有孔吸附劑顆粒的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及包括連續(xù)地布置的、包含有孔吸附劑顆粒的吸附劑顆粒的填充床區(qū)域的吸附容器，使用該有孔吸附劑顆粒的氣體分離方法和用于制備該有孔吸附劑顆粒的方法。所述有孔吸附劑顆粒各自包含吸附劑材料，其中所述有孔吸附劑顆粒各自具有至少10個(gè)穿過所述顆粒的通道。所述通道的等效直徑的范圍可以為0.05mm-1.5mm，且所述通道的空隙分?jǐn)?shù)的范圍可以為0.05-0.5。
【專利說明】
有孔吸附劑顆粒
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用 本申請(qǐng)是2015年4月15日提交的題目為"有孔吸附劑顆粒"的美國(guó)申請(qǐng)第14/686813號(hào) 的部分繼續(xù)申請(qǐng)。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明涉及通過吸附非低溫分離氣體混合物。
【背景技術(shù)】
[0003] 通過吸附進(jìn)行氣體分離是公知的。在文獻(xiàn)中充分描述了通過吸附進(jìn)行氣體分離。
[0004] 在設(shè)計(jì)吸附單元和工藝中必須考慮吸附顆粒對(duì)傳質(zhì)和流動(dòng)阻力的影響。粒徑對(duì)吸 附的限制是公知的：擴(kuò)散傳質(zhì)在小顆粒中是有利的，而大顆粒降低通過吸附床的流動(dòng)阻力 從而降低通過吸附床的壓降。因此，必須選擇粒徑以平衡這些矛盾對(duì)象。
[0005] 工業(yè)需要提供改進(jìn)的擴(kuò)散傳質(zhì)同時(shí)降低吸附床中的壓降的吸附顆粒。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 概括地講，本發(fā)明涉及通過吸附進(jìn)行氣體分離，且更具體講，涉及吸附劑顆粒、包 含多個(gè)所述吸附劑顆粒的吸附床、使用多個(gè)所述吸附劑顆粒的氣體分離方法和用于制備所 述吸附劑顆粒的方法。
[0007] 本發(fā)明的多個(gè)方面如下文所概述。隨后，在下文概述了本發(fā)明的具體方面。括號(hào)中 所給出的參考數(shù)字和表達(dá)是指參考附圖在下文進(jìn)一步解釋的例示性實(shí)施方案。然而，該參 考數(shù)字和表達(dá)只是說明性的，并不將這些方面限制于例示性實(shí)施方案的任何具體組分或特 征。這些方面可以撰寫為權(quán)利要求，其中括號(hào)中所給出的參考數(shù)字和表達(dá)被視情況省略或 被其他替代。
[0008] 方面1. 一種吸附容器(40)，其包括： 連續(xù)地布置的、包含多個(gè)有孔吸附劑顆粒(10)的吸附劑顆粒的填充床區(qū)域(80)， 其中每個(gè)有孔吸附劑顆粒（10)包含能夠優(yōu)先吸附包含至少兩種氣態(tài)組分的混合物中 的至少一種可吸附性較強(qiáng)的氣態(tài)組分的吸附劑材料，所述氣態(tài)組分包含所述至少一種可吸 附性較強(qiáng)的組分和至少一種較不具可吸附性的組分，其中所述吸附劑材料為選自活性氧化 鋁、活性炭、沸石、介孔結(jié)構(gòu)化材料、碳分子篩、金屬-有機(jī)骨架材料、硅膠及其組合的材料； 且 其中每個(gè)有孔吸附劑顆粒(10)限定數(shù)目為至少10個(gè)的相應(yīng)的多個(gè)通道(20)，所述相應(yīng) 的多個(gè)通道(20)穿過每個(gè)有孔吸附劑顆粒(10)從第一端(22)縱向延伸到第二端(24)。
[0009] 方面2.方面1的吸附容器(40)，其中所述多個(gè)有孔吸附劑顆粒(10)的數(shù)目為至少 100個(gè);且 其中所述填充床區(qū)域(80)具有0.09-0.5范圍的粒間空隙分?jǐn)?shù)。
[0010] 方面3.方面1或方面2的吸附容器(40)，其中所述吸附劑顆粒不規(guī)則地布置在所 述填充床區(qū)域(80)中。
[0011] 方面4.前述方面中任一項(xiàng)的吸附容器(40)，所述吸附容器(40)具有用于包含所 述至少兩種氣態(tài)組分的混合物的入口和出口，入口和出口限定在吸附循環(huán)進(jìn)料步驟期間流 過所述吸附容器(40)的主要方向，其中所述多個(gè)吸附劑顆粒的通道(20)的25%-35%與流過 所述吸附容器(40)的主要方向基本上對(duì)齊。
[0012] 方面5.前述方面中任一項(xiàng)的吸附容器(40)，其中在填充床區(qū)域(80)的水平和垂 直方向上所述吸附劑顆粒連續(xù)地布置。
[0013] 方面6.前述方面中任一項(xiàng)的吸附容器(40)，其中所述填充床裝有松散材料形式 (即作為松散填料)的所述吸附劑顆粒。
[0014] 方面7.前述方面中任一項(xiàng)的吸附容器(40)，其中填充床區(qū)域(80)中的吸附劑顆 粒的每個(gè)吸附劑顆粒位于填充床區(qū)域(80)中的吸附劑顆粒的至少一個(gè)相鄰吸附劑顆粒的 至少一部分旁邊且位于填充床區(qū)域(80)中的吸附劑顆粒的至少一個(gè)其他相鄰吸附劑顆粒 的至少一部分上方或下方。
[0015] 方面8.前述方面中任一項(xiàng)的吸附容器(40)，其中所述吸附劑顆粒包含內(nèi)部吸附 劑顆粒，每個(gè)內(nèi)部吸附劑顆粒在所有方向上被填充床區(qū)域(80)中的其他吸附劑顆粒包圍。
[0016] 方面9.前述方面中任一項(xiàng)的吸附容器，其中所述多個(gè)有孔吸附劑顆粒的第一組 吸附劑顆粒的通道相對(duì)于所述多個(gè)有孔吸附劑顆粒的第二組吸附劑顆粒的通道傾斜，由此 由于吸附劑顆粒填充形成不規(guī)則通道圖案。
