(pán)狀元件通常具有面向接近的吸附器床表面的表面，與在內(nèi)燃機(jī)中遇到的那些相似。圓盤(pán)狀元件的表面可為大體圓形，用于坐落在大體圓形的孔中。對(duì)于本目的，術(shù)語(yǔ)“大體圓形”可包括橢圓形，比如在某些高性能引擎中發(fā)現(xiàn)的那些。該表面可也為平的或成型的(profiled)。在某些實(shí)施方式中，其中提升閥圓盤(pán)狀元件可具有相對(duì)于在孔上操作提升閥圓盤(pán)狀元件的孔向內(nèi)或向外成型的表面。在一些實(shí)施方式中，提升閥的表面基本上與接近的吸附器表面平行。用于本技術(shù)的其他合適的閥是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的，并且可包括回轉(zhuǎn)閥、套閥、滑閥，柱塞閥和蝶形閥。閥由合適的材料制造，所述材料可經(jīng)受，比如吸附器內(nèi)特定閥位置遇到的溫度、壓力、吸附器維護(hù)計(jì)劃等的條件。對(duì)于極高溫條件可使用陶瓷，而金屬閥適合低于該溫度的大部分應(yīng)用。取決于吸附器設(shè)計(jì)，提升閥朝著吸附器床打開(kāi)或遠(yuǎn)離吸附器床打開(kāi)。其中提升閥朝著吸附器床打開(kāi)的某些實(shí)施方式可能是優(yōu)選的，因?yàn)楣芾砹鲃?dòng)的方便和管道布置中的壓降和/或頭設(shè)計(jì)。其中提升閥遠(yuǎn)離吸附器床打開(kāi)的實(shí)施方式出于兩個(gè)原因可能是優(yōu)選的。第一，為釋放過(guò)度加壓的吸附器的壓力，例如，其中壓力足以超過(guò)由偏置閉合彈簧產(chǎn)生的力。這可排除對(duì)單獨(dú)壓力安全閥的需要并且可用于吸附器容易遭受快速壓力增加的情況。而且，這種實(shí)施方式在吸附器中比提升閥朝著吸附器床打開(kāi)的那些提供較少的不連通空間(deadspace)。流動(dòng)分配器在這種實(shí)施方式中是有用的，以控制所得不同的流動(dòng)模式并且填充吸附器中另外的不連通空間。在某些其他實(shí)施方式中，氣體分配器或機(jī)構(gòu)可位于閥和床表面之間。氣體分配器機(jī)械裝置的一個(gè)例子描述在美國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi)號(hào)2007/0144940中。氣體分配器機(jī)械裝置可起到在床內(nèi)引導(dǎo)氣體選擇通道的作用。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，基本打開(kāi)的閥和床表面之間的間距(spacing)，比如圓盤(pán)狀元件直徑的5%至200%，為這種分配器提供足夠的空間。但是，這種機(jī)械裝置以及其他吸附器零件比如床支撐結(jié)構(gòu)的存在，可在優(yōu)選范圍的較高端產(chǎn)生改善的間距和/或產(chǎn)生床-閥間距的選擇。典型地，運(yùn)轉(zhuǎn)期間在完全開(kāi)啟位置的提升閥圓盤(pán)狀元件平的或成型的表面和吸附器床表面之間的距離為圓盤(pán)狀元件直徑的5%和200%之間，優(yōu)選地，圓盤(pán)狀元件直徑的20%和80%之間。提升閥典型地包括延伸至其頭外部位置的提升閥桿元件或棒。閥桿可由襯套和/或閥導(dǎo)承圍繞，其提供閥的支撐同時(shí)允許沿著線性路徑移動(dòng)，以引導(dǎo)閥并且在一些情況下在操作期間密封閥。在一些實(shí)施方式中，閥桿密封與閥桿例如在往復(fù)壓縮機(jī)中常見(jiàn)的推桿密封環(huán)關(guān)聯(lián)。對(duì)于本目的，在一些情況下，閥桿密封可與襯套或閥導(dǎo)承相同，盡管單獨(dú) 的閥門(mén)密封在使用中較少遭受磨損。在吸附器的某些實(shí)施方式中，每個(gè)閥與外部可接近的閥座關(guān)聯(lián)，所述閥座安裝在至吸附器主體的各個(gè)入口內(nèi)和/或安裝在離開(kāi)吸附器主體的出口內(nèi)并且通過(guò)任何合適的密封機(jī)構(gòu)密封至頭，例如，通過(guò)將閥組件附接至其各個(gè)入口的法蘭放置在適當(dāng)位置的襯墊?？蛇x地，閥組件可通過(guò)可旋轉(zhuǎn)鎖定機(jī)構(gòu)附接至其各個(gè)入口，鎖定機(jī)構(gòu)例如轉(zhuǎn)向鎖(turn-to-lock)或銷釘連接機(jī)械裝置。在其他實(shí)施方式中，可通過(guò)使用螺紋擰入或壓入座或通過(guò)將閥座加工至頭本身內(nèi)將閥座安裝在與閥組件分開(kāi)的頭中。在一些實(shí)施方式中，提升閥包括可與致動(dòng)器接合的線性可啟動(dòng)閥桿，以通過(guò)向其施加線性運(yùn)動(dòng)打開(kāi)和關(guān)閉閥。在至少一個(gè)方向上，致動(dòng)器是氣動(dòng)致動(dòng)、液壓致動(dòng)和電磁致動(dòng)的至少一個(gè)。在其他實(shí)施方式中，在至少一個(gè)方向上，致動(dòng)器可通過(guò)凸輪軸致動(dòng)。在例如具有閥關(guān)閉偏置的某些實(shí)施方式中，可使用可選的返回機(jī)械裝置，例如，彈簧?？蛇x致動(dòng)方法使用在具體的流體流動(dòng)流共同的線性排列的多個(gè)閥上的共同的致動(dòng)器。提升閥在某些實(shí)施方式中可包括與固體圓柱形桿元件連接的圓形圓盤(pán)狀元件?？蓹M跨圓盤(pán)狀元件測(cè)量提升閥的直徑(Dp)(下腳“P”用于提升閥)。升程(lift)，(Lp)可測(cè)量為提升閥轉(zhuǎn)移以為流動(dòng)形成開(kāi)放區(qū)域的距離。提升閥的組件可也根據(jù)閥之間的間距表征。間距(Sp)描述中心至中心的間距。這樣，如果兩個(gè)相同直徑(Dp)閥具有精確等于DP( SP100%的Dp)的間距，兩個(gè)提升閥圓盤(pán)狀元件可僅在它們周邊上彼此輕觸。閥間距，或閥之間的間距，可表征為作為閥直徑(Dp)百分?jǐn)?shù)的閥中心-到-中心測(cè)量。隨著閥一起更靠近，它們傾向于在吸附器的內(nèi)部產(chǎn)生流動(dòng)限制，以及在外部產(chǎn)生可構(gòu)造性(constructability)問(wèn)題。而且，大的閥間距產(chǎn)生關(guān)于流動(dòng)面積充足和流動(dòng)分布進(jìn)入床的擔(dān)心。因此，合適的閥間距應(yīng)當(dāng)平衡這些相對(duì)的因素。閥的間距通常在閥直徑的120%和400%之間，優(yōu)選地，在140%和200%之間。對(duì)于不同直徑閥之間的間距，平均直徑可用作除數(shù)。該優(yōu)選的間距應(yīng)用于給定頭上的每個(gè)相鄰閥，無(wú)論那些閥是否攜帶相同的流。不希望每個(gè)相鄰的閥具有相同的間距，但是優(yōu)選地每個(gè)相鄰的閥具有在提供范圍內(nèi)的間距。在某些實(shí)施方式中，與具體的頭關(guān)聯(lián)的圓形提升閥基本上是圓形的、直徑一致的并且中心-到-中心間隔開(kāi)平均提升閥圓盤(pán)狀元件直徑的120%到400%，優(yōu)選地，中心-到-中心間隔開(kāi)平均提升閥圓盤(pán)狀元件直徑的140%到200%圓盤(pán)狀元件。在一些實(shí)施方式中，吸附器提供下述至少一個(gè)i)隨著流體流動(dòng)通過(guò)閥，閥壓降為吸附器內(nèi)部壓降的從1%至100% ；ii)入口流和出口流之一的總流提升閥流動(dòng)面積與吸附器流動(dòng)面積的比范圍為從1%至30% ；iii)提升閥直徑在最小的值Dpmin和最大值Dpmax之間，所述最小的值Dpmin在下面的方程I中定義(Dpmin)[英寸]=0· 1484+0. 4876*DB [英尺]，I(Dpmin) [cm] =0. 3769+0. 0406*DB [cm]Ia其中Db是方括號(hào)中指示的單位的流動(dòng)面積直徑，所述最大 值Dpmax在下面的方程2中定義(Dpmax)[英寸]=1.6113+1. 8657*DB [英尺]，2(Dpmax) [cm] =4. 0927+0. 1555*DB [cm]2a其中Db是在方括號(hào)中指示的單位的流動(dòng)面積直徑；iv) Lp/D p，(閥升程與提升閥直徑的比)范圍在3%和25%之間；和V)閥升起時(shí)間至少為50毫秒。如可意識(shí)到，提升閥流動(dòng)面積Apfi涉及直徑、升程和閥的數(shù)量，并且由下面的方程3定義Apfi=Nfi* ii *DPFI*Lm3其中FI是“正向流動(dòng)入口”，A是面積，N閥的數(shù)量，D是直徑，并且L是升程。典型地，吸附器提供下述的至少一個(gè)i)隨著流體流動(dòng)通過(guò)閥，閥壓降為吸附器內(nèi)部壓降的從5%至20% ；ii)入口流和出口流之一的總流提升閥流動(dòng)面積與吸附器流動(dòng)面積的比范圍為從2%至20% ；iii)提升閥直徑在最小值(Dpmin)[英寸]=0. 1484+0. 4876*DB[英尺]和最大值(Dpmax)[英寸]=1.6113+1. 8657*DB[英尺]之間，其中Db是以英尺為單位的流動(dòng)面積直徑；iv)LP/DP，(閥升程與提升閥直徑的比)范圍在5%和20%之間；和V)閥升起時(shí)間在100和500毫秒之間。進(jìn)一步，具體的入口流或出口流的總流提升閥流動(dòng)面積與吸附器流動(dòng)面積的比在1%至30%之間，優(yōu)選地，在2%和20%之間。在某些實(shí)施方式中吸附器可也按照在提升閥和床填充物之間形成的距離或間隙(gap)表征。例如，開(kāi)放間隙(G0)是當(dāng)閥打開(kāi)時(shí)吸附器床表面和面向接近吸附器床表面的提升閥平的或成型的表面之間的距離，并且當(dāng)閥閉合時(shí)該距離定義為閉合間隙(Gc)。在許多實(shí)施方式中(比如圖3中所圖解)這些值之間的差(Gc-G0)等于升程，LP。提升閥的使用通過(guò)當(dāng)閥打開(kāi)時(shí)提供的大的流動(dòng)面積確保高的流動(dòng)速率。流動(dòng)面積通常稱為閥周長(zhǎng)(n*DP)和閥升程(Lp)的乘積。在提升閥中，如在其他閥中，存在一些壓力的降低(稱為壓降)，其隨著流體流動(dòng)通過(guò)閥發(fā)生。類似地，當(dāng)流體流動(dòng)通過(guò)包括閥之間吸附器內(nèi)部容量的流動(dòng)路徑時(shí)發(fā)生壓降。閥壓降與總吸附器壓降的比的合適范圍能夠平衡相反的因素，低的閥壓降優(yōu)選用于床內(nèi)的流動(dòng)分布，并且高的閥壓降優(yōu)選用于高流動(dòng)速率和較小的/較少的閥。這樣，閥壓降通常在吸附器內(nèi)部壓降的1%和100%之間，優(yōu)選地，在吸附器內(nèi)部壓降的5%和20%之間。提升閥逆流式吸附器的許多應(yīng)用具體在以下方面是有利的，每個(gè)流的提升閥流動(dòng)面積作為吸附器流動(dòng)面積的百分比，每個(gè)流的提升閥流動(dòng)面積由在該流上的提升閥的數(shù)量和特征計(jì)算，并且吸附器流動(dòng)面積計(jì)算為接收或排放流動(dòng)的吸附器床的橫截面積。例如，考慮用于正向流動(dòng)方向的流動(dòng)入口的流的一組Nfi提升閥(其中FI=正向入口)，總提升閥流動(dòng)(Apfi)面積是Nfi*ji*Dpfi*Lpfi。對(duì)于典型的圓柱形吸附器，流動(dòng)沿著圓柱體的軸，Db是床直徑，并且因此1/4 π Db2是吸附器流動(dòng)面積?？偭魈嵘y流動(dòng)面積與吸附器流動(dòng)面積的比的典型合適的范圍平衡相反的因素，如同壓降所做的一樣?？蔀槊總€(gè)具體的入口和出口流選擇閥的數(shù)量和大小，以提供具體的入口或出口流的提升閥流動(dòng)面積與吸附器流動(dòng)面積的比在1%至30%之間，優(yōu)選地，在2%和20%之間。換句話說(shuō)，正向流動(dòng)入口或逆向流動(dòng)出口的流動(dòng)通過(guò)提升閥的流動(dòng)面積作為吸附器流動(dòng)面積的百分?jǐn)?shù)可在1%至30%之間，優(yōu)選地，在2%和20%之間。在一些實(shí)施方式中逆流式吸附器的許多應(yīng)用具體在具體的提升閥直徑和升程方面是有利的。提升閥直徑(Dp)有利地具體與吸附器流動(dòng)面積的直徑(Db)成比例。對(duì)于非圓柱形吸附器流動(dòng)面積，相等的直徑可計(jì)算為(4Α/ π )1/2。合適的直徑范圍令人滿意地平衡了對(duì)高流動(dòng)速率、均勻流動(dòng)分布和最小復(fù)雜性的相反需要。優(yōu)選的提升閥直徑不是簡(jiǎn)單的直徑的分?jǐn)?shù)，但是通常隨著床直徑的改變而連續(xù)變化。提升閥直徑的范圍可在最小值(Dpmin)和最大值(Dpmax)之間,其中這些最小值和最大值在下列方程中表達(dá)為床直徑的函數(shù)DPMIN[in]=0. 1484+0. 4876*DB[ft]和 Dpmax[in] = I. 6113+1. 8657*DB[ft]。 閥升程(Lp)與提升閥直徑(Dp)的比的合適范圍平衡閥壓降、閥效率、床流動(dòng)均勻性、和改善的機(jī)械復(fù)雜性的因素。閥升程比(LP/DP)通常在3%和25%之間，優(yōu)選地，在5%和20%之間。除了提升閥流動(dòng)面積、直徑和升程的上述尺寸，提升閥流動(dòng)面積可通過(guò)下列幾何方程與閥的直徑、升程和數(shù)量有關(guān)=Apfi = Nfi* π *DPNI*LPFI (對(duì)于一個(gè)流的例子；FI下腳表示正向入口)。