用于气体处理单元的容器及相关方法

技术领域

本公开涉及一种用于空气或气体处理单元的容器。本公开还涉及一种用于使用这种容器的方法。

背景技术

在空气或气体处理单元的已知容器中，吸附剂材料例如为珠粒形式。气体以高速通过容器。这种容器中的一个潜在问题是珠粒的流态化，其中珠粒不再在容器中保持静止。这可能导致不期望的珠粒磨损。

发明内容

本公开的一些实施例涉及一种容器，所述容器可以固定吸附剂材料，并且同时降低(吸附剂材料的)流化和引起磨损的风险。在本公开的一些实施例中，吸附剂材料被固定在氧气发生器中，并且同时具有降低的火灾危险。本公开的一些实施例涉及一种容器，所述容器可以避免吸附剂材料从容器中逸出。

根据本公开的第一方面，公开了一种用于吸附器或反应器的容器，所述容器包括至少第一孔口和至少第二孔口，所述第一孔口构造成接收和释放气体，所述第二孔口构造成释放和接收气体，所述第一孔口和所述第二孔口在它们之间限定通道。所述容器还包括放置在第一孔口和第二孔口之间的吸附剂材料或催化剂，以及布置在所述通道中的至少柔性可压缩元件，所述柔性可压缩元件构造成将吸附剂材料或催化剂固定在所述通道中。吸附剂材料或催化剂构造成至少部分地吸附或捕集由吸附剂材料或催化剂接收的气体的至少一种组分，使得从吸附剂材料或催化剂释放的气体具有与由吸附剂材料或催化剂接收的气体的进入组分不同的离开组分。可压缩元件具有比吸附剂材料或催化剂更高的可压缩性。

由于柔性可压缩元件，吸附剂材料或催化剂被固定在容器的通道中。当容器在使用中时，一些吸附剂材料或催化剂可能振动的机会减小。这又降低了吸附剂材料磨损的风险，并因此增加了其寿命。

另外，通过将吸附剂材料或催化剂固定在通道中，一些吸附剂材料或催化剂通过一个出口逸出容器的风险也降低。因此，从出口释放的处理过的气体的质量得到改善。

根据本公开的一些实施例，容器可以具有单独地采用或根据任何技术上可能的组合采用的以下特征中的一个或多个：

柔性可压缩元件是多孔的，并且布置在吸附剂材料或催化剂与第二孔口之间和/或吸附剂材料或催化剂与第一孔口之间。

可压缩元件的多孔性允许气体通过可压缩元件。因此，多孔可压缩元件可以放置在吸附剂材料或催化剂与一个或多个孔口之间。

柔性可压缩元件中的至少一个能够在0.01MPa-2 MPa的压力下减小至少25％的体积、优选地减小至少35％的体积、更优选地减小至少50％的体积、甚至更优选地减小至少85％的体积。

可压缩元件的优异的可压缩性允许其像缓冲垫一样起作用。它可以降低吸附剂材料或催化剂的破碎和磨损的风险。移动通过容器的气体移动吸附剂珠粒。这些吸附剂珠粒与金属容器壁摩擦，在一些情况下，吸附剂珠粒在容器中彼此摩擦。这将导致珠粒的磨损。通过固定吸附床并将可压缩元件放置在容器中的珠和金属板之间来降低这种风险。

柔性可压缩元件中的至少一个在未压缩状态下具有大于80％、优选地大于95％的孔隙率。

高孔隙率允许气体以很小的压降通过多孔可压缩元件。因此，由可压缩元件引起的能量损失被最小化。

当柔性可压缩元件中的至少一个的体积与未压缩状态相比减少85％时，柔性可压缩元件中的至少一个具有23％和70％之间的孔隙率。

可压缩元件即使在其体积已经大大减小时也保持一定的孔隙率。这意味着即使当多孔可压缩元件的体积已经减小并且变得更加紧凑时，当气体通过多孔可压缩元件时由其引起的能量损失仍然低。

柔性可压缩元件中的至少一个占据通道的整个横截面，使得气体通过可压缩元件。

在这种可能性下，任何要由出口释放的气体必须穿过可压缩元件。如果气体自身携带任何吸附剂材料或催化剂，后者将必须通过多孔可压缩元件。由于至少一些吸附剂材料或催化剂被多孔可压缩元件的过滤性能所保留，因此提高了由容器处理的气体的质量。空气或气体处理单元由于吸附剂材料或催化剂的起尘(dusting)而失效的可能性也被降低。

柔性可压缩元件中的至少一个具有高于250℃、优选地高于300℃、更优选地高于320℃的熔化温度。

通过具有高的抗热应力性，可压缩元件可以具有更广泛的应用。特别地，利用该高的熔化温度，即使氧气发生器内部的温度高，例如高达60℃，也能够在氧气发生器中使用可压缩元件而不用担心火灾。

