背景技术
在本说明书中所提及的「反应」,泛指包括物理/化学吸附,以及化学反应等。前述的吸附,可广泛的应用于许多工业上的成分分离。典型的吸附通常是使用批次的过程。因为吸附剂须要再生才能再使用,所需要的产物只能够生产部分的时间。为了提供所欲产物的连续流程,通常需要使用许多垂直的容器而流体轴向的流过垂直的吸附床(adsorbent bed)。一系列的步骤,包括吸附、清除(purge)、以及再生,皆发生于每一容器中。具有不可吸附的成分的流体在吸附步骤中产生,且被吸附的成分可以在去吸附或再生步骤中被恢复。前述的再生过程通常可以藉由在压力转换吸附(Pressure Swing Adsorption;PSA)中降低压力,或是在温度转换吸附(Temperature-swing adsorption;TSA)中升高温度来完成。根据使用PSA或TSA等不同的方式,接下来所需采用的步骤,例如平衡压力或降温等,也随之不同。
惯例上,在周期性的步骤中,要正确的将流体导进导出每一容器,必须是在具有多个容器的吸附系统中使用多个阀门(valves)并在不同的时间进行开与关。上述的阀门可以短至每几分钟完成一个PSA系统的循环,上述的过程将会造成阀门的高度磨耗。替代上述设计的是,旋转式流体分配装置或阀门的使用,如美国专利US 4,935,464、US 5,268,021、US 5,366,541、US 5,779,771、US 5,820,656、US 6,457,485等所揭露的内容。具代表性的旋转式阀门包括阀门通道圆盘(valve port disk)与旋转阀(rotary valve)。上述的旋转阀相对于不动的阀门通道圆盘进行转动,使得旋转式阀门的开口可以显示出阀门信道圆盘上的孔洞。如此一来,适当的流体将可以在不同的周期性步骤中,相对于不同的容器进行流入或流出。不同的发明人揭露了不同的旋转式阀门的设计与许多的容器。随着旋转式阀门发展,在常见的多个容器吸附系统中许多的自 动阀门可以被排除。然而,仍是需要多个容器及连接阀门与多个容器的许多连接管线。US8,779,771揭露了一种旋转式流体分配装置,可用以将两种流体,称之为消毒(decontamination)流体与再生(regeneration)流体,分配至许多独立的容器。上述的旋转式流体分配装置只能轮流的分配两种流体,这已是前述装置的应用性极限。受限于只能分配两种流体且不能加入清除流体,在容器中的上述两种流体将难以避免在切换时所造成的混合。在美国专利US 4,589,892、US 5,464,468、US 5,441,559、US 6,447,583、以及US 6,783,738中,改为用转动装有固体吸附剂的吸附剂床来取代使用旋转式阀门来变换流体的流径。在旋转式吸附剂床中,吸附与再生可以随着进口与出口的通道而依序进行,上述进口与出口的通道连接至固定气体分配室(fixed gas distribution chambers)。转动厚重的吸附剂床需要很大的转矩,而此一转矩需要大型的马达来驱动。
如前述文献所揭露的内容,在习知技艺中,多数的研究系着重于改善旋转式阀门的设计,或是改善转动的吸附剂床。旋转式阀门仍是需要多个进口出口管线以随着根据不同的容器导管或吸附剂床而连接至投入口与流出口。前述的旋转式吸附剂床需要较大的力矩,且需要较大的马达。多数的流程进行方式是采用逐步完成,而非连续式。以单一时间步骤的吸附效果将会近似于批次操作的结果。当吸附剂达到吸附临界点时,吸附效果将会下降,且产物中的被吸附物的数量将会升高。对TSA流程而言,过程中的流出温度是以周期性的方式改变。通常大多数的系统使用纵向的流动路径,且习知该项技艺者均知纵向流动路径比径向流系统具有更高的压差。专利号US 5,133,784、US 5,597,489、US6,086,659、US US 2006/0236867、以及WO 86/06056的径向流吸附的讨论内容均是关于在旋转式吸附床或多个容器中的径向流吸附。US 6,751,964与US7,338,548揭露了使用了平行流通渠道的旋转式除湿轮的空气除湿装置。上述的旋转式除湿轮需要特殊的制作技术,以活性的除湿剂来充满于平面与绉折的薄片之间隔层。
化学反应流程系将低价值的反应物转换成高价值且有用的产物。化学、石油化学、石油等工业广泛应用填充催化剂于固定床反应器以促进反应进行。前述使用于反应器中的催化剂可能因为一种或多种的原因而失效。对石油或石油化学工业而言,最常见的失效原因是,堆积于催化剂上的焦炭(coke)。为了使失效的催化剂恢复效能,小心的将所堆积的焦炭烧掉是常有的事。催化剂的重 新激活可藉由具有焦炭的催化剂与含氧空气在高温下接触。焦炭的燃烧可以周期性的发生在相同的固定床之中;或是将反应器内,具有焦炭的催化剂导至一再生装置内,以燃烧焦炭。US 3,652,231揭露一种可用于连续性催化剂再生流程的再生装置。前述的再生装置系用于具有移动床催化剂(moving bed catalyst)的碳氢化合物的催化重整反应。US 3,647,680与US 3,692,496亦揭露了重整反应催化剂的再生装置。为了移除在失去活性的催化剂上的焦炭,固定床反应器必须周期性地关机,移动床系统(moving bed system)则须另加一套的再生器系统。
因此,本说明书之一目的是提供一反应器,前述反应器能够在单一容器中连续性地进行吸收或化学反应与再生,且不需为进行再生步骤而关闭进行中的流程。
附图说明
为了简化图标内容,在各图标的组件标号中没有标记的组件标号是表示在第一部分的组件,具有“B”标记的组件标号是表示在第二部分的组件。
图1为一根据本说明书的连续式径向流反应/再生设备的逆向操作方式的方块流程图;
图2为一根据本说明书的第一实施例的连续式径向流反应/再生设备的侧视图;
图3A为一具有开口的旋转面板的上视图;
图3B为一转动装置的流体分配装置的侧视图;
图3C为一根据第二图转动装置中的第一流体分配装置与第二流体分配装置的组合的侧视图;
图4为一根据第二图的流体分配区域、环状扇形区域、与外围的环状扇形流体转移区域的上视图;
图5为一连续式径向流反应/再生设备作为可携式除湿装置的侧视图;
图6A为一具有开口的面板的上视图,根据图5的连续式径向流除湿/再生设备,该面板设置于旋转的同心导管一端与转动装置的流体分配装置之间;
图6B为一转动装置的流体分配装置的侧视图,该转动装置是根据图5的连续式径向流除湿/再生设备;
图7A为一下方冷凝部分的上视图,该冷凝部分属于图5的连续式径向流除湿/再生设备;
