專利名稱：用于物質(zhì)俘獲和分離工藝的吸附劑和吸附床的制作方法
用于物質(zhì)俘獲和分離工藝的吸附劑和吸附床根據(jù)聯(lián)邦政府資助的研究和研發(fā)所取得的發(fā)明的權(quán)利的聲明本發(fā)明獲得了美國能源部頒發(fā)的合約DE-AC0576RL01830的政府支持。政府具有 本發(fā)明的某些權(quán)利。對優(yōu)先權(quán)的要求本申請要求具有相同的發(fā)明人并申請于2008年5月30日的臨時專利申請 61/057716以及具有相同的發(fā)明人并申請于2008年6月10日的美國專利申請12/136，1 的優(yōu)先權(quán)。其全部內(nèi)容在此引入作為參考。
背景技術(shù)：
發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明通常涉及傳質(zhì)過程，更特別涉及用于實施包括俘獲和吸附物質(zhì)的傳質(zhì)的方 法和裝置。背景信息利用傳質(zhì)過程以進行生產(chǎn)中的各種的工藝步驟是許多技術(shù)領(lǐng)域中的主要特點。 例如，通過固體吸附劑對物質(zhì)的吸附是各種工業(yè)中廣泛應(yīng)用的一種常規(guī)的單元分離工藝 (unit separation process) 0許多這些工藝的一個基本問題是整個傳質(zhì)的量和流體力學(xué) 限制。許多情況下必需采取步驟以克服這些顯著降低工藝效率的限制，有時引發(fā)了必需處 理的額外的問題。例如，在一些應(yīng)用中，減少顆粒尺寸以試圖增加活性表面積，將大幅度地 增加了壓降，這又需要更多的能量以再次提高壓力以運轉(zhuǎn)工藝。因此，一些應(yīng)用中，系統(tǒng)的 操作成本會使得系統(tǒng)太昂貴而不能證明其應(yīng)用合適。在其它的具體例中，用來克服這些缺點的被采用各種的工程步驟可能降低系統(tǒng)的 有效產(chǎn)量從而使得工藝過慢而不能有效或廣泛實施。當(dāng)吸附用于處理大體積工藝物流或用 于處理功效成為關(guān)鍵的分離問題時，這些問題特別顯著。這是例如二氧化碳俘獲和分離工 藝中的特殊問題，其中減少污染物和增加效率的有效裝置是主要全球進口。其它吸附相關(guān) 的應(yīng)用包括生產(chǎn)O2或N2的空氣分離、工藝物流中水的去除、排放到環(huán)境中的工藝物流中的 污染物的去除，以及工業(yè)過程分離。因此所需要的是用于實現(xiàn)例如吸附和俘獲的傳質(zhì)過程的系統(tǒng)和方法，其提供這些 長期困擾的解決方法，提供高效的(資金和能源)和有益的方法以實現(xiàn)這些功能。本發(fā)明 滿足這些需要。本發(fā)明的額外的優(yōu)點和新穎的特征將陳述于下，將很容易地從這里所示的描述和 實證中得到。因此，下列的本發(fā)明的描述應(yīng)被理解為發(fā)明的解釋而不作為任何方式的限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是用于實施傳質(zhì)操作例如通過結(jié)構(gòu)化吸附床的吸附和俘獲的的方法裝 置和系統(tǒng)。一個具體實施方式