吸附器中合適的閥的數(shù)量是根據(jù)為其他參數(shù)制作的說(shuō)明的吸附器設(shè)計(jì)的結(jié)果。根據(jù)本文提供的說(shuō)明的設(shè)計(jì)產(chǎn)生的閥數(shù)量平衡數(shù)個(gè)相反的目標(biāo)。較少閥的使用導(dǎo)致那些閥較大以滿足流動(dòng)面積需要。較大的閥需要較大的升程和較大的閥-床間隙( ),因此增加吸附器頭和吸附器床之間的距離，導(dǎo)致更開(kāi)放的流動(dòng)路徑體積。過(guò)多的閥本身除了需要更復(fù)雜的歧管外還增加了吸附器成本。引入這些特征的示例性設(shè)計(jì)可見(jiàn)實(shí)施例I和2，以及圖I和2。在本發(fā)明一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式中的吸附器在閥組件和在進(jìn)入吸附器床的入口之間允許出現(xiàn)不可預(yù)料的小間隙。使該間隙最小化有利地使對(duì)逆流式吸附器效率有損害的吸附器開(kāi)放流動(dòng)路徑體積最小化。開(kāi)放流動(dòng)路徑體積與吸附器床和閥之間的空間相關(guān)。開(kāi)放流動(dòng)路徑體積缺乏任何足夠量的填充物，或傳熱固體，并且因此基本上不對(duì)發(fā)生在吸附器中的氣流處理具有貢獻(xiàn)。但是，在開(kāi)放流動(dòng)路徑體積中的流體仍然在流動(dòng)路徑內(nèi)，并且因此當(dāng)流動(dòng)方向逆轉(zhuǎn)時(shí)或者在流動(dòng)方向逆轉(zhuǎn)之前可能需要凈化流體被回收時(shí)，流體可從一個(gè)步驟轉(zhuǎn)移至下一步驟。本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式減小開(kāi)放流動(dòng)路徑體積導(dǎo)致較低的凈化需要和/或從一個(gè)步驟到下一步驟的較低的產(chǎn)品損失。使用的填充物的臨界傳熱性能是變壓重整領(lǐng)域熟知的，并且當(dāng)如在本發(fā)明中指定的使用和定位提升閥時(shí)，產(chǎn)生不可預(yù)料的流動(dòng)分布性能。表征為打開(kāi)提升閥和吸附器床表面之間的高度的分布空間可在吸附器中被最小化。入口閥的床-到-提升閥高度(G0)通常為提升閥直徑的從20%至80%。因?yàn)楹玫牧鲃?dòng)分布是出口或排氣閥較少考慮的，最小的床-到-提升閥高度可小于入口或吸入閥的。典型地，出口閥的床-到-提升閥高度(G0)范圍為提升閥直徑的從5%至80%。這些值表示有吸引力的最小的間隙尺寸。較大的間隙可用于適應(yīng)其他吸附器內(nèi)部，比如床支撐或燃料分布系統(tǒng)。工業(yè)柴油機(jī)代表性例子的閥升起時(shí)間為大約O. 004秒(4毫秒)。通常這些閥使用凸輪軸打開(kāi)，并且閥通常以約25度的曲軸旋轉(zhuǎn)從完全閉合到完全打開(kāi)來(lái)打開(kāi)超過(guò)某些曲柄角。在吸附器中使用的閥可使用氣動(dòng)致動(dòng)器打開(kāi)并且可保持在完全開(kāi)啟位置一段時(shí)間，然后關(guān)閉。閥的打開(kāi)和關(guān)閉時(shí)間基于吸附器的總循環(huán)時(shí)間。如在本發(fā)明一些實(shí)施方式中使用的提升閥具有在提升閥發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域不曾預(yù)料到的升起時(shí)間。閥打開(kāi)時(shí)機(jī)是不同的，因?yàn)殚y打開(kāi)的速率控制逆向流動(dòng)床系統(tǒng)中的速度變化，并且這些變化影響床性能和持久性。過(guò)快的閥升起時(shí)間，比如在引擎中使用的那些，本技術(shù)中是不期望的，因?yàn)檫@種時(shí)間產(chǎn)生床速度過(guò)快的變化。典型地，閥升起時(shí)間可大于50毫秒，例如，在50和1000毫秒之間，優(yōu)選地在100和500毫秒之間。整個(gè)循環(huán)的持續(xù)時(shí)間定義為τ，并且閥的總升程定義為λ。典型地，采用吸附器的方法使用兩個(gè)或更多個(gè)吸附器的組，以便一個(gè)或多個(gè)吸附器在正向方向上操作，同時(shí)一個(gè)或多個(gè)其他吸附器在逆向方向上操作。取決于吸附器的數(shù)量和循環(huán)的設(shè)計(jì)，單個(gè)吸附器可保持在正向或逆向流動(dòng)步驟中持續(xù)總循環(huán)時(shí)間(τ)的約15%至約80%。閥的升 起時(shí)間范圍可為從O. 01 τ到O. 05 τ。
如之前所敘述，在本發(fā)明的第二方面涉及吸附器，其包括a)吸附器主體，其部分封裝吸附和/或熱交換區(qū)域，其包括兩個(gè)基本上相對(duì)的開(kāi)口端山)第一頭，其覆蓋吸附器主體的一端；c)第二頭，其覆蓋吸附器主體的相對(duì)端；d)固定床，其包括接近第一頭的區(qū)域、接近第二頭的區(qū)域和布置在其間的中央?yún)^(qū)域，其中固定床布置在吸附器主體內(nèi)并且包括能夠促進(jìn)吸附和/或與氣流的熱交換的固體材料；e)與第一頭關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)氣流入口和與第二頭關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)氣流出口，與第一頭關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)氣流入口打開(kāi)通過(guò)第一頭并且進(jìn)入吸附器主體的通路，與第二頭關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)氣流出口打開(kāi)從吸附器主體并且通過(guò)第二頭的通路；f)至少一個(gè)入口提升閥，其控制氣流入口并且與和入口關(guān)聯(lián)的頭整合，入口提升閥包括線性可啟動(dòng)閥桿；g)至少一個(gè)出口提升閥，其控制氣流出口并且與和出口關(guān)聯(lián)的頭整合，出口提升閥包括線性可啟動(dòng)閥桿；和h)可接合f)和/或g)的線性可啟動(dòng)閥桿的至少一個(gè)致動(dòng)器，其通過(guò)向提升閥施加直線運(yùn)動(dòng)使得氣體從吸附器的外部通過(guò)至吸附器主體的內(nèi)部和從吸附器主體的內(nèi)部通過(guò)至吸附器外部來(lái)提供閥打開(kāi)和關(guān)閉，以便提供可改變的流動(dòng)操作。在該方面的某些實(shí)施方式中，吸附器進(jìn)一步包括i)與第二頭關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)氣流入口和與第一頭關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)氣流出口，與第二頭關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)氣流入口打開(kāi)通過(guò)第二頭和吸附器主體的通路，與第一頭關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)氣流出口打開(kāi)通過(guò)吸附器主體和第一頭的通路，和關(guān)聯(lián)的入口提升閥(一個(gè)或多個(gè))或與f)、g)和h)類似的其他入口流動(dòng)控制機(jī)構(gòu)、出口提升閥(一個(gè)或多個(gè))以及致動(dòng)器(一個(gè)或多個(gè))。之前所敘述的第三方面涉及至少在逆流式吸附器中至少兩個(gè)流快速流轉(zhuǎn)換的方法，所述逆流式吸附器包括吸附器主體，其部分封裝吸附和/或熱交換區(qū)域，其包括兩個(gè)基本上相對(duì)的開(kāi)口端，第一頭覆蓋吸附器主體的一端，第二頭覆蓋吸附器主體的相對(duì)端；布置在吸附器主體內(nèi)的固定床，其包括能夠促進(jìn)吸附和/或與氣流的熱交換的固體材料。方法包括i)引導(dǎo)來(lái)自一個(gè)或多個(gè)入口氣體源的至少一個(gè)第一氣流至與第一頭關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)氣流入口通過(guò)第一頭并且進(jìn)入吸附器主體以及從吸附器主體撤回經(jīng)處理的第一氣流并且通過(guò)第二頭至與第二頭關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)氣流出口 ；其中所述引導(dǎo)和撤回分別由位于第一頭中的至少一個(gè)吸入提升閥和位于第二頭中的至少一個(gè)排氣提升閥控制；和ii)引導(dǎo)來(lái)自一個(gè)或多個(gè)入口氣體源的至少一個(gè)第二氣流至與第二頭關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)氣流入口通過(guò)第二頭并且進(jìn)入吸附器主體以及從吸附器主體撤回經(jīng)處理的第二氣流并且通過(guò)第一頭至與第一頭關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)氣流出口，其中所述引導(dǎo)和撤回分別由位于第二頭中的至少一個(gè)吸入提升閥或其他吸入流動(dòng)控制機(jī)構(gòu)和位于第一頭中的至少一個(gè)排氣提升閥控制。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式中，裝置以從每分鐘O. I至20個(gè)循環(huán)、優(yōu)選地每分鐘I至15個(gè)循環(huán)的速率循環(huán)，并且在總壓力下的變壓范圍為從O至5000kPa。本發(fā)明的吸附器能夠可靠地在這些環(huán)境中執(zhí)行。一種示例性實(shí)施方式顯示在下面圖I中。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，圖I是具有單個(gè)頭和關(guān)聯(lián)的閥組件的非對(duì)稱的逆流式吸附器的圖解。吸附器101包括具有吸附器床103的吸附器主體102，吸附器床103具有基本上氣體不可滲透隔板(partition) 104，其將吸附器床分成左側(cè)吸附器床105和右側(cè)吸附器床106。吸附器床的上部被隔板104延伸至其的單個(gè)頭107覆蓋。頭107中的入口開(kāi)孔108定位在左側(cè)吸附器床105的上方并通過(guò)第一導(dǎo)·管109進(jìn)料。導(dǎo)管，比如導(dǎo)管109和115可以是提供為歧管的一部分或從其延伸的部分的管或其他流體輸送機(jī)構(gòu)(未顯示)。導(dǎo)管，比如導(dǎo)管109和115可從外部頭107延伸以至少部分通過(guò)所述頭。第一導(dǎo)管109可從吸附器主體102外部延伸并且通過(guò)頭107中的開(kāi)孔朝向左側(cè)吸附器床105。正向流動(dòng)入口提升閥110能夠坐落在頭中，當(dāng)坐落時(shí)接觸插入在頭中的單獨(dú)的閥座(未顯示)或接觸頭本身，并且控制來(lái)自頭外部的流體流動(dòng)進(jìn)入高于左側(cè)吸附器床105的左上開(kāi)放空間111。入口提升閥110在閉合回縮的(retracted)位置向上延伸并且當(dāng)向下延伸時(shí)打開(kāi)。當(dāng)入口提升閥110打開(kāi)時(shí)，流體從第一導(dǎo)管109正向流動(dòng)通過(guò)入口提升閥110經(jīng)開(kāi)放空間111進(jìn)入流動(dòng)路徑通過(guò)左側(cè)吸附器床105進(jìn)入吸附器床103下面較低的共同開(kāi)放空間112并且接著至右側(cè)吸附器床106和右上開(kāi)放空間113，流動(dòng)路徑從右上開(kāi)放空間113延伸至正向流動(dòng)出口提升閥114——其坐落在頭107中并且當(dāng)坐落時(shí)接觸單獨(dú)的閥座(未顯示)或接觸頭本身。坐落在頭107內(nèi)的出口提升閥114控制從右上開(kāi)放空間113至第二導(dǎo)管115的流動(dòng)，所述第二導(dǎo)管115從出口提升閥114延伸通過(guò)頭至頭外部的位置。與入口提升閥110類似，出口提升閥114在閉合回縮位置向上延伸并且當(dāng)向下延伸時(shí)打開(kāi)。(可做出可選的布置，在該布置中入口提升閥110和出口提升閥114在閉合位置向下延伸并且在開(kāi)啟位置向上延伸遠(yuǎn)離吸附器床。)第二導(dǎo)管115可以是提供為歧管的一部分或從歧管延伸的部分的管或其他流體輸送機(jī)構(gòu)(未顯示))。第二導(dǎo)管115可從吸附器主體102外部延伸并且通過(guò)頭107中的開(kāi)孔朝向右側(cè)吸附器床106并且可用于引導(dǎo)來(lái)自吸附器床103的產(chǎn)物至吸附器101外部的位置。在操作期間，入口提升閥110和出口提升閥114基本上是同相的，即，它們基本上在相同的時(shí)間一起打開(kāi)和關(guān)閉。這樣，當(dāng)打開(kāi)它們時(shí)，允許流體從第一導(dǎo)管109流動(dòng)至第二導(dǎo)管115。對(duì)應(yīng)組的閥和導(dǎo)管(未顯示)可沿著流動(dòng)路徑提供逆向流動(dòng)在相反的方向上通過(guò)吸附器床，逆向流動(dòng)入口閥在右側(cè)吸附器床106上并且逆向流動(dòng)出口閥在左側(cè)吸附器床105上。第二組閥也通?；旧媳舜送嗖僮?，而與第一組閥以基本上反相操作。這樣，第一和第二閥(第一閥對(duì))同時(shí)打開(kāi)，而當(dāng)在正向方向上(從吸附器的左側(cè)至右側(cè))流動(dòng)時(shí)第三入口提升閥和第四出口提升閥(第二閥對(duì))關(guān)閉。第一閥對(duì)的第一和第二閥接著關(guān)閉，而第二閥對(duì)打開(kāi)，以允許在相反方向上流動(dòng)。