图7B为一湿空气输入提升组件的侧视图,该提升组件属于图5的连续式径向流除湿/再生设备;
图8为一根据本说明书的第二实施例的连续式径向流反应/再生设备的侧视图;
图9展示根据图8的流体分配区域、环状扇形区域、与外围的环状扇形流体转移区域的上视图;
图10A为一具有开口的面板的上视图,该面板设置于旋转的同心导管一端与转动装置的流体分配装置之间;
图10B为一分隔过的第一流体分配装置的上视图,该转动装置的流体分配装置是根据图10A且包含两个具有开口的第一分隔板;
图10C为一分隔过的第二流体分配装置的上视图,该转动装置的流体分配装置为根据图10A且包含四个具有开口的第二分隔板;以及
图10D为一根据图10A的连续式径向流反应/再生设备中的转动装置的第一流体分配装置与第二流体分配装置的组合的侧视图。
具体实施方式
本发明在此所探讨的方向为一种连续式径向流反应/再生设备。为了能彻底地了解本发明,将在下列的描述中提出详尽的制程步骤或组成结构。显然地,本发明的施行并未限定于该领域的技术人员所熟习的特殊细节。另一方面,众所周知的组成或制程步骤并未描述于细节中,以避免造成本发明不必要的限制。本发明的较佳体系会详细描述如下,然而除了这些详细描述之外,本发明还可以广泛地施行在其它的体系中,且本发明的范围不受限定,以其权利要求书的范围为准。
本发明的第一实施例揭露一种连续式径向流反应/再生设备,上述连续式径向流反应/再生设备包含至少一不动导管、一转动装置连通于不动导管、以及一不动的反应/再生装置连通于转动装置。上述的不动导管具有复数个进口/出口通道。上述的转动装置包含复数个流动分配通道,上述的流动分配通道分别用以接收来自不动导管的进口/出口通道的流体,或是用以传送流体至不动导管的进口/出口通道。上述转动装置的流动分配管道包含复数个旋转流体通道,上述旋转流体通道用以将流体传送通过面板开口,以进入旋转流体分配装置。
上述不动的反应/再生装置包含复数个流体分配区域、复数个环状扇形区域、以及复数个外围的环状扇形流体转移区域。上述的流体分配区域经由流体分配装置连通于转动装置的旋转流体信道。每一流体分配区域彼此独立,且分成一第一区块与一第二区块,其中,第二区块位于第一区块的下方。转动装置中的每一流体分配通道连通于相对应的至少一个第一区块或是至少一个第二区块,且每一个第一区块或第二区块仅连通于一个流体分配通道。上述的环状扇 形区域是位于流体分配区域的外侧。每一环状扇形区域彼此独立,且分隔成一第一部分与一第二部分,其中第二部分位于第一部分的下方。每一环状扇形区域的第一部份连通于一个相对应的流体分配区域的第一区块,且每一环状扇形区域的第二部分连通于一个相对应的流体分配区域的第二区块。上述的外围的环状扇形流体转移区域位于环状扇形区域的外侧,且每一外围的环状扇形流体转移区域彼此独立。每一环状扇形区域的第一部份藉由一对应的外围的环状扇形流体转移区域与一对应的环状扇形区域的第二部份连通。
根据第一实施例的较佳范例中,连续式径向流反应/再生设备更包含一驱动装置,上述驱动装置用以驱动上述的转动装置以一预设的时程进行转动。当转动装置旋转一预定角度后,转动装置的每一流体分配信道将导向至不动的反应/再生装置的不同的流体分配区域。
在根据第一实施例的另一较佳范例中,上述的不动导管包含复数个以同心方式设置的进口/出口信道。
在根据第一实施例的另一较佳范例中,上述的不动导管包含复数个以非同心方式设置的进口/出口信道。更好的是,在上述转动装置经过旋转一设定角度后,上述非同心方式设置的进口/出口信道依据转动装置的流体分配信道来设置,如此一来,每一进口/出口信道可透过转动装置的流体分配信道来连通于相对应的不动的反应/再生装置的流体分配区域。
在根据第一实施例的另一较佳范例中,上述的不动的反应/再生装置可更包含复数个多孔性组件。上述的多孔组件包含复数个内部的多孔性组件(innerporous elements),与复数个外部的多孔性组件(outer porous elements)。每一内部的多孔性组件设置于流体分配区域与其相对应的环状扇形区域之间;每一外部的多孔性组件设置于环状扇形区域与其相对应的外围的环状扇形流体转移区域之间。为了能妥善地将流体分配至环状扇形区域内,上述多孔性组件上的开口可平均的根据角度分布,使得对于每一反应/再生环状扇形区域的流体阻抗皆相同。上述的内部的多孔性组件与外部的多孔性组件可以是独立选自下列群组之一者:多孔筛(screen)、多孔的隔板(perforated plate)。
在根据第一实施例的另一较佳范例中,上述的转动装置的设置方式可以是穿过上述不动的反应/再生装置的核心。上述转动装置的旋转流体信道可以是复数个以同心方式设置的导管信道。上述以同心方式设置的导管信道的面板开口 的设置方式如图3A所示。图3B显示以角度地平均分割的流体分配装置。旋转流体通道中的流体经由面板开口传送至以角度地平均分割的流体分配装置。在根据本实施例的另一较佳范例中,转动装置中的旋转流体通道可以是以非同心方式设置的流体信道。更好的是,当转动装置旋转一设定角度后,位于以非同心方式设置的流体信道的一端的开口将定位在不动导管中的相对应的进口/出口通道。图3A中,位于上述以非同心方式设置的流体通道的另一端的面板开口可以是定位在流体流向第三B图中的以角度地平均分割的流体分配装置。每一进口/出口信道可透过转动装置的流体分配信道以连通于反应/再生装置中不同的流体分配区域。
根据本说明书的连续式径向流反应/再生设备的操作方式可以是以多个时间步骤的方式来控制进料与出料在具填料的环状扇形区域中的流入与流出。上述的环状扇形区域藉由分隔板来平均分割成扇形有角的区域,通常上述多个时间步骤中的时间设定段数与环状扇形区域的数目相同。藉由步进式旋转上述的转动装置以分配流体至流体分配区域,进料与出料可成功的进出环状扇形区域。每一环状扇形区域可在不同时间步骤中完成不同程序状态,当转动装置完成一完整的360度旋转时,环状扇形区域也完成了一次完整的程序循环。一个程序循环可以包含数个依序完成的程序步骤,上述的数个程序步骤可以是吸附/反应、清除、以及再生。不同的环状扇形区域可以在同一时间步骤中进行不同的程序。在一固定的时间周期内,若切割成越多的时间分段数量,且环状扇形区域的数量同时升高,则本实施例的设备的效能可以趋近于连续式的程序,且仍可维持稳定的产物质量。