[0017] 方面10.前述方面中任一項(xiàng)的吸附容器(40)，其中每個(gè)所述吸附劑顆粒具有朝上 的上端部分和朝下的下端部分，所述多個(gè)有孔吸附劑顆粒(10)的第一組吸附劑顆粒的上端 部分與填充床區(qū)域(80)的第二組吸附劑顆粒的下端部分接觸和/或第一組吸附劑顆粒的下 端部分與填充床區(qū)域(80)的第三組吸附劑顆粒的上端部分接觸。
[0018] 方面11.前述方面的吸附容器(40)，其中所述第二組吸附劑顆粒和/或所述第三 組吸附劑顆粒為所述多個(gè)有孔吸附劑顆粒的有孔吸附劑顆粒。
[0019] 方面12.前述方面的吸附容器(40)，其中每個(gè)所述吸附劑顆粒具有水平面向左的 左表面和水平面向右的右表面，所述多個(gè)有孔吸附劑顆粒的第一吸附劑顆粒的左表面與所 述填充床的第二吸附劑顆粒的右表面接觸，和/或所述第一吸附劑顆粒的右表面與所述填 充床的第三吸附劑顆粒的左表面接觸。
[0020] 方面13.前述方面的吸附容器(40)，其中所述第二吸附劑顆粒和/或所述第三吸 附劑顆粒為所述多個(gè)有孔吸附劑顆粒的有孔吸附劑顆粒。
[0021] 方面14.前述方面中任一項(xiàng)的吸附容器(40)，其中每個(gè)有孔吸附劑顆粒限定相應(yīng) 的多個(gè)通道(20)，其數(shù)目為至少20或至少50或至少100或至少200或至少500或至少1000個(gè)， 所述相應(yīng)的多個(gè)通道穿過每個(gè)有孔吸附劑顆粒(10)從第一端(22)縱向延伸到第二端(24)。
[0022] 方面15.前述方面中任一項(xiàng)的吸附容器(40)，其中所述多個(gè)通道(20)的每個(gè)通道 具有0 · 05mm-l · 5mm范圍或0 · 0Smm-Q · 8mm范圍或0 · 05mm-Q · 5mm范圍的等效直徑d，其中d= 其中A為垂直于每個(gè)相應(yīng)通道的縱向的橫截面積。 ..I震
[0023] 方面16.前述方面中任一項(xiàng)的吸附容器(40)，其中所述多個(gè)通道(20)的每個(gè)通道 具有穿過通道從第一端(22)行進(jìn)到第二端(24)的相應(yīng)距離，其中行進(jìn)的相應(yīng)距離小于從每 個(gè)通道的第一端(22)到第二端(24)的相應(yīng)直線距離的150%。
[0024] 方面17.前述方面中任一項(xiàng)的吸附容器(40)，其中所述多個(gè)通道(20)中的每個(gè)為 直的或基本上直的。
[0025] 方面18.前述方面中任一項(xiàng)的吸附容器(40)，其中所述多個(gè)通道(20)的通道為平 行的或基本上平行的。
[0026] 方面19.前述方面中任一項(xiàng)的吸附容器(40)，其中所述多個(gè)通道的通道不彼此交 叉。
[0027] 方面20.前述方面中任一項(xiàng)的吸附容器(40)，其中所述多個(gè)有孔吸附劑顆粒的每 個(gè)有孔吸附劑顆粒具有0.05-0.5范圍的空隙分?jǐn)?shù)|·，其中Vc為由每個(gè)有孔吸附劑顆粒中的 全部數(shù)目的通道形成的有孔吸附劑顆粒中的空隙體積，而Vt為包括所述空隙體積的有孔吸 附劑顆粒的總(本體)體積，每個(gè)有孔吸附劑顆粒具有不多于且不少于全部數(shù)目的通道。
[0028] 方面21.前述方面中任一項(xiàng)的吸附容器(40)，其中所述多個(gè)吸附劑顆粒的每個(gè)吸 附劑顆粒具有最長(zhǎng)的空間尺寸，其中所述最長(zhǎng)的空間尺寸為lmm -50mm或lmm-15mm。
[0029]方面22.前述方面中任一項(xiàng)的吸附容器(40)，其中所述吸附劑材料為選自NaX沸 石、CaX沸石、LiX沸石、碳分子篩及其組合的材料。
[0030]方面23.方面1-21中任一項(xiàng)的吸附容器(40)，其中所述吸附劑材料為選自活性 炭、5A沸石、CaX沸石、13X沸石及其組合的材料。
[0031]方面24.前述方面中任一項(xiàng)的吸附容器(40)，其中每個(gè)有孔吸附劑顆粒（10)中的 所述多個(gè)通道(20)通過對(duì)每個(gè)有孔吸附劑顆粒的預(yù)成型顆粒中間體進(jìn)行后加工獲得。 [0032]方面25.前述方面的吸附容器(40)，其中后處理包括除去阻塞每個(gè)預(yù)成型顆粒中 間體內(nèi)的所述多個(gè)通道(20)的材料。
[0033]方面26.方面1-23中任一項(xiàng)的吸附容器(40)，其中所述多個(gè)有孔吸附劑顆粒的每 個(gè)有孔吸附劑顆粒(10)包含吸附劑材料的中空纖維和基質(zhì)材料，所述中空纖維包埋在所述 基質(zhì)材料中或通過所述基質(zhì)材料連接在一起，其中所述多個(gè)通道(20)的通道各自通過中空 纖維之一限定。
[0034]方面27.前述方面中任一項(xiàng)的吸附容器(40)，所述吸附容器(40)具有用于包含所 述至少兩種氣態(tài)組分的混合物的入口和出口，入口和出口限定在吸附循環(huán)進(jìn)料步驟期間流 過吸附容器(40)的主要方向，其中所述多個(gè)吸附劑顆粒（10)的通道(20)的至少35%或至少 50%與流過吸附容器(40)的主要方向基本上對(duì)齊。
[0035]方面28.前述方面中任一項(xiàng)的吸附容器(40)，其中所述填充床區(qū)域包含含有所述 多個(gè)有孔吸附劑顆粒的第一層和不具有這里所限定的穿過吸附劑顆粒從第一端(22)縱向 延伸到第二端(24)的多個(gè)通道的多個(gè)吸附劑顆粒的第二層。
