(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
同心円状に配置された穿孔された第１および第２の二つの壁（２）および（３）の間に含まれた粒子材料を用いて流体を処理するための装置であって、前記第２の壁（３）は前記第１の壁（２）よりも内側にあり、また前記第２の壁（３）の内側には流体経路が第１の方向（Ｉ）と第２の方向（Ｏ）との間で少なくとも４５°曲げられる少なくとも１つの部分が含まれ、該部分は、第２の方向（Ｏ）に沿って連続して、第２の方向（Ｏ）への第１の分配通路（６）を有する第３の壁（５）で囲まれ且つ前記流体が導入される中心領域と、前記第３の壁（５）から間隔をあけて配置され且つ第２の方向（Ｏ）への拡散通路を有する前記第２の壁（３）とを含んでなる分配器を含んでおり、前記第１の分配通路（６）は前記中心領域を形成する第３の壁（５）の面積の２０％を超えない総断面を有し、前記拡散通路は前記第２の壁（３）の面積の４０％を超える総断面を有し、且つ前記第３の壁（５）と前記第２の壁（３）との間にスペーサ要素（７；８）を備えることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記第１の分配通路が、前記第３の壁（５）の面積の５％を超えない総断面を有することを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記拡散通路が、前記第２の壁（３）の面積の８０％を超える総断面を有することを特徴とする請求項１および２のいずれかに記載の装置。
【請求項４】
前記前記第３の壁が穿孔されたプレート（５）によって形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５】
前記第２の壁が、微細なメッシュ篩（３）によって形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６】
前記第３の壁が穿孔されたプレート（５）によって形成され、前記第２の壁が微細なメッシュ篩（３）によって形成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項７】
前記第２の壁（３）が流体（１）を処理するための粒子材料を保持するための壁を形成していることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
分配器を１つのみ備える請求項１〜７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
圧力スイング吸着または温度スイング吸着によりガスを処理するための請求項１〜８のいずれか一項に記載の装置の使用。
【発明の詳細な説明】
【発明の開示】
【０００１】
本発明は、粒子材料を用いて流体を処理するためのプラントに関し、このプラントは流体通路が第１の方向と第２の方向との間で少なくとも４５°曲げられている少なくとも１つの部分を含み、この流路変更部分は、第２の方向に連続して、第１の分配通路を有する第１の帯域と、上記第１の帯域から間隔をあけた拡散路を有する第２の帯域とを有する分配器を備えている。
【０００２】
流体に対して透過性の領域を横切って均一に流体を分配するためには、上記流体の自由流動に対する障害を部分的に形成するシステムを用いることが知られている。こうして生じる圧力低下は、上流の流体流動の条件に関係なく、上記領域における流体の良好な分配を可能にする。単純な例は、穿孔されたチューブのそれである。流体の均一な分配を得るために、穿孔を横切る圧力低下は、穿孔帯域に入ってくる流体の運動エネルギの数倍にほぼ等しく、非常に多くの微小穿孔の形成または多孔性材料の使用を必要とし、これは工業的スケールにおいて非常に高価であり、また粒子タイプの流体処理材料、例えば吸着剤と組み合わせると、目詰まりの深刻な危険を引き起こす。
【０００３】
第一の方向に流体が流れる第１の体積と、他の方向、典型的には第１の方向に垂直に流体が流れる第２の体積との間での最適化された流体分配を伴い、微細な粒子からなる処理材料の存在下でさえも、最低限のデッドボリュームを有し、目詰まりの危険が低減される流体処理プラント配置を提案することが本発明の目的である。
【０００４】