在可選實(shí)施方式中，采用尤其對(duì)稱的閥模式的優(yōu)勢(shì)可要求大于DPMAX的閥直徑，不考慮對(duì)稱將會(huì)選擇DPMAX。例如，人們可使用與圓柱形吸附器床設(shè)計(jì)的圓形末端關(guān)聯(lián)的6個(gè)或7個(gè)閥的六角形模式。如果中心至中心閥間距>閥直徑的120%，那么閥可如反應(yīng)器直徑的27. 8% —樣大。進(jìn)一步，當(dāng)中心到中心閥間距>閥直徑的140%，那么閥可為吸附器直徑的23. 8% 一樣大。作為例子，直徑為96英寸(2. 44米)的吸附器床可受益于直徑為22. 85或26. 7英寸(58或67. 8cm)的閥。對(duì)于這種實(shí)施方式，DPMAX可為吸附器直徑的較大比例，如方程(DPMAX)[英寸]=1· 6113+2. 858*DB [英尺]或(DPMAX) [cm] =4. 0927+0. 238*DB[cm]給出。如可意識(shí)到，在本技術(shù)范圍內(nèi)也可想到其他變型。非對(duì)稱的逆向流動(dòng)操作通常需要在正向方向上流動(dòng)的氣體的組份不同于在逆向方向上流動(dòng)的氣體的組份。例如，在正向方向上流動(dòng)通過(guò)吸入閥的氣體不同于在逆向方向上流動(dòng)通過(guò)吸入閥的氣體的組份。本吸附器的示例性實(shí)施方式，當(dāng)應(yīng)用至具有多個(gè)閥和導(dǎo)管的大規(guī)模吸附器時(shí)，顯示在下面圖2中。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，圖2是具有兩個(gè)相對(duì)頭和關(guān)聯(lián)的閥組件的非對(duì) 稱的逆流式吸附器的圖解。吸附器200包括描繪在橫截面圖中的圓柱形壁和圓柱形絕緣層，如左側(cè)壁202、左絕緣層204、右側(cè)壁206和右絕緣層208。吸附器床210包括上吸附器床部分212、下吸附器床部分214，和可包含混合結(jié)構(gòu)的混合區(qū)216。吸附器用上部頭218和下部頭220覆蓋，產(chǎn)生上開(kāi)放區(qū)222，和下開(kāi)放區(qū)224，其中開(kāi)放區(qū)域基本上由開(kāi)放流動(dòng)路徑體積組成。如果未例如通過(guò)該循環(huán)的這些步驟之間的沖洗進(jìn)行適當(dāng)處理，在逆流式吸附器中這種開(kāi)放流動(dòng)路徑體積包含下述氣體該氣體可從循環(huán)的正向流動(dòng)步驟橫跨至逆向流動(dòng)步驟，并且反之亦然。開(kāi)放流動(dòng)路徑體積的該最小化有利地減少在循環(huán)期間被管理的體積，減少循環(huán)時(shí)間并且提高效率。上部頭218和下部頭220包含可插入閥結(jié)構(gòu)的開(kāi)孔。頭和吸附器床之間的上部或下部開(kāi)放流動(dòng)路徑體積可也包含分布線(未顯示)，其直接引導(dǎo)用于在吸附器200中燃燒的燃料。上部頭218包含各種開(kāi)孔，比如用于正向流動(dòng)入口歧管230和逆向流動(dòng)出口歧管232的示例性開(kāi)孔226和228 (后一開(kāi)孔描繪為被提升閥占據(jù))。配置通過(guò)歧管并且控制開(kāi)孔的是正向流動(dòng)入口閥234和逆向流動(dòng)出口閥236。正向流動(dòng)入口閥234和逆向流動(dòng)出口閥236是提升閥，其包括(如在236的情況下所描繪)連接至桿元件240的圓盤(pán)狀元件238，其可位于襯套或閥導(dǎo)承241內(nèi)。桿元件240連接至致動(dòng)機(jī)構(gòu)242，其向閥施加線性運(yùn)動(dòng)。如可意識(shí)到，開(kāi)孔226和228以及相關(guān)的歧管230和232可形成導(dǎo)管，其從上部頭218的外部延伸，以至少部分通過(guò)上部頭218，用于流體流動(dòng)。該示例性實(shí)施方式有利地具有與每個(gè)閥相關(guān)的獨(dú)立的致動(dòng)機(jī)構(gòu)，這使致動(dòng)裝置不能致動(dòng)單個(gè)閥的故障問(wèn)題最小化?？蛇x地，可提供控制多個(gè)閥的單個(gè)致動(dòng)機(jī)構(gòu)。一般而言，入口歧管的開(kāi)孔和入口閥具有比出口歧管的那些小的直徑，假設(shè)通過(guò)入口的氣體體積傾向于小于通過(guò)出口的產(chǎn)物體積。在圖2中，正向入口閥以開(kāi)啟位置描繪，而逆向出口閥以閉合位置描繪。類似的歧管和閥排列與下部頭220關(guān)聯(lián)。下部頭220包含各種開(kāi)孔，比如正向流動(dòng)出口歧管248和逆向流動(dòng)入口歧管250的示例性開(kāi)孔244和246。(開(kāi)孔246部分模糊的，因?yàn)槟嫦蛄鲃?dòng)入口閥254以閉合位置描繪。)246的“標(biāo)簽”是箭頭，指向穿過(guò)逆向流動(dòng)入口閥254并進(jìn)入開(kāi)孔246。開(kāi)孔244和246以及關(guān)聯(lián)的歧管248和250可形成導(dǎo)管，其從下部頭220外部延伸，以至少部分通過(guò)所述下部頭220用于流體流動(dòng)。配置通過(guò)歧管并控制開(kāi)孔的是正向流動(dòng)出口閥252和逆向流動(dòng)入口閥254。再一次，正向流動(dòng)出口閥252和逆向流動(dòng)入口閥254是提升閥，其包括與桿元件連接的圓盤(pán)狀元件，其可位于襯套或閥導(dǎo)承內(nèi)。如為正向流動(dòng)出口閥252所顯示，桿元件連接至致動(dòng)機(jī)構(gòu)256，其向閥施加線性運(yùn)動(dòng)，與上面的討論相似。實(shí)施方式有利地具有與每個(gè)閥相關(guān)的獨(dú)立的致動(dòng)機(jī)構(gòu)，這使致動(dòng)機(jī)構(gòu)不能致動(dòng)單個(gè)閥的故障問(wèn)題最小化?？蛇x地，可提供單個(gè)致動(dòng)機(jī)構(gòu)，其控制同相操作的多個(gè)閥，優(yōu)選地，控制一組多個(gè)逆向流動(dòng)入口閥。部分吸附器閥設(shè)計(jì)包括密封吸附器，尤其圍繞閥，以切斷產(chǎn)物氣體的釋放。合適的密封包括推桿密封環(huán)，例如，用于桿元件或閥軸的往復(fù)壓縮機(jī)型密封。閥致動(dòng)器機(jī)構(gòu)提供足夠的力和升起時(shí)間，并且滿足吸附器的壽命的設(shè)計(jì)。典型地，致動(dòng)器機(jī)構(gòu)是氣動(dòng)控制的致動(dòng)器，其是彈簧返回的并且在致動(dòng)器故障的情況下被偏置以閉
口 ο在圖2中，逆向流動(dòng)出口閥236以閉合位置描繪，而正向流動(dòng)入口閥234以開(kāi)啟位置描繪。這樣，圖2描繪氣體在正向流動(dòng)中從上部頭218的正向流動(dòng)入口歧管230，通過(guò)吸附器床210并且進(jìn)入下部頭220的正向流動(dòng)出口 244。兩個(gè)逆向流動(dòng)閥(逆向流動(dòng)出口閥236和逆向流動(dòng)入口閥254)在此時(shí)被關(guān)閉。在循環(huán)的下一階段沿著上部頭218的逆向流動(dòng) 出口閥236正向流動(dòng)入口閥(234和252)關(guān)閉并且下部頭的逆向流動(dòng)入口閥254打開(kāi)，促進(jìn)氣體的逆向流動(dòng)從下部頭220通過(guò)吸附器床210并且離開(kāi)上部頭218。典型地，正向流動(dòng)閥對(duì)——每個(gè)閥對(duì)由正向流動(dòng)入口閥和正向流動(dòng)出口閥組成一與該對(duì)的每個(gè)元件一起同相操作。正向流動(dòng)閥對(duì)可位于它們各自頭上彼此直接相對(duì)，桿與吸附器側(cè)平行并且被共同的致動(dòng)器機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)。類似地，逆向流動(dòng)閥對(duì)一每個(gè)閥對(duì)由逆向流動(dòng)入口閥和逆向流動(dòng)出口閥組成一彼此同相操作，并且如果期望可位于它們各自頭中，彼此直接相對(duì)，它們的桿與吸附器側(cè)平行并且被共同的致動(dòng)器機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)。一般而言，正向流動(dòng)閥對(duì)直接與逆向流動(dòng)對(duì)相反操作，以便當(dāng)正向流動(dòng)閥對(duì)打開(kāi)時(shí)，逆向流動(dòng)閥對(duì)關(guān)閉，并且反之亦然。其中在吸附器上的每個(gè)閥具有其自身的致動(dòng)器機(jī)構(gòu)，如果僅僅單個(gè)閥故障，吸附器可繼續(xù)操作并且允許單個(gè)閥的去除和替換而不需要拆開(kāi)整個(gè)吸附器?？蛇x地，控制同一進(jìn)料/產(chǎn)品流的多個(gè)閥可被共同的致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)。吸附器床210包括上吸附器床部分212、下吸附器床部分214、可包含混合結(jié)構(gòu)的混合區(qū)216。下吸附器床也可包括支撐床重量的結(jié)構(gòu)(未顯示)。典型的吸附器床材料包括蜂巢整體結(jié)構(gòu)，其具有直的通道以使壓降最小化并且能夠?qū)崿F(xiàn)更大的吸附器長(zhǎng)度。吸附器中使用的蜂巢整體結(jié)構(gòu)的通道密度通常范圍為從約16通道每英寸2 (通道/英寸2)至約3200通道/英寸2 (2. 5-500通道/cm2)?？蛇x地，用于床212和214的一個(gè)或多個(gè)部分的填充可更曲折復(fù)雜，比如泡沫整體結(jié)構(gòu)和填充床。本技術(shù)典型的泡沫整體結(jié)構(gòu)的孔密度范圍為從約5ppi (孔每英寸)至約IOOppi (即2_40孔/cm)。本技術(shù)典型的填充床具有填充物，潮濕表面積范圍為從約60每英尺(ft—1)至約SOOOft—1 (即2-lOOcnT1)。圖2中的總流動(dòng)路徑由開(kāi)放區(qū)222和224的體積以及床212和214和混合器216中的體積表示。開(kāi)放流動(dòng)路徑體積主要由開(kāi)放區(qū)222和224組成，而填充流動(dòng)路徑體積主要由床和混合結(jié)構(gòu)區(qū)212、214和216組成。相對(duì)于常規(guī)裝設(shè)閥門(mén)，將大的提升閥整合進(jìn)入吸附器頭大大減少吸附器床和閥之間的非生產(chǎn)體積的量。而且，該實(shí)施方式容易構(gòu)建和操作，具有足夠數(shù)量的閥排列在吸附器頭上，以提供足夠的流動(dòng)面積，以允許在期望的壓降下操作，通常閥壓降在吸附器內(nèi)部壓降的1%和100%之間，優(yōu)選地，在吸附器內(nèi)部壓降的5%和20%之間。在圖2的情況下，吸附器內(nèi)部壓降可包括上開(kāi)放區(qū)222和下開(kāi)放區(qū)224之間的壓力差。在圖2的情況下，閥壓降包括歧管(例如230)和僅僅在開(kāi)放閥(例如234)之外的開(kāi)放區(qū)(例如222)之間的壓力差。如早前敘述，閥壓降通常在吸附器內(nèi)部壓降的1%和100%之間，優(yōu)選地，在吸附器內(nèi)部壓降的5%和20%之間。而且，從閥出現(xiàn)的流動(dòng)可充分分布在床的整個(gè)寬度上。該實(shí)施方式可使用吸附器床，其基本上包括在流動(dòng)方向上的平行通道，如在前述段落中敘述，例如，可消除流的任何徑向散布的蜂巢整體結(jié)構(gòu)。高級(jí)的逆流式吸附器技術(shù)提供高速度均勻性橫跨床橫截面，例如經(jīng)速度的標(biāo)準(zhǔn)偏差被量化，以便在通過(guò)床的軸向路徑的停留時(shí)間可以類似。尤其，用于變壓重整的逆流式吸附器技術(shù)需要在吸附器床填充物外部的開(kāi)放體積中高程度的流動(dòng)分布，因?yàn)槠叫型ǖ澜M成，例如，蜂巢結(jié)構(gòu)中的那些，限制一旦進(jìn)入床的流動(dòng)進(jìn)一步再分配。本技術(shù)在提供頭-整合的提升閥吸附器方面尤其有用的，該吸附器從整合的提升閥分配流動(dòng)進(jìn)入平行通道的蜂巢床填充物。圖3圖解吸附器上部頭300的詳細(xì)垂直橫截面，其顯示在吸附器床表面301上方的歧管中合適位置的相關(guān)聯(lián)的整合閥組件。正向流動(dòng)入口閥組件302包括閥座機(jī)構(gòu)304，其在頭和閥組件之間交界并且附接至在頭中的開(kāi)孔中，以提供頭中的正向入口開(kāi)孔。正向流動(dòng)入口閥組件302進(jìn)一步包括提升閥306，其具有連接至桿元件310的圓盤(pán)狀元件308，所述桿元件310被中空?qǐng)A柱形閥導(dǎo)承元件312部分圍繞，從所述中空?qǐng)A柱形閥導(dǎo)承元件312延伸將閥座機(jī)構(gòu)連接至閥導(dǎo)承機(jī)構(gòu)的支撐臂314。