[0036] 方面29.用于分離包含至少兩種氣態(tài)組分的氣態(tài)混合物(30)的方法，所述方法包 括： 將氣態(tài)混合物(30)送到吸附單元(50)，吸附單元(50)包括一個(gè)或多個(gè)根據(jù)方面1-28中 任一項(xiàng)的吸附容器(40);和 在吸附單元(50)中將氣態(tài)混合物(30)中的所述至少一種可吸附性較強(qiáng)的組分與至少 一種較不具可吸附性的組分分離以形成富含所述至少一種較不具可吸附性的組分的第一 產(chǎn)物流(60)和富含所述至少一種可吸附性較強(qiáng)的組分的第二產(chǎn)物流(70)。
[0037]方面30.前述方面的方法，其中所述吸附單元(50)為變壓吸附單元。
[0038]方面31.用于制備在根據(jù)方面1-28中任一項(xiàng)的吸附容器(40)和/或方面29或方面 30的方法中使用的多個(gè)有孔吸附劑顆粒的方法，所述方法包括： (a) 形成包含用于形成吸附劑材料的前體和包埋在所述前體中的纖維的復(fù)合材料繩， 使得所述纖維在復(fù)合材料繩的縱向上延伸，其中所述吸附劑材料為選自活性氧化鋁、活性 炭、沸石、介孔結(jié)構(gòu)化材料、碳分子篩、金屬-有機(jī)骨架材料、硅膠及其組合的材料； (b) 形成干燥的顆粒中間體，做法是，通過干燥并分割復(fù)合材料繩，或通過分割復(fù)合材 料繩以形成顆粒中間體并干燥所述顆粒中間體;和 (c) 從所述顆粒中間體除去所述纖維，做法是，通過化學(xué)溶解所述纖維和/或燃燒燒掉 所述纖維以在每個(gè)吸附劑顆粒中形成多個(gè)通道。
[0039] 方面32.前述方面的方法，其中步驟(a)包括:將包含所述纖維和所述前體的糊膏 通過孔擠出以形成復(fù)合材料繩。
[0040] 方面33.方面31的方法，其中步驟(a)包括:用包含所述前體的懸浮液涂布所述纖 維以形成多個(gè)纖維性單位小室(fibrous unit cell)并將多個(gè)纖維性單位小室一起牽拉以 形成復(fù)合材料繩。
[0041] 方面34.前述方面的方法，其中所述多個(gè)纖維的纖維通過噴涂或浸涂涂布。
【附圖說明】
[0042]圖1為吸附單元的工藝流程圖。
[0043]圖2為具有穹頂形端的圓柱狀吸附劑顆粒的側(cè)視圖。
[0044]圖3為圖2的圓柱狀吸附劑顆粒的橫截面。
【具體實(shí)施方式】
[0045] 隨后的詳述只提供優(yōu)選的例示性實(shí)施方案，且并不旨在限制本發(fā)明的范圍、適用 性或構(gòu)造。相反，優(yōu)選例示性實(shí)施方案的隨后詳細(xì)描述將向本領(lǐng)域技術(shù)人員提供用于實(shí)施 本發(fā)明的優(yōu)選例示性實(shí)施方案的保證性描述，應(yīng)當(dāng)理解，在不偏離由權(quán)利要求所限定的發(fā) 明范圍的情況下，可以對(duì)要素的功能和布置進(jìn)行各種改變。
[0046] 當(dāng)應(yīng)用到在說明書和權(quán)利要求中所描述的本發(fā)明的實(shí)施方案中的任何特征時(shí)，本 文中所用的冠詞"一個(gè)"和"一種"表示一個(gè)(種)或多個(gè)(種）。除非明確說明這種限制，否則 所用的"一個(gè)"和"一種"并不將意義限制于單個(gè)特征。在單數(shù)或復(fù)數(shù)名詞或名詞短語(yǔ)前面的 冠詞"該"表示一個(gè)特別規(guī)定的特征或多個(gè)特別規(guī)定的特征，且可以具有單數(shù)或復(fù)數(shù)內(nèi)涵， 這取決于使用其的上下文。
[0047]形容詞"任何"表示在量上無差別的一個(gè)、一些或所有。
[0048]位于第一個(gè)體和第二個(gè)體之間的術(shù)語(yǔ)"和/或"包括以下含義中任一個(gè)：（1)只有 第一個(gè)體，（2)只有第二個(gè)體，和(3)第一個(gè)體和第二個(gè)體。位于所列出的3個(gè)或更多個(gè)個(gè) 體中的最后兩個(gè)個(gè)體之間的術(shù)語(yǔ)"和/或"表示該列表中的個(gè)體中的至少一個(gè)，包括該列表 中的個(gè)體的任何具體組合。例如，"A、B和/或C"具有與"A和/或B和/或C"相同的意義且包括 A、B和C的以下組合：（1)只有A，（2)只有B，（3)只有C，（4) A和B而沒有C，（5)有A和C而沒 有B，（6)有B和C而沒有A，和(7)有A和B和C。
[0049]與所列出的特征或個(gè)體聯(lián)用的短語(yǔ)"……中的至少一個(gè)"表示所列出的個(gè)體中的 一個(gè)或多個(gè)特征或個(gè)體，但不必包括所列出的個(gè)體中具體列出的每個(gè)個(gè)體中的至少一個(gè)且 并不排除所列出的個(gè)體中的任何個(gè)體組合。例如"A、B或C中的至少一個(gè)"（或等價(jià)的表述"A、 B和C中的至少一個(gè)"或等價(jià)的表述"A、B和/或C"中的至少一個(gè))具有與"A和/或B和/或C"相 同的意義且包括A、B和C的以下組合：（1)只有A，（2)只有B，（3)只有C，（4)有A和B而沒有 C，（5)有A和C而沒有B，（6)有B和C而沒有A，和(7)有A和B和C。
[0050]術(shù)語(yǔ)"富集"或"富含"表示與產(chǎn)生指定氣體的原始物流相比具有更大的指定氣體 摩爾%濃度。
[0051] 概括地講，本發(fā)明涉及通過吸附進(jìn)行氣體分離，且更具體而言，涉及裝有吸附顆粒 的填充床的吸附容器、使用具有該吸附劑顆粒的吸附容器的氣體分離方法和用于制備該吸 附劑顆粒的方法。所述吸附顆?？梢杂糜谌魏挝叫凸に?，例如變壓吸附(PSA)或變溫吸附 (TSA)。文中所用的術(shù)語(yǔ)變壓吸附包括有時(shí)稱為真空變壓吸附(VSA)的變壓吸附。
[0052] 來看圖1，本發(fā)明涉及包括連續(xù)地布置的、包含多個(gè)文中所述的有孔吸附劑顆粒的 吸附劑顆粒的填充床區(qū)域80的吸附容器40。
