本發明涉及用于處理壓縮氣體的吸附裝置，更具體地，提供有可用于干燥壓縮氣體，例如壓縮空氣的吸附試劑的吸附裝置。

背景技術：

呈用于壓縮氣體的干燥裝置形式的吸附裝置已經是已知的，其中這些干燥裝置包括容器，在所述容器中放置干燥試劑或干燥劑。有關的容器提供有用于供應待干燥的壓縮氣體的入口和用于除去經干燥的氣體的出口。

有關的干燥試劑通常以可再生的干燥試劑形式，或換言之以在達到一定飽和程度之后可再生的干燥試劑形式實現。當干燥試劑從待干燥的氣體中提取水分時確實是這樣，該干燥試劑將會逐漸被吸附的水分飽和。因此，在將所述干燥試劑用于干燥壓縮氣體一段時間之后，普遍的是再生該干燥試劑，例如通過使其暴露于再生氣流，所述再生氣流從所述干燥試劑中提取水分。這樣的再生氣流可以由例如其相對濕度足夠低，使得能實現干燥試劑再生的熱氣體和/或經干燥的氣體的級分組成。

在用于壓縮氣體的干燥裝置的一些實施方案中，使用兩個或更多個干燥試劑的容器。在采用兩個容器的情況下，干燥裝置的該原理也被稱為雙塔干燥器。在這種類型的干燥裝置中，可以使壓縮氣體，例如源自壓縮機的壓縮氣體穿過例如前述容器的第一個，其中在穿過下游冷卻器和冷凝物分離器(它們可以或者可以不形成有關的下游冷卻器的一部分)之后，它將被有關的容器中的干燥試劑干燥。該容器因此充當干燥容器。

與此同時，可以引導再生氣流通過第二個前述容器，從而在所述第二個容器中通過從該干燥試劑中提取水分而再生所述干燥試劑。這可以通過使用已經干燥的氣體，例如從干燥容器下游流出的已經干燥的氣體和/或通過供應已經加熱的氣流來完成，所述加熱例如通過在壓縮過程中回收在壓縮機中產生的熱而進行。在該后一情況下，它被稱為“壓縮熱”或HOC干燥器。

當干燥容器中的干燥試劑已達到一定的飽和程度時，可以調換通過第一和第二容器的氣流，使得在第一容器中的干燥試劑現在將會通過再生氣流再生，同時第二容器將會承擔干燥容器的作用。以該方式，兩個或更多個容器將作為干燥壓力容器和再生壓力容器交替運行，從而實現干燥工藝的連續性。采用多個容器的這樣的干燥裝置的實例例如描述于US 2003/023,941，US 4,783,432，US 6,375,722，EP 1,776,171和WO 2006/050,582中。

用于這樣的具有多個容器的干燥裝置中的干燥試劑經常由硅膠、活性氧化鋁或分子篩材料或其組合的顆粒組成。已知活性氧化鋁通過熱脫水或活化氫氧化鋁Al(OH)₃來生產，而分子篩由合成沸石(結晶硅鋁酸鹽)組成。

包括顆粒形式的干燥試劑的這種類型的干燥裝置的限制在于通過容器的氣體速率必須受到限制，從而抵抗相對于彼此移動或甚至流化的顆粒。確實，由于在所述顆粒之間會發生顆粒處于運動摩擦的狀況，這又導致粉塵形成和降低的干燥能力。這樣的粉塵形成的其它原因例如是壓力變化和/或熱沖擊。此外，橫跨雙塔干燥器的壓降相對高，并且干燥劑顆粒具有相當高的熱質量。

對于壓縮氣體而言，備選的干燥裝置是已知的，其中將干燥試劑放置在轉鼓中，同時干燥區和再生區在該容器中延伸。在這樣的干燥裝置的運行過程中，將通過為此提供驅動機構使干燥轉鼓旋轉，使得在該干燥轉鼓中的干燥試劑將會交替地被帶動通過干燥區和再生區。待干燥的壓縮氣體將會被引導通過所述干燥區，同時將再生氣流引導通過再生區，從而實現同時在干燥區中干燥壓縮氣體和在再生區中再生干燥試劑。

提供有旋轉干燥轉鼓的這樣的干燥裝置的實例例如描述于WO 00/033,943，WO 00/074,819，WO 01/078,872，WO 01/087,463，WO 02/038,251，WO 2007/079533，WO 2005/070,518，WO 2006/012,711，GB 1,226,348，GB 1,349,732，GB 1,426,292，US 3,490,201，US 5,385,603和US 8,349,054中。

用于干燥壓縮氣體的已知干燥裝置中的干燥試劑或干燥劑例如由硅膠、分子篩、活性氧化鋁或其組合組成。已知的是，可以將干燥試劑固定在載體，例如卷起的玻璃纖維或陶瓷纖維的波紋結構上，例如以在容器中形成蜂窩結構，例如如US 5,683,532中所描述。

在實踐中，證明采用用于干燥壓縮氣體的已知干燥裝置，在某些條件下，如在干燥試劑的再生不足及其過飽和情況下，干燥試劑經歷復雜的分解過程，所述分解過程在一些情況下可以最終導致干燥裝置失效，例如在硅膠在滾筒(rotor)內作為干燥試劑的情況下，因為所述硅膠的粘結功能下降，這導致支持性玻璃纖維基體的結構強度損失，且還由于硅膠結構的水解和分解，硅膠的吸附功能下降。