柔性可压缩元件构造成在吸附剂材料或催化剂与第一孔口之间和/或吸附剂材料或催化剂与第二孔口之间形成屏障，以便防止吸附剂材料或催化剂逸出容器。

一个或多个柔性可压缩元件中的至少一个由编织材料、非织造材料、织造材料或泡沫制成。

一个或多个柔性可压缩元件中的至少一个形成衬垫或缓冲垫。

可压缩元件的这种形式为吸附剂材料或催化剂提供了特别好的缓冲。因此，可压缩元件的冲击吸收特性特别令人满意。

吸附剂材料或催化剂包括第一部分和第二部分，容器还包括夹在吸附剂材料或催化剂的第一部分和第二部分之间的柔性可压缩材料的中间层。

吸附剂材料或催化剂的第一部分可以具有与吸附剂材料或催化剂的第二部分不同的吸附性能。通过在容器中具有两部分吸附剂材料或催化剂，容器可以具有仅用一种类型的吸附剂材料或催化剂不可能具有的附加吸附性质。如果第一部分和第二部分具有不同的物理性质(例如硬度)，可压缩材料的中间层可以例如防止吸附剂材料或催化剂的第一部分压碎吸附剂材料或催化剂的第二部分。

柔性可压缩材料的中间层构造成减少吸附剂材料或催化剂的第一部分与第二部分的混合。

因此，吸附剂材料或催化剂的第一部分可以独立于第二部分执行它们的吸附功能。例如，如果气体组分可能显著降低第二部分的吸附能力并且在气体通过第二部分之前必须被第一部分降低，则这是优选的。根据一些实施例，第一部分构造成吸附水分和/或二氧化碳，并且第二部分构造成吸附氮气。可压缩材料的中间层例如构造成如果第一部分和第二部分具有不同的物理性质(例如吸附剂珠粒尺寸)，则减少吸附剂材料或催化剂的第一部分与第二部分的混合。

通道是竖直通道，优选地是基本上圆筒形的通道。

容器还包括至少一个板，所述板构造成用于将可压缩元件压抵吸附剂材料或催化剂，该板优选地是穿孔的。

该板通过在吸附剂材料上施加力来改善吸附剂材料或催化剂的固定。例如，当容器内的气体速度高并且其施加在吸附剂材料或催化剂上的力大时，来自板的反作用力确保可压缩元件可以抵抗吸附剂材料或催化剂的潜在移动。根据一些实施例，板有助于在吸附剂床的横截面上均匀地分布力和/或在吸附剂床的整个横截面上保持可压缩元件平坦。

该容器还包括一个或多个压缩元件，例如一个或多个弹簧，该板位于一个或多个压缩元件和可压缩元件之间，使得压缩元件将板推向可压缩元件。

压缩元件在板上施加力。因此，可压缩元件可以抵抗由于吸附剂材料或催化剂的移动而引起的甚至更高的压力。此外，通过可压缩元件和压缩元件之间的板，来自压缩元件的压力可以在可压缩元件的表面上扩散，从而导致可压缩元件上的更均匀的压力分布。根据一些实施例，由一个或多个压缩元件施加到板上的力严格大于板的重量。

所述板和所述容器之间限定至少间隙，所述可压缩元件构造成填充所述间隙，以防止所述吸附剂材料或催化剂逸出所述容器。

这也可以防止板摩擦金属容器壁，这种摩擦可能产生火花。

通道的直径在49mm和3000mm之间。

容器包括在第一孔口中的第一网和/或在第二孔口中的第二网。

通过在入口和/或出口处具有网，可以防止直径大于第一网和/或第二网的筛目尺寸的任何吸附剂材料或催化剂离开容器。可以减少由吸附剂材料或催化剂逸出到容器外部所引起的进一步损坏。

可压缩元件的柔性和/或可压缩性能够减少吸附剂材料或催化剂的破碎。

多孔柔性可压缩元件的基质能够增强通过其的气体在通道的横截面上的分布。

所述容器还包括位于吸附剂材料或催化剂与第一孔口之间和/或位于吸附剂材料或催化剂与第二孔口之间的附加的可压缩元件。

在吸附剂材料或催化剂与第一孔口和/或第二孔口之间具有附加的可压缩元件的情况下，可以防止吸附剂材料或催化剂离开容器，因为离开容器的任何吸附剂材料或催化剂必须通过可压缩元件或附加的可压缩元件。例如，在附加的可压缩元件放置在吸附剂材料或催化剂与第二孔口之间的实施例中，附加的可压缩元件放置在吸附剂材料或催化剂与第一孔口之间，并且与放置在吸附剂材料或催化剂与第二孔口之间的可压缩元件互补。因此，将离开容器的任何吸附剂材料或催化剂必须通过可压缩元件或附加的可压缩元件。没有吸附剂材料或催化剂可以不经过可压缩元件或附加的可压缩元件而离开容器。吸附剂材料或催化剂离开容器的可能性进一步降低。

柔性可压缩元件上的压降低于6毫巴绝对值。

这个特征确保了由可压缩元件引起的能量损失是低的。

可压缩元件被布置和构造成使得当气体通过其时吸附剂材料或催化剂保持基本上固定。

通过基本上固定吸附剂材料或催化剂，吸附剂材料或催化剂的磨损问题实际上被消除。此外，基本上没有吸附剂材料或催化剂将经由一个或多个出口逸出。

一个或多个柔性可压缩元件中的至少一个是不可渗透的。

一个或多个不可渗透的可压缩元件可以用于作为如上所述的多孔可压缩元件的补充或替代。不可渗透的可压缩元件不允许任何气体通过其。它还改进了吸附剂材料或催化剂通过板的固定。