在根据第一实施例的另一较佳范例中,每一环状扇形区域的第一部份或第二部分中至少一者是充满了填充物。上述的填充物选自下列群组之一:固体粒子、结构填料(structure packing)、胶体(gel)、聚合物纤维(polymer fiber)。根据本实施例,上述的填充物可以是选自吸附剂(adsorbent)、催化剂(catalyst)、或是滤材(filter)。当上述的连续式径向流反应/再生设备用来作为分离装置时,上述的填充物可以是选自以固体粒子、结构填料、胶体、聚合物纤维等形式呈现的吸附剂。当上述的连续式径向流反应/再生设备用来作为化学反应器时,上述的填充物可以是选自以固体粒子、结构填料、胶体、聚合物纤维等形式呈现的催化剂。当上述的连续式径向流反应/再生设备用来作为过滤 装置时,上述的填充物可以是选自以固体粒子、结构填料、胶体、聚合物纤维等形式呈现的滤材。
图2为一根据第一实施例的连续式径向流反应/再生设备的典型配置的侧视图。上述连续式径向流反应/再生设备包含两不动导管,上述不动导管包含具有复数个进口/出口通道。在第一实施例的第一范例中,上述的连续式径向流反应/再生设备可以是一除湿装置,且环状扇形区域中的填充物选自除湿剂。在第一实施例的第二范例中,上述的连续式径向流反应/再生设备可以是一改良的催化重整反应/再生装置,且环状扇形区域中的填充物选自催化剂。参照图2,组件编号1、2、与3表示第一不动导管6的第一进口/出口通道。在上述第一进口/出口通道1、2、与3中的流体藉由以同心方式设置之内部分隔墙(inner wall)4与5来隔开。第一不动导管6连通于一转动装置。内部分隔墙10与11用以分隔转动装置中的流体。第一区块(图中显示的上方区块)转动装置12包含一同心导管,上述同心导管包含旋转流体通道与面板开口,如图3A所示,以及一流体分配装置,如图3B所示。藉由一驱动装置,未显示于图中,可驱动上述的上方的转动装置12的旋转流体通道导管、具开口的面板、以及流体分配装置等,以第一不动导管6的共同中心(common center)来进行转动。流体分配通道14、15、16的开口位于在流体分配装置上方的面板,如图3B所示,连通于第一不动导管6,以接收来自第一进口/出口通道1、2、与3,且经过环状密封垫(seal ring)7与9的流体。在密封垫7与9之间的界面经过平面处理的抛光,使得前述界面可在流体与第一进口/出口通道1、2、与3及外部环境间,形成一流体密封。上方的转动装置12的流体分配装置可以是穿过密封垫组件(seal ring element)13延伸进入不动的反应/再生装置8的中央孔。在密封垫组件13与上方的转动装置12之间的密封空间可预防过量的流体从不动的反应/再生装置8交互污染至设备的外部环境。
图3A为一上方的转动装置12的末端面板开口的上视图。图3B为一可用于上方的转动装置12的流体分配装置的侧视图。上述的流体分配装置藉由复数个分隔板24以角度地分隔成多个相等的隔间(compartment)。实心的分隔板24可预防不同流体之间的交互污染。上述流体分配装置以分隔板24所分隔出的隔间数量通常会等同于程序周期的时间步骤数量。如图3A与图3B所示,当程序周期分成八个时间步骤时,流体分配装置具有八个隔间。其中,有三个隔间之中 具有进料流体,有三个隔间之中具有再生流体,有两个隔间之中具有清除流体。代替将流体分配装置分隔成复数个相等的流体分配隔间,结合流体分配通道14的三个相等的隔间成一组,且结合流体分配通道16的三个隔间为另一单独且较大隔间也是可行的。时间步骤的数量维持在八个步骤,且等同于环状扇形区域19的数量,如图4所示。来自不动导管6中的外侧环状的第一进口/出口通道1的流体、来自不动导管6的中间环状的第一进口/出口通道2的流体、以及来自不动导管6的中央的第一进口/出口通道3的流体将分别穿过上方的旋转流体通道导管与末端面板开口并进入上方的转动装置12的流体分配装置中的三个流体分配通道14、两个流体分配通道15、与三个流体分配通道16。上方的转动装置12的旋转流体分配装置的周围具有复数个开口,上述的开口的排列沿着相对应的不动的流体分配区域17,如图2与图4所示。在位于上方的转动装置12的流体分配装置之上的多个密封组件29与内侧具有开孔的分隔板/多孔筛22之间的空隙须保持尽量小但可平滑转动以减低流体交互泄漏污染。在图3中,在上方的转动装置12使用了四个直式密封组件与两个圆形密封组件29,以预防各流体之间可能发生的交互泄漏污染。图3C为一根据本实施例的转动装置的侧视图,前述的转动装置包含两组流体分配装置,且上述两组流体分配装置彼此为镜向对映。
图4为一流体分配区域、环状扇形区域、外围的环状扇形流体转移区域的上视图。藉由多个以同心方式设置的多孔性分隔板或多孔筛可将反应/再生环状扇形区域分隔成内侧流体分配区域与外围环状扇形流体转移区域。上述的内侧流体分配区域与外围环状扇形流体转移区域可藉由复数个分隔板23,以等角度地平均分割成八个环状扇形部分。每一反应/再生环状扇形区域的区域内可以是填满填充物,且上述填充物的填充范围可以是以多孔筛18、20,与分隔板23来加以限制。在根据本实施例的第一范例中,上述的填充物可以是除湿剂,例如硅胶(silica gel)。在根据本实施例的第二范例中,上述的填充物可以是重组催化剂。上述的流体分配区域17被切割成数个区块,且其范围的界线划分藉由分隔板23与内侧的分隔板/多孔筛22,与中间的分隔板/多孔筛18所围成。上述外围的环状扇形流体转移区域21经过切割,且藉由分隔板23、不动的反应/再生装置8的内壁,与外侧的分隔板/多孔筛20等来界定其范围。在不动的反应/再生装置中,流体分配区域的数量分别等同于环状扇形区域的数量,与外围 的环状扇形流体转移区域的数量。如图2与图4所示,内侧的分隔板/多孔筛22具有朝向流体分配区域17的复数个开口,其中前述的开口对准于流体分配通道14、15、16位于旋转流体分配装置的圆周上的开口,如图2与图3B所示。当位于上方的转动装置上的流体分配通道14、15、16的开口,如图3A与图3B所示,在一个程序周期中以步进式转动超过360度时,在分隔板22上的开口将分别连通不动的流体分配区域17与相对应的流体分配通道14、15、16。在同一时间步骤,进口/出口通道1将透过流体分配通道14与相对的流体分配区域17而连通于三个反应/再生的环状扇形区域,进口/出口信道2将透过流体分配通道15与相对的流体分配区域17而连通于两个反应/再生的环状扇形区域,且进口/出口通道3将透过流体分配通道16与相对的流体分配区域17而连通于三个反应/再生的环状扇形区域。每一环状扇形区域以3/8个圆的范围来连接于进口/出口通道1中的流体,以1/8个圆的范围来连接于进口/出口通道2中的流体,以3/8个圆的范围来连接于进口/出口通道3中的流体,当程序步骤继续向前推进时,环状扇形区域将再以1/8个圆的范围来连接于进口/出口通道2中的流体。