中，該吸附床包括裝載在多孔載體基體(porous supportmatrix)中的固體吸附劑，該載體基體由一些直的流動通道組成。使用時，流體混合物在 壓力梯度驅(qū)動力下通過該通道。該流體混合物中的目標分子物質(zhì)(targeted molecular species)擴散穿過多孔載體保留層，同該吸附劑接觸，并吸附于該吸附劑上，而該流體混合 物中的剩余物質(zhì)完全地流出通道。被吸附的物質(zhì)可通過加熱吸附床、減壓吸附床或通過通 道傳送清洗流體而解吸。根據(jù)特殊的具體實施方式
和特殊使用者的需要，本發(fā)明可以在廣泛種類的環(huán)境中 進行選擇性的改變和設(shè)計。這些包括，但不限于，氣體混合物、液相混合物或混合相混合物。 這些包括，但不限于，燃燒煙道氣、氣化合成氣、水一醇混合物、有機物一水混合物、空氣分 離和能期望得到本發(fā)明的優(yōu)點的其它應(yīng)用。根據(jù)使用者的需求和需要，各種材料可用作固體吸附劑的一部分。一些具體實施 方式中，固體吸附劑提供了選擇吸附功能，和可由無機物(例如沸石)、有機物(聚合物樹 脂)或氫化物材料(有機金屬)形成。一些具體實施方式
中，本發(fā)明是具有固體吸附劑的 結(jié)構(gòu)化吸附床，該吸附劑包含具有小于IOOum的平均直徑的吸附劑顆粒，裝載在限定至少 一個直的流動通道的多孔載體基體內(nèi)。該吸附床經(jīng)構(gòu)造以允許流體通過所述通道和目標物 質(zhì)擴散進入該吸附劑。一些具體實施方式
中，這些吸附劑顆粒具有小于Ium的一般直徑，和 一些應(yīng)用中，這些吸附劑顆粒為具有小于500nm —般直徑的納米晶體，和一些應(yīng)用中，一般 直徑在10-500nm之間。取決于使用者確切的需求和需要，這些裝置可普遍一致和具有不同 形態(tài)的變化的孔徑以獲得動力學(xué)期望的水平。一些應(yīng)用中，沸石材料結(jié)合有堿、堿土、稀土、 和過渡金屬或它們的混合物，優(yōu)選位于具有尺寸小于Ium的納米晶沸石晶體的通道內(nèi)。這 種材料的例子包括納米晶沸石晶體如結(jié)合有堿土金屬如Na和/或Li的ZSM5。一些應(yīng)用 中，吸附材料是具有高Si/Al比的沸石，例如，硅酸鹽(silicalite)、M_ZSM_5、脫鋁M-Y(其 中M是金屬改性劑，包括Li、Na、Mg、Ca、La、Ce)。一些具體實施方式
允許在少于1秒的停 留時間內(nèi)俘獲CO2和/或在少于Ibar的壓降下俘獲C02。一些具體實施方式
中，裝置的通道具有約0. 3至IOmm的水力直徑。該固體吸附劑 可被裝載的厚度小于10mm，一些情況下小于3mm。多孔載體的平均孔徑在0. 05um至IOOum 之間且孔隙率在25至90%之間，一些應(yīng)用中包含具有厚度在Ium至500um之間的多孔載體 保留層。這個多孔載體保留層可由任何的多種材料制成，包含選自金屬、陶瓷及其組合物的 那些，其具有如蜂窩、片或板的物理結(jié)構(gòu)。通過傳送流體混合物通過在這種結(jié)構(gòu)化吸附床內(nèi) 的通道，當(dāng)流體混合物流過通道時，流體混合物中的目標分子物質(zhì)將擴散穿過多孔載體保 留層，同吸附劑接觸，并吸附在該吸附劑上，而流體混合物中的剩余物質(zhì)流出通道?？赡艿?目標物質(zhì)的例子包括，但不限于C02、H20、02j2、硫化合物、氯化合物、Hg化合物、碳氫化合物 及其組合物。在一個用于CO2俘獲的詳細的具體實施方式
中，結(jié)構(gòu)化吸附床包括具有小于500nm 一般直徑的納米晶沸石-堿土金屬吸附劑顆粒，裝載于限定至少一個直的流動通道的多孔 載體基體內(nèi)，所述吸附床經(jīng)構(gòu)造以允許流體通過所述通道和目標物質(zhì)擴散進入吸附劑。一 些具體實施方式