第一孔口和第二孔口中的至少一个从容器的上壁到吸附剂材料或催化剂的顶部高度是密封的。

可压缩元件在具有95％氧气和10巴绝对压力的60℃环境中是不可燃的。

可压缩元件的优异的不可燃性使其适用于富氧环境，例如氧气发生器内部。

可压缩元件由对从至少第一孔口或从至少第二孔口接收的进入气体和/或从至少第二孔口或从至少第一孔口释放的离开气体呈惰性的材料、和/或对容器的材料呈惰性的材料、和/或对吸附剂材料或催化剂呈惰性的材料、和/或对板的材料呈惰性的材料、和/或对一个或多个压缩元件的材料呈惰性的材料制成。

通过具有惰性材料，可压缩元件将不会改变通过它的气体的组分。而且，可压缩元件的化学组成将不会由于气体通过而改变，这延长了可压缩元件的使用寿命。另外或作为替代，可压缩元件不与容器和/或吸附剂材料或催化剂和/或板反应，从而延长它们的寿命。

柔性可压缩元件基本上由全氟烷氧基烷烃、或聚四氟乙烯、或氟化乙烯丙烯制成。

这些材料具有高的熔化温度和/或点燃温度，这使得它们特别适用于氧气发生器。

吸附剂材料或催化剂构造成吸附选自以下列表的至少一种类型的气体：二氧化碳和/或水分和/或氮气和/或氧气和/或氩气和/或氢气和/或硫化氢和/或硫醇和/或链烷烃和/或酸性气体和/或硅烷和/或汞蒸气和/或烃类和/或空气或气体中的痕量污染物(二氧化硫、氯化氢、一氧化二氮、臭氧、烃类、挥发性有机化合物、NOx、粉尘、放射性稀有气体、氨)。

吸附剂材料或催化剂包括金属有机框架和/或碳材料(例如活性炭、碳分子筛、碳纤维)和/或树脂和/或聚合物和/或粘土和/或硅胶和/或活性氧化铝和/或天然或合成沸石(A、X、Y型、丝光沸石、硅质岩、菱沸石、八面沸石、斜发沸石和/或它们的离子交换种类：KA、3A、4A、5A、10A、Si-CHA、ITQ、ZSM、13X、LiX、CaX、CA-LSX、Li-LSX、NaX、CaA)。

吸附剂材料或催化剂是珠粒、丸粒的形式或例如泡沫、织物、整料或层压材料的特定结构的形式。

本公开还涉及空气或气体处理单元，优选地氧气或氮气发生器，或空气或气体干燥器，或脱硫单元，或溶剂蒸气回收单元，或硅烷去除单元，或痕量放射性稀有气体去除单元，或汞蒸气捕集单元，或除臭和空气清新单元，或痕量氨去除单元，或制氢单元，或气体分离器，或醇脱水器，或气相色谱仪，或二氧化碳和/或硫化氢和/或甲烷和/或乙烷去除单元，所述空气或气体处理单元构造成从自至少第一孔口和/或自至少第二孔口接收的气体去除至少部分组分，所述空气或气体处理单元包括至少一个如上所述的容器，所述容器构造成优选接收具有位于1.1巴绝对压力至30巴绝对压力之间的压力的压缩气体。

根据本公开的第二方面，公开了一种用于使用如上所述的容器的方法，包括以下步骤：

-从所述至少第一孔口(或相应地从所述至少第二孔口)接收气体，

-所述吸附剂材料或催化剂至少部分地吸附或捕集由所述吸附剂材料或催化剂接收的气体的至少一种组分，同时一个或多个所述柔性可压缩元件压抵所述吸附剂材料或催化剂，

-从所述至少第二孔口(或相应地从所述至少第一孔口)释放气体。

从吸附剂材料或催化剂释放的气体具有与由吸附剂材料或催化剂接收的气体的进入组分不同的离开组分。

根据本公开的一些实施例，该方法可以具有单独地采取或根据任何技术上可能的组合而采取的以下特征中的一个或多个：气体通过柔性可压缩元件。

当气体通过吸附剂材料或催化剂时，吸附剂材料或催化剂基本上保持固定。

由所述至少第一孔口或所述至少第二孔口接收的气体和/或从所述至少第二孔口或所述至少第一孔口释放的气体具有在0.1Nm

附图说明

下面将基于多个实施例更详细地解释本公开的上述和其他方面，将参考附图描述所述多个实施例。在附图中：

图1示出了本公开的实施例，容器包括吸附剂材料、可压缩元件和在两个孔口中的两个网。可压缩元件位于吸附剂材料和第二孔口之间，当气体在容器的轴向方向上从第一孔口流到第二孔口时，第二孔口用作容器的出口；

图2示出了本公开的实施例，除了图1中的部件之外，容器还包括可压缩元件上方的穿孔板；

图3示出了本公开的实施例，除了图2中的部件之外，容器还包括在板和第二孔口之间的四个压缩元件；

图4示出了本公开的一个实施例，除了图3中的部件之外，容器还包括位于吸附剂材料的两个部分之间的多孔可压缩元件；

图5示出了本公开的一个实施例，除了图4中的部件之外，容器还包括在第一孔口(当气体沿容器的轴向方向从第一孔口流到第二孔口时，该第一孔口用作容器的入口)和吸附剂材料之间的附加的可压缩元件；