在前述第一实施例的两个范例中,呈现了在同一时间步骤中,可以将多过于一种进料流体以及一种再生流体同时分配至不同的流体分配区域。本说明书的设计方式与美国专利US5779771所揭露的流体分配器大不相同,在范例一与范例二之中,除进料与再生流体之外,还引进了第三清除流体。本说明书的连续式径向流反应/再生设备引进第三清除流体,当应用于成份分离时,分离的效能因而增进,当应用于化学反应器时,可增进程序效能,且可提升安全性。
第一实施例的范例三,为一种具有一不动导管的可携式除湿装置。当使用除湿剂来作为环状扇形区域中的填充物,本范例的反应/再生装置可变为除湿/再生装置。当处理后空气不需要具有极低的凝结点(dew point)时,上述的可携式除湿装置可以使用单一的不动导管,其中仅具有一输入信道与一输出信道。相较于范例一,只有在上方的转动装置设置一流体分配装置。为了将水分冷凝,环状扇形区域的第二部分是以冷凝管(condensing coils)来取代除湿剂。根据本范例,不动的除湿/再生装置包含至少一排出装置(drain),上述的排出装置可以是设置于不动的除湿/再生装置中的相对低点,其中,上述的相对低点可以是位于冷凝管的附近。在根据本实施例的另一较佳范例中,上述的连续式径向流反应/再生设备可以更包含一空气输入装置(air inlet)。上述的空气输入装 置可以是设置于上述的不动的除湿/再生装置的一侧,且位于冷凝管区域的中央以让来自各个冷凝管的流体聚集并进行再分配。通常,上述空气输入装置设置于不动导管的相反侧。
图5为一可携式空气除湿设备的侧视图。在到达热空气流体分配通道16的面板开口之前,高温的再生气体进入以同心方式设置的不动导管6的进口信道3,且穿过密封分隔板7、9与转动装置12的中央信道,如图6A所示。热空气流体穿过图6A中的末端面板上的开口,并进入图6B中的流体分配装置的热空气流体分配通道16。
在图6B中的转动装置的流体分配装置可藉由分隔板24来分隔成两组隔间(compartments)。上述流体分配装置的二分之一是再生空气流体分配通道的一部份,且透过流体分配通道16的半圆形面板开口来连通于转动装置12的中央流体分配通道。如图4所示,藉由将转动装置12上的流体分配通道16的圆周开口对准分隔板22上的侧边开口,上述的热空气可分配至四个不动的再生流体分配区域17。在图6B的转动装置12上的密封组件29与图5的分隔板22之间的空隙须尽量减少,但仍然能够自由转动流体分配装置,以减低在流体分配通道14与16之间发生过度的交互泄漏。
根据本范例的八个区域的设计,转动装置12在每一时间步骤可旋转45度且转至一预定的校准位置,使得流体分配通道14与16的开口在转动装置12的旋转过程中,除了在短暂的快速旋转时间,不会连通于相同的不动的内侧流体分配区域17。高温的再生气体可依序经过位于内侧分隔板22上的相对应开口,如图4与图5所示,与中央的分隔板/多孔筛18后,进入环状扇形区域19中使用过的除湿剂床。上述的除湿剂可以是选自硅胶(silica gel)、活性铝(activated alumina)、分子筛(molecular sieves)、或是其它可在低温时吸附H2O且在高温时可释出水蒸气的材料。所谓「使用过的除湿剂」,系指在低于再生气体温度的环境中已载有H2O的除湿剂。上述的使用过的除湿剂可藉由高温的再生气体的加热,来进行再生程序。所释出的H2O与高温再生气体在离开四组环状扇形区域19的除湿剂床之后,穿过外侧的多孔性分隔板/多孔筛20,进入四组外围的环状扇形流体转移区域21。图4中的分隔板23可延伸进入不动的除湿/再生装置8的下方部分,并以分隔板30与26的方式呈现于图7A。图7A为不动的除湿/再生装置8的下方部分的上视图。下方的外围的环状扇形流体转 移区域27可以是上方的外围的环状扇形流体转移区域的延伸。上述的外围的环状扇形流体转移区域皆具有低的流体阻抗(flow resistance),且可将流体分配进入环状扇形冷凝管区域34。在环状扇形冷凝管区域34中,上述的高温再生气体将会被冷却,且水蒸气将会被冷凝。上述的环状扇形冷凝管区域34可藉由分隔板30来区隔成八个区域。上述的环状扇形冷凝管区域34可藉由同心的点状圆形线25与39来划分出环状扇形冷凝管区域的范围。位于点状圆形线39内侧的为流体再分配室(flow redistribution chamber)31。来自四组环状扇形冷凝管区域34,且经过部份冷却的再生气体可在上述的流体再分配室31先结合再重新分配至另四组位于相反侧的环状扇形冷凝管区域34。来自流体再分配室31的部份冷却的再生气体将可藉由冷凝管来达到进一步降温,并移除更多的H2O。从冷凝管流出的具有饱和的水分的再生气体将会进入四组外围的环状扇形流体转移区域27。由冷凝管所聚集的水分可藉由一排出装置(drain)28而自上述的可携式空气除湿设备中移除,上述的排出装置28显示于图5、图7、与图7B中的流体重分配室31的中央位置。来自四组外围的环状扇形流体转移区域27的水分饱和气体将会流入四组上方的外围的环状扇形流体转移区域21,如图4所示,然后,穿透过多孔性分隔板/多孔筛20流至四组环状扇形区域19。上述的四组环状扇形区域19位于四组再生的环状扇形区域的相对侧。在冷却的饱和气体中的H2O可藉由冷却的/低温的吸附剂来吸附并移除。经过干燥的气体将可依序流经多孔性分隔板/多孔筛18,不动的流体分配区域17,如图4与图5所示的在分隔板22上的开口,相对应的在流体分配装置内的流体分配通道,图5、图6A、图6B所示的旋转流体通道的面板开口14,转动装置12的旋转流体通道的外侧环状部分,密封分隔板9与7,然后从图5中的进口/出口通道1流出。不动导管与转动装置的内部分隔墙,组件标号为4与10,可用来分隔位于进口/出口通道1与进口/出口通道3内的流体,如图5与图6A所示。密封垫13可预防程序气体(process air)泄漏至周围的气体。当高温再生气体的需求量低于需要除湿的冷却程序气体时,如图5、图7A、与图7B中所示的提升组件(riser)32可用来将更多的低温潮湿的气体引入流体再分配室31。冷凝后的水分可藉由提升组件32附近的排出装置28来移除。在图5、图7A、与图7B中的排出装置28的形式是一环状开口,或是设置于提升组件32附近的多个小排出孔(smalldrain holes)。