正向流動(dòng)入口閥組件302延伸通過(guò)用作輸送管的垂直的歧管管315至打開(kāi)的閥。垂直的歧管管315與水平歧管管316交叉，入口氣體通過(guò)其被引導(dǎo)至閥并最終通過(guò)其引導(dǎo)至吸附器床301。來(lái)自水平歧管管316和垂直歧管管315的流體流動(dòng)至少部分通過(guò)頭300中的開(kāi)孔，其提供導(dǎo)管用于流體從頭300外部流動(dòng)，以至少部分通過(guò)所述頭，當(dāng)提升閥306為開(kāi)啟位置時(shí)，流動(dòng)持續(xù)經(jīng)過(guò)閥座機(jī)構(gòu)304。導(dǎo)管可包括閥座機(jī)構(gòu)304、中空?qǐng)A柱形閥導(dǎo)承元件312、垂直歧管管315、水平歧管管316、閥致動(dòng)·元件320和/或用于入口閥組件302的組件的套圈套圈318。垂直歧管管315被閥組件的套圈318覆蓋,通過(guò)其延伸閥導(dǎo)承元件312和閥桿元件310。在套圈318的頂上是閥致動(dòng)元件320，其氣動(dòng)控制閥桿元件的線性運(yùn)動(dòng)并且因此控制流體通過(guò)由閥座機(jī)構(gòu)304環(huán)繞的正向流動(dòng)入口開(kāi)孔的通道。較大的直徑逆向流動(dòng)出口閥組件322附接在上部頭中的逆向流動(dòng)出口開(kāi)孔。閥組件324、326和328分別表示另外的閥組件，即，正向流動(dòng)入口閥組件324、逆向流動(dòng)出口閥組件326和另一正向流動(dòng)入口閥組件328。每個(gè)另外的閥組件與上述的正向入口閥組件類似。正向流動(dòng)入口閥組件320、324和328顯示它們的閥處于閉合位置，而逆向流動(dòng)出口閥組件322和326顯示閥處于開(kāi)啟位置，顯示LP，或升程，Gtj,或打開(kāi)間隙，和Gc，或閉合間隙。每個(gè)閥組件包括閥座、與閥座匹配的盤(pán)、附接至盤(pán)的桿、桿的導(dǎo)軌、從閥座至導(dǎo)軌的附接結(jié)構(gòu)、線性軸承、密封系統(tǒng)和致動(dòng)器。閥座可附接至導(dǎo)軌并且裝配，然后安裝進(jìn)入頭，可被壓入或穿入頭，或可被機(jī)械加工進(jìn)入頭，如在可使用包括歧管和閥的整合頭的情況下。盤(pán)可以是圓形、橢圓形、半球形或允許附接桿以致動(dòng)盤(pán)的任何期望的形狀。圓形或橢圓形盤(pán)可以是最有效的形狀。閥桿的導(dǎo)軌包括線性軸承和閥桿的密封。致動(dòng)器可以是電磁致動(dòng)器、氣動(dòng)致動(dòng)器、液壓致動(dòng)器或凸輪軸，其以取決于循環(huán)時(shí)間的方法期望的速率旋轉(zhuǎn)。致動(dòng)器可同時(shí)向數(shù)個(gè)閥施加運(yùn)動(dòng)或可單獨(dú)向每個(gè)閥施加運(yùn)動(dòng)。在閥座附接至導(dǎo)軌的情況下，可包括上述組成的閥組件可容易地從吸附器頭取出，作為當(dāng)閥組件有必要更換時(shí)有利于維修吸附器的單元。組件可通過(guò)在歧管頂部法蘭上的螺釘附接進(jìn)入吸附器頭?？蛇x地，插入閥組件并且打開(kāi)閥組件，直到轉(zhuǎn)向鎖型(或銷釘連接)系統(tǒng)鎖入適當(dāng)?shù)奈恢?。但是，這對(duì)于較大的閥和較高的溫度流是較不優(yōu)選的。在可選實(shí)施方式中，每個(gè)整合閥組件包括可固定至頭中開(kāi)孔的閥座機(jī)構(gòu)、將閥座機(jī)構(gòu)固定至中空閥導(dǎo)承的支撐臂、閥導(dǎo)承內(nèi)的閥桿元件，其固定至盤(pán)元件并且其線性調(diào)整改變流入吸附器的流動(dòng)、圍繞閥導(dǎo)承的套圈，套圈可固定至垂直歧管管的上開(kāi)孔，在其上安裝致動(dòng)元件，所述致動(dòng)元件向其可接觸的閥桿元件施加線性運(yùn)動(dòng)。每個(gè)整合閥組件可容易從吸附器頭中取出，作為當(dāng)閥組件有必要更換時(shí)有利于維修吸附器的單元。閥座組件通常經(jīng)在歧管頂部的法蘭附接至頭，整合組件降低進(jìn)入通過(guò)歧管的位置。該布置需要閥組件在3個(gè)位置被密封。法蘭用襯墊密封，閥桿使用往復(fù)壓縮機(jī)密封被密封，并且吸附器頭的閥座使用唇形密封被密封。將閥組件附接并密封進(jìn)入吸附器的可選裝置可以是轉(zhuǎn)向鎖型(或銷釘連接)系統(tǒng)，其中組件被插入并且整個(gè)組件被轉(zhuǎn)動(dòng)直到它鎖入適當(dāng)?shù)奈恢?。但是，這對(duì)于較大的閥和較高溫度的流是較不優(yōu)選的。在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，尤其其中閥打開(kāi)進(jìn)入歧管而不是進(jìn)入吸附器，或其中頭是可去除的用于安裝并且去除閥的情況下，閥座被安裝在與閥組件分開(kāi)的頭中，通過(guò)使用穿入或壓入坐，或通過(guò)將閥座機(jī)械加工進(jìn)入頭本身。也 可以使用非整合閥組件，如在汽車類發(fā)動(dòng)機(jī)中的那些。圖4描繪盤(pán)形、基本上橢圓形的上部頭400與在關(guān)聯(lián)的歧管內(nèi)適當(dāng)位置的關(guān)聯(lián)的整合閥組件的詳細(xì)的垂直橫截面。頭的外部由為大體橢圓形外部壁401限定，其具有足夠的厚度以承受在使用期間遇到的操作壓力。正向流動(dòng)入口閥組件402包括閥座機(jī)構(gòu)404，其附接在頭平板405的正向入口開(kāi)孔中，頭緊鄰吸附器的吸附區(qū)并且提供屏障。該平板405提供其上附接閥座機(jī)構(gòu)404的表面，但是不作為壓力邊界。正向流動(dòng)入口閥組件402進(jìn)一步包括提升閥406，其具有連接至桿元件410的圓盤(pán)狀元件408，桿元件410被中空?qǐng)A柱形閥導(dǎo)承元件412部分圍繞，從其中延伸將閥座機(jī)構(gòu)連接至閥導(dǎo)承元件412的支撐臂414。正向流動(dòng)入口閥組件402延伸通過(guò)作為至平面405中閥開(kāi)孔的輸送管的垂直歧管管415。垂直歧管管415與水平歧管管416相交，入口氣體通過(guò)其被引導(dǎo)至閥并且通過(guò)其最終引導(dǎo)至吸附器床(未顯示)。流體從水平歧管管416和垂直歧管管415流動(dòng)至少部分通過(guò)平面405中的開(kāi)孔，當(dāng)提升閥406在開(kāi)啟位置時(shí)，其提供流體流動(dòng)通過(guò)閥座機(jī)構(gòu)404的導(dǎo)管。該導(dǎo)管從頭400外部延伸以至少部分通過(guò)所述頭，并且可包括入口閥組件402的閥座機(jī)構(gòu)404、閥導(dǎo)承元件412、垂直歧管管415、水平歧管管416、閥致動(dòng)元件420和/或組件的套圈418的全部或一部分。垂直歧管管415可通過(guò)焊接417固定至橢圓形外部壁401并且被閥組件的套圈418覆蓋,通過(guò)所述閥組件的套圈418延伸閥導(dǎo)承元件412和閥桿元件410。在套圈418的頂部是閥致動(dòng)元件420，其氣動(dòng)控制閥桿元件410的線性運(yùn)動(dòng)并且因此控制流體通過(guò)被閥座機(jī)構(gòu)404圍繞的正向入口開(kāi)孔的通路。較大直徑的逆向流動(dòng)出口閥組件422附接在上部頭的逆向流動(dòng)出口開(kāi)孔處。閥組件424、426和428表示另外的閥組件，即，正向流動(dòng)入口閥組件424、逆向流動(dòng)出口閥組件426，和另一正向流動(dòng)入口閥組件428。每個(gè)閥組件與上面詳細(xì)敘述的正向入口閥組件類似。外部橢圓形壁401和頭405的平面之間的開(kāi)放空間以及垂直歧管管之間的開(kāi)放空間可用合適的空間填充固體填充，例如，具有足夠溫度抗性的低孔隙率材料，優(yōu)選地低孔隙率陶瓷材料，以避免不期望的氣體在頭本身中積聚，如在430和432所顯示。在其他實(shí)施方式中，吸附器可包括除了上述頭和吸附器主體或外殼的其他構(gòu)造。例如，吸附器主體可由在吸附器主體內(nèi)形成吸附區(qū)的一個(gè)單元或不同部件形成。進(jìn)一步，一個(gè)或多個(gè)提升閥組件可直接連接至吸附器主體或可連接至與吸附器主體或頭直接連接的其他導(dǎo)管。因此，在一種實(shí)施方式中，吸附器可包括吸附器主體，其中吸附器主體在吸附器主體內(nèi)形成吸附區(qū)；布置在吸附區(qū)內(nèi)的填充物材料；和與吸附器主體連接并且與吸附區(qū)流體連通并且控制吸附器主體外部位置和吸附區(qū)內(nèi)部之間的流體流動(dòng)的一個(gè)或多個(gè)提升閥組件。吸附器主體可以是一個(gè)單元、不同部件、或可以是頭和外殼構(gòu)造。吸附器和提升閥組件的操作可如上所討論進(jìn)行。填充物材料可包括不同類型的填充物材料，比如卵石或工程化的填充物材料，如上所敘述。如果填充物材料是工程化的填充物材料，它可包括以特定構(gòu)造，比如蜂巢、多孔陶瓷或類似構(gòu)造提供的材料。與其他床結(jié)構(gòu)相比，這些工程化的填充物材料具有較高 的幾何表面積(av)。該類型填充物的使用允許較高的氣體小時(shí)空間速度、較高的容積吸附器生產(chǎn)力、較高的熱效率和較小的、更經(jīng)濟(jì)的吸附器。提供的吸附器在用于開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)烴，比如氣和油加工的吸附動(dòng)力學(xué)分離方法、裝置和系統(tǒng)是有用的。尤其，提供的方法、裝置和系統(tǒng)對(duì)于快速、大規(guī)模、有效從氣體混合物中分離各種目標(biāo)氣體是有用的。上述提供的吸附器在變化(swing)吸附方法中是有用的。非限制性變化吸附方法包括變壓吸附(PSA)、真空變壓吸附(VPSA)、變溫吸附(TSA)、部分變壓吸附(PPSA)、快速循環(huán)變壓吸附(RCPSA)、快速循環(huán)變熱吸附(RCTSA)、快速循環(huán)部分變壓吸附(RCPPSA)，以及這些方法的組合，比如變壓/變溫吸附。PSA方法依賴于下述現(xiàn)象當(dāng)氣體在壓力下，氣體更容易被吸收在吸附劑材料的孔結(jié)構(gòu)或自由體積中，即，氣壓越高，吸收容易吸收的氣體的量越大。當(dāng)壓力減少時(shí)，釋放或解吸所吸收的組分。PSA方法可用于分離氣體混合物的氣體，因?yàn)椴煌瑲怏w趨于填充吸附劑的微孔至不同程度。如果氣體混合物，比如天然氣在壓力下通過(guò)包含對(duì)二氧化碳比對(duì)甲烷更具選擇性的聚合物或微孔吸附劑的容器，至少一部分二氧化碳將被吸附劑吸收，并且從容器離開(kāi)的氣體將富含甲烷。當(dāng)吸附劑達(dá)到其吸附二氧化碳能力的限度時(shí)，其通過(guò)降低壓力再生，從而釋放吸收的二氧化碳。吸附劑通常接著被凈化并且再加壓以及準(zhǔn)備另一吸附循環(huán)。TSA方法依賴于下述現(xiàn)象與較高的溫度相比，氣體在較低的溫度下更容易吸收在吸附劑材料的孔結(jié)構(gòu)或自由體積中，即，當(dāng)吸附劑的溫度增加時(shí)，釋放或解吸所吸收的氣體。通過(guò)循環(huán)改變吸附劑床的溫度，當(dāng)使用對(duì)氣體混合物的一個(gè)或多個(gè)組分具有選擇性的吸附劑時(shí)，TSA方法可用于分離混合物中的氣體。通過(guò)去除污染物和重?zé)N，S卩，具有至少兩個(gè)碳原子的烴，提供的方法、裝置和系統(tǒng)可用于制備天然氣產(chǎn)物。提供的方法、裝置和系統(tǒng)用于在應(yīng)用中制備氣態(tài)進(jìn)料流，包括分離應(yīng)用，比如露點(diǎn)控制、脫硫/解毒、防腐蝕/控制、脫水、熱值、老化和純化。利用一個(gè)或多個(gè)分離應(yīng)用的應(yīng)用實(shí)例包括產(chǎn)生燃料氣體、密封氣體、非引用水、覆蓋氣體、儀器用氣體和控制氣體、制冷劑、惰性氣體和烴采收。示例性“不超過(guò)”產(chǎn)物(或“目標(biāo)”)氣體說(shuō)明包括
(a)2vol. %C02>4ppm H2S> (b) 50ppm CO2>4ppm H2S 或(c) I. 5vol. %C02>2ppm H2S0
提供的方法、裝置和系統(tǒng)可用于從烴流去除酸性氣體。隨著殘留氣體儲(chǔ)層展示較高濃度的酸性氣體，即，酸氣源，酸性氣體去除技術(shù)逐漸變得重要。烴進(jìn)料流的酸性氣體量變化寬泛，比如從每百萬(wàn)分之幾的酸性氣體至90vol. %的酸性氣體。來(lái)自示例性氣體儲(chǔ)層的酸性氣體濃度的非限制性例子包括至少下列濃度(a) lvol. %H2S、5vol. %C02、