图6示出了本公开的一个实施例，其中气体在容器的径向方向上从第一孔口流动到第二孔口，容器包括吸附剂材料，不可渗透的柔性可压缩元件放置在吸附剂材料上方，多孔可压缩元件放置在至少一个孔口中和/或夹在吸附剂材料的两个部分之间；

图7示出了本公开的一个实施例，其中，除了图6中的部件之外，容器还包括在从容器的上壁直到吸附剂材料的顶部的第一和第二孔口中的密封件；

图8示出了本公开的一个实施例，其中，除了图7中的部件之外，容器还包括放置在不可渗透的可压缩元件上的实心板；

图9示出了本公开的一个实施例，其中，除了图8中的部件之外，容器还包括在容器的上壁和板之间的八个压缩元件。

具体实施方式

图1示出了根据本公开的一个实施例的容器10。容器10例如用于气体吸附器或气体反应器，或者空气或气体处理单元。气体处理单元是例如氧气或氮气或氢气发生器，或空气或气体干燥器，或脱硫单元，或溶剂蒸气回收单元，或硅烷去除单元，或痕量放射性稀有气体去除单元，或汞蒸气捕集单元，或除臭和空气清新单元，或痕量氨去除单元，或氢气生产单元，或气体分离器，或醇脱水器，或气相色谱仪，或二氧化碳和/或硫化氢和/或甲烷和/或乙烷去除单元。空气或气体处理单元构造成从自容器10的至少第一孔口20和/或至少第二孔口30接收的气体中去除至少部分组分，如将在下面解释的。

根据优选实施例，容器10构造成接收具有在1.1巴绝对压力和30巴绝对压力之间、优选地在2巴绝对压力和16巴绝对压力之间的压力的压缩气体。例如当气体在容器10的轴向方向从底部向顶部流动时就是这种情况。

容器10包括至少第一孔口20和至少第二孔口30。第一孔口20和第二孔口30在它们之间限定了通道40。通道40构造成允许气体在第一孔口20和第二孔口30之间流动。

容器10还包括放置在第一孔口20和第二孔口30之间的吸附剂材料或催化剂50。容器10还包括布置在通道40中的至少柔性可压缩元件60。

容器10通常用于变压吸附过程。同向流通常通过第一孔口20进入容器10，并且经由第二孔口30离开容器。在这种情况下，至少第一孔口20构造成接收具有进入气体组分的气体，并且至少第二孔口30构造成释放具有离开气体组分的气体。逆向流通常经由第二孔口30进入容器10，并且经由第一孔口20离开容器10。在这种情况下，至少第二孔口30构造成接收具有进入气体组分的气体，并且至少第一孔口20构造成释放具有离开气体组分的气体。第一孔口20例如位于容器10的底部。第二孔口30例如位于容器10的顶部。

在以下的描述中，除非另外指出，第一孔口20对应于同向流进入容器10的入口。当容器10在吸附模式下操作时，其具有同向流。第二孔口30对应于同向流流出容器10的出口。因此，第一孔口20是逆向流流出容器10的出口。当容器10在解吸模式下操作时，其具有逆向流。因此，第二孔口30对应于逆向流进入容器10的入口。

根据一些实施例，例如图1-5所示的实施例，第一孔口20包括第一网150。另外或作为替代，第二孔口30包括第二网160。第一网150和/或第二网160可以具有20至50的美国筛目尺寸。

根据一个实施例，通道40是竖直通道，优选地是基本上圆筒形的通道。根据一个实施例，通道40具有在49mm和3000mm之间、优选地在50mm和2000mm之间的内径。根据一个实施例，通道40具有150mm和1600mm之间的直径。根据一些其它实施例，容器10的横截面是椭圆形或正方形。

容器10的横截面通常严格(strictly)大于第一孔口20的直径和第二孔口30的直径。

吸附剂材料或催化剂50构造成至少部分地吸附或捕集由吸附剂材料或催化剂50接收的气体的至少一种组分，使得从吸附剂材料或催化剂50释放的气体具有与由吸附剂材料或催化剂50接收的气体的进入组分不同的离开组分。

根据一些实施例，吸附剂材料50构造成吸附选自以下列表的至少一种类型的气体：二氧化碳和/或水分和/或氮气和/或氧气和/或氩气和/或氢气和/或硫化氢和/或硫醇和/或链烷烃和/或酸性气体和/或硅烷和/或汞蒸气和/或烃类和/或空气或气体中的痕量污染物(二氧化硫、氯化氢、一氧化二氮、臭氧、烃类、挥发性有机化合物、NOx、粉尘、放射性稀有气体、氨)。

根据一些实施例，吸附剂材料50包括金属-有机框架和/或碳材料(例如活性炭、碳分子筛、碳纤维)和/或树脂和/或聚合物和/或粘土和/或硅胶和/或活性氧化铝和/或天然或合成沸石(A、X、Y型、丝光沸石、硅质岩、菱沸石、八面沸石、斜发沸石和/或它们的离子交换种类：KA、3A、4A、5A、10A、Si-CHA、ITQ、ZSM、13X、LiX、CaX、CA-LSX、Li-LSX、NaX、CaA)。