相较于上述的可携式除湿设备从流体分配区域的第一区块取出干燥后出料的设计,将转动装置的旋转流体分配装置随着角度而分割出隔间,用单一不动导管从流体分配区域的第二区块出料,并从第一区块进料是另一可行的设计。上述的流体分配装置可藉由多个分隔板以角度化的方式来分隔成多个流体分配隔间。上述的多个流体分配隔间可以是对应于不动的反应/再生装置的流体分配区域,且每一流体通道隔间可以再被分隔成内侧隔间与外侧隔间。每一外侧隔间可分隔成一第一外侧区块(outer portion)与一第二外侧区块。其中,第二外侧区块位于第一外侧区块的下方。每一个第一外侧区块或每一个内侧隔间将连通于不超过一个旋转流体通道。每一个旋转流体通道可连通于内侧或外侧流体通道隔间,但不会同时连通内侧与外侧流体通道隔间。上述的第一外侧区块是藉由分隔板和内侧隔间分割,且每一第二外侧区块是可以和相对应的内侧隔间连通,其中,第一外侧区块是连通相对应的不动的流体分配区域的第一区块,第二外侧区块是连通相对应的不动的流体分配区域的第二区块。当分隔板上不具有任何开口的时候,进料流体在环状扇形区域中的流动途径是平行且与范例一、二、三相似。当用以分隔第二外侧区块与第二外侧区块的分隔板上具有开口,在环状扇形区域中的流体的流动途径可以转成与范例四相似的流体流动模式。
第一实施例的范例四为关于另一种在单一不动的进口/出口导管之反应/再生装置中使用的程序流动路径。图10A至图10D展示改变流体分配装置以变换流体在反应/再生装置中的流动路径。来自不动的进口/出口导管与旋转流体通道的潮湿气体可先通过位于旋转流体通道的一端的面板开口1F,请参图10A,再进入图10B中的流体分配装置的流体分配隔间A。上述的流体分配装置可被以角度化的分割成八个等角度的流体分配隔间,上述的流体分配隔间对应于第四图中的环状扇形区域。每一流体分配隔间各自独立,且藉由分隔板40分隔成一第一部分与一第二部分,其中第二部分位于第一部分的下方,如图10D所示。上述流体分配装置的每一流体分配隔间可透过图4中的分隔板22上的一个或多个开口,以连通至相对应的不动的反应/再生装置的流体分配区域。来自开口1F的潮湿空气可依序流过流体分配隔间A的第一部分、图4中相对应的流体分配区域的第一部分、具有除湿剂的环状扇形区域、外围的环状扇形流体转移区域的第一部分、外围的环状扇形流体转移区域的第二部分。在前述潮湿空气中的 剩余H2O可藉由在环状扇形区域的第二部分的除湿剂来更进一步移除,并通过流体分配区域的第二部分来藉由不动的反应/再生装置排出。从环状扇形区域的第二部分流出的流体可移转至相对应的转动装置中的流体分配装置的流体分配隔间A的第二部分,如图10C所示。参考图10C,在流体分配隔间的第二部分中的分隔板,每隔一个分隔板的分隔板可以具有至少一开口41,使得流体可依需求而流通于相邻的两流体分配隔间。潮湿空气可从流体分配隔间A流至流体分配隔间B的第二部分,随后经由相对应的不动的反应/再生装置中的流体分配区域的第二部分,并流至相对应的环状扇形区域的第二部分。外围的环状扇形流体转移区域可把上述的潮湿空气从外围的环状扇形流体转移区域的第二部分传送至外围的环状扇形流体转移区域的第一部分,然后,再经由环状扇形区域的第一部分与流体分配区域的第一部分,将上述的潮湿空气导引至相对应的旋转流体分配装置中的流体分配隔间B的第一部分,如图10B所示。参考图10B,位于流体分配隔间B、C,与流体分配隔间F、G之间的分隔板分别具有标示为41的开口,使得上述相邻的流体分配隔间可藉由此一设计而相互流通。来自流体分配隔间B的第一区块的流体可流入流体分配隔间C,如图10B所示。流体继续依据下列描述流动途径流动:先经过相对应的流体分配区域的第一区块,环状扇形区域的第一部分,外围的环状扇形流体转移区域的第一部分,然后进入外围的环状扇形流体转移区域的第二部分,环状扇形区域的第一部分,以及流体分配区域的第二区块,随后才进入流体分配隔间C的第二区块,如图10C所示。来自流体分配隔间C的第二区块的流体可通过开口41再流出流体分配隔间D,再通过相对应的流体分配区域的第二区块,环状扇形区域的第二部分,以及外围的环状扇形流体转移区域的第二部分。来自外围的环状扇形流体转移区域的第二部分的流体可经过外围的环状扇形流体转移区域的第一部分,环状扇形区域的第一部分,流体分配区域的第一区块,然后干燥后的空气流体从相对应的流体分配装置的流体分配隔间D的第一区块流出,如图10B所示。上述干燥后的空气流体可随后流过图10A的末端面板开口中的相对应开口1FO,流至旋转流体通道与不动出口导管,以流出上述的连续式径向流反应/再生设备。
来自不动的输入导管与旋转流体通道的高温再生流体穿过图10A的面板开口3R进入流体分配装置。上述的再生流体依序流过第十B图中的流体分配隔间E的第一部分,在不动的反应/再生装置中相对应的区域,在图10C中的流体分 配隔间E的第二部分,并经由图10C中的流体分配隔间E与F之间的开口41,以进入流体分配隔间F的第二部分。然后,通过不动的反应/再生装置以进入图10B中相对应的流体分配隔间F的第一部分。上述的再生流体进一步穿过图10B的流体分配隔间F与G之间的开口41,以进入流体分配隔间G的第一部分。来自流体分配隔间G的第一部分的流体可继续经由不动的反应/再生装置中相对应的区域,并流至流体分配隔间G的第二部分。来自流体分配隔间G的第二部分的流体可依序流过图10C体分配隔间G与H之间的开口41,流体分配隔间H的第二区块,以及不动的反应/再生装置中相对应的区域,然后再生流体经过第十B图的流体分配装置的流体分配隔间H的第一区块,图10A流体通道面板开口3RO,与旋转流体通道与不动的导管出口而流出。
图10D分配装置以中央的分隔板40分隔成第一部分与第二部分的示意图。图10D封组件29可有效降低透过转动装置与不动的反应/再生装置之间的缝隙所产生的渗漏。转动装置12可以是沿着反时针方向每次以45度方式进行转动与步进。在干燥气体排出前,最后的一组除湿环状扇形床区域是在前一轮的再生步骤中最先经过再生程序的第一组环状扇形区域,且前述的第一组环状扇形区域中的除湿剂总是刚刚经过再生程序的。