[0053]吸附容器的殼可以由本領(lǐng)域已知的任何合適材料構(gòu)建。吸附容器可以包含篩網(wǎng)或 其他支撐結(jié)構(gòu)以支撐填充床區(qū)域。所述吸附容器可以裝有篩網(wǎng)或其他結(jié)構(gòu)以阻止填充床的 流化。
[0054]填充床區(qū)域80中的所述多個(gè)有孔吸附劑顆粒的數(shù)目可以為至少100個(gè)。取決于吸 附容器的尺寸，包含在其中的吸附劑顆粒的數(shù)目可以為至多幾百億或幾千億。填充床區(qū)域 可以具有〇. 09-0.5范圍的粒間空隙分?jǐn)?shù)。
[0055] 連續(xù)地布置的顆粒表示每個(gè)顆粒以不間斷順序的方式接觸填充床區(qū)域中的至少 一個(gè)其他顆粒。
[0056] 顆粒的填充床區(qū)域的粒間空隙分?jǐn)?shù)或空隙度（ε)為用于化學(xué)工程的常用術(shù)語(yǔ)。填 充床區(qū)域的粒間空隙分?jǐn)?shù)可以由平均顆粒密度(?)和床密度(海)使用方程式來 測(cè)定，其中顆粒密度為顆粒質(zhì)量除以顆粒的總圍閉體積(包括通道和孔的體積），平均顆 粒密度為填充床區(qū)域中的所述多個(gè)顆粒的顆粒密度的平均值，而床密度辦為填充床區(qū)域中 的顆粒質(zhì)量除以包含顆粒的填充床區(qū)域的體積。
[0057] 例如，如果填充床區(qū)域中的所述多個(gè)顆粒占據(jù)具有Im直徑的容器中的空間，且填 充床區(qū)域的高度為I. 27m，那么體積為lm3。如果填充床區(qū)域中的所述多個(gè)顆粒的質(zhì)量為 720kg，那么床密度為720kg/m 3。如果填充床區(qū)域中的顆粒密度平均值為1200kg/m3,那么粒 間空隙分?jǐn)?shù)為0.40。
[0058] 由于填充床區(qū)域中的顆粒為連續(xù)地布置，通過空隙層將第一組顆粒與第二組顆粒 分開構(gòu)成連續(xù)地布置的兩個(gè)分開的填充床區(qū)域，每組具有相應(yīng)的空隙分?jǐn)?shù)。在空隙分?jǐn)?shù)的 計(jì)算中并不考慮分開各組的空隙層。
[0059] 吸附顆粒可以不規(guī)則地布置在填充床區(qū)域中。
[0060] 吸附顆?？梢詿o規(guī)地填充在填充床區(qū)域中。填充床區(qū)域可以裝有作為松散材料 (即作為松散填料)的吸附劑顆粒。填充床區(qū)域中的吸附劑顆粒的每個(gè)吸附劑顆?？梢晕挥?所述填充床區(qū)域中的吸附劑顆粒的至少一個(gè)相鄰吸附劑顆粒的至少一部分旁邊和位于所 述填充床區(qū)域中的吸附劑顆粒的至少一個(gè)其他相鄰吸附劑顆粒的至少一部分上方或下方。 填充床區(qū)域可以具有內(nèi)部吸附劑顆粒，其中每個(gè)內(nèi)部吸附劑顆粒在所有方向上被填充床區(qū) 域中的其他吸附劑顆粒包圍。
[0061]吸附劑顆?？梢栽谔畛浯矃^(qū)域的水平和垂直方向上連續(xù)地布置。每個(gè)吸附劑顆粒 可以具有水平面向左的左表面和水平面向右的右表面。所述多個(gè)有孔吸附劑顆粒的第一吸 附劑顆粒的左表面可以接觸填充床的第二吸附劑顆粒的右表面，和/或第一吸附劑顆粒的 右表面可以接觸填充床的第三吸附劑顆粒的左表面。第二吸附劑顆粒和/或第三吸附劑顆 ?？梢詾樗龆鄠€(gè)有孔吸附劑顆粒的有孔吸附劑顆粒。
[0062]每個(gè)吸附劑顆?？梢跃哂谐系纳隙瞬糠趾统碌南露瞬糠?。所述多個(gè)有孔吸附 劑顆粒的第一組吸附劑顆粒的上端部分可以與填充床區(qū)域的第二組吸附劑顆粒的下端部 分接觸和/或第一組吸附劑顆粒的下端部分可以與填充床區(qū)域的第三組吸附劑顆粒的上端 部分接觸。第二吸附劑顆粒和/或第三吸附劑顆?？梢詾樗龆鄠€(gè)有孔吸附劑顆粒的吸附 劑顆粒。
[0063] 所述多個(gè)有孔吸附劑顆粒的第一組吸附劑顆粒的通道相對(duì)于所述多個(gè)有孔吸附 劑顆粒的第二組吸附劑顆粒的通道傾斜，由此由于吸附劑顆粒填充形成不規(guī)則通道圖案。
[0064] 吸附劑顆粒包含能夠優(yōu)先吸附包含至少兩種氣態(tài)組分的混合物中的至少一種可 吸附性較強(qiáng)的氣態(tài)組分的吸附劑材料，所述至少兩種氣態(tài)組分包含所述至少一種可吸附性 較強(qiáng)的組分和至少一種較不具可吸附性的組分。所述氣體混合物可以例如為合成氣流，其 中將H 2從包含H2XO2和CO的混合物分離，或氣體混合物可以為空氣，其中02與犯分離。如本文 中所用的"優(yōu)先吸附"包括平衡和/或動(dòng)力學(xué)機(jī)理兩者。
[0065] 可以使用本領(lǐng)域中已知的任何合適的吸附劑材料。吸附劑材料可以為選自活性氧 化鋁、活性炭、沸石、介孔結(jié)構(gòu)化材料、碳分子篩、金屬-有機(jī)骨架材料、硅膠及其組合的材 料。本文中所用的術(shù)語(yǔ)"沸石"包括天然存在和合成制備形式兩者。
[0066] 適用于分離空氣以產(chǎn)生氧氣的吸附劑材料包括沸石，例如NaXXaX和LiX，其中X沸 石可以具有1.0-1.25的硅/鋁摩爾組成比率。這包括LSX沸石。
[0067] 碳分子篩為用于分離空氣以產(chǎn)生氮?dú)獾暮线m的吸附劑。
[0068]適用于分離包含H2、C0和CO2的重整物以產(chǎn)生氫氣產(chǎn)物氣體的吸附劑材料包括活性 炭、5A沸石、CaX沸石和/或13X沸石。
[0069]來看圖2和圖3,有孔吸附劑顆粒10具有多個(gè)穿過吸附劑顆粒10的通道20(孔）。所 述多個(gè)通道20穿過顆粒從第一端22縱向延伸到第二端24。吸附劑顆粒具有至少10個(gè)通道。 有孔吸附劑顆?？梢跃哂兄辽?0個(gè)通道，或至少50個(gè)通道，或至少100個(gè)通道，或至少200個(gè) 通道，或至少500個(gè)通道。顆粒可以具有多達(dá)1000個(gè)通道或多達(dá)5000個(gè)通道，這取決于吸附 劑顆粒的尺寸。