中，NaZSM-5和硅酸鹽的組合被證明在潮濕情況下對于吸附(X)2是有效的。 另外，一些具體實施方式
中，該固體吸附劑裝載的厚度小于3mm，該多孔載體具有在1至 30um之間的平均孔徑和在25至60%之間的孔隙率。本發(fā)明在一些具體實施方式
中使得能 在小于1秒的停留時間內(nèi)，和/或在Icm至20m/s的氣體表觀線性速度和小于Iba的壓降下俘獲含有(X)2的氣體混合物中的co2。盡管本發(fā)明的各種具體實施方式
的這些優(yōu)選的說明已給出，但是可以很清楚地理 解，本發(fā)明不限于此而可根據(jù)使用者的需求和需要具有不同的形式和體現(xiàn)。該吸附床包含 固體吸附劑，該固體吸附劑裝載在由一些直的流動通道組成的多孔載體基體內(nèi)。該吸附床 允許使用細的固體吸附劑顆粒和在保持流體穿過時的低壓降的同時，最小化內(nèi)部和外部的 傳質(zhì)阻力。本發(fā)明使得吸附分離的操作的通過量或效率顯著高于常規(guī)的吸附工藝。本發(fā)明 可用于現(xiàn)有的和將來的范圍內(nèi)的基于吸附的分離問題，例如，煙道氣中的CO2俘獲、工藝物 料流的干燥、醇水分離、氫氣凈化等。本發(fā)明的一些具體實施方式
中，該固體吸附劑包含已結(jié)合有堿和堿土金屬的沸石 材料。在特定應(yīng)用中，例如CO2俘獲，這已被證明是有效的結(jié)合，并可用沸石例如ZSM-5粉 末同堿土金屬Na通過反應(yīng)例如離子轉(zhuǎn)移形成。得到的產(chǎn)品包含NaZSM-5和硅酸鹽，和當(dāng)結(jié) 合到床內(nèi)裝載的厚度小于3mm，多孔載體平均孔徑在1至30um之間和孔隙率25至60%之 間時，該系統(tǒng)使得能在 0. Is的停留時間內(nèi)，和在10 30kJ/mol的吸附熱下俘獲0)2，這 明顯優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)的方法。使用這些裝置的吸附是通過傳送流體混合物通過這種結(jié)構(gòu)化吸附床內(nèi)的通道進 行的，該流體在壓力梯度驅(qū)動力下通過通道，和該目標物質(zhì)在化學(xué)勢梯度驅(qū)動力下擴散進 入該吸附劑。在該流體混合物中的目標物質(zhì)然后擴散穿過多孔載體保留層，同該吸附劑接 觸，吸附在該吸附劑上，而在該流體混合物中的剩余物質(zhì)流出該通道。多個這些裝置然后可 組合以形成各種的流動反應(yīng)器系統(tǒng)，其組合提供給使用者的多種優(yōu)點。前述摘要的目的是使得美國專利商標局和普通大眾，特別是科學(xué)家、工程師和不 熟悉專利或法律術(shù)語或措辭的本領(lǐng)域?qū)I(yè)人員，通過粗略的檢閱快速的確定本申請公開的 技術(shù)的性質(zhì)和本質(zhì)。本摘要既不想定義本申請的發(fā)明，其通過權(quán)利要求限定，也不想以任何 方式限定本發(fā)明的范圍。這里描述了本發(fā)明的各種優(yōu)點和新穎的特征，并從下列詳細的說明中這些優(yōu)點和 特征對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說將變得更加明顯。在前述和下列的說明中，本申請僅展示和 描述了本發(fā)明的優(yōu)選的具體實施方式