根据前述的第一实施例的范例四,随着改变流体分配装置内分隔板上的开口设计,流体的流动途径将可随之改变。上述的流体分配装置可以包含两类分隔板。其中,复数个第一分隔板可将流体分配隔间的多个第一区块以角度化的方式进行分隔,复数个第二分隔板可将流体分配隔间的多个第二区块以角度化的方式进行分隔。上述的第一分隔板与第二分隔板更可进一步分成A群组分隔板与B群组分隔板。其中,A群组分隔板不具有任何开口。每一个B群组分隔板具有至少一开口,且上述的每一个B群组分隔板设置于A群组分隔板之间。在上述的第一分隔板与第二分隔板中,用于分隔那些连通于旋转流体通道的流体分配隔间的区块的分隔板,属于A群组分隔板。在用于分隔那些「未」连通于旋转流体通道的流体分配隔间的区块的第一分隔板与第二分隔板中,每隔一个分隔板是属于B群组分隔板。为了避免来自不同旋转流体通道的进料流体在流体分配装置中相邻的流体分配隔间中发生混合,A群组分隔板可以是应用于那些用以分隔两个流体分配隔间中,连通于两旋转流体通道的相邻区块的分隔板的上方或下方分隔板。例如,当进料流入分配隔间A的第一区块后,从流体分配 隔间D的第一区块流出,且高温再生流体进入流体分配隔间E的第一区块后,从流体分配隔间H的第一区块流出的流动途径,参考图10B、图10C体分配隔间A与D的第二区块一定都有进料流体。因为,流体分配隔间A的第二区块从相对应的第一区块接收进料流体,而流体分配隔间D的第二区块,在出料前将进料流体传送至相对应的第一区块。流体分配隔间E与H的第二区块中一定都有高温再生流体。因为,在流体流出之前,流体分配隔间E的第二区块从相对应的第一区块接收再生流体,而流体分配隔间H的第二区块,在出料前将再生流体传送至相对应的第一区块。图10C中,用来分隔相邻的流体分配隔间A与H的第二区块,或是用来分隔相邻的流体分配隔间D与E的第二区块的分隔板,在本范例中,一定属于A群组分隔板,以防止进料流体与高温再生流体混合。在根据本范例的一变化设计中,上述的进料流体与高温再生流体可分别由流体分配隔间A与E的第二区块而非第一区块进入流体分配装置,且分别由流体分配隔间D与H的第二区块,而非第一区块,流出流体分配装置。根据此一设计,在图10B中的第一分隔板设计将转为第二分隔板设计,且图10C中的第二分隔板设计将转为第一分隔板设计。
更多关于第一实施例的范例一、二、三、四的运作细节将讨论如下。
图8与图9呈现第二实施例的一范例,且该范例具有两进口/出口不动导管,与八个分别具有第一部分(上方的部分)与第二部分(下方的部分)的区域。上述的设计可发挥具有多个阀门的八个反应/吸收容器的功效,其中上述多个阀门的开或关需经由一逻辑控制系统来加以控制,以调节流体在容器进口与容器出口阀门至输入供应端与输出终端间的流向。
第二实施例与第一实施例之不同处在于,第二实施例的转动装置包含一第一旋转部与一第二旋转部。其中,上述的第一旋转部可以是设置于第一不动导管与不动的反应/再生装置之间,上述的第二旋转部可以是设置于不动的反应/再生装置与第二不动导管之间。第二图中的转动装置12与12B因而置换成第八图中的转动装置52(52B)。旋转流体通道的末端面板开口的上视图如图3A所示。根据本实施例,图4的设计可置换成图9。依据本实施例的设计,在第一实施例之中的流体分配装置可被消除,且不动的流体分配区域的位置是可被改变的。上述转动装置的第一旋转部与第二旋转部可藉由同一驱动装置来驱动。在根据本实施例的另一范例中,上述的第一旋转部与第二旋转部可藉由两组以一预定 的时间程序同步进行转动的驱动装置来驱动。转动装置在每一时间步骤转动一个依角度分割的区域,根据时间步骤一步步转过依角度分割的区域,当转动装置完成整个的360度旋转,程序步骤也一步步经过每一区域而完成一次完整的程序循环。
在根据第二实施例的一较佳范例中,每一环状扇形区域中的第一部分或第二部分中之一可以是填满填充物。上述的填充物可以是选自下列群组之一:固体粒子、结构填料(structure packing)、胶体(gel)、聚合物纤维(polymerfiber)。根据本实施例,上述的填充物可以是选自下列群组之一:吸附剂(adsorbent)、催化剂(catalyst)、滤材(filter)。当上述的连续式径向流反应/再生设备用来作为分离用途时,上述的填充物可以是吸附剂,且所选用的吸附剂的形式可以是固体粒子、结构填料、胶体、聚合物纤维。当上述的连续式径向流反应/再生设备用来作为化学反应器的用途时,上述的填充物可以是催化剂,且所选用的催化剂的形式可以是固体粒子、结构填料、胶体、聚合物纤维。当上述的连续式径向流反应/再生设备用来作为过滤的用途时,上述的填充物可以是滤材,且所选用的滤材的形式可以是固体粒子、结构填料、胶体、聚合物纤维。
在根据第二实施例的一范例中,在图8与图3A中的旋转流体通道的第一(上方)与第二(下方)末端面板是具有圆滑且平坦表面并且有多个适当的开口,如图中标号14、15、16。在图8中,不动且以同心方式设置的密封垫圈(seal rings)7和平坦圆滑表面密封组件(flat polished surface seal)9形成密封以分隔进口/出口通道1、2、3之中的流体。当转动装置52连续地转动360度,并以步进方式来进行每一时间步骤时,进口/出口通道1可连通于转动装置的流体分配信道14的开口,进口/出口通道2可连通于转动装置的流体分配信道15的开口,进口/出口通道3可连通于转动装置的流体分配信道16的开口。流体可以流入转动装置的流体分配装置的一端的开口,且从位于转动装置的流体分配装置的另一端的相对应的开口流出。位于第一旋转流体通道的末端的面板具有平坦且圆滑的平面,并可随着图9中的分隔板23的顶端中央部分而形成密封的效果。在转动装置的旋转流体信道中的流体可经由面板开口通道14、15、16,连通至图8与图9中的不动的流体分配区域17。每一流体分配区域17可以是彼此独立,且分隔成一第一区块与一第二区块,其中第二区块设置于第一区块的下 方。流体分配区域17可以透过多孔性隔板/多孔筛18而连通于环状扇形区域19。上述的环状扇形区域可以是设置于上述流体分配区域的外侧。每一环状扇形区域可以是彼此独立,且分隔成一第一部分与一第二部分,其中第二部分设置于第一部分的下方。每一环状扇形区域的第一部分可以连通于相对应的流体分配区域的第一区块;每一环状扇形区域的第二部分可以连通于相对应的流体分配区域的第二区块。外围的环状扇形流体转移区域20可以是设置于上述环状扇形区域19的外侧。每一外围的环状扇形流体转移区域20可以是彼此独立,且分隔成一第一部分与一第二部分,其中第二部分设置于第一部分的下方。每一外围的环状扇形流体转移区域的第一部分可以连通于相对应的环状扇形区域的第一部分;每一外围的环状扇形流体转移区域的第二部分可以连通于相对应的环状扇形区域的第二部分。
为了能适当的将流体分配至环状扇形区域,如图8与图9所示,更可取的是,在多孔性隔板/多孔筛18与20上的开口可以平均的根据角度分配,使得每一开口的流体阻抗(flow resistance)都可以相同。