[0070] 本文中所用的術(shù)語(yǔ)"有孔吸附劑顆粒"定義為具有多個(gè)貫穿通道的吸附劑顆粒。
[0071] 通道20的橫截面可以為任何需要的形狀，例如圓形、橢圓、多葉形、多邊形等。通道 的內(nèi)表面可以包含凹槽、脊背、凹痕、隆起或其他不平。橫截面可以在通道的長(zhǎng)度上恒定或 可以在長(zhǎng)度上變化。
[0072] 所述多個(gè)通道的每個(gè)通道具有其相應(yīng)的等效直徑d。所述多個(gè)通道的等效直徑的 范圍可以為0.05mm_l .5mm或0.05mm-0.8mm或0.05πιιη-0.5πιπ^所述多個(gè)通道中每個(gè)的等效直 徑可以相同或其可以彼此不同。等效直徑d在本文中定義為心:2^1，其中A為垂直于每個(gè)相 應(yīng)通道的縱向的橫截面積。
[0073] 橫截面積可以通過顯微照片的圖像分析來測(cè)量。面積可以使用用于通過像素計(jì)數(shù) 計(jì)算面積的軟件測(cè)定。市售軟件可用于像素計(jì)數(shù)，例如I ma ge J，其可從Na t i οna 1 Institutes of Health網(wǎng)站下載得到。
[0074] 橫截面積應(yīng)當(dāng)足夠大以提供匹配或超過相鄰吸附劑材料內(nèi)的擴(kuò)散傳質(zhì)速率的足 夠流速。
[0075]所述多個(gè)通道20的每個(gè)通道可以具有通過通道從第一端22行進(jìn)到第二端24的相 應(yīng)距離，其中相應(yīng)的行進(jìn)距離小于從每個(gè)通道的第一端22到第二端24的相應(yīng)直線距離的 150% 〇
[0076] 所述多個(gè)通道20可以為直的或基本上直的。
[0077]所述多個(gè)通道20可以穿過吸附劑顆粒但是不彼此交叉;所述多個(gè)通道的通道在其 整個(gè)相應(yīng)長(zhǎng)度上彼此分離。
[0078]所述多個(gè)通道20可以為平行的或基本上平行的。
[0079] 至少基本上直的和至少基本上平行的且與流過吸附容器或床的主要方向?qū)R的 通道20最有效，但是即使是相對(duì)于吸附容器或床中的流動(dòng)任意取向的通道都能夠產(chǎn)生明顯 的益處。
[0080] 所述多個(gè)通道20在顆粒中形成空隙體積(Vc)，其中空隙體積為吸附劑顆粒中的所 有通道的體積的總和。吸附劑顆?？梢跃哂锌障斗?jǐn)?shù)#，范圍為0.05-0.5,其中Vt為吸附劑 顆粒的總（即本體)體積。吸附劑顆粒的總體積Vt為包括空隙體積的全部顆粒的本體體積。 例如，對(duì)于具有直徑D和長(zhǎng)度L的圓柱體形狀的顆粒，總體積可以由方程式計(jì)算。
[0081] 吸附劑顆?？梢砸匀魏魏线m的形狀形成。如圖2中所示，吸附劑顆粒10可以為具有 穹頂形端的圓柱體。吸附劑顆?？梢詾閳A柱體、球體、橢圓體或不規(guī)則形狀。外表面可以具 有凹槽、脊背、隆起和/或凹痕的特征以促進(jìn)具體類型的填充或降低流動(dòng)阻力。吸附劑材料 可以為能夠通過擠出形成的任何形狀，例如具有圓形、橢圓、多葉形或多邊形橫截面。吸附 劑材料可以為能夠通過壓制形成的任何形狀。
[0082] 吸附劑顆粒可以具有范圍為lmm-50mm或lmm-15mm的最長(zhǎng)特定尺寸。
[0083] 圓柱狀顆粒和擠出物可以具有穹頂形端以確保通道不被無規(guī)或半規(guī)則填充的相 鄰顆粒阻塞。適度長(zhǎng)徑(高度/直徑)比(0.5-2.0)的圓柱體、橢圓體和擠出物備受關(guān)注，原因 是其比球體填充更加密實(shí)，由此部分抵消通道空隙。長(zhǎng)徑比大于1的顆?？梢栽谔畛溥^程期 間通過篩動(dòng)(部分)軸向取向。磁場(chǎng)可以用于促進(jìn)包含鐵或其他易磁感組分的顆粒的軸向取 向。敲擊、搖動(dòng)、脈沖流化和擾動(dòng)填料的其他方法可以用于促進(jìn)顆粒在填充過程期間或之后 對(duì)齊。顆粒外部可以將平臺(tái)、凹槽、凹痕或其他故意的不平結(jié)合到顆粒的宏觀形狀以利于對(duì) 齊。
[0084] 對(duì)于其中促進(jìn)顆粒對(duì)齊的床，至少35%或至少50%且不超過90%或不超過80%的吸附 劑顆粒可以基本上在吸附容器或床中對(duì)齊，使得對(duì)齊的吸附劑顆粒的通道基本上與氣體流 過吸附容器或床的主要方向?qū)R。氣流的主要方向從吸附容器或床的入口（通過其氣態(tài)混 合物可以流到吸附容器或床中）指向吸附容器或床的流出口（通過其氣態(tài)混合物的較不具 可吸附性的組分可以離開吸附容器或床）。流動(dòng)的主要方向可以平行于連接入口與出口的 最短線。如果在通過吸附容器的氣流的主要方向與有孔吸附劑顆粒中的通道的縱向之間限 定的銳角小于45度的話，則在本文中定義為有孔吸附劑顆粒的通道基本上與氣流的主要方 向?qū)R。
[0085]雖然可能需要顆粒對(duì)齊，但是有孔顆粒的任意填充的床也提供了明顯益處。有孔 顆?？梢匀我獾靥畛洹?duì)于任意填充的床，25%-35%的吸附劑顆?？梢栽谖饺萜骰虼仓谢?本上對(duì)齊，使得對(duì)齊的吸附劑顆粒的通道基本上與通過吸附容器或床的氣流的主要方向?qū)?齊。
[0086] 本發(fā)明還涉及用于制備具有多個(gè)穿過通道的吸附劑顆粒的方法。
[0087] 具有通道的吸附劑顆?？梢酝ㄟ^擠出、刻蝕或團(tuán)聚制備。
[0088] 在基于擠出的方法中，用于制備多個(gè)吸附劑顆粒的方法包括:通過孔擠出包含纖 維和用于形成吸附劑材料的前體的糊膏以制備擠出的糊膏繩。所述吸附劑材料可以為選自 活性氧化鋁、活性炭、沸石、介孔結(jié)構(gòu)化材料、碳分子篩，金屬-有機(jī)骨架材料、硅膠及其組合 的材料。