，通過最佳方式的解釋以實現(xiàn)本發(fā)明。將要認識到的 是，本發(fā)明能夠在各種方面進行修改而不脫離本發(fā)明。因此，此后提出的優(yōu)選的具體實施方 式的附圖和說明被認為是實質(zhì)上的解釋而不是限制。


圖IA是本發(fā)明的一個具體實施方式
的示意性的側(cè)視圖。圖IB是圖IA所示的具體實施方式
的一部分的示意性的細節(jié)視圖。圖IC是本發(fā)明的一個具體實施方式
的一種結(jié)構(gòu)的示意圖。圖ID是本發(fā)明的一個具體實施方式
的另一種結(jié)構(gòu)的示意圖。圖2顯示了本發(fā)明的一個具體實施方式
中的固體吸附材料的各種照片。圖3A和;3B顯示了使用本發(fā)明的實施例的各種反應(yīng)器結(jié)構(gòu)。圖4是顯示了本發(fā)明相對另一個現(xiàn)有技術(shù)的具體實施方式
的比較結(jié)果的表格。
具體實施例方式下列描述包括本發(fā)明的一個具體實施方式
的優(yōu)選的最佳方式。從本發(fā)明的這個描 述中可以明確，本發(fā)明不限于這些具體實施方式
的解釋，而且本發(fā)明同樣包括各種改進和 其具體實施方式
。因此，本描述應(yīng)被認為是解釋而不是限制。本發(fā)明容許各種改進和變動 的結(jié)構(gòu)，應(yīng)該了解，沒有意圖要限制本發(fā)明為公開的具體的形式，而相反，本發(fā)明包括了所 有落入了如權(quán)利要求所定義的本發(fā)明的精神和范圍的改進、可代替的結(jié)構(gòu)和等效物。在這個優(yōu)選的具體實施方式
中，本發(fā)明應(yīng)用于CO2俘獲的具體實施方式
中。雖然示 出這個特殊的具體實施方式
，可以清楚地理解本發(fā)明不限于此，而可依據(jù)使用者的各種需 求和需要作不同的布置和裝配。這包括，但不限于，對于各種其它類型的物質(zhì)的各種其它類 型的吸附和俘獲。參照圖1-4，顯示了本發(fā)明的一個具體實施方式
的第一視圖。圖IA顯示 了結(jié)構(gòu)化吸附床10，其包括固體吸附劑12，該吸附劑12裝載在由一些直的流動通道16組 成的多孔載體基體14內(nèi)。使用流體混合物，這個特定的具體實施方式
中為煙道氣，在壓力 梯度驅(qū)動力下通過通道，在流體混合物內(nèi)的目標分子物質(zhì)(CO2)擴散穿過多孔載體14，同吸 附劑顆粒12接觸，并吸附在這些顆粒12上，而流體混合物中的剩余物質(zhì)完全地流出通道。 圖IB中顯示了這個擴散的細節(jié)視圖。吸附的物質(zhì)(CO2)可隨后通過加熱吸附床、減壓吸附 床或傳送清洗流體通過通道而解吸。載體材料優(yōu)選化學(xué)和熱穩(wěn)定，以及機械強度高(mechanicallyrugged)。通道尺寸 優(yōu)選0.3至3mm。固體吸附劑裝載的厚度優(yōu)選少于3mm，更優(yōu)選少于1mm。通常，在頻繁的吸 附/解吸操作過程期間，該多孔載體應(yīng)盡可能地具有可透過性且保持足夠的機械強度以保 持該吸附劑顆粒固定。該多孔載體的平均孔徑和孔隙率優(yōu)選約1至30um和25至60%。該 多孔載體保留層的厚度優(yōu)選1至500um。該多孔載體基體優(yōu)選由穩(wěn)定的金屬或陶瓷材料制 成，例如多孔陶瓷整料。這些吸附床可布置為各種結(jié)構(gòu)。一種結(jié)構(gòu)中，這些吸附的納米微粒 夾在多孔載體結(jié)構(gòu)層之間，且邊緣密封。這些夾著的片可堆疊以形成吸附床。在另一個具體 實施方式中，這些納米微?？