根据一个实施例，所述吸附剂材料或催化剂50是构造成物理地吸附从第一孔口20和/或第二孔口30接收的气体的至少一种组分的吸附剂。该吸附剂能够与气体的至少一种组分产生物理结合。例如，吸附剂50构造成至少部分地吸附通过吸附剂50的气体的至少一种组分，使得从吸附剂50释放的气体具有与接收的气体的组分不同的组分。根据另一实施例，所述吸附剂材料或催化剂50是构造成至少与从第一孔口20和/或第二孔口30接收的气体的一种组分发生化学反应的催化剂。催化剂至少部分地捕集由催化剂50接收的气体的至少一种组分，使得从催化剂50释放的气体具有与由催化剂接收的气体的进入组分不同的离开组分。催化剂与气体的至少一种组分产生化学结合。与催化剂的化学结合通常强于与吸附剂的物理结合。更一般地，在本说明书提及吸附剂材料的情况下，催化剂可以在那里代替吸附剂材料。

根据一些实施例，吸附剂材料50为珠粒、丸粒或特定结构(例如泡沫、织物、整料或层压材料)的形式。例如，吸附剂材料50是具有小于4mm的平均直径的吸附剂珠粒。

根据图4-9所示的实施例，吸附剂材料50包括吸附剂材料的第一部分170和与吸附剂材料的第一部分170不同的吸附剂材料的第二部分180。吸附剂材料的第一部分170例如在其平均直径或其化学组分方面不同于吸附剂材料的第二部分180(例如，第一部分170构造成吸附一种气态组分，并且第二部分180构造成吸附另一种气态组分)。

至少柔性可压缩元件60构造成将吸附剂材料50固定在通道40中。

根据一些实施例，例如图1-9中所示的那些，至少一个柔性可压缩元件包括多孔可压缩元件60、100。多孔可压缩元件60、100布置在吸附剂材料50和第二孔口30之间，和/或吸附剂材料50和第一孔口20之间。

根据一些实施例，容器10如EP0820798A2中所公开，其全部内容结合在本申请中。根据一些实施例，容器10的第二孔口30向容器10的中心通道190敞开，如图6-9中可见。

根据一些实施例，例如图6-9中所示的那些，至少柔性可压缩元件还包括至少一个不可渗透的可压缩元件110。不可渗透的可压缩元件110通常存在于气体沿径向方向流动的容器10中，例如图6-9所示的那些。根据一些实施例，不可渗透的可压缩元件110由与多孔可压缩元件60相同的材料制成。不可渗透的可压缩元件110将在下面更详细地描述。

多孔和/或不可渗透的可压缩元件60、110中的至少一个具有比吸附剂材料50更高的可压缩性。根据一些实施例，多孔可压缩元件60和/或不可渗透的可压缩元件110能够在0.01MPa-2 MPa的压力下减小至少25％的体积，优选地减小至少35％的体积，更优选地减小至少50％的体积，甚至更优选地减小至少85％的体积，甚至更优选地减小至少90％的体积。例如，在0.01MPa的压力下，可压缩元件60能够减小至少25％的体积，优选地减小至少35％的体积，更优选地减小至少50％的体积，甚至更优选地减小至少85％的体积。例如，在2MPa的压力下，可压缩元件60能够减小至少25％的体积，优选地减小至少35％的体积，更优选地减小至少50％的体积，甚至更优选地减小至少85％的体积。例如，当可压缩元件60处于未压缩状态时，在可压缩元件60具有最小尺寸的方向上施加0.01MPa-2 MPa的压力。

根据一些实施例，可压缩元件60在未压缩状态下具有大于80％，优选地大于90％，更优选地大于95％的孔隙率。经由直接方法测量可压缩元件60的孔隙率：首先，获得多孔样品的总体积，然后获得没有孔的框架材料的体积。

根据一些实施例，即使当其体积与其未压缩状态相比减小85％时，可压缩元件60仍具有23％至70％之间的孔隙率。

当容器10中的气流沿轴向方向时，根据一些实施例，多孔可压缩元件60占据通道40的整个横截面，使得气体通过多孔可压缩元件60。这些实施例中的一些在图1-5中示出。

当容器10中的气流沿径向方向时，根据一些实施例，多孔可压缩元件60占据吸附剂材料50的整个高度，使得气体通过多孔可压缩元件60。这些实施例中的一些在图7-9中示出。

当容器10中的气流沿径向方向时，根据一些实施例，例如图7-9所示的实施例，多孔可压缩元件100仅占据第一孔口20的一部分，并且多孔可压缩元件60仅占据第二孔口30的一部分。第一孔口20的其余部分和/或第二孔口30的其余部分由不可渗透的密封件130密封。如图7-9所示，在一些实施例中，不可渗透的密封件130从容器10的上壁延伸到吸附剂材料50的顶部的高度水平。这样，不可渗透的密封件130具有与不可渗透的可压缩元件110大致相同的高度。这里，高度是在容器10的径向布局(在本领域中也称为径向床)中垂直于气流方向测量的。这种布局有助于在径向床中实现活塞流并减少返混。这减少了气体流向不可渗透的可压缩元件110的机会，并且确保气体仅在吸附剂材料中流动。