[0089] 擠出是形成直徑約幾毫米的圓柱狀吸附劑顆粒的公知方法。待擠出的糊膏可以為 吸附劑材料和一種或多種粘合劑、表面活性劑和/或成孔劑的混合物?？梢詫⑦m用于形成具 有需要的有效直徑的通道的纖維加到糊膏中，所述纖維可以在隨后的加工步驟中溶解或燒 掉。擠出機(jī)中的高剪切速率將優(yōu)先使纖維在擠出方向上對(duì)齊。
[0090] 基于擠出的方法包括:通過分割和干燥擠出糊膏的繩形成干燥的顆粒中間體。干 燥的顆粒中間體可以通過首先將擠出糊膏的繩分割成多個(gè)顆粒中間體且隨后干燥顆粒中 間體來形成，或擠出糊膏的繩可以首先干燥且隨后分割?；蛘邤D出糊膏的繩可以部分干燥， 分割且隨后進(jìn)一步干燥。該繩可以通過任何方式分割，例如通過切割、斷裂等。
[0091] 基于擠出的方法還包括通過化學(xué)溶解纖維和/或燃燒燒掉纖維從顆粒中間體除去 纖維以在每個(gè)吸附劑顆粒中形成多個(gè)通道。
[0092] 在碳分子篩的情況下，碳化不需要O2和高溫(400-1200°C)。如果通過燃燒除去纖 維，這可以在碳化之前用氧氣在較低溫度下進(jìn)行?；蛘?，纖維可以為有機(jī)結(jié)構(gòu)，當(dāng)碳化時(shí)，其 將提供相對(duì)于碳分子篩的開口結(jié)構(gòu)。這可以消除較低溫度燒除的步驟。
[0093]相關(guān)的方法包括在形成徑跡蝕刻(track-etched)膜時(shí)蝕刻通道。已采用這種程序 在沸石顆粒中鉆出直通的通道(參閱Valtchev等，"High energy ion-radiation-induced ordered macropores in zeolite crystals(沸石晶體中的高能離子福射誘導(dǎo)的有序大 孔)"，J. Am. Chem. Soc.l33，18950-18956(2001))〇
[0094]延伸自用于膜涂布和纖維加工的技術(shù)的替代方法從隨后熔融成較大顆粒的單位 小室(unit cell)開始。該方法包括用包含用于形成吸附劑材料的前體的懸浮液或漿料涂 布多個(gè)纖維以形成多個(gè)纖維性單位小室。纖維性單位小室可以通過將吸附劑材料的薄膜噴 涂或浸涂在細(xì)絲上形成。當(dāng)涂層仍粘稠時(shí)，可以一起軸向拉制或牽拉纖維性單位小室的平 行束以形成需要的宏觀直徑的團(tuán)聚繩。干燥的顆粒中間體通過分割和干燥該繩形成。干燥 的顆粒中間體可以通過首先將繩分割成多個(gè)顆粒中間體且隨后干燥顆粒中間體形成，或繩 可以首先干燥且隨后分割?；蛘撸K可以部分干燥，分割且隨后進(jìn)一步干燥。繩可以通過任 何方式分割，例如通過切割、斷裂等。
[0095] 最后，通過化學(xué)溶解和/或燃燒以燒掉纖維從顆粒中間體除去纖維以在每個(gè)吸附 劑顆粒中形成多個(gè)通道。
[0096] 另一種方法使用膜技術(shù)來形成中空吸附劑纖維的有孔單位小室，隨后連接對(duì)齊纖 維以形成有通道的索，將其切割成單個(gè)顆粒(參閱Bhandari等，"Hollow fiber sorbents for desulfurization of natural gas(用于天然氣脫硫的中空纖維吸附劑)"，Ind. Eng. Chem· Res·,第49卷，12038-12050頁(yè)（2010))〇
[0097] 涂布技術(shù)和常規(guī)技術(shù)的公知方法以及用于處理細(xì)絲的來自織物制造的設(shè)備可以 經(jīng)過一些改動(dòng)用于構(gòu)建精確幾何形狀的有孔顆粒。
[0098] 本發(fā)明還涉及用于分離包含至少兩種氣態(tài)組分的氣態(tài)混合物的方法。該氣體分離 方法可以為變壓吸附工藝或變溫吸附工藝。本文中所用的變壓吸附包括有時(shí)稱為真空變壓 吸附的變壓吸附。
[0099] 來看圖1，所述方法包括將氣態(tài)混合物30送到吸附單元50。吸附單元50包括一個(gè)或 多個(gè)吸附容器40,其中所述一個(gè)或多個(gè)吸附容器40中的每個(gè)包括連續(xù)地布置的、包含多個(gè) 有孔吸附劑顆粒10的吸附劑顆粒的填充床區(qū)域80。所述多個(gè)有孔吸附劑顆粒中的每個(gè)包含 能夠優(yōu)先吸附氣態(tài)混合物中的至少一種可吸附性較強(qiáng)氣態(tài)組分的吸附劑材料。所述多個(gè)有 孔吸附劑顆粒中的每個(gè)(在圖2和3中詳細(xì)示出）限定數(shù)目為至少10個(gè)的多個(gè)通道20,每個(gè)顆 粒的所述多個(gè)通道20穿過相應(yīng)吸附劑顆粒從第一端22縱向延伸到第二端24。
[0100] 所述方法包括在吸附單元50中將所述至少一種可吸附性較強(qiáng)的組分與氣態(tài)混合 物30中的至少一種較不具可吸附性的組分分離以形成富含所述至少一種較不具可吸附性 的組分的第一產(chǎn)物流60和富含所述至少一種可吸附性較強(qiáng)的組分的第二產(chǎn)物流70。
[0101] 用于所述方法的吸附劑顆粒可以包含如上所述針對(duì)有孔吸附劑顆粒的任何特征。
[0102] 對(duì)于通過變壓吸附的分離，可以使用任何已知的變壓吸附循環(huán)。例如在EP 2823872和US 2015/0373713中描述了變壓吸附循環(huán)的變壓吸附步驟。 實(shí)施例
[0103] 為了量化由有孔吸附劑顆粒提供的有利益處，在新改進(jìn)(near-retrofit)條件下 對(duì)一系列有孔吸附劑顆粒進(jìn)行出變壓吸附（也稱為出PSA)和O 2變壓吸附（也稱為O2 VSA)模 擬。靈敏度計(jì)算表明在H2PSA中傳質(zhì)比流動(dòng)阻力更重要，而在O2 VSA中流動(dòng)阻力比傳質(zhì)更重 要。因此，將針對(duì)每個(gè)工藝對(duì)不同類型的有孔吸附劑顆粒進(jìn)行優(yōu)化。