刹贾迷谔沾煞涓C結(jié)構(gòu)內(nèi)，交變的通道結(jié)構(gòu)用于裝填該吸附劑。 這些結(jié)構(gòu)中的任一種可用于裝填該裝置的通道。通過要求降低壓力、降低能量消耗、降低壓 力和增加動力學(xué)，優(yōu)選直的通道，因為它們限制了死體積的量，降低了能量消耗和提供較高 通過量。這種結(jié)構(gòu)也提供了裝置的較簡單的清潔。不同結(jié)構(gòu)的實施例示于圖IC和1D。本發(fā)明的固體吸附材料可根據(jù)特定使用者的需求和需要作各種配置。在本發(fā)明的 一個具體實施方式
中，具有顆粒尺寸小于500nm的納米結(jié)晶的NaZSM_5和硅酸鹽顯示出了 在具有最小的H2O吸附情況下最高的(X)2吸附能力。因此提供了超過現(xiàn)有技術(shù)具體實施方 式的實質(zhì)和重要的優(yōu)點。這些物質(zhì)同前述的吸附床結(jié)合使能夠快速傳質(zhì)和傳熱一在吸附中 的步驟改變(st印change)具有較低的資金和能量成本。圖2示出了這些顆粒的顯微照片， 對比結(jié)果顯示于圖4中。雖然顯示和描述了這個特定的具體實施方式
，可清楚理解本發(fā)明 不限于此，而可根據(jù)使用者的需要和需求作不同的體現(xiàn)和配置。本發(fā)明允許使用細的固體吸附劑顆粒和在保持流體穿過時低的壓降的同時，最 小化吸附過程中的內(nèi)部和外部的傳質(zhì)阻力。眾所周知，顆粒內(nèi)的孔擴散速率隨顆粒尺寸 的減少而快速增加。相比較在擠出工藝經(jīng)常使用粘結(jié)劑的的傳統(tǒng)的擠出的吸附劑球粒 (pellet)，填充細的吸附劑顆粒到多孔載體結(jié)構(gòu)內(nèi)而不使用粘結(jié)劑，在填充的顆粒層內(nèi)產(chǎn) 生了較大的孔徑。作為結(jié)果，從通道本體流(channel bulk flow)、通道壁、吸附劑填充層，到吸附劑顆粒內(nèi)部，所有的基本步驟中的傳質(zhì)速率通過使用適當(dāng)?shù)耐ǖ莱叽绾屯ǖ懒鲃泳€ 性速度、載體材料的厚度和孔結(jié)構(gòu)、吸附劑填充厚度和吸附劑顆粒尺寸都被增強。直的流 動通道提供了低的壓降和極小的死體積，因此流體可被快速地引入到吸附床以及快速地排 出，其類似于活塞式流動(Plug flow)模型。通過進行快速吸附和再生，增強的傳質(zhì)速率和 活塞式流動流體力學(xué)使得吸附分離的操作在產(chǎn)量或效率方面顯著地高于常規(guī)的吸附工藝。 這些床和吸附結(jié)構(gòu)可用于現(xiàn)有和預(yù)期的范圍的基于吸附的分離問題，例如，從煙道氣中俘 獲CO2、工藝物流的干燥、醇水分離、氫氣純化等。圖3A和;3B顯示了不同的潛在的流體反應(yīng) 器物流處理裝置(potential flow reactor stream processing devices)。本發(fā)明包括基于尺寸、結(jié)構(gòu)和/或形狀的微小差異獲得分子分離，證明的化學(xué)和 熱穩(wěn)定性，潛在的低成本，大規(guī)模的可制造性的能力。估計的計算證明了例如本發(fā)明的涉及 CO2俘獲的具體實施方式
可使得500Mwe的發(fā)電廠在下述條件和參數(shù)下運轉(zhuǎn)吸附床體積 IOOOm3吸附劑質(zhì)量 500噸吸附/再生循環(huán)時間 5min計劃MEA吸附資金成本，$/Kwe 150 792 950能源消耗，％煤供料 13% 沘 ；35%MEA吸附是用于從煙道氣中洗滌出CO2的基于胺溶劑的吸收工藝。通過使用本發(fā) 明的吸附床技術(shù)，顯著的減少資金和能源消耗，這歸因于簡化的工藝流程、緊湊的吸附容器 和降低的再生能源消耗。盡管顯示和描述了本發(fā)明的各種優(yōu)選的具體實施方式