根据一些其它实施例，例如图6所示的实施例，多孔可压缩元件100覆盖整个第一孔口20，和/或多孔可压缩元件60覆盖整个第二孔口30。

根据一些实施例，可压缩元件60仅占据通道40的横截面的一部分。

根据一些实施例，多孔可压缩元件60由编织材料、非织造材料、织造材料或泡沫制成。多孔可压缩元件60例如包括编织网。编织网例如包括若干层。

根据一些实施例，可压缩元件60具有高于200MPa，优选地高于400MPa，更优选地高于500MPa的挠曲模量。根据一些实施例，可压缩元件60具有高于10MPa，优选地高于15MPa，更优选地高于20MPa的拉伸强度。通过具有高的耐热性和/或耐化学性和/或耐机械应力，可压缩元件可具有更广泛的应用。

根据一些实施例，多孔可压缩元件60和/或不可渗透的可压缩元件110基本上由全氟烷氧基烷烃(PFA)、或聚四氟乙烯(PTFE或e-PTFE)、或氟化乙烯丙烯(FEP)制成。

根据一些实施例，可压缩元件60形成衬垫或缓冲垫。

如图4、5和6-9所示，当吸附剂材料50包括至少第一部分170和第二部分180时，容器10优选还包括夹在吸附剂材料的第一部分170和第二部分180之间的多孔可压缩材料60的中间层120。根据附图中未示出的一些实施例，代替在吸附剂材料的第一部分170和第二部分180之间具有可压缩材料的中间层120，容器10包括在吸附剂材料的第一部分170和第二部分180之间的网。

柔性可压缩材料的中间层120例如由与柔性可压缩元件60相同的材料制成。作为替代，柔性可压缩材料的中间层120由与柔性可压缩元件60不同的材料制成。

当容器10中的气流沿轴向方向时，优选地，多孔可压缩材料的中间层120占据通道40的整个横截面，如图4和5所示。

当容器10中的气流沿径向方向时，优选地，多孔可压缩材料的中间层120占据吸附剂材料50的整个高度，如图6-9所示。

根据一个实施例，多孔可压缩材料60的中间层120构造成减少吸附剂材料的第一部分170与第二部分180的混合。当吸附剂材料的第一部分170与吸附剂材料的第二部分180不同时，该实施例特别有利。

根据一些实施例，可压缩元件60、100和120中的至少一个上的压降低于6毫巴绝对值。这里的一个或多个可压缩元件通常是多孔的，例如本申请中描述的多孔柔性可压缩元件。

根据一些实施例，多孔可压缩元件60和/或不可渗透的可压缩元件110的柔性和/或可压缩性能够减少吸附剂材料50的破碎(crushing)，例如通过多孔可压缩元件60和/或不可渗透的可压缩元件110减少破碎。

根据一些实施例，可压缩元件60、100和120的孔隙度能够重新分配通过它的气体，例如在通道40的横截面上重新分配通过它的气体。例如，当气体流从第一孔口20和/或从第二孔口30进入时，可压缩元件100能够将气体散布在通道40的整个横截面上。这是因为，多孔可压缩元件100基本上是气体流过的复杂通道的基质(matrix)。这些通道遍布在通道40的整个横截面上。这又改进了吸附剂材料50的整个表面上的气流分布。

根据一些实施例，多孔可压缩元件100构造成在吸附剂材料50和第一孔口20之间形成屏障，和/或多孔可压缩元件60构造成在吸附剂材料50和第二孔口30之间形成屏障，以防止吸附剂材料50从容器10中逸出。

根据一个实施例，多孔可压缩元件60、120或100中的至少一个可以包括若干层，例如，彼此叠置的若干单独的缓冲垫。旨在与吸附剂材料50(例如当吸附剂材料50包括吸附剂珠粒时)接触的一个或多个多孔可压缩元件的层比旨在靠近容器10的出口的多孔可压缩元件60的层更精细。这可以降低多孔可压缩元件60的总成本，同时保持和/或增强其其它所需的性能，如，导致更低的压降，将吸附剂珠粒保持在容器10内和/或避免吸附剂珠粒被捕集在一个或多个多孔可压缩元件的基质内。

根据图中未示出的一些实施例，柔性可压缩元件60也存在于第一孔口20和/或第二孔口30内。

除了具有至少一个多孔可压缩元件60的实施例之外或作为其替代，柔性可压缩元件可以包括至少不可渗透的(无孔的)可压缩元件110。图6-9示出了容器10，其中不可渗透的可压缩元件110放置在吸附剂材料50上方。

根据图6-9所示的实施例，容器10包括在第一孔口20和吸附剂材料50之间的多孔可压缩元件100。容器10包括在第二孔口30和吸附剂材料50之间的多孔可压缩元件60。根据图6-9所示的实施例，容器10包括吸附剂材料的第一部分170和吸附剂材料的第二部分180。容器10还包括夹在吸附剂材料的第一部分170和第二部分180之间的多孔柔性可压缩元件的中间层120。