[0104] 實(shí)施例1- H2 PSA 在29.6 bara(巴，絕對(duì)壓力）的壓力下對(duì)原料氣(典型地為經(jīng)變換的水蒸汽甲烷重整排 出氣(變換合成氣））進(jìn)行基礎(chǔ)出PSA工藝循環(huán)(在US 6379431的表5中闡述)模擬，且在1.5 bara下處置廢氣。吸附器容器各自包含兩種類型的吸附劑:在進(jìn)料端的標(biāo)準(zhǔn)活性炭層和在 產(chǎn)物端的沸石層。調(diào)節(jié)沸石吸附劑的性能和吸附特征以代表標(biāo)準(zhǔn)2.Omm直徑的球形顆?；?圓柱狀的有孔吸附劑顆粒。整個(gè)床高度恒定地保持在9.75m且調(diào)節(jié)活性炭層和沸石層的相 對(duì)厚度。對(duì)于所考慮兩種吸附劑顆粒，優(yōu)化H 2 PSA性能的模擬以設(shè)定活性炭層與沸石層的 相對(duì)厚度且針對(duì)吹掃步驟期間所輸送的氣體的量進(jìn)行優(yōu)化。兩個(gè)模擬中的步驟的順序和時(shí) 間保持相同。在所研究的情況中，獲得以下類型的有孔吸附劑顆粒的最大生產(chǎn)率和回收率： 粒徑=3. Omm; 顆粒高度=3. Omm; 顆?？障?20%; 通道直徑=120μπ?;和 每個(gè)顆粒的通道數(shù)目=125。
[0105] 當(dāng)與標(biāo)準(zhǔn)2. Omm直徑的球形顆粒比較時(shí)，有孔吸附劑顆粒傳質(zhì)系數(shù)大了 10.6倍且 流動(dòng)阻力等于標(biāo)準(zhǔn)2.Omm直徑的球形顆粒的阻力。在進(jìn)料步驟的持續(xù)時(shí)間內(nèi)由每個(gè)吸附劑 容器加工的變換合成氣的量從1653摩爾/m 3容器中的吸附劑提高到1801摩爾/m3容器中的吸 附劑，且氫氣回收率從88.9%提高到90.5%，這可僅歸因于沸石層中的有孔吸附劑顆粒的較 高傳質(zhì)。
[0106] 實(shí)施例2-具有混合沸石層的H2 PSA 在實(shí)施例1中，對(duì)于有孔吸附劑顆粒的情況，沸石層僅由具有多個(gè)通道的顆粒（即有孔 吸附劑顆粒)組成。在該實(shí)施例中，沸石層由50:50的沸石層上半部中的圓柱狀有孔吸附劑 顆粒和沸石層下半部中的標(biāo)準(zhǔn)2_球體分開構(gòu)成。圓柱狀有孔吸附劑顆粒與以上實(shí)施例1所 規(guī)定的相同。
[0107] 在進(jìn)料步驟的持續(xù)時(shí)間內(nèi)在具有混合沸石層的床中加工的變換合成氣的量為 1836摩爾/m3且回收率為90.8%。
[0108] 混合沸石層提供了改進(jìn)的結(jié)果，原因是在進(jìn)料步驟結(jié)束時(shí)，可吸附性較強(qiáng)的組分 的濃度曲線具有接近床的進(jìn)料端的平衡區(qū)和接近床的產(chǎn)物端的傳質(zhì)區(qū)。可以認(rèn)為平衡區(qū)待 被可吸附性較強(qiáng)的組分飽和。因?yàn)榕c非有孔吸附劑顆粒相比較，有孔吸附劑顆粒具有更大 的內(nèi)空隙分?jǐn)?shù)（即比球形顆粒相比不那么實(shí)心的吸附劑），球形顆粒在平衡時(shí)將保持更大量 的所述可吸附性更強(qiáng)的組分(mol/m 3床）?；旌戏惺瘜永眠@種現(xiàn)象。平衡區(qū)中的較大吸附 劑密度提供了更高的吸附雜質(zhì)，由此使得更多合成氣待加工，同時(shí)確保通過接近床產(chǎn)物端 的有孔吸附劑顆粒的快速傳質(zhì)保持雜質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)用球形、較低空隙分?jǐn)?shù)的顆粒置換一些有 孔吸附劑顆粒時(shí)，也提供了提高的回收率，原因是在再生開始之前容器中捕獲的較不具可 吸附性的組分的量較低。
[0109] 實(shí)施例3-02 VSA 不改變組成基礎(chǔ)工藝循環(huán)的步驟的順序和時(shí)間。在所研究的情況下，獲得以下類型的 有孔吸附劑顆粒的最低總成本： 粒徑=4. Omm; 顆粒高度=4. Omm; 顆?？障?20%; 通道直徑=260μπι;和 每個(gè)顆粒的通道數(shù)目=47。
[0110] 當(dāng)與標(biāo)準(zhǔn)1.7mm直徑的球形顆粒比較時(shí)，有孔吸附劑顆粒傳質(zhì)系數(shù)大1.5倍且流動(dòng) 阻力低48%。使用這些有孔吸附劑顆粒通過較高傳質(zhì)和較低壓降的組合將總成本降低了 10% 〇
[0111] 這些模擬表明，通過用有孔吸附劑顆粒置換珠狀吸附劑可以甚至在不對(duì)標(biāo)準(zhǔn)工藝 循環(huán)進(jìn)行實(shí)質(zhì)性改變的情況下實(shí)現(xiàn)明顯益處。預(yù)期伴隨新的設(shè)計(jì)將會(huì)有多得多的益處。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種吸附容器，其包括： 連續(xù)地布置的、包含多個(gè)有孔吸附劑顆粒的吸附劑顆粒的填充床區(qū)域， 其中每個(gè)有孔吸附劑顆粒包含能夠優(yōu)先吸附包含至少兩種氣態(tài)組分的混合物中的至 少一種可吸附性較強(qiáng)的氣態(tài)組分的吸附劑材料，所述氣態(tài)組分包含所述至少一種可吸附性 較強(qiáng)的組分和至少一種較不具可吸附性的組分，其中所述吸附劑材料為選自活性氧化鋁、 活性炭、沸石、介孔結(jié)構(gòu)化材料、碳分子篩、金屬-有機(jī)骨架材料、硅膠及其組合的材料;且 其中每個(gè)有孔吸附劑顆粒限定數(shù)目為至少10個(gè)的相應(yīng)的多個(gè)通道，所述相應(yīng)的多個(gè)通 道穿過每個(gè)有孔吸附劑顆粒從第一端縱向延伸到第二端。