(b)lvol. %H2S、15vo1. %C02、(c) lvol. %H2S、60vol. %C02、(d) 15vol. %H2S, 15vol. %C02 和(e) 15vol. %H2S、30vol. %C02。下列概念A(yù)-O的一個(gè)或多個(gè)可用于上面提供的方法、裝置和系統(tǒng)，以制備期望的產(chǎn)品流同時(shí)保持高的烴采收概念A(yù) :使用一個(gè)或多個(gè)動(dòng)力學(xué)變化吸附過(guò)程，比如變壓吸附(PSA)、變熱吸附(TSA)、煅燒和部分變壓或替換凈化吸附(PPSA)，包括這些方法的組合；每個(gè)變化吸附方法可用于快速循環(huán)，比如使用一個(gè)或多個(gè)快速循環(huán)變壓吸附(RC-PDS)單元，一個(gè)或多個(gè)快速循環(huán)變溫吸附(RC-TSA)單元或一個(gè)或多個(gè)快速循環(huán)部分變壓吸附(RC-PPSA)單元；示例性動(dòng)力學(xué)變化吸附方法描述在美國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi)號(hào)2008/0282892、2008/0282887、2008/0282886、2008/0282885和2008/0282884中，其每一篇通過(guò)引用以其整體并入本文；概念B :用使用高級(jí)循環(huán)和凈化的RC-TSA去除酸性氣體，如于2011年3月I日提交的文案號(hào)2011EM060的美國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?1/447，848中描述，其通過(guò)引用以其整體并入本文；概念C :使用中孔填料以減少在吸附劑中捕獲的甲烷的量并且增加總體烴采收，如在美國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi)號(hào)2008/0282892、2008/0282885、2008/028286中所描述，其每一篇通過(guò)引用以其整體并入本文。在晶體或吸收通道壁內(nèi)的小孔之間存在的該不可清除的空隙空間通過(guò)填充顆粒之間的中間相小孔而減少，以減少開(kāi)放體積同時(shí)允許快速氣體運(yùn)輸穿過(guò)吸附劑層。期望減少不可清除的空隙空間的該填充至可接受水平量的期望產(chǎn)品，在快速吸附步驟期間的丟失，以及允許在熱吸附之后高度的吸附器床純度。這種中間相小孔填充可以以各種方式實(shí)現(xiàn)。例如，聚合物填料可用于H2S和CO2的快速擴(kuò)散，比如硅橡膠或具有固有孔隙率的聚合物。另一方式可通過(guò)用具有中孔率和/或微孔率的熱解碳填充空隙空間實(shí)現(xiàn)。仍另一方式可通過(guò)用越來(lái)越小的尺寸的惰性固體填充空隙空間，或通過(guò)用可補(bǔ)充的液體填充空隙空間實(shí)現(xiàn)，期望的氣體通過(guò)所述可補(bǔ)充的液體(比如水、溶劑或油)快速擴(kuò)散。優(yōu)選地，吸附劑壁內(nèi)的空隙空間將減少至小于60vol. %，優(yōu)選地小于70%，和更優(yōu)選地小于80% ；概念D :選擇合適的吸附劑材料以提供高選擇性和使甲烷和其他烴的吸附(和損失)最小化，比如在美國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi)號(hào)2008/0282887和2009/0211441描述的一種或多種沸石，其每一篇通過(guò)引用以其整體并入本文。優(yōu)選的用于去除酸性氣體的吸附劑選自中孔或微孔材料，具有或沒(méi)有與酸性氣體化學(xué)反應(yīng)的官能團(tuán)。沒(méi)有官能團(tuán)的材料的例子包括陽(yáng)離子沸石和硅酸錫(stannosilicate)。與H2S和CO2化學(xué)反應(yīng)的官能化的材料展示對(duì)H2S和CO2相對(duì)于烴明顯增加的選擇性。而且，它們不催化與烴在酸性沸石中可能出現(xiàn)的不期望的反應(yīng)。官能化的中孔吸附劑也是優(yōu)選的，其中與未官能化的較小的孔材料，比如沸石相比較，它們對(duì)烴的親和力進(jìn)一步降低?？蛇x地，通過(guò)使用小孔官能化材料，可動(dòng)力學(xué)上抑制重?zé)N的吸附，其中重?zé)N的擴(kuò)散與H2S和CO2相比是緩慢的。也應(yīng)當(dāng)注意減少碳含量等于或大于約4的烴(即，C4+烴)在H2S和CO2選擇性吸附劑外表面上的冷凝。合適本文使用的官能團(tuán)的非限制性例子包括伯、仲、叔或其他非給質(zhì)子的堿性基團(tuán)，比如脒，胍和雙胍。而且，這些材料可用兩種或更多種類型的官能團(tuán)官能化。為基本上完全去除來(lái)自天然氣流的H2S和CO2,吸附劑材料優(yōu)選地對(duì)H2S和CO2具有選擇性，但是對(duì)于甲烷和較重的烴(C2+)具有低的容量。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式中，優(yōu)選使用支撐在二氧化硅基或其他載體上的胺，因?yàn)樗鼈儗?duì)酸性氣體種類具有強(qiáng)的吸附等溫線。它們也對(duì)該種類具有高的容量，并且由于它們吸附的高熱，它們具有相對(duì)強(qiáng)的溫度響應(yīng)(即當(dāng)充分加熱時(shí)它們?nèi)菀捉馕麳2S和CO2并因此可使用而沒(méi)有過(guò)多的溫度變化)。優(yōu)選的是在25°C至70°C范圍吸附并且在90°C至140°C范圍解吸的吸附劑。在為去除CO2和H2S需要不同吸附劑的系統(tǒng)中，可能期望包括用于目標(biāo)種類的合適的吸附劑的層狀床。為了從天然氣中去除CO2，優(yōu)選用具有動(dòng)力學(xué)選擇性的特定級(jí)別8環(huán)沸石材料配制吸附劑。該級(jí)別8環(huán)沸石材料的動(dòng)力學(xué)選擇性允許CO2快速輸送進(jìn)入沸石晶體，同時(shí)阻礙甲·烷的運(yùn)輸，以便可能選擇性從CO2和甲烷的混合物分離C02。為了從天然氣去除CO2，該特定級(jí)別的8環(huán)沸石材料優(yōu)選地具有從約I至約25的Si/Al比。在其他優(yōu)選的實(shí)施方式中，沸石材料的Si/Al比從2至約1000，優(yōu)選地從約10至約500，并且更優(yōu)選地從約50至約300。應(yīng)當(dāng)注意，如本文所使用，術(shù)語(yǔ)Si/Al定義為沸石結(jié)構(gòu)中二氧化硅與氧化鋁的摩爾比。適合本文使用的該優(yōu)選級(jí)別的8環(huán)沸石使得CO2以CO2對(duì)甲烷(即，DC02/DCH4)的單個(gè)組分的擴(kuò)散系數(shù)比大于10、優(yōu)選地大于約50、，和更優(yōu)選地大于約100和甚至更優(yōu)選地大于200的方式通過(guò)8環(huán)窗口到達(dá)內(nèi)部孔結(jié)構(gòu)。在許多情況下，氮也必須從天然氣或與油的生產(chǎn)相關(guān)的氣體中去除，以從含氮?dú)怏w獲得純化的甲烷產(chǎn)物的高采收。對(duì)于從甲烷分離氮，有非常少的具有明顯的平衡或動(dòng)力學(xué)選擇性的分子篩吸著劑。對(duì)于從天然氣分離N2,也優(yōu)選用具有動(dòng)力學(xué)選擇性的一個(gè)級(jí)別的8環(huán)沸石材料配制吸附劑。該級(jí)別的8環(huán)材料動(dòng)力學(xué)選擇性使得N2快速轉(zhuǎn)移進(jìn)入沸石晶體，同時(shí)阻止甲烷的運(yùn)輸，以便可能選擇性地從N2和甲烷的混合物分離N2。為了從天然氣去除N2，該特定級(jí)別的8環(huán)沸石材料也具有Si/Al比為從約2至約1000，優(yōu)選地從約10至約500，和更優(yōu)選地從約50至約300。該優(yōu)選的適合本文使用的級(jí)別的8環(huán)沸石使得N2通過(guò)8環(huán)窗口以隊(duì)與甲烷(即，DN2/DCH4)的單個(gè)組分?jǐn)U散系數(shù)比大于5、優(yōu)選地大于約20、并且更優(yōu)選地大于約50和甚至更優(yōu)選地大于100的方式到達(dá)內(nèi)部孔結(jié)構(gòu)。在從天然氣中去除N2期間變化吸附方法中的抗污染性是該級(jí)別的8環(huán)沸石材料提供的另一優(yōu)點(diǎn)。在其他例子中，也期望從可包含從約O. 001%H2S至約70%H2S的天然氣去除H2S。在該情況下，可有利地用硅酸錫以及上面提到的具有動(dòng)力學(xué)選擇性的級(jí)別的8環(huán)沸石配制吸附劑。該級(jí)別的8環(huán)材料的動(dòng)力學(xué)選擇性使得H2S快速輸送進(jìn)入沸石晶體同時(shí)阻止甲烷的運(yùn)輸，以便可能選擇性地從H2S和甲烷的混合物中分離H2S。為了從天然氣中去除H2S,該特定級(jí)別的8環(huán)沸石材料的Si/Al比為從約2至約1000，優(yōu)選地從約10至約500，和更優(yōu)選地從約50至約300。該優(yōu)選級(jí)別的適合本文使用的8環(huán)沸石使得H2S通過(guò)8環(huán)窗口以H2S對(duì)甲烷(即，DH2S/DCH4)的單個(gè)組分?jǐn)U散系數(shù)的比大于5、優(yōu)選地大于約20、和更優(yōu)選地大于約50和甚至更優(yōu)選地大于100的方式到達(dá)內(nèi)部孔結(jié)構(gòu)。DDR、Sigma-I和ZSM-58也適合用于從天然氣去除H2S。在一些應(yīng)用中，H2S必須去除至ppm或亞ppm水平。
用于本文實(shí)施方式中的優(yōu)選的選擇性吸附劑材料的其他非限制性例子包括微孔材料比如沸石、A1P0、SAPO、MOF (金屬有機(jī)骨架)、ZIFs (沸石咪唑酯骨架，比如ZIF-7、ZIF-8、ZIF-22等)和碳，以及中孔材料比如胺官能化的MCM材料。對(duì)于酸性氣體比如通常在天然氣流中出現(xiàn)的硫化氫和二氧化碳，也優(yōu)選吸附劑，比如陽(yáng)離子沸石，胺官能化的中孔材料、硅酸錫，碳；概念E :將一個(gè)或多個(gè)RC-PSA單元在多個(gè)步驟中減壓至中間壓力，以便酸性氣體排氣可以以較高的平均壓力捕獲，從而減少酸性氣體注射需要的壓縮；中間減壓步驟的壓力水平可與酸性氣體壓縮機(jī)的級(jí)間壓力匹配，以優(yōu)化總壓縮系統(tǒng)；概念F :使用排氣或循環(huán)流以使加工和烴損失最小化，比如使用來(lái)自一個(gè)或多個(gè)RC-PSA單元的排氣流作為燃料氣體代替再注入或排出；概念G :在單個(gè)床中使用多個(gè)吸附劑材料以去除痕量的第一污染物，比如H2S，然后去除第二污染物，比如CO2 ;這種分段的床用具有最小凈化流動(dòng)速率的RC-PSA單元可提供 嚴(yán)格的酸性氣體去除下降至ppm水平；概念H :使用進(jìn)料壓縮，然后一個(gè)或多個(gè)RC-PSA單元實(shí)現(xiàn)期望的產(chǎn)物純度；概念I(lǐng) :同時(shí)去除非酸性氣體污染物比如硫醇、COS和BTEX ;選擇方法和材料以將其完成；概念J :使用結(jié)構(gòu)化的吸附劑用于氣體-固體接觸器以與常規(guī)填充床相比使壓降最小化；概念K :基于吸附劑材料動(dòng)力學(xué)選擇循環(huán)時(shí)間和循環(huán)步驟；和概念L :使用方法和裝置，其除了其他設(shè)備，使用串聯(lián)的兩個(gè)RC-PSA單元，其中第一 RC-PSA單元清理進(jìn)料流下降至期望的產(chǎn)物純度并且第二 RC-PSA單元清理來(lái)自第一裝置的排氣捕獲甲烷并且保持高的烴采收；該串聯(lián)設(shè)計(jì)的使用可減少對(duì)中孔填料的需要；概念M :使用平行通道接觸器，其中氣體/固體接觸發(fā)生在相對(duì)小直徑的吸附劑排列通道中。接觸器的該結(jié)構(gòu)將通過(guò)將氣體薄膜抗性最小化和高的氣體固體連通提供快速吸附動(dòng)力學(xué)的好處。優(yōu)選的吸附劑設(shè)計(jì)將產(chǎn)生清晰(sharp)的吸附前沿。優(yōu)選具有非?？焖俚臍怏w至吸附劑動(dòng)力學(xué)，即通過(guò)該動(dòng)力學(xué)目標(biāo)種類必須擴(kuò)散以與吸附劑壁接觸的長(zhǎng)度保持為短的，優(yōu)選地小于1000微米，更優(yōu)選地小于200微米，和最優(yōu)選地小于100微米。有利的吸附劑動(dòng)力學(xué)可通過(guò)下述實(shí)現(xiàn)當(dāng)限定床壓降至可接受的值時(shí)，利用平行通道接觸器，其中進(jìn)料和凈化氣體閉合至多個(gè)非常窄的(1000至30微米直徑)開(kāi)放通道，其排列至吸附劑材料的有效的厚度。對(duì)于大部分應(yīng)用“有效的厚度”意思是約500微米至30微米的范圍。在層狀氣體流動(dòng)的大部分限制情況下，非常窄的通道將限制痕跡種類的最大擴(kuò)散距離不大于通道直徑的1/2。即使當(dāng)在吸附前沿的主要邊緣吸收期望種類時(shí)，其中它們的濃度將在氣相接近零，可通過(guò)使用這種小直徑平行通道結(jié)構(gòu)的吸附床構(gòu)造保持清晰的吸附前沿。這種構(gòu)造可為多個(gè)獨(dú)立平行通道的形式，或?yàn)榉浅?，非常短的通道形式，如可通過(guò)使用螺旋纏繞設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)。概念N :用于快速加熱和冷卻吸附劑床結(jié)構(gòu)的機(jī)構(gòu)，以便吸附可在較低的溫度下發(fā)生并且在較高的溫度下解吸。吸附步驟將接著在高壓下發(fā)生并且在減壓下可任選地發(fā)生較高的溫度解吸步驟，以便增加吸附劑變化容量。根據(jù)吸附劑性能，可期望使用適合外部溫度控制的或內(nèi)部溫度控制的方案的床構(gòu)造。“內(nèi)部溫度控制”的意思是使用加熱和冷卻流體介質(zhì)，氣態(tài)或液態(tài)，優(yōu)選地液體，其可循環(huán)通過(guò)相同的用于氣態(tài)進(jìn)料流動(dòng)的吸附劑排列的通道。內(nèi)部溫度控制需要吸附劑材料不被溫度控制流體不利影響并且在加熱步驟之后，溫度控制流體容易從之前吸收的種類(H2S和CO2)中分離。