因此，在高濕度和高溫的激烈條件下，硅膠滾筒的吸附行為和吸附能力在滾筒的使用壽命期間將顯著變化。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供改進的吸附裝置，所述吸附裝置提供有用于處理壓縮氣體的吸附試劑，其中該吸附裝置提供與常規的已知吸附裝置相關的一個或多個缺點的解決方案。

為此，本發明涉及用于處理壓縮氣體的吸附裝置，其中所述吸附裝置包括外殼，所述外殼具有用于待處理氣體的氣體入口和用于經處理氣體的出口，和其中所述吸附裝置還包括在所述外殼中提供的吸附試劑，所述吸附試劑包括：

-整塊狀支持結構；

-在所述支持結構上提供的經燒結的涂層，所述經燒結的涂層包括吸附劑。

根據本發明的吸附裝置的優點在于在用于處理壓縮氣體的吸附裝置中的使用過程中，不存在顆粒相對于彼此移動或甚至流化吸附試劑的風險，因為沒有使用松散的吸附試劑顆粒。結果防止了粉塵形成，同時相對高流速的待干燥的壓縮氣體穿過干燥裝置是可能的。

另外，可以將干燥試劑在使用過程中以任何空間取向，例如垂直、傾斜或甚至水平固定在干燥裝置中，而這在采用顆粒狀的常規干燥試劑的情況下是不可能的，因為水平使用這樣的顆粒干燥試劑可能導致顆粒重排并且形成內部泄露路徑和因此降低干燥器性能。

根據本發明的優選特征，前述整塊狀支持結構包括一種或多種以下材料：陶瓷材料、金屬箔、纖維結構和聚合物。采用含有堇青石的陶瓷結構獲得了尤其良好的結果。

優選地，前述吸附劑含有一種或多種以下材料：沸石、硅膠、活性氧化鋁、活性炭、金屬有機框架、碳分子篩(CMS)、經浸漬的吸附劑和混雜物(hybrid)。特別優選親水性沸石載體。通過使用其中硅/鋁之比為2至3的X型八面沸石，獲得良好結果。

附圖說明

為了更好地顯示本發明特征的意圖，參考附圖在沒有任何限制特性的情況下，下文借助實施例描述用于處理壓縮氣體的根據本發明的吸附裝置的若干優選實施方式，所述附圖示意性示出了根據本發明的吸附裝置。附圖1示意性地顯示了根據本發明的吸附裝置。

具體實施方式

如附圖中所示的吸附裝置1包括外殼2，所述外殼2具有用于待處理的壓縮氣體的入口3并且具有用于經處理氣體的出口4。

在所述外殼2中，所述吸附裝置包括吸附試劑5，所述吸附試劑5包括整塊狀支持結構6和在所述支持結構6上提供的經燒結的涂層7，所述經燒結的涂層7包括吸附劑。

根據優選、但非必須的本發明的特征，所述整塊狀支持結構6由含有堇青石的陶瓷結構，例如Corning的組成。

或者，根據本發明，所述支持結構也可以由另一材料制成，例如：

-其它陶瓷材料，如莫來石，γ-氧化鋁或α-氧化鋁或碳化硅(SiC)；

-金屬箔；

-纖維結構，例如基于玻璃纖維、陶瓷纖維或其它纖維，或不同類型纖維的混合物的纖維結構；或

-聚合物。

毋庸置疑，前述列舉不是窮舉，且不排除使用其它材料。

根據本發明，也并不排除整塊狀支持結構由兩種或更多種前述和/或其它材料的組合制成。

根據本發明的優選特征，由其制造支持結構的材料優選包含200至1200CPSI(孔/平方英寸)和更優選350至450CPSI。

支持結構的壁厚優選為2至11密耳(毫英寸)，和更優選3至9密耳，和甚至更優選5至7.5密耳。在最優選的實施方案中，壁厚為6至7密耳，優選約6.5密耳。

支持結構的壁的孔隙率優選大于5％，和更優選大于10％，和甚至更好地大于20％。

所形成的孔優選具有正方形形狀，但可存在其它形狀，如三角形、正弦、圓形、六邊形和類似形狀。

所述涂層的吸附劑可以包括以下材料之一：

-沸石，優選親水性沸石，但疏水沸石也是可能的–該沸石可以是例如X型八面沸石，例如Tosoh的Zeolum F9，或者X和A型沸石的混合物；

-硅膠；

-活性氧化鋁；

-活性炭；

-金屬-有機框架；

-碳分子篩(CMS)；

-經浸漬的吸附劑；和

-混雜(hybrid)的吸附劑。

上述列舉不是窮舉，并且根據本發明，其它材料也是可能的。吸附劑的選擇取決于待處理的氣體必須經歷什么處理，例如干燥或選擇性除去其它分子，如氧氣或二氧化碳，例如當在氮氣發生器或類似裝置中使用吸附機構時，其中待處理的氣體可以例如是壓縮空氣。

吸附劑的粒度分布優選使得D₅₀小于10μm和更優選小于4μm。

絕不將本發明以任何方式限制到作為實施例描述和在附圖中顯示的實施方案，而是可以以許多形狀和形式，實現根據本發明的吸附裝置，而不脫離本發明的范圍。