根据图中未示出的一些实施例，径向床构造可以仅包含不可渗透的可压缩元件110。

根据一些实施例，一个或多个不可渗透的可压缩元件110中的至少一个具有比吸附剂材料50更高的可压缩性。根据一些实施例，不可渗透的可压缩元件110能够在0.01MPa-2 MPa的压力下减小至少25％的体积，优选地减小至少35％的体积，更优选地减小至少50％的体积，甚至更优选地减小至少85％的体积，甚至更优选地减小至少90％的体积。

不可渗透的可压缩元件110对于在空气或气体处理单元中与其接触的组分是惰性的。

在气流沿轴向方向的容器10中，例如图1-5所示的那些，多孔柔性可压缩元件60，可选地与穿孔滤板70和/或压缩元件90(如果存在)一起，优选地布置和构造成使得当气体通过吸附剂材料50时，吸附剂材料50保持基本固定。此外，在气流沿径向方向的容器10中，例如图6-9所示的那些，不可渗透的柔性可压缩元件110，可选地与(穿孔或未穿孔)滤板140和/或压缩元件90一起，优选地布置和构造成使得当气体通过吸附剂材料50时，吸附剂材料50保持基本固定。例如，在气流沿轴向方向的容器10中，例如图1-5所示的那些，多孔可压缩元件60，可选地与穿孔滤板70和/或压缩元件90一起，通过在通道40中施加与气流方向大致相反的力使吸附剂材料50固定。

在吸附器和/或反应器中，在气流处于径向方向的情况下，例如图6-9所示的那些，不可渗透的可压缩元件110，可选地与(穿孔或未穿孔)滤板140和/或压缩元件90一起，通过施加近似垂直于气流方向的力使吸附剂材料50固定。在图6-9的实施例中，气流在第一孔口20和第二孔口30之间沿水平方向流动，而固定力沿竖直方向施加。

根据一些实施例，多孔或不可渗透的可压缩元件60、100、110、120中的至少一个具有高于250℃，优选地高于300℃，更优选地高于320℃的熔化温度。

根据一些实施例，多孔或不可渗透的可压缩元件60、100、110、120中的至少一个具有高于165℃，优选地高于200℃，更优选地高于300℃，甚至更优选地高于400℃，甚至更优选地高于500℃的点燃温度。

根据一些实施例，多孔或不可渗透的可压缩元件60、100、110、120中的至少一个在具有95％氧气和10巴绝对压力的60℃环境中不可燃烧。

根据一些实施例，当0.1至10巴绝对压力的气体流过多孔可压缩元件60、100、120中的至少一个时，该至少一个多孔可压缩元件维持其结构完整性。特别地，当0.1至10巴绝对压力的气体通过可压缩元件60、100、120中的至少一个时，该至少一个可压缩元件不会撕裂。

根据一些实施例，当容器10中的压力在0.1至10巴绝对压力的范围内时，多孔或不可渗透可压缩元件60、100、110、120中的至少一个维持其结构完整性。特别地，当容器10中的压力在0.1至10巴绝对压力的范围内时，多孔或不可渗透可压缩元件60、100、110、120中的至少一个不会撕裂。

根据一些实施例，可压缩元件60、100、110、120中的至少一个的至少周边部分不包含任何金属部件，优选地，可压缩元件60、100、110、120中的至少一个不包含任何金属部件(以它们的整体)。由于多孔或不可渗透的可压缩元件60、100、110、120中的至少一个与通常由金属制成的容器10的壁接触，因此不具有任何金属部件的可压缩元件60、100、110、120可以减少当它们摩擦容器10的内壁时产生火花的机会。

根据一些实施例，容器10还包括如图2-5所示的板70或如图8和9所示的板140。这些板可以是金属的或非金属。根据气体在容器10中沿轴向方向流动的一些实施例(例如图2-5所示的实施例)，板70是穿孔的，例如穿孔的过滤器。穿孔的过滤器例如位于多孔可压缩元件60和第二孔口30之间。根据气体在容器10中沿径向方向流动的一些实施例(例如图8和9所示的实施例)，板140可以是实心的或穿孔滤板。根据一些实施例，板140位于不可渗透的可压缩元件110、容器10的上壁和/或压缩元件90之间。

根据一些实施例，板70和140分别具有与它们相应的柔性可压缩元件60和110的形状互补的形状。这在图8和9中特别可见。

根据一些实施例，例如图3-5和9所示的实施例，容器10还包括至少一个压缩元件90，例如一个或多个弹簧，所述压缩元件构造成用于将滤板70、140压抵柔性可压缩元件60、110。柔性可压缩元件60、110压抵吸附剂材料50。板70、140有助于均匀地压平多孔和/或不可渗透的柔性可压缩元件60、110。板70还有助于由一个或多个压缩元件90施加的力在柔性可压缩元件60、110的整个横截面上以及由此在吸附剂材料50上近乎均匀地分布。

根据一些实施例，例如图3-5所示的实施例，压缩元件90位于板70和第二孔口30之间。根据一些实施例，例如图9所示的实施例，压缩元件90位于板140和容器10的上壁之间。

在气体沿轴向方向流动的情况下，优选地，板70包括夹在两个优选相同的穿孔滤板之间的细网。这种布置可以减少或消除吸附剂材料50经由穿孔滤板的逸出。这也将允许气体在吸附剂材料50的整个横截面上均匀分布，因为气体倾向于通过细网和/或穿孔滤板的所有孔口。取决于所需的强度，每个这种穿孔滤板的厚度可以优选地在1mm到20mm之间。每个这种穿孔滤板中的孔的直径可以优选为20mm到100mm。夹在两个这样的穿孔滤板之间的细网可以具有20到50范围内的美国筛目尺寸。