進(jìn)一步，為了內(nèi)部溫度控制，在氣態(tài)進(jìn)料吸附步驟中橫跨結(jié)構(gòu)化床每個(gè)平行通道的壓降優(yōu)選地足夠高，以清理溫度控制流體的每個(gè)通道(或在螺旋纏繞設(shè)計(jì)情況下的單個(gè)通道)。另外地，內(nèi)部流體流動(dòng)溫度設(shè)計(jì)將優(yōu)選地利用不強(qiáng)烈吸附溫度控制流體的吸附劑，以便H2S和CO2可有用地吸附，即使在溫度控制流體存在的情況下。這種吸附劑的非限制性例子包括胺官能化的微孔和中孔吸附劑。這種系統(tǒng)的非限制性例子將使用在水穩(wěn)定載體上的承載的胺，使用熱和冷水(加壓液體或用作加熱的蒸氣)用于加熱和冷卻。而在吸附步驟期間液體水將留在吸附劑壁內(nèi)，如果吸附劑壁的厚度保持小的(小于1000微米，優(yōu)選地小于200微米，和最優(yōu)選地小于100微米)，其將可能用于H2S和CO2在小于I分鐘的時(shí)間范圍內(nèi)擴(kuò)散通過(guò)液體水，更優(yōu)選的小于10秒以通過(guò)承載的胺被吸附。在吸附步驟之后，H2S和CO2可容易的使用分餾法或本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的其 他方法分離?！巴獠繙囟瓤刂啤钡囊馑际瞧渲屑訜岷屠鋮s流體與攜帶氣體的吸附劑通道不接觸的吸附劑床結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)可像管和外殼熱交換器，盤(pán)子和結(jié)構(gòu)熱交換器或中空纖維，流體不滲透隔離層在外徑上或在內(nèi)徑上，或任何其他適合結(jié)構(gòu)。為了獲得快速加熱和冷卻，熱必須通過(guò)其從溫度控制流體擴(kuò)散至吸附劑層的距離必須保持最小，理想地小于10，000微米，更優(yōu)選地小于1000微米，最優(yōu)選地小于200微米。這種外部溫度控制床設(shè)計(jì)的非限制性例子將是使用流體不滲透隔離層在外徑上的中空纖維，其中中空纖維由聚合的和承載的胺吸附劑的混合基體系統(tǒng)組成。進(jìn)料氣體將通過(guò)多孔纖維的內(nèi)徑以在較低的溫度下被吸附劑吸收，同時(shí)冷卻的溫度控制流體流過(guò)纖維外徑。通過(guò)經(jīng)熱溫度控制流體完成解吸，優(yōu)選地在逆流方向上經(jīng)過(guò)纖維外徑，因此加熱吸附齊U。通過(guò)使熱溫度控制流體與冷流體交換完成循環(huán)以使包含吸附劑的纖維返回期望的吸附溫度。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，系統(tǒng)中熱流的速率為這樣以便加熱和冷卻期間在溫度控制流體中建立急劇溫度梯度，以便系統(tǒng)的顯熱可在吸附劑床結(jié)構(gòu)中回收(recuperate)。對(duì)于這種非限制中空纖維的例子，有用的纖維外徑尺寸小于20，000微米，優(yōu)選地小于2000微米，和最優(yōu)選地小于1000微米。有用的中空纖維內(nèi)徑(進(jìn)料氣體通道)小于10，000微米，優(yōu)選地小于1000微米，和最優(yōu)選地小于500微米如基于期望的吸附和解吸循環(huán)時(shí)間、進(jìn)料吸附種類的濃度和吸附劑層對(duì)于那些種類的變化容量適合的。在一種實(shí)施方式中，吸附劑床中非吸附熱質(zhì)與吸附劑的比保持盡可能低是有利的。該比將優(yōu)選地小于20，更優(yōu)選地小于10，和最優(yōu)選的小于5。以此方式，在每個(gè)循環(huán)中必須是變化的系統(tǒng)的顯熱可保持最小。概念O :相對(duì)低流動(dòng)的總進(jìn)料的約O. 01至5%的基本上不含H2S或CO2的清潔氣體被用作凈化氣體。這種氣體(即，“清潔氣體”)的非限制性例子包括甲烷和氮，其在方法的解吸步驟的至少一部分期間保持在與進(jìn)料方向逆流的方向流動(dòng)通過(guò)平行通道。優(yōu)選地，該清潔氣體的流動(dòng)速率足夠克服解吸H2S和CO2的天然擴(kuò)散，以保持吸收通道的產(chǎn)物末端為基本上清潔的狀態(tài)。解吸期間該逆流凈化流動(dòng)確保每個(gè)隨后的吸附循環(huán)期間目標(biāo)種類，比如H2S或CO2沒(méi)有滲出進(jìn)入產(chǎn)物流。用于本發(fā)明實(shí)踐的優(yōu)選循環(huán)和床設(shè)計(jì)是，吸附劑通道的產(chǎn)物末端，即與進(jìn)料氣體入口端相對(duì)的末端，具有低的或理想地基本上零濃度的吸收的H2S和C02。以此方式，并且利用上述適合結(jié)構(gòu)的通道，H2S和CO2將被嚴(yán)格地從進(jìn)料氣體流中去除。如所描述，通過(guò)保持基本上不含H2S和CO2的清潔流體在進(jìn)料方向相對(duì)的逆流方向上在解吸步驟(一個(gè)或多個(gè))期間、或更優(yōu)選地在循環(huán)的所有加熱和冷卻步驟期間的低流動(dòng)，床的下游末端可保持清潔。進(jìn)一步優(yōu)選地，在吸附步驟期間，循環(huán)的吸附部分限于這樣的時(shí)間，以便負(fù)載吸附劑的H2S和CO2前進(jìn)吸附前沿不到達(dá)通道的末端，即在H2S和/或CO2穿過(guò)(breakthrough)之前吸附被停止，從而吸附劑通道基本上清潔部分保持基本上不含目標(biāo)種類。合理地利用清晰吸附前沿，這將允許大于50vol. %、更優(yōu)選的大于75vol. %、和最優(yōu)選的大于85vol. %的吸附劑被利用。本文提供的方法、裝置和系統(tǒng)用于大氣體處理設(shè)施，比如下述設(shè)施，其處理大于5 百萬(wàn)標(biāo)準(zhǔn)立方英尺每天(MSCFD)的天然氣，或大于15MSCFD的天然氣，或大于25MSCFD的天然氣，或大于50MSCFD的天然氣，或大于100MSCFD的天然氣，或大于500MSCFD的天然氣，或大于1，000, 000, 000標(biāo)準(zhǔn)立方英尺每天(BSCFD)的天然氣，或大于2BSCFD (2，000, 000, 000
標(biāo)準(zhǔn)立方英尺每天)的天然氣。與常規(guī)技術(shù)相比較，提供的方法、裝置和系統(tǒng)需要較低的資金投資，較低的操作成本，和較少的物理空間，從而能夠在離岸和遠(yuǎn)程位置比如北極環(huán)境實(shí)施。提供的方法、裝置和系統(tǒng)提供前面的好處并同時(shí)提供與常規(guī)技術(shù)相比高的烴采收。其他實(shí)施方式包括I.吸附器包括a)吸附器主體；b)與所述吸附器主體接合的第一頭；c)第一導(dǎo)管，其從所述頭的外部延伸以至少部分穿過(guò)所述頭；和d)與所述第一導(dǎo)管流體連通的第一閥，其控制流體沿著從第一閥延伸并且通過(guò)吸附器主體的流動(dòng)路徑的流動(dòng)。2.段落I的吸附器，其進(jìn)一步包括至少一個(gè)e)與所述吸附器主體接合的第二頭；f)第二導(dǎo)管，其從第一頭或第二頭的外部延伸以至少部分通過(guò)所述各個(gè)頭；和g)第二閥，其與所述第二導(dǎo)管流動(dòng)連通，控制流體沿著包括從吸附器主體延伸至第二閥的部分的流動(dòng)路徑的流動(dòng)3.段落2的吸附器，其中當(dāng)所述流動(dòng)路徑中的流體沿第一流動(dòng)方向流動(dòng)時(shí)，所述第一閥處于基本開(kāi)啟位置并且當(dāng)所述流動(dòng)路徑中的流體沿第二相反的流動(dòng)方向流動(dòng)時(shí)，所述第一閥處于基本閉合位置。4.段落3的吸附器，在流動(dòng)路徑至少一部分的相對(duì)兩側(cè)具有第一閥對(duì)，其中當(dāng)所述流動(dòng)路徑中的流體沿第一流動(dòng)方向流動(dòng)時(shí)，所述第一閥和第二閥每個(gè)為基本開(kāi)啟位置并且當(dāng)所述流動(dòng)路徑中的流體沿第二相反的流動(dòng)方向流動(dòng)時(shí)，所述第一閥和第二閥每個(gè)為基本閉合位置。5.段落4的吸附器進(jìn)一步包括
h)第三導(dǎo)管，其從第一頭或第二頭的外部延伸以至少部分通過(guò)所述各個(gè)頭；i)第三閥，其與所述第三導(dǎo)管流動(dòng)連通，控制流體沿著包括從吸附器主體延伸至第三閥的部分的流動(dòng)路徑的流動(dòng)；j)第四導(dǎo)管，其從第一頭或第二頭的外部延伸以至少部分通過(guò)所述各個(gè)頭；和k)第四閥，其與所述第二導(dǎo)管流動(dòng)連通，控制流體沿著包括從吸附器主體延伸至第四閥的部分的流動(dòng)路徑的流動(dòng)。6.段落5的吸附器，具有包括所述第三閥和所述第四閥的第二閥對(duì)在流動(dòng)路徑至少一部分的相對(duì)兩側(cè)上，控制沿第二、相反的流動(dòng)方向的流動(dòng)，其中當(dāng)所述流動(dòng)路徑中的流體沿第一流動(dòng)方向流動(dòng)時(shí)第三閥和第四閥每個(gè)為基本閉合位置并且當(dāng)所述流動(dòng)路徑中的流體沿第二、相反的流動(dòng)方向流動(dòng)時(shí)第三閥和第四閥每個(gè)為基本開(kāi)啟位置。
7.段落6的吸附器，其中吸附器是非對(duì)稱的逆流式吸附器。8.段落6的吸附器進(jìn)一步包括一個(gè)或多個(gè)另外的閥，每個(gè)與所述第一、第二、第三或第四導(dǎo)管之一經(jīng)另外的導(dǎo)管流動(dòng)連通，所述另外的導(dǎo)管延伸至少部分通過(guò)所述另外的導(dǎo)管的各個(gè)頭，所述另外的閥同相操作與所述另外的導(dǎo)管流體連通的任何其他閥并且控制流體沿著包括從吸附器主體延伸至各個(gè)閥的部分的流動(dòng)路徑的流動(dòng)。9.段落2的吸附器，其中吸附器主體包括吸附器床，并且流動(dòng)路徑的體積由下述組成i)吸附器床的固體-流體接觸部分內(nèi)的填充流動(dòng)路徑體積和ii)閥(一個(gè)或多個(gè))和吸附器床之間的開(kāi)放流動(dòng)路徑體積、以及吸附器床內(nèi)任何開(kāi)放流動(dòng)部分。10.段落9的吸附器，其中所述填充流動(dòng)體積包括在離固體-流體接觸表面小于2cm的距離處的吸附器床中的所有體積。11.段落9的吸附器，其中所述吸附器床的固體-流體接觸部分的潮濕面積在吸附器床所述部分的所有區(qū)域中大于O. 5cm2/cm3。12.段落9的吸附器，其中開(kāi)放流動(dòng)路徑體積與填充流動(dòng)路徑體積的比小于I。13.段落9的吸附器，其中開(kāi)放流動(dòng)路徑體積與填充流動(dòng)路徑體積的比小于O. 5。14.段落9的吸附器，其中吸附器床包括固定床核心，其包括能夠熱交換的固體材料。15.段落9的吸附器，其中至少一個(gè)所述閥是提升閥，包括與閥桿元件連接的圓盤(pán)狀元件。16.段落15的吸附器，其中提升閥圓盤(pán)狀元件具有基本上與接近的吸附器床表面平行并且面向其的表面。17.段落16的吸附器，其中提升閥朝向吸附器床打開(kāi)。18.段落16的吸附器，其中提升閥遠(yuǎn)離吸附器床打開(kāi)。19.段落16的吸附器，其中在運(yùn)轉(zhuǎn)期間在完全開(kāi)啟位置的提升閥圓盤(pán)狀元件平坦表面和吸附器床表面之間的距離為圓盤(pán)狀元件直徑的5%和200%之間。20.段落16的吸附器，其中在運(yùn)轉(zhuǎn)期間在完全開(kāi)啟位置的提升閥圓盤(pán)狀元件平坦表面和吸附器床表面之間的距離在圓盤(pán)狀元件直徑的20%和80%之間。21.段落15的吸附器，其中所述提升閥桿元件延伸至所述頭外部的位置。22.段落2的吸附器，其中每個(gè)閥與外部可接近的閥座關(guān)聯(lián)，所述閥座安裝在至吸附器主體的其各個(gè)入口內(nèi)和/或安裝在離開(kāi)吸附器主體的出口內(nèi)并且密封至頭。