，但應(yīng)清楚地理解到本發(fā)明 不限于此，在后續(xù)的權(quán)利要求的范圍內(nèi)可以作各種不同的具體實施。從前述的說明中，很顯 然，在不違背如下述權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍下，可作出各種不同的改變。
權(quán)利要求
1.結(jié)構(gòu)化吸附床，包括包含平均直徑小于IOOum的吸附劑顆粒的固體吸附劑，該固體 吸附劑裝載在限定至少一個直的流動通道的多孔載體基體內(nèi)，所述吸附床經(jīng)構(gòu)造以允許流 體通過所述通道和目標物質(zhì)擴散進入所述吸附劑。
2.如權(quán)利要求1的結(jié)構(gòu)化吸附床，其中所述吸附劑顆粒具有小于Ium的一般直徑。
3.如權(quán)利要求2的結(jié)構(gòu)化吸附床，其中所述吸附劑顆粒是具有小于500nm的一般直徑 的納米晶體。
4.如權(quán)利要求3的結(jié)構(gòu)化吸附床，其中所述納米晶體的一般直徑在10-500nm之間。
5.如權(quán)利要求1的結(jié)構(gòu)化吸附床，其中所述固體吸附劑是選自無機材料、有機材料、氫 化物材料及其組合的材料。
6.如權(quán)利要求5的結(jié)構(gòu)化吸附床，其中所述固體吸附劑包括沸石材料。
7.如權(quán)利要求6的結(jié)構(gòu)化吸附床，其中沸石材料同堿金屬、堿土金屬、稀土金屬、和過 渡金屬或它們的混合物結(jié)合。
8.如權(quán)利要求1的結(jié)構(gòu)化吸附床，其中所述通道的水力直徑從約0.3至10mm。
9.如權(quán)利要求1的結(jié)構(gòu)化吸附床，其中所述固體吸附劑的裝載厚度小于10mm。
10.如權(quán)利要求9的結(jié)構(gòu)化吸附床，其中所述固體吸附劑的裝載厚度小于3mm。
11.如權(quán)利要求1的結(jié)構(gòu)化吸附床，其中所述多孔載體的平均孔徑在0.05um至IOOum 之間和孔隙率在25%至90%之間。
12.如權(quán)利要求1的結(jié)構(gòu)化吸附床，進一步包括厚度在Ium至200um之間的多孔載體保 留層。
13.如權(quán)利要求12的結(jié)構(gòu)化吸附床，其中所述多孔載體保留層由以物理結(jié)構(gòu)如蜂窩、 片和板的形式的、選自金屬、陶瓷及其組合的多孔載體基體材料所制成。
14.如權(quán)利要求13的結(jié)構(gòu)化吸附床，其中所述吸附材料包括高Si/Al比的沸石，例如， 硅酸鹽、M-ZSM-5、脫鋁M-Y(其中M是包括Li、Na、Mg、Ca、La、Ce的金屬改性劑)。
15.如權(quán)利要求1的結(jié)構(gòu)化吸附床，其中所述結(jié)構(gòu)化吸附床使得能在小于1秒的停留時 間內(nèi)俘獲CO2。
16.如權(quán)利要求15的結(jié)構(gòu)化吸附床，其中所述結(jié)構(gòu)化吸附床使得能在壓降小于Ibar下 俘獲CO2。
17.用于形成納米晶吸附劑的方法，其特征在于結(jié)合堿金屬、堿土金屬、稀土金屬和過 渡金屬進入小晶體粒度、優(yōu)選小于Ium的納米晶沸石晶體的通道內(nèi)的步驟。