取决于所需的强度，实心滤板140的厚度可以优选地在1mm到20mm之间。

根据图2-5中可见的一些实施例，穿孔板70的直径小于通道40的直径。根据图8和9中可见的一些实施例，从容器10上方观察时，板140的尺寸小于的容器10的尺寸。板70避免与容器10的内壁直接接触，从而减小或消除了板摩擦容器10的内壁并可能产生火花的风险。这样，板和容器10的内壁在它们之间限定间隙80。根据一些实施例，多孔可压缩元件60和不可渗透的可压缩元件110中的至少一个构造成填充间隙80，以便防止吸附剂材料50通过间隙80从容器10逸出。这种布置还降低或消除了板摩擦容器10的内壁的风险。

根据一个实施例，板70与多孔的柔性可压缩元件60直接接触。根据一个实施例，板140与不可渗透的柔性可压缩元件110直接接触。

根据一些实施例，柔性可压缩元件60、100、110、120中的至少一个由对其在容器10中所暴露的组分呈惰性的材料制成。例如，柔性可压缩元件60、100、110、120中的至少一个对从至少第一孔口20或从至少第二孔口30接收的进入气体呈惰性、和/或对从至少第二孔口30或从至少第一孔口20释放的离开气体呈惰性、和/或为对容器10的材料呈惰性的材料、和/或为对吸附剂材料50呈惰性的材料、和/或为对穿孔板70和/或实心板140的材料呈惰性的材料。

根据一些实施例，如图5-9所示，除了吸附剂材料50和第二孔口30之间的可压缩元件60之外，容器10还包括吸附剂材料50和第一孔口20之间的附加的柔性可压缩元件100。该附加的可压缩元件100是多孔的。在一个实施例中，附加的柔性可压缩元件100由与多孔可压缩元件60相同的材料制成。根据另一个实施例，附加的柔性可压缩元件100由与柔性多孔可压缩元件60不同的材料制成。在图5所示的实施例中，对于气流沿轴向方向的容器，当容器接收同向流时，吸附剂材料50和容器10的出口(示出为第一孔口20上方的第二孔口30)之间的可压缩元件60对于该实施例是必要的。当容器接收同向流时，吸附剂材料50和容器的入口(示出为第二孔口30下方的第一孔口20)之间的附加的可压缩元件100对于该实施例是可选的。

在图6-9所示的实施例中，对于气流在其中沿径向方向的容器，优选地，容器10包括位于吸附剂材料50和第一孔口20之间的多孔可压缩元件100，和/或容器10包括位于吸附剂材料50和第二孔口30之间的多孔可压缩元件60。

根据一些实施例，附加的可压缩元件100构造成使吸附剂材料50从第一孔口20的逸出最小化，优选地消除该逸出。

根据一些实施例，气体处理单元是干燥器，而不是氧气或氮气生成器。在这些实施例中，吸附剂材料50是干燥剂，所述干燥剂构造成至少部分地吸附流过容器10的气体中的水分。

本公开还涉及一种使用如上公开的容器10的方法。在该处理的吸附步骤期间，从至少第一孔口20接收进给气体。

通常，这种接收的气体的压力高于1巴绝对压力，并且这种气体的流动是从第一孔口20到第二孔口30。接收的气体的组分中的至少一种被吸附剂材料50吸附或被催化剂50至少部分地捕集。因此，通过第二孔口30释放的气体在被吸附的组分方面是贫乏的。解吸是当吸附的组分中的至少一种从吸附剂材料50中至少部分地除去时的步骤(未示出)。在该处理的解吸步骤期间，再循环气体在第二孔口30处被进给，并且废气经由第一孔口20排出。通常，该废气的压力低于进给气体压力，并且其经由第一孔口20排出吸附系统。取决于处理应用，在吸附步骤期间，第一孔口20处的压力可以达到高达30巴绝对压力。另一方面，在解吸步骤期间，第一孔口20处的压力可以达到低至0.1巴绝对压力。

当压缩的进给气体在通道40内流动并且到达吸附剂材料50或催化剂时，吸附剂材料50吸附或催化剂至少部分地捕集由吸附剂材料50或催化剂接收的气体的至少一种组分。同时，多孔柔性可压缩元件60在轴向床(图1-5)中压抵吸附剂材料50或催化剂，并且不可渗透的可压缩元件110在径向床(图6-9)中压抵吸附剂材料50或催化剂。如果可压缩元件包括一个或多个多孔可压缩元件60，则气体穿过一个或多个多孔可压缩元件60。

优选地，当气体通过吸附剂材料50时，其基本上保持固定。

由于吸附剂材料50的吸附或催化剂的捕集，从吸附剂材料50或催化剂释放的气体具有与由吸附剂材料50或催化剂接收的气体的进入组分不同的离开组分。

由至少第一孔口20或至少第二孔口30接收的气体，和/或从至少第二孔口30或至少第一孔口20释放的气体具有在0.1Nm