通过吸附作用分离气体的装置 及其处理空气流的用途 本发明涉及通过吸附作用分离气体的装置，更具体的是PSA或VSA型(压力/真空波动型吸附作用)，包括在通常具有垂直方向和拱形下端的容器中包括中心气体通道和侧边气体通道，至少一个垂直轴线的、由下壁限定在底部的一个特殊材料的环形座容积，以及至少一个设有孔的处于拱形端和下壁之间的第一棱柱壁。
这种类型的分离装置以快速循环顺序处理大的气流量，提出有关气体循环和分配地问题，这些问题，如同在本例中，在气体水平通过吸附剂的装置中会进一步恶化。此外，环形座由一个必须支承特殊材料的环形容积重量，特别在产生压力损失的再增压或减压步骤时，由作用在此壁任一侧压力差所形成的力，以及可能由作用在特殊材料容积上表面的充填装置所形成的力的下壁来限位。
此类气体分离装置在以申请人公司名义的EP-A-0,759,320文件中描述。在该文件中，是平面的下壁具有很大的厚度以便支承特殊材料的容积，在该容积内的空间以及下壁和容器拱形端之间的空间包括多孔隔板用以在这些空间中使气体流均匀化。
在充分研究之后，申请人公司观察到吸附座下壁的形状对通过特殊材料的圆环形容积气体流的正确的分配具有重要的影响，同时它特别可以在气体流分配中产生缺陷，该缺陷不局限于邻近区域但在特殊材料的容积以内具有实际的重要的影响。
因此申请人公司已经证实，除去所提出的机械强度以外，端壁不应呈拱形而应为很小的锥形并且没有任何部分与水平方向形成的角度超过15°。以这种型式的形状，为了达到必要的机械强度，如前述文件，可能提供支承在中心输送管道上的厚的端壁。但是，造成了超重的问题，使用厚壁增强了径向热传导，同时这也改变了吸附座邻近区域的温度分布，因此吸附座在不同的温度状态下运作，那些状态是在这些座的中心绝热部分形成的，因此妨碍装置所达到的最佳运作，也可以设想在下壁的下面加强径向刚度，但是对这种型式结构进行的研究表明这种加强肋显著地改变了容器下部气体的流动，产生了朝向侧边气体通路的优先循环通道。
因此本发明的目的就是提供新颖的用吸附作用进行气体分离的装置的结构，这一结构整体刚性好且制造成本低，该新颖结构使之可能以最小能量消耗获得最佳气体分布。
为此，根据本发明的一方面，圆环形容积支撑在侧边下壁上，该壁没有一个部分与水平方向形成的夹角超过15°，同时该壁由支承在拱形端上的棱柱壁支承。
根据本发明的一个特殊特征，下壁呈倒V形同时可支撑在第二棱柱壁上从内部限定容器下部的内空间。
在这种型式的结构中，和前述文件对比，其中多孔隔板的下圆环具有独特的均化气体流的功能，下壁具有优化的轮廓与厚度，作用在下壁上的负荷通过也是结实和刚性的并且此处完成支承和液体分配器双重作用的厚棱柱壁传递到容器的结实的和刚性的下拱形部分。
本发明的其它特征和优点将从以下实施例的描述表现出来，该实施例用图给出但是并不意味任何限制，其中：
图1是根据本发明的气体分离装置第一实施例的垂直剖面的部分示意图；以及
图2是本发明另一可选实施例的下部的局部视图。
在以下的描述和附图中，相同或类似的元件具有相同的适当标出的标号。
附图表示典型地用于处理空气流、特别用于生产不纯氧气的压力波动吸附或真空波动吸附分离装置，包括容器1，其几何形状当处于工作形态时具有一垂直旋转轴线，容器具有下拱形端2，包括中心气体通道3和偏置的或侧边气体通道4。容器1的内部安排，有一吸附剂颗粒5的圆环形容积，典型的是沸石，以及一个特殊材料的并置同轴线中央圆环形座6，用以保持水和二氧化碳，典型的是矾土。
格架7在圆周上限定主要座5，该格架径向向里与容器1的圆周壳分开，而中心座6由一内格架或中心分配器管8从内部限定，管8的下端固定在下壁9上以支承吸附剂同时固定在分叉的分配器管10的上端，管10的下端固定到中心气体通道3上，座5和6由保持和充填装置20在顶部限定。
根据本发明的一个方面，吸附器支承的下圆环形壁9是相对的薄，具有的厚度小于拱形端2，典型的是小于后者的一半，除去支承在扩散器管10上以外，还由棱柱形，最好为圆柱形壁11支承，其厚度大于壁9的，该壁9与扩散器管10同轴线并且支承在容器1的拱形端2上。壁11与管10一起限定下面的内空间12，气体通道小孔4通向该空间12。
棱柱壁11可以固定在端壁9上并支撑在端部2上。作为一种变型，壁9可以简单地支撑在棱柱壁11上，如果吸收器以非垂直位置移动，则内部零件由在容器1的圆周壳17和圆环壁9之间延伸的，如图1中的15所示，和/或在壳与格架7之间延伸的，如图1中的16所示的板，径向支撑元件对中并支承。
棱柱壁11在其整个圆周和在其整个高度上形成许多孔，开孔率(孔的表面积与壁11的总的理论表面积之比)小于60％，有利的是小于30％且典型的是在4-10％之间。
在图1所示的实施例中，根据本发明的一个方面，下壁9呈很宽开口的倒V形，具有外截头圆锥的第一部分9A向外倾斜与水平方向成α角以及内截头圆锥部分9B向里倾斜与水平方向成β角，根据本发明的一个方面，角α和β不超过15°并且有利的是在5°和10°之间。
作为一种变型，如图2所示，外面的部分9A可以基本上是平面，而里面的部分9B保持大于5°的向下的圆锥度。
从此图2中还能看出，根据本发明的一个方面，下壁9的支承结构可以分成类似以上描述的但偏向9A部分的周边的多孔棱柱壁11和与前者同轴线并且基本上无孔的、除非为加速排气、中心壁13。
在此实施例中，侧边气体通道4向其开口的内空间12是在外壁11和内壁13之间限定。
在一个特殊的实施例中，如图1所表示的，在中心格架里面的中心内腔或分配器管8对中地设置一同轴线外形渐开的部分14以促进气体通过它们时在圆环形座5和6的整个高度上均匀分布。
根据本发明的装置主要应用于从空气中分离气体，特别是生产的空气或不纯的氧气。