18.如權(quán)利要求17的方法，其中所述納米晶沸石晶體是ZSM5，和所述堿土金屬是Na和Li ο
19.實施吸附的方法，其特征在于以下步驟將流體混合物通過在結(jié)構(gòu)化吸附床內(nèi)的 通道，所述結(jié)構(gòu)化吸附床具有包含一般直徑小于IOOum的吸附劑顆粒的固體吸附劑，該固 體吸附劑裝載在限定至少一個直的流動通道的多孔載體基體內(nèi)，所述吸附床經(jīng)構(gòu)造以允許 流體通過所述通道和在壓力梯度驅(qū)動力下目標物質(zhì)擴散進入所述吸附劑；該流體混合物中 的目標分子物質(zhì)擴散穿過多孔載體保留層，接觸所述吸附劑，并吸附在所述吸附劑上，而所 述流體混合物中的剩余物質(zhì)流出所述通道。
20.如權(quán)利要求19的方法，其中所述流體混合物選自氣體混合物、液相混合物或混合相。
21.如權(quán)利要求19的方法，其中所述目標物質(zhì)選自C02、H2O,02、隊、碳氫化合物及其組口 O
22.用于傳質(zhì)的固體吸附劑，其特征在于至少一種納米晶沸石堿金屬組合物具有小于 500nm的一般直徑。
23.用于吸附和解吸的流體反應(yīng)器系統(tǒng)，其特征在于結(jié)構(gòu)化吸附床包括固體吸附劑，所 述固體吸附劑具有一般直徑小于500nm的納米晶沸石-堿土金屬吸附劑顆粒，所述固體吸 附劑在限定至少一個直的流動通道的多孔載體基體內(nèi)，所述吸附床經(jīng)構(gòu)造以允許流體通過 所述通道和目標物質(zhì)擴散進入所述吸附劑，其中。
24.如權(quán)利要求23的結(jié)構(gòu)化吸附床，其中所述吸附材料包括NaZSM-5和硅酸鹽。
25.如權(quán)利要求23的結(jié)構(gòu)化吸附床，其中所述固體吸附劑的裝載厚度小于3mm，所述多 孔載體的平均孔徑在1至30um之間和孔隙率在25至60%之間。
26.如權(quán)利要求1的結(jié)構(gòu)化吸附床，其中所述結(jié)構(gòu)化吸附床使得能在小于1秒的停留時 間內(nèi)俘獲在含有ω2的氣體混合物中的C02。
27.如權(quán)利要求沈的結(jié)構(gòu)化吸附床，其中所述結(jié)構(gòu)化吸附床使得能在氣體表觀線性速 度為Icm至20m/s且壓降小于Ibar下俘獲C02。
28.如權(quán)利要求23的結(jié)構(gòu)化吸附床，其中所述顆粒包括NaZSM-5和硅酸鹽。
全文摘要
用于實現(xiàn)吸附的方法裝置和材料，其中流體混合物通過結(jié)構(gòu)化吸附床內(nèi)的通道，結(jié)構(gòu)化吸附床具有包含一般直徑小于100um的吸附劑顆粒的固體吸附劑，所述固體吸附劑裝載在限定至少一個直的流動通道的多孔載體基體內(nèi)。所述吸附床經(jīng)構(gòu)造以允許流體通過所述通道和在壓力梯度驅(qū)動力下目標物質(zhì)擴散進入所述吸附劑。流體混合物中的目標分子物質(zhì)擴散穿過多孔載體保留層，接觸吸附劑，并吸附在吸附劑上，而流體混合物中的剩余物質(zhì)流出通道。
文檔編號B01D15/00GK102046283SQ200980119939
公開日2011年5月4日 申請日期2009年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月30日
發(fā)明者W·劉 申請人:巴特爾紀念研究院