流体分配区域的第二(下方的)区块、外围的环状扇形流体转移区域的第二(下方的)部分、以及反应/再生的环状扇形区域的第二(下方的)部分等,均于第九图的组件标号后方加上“B”,以资区别。上述的每一第二区块/部分具有与相对应的第一区块/部分相同的设计。如图8所示,实心的分隔板31用以分隔流体分配区域17、17B的第一区块与第二区块、与反应/再生环状扇形区域19、19B的第一部分与第二部分。
当使用两组不动的进口/出口导管时,下方的转动装置52B的设计可以是与上方的转动装置52相同。在图8中,上方的与下方的转动装置可以是以同相的方式进行转动,且上述的上方的与下方的转动装置可以藉由一穿过不动的流体分配区域17与17B的中央的转轴(未显示于图标中)来相互连接。为了提供一具有清除功能(purges)的反应/再生程序,程序进料流体可流入进口通道1,并由出口通道1B流出。清除流体可流入进口通道2B,并由出口通道2流出;再生流体可流入进口通道3B,并由出口通道3流出。上述的清除流体的进口通道最好是可以设置于进料流体与再生流体的进口通道之间,以有效降低进料流体与再生流体之间的交叉渗漏。可互相替换的是,进料流体可以流入进口通道3B,且再生流体可以流入进口通道1。
第二实施例的第一范例可以是一分离设备,上述的分离设备是以吸附剂作为环状扇形区域的第一部分与第二部分的填充物。例如,当上述的分离设备为一除湿设备时,上述填充的吸附剂可以是硅胶(silica gel)。第二实施例的第二范例可以是一化学反应设备,上述的化学反应设备是以催化剂作为环状扇形区域的第一部分与第二部分的填充物。例如,若上述的化学反应设备为一反应/再生设备,上述的填充物可以是重整反应催化剂(Catalytic ReformingCatalyst)。
对于具有清除流体与两组进口/出口不动导管的第二实施例的第一范例与第二范例而言,参考图8所示,在目标成分被填充于三组环状扇形区域19内的填充物所吸收/或与填充于三组环状扇形区域19内的填充物进行反应之前,具有目标成分的程序进料流体可流入进口通道1,并流过上方的不动导管6的外侧环状信道、密封组件7与9、转动装置52中具有面板开口14的旋转流体通道、三组不动的流体分配区域17、中央的多孔性分隔板/多孔筛18。上述的转动装置可以是以步进式的方式来进行转动,且在每一时间步骤中向前推进一区域。其结果是,在吸附/反应区中的第一填充床区域的填充物可以总是维持再生后的新鲜状态,在吸附/反应区中的最后方的区域内的填充物通常已经是几乎失去功能。当程序进料流体在吸附/反应区中经过吸附或反应之后,会流经外侧的多孔性分隔板/多孔筛20、第一与第二外围的环状扇形流体转移区域21与21B、第二(下方的)多孔性分隔板/多孔筛20B,然后,在三组下方的环状扇形吸收/反应床区域19B之中将可执行进一步的被吸附物的移除或是进一步的反应。所流出的流体可流过中央的多孔性分隔板/多孔筛18B、三组下方的内侧的流体分配区域17B、下方的转动装置52B中具有面板开口14B的旋转流体通道。然后,流出的流体可通过不动导管6B,并由出口通道1B离开。清除流体与高温的再生流体可分别进入进口通道2B、3B,且清除流体与高温的再生流体的流动方向,均与程序进料流体的流动方向相反。清除流体可进入第二不动导管6B中以同心方式设置的中间环状的进口信道2B,随后再流过7B与9B。清除流体可流经转动装置52B的第二旋转流体通道,且可藉由图3A中的两组分隔面板开口15B对清除流体进行分割。上述清除流体可清除两组不动的第二流体分配区域17B,如图9所示,并流经多孔性分隔板/多孔筛18B、位于反应/吸收区域与再生区域之间的环状扇形吸附剂/催化剂床19B、多孔性分隔板/多孔筛20B、第二外围的环状扇 形流体转移区域21B、第一外围的环状扇形流体转移区域21、多孔性分隔板/多孔筛20,然后进入位于反应/吸收区域与再生区域之间的环状扇形吸附剂/催化剂床19。来自上述两组被清除的环状扇形区域的清除流体可进入两组分开的第一流体分配区域17,并经过上方的转动装置52的相对应的旋转流体通道面板开口15、不动导管6的中间的环状流体通道,再从进口/出口通道2流出。
高温的再生流体可进入不动导管6B的中央进口通道3B,且在到达末端面板开口16B之前,上述高温的再生流体可先流过7B与9B、转动装置52B的旋转流体通道。来自进口通道3B的高温的再生流体可经由图3A中对准的转动装置的流体分配信道开口16B来进行适当的分配,并经过图9中的三组不动的流体分配区域17B,以进入三组失去功能的填充物区域。来自17B的高温的再生流体可经由多孔筛18B进入三组失去功能的吸附剂床区域19B,并藉由加热或是与环状扇形区域中的填充物床进行反应,以再生该些已失去功能的填充物。于再生过程中,在前述的吸附步骤吸附于吸附剂上的被吸附物可以被释放,或是在前述的反应步骤沈积于催化剂上的焦炭(coke)可被燃烧掉。再生程序的流体可经由下方的外侧的多孔性分隔板/多孔筛20B、第二外围的环状扇形流体转移区域21B、第一外围的环状扇形流体转移区域21、多孔性分隔板/多孔筛20、并进入在环状扇形区域19中的三组上方的已经失去功能的填充物床,以再生环状扇形区域中的第一填充物床。具有被释放出的被吸附物或是再生产物的再生流体可经过多孔性分隔板/多孔筛18、流体分配区域17、在转动装置52中央具有面板开口16的旋转流体信道、密封组件9与7、以及不动导管6的流体信道,然后从出口信道3流出。4/4B、5/5B、10/10B、以及11/11B内部的管壁,用以分隔程序进料流体、清除流体、以及再生流体。
第二实施例的第三范例为一种可携式除湿装置。与第一实施例的范例三的不同之处在于,根据本范例的转动装置设置于不动导管与不动的除湿/再生装置之间,而非穿过不动的除湿/再生装置的中心。在第二实施例中,并没有设置流体分配装置。流体分配区域可以是设置于不动的除湿/再生装置的上方隔间的中央,如图9所示。根据本范例的环状扇形区域、外围的环状扇形流体转移区域、与不动的除湿/再生装置的下方隔间的设计可参考第一实施例的范例三。
经由将流体分配区域分隔成内侧隔间与外侧隔间,也可以从流体分配区域的第二部分添加或移除流体。上述的外侧隔间可藉由实心的分隔板来分隔成第 一区块与第二区块,其中第二区块设置于第一区块的下方。上述的外侧隔间的第一区块与第二区块彼此并不直接连通。每一个外侧隔间的第一区块与内侧隔间可以不与旋转流体通道连通,或只连通于一旋转流体通道。每一个旋转流体通道可连通于相对应的外侧隔间的第一区块或内侧隔间,但,旋转流体通道并不会同时连通于相对应的外侧隔间的第一区块与内侧隔间。每一个外侧隔间的第一区块与相对应的内侧区块是藉由分隔板来彼此分隔。每一个外侧隔间的第一区块可连通于相对应的环状扇形区域的第一部分。每一个外侧隔间的第二区块可连通于相对应的环状扇形区域的第二部分与相对应的第二内侧隔间。当分隔板不具任何开口时,进料流体在环状扇形区域中的流动途径是平行且与范例一、二、三相似的。当用以分隔外侧隔间的第二区块的分隔板具有开口时,进料流体在环状扇形区域中的流动途径变成系列流动而与范例四相似。