23.段落22的吸附器，其中閥座經(jīng)可旋轉(zhuǎn)的鎖定機(jī)構(gòu)、螺旋擰入座和壓入座之一附接至頭。24.段落21的吸附器，其進(jìn)一步包括與所述閥桿關(guān)聯(lián)的閥桿密封。25.段落24的吸附器，其中閥桿密封是推桿密封環(huán)。26.段落15的吸附器，其中提升閥包括可接合致動(dòng)器的線性可啟動(dòng)閥桿，以通過(guò)施加線性運(yùn)動(dòng)打開(kāi)和關(guān)閉閥。27.段落26的吸附器，其中致動(dòng)器是氣動(dòng)致動(dòng)、液壓致動(dòng)和電磁致動(dòng)的至少一個(gè)。28.段落26的吸附器，其中致動(dòng)器是凸輪軸致動(dòng)。29.段落26的吸附器，其中共同的致動(dòng)器控制具體的流體流動(dòng)流共同的線性排列 的多個(gè)閥。30.段落15的吸附器，其中與具體的頭關(guān)聯(lián)的圓形提升閥是大體圓形的，直徑一致的并且中心-到-中心間隔開(kāi)平均提升閥圓盤(pán)狀元件直徑的120%至400%。31.段落15的吸附器，其中與具體的頭關(guān)聯(lián)的圓形提升閥基本上是圓形的，直徑一致的并且中心-到-中心間隔開(kāi)平均提升閥圓盤(pán)狀元件直徑的140%至200%。32.段落15的吸附器，其提供下述的至少一個(gè)i)隨著流體流動(dòng)通過(guò)閥，閥壓降為吸附器內(nèi)部壓降的從1%至100% ;ii)入口流和出口流之一的總流提升閥流動(dòng)面積與吸附器流動(dòng)面積的比范圍為從1%至30%;iii)提升閥直徑在最小值(Dpmin)[英寸]=0. 1484+0. 4876*DB[英尺]和最大值(Dpmax)[英寸]=1. 6113+1. 8657*DB[英尺]之間，其中Db是以英尺為單位的流動(dòng)面積直徑；iv) LP/DP，(閥升程與提升閥直徑的比)范圍在3%和25%之間；和V)閥升起時(shí)間為至少50毫秒。33.段落15的吸附器，其提供下述的至少一個(gè)i)隨著流體流動(dòng)通過(guò)閥，閥壓降為吸附器內(nèi)部壓降的從5%至20% ;ii)入口流和出口流之一的總流提升閥流動(dòng)面積與吸附器流動(dòng)面積的比范圍為從2%至20% ; i i i)提升閥直徑在最小值(Dpmin)[英寸]=0. 1484+0. 4876*DB[英尺]和最大值(Dpmax)[英寸]=1. 6113+1. 8657*DB[英尺]之間，其中Db是以英尺為單位的流動(dòng)面積直徑；iv) LP/DP，(閥升程與提升閥直徑的比)范圍在5%和20%之間；和V)閥升起時(shí)間在100和500毫秒之間。34.吸附器包括a)吸附器主體，其部分封裝吸附和/或熱交換區(qū)域，包括兩個(gè)基本上相對(duì)的開(kāi)口端;b)第一頭，其覆蓋所述吸附器主體的一端；c)第二頭，其覆蓋所述吸附器主體的相對(duì)端；d)固定床，其包括接近第一頭的區(qū)域、接近第二頭的區(qū)域和布置在其間的中央?yún)^(qū)域，其中固定床布置在吸附器主體內(nèi)并且包括能夠促進(jìn)吸附和/或與氣流的熱交換的固體材料；e)與第一頭關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)氣流入口和與第二頭關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)氣流出口，與第一頭關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)氣流入口打開(kāi)通過(guò)第一頭并且進(jìn)入吸附器主體的通路，與第二頭關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)氣流出口打開(kāi)從吸附器主體并且通過(guò)第二頭的通路；f)至少一個(gè)入口提升閥，其控制氣流入口并且與和入口關(guān)聯(lián)的頭整合，入口提升閥包括線性可啟動(dòng)閥桿；
g)至少一個(gè)出口提升閥，其控制氣流出口并且與和出口關(guān)聯(lián)的頭整合，出口提升閥包括線性可啟動(dòng)閥桿；和h)可結(jié)合f)和/或g)的線性可啟動(dòng)閥桿的至少一個(gè)致動(dòng)器，其通過(guò)向提升閥施加線性運(yùn)動(dòng)使得氣體從吸附器的外部通過(guò)至吸附器主體的內(nèi)部、和從吸附器主體的內(nèi)部通過(guò)至吸附器外部提供閥打開(kāi)和關(guān)閉，以便提供可改變的流動(dòng)操作。35.段落34的吸附器，其進(jìn)一步包括i)與第二頭關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)氣流入口和與第一頭關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)氣流出口，與第二頭關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)氣流入口打開(kāi)通過(guò)第二頭和吸附器主體的通路，與第一頭關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)氣流出口打開(kāi)通過(guò)吸附器主體和第一頭的通路，以及關(guān)聯(lián)的入口提升閥(一個(gè)或多個(gè))或與f)、g)和h)類似的其他入口流動(dòng)控制裝置、出口提升閥(一個(gè)或多個(gè))和致動(dòng)器(一個(gè)或多個(gè))。36.逆流式吸附器中至少兩個(gè)流的快速流轉(zhuǎn)換的方法，所述逆流式吸附器包括吸附器主體，其部分封裝包括兩個(gè)基本上相對(duì)的開(kāi)口端的吸附區(qū)域和/或熱交換區(qū)域;第一頭，其覆蓋吸附器主體的一端；第二頭，其覆蓋吸附器主體的相對(duì)端；布置在吸附器主體 內(nèi)的固定床，其包括能夠促進(jìn)吸附和/或與氣流熱交換的固體材料，所述方法包括i)引導(dǎo)來(lái)自一個(gè)或多個(gè)入口氣體源的至少一種第一氣流至與第一頭關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)氣流入口通過(guò)第一頭并且進(jìn)入吸附器主體，以及從吸附器主體撤回經(jīng)處理的第一氣流并且通過(guò)第二頭至與第二頭關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)氣流出口 ；其中所述引導(dǎo)和撤回分別由位于第一頭中的至少一個(gè)吸入提升閥和位于第二頭中的至少一個(gè)排氣提升閥控制；和i i)引導(dǎo)來(lái)自一個(gè)或多個(gè)入口氣體源的至少一種第二氣流至與第二頭關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)氣流入口通過(guò)第二頭并且進(jìn)入吸附器主體，以及從吸附器主體撤回經(jīng)處理的第二氣流并且通過(guò)第一頭至與第一頭關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)氣流出口，其中所述引導(dǎo)和撤回分別由位于第二頭中的至少一個(gè)吸入提升閥或其他吸入流動(dòng)控制機(jī)構(gòu)和位于第一頭中的至少一個(gè)排氣提升閥控制。37.吸附器，其包括a)吸附器主體，其中吸附器主體形成吸附器主體內(nèi)的吸附區(qū)域；b)布置在吸附區(qū)域內(nèi)的填充物材料；c) 一個(gè)或多個(gè)提升閥組件，其連接至吸附器主體并且與吸附區(qū)域流動(dòng)連通和控制吸附器主體外部位置和吸附區(qū)域內(nèi)之間的流體流動(dòng)。38.段落37的吸附器，其中吸附器主體包括頭和外殼，其連接在一起形成吸附區(qū)域；并且其中一個(gè)或多個(gè)提升閥組件連接至頭。39.段落38的吸附器，其中一個(gè)或多個(gè)提升閥組件包括i)第一導(dǎo)管，其從頭外部延伸，以至少部分通過(guò)頭；和ii)與第一導(dǎo)管流動(dòng)連通的第一閥，其控制流體沿著從第一閥延伸并且通過(guò)吸附器主體的流動(dòng)路徑的流動(dòng)。40.段落39的吸附器，其中當(dāng)所述流動(dòng)路徑中的流體沿第一流動(dòng)方向流動(dòng)時(shí)，第一閥處于基本開(kāi)啟位置并且當(dāng)所述流動(dòng)路徑中的流體沿第二相反的流動(dòng)方向流動(dòng)時(shí)，第一閥處于基本閉合位置。41.計(jì)算設(shè)備，其包括處理器；
連接處理器的內(nèi)存；和提供給內(nèi)存的指令，其中所述指令由處理器執(zhí)行，以基于一個(gè)或多個(gè)提升閥組件產(chǎn)生模型結(jié)果，所述一個(gè)或多個(gè)提升閥組件連接至吸附器主體并與吸附區(qū)域流動(dòng)連通，其中一個(gè)或多個(gè)提升閥組件控制吸附器主體外部位置和吸附區(qū)域內(nèi)之間的流體流動(dòng)；
存儲(chǔ)模型結(jié)果。42.段落41的計(jì)算設(shè)備，其中模型結(jié)果基于連接至吸附器主體的一個(gè)或多個(gè)提升閥組件的間隔。43.段落37的吸附器，其中吸附器是非對(duì)稱的逆流式吸附器。44.段落37的吸附器，其中填充物材料是蜂巢填充物材料。45前述段落1-44的任一段落的吸附器，其中吸附器包括一個(gè)或多個(gè)特征，如這里所附的圖中所顯示。其他實(shí)施方式可包括1A.吸附器，包括a)吸附器主體；b)與所述吸附器主體接合的第一頭；c)第一導(dǎo)管，其從所述頭的外部延伸以至少部分穿過(guò)所述頭；和d)與所述第一導(dǎo)管流動(dòng)連通的第一閥，其控制流體沿著從第一閥延伸并且通過(guò)吸附器主體的流動(dòng)路徑的流動(dòng)。2A.段落2A的吸附器進(jìn)一步包括至少一個(gè)e)與所述吸附器主體接合的第二頭；f)第二導(dǎo)管，其從第一頭或第二頭的外部延伸以至少部分通過(guò)所述各個(gè)頭；和g)第二閥，其與所述第二導(dǎo)管流動(dòng)連通，控制流體沿著包括從吸附器主體延伸至第二閥的部分的流動(dòng)路徑的流動(dòng)。3A.前述段落任一段落的吸附器，其中當(dāng)所述流動(dòng)路徑中的流體沿第一流動(dòng)方向流動(dòng)時(shí)，所述第一閥處于基本開(kāi)啟位置，并且當(dāng)所述流動(dòng)路徑中的流體沿第二相反的流動(dòng)方向流動(dòng)時(shí)，所述第一閥處于基本閉合位置。4A.前述段落2A至3A任一段落的吸附器，在流動(dòng)路徑至少一部分的相對(duì)兩側(cè)上具有第一閥對(duì)，其中當(dāng)所述流動(dòng)路徑中的流體沿第一流動(dòng)方向流動(dòng)時(shí)，所述第一閥和第二閥每個(gè)為基本開(kāi)啟位置并且當(dāng)所述流動(dòng)路徑中的流體沿第二相反的流動(dòng)方向流動(dòng)時(shí)，所述第一閥和第二閥每個(gè)為基本閉合位置。5A.前述段落2A至4A任一段落的吸附器進(jìn)一步包括h)第三導(dǎo)管，其從第一頭或第二頭的外部延伸以至少部分通過(guò)各個(gè)頭；i)第三閥，其與所述第三導(dǎo)管流動(dòng)連通，控制流體沿著包括從吸附器主體延伸至第三閥的部分的流動(dòng)路徑的流動(dòng)；j)第四導(dǎo)管，其從第一頭或第二頭的外部延伸以至少部分通過(guò)各個(gè)頭；和k)第四閥，其與所述第二導(dǎo)管流動(dòng)連通，控制流體沿著包括從吸附器主體延伸至第四閥的部分的流動(dòng)路徑的流動(dòng)。6A.段落5A的吸附器，具有包括所述第三閥和所述第四閥的第二閥對(duì)在流動(dòng)路徑至少一部分的相對(duì)兩側(cè)上，控制沿第二、相反的流動(dòng)方向的流動(dòng)，其中當(dāng)所述流動(dòng)路徑中的流體沿第一流動(dòng)方向流動(dòng)時(shí)第三閥和第四閥每個(gè)為基本閉合位置并且當(dāng)所述流動(dòng)路徑中的流體沿第二、相反的流動(dòng)方向流動(dòng)時(shí)第三閥和第四閥每個(gè)為基本開(kāi)啟位置。7A.前述段落任一段落的吸附器，其中吸附器是非對(duì)稱的逆流式吸附器。8A.前述段落5A和6A任一吸附器，進(jìn)一步包括一個(gè)或多個(gè)另外的閥，每個(gè)與所述第一、第二、第三或第四導(dǎo)管之一經(jīng)另外的導(dǎo)管流動(dòng)連通，所述另外的導(dǎo)管延伸至少部分通過(guò)所述另外的導(dǎo)管的各個(gè)頭，所述另外的閥與所述另外的導(dǎo)管流體連通的任何其他閥同相操作并且控制流體沿著包括從吸附器主體延伸至各個(gè)閥的部分的流動(dòng)路徑的流動(dòng)。9A.前述段落任一段落的吸附器，其中吸附器主體包括吸附器床，和流動(dòng)路徑的體積由下述組成i)吸附器床的固體-流體接觸部分內(nèi)的填充流動(dòng)路徑體積和ii)閥(一個(gè)或多個(gè))和吸附器床之間的開(kāi)放流動(dòng)路徑體積、以及吸附器床內(nèi)任何開(kāi)放流動(dòng)部分。10A.段落9A的吸附器，其中所述填充流動(dòng)體積包括在離固體-流體接觸表面小于2cm距離處吸附器床中的所有體積。
11A.段落9A的吸附器，其中所述吸附器床的固體-流體接觸部分的潮濕面積在吸附器床所述部分的所有區(qū)域中大于O. 5cm2/cm3。12A.段落9A的吸附器，其中開(kāi)放流動(dòng)路徑體積與填充流動(dòng)路徑體積的比小于I。13A.段落9A的吸附器，其中開(kāi)放流動(dòng)路徑體積與填充流動(dòng)路徑體積的比小于
O.5。14A.段落9A的吸附器，其中吸附器床包括固定床核心，其包括能夠熱交換的固體材料。15A.段落9A的吸附器，其中至少一個(gè)所述閥是提升閥，包括與閥桿元件連接的圓盤(pán)狀元件。16A.段落15A的吸附器，其中提升閥圓盤(pán)狀元件具有基本上與接近的吸附器床表面平行并且面向其的表面。17A.段落15A或16A的吸附器，其中提升閥朝向吸附器床打開(kāi)。18A.段落15A或16A的吸附器，其中提升閥遠(yuǎn)離吸附器床打開(kāi)。19A.段落15A、16A、17A或18A的吸附器，其中在運(yùn)轉(zhuǎn)期間在完全開(kāi)啟位置提升閥圓盤(pán)狀元件平坦表面和吸附器床表面之間的距離為圓盤(pán)狀元件直徑的5%和200%之間。20A.段落15A、16A、17A或18A的吸附器，其中在運(yùn)轉(zhuǎn)期間在完全開(kāi)啟位置的提升閥圓盤(pán)狀元件平坦表面和吸附器床表面之間的距離在圓盤(pán)狀元件直徑的20%和80%之間。21A.段落15A、16A、17A或18A的吸附器，其中所述提升閥桿元件延伸至所述頭外部的位置。22A.前述段落任一段落的吸附器，其中每個(gè)閥與外部可接近的閥座關(guān)聯(lián)，所述閥座安裝在至吸附器主體的其各個(gè)入口內(nèi)和/或安裝在離開(kāi)吸附器主體的出口內(nèi)并且密封至頭。23A.段落22A的吸附器，其中閥座經(jīng)可旋轉(zhuǎn)鎖定機(jī)構(gòu)、螺旋擰入座和壓入座之一附接至頭。24A.段落21A的吸附器，其進(jìn)一步包括與所述閥桿關(guān)聯(lián)的閥桿密封。25A.段落24A的吸附器，其中閥桿密封是推桿密封環(huán)。26A.段落15A的吸附器，其中提升閥包括可接合致動(dòng)器的線性可啟動(dòng)閥桿，以通過(guò)施加線性運(yùn)動(dòng)打開(kāi)和關(guān)閉閥。