2. 權(quán)利要求1的吸附容器，其中所述多個(gè)有孔吸附劑顆粒的數(shù)目為至少100個(gè);且 其中所述填充床區(qū)域具有0.09-0.5范圍的粒間空隙分?jǐn)?shù)。3. 權(quán)利要求1的吸附容器，其中所述吸附劑顆粒不規(guī)則地布置在所述填充床區(qū)域中。4. 權(quán)利要求1的吸附容器，其中在所述填充床區(qū)域的水平和垂直方向上連續(xù)地布置所 述吸附劑顆粒。5. 權(quán)利要求1的吸附容器，其中所述填充床區(qū)域中的吸附劑顆粒的每個(gè)吸附劑顆粒位 于所述填充床區(qū)域中的吸附劑顆粒的至少一個(gè)相鄰吸附劑顆粒的至少一部分旁邊且位于 所述填充床區(qū)域中的吸附劑顆粒的至少一個(gè)其他相鄰吸附劑顆粒的至少一部分上方或下 方。6. 權(quán)利要求1的吸附容器，其中每個(gè)所述吸附劑顆粒具有朝上的上端部分和朝下的下 端部分，所述多個(gè)有孔吸附劑顆粒的第一組吸附劑顆粒的上端部分與所述填充床區(qū)域的第 二組吸附劑顆粒的下端部分接觸和/或第一組吸附劑顆粒的下端部分與所述填充床區(qū)域的 第三組吸附劑顆粒的上端部分接觸。7. 權(quán)利要求6的吸附容器，其中所述第二吸附劑顆粒和/或所述第三吸附劑顆粒為所述 多個(gè)有孔吸附劑顆粒的有孔吸附劑顆粒。8. 權(quán)利要求1的吸附容器，其中所述多個(gè)通道的每個(gè)通道具有0.05mm-1.5mm范圍的等 效直徑d，，其中A為垂直于每個(gè)相應(yīng)通道的縱向的橫截面積。9. 權(quán)利要求1的吸附容器，其中所述多個(gè)通道的每個(gè)通道具有穿過通道從第一端行進(jìn) 到第二端的相應(yīng)距離，其中行進(jìn)的相應(yīng)距離小于從每個(gè)通道的第一端到第二端的相應(yīng)直線 距離的150%。10. 權(quán)利要求1的吸附容器，其中所述多個(gè)通道的通道不彼此交叉。11. 權(quán)利要求1的吸附容器，其中所述多個(gè)有孔吸附劑顆粒的每個(gè)有孔吸附劑顆粒具有 0.05-0.5范圍的相應(yīng)空隙，其中VC為由每個(gè)相應(yīng)有孔吸附劑顆粒中的相應(yīng)全部數(shù)目 的通道形成的每個(gè)有孔吸附劑顆粒中的空隙體積，而VT為包括所述空隙體積的有孔吸附劑 顆粒的總體積，每個(gè)有孔吸附劑顆粒具有不多于且不少于其相應(yīng)全部數(shù)目的通道。12. 權(quán)利要求1的吸附容器，其中所述多個(gè)吸附劑顆粒的每個(gè)吸附劑顆粒具有最長(zhǎng)的空 間尺寸，其中所述最長(zhǎng)的空間尺寸為1_-50_。13. 用于分離包含至少兩種氣態(tài)組分的氣態(tài)混合物的方法，所述方法包括： 將所述氣態(tài)混合物送到吸附單元，所述吸附單元包括一個(gè)或多個(gè)權(quán)利要求1的吸附容 器;和 在所述吸附單元中將所述至少一種可吸附性較強(qiáng)的組分與氣態(tài)混合物中的至少一種 較不具可吸附性的組分分離以形成富含所述至少一種較不具可吸附性的組分的第一產(chǎn)物 流和富含所述至少一種可吸附性較強(qiáng)的組分的第二產(chǎn)物流。14. 權(quán)利要求13的方法，其中所述多個(gè)有孔吸附劑顆粒的數(shù)目為至少100個(gè);且 其中所述填充床區(qū)域具有0.09-0.5范圍的粒間空隙分?jǐn)?shù)。15. 權(quán)利要求13的方法，其中所述多個(gè)通道的每個(gè)通道具有0.05mm-l. 5mm范圍的等效 直徑d，，其中A為垂直于每個(gè)相應(yīng)通道的縱向的橫截面積。16. 權(quán)利要求13的方法，其中所述多個(gè)吸附劑顆粒的每個(gè)吸附劑顆粒具有0.05-0.5范 圍的相應(yīng)空隙，其中VC為由每個(gè)相應(yīng)吸附劑顆粒中的相應(yīng)全部數(shù)目的通道形成的吸 附劑顆粒中的空隙體積，而VT為包括所述空隙體積的吸附劑顆粒的總體積，每個(gè)吸附劑顆 粒具有不多于且不少于其相應(yīng)全部數(shù)目的通道。17. 用于制備多個(gè)吸附劑顆粒的方法，所述方法包括： (a) 形成包含用于形成吸附劑材料的前體和包埋在所述前體中的纖維的復(fù)合材料繩， 使得所述纖維在復(fù)合材料繩的縱向上延伸，其中所述吸附劑材料為選自活性氧化鋁、活性 炭、沸石、介孔結(jié)構(gòu)化材料、碳分子篩、金屬_有機(jī)骨架材料、硅膠及其組合的材料； (b) 形成干燥的顆粒中間體，做法是，干燥并分割復(fù)合材料繩，或分割復(fù)合材料繩以形 成顆粒中間體并干燥所述顆粒中間體;和 (c) 從所述顆粒中間體除去所述纖維，做法是，通過化學(xué)溶解所述纖維和/或燃燒燒掉 所述纖維以在每個(gè)吸附劑顆粒中形成多個(gè)通道。18. 權(quán)利要求17的方法，其中步驟(a)包括:將包含所述纖維和所述前體的糊膏通過孔 擠出以形成復(fù)合材料繩。19. 權(quán)利要求17的方法，其中步驟(a)包括：用包含所述前體的懸浮液涂布所述纖維以 形成多個(gè)纖維性單位小室并將多個(gè)纖維性單位小室一起牽拉以形成復(fù)合材料繩。20. 權(quán)利要求19的方法，其中通過噴涂和/或浸涂涂布所述纖維。
【文檔編號(hào)】B01D53/04GK106039917SQ201610233378
【公開日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年4月15日
【發(fā)明人】G.M.哈里奧特, 金波, C.M.奧奈爾, E.L.小維斯特, R.D.惠特利, 吳軍曉
【申請(qǐng)人】氣體產(chǎn)品與化學(xué)公司