本目的上、本発明の１つの特徴によれば、第１の通路は分配器面積の２０％を超えない、典型的には１０％未満の、有利には５％を超えない総断面を有し、第２の通路は、分配器の全面積の４０％を超える、典型的には６０％を超える、有利には７０％を超える総断面を有する。
【０００５】
本発明の具体的な特徴によれば、
−プラントは分配器を１つのみを備えている。  
−第１の帯域は穿孔されたプレートによって形成されている。  
−第２の帯域は微細なメッシュ篩によって形成されている。  
−第２の帯域は流体を処理するための粒子材料を保持するための壁を形成している。
【０００６】
本発明との関連で、分配器面積とは、分配器の上流側と下流側との間の分配接触面をできるだけ厳密に示す、単純な幾何学的な物体（シリンダ、コーン、プレート）の展開した表面積を意味する。
【０００７】
本発明はまた、特にガスを、上記ガスを含有するガス混合物から製造するための、圧力スイング吸着および／または温度スイング吸着による分離によりガスを処理するためのこのようなプラントの使用に関する。
【０００８】
本発明の他の特徴および利点は、本明細書に添付した図面に関連した説明について与えられる実施形態の以下の記載から明らかであろう。
【０００９】
単独の図面は、流体処理プラントの一部を示し、このプラントは２つの同心の穿孔された壁２および３の間に収容される少なくとも１種の吸着剤粒子材料を含む環状の体積１を放射状に横切る上記流体の通過により作動し、全体はやはり同心の周辺シェル４内に配置されている。
【００１０】
本発明の１つの態様によれば、典型的に壁１、２および３と同軸である流入する流体流Ｉと、吸着剤体積１を通って方向Ｏに径方向に送られる上記流体との間の分配器の部分は中心チューブ５を備え、この中心チューブ５は穿孔６を備え、また長手方向のスペーサ７（図面の上部）またはらせん状のスペーサ８（図面の下部）により、チューブ５の外側の壁上に適合させることにより内部格子３から隔離されている。
【００１１】
本発明の１つの特徴によれば、チューブ５の穿孔６は分配通路を形成するような寸法で設けられ、これはチューブ５の壁面積と比較して低い流動断面をもち、高い圧力低下を引き起こし、一方で格子３の通路は拡散通路を形成するような寸法で設けられ、これはチューブ／格子の界面の展開した表面積と比較して高い流動断面を提供し、従って非常に低い圧力低下をもたらす。より具体的には、オリフィス６は中程度の孔またはスリットの形態にある調整されたオリフィスであり、チューブ５の表面上に少数で均一に分布しており、これに対して格子３は細かいメッシュで、金属または繊維から作られており、格子の全面積に渡って分布する多くの通路を有する高い流動断面を提供する。
【００１２】
本発明の１つの特徴によれば、第２の通路と第１の通路との間の流動面積の比は２よりも大きく、典型的には５よりも大きく、有利には１０よりも大きい。より具体的には、第１の流路またはオリフィス６はチューブ５の壁面積の２０％を超えない、典型的には５％を超えない総断面を有する一方、格子３の流路は、格子の面積の４０％を超える、典型的には６０％を超える、有利には８０％を超える流動断面を示す。
【００１３】
格子２および３の間に収容される少なくとも１種の粒子材料を通しての通過による流体処理を伴う応用において、格子３により提供される高い流動面積により、格子３は吸着材料１の粒子による目詰まりのリスクを比較的受けずに済む。
【００１４】
本発明は、ガスの製造または続く処理の前のガス混合物の精製のための、ガス混合物の成分の１種を吸着することができる少なくとも１種の成分、典型的にはゼオライト、カーボンシーブ（carbon sieve）、シリカ、またはアルミナゲルを含む少なくとも１つの吸着剤の塊（mass）中での径方向のガス流を伴う、吸着装置内での圧力スイング吸着または温度スイング吸着によるガスの処理に優先的な応用を有する。
【００１５】
本発明を具体的な実施形態に関して記載したが、これらによって限定されるものでなく、請求項の範囲内で当業者に理解され得る変形および改変も許容されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明によるプラントの２つの実施形態の斜視図および仮想的な図。
【図１】
0005038299.tif 000002