27A.段落26A的吸附器，其中致動(dòng)器是氣動(dòng)致動(dòng)、液壓致動(dòng)和電磁致動(dòng)的至少一個(gè)。28A.段落26A的吸附器，其中致動(dòng)器是凸輪軸致動(dòng)。29A.段落26A的吸附器，其中共同的致動(dòng)器控制具體的流體流動(dòng)流共同的線性排列的多個(gè)閥。30A.段落15A的吸附器，其中與具體的頭關(guān)聯(lián)的圓形提升閥是大體圓形的，直徑一致的并且中心-到-中心間隔開(kāi)平均提升閥圓盤(pán)狀元件直徑的120%至400%。31A.段落15A的吸附器，其中與具體的頭關(guān)聯(lián)的圓形提升閥是大體圓形的，直徑一致的并且中心-到-中心間隔開(kāi)平均提升閥圓盤(pán)狀元件直徑的140%至200%。32A.段落15A的吸附器，其提供下述的至少一個(gè)i)隨著流體流動(dòng)通過(guò)閥，閥 壓降為吸附器內(nèi)部壓降的從1%至100%;ii)入口流和出口流之一的總流提升閥流動(dòng)面積與吸附器流動(dòng)面積的比范圍為從1%至30%;iii)提升閥直徑在最小值(Dpmin)[英寸]=0. 1484+0. 4876*DB[英尺]和最大值(Dpmax)[英寸]=1. 6113+1. 8657*DB[英尺]之間，其中Db是以英尺為單位的流動(dòng)面積直徑；iv) LP/DP，(閥升程與提升閥直徑的比)范圍在3%和25%之間；和V)閥升起時(shí)間為至少50毫秒。33A.段落15A的吸附器，其提供下述的至少一個(gè)i)隨著流體流動(dòng)通過(guò)閥，閥壓降為吸附器內(nèi)部壓降的從5%至20% ;ii)入口流和出口流之一的總流提升閥流動(dòng)面積與吸附器流動(dòng)面積的比范圍為從2%至20%;iii)提升閥直徑在最小值(Dpmin)[英寸]=0. 1484+0. 4876*DB[英尺]和最大值(Dpmax)[英寸]=1. 6113+1. 8657*DB[英尺]之間，其中Db是以英尺為單位的流動(dòng)面積直徑；iv) LP/DP，(閥升程與提升閥直徑的比)范圍在5%和20%之間；和V)閥升起時(shí)間在100和500毫秒之間。34A.前述段落任一段落的吸附器，其是用于下述的吸附器變壓吸附(PSA)、真空變壓吸附(VPSA)、變溫吸附(TSA)、部分變壓吸附(PPSA)、快速循環(huán)變壓吸附(RCPSA)、快速循環(huán)變熱吸附(RCTSA)、快速循環(huán)部分變壓吸附(RCPPSA)，以及這些方法的組合比如變壓/變溫吸附。41A.吸附器包括a)吸附器主體，其中吸附器主體形成吸附器主體內(nèi)的吸附區(qū)域；b)布置在吸附區(qū)域內(nèi)的填充物材料；c) 一個(gè)或多個(gè)提升閥組件，其連接至吸附器主體并且與吸附區(qū)域流動(dòng)連通和控制吸附器主體外部位置和吸附區(qū)域內(nèi)之間的流體流動(dòng)。42A.段落41A的吸附器，其中吸附器主體包括頭和外殼，其連接在一起形成吸附區(qū)域；并且其中一個(gè)或多個(gè)提升閥組件連接至頭。43A.段落42A的吸附器，其中一個(gè)或多個(gè)提升閥組件包括i)第一導(dǎo)管，其從頭外部延伸，以至少部分通過(guò)頭；和ii)與第一導(dǎo)管流動(dòng)連通的第一閥，其控制流體沿著從第一閥延伸并且通過(guò)吸附器主體的流動(dòng)路徑的流動(dòng)。44A.段落43A的吸附器，其中當(dāng)所述流動(dòng)路徑中的流體沿第一流動(dòng)方向流動(dòng)時(shí)，第一閥處于基本開(kāi)啟位置，并且當(dāng)所述流動(dòng)路徑中的流體沿第二相反的流動(dòng)方向流動(dòng)時(shí)，第一閥處于基本閉合位置。
45A.計(jì)算設(shè)備，包括處理器；與處理器關(guān)聯(lián)的內(nèi)存；和提供給內(nèi)存的指令，其中指令由處理器執(zhí)行以至少基于一個(gè)或多個(gè)提升閥組件之間的間隔產(chǎn)生模型結(jié)果，所述一個(gè)或多個(gè)提升閥組件連接至吸附器主體并且與吸附區(qū)域流動(dòng)連通，其中一個(gè)或多個(gè)提升閥控制吸附器主體外部位置和吸附區(qū)域內(nèi)之間的流體流動(dòng)； 存儲(chǔ)模型結(jié)果。46A.段落45A的計(jì)算設(shè)備，其中模型結(jié)果基于連接至吸附器主體的一個(gè)或多個(gè)提升閥組件的間隔。47A.段落41A的吸附器，其中吸附器是非對(duì)稱的逆流式吸附器。48A.段落41A的吸附器，其中填充物材料是蜂巢填充物材料。49A.段落37A的吸附器，其中乙炔被轉(zhuǎn)化成乙烯。50A.前述段落1A-49A任一段落的吸附器，其中吸附器包括一個(gè)或多個(gè)特征，如這里所附的圖中所顯示。如可意識(shí)到，在可選實(shí)施方式中，段落1-15或1A-15A的任何吸附器可提供至少一個(gè)i)隨著流體流動(dòng)通過(guò)閥，閥壓降為吸附器內(nèi)部壓降的從5%至20%;ii)入口流和出口流之一的總流提升閥流動(dòng)面積與吸附器流動(dòng)面積的比范圍為從2%至20% ;iii)提升閥直徑在最小值(Dpmin)[英寸]=0. 1484+0. 4876*Db [英尺]和最大值(Dpmax)[英寸]=1. 6113+1. 8657*Db[英尺]之間，其中Db是以英尺為單位的流動(dòng)面積直徑；iv)LP/DP，(閥升程與提升閥直徑的比)范圍在5%和20%之間；和V)閥升起時(shí)間在100和500毫秒之間。盡管本發(fā)明已經(jīng)在本文詳細(xì)描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到落在權(quán)利要求范圍內(nèi)的本發(fā)明的其他實(shí)施方式。
權(quán)利要求
1.吸附器包括 a.吸附器主體； b.第一頭，其與所述吸附器主體接合； c.第一導(dǎo)管，其從所述頭的外部延伸以至少部分穿過(guò)所述頭；和 d.與所述第一導(dǎo)管流體連通的第一閥，其控制流體沿著從所述第一閥延伸并且通過(guò)所述吸附器主體的流動(dòng)路徑的流動(dòng)。
2.權(quán)利要求I所述的吸附器，其中當(dāng)所述流動(dòng)路徑中的流體沿第一流動(dòng)方向流動(dòng)時(shí)，所述第一閥處于基本開(kāi)啟位置，并且當(dāng)所述流動(dòng)路徑中的流體沿第二相反的流動(dòng)方向流動(dòng)時(shí)，所述第一閥處于基本閉合位置。
3.權(quán)利要求2所述的吸附器，其在所述流動(dòng)路徑的至少一部分的相對(duì)兩側(cè)上具有第一閥對(duì)，其中當(dāng)所述流動(dòng)路徑中的流體沿第一流動(dòng)方向流動(dòng)時(shí)，所述第一閥和第二閥每個(gè)為基本開(kāi)啟位置并且當(dāng)所述流動(dòng)路徑中的流體沿第二相反的流動(dòng)方向流動(dòng)時(shí)，所述第一閥和第二閥每個(gè)為基本閉合位置。
4.權(quán)利要求I所述的吸附器，其中所述吸附器是變溫吸附裝置或變壓吸附裝置。
5.權(quán)利要求I所述的吸附器，其中所述閥的至少一個(gè)是提升閥，其包括與閥桿元件連接的圓盤(pán)狀元件。
6.權(quán)利要求5所述的吸附器，其中所述提升閥朝向所述吸附器床打開(kāi)。
7.權(quán)利要求5所述的吸附器，其中所述提升閥遠(yuǎn)離所述吸附器床打開(kāi)。
8.權(quán)利要求5所述的吸附器，其中運(yùn)轉(zhuǎn)期間在完全開(kāi)啟位置的所述提升閥圓盤(pán)狀元件平坦表面和所述吸附器床表面之間的距離介于所述圓盤(pán)狀元件直徑的5%和200%之間。
9.權(quán)利要求I所述的吸附器，其中每個(gè)閥與外部可接近的閥座關(guān)聯(lián)，所述閥座安裝在其各個(gè)至所述吸附器主體的入口內(nèi)和/或安裝在離開(kāi)吸附器主體的出口內(nèi)并且密封至所述頭。
10.權(quán)利要求I所述的吸附器，其中所述閥座經(jīng)可旋轉(zhuǎn)鎖定機(jī)構(gòu)、螺旋擰入座和壓入座之一附接至所述頭。
11.權(quán)利要求5所述的吸附器，其進(jìn)一步包括與所述閥桿關(guān)聯(lián)的閥桿密封。
12.權(quán)利要求5所述的吸附器，其中所述閥桿密封是往復(fù)式壓縮機(jī)型密封。
13.權(quán)利要求5所述的吸附器，其中所述提升閥包括可接合致動(dòng)器的線性可啟動(dòng)閥桿，以通過(guò)施加線性運(yùn)動(dòng)而打開(kāi)和關(guān)閉所述閥。
14.權(quán)利要求13所述的吸附器，其中所述致動(dòng)器是氣動(dòng)致動(dòng)、液壓致動(dòng)和電磁致動(dòng)的至少一個(gè)。
15.權(quán)利要求13所述的吸附器，其中所述致動(dòng)器是凸輪軸致動(dòng)的。
16.權(quán)利要求13所述的吸附器，其中共同的致動(dòng)器控制具體的流體流動(dòng)流共同的線性排列的多個(gè)閥。
17.權(quán)利要求13所述的吸附器，其中與具體的頭關(guān)聯(lián)的圓形提升閥是大體圓形的、直徑一致的并且中心-到-中心間隔開(kāi)平均提升閥圓盤(pán)狀元件直徑的120%至400%。
18.吸附器包括 a)吸附器主體，其部分封裝包括兩個(gè)基本上相對(duì)的開(kāi)口端的吸附區(qū)域； b)第一頭，其覆蓋所述吸附器主體的一端；c)第二頭，其覆蓋所述吸附器主體的相對(duì)端； d)固定床，其包括接近所述第一頭的區(qū)域、接近所述第二頭的區(qū)域和布置在其間的中央?yún)^(qū)域，其中固定床布置在所述吸附器主體內(nèi)并且包括能夠促進(jìn)氣流的一種或多種組分吸附的固體材料； e)與所述第一頭關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)氣流入口和與第所述二頭關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)氣流出口，與所述第一頭關(guān)聯(lián)的所述至少一個(gè)氣流入口打開(kāi)通過(guò)所述第一頭并且進(jìn)入所述吸附器主體的通路，與所述第二頭關(guān)聯(lián)的所述至少一個(gè)氣流出口打開(kāi)從吸附器主體并且通過(guò)第二頭的路徑； f)至少一個(gè)入口提升閥，其控制所述氣流入口并且與和所述入口關(guān)聯(lián)的所述頭整合，所述入口提升閥包括線性可啟動(dòng)閥桿； g)至少一個(gè)出口提升閥，其控制所述氣流出口并且與和所述出口關(guān)聯(lián)的所述頭整合， 所述出口提升閥包括線性可啟動(dòng)閥桿；和 h)可接合f)和/或g)的所述線性可啟動(dòng)閥桿的至少一個(gè)致動(dòng)器，其通過(guò)向所述提升閥施加線性運(yùn)動(dòng)使得氣體從所述吸附器的外部通過(guò)至所述吸附器主體的內(nèi)部以及從所述吸附器主體的內(nèi)部通過(guò)至所述吸附器外部提供閥打開(kāi)和關(guān)閉，以便提供可改變的流動(dòng)操作。
19.權(quán)利要求18所述的吸附器，其進(jìn)一步包括i)與所述第二頭關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)氣流入口和與所述第一頭關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)氣流出口，以及關(guān)聯(lián)的入口提升閥(一個(gè)或多個(gè))或與f)、g)和h)類似的其他入口流動(dòng)控制機(jī)構(gòu)、出口提升閥(一個(gè)或多個(gè))和致動(dòng)器(一個(gè)或多個(gè))，與所述第二頭關(guān)聯(lián)的所述至少一個(gè)氣流入口打開(kāi)通過(guò)所述第二頭和所述吸附器主體的通路，與所述第一頭關(guān)聯(lián)的所述至少一個(gè)氣流出口打開(kāi)通過(guò)所述吸附器主體和所述第一頭的通路。
全文摘要
具有最小不連通體積尤其適合于逆向流動(dòng)應(yīng)用的吸附器，其包括a)吸附器主體；b)與所述吸附器主體接合的第一頭；c)第一導(dǎo)管，其從所述頭的外部延伸以至少部分穿過(guò)所述頭；和d)與所述第一導(dǎo)管流體連通的第一閥，其控制流體沿著從所述第一閥延伸并且通過(guò)所述吸附器主體的流動(dòng)路徑的流動(dòng)。吸附器尤其適合用于變化吸附分離方法的過(guò)程中。
文檔編號(hào)B01D24/46GK102917767SQ201180026601
公開(kāi)日2013年2月6日 申請(qǐng)日期2011年5月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月28日
發(fā)明者J·W·弗雷德里克, J·W·富爾頓, R·F·塔姆梅拉, R·亨廷頓 申請(qǐng)人:埃克森美孚上游研究公司