第二实施例的第四范例呈现在使用单一不动的进口/出口导管时的另一种在反应/再生装置内的流体路径。此一范例与第一实施例的范例四不同之处为,本范例的转动装置设置于不动导管与反应/再生装置之间,而不是穿过反应/再生装置的核心。反应/再生装置内的流体分配区域可藉由分隔板来分隔成第一区块与第二区块,其中第二区块设置于第一区块的下方。每一个流体分配区域的第一区块可连通于相对应的环状扇形区域的第一部分,且每一个流体分配区域的第二区块可连通于相对应的环状扇形区域的第二部分。每一个流体分配通道连通于相对应的流体分配区域的第一区块,且每一流体分配区域的第一区块仅连通于转动装置之一流体分配通道。根据本范例,在流体分配区域内设置有多个第一分隔板可将流体分配区域的第一区块以角度化的方式进行分隔,以及多个第二分隔板以角度化的方式对流体分配区域的第二区块进行分隔。上述的第一分隔板与第二分隔板更可进一步分成A群组分隔板与B群组分隔板。其中,A群组分隔板不具有任何开口。每一个B群组分隔板具有至少一开口,且上述的每一个B群组分隔板设置于A群组分隔板之间。在上述的第一分隔板与第二分隔板中,用于分隔那些连通于旋转流体信道的流体分配区域的区块的分隔板,属于A群组分隔板。在用于分隔那些「未」连通于旋转流体信道的流体分配区域的区块的第一分隔板与第二分隔板中,每隔一个分隔板是B群组分隔板。为了避免来自不同旋转流体通道的进料流体在流体分配区域中相邻的区块中发生混合,A群组分隔板可以是应用于那些用以分隔两个流体分配区域中,连通于两 旋转流体通道的相邻区块的分隔板的上方或下方分隔板。由于本范例并不具有流体分配装置,故流体分配区域的分隔板上的开口并不会随着旋转流体通道而转动。因此,在每一个时间步骤,转动装置的转动角度并不会与转动一个流体分配区域的角度相等。代替每次旋转一个区域的作法,转动装置在每一时间步骤中可旋转多个区域,且转动装置在每一时间步骤的旋转角度可依流体分配区域的对称性来设定。以第一区块分隔成如第十B图的模式,且第二区块分隔成如第十C图的模式的流体分配区域为例,进料流体的流动途径与再生流体的流动途径呈现180度的镜像对称,所以,转动装置可以是每次旋转180度,或是每次旋转四个区域。更多关于第一实施例与第二实施例的范例的运作细节将讨论如下。
第一实施例的范例一、三、四与第二实施例的第一范例、第三范例、第四范例是可以在相同的操作条件下进行运作。当除湿使用时,位于反应/再生装置的环状扇形区域内的填充材料可以是硅胶(silica gel),且上述填充材料的颗粒大小为1mm至8mm。再生气体的温度是低于200℃。
第一实施例的范例二与第二实施例的第二范例可以是将连续式径向流反应/再生设备应用于碳氢化合物转换催化剂(hydrocarbon conversion catalyst)的反应与再生。上述的碳氢化合物催化剂的成分包含第VIII族贵金属(noblemetal),以及卤素(halogen),结合于一耐火的无机氧化物的承载媒介材料(refractory inorganic oxide carrier material)。上述的催化剂将会因为含碳的物质(焦炭)的堆积,与卤素的含量减低,而逐渐失去活性。第一图中的「进料流体」可以是一含有碳氢化合物的流体,「清除流体」可以是一惰性气体(inertgas),例如氮气(nitrogen)。流体2的组成可随时间而异。在焦炭燃烧与卤素添加期间,上述的流体2的组成可以是包含氧气,以及与催化剂相同种类的卤素。当被氧化的催化剂需要被还原的时候,上述流体2的组成可以是包含氢气。在每一环状扇形区域内的催化剂在每次的循环中将会依序经历碳氢化合物的转换,清除1,再生与清除2过程。当在催化剂的焦炭形成速率慢时,相较于前述范例中所揭露的八等分区域划分,将环状扇形区域划分成四十个等角度的区域会比划分成八等分更可取。在划分成四十个等角度的环状扇形区域中,进行反应的区域从三个增加至三十五个,两个区域进行清除程序,以及三个区域进行再生程序。前述反应程序的流体压力可控制于3.5kg/cm2(a)至22kg/cm2(a)。 含有碳氢化合物的进料流体的反应温度可以控制于482至538℃之间。再生流体与清除流体的温度可以是控制于454至538℃之间。在碳氢化合物的转换程序中,催化剂上所发生的含碳物质的沈积与卤素成分的含量减低等现象将会让催化剂变得失去活性。在再生程序之中,含氧的再生气体会与失去活性的催化剂接触。故而在开始再生程序之前,清除流体1会把留在区域之中的碳氢化合物进料清除。再生程序可以分成四个时期:第一时期焦炭燃烧、第二时期添加卤素与修复催化剂、第三时期以氮气来清除区域中的氧气与H2O、以及第四时期用来还原催化剂。在完成再生程序之后,上述的清除2中的清除流体可以在碳氢化合物导入这些刚完成再生程序的区域以进行反应之前,先将湿气从前述的这些区域移除。清除流体的通道设置于反应流体通道与再生流体通道之间,以预防反应流体通道与再生流体通道内的流体发生交互污染。清除流体通道的压力可以是控制在高于反应流体通道的压力值约150mm H2O。当再生流体通道含有氧气时,反应流体通道的压力可以是控制在高于再生流体通道的压力值约150mm H2O。当再生流体通道含有氢气时,反应流体通道的压力最好是可以控制成与再生流体通道的压力值相同。在根据本说明书的一较佳范例中,再生流体中的氧气浓度可以是维持在小于极限氧浓度(Limiting OxygenConcentration,LOC),更好的是,氧气浓度维持在极限氧浓度的60%。氢气的纯度维持于70%以上。经由控制转动装置的一次旋转所需的周期时间,在催化剂上所产生的含碳物质可以维持在催化剂的重量百分比3wt%至15wt%之间。
显然,依照上面体系中的描述,本发明可能有许多的修正与差异。因此需要在其附加的权利要求项的范围内加以理解,除了上述详细的描述外,本发明还可以广泛地在其它的体系中施行。上述仅为本发明的较佳体系,并非用以限定本发明的申请专利范围;凡其它未脱离本发明所揭示的精神下所完成的等效改变或修饰,均应包含在权利要求书的范围内。