一种约束床吸附分离技术及方法
【专利摘要】本发明公开了一种约束床吸附分离技术，其核心是利用外力将吸附剂约束在固定骨架上，柱体、固定骨架、吸附剂或“集合体”约束的“约束组件”间空隙允许固体颗粒通过，只要流体流速不超过“约束力”,吸附剂可以保持“初始约束状态”。吸附剂分别按硬约束、软约束和集合体约束三类方式，规整地排布在约束床柱内。约束床吸附分离技术既能如同扩张床吸附一样，从含颗粒物料中直接提取目标成分，获得类似固定床的分离效果，又避免了扩张床必须要有的具有一定密度、粒径分布的吸附剂、流体分布器系统和特定流体流速等特殊条件，放大过程十分方便，且成本较低，操作方便，可用于物质分离过程，特别的，也可用于反应过程。
【专利说明】一种约束床吸附分离技术及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及新型分离【技术领域】，具体涉及一种约束床吸附分离技术及方法。
【背景技术】
[0002]扩张床吸附(Expanded Bed Adsorption, EBA)技术是上世纪九十年代发展起来的一种新型分离纯化技术，能直接从发酵液或细胞匀浆中捕获目标产物，集固液分离、浓缩和初期纯化于一个操作单元之中，减少了操作单元数，缩短了操作时间，节约了生产成本，被称为近几十年来出现的第一个新的单元操作。扩张床也称之为稳定的流化床(StabilizedFluidized Bed),床内填料处于临界流态化状态,是流化床的一种特例，但基于扩张床内固体填料(如吸附剂和催化剂)的稳定分级行为，其理论塔板数要远高于普通的流化床，与固定床接近。
[0003]然而，要达到稳定的扩张床状态，必须同时满足三个特殊条件。一是扩张床内的固体填料要有较大的密度和一定的粒径分布，这样床层扩张时大的、重的颗粒在床层底部，小的、轻的颗粒在床层上部，形成稳定的分级行为，而这种扩张床的吸附剂的生产多为国外大公司垄断，价格昂贵；二是扩张床装置必须有利于形成平推流，尤其是在装置的流体进口处和出口处，不能存在明显的射流区，如丹麦UpFront公司推出商品名为FastLine的流体分布器系统；三是必须采取特殊的操作方式，流体流速应控制在最低流化速度和终端速度之间，尤其是吸附剂吸附相应物质后，会使其性状发生变化，有必要调整流速，否则就无法保持扩张床状态，甚至会发生扩张床的崩溃。
[0004]这其中流体分布器和吸附剂设计最为关键，近年来，各国学者对此进行了大量研究，虽然中试和生产规模的应用实例有学者作过报道，但是大多数EBA过程的开发还只停留在实验室规模。主要原因是以上关于扩张床装置、吸附剂和操作方式的要求，尤其是操作过程中细胞碎片、核酸类阴离子物质等引起的架桥作用以及临界流化低流度引起的清洗困难，有时即便及时调整流速等操作条件，也会发生扩张床的崩溃，无法保持扩张床状态，EBA技术的工业化遭遇了“瓶颈”，极大地限制了 EBA技术在生物工程领域的广泛应用。
【发明内容】
[0005]本发明要解决的技术问题，是提供一种经济实惠、操作简单、容易放大的吸附分离方法，不仅可用于分离提取过程，特别的，也可用于反应过程。
[0006]本发明采用如下的技术方案:一种约束床吸附分离技术，其核心是利用外力将吸附剂约束在固定骨架上，柱体、固定骨架、吸附剂或“集合体”约束的“约束组件”间空隙允许固体颗粒通过，只要流体流速不超过“约束力”，吸附剂可以保持“初始约束状态”。吸附剂分别按硬约束、软约束和集合体约束三类方式，规整地排布在约束床柱内。特别的，当约束的介质为催化剂、细胞或酶等时，约束床可用于反应过程。
[0007]进一步的:其中第一类硬约束床柱，采用机械力或磁力将吸附剂以不同的结构和方式固定在固定骨架上，如此吸附剂约束在约束床柱内，只要流体流动产生的作用力不超过约束力，吸附剂呈扩张床样分布。
[0008]进一步的:硬约束可以为一类磁力硬约束床，其单层固定骨架上均匀分布有磁性约束点——节点，用一种简易装填吸附剂的模板，可将超顺磁磁性吸附剂装填到单层固定骨架上，吸附剂可均匀约束在单层固定骨架的任意一侧或两侧。硬约束床柱内设置有三根或三根以上的支持柱，多个单层固定骨架由支持柱贯穿所固定，按磁力线一致方向相互叠力口，每两层间均设置有套于支持柱上的层间支撑管，最后形成约束床柱。所述磁性硬约束床柱，其单层固定骨架也可以为网状结构，由许多个节点相互呈网状连接而成，该节点为磁性约束点，呈网状均匀分布在单层固定骨架上。
[0009]进一步的:硬约束床柱也可以为一类机械式硬约束床柱结构，阴、阳吸附剂可以在节点上相扣。阴、阳吸附剂的固定杆长度相对较短时，能使阴、阳吸附剂相对固定在设置于两个吸附剂之间的滤网上，形成节点；节点相互连接呈网状均匀分布在单层固定骨架上，按上面所述的方法相互叠加，形成机械式硬约束床柱。
[0010]进一步的:硬约束床柱也可为规整化吸附剂叠加或堆积而成的硬约束床柱，所述规整化硬约束床柱可以分为四种方式:一是将吸附剂制成规整多孔圆片状，直径同柱内径，节点处为球形，按前述的磁力硬约束方法叠加，形成约束床柱；二是第一种方式中去掉每两层单层固定骨架之间的支持管，进行叠加，此方法结构较简单，但柱体孔隙率较小；三是若干个规整化吸附剂无规则的堆积形成相对规整孔道，颗粒可以通过，从而形成约束床柱；四是将吸附剂骨架按前述多种硬约束，如磁性硬约束柱内形态铸成一个整体，外敷薄壳吸附齐U，再把这个整体放到柱内，形成一个约束床柱。
[0011]进一步的:其中第二类软约束，吸附剂设置在约束床柱内，当流速发生变化或者波动时，吸附剂可以在一定的范围内活动。所述软约束的节点为“别扣样”结构，利用一种简易装填吸附剂的模板，模孔一一对应，再把具刚性固定环的吸附剂通过固定环与“别扣样”结构相扣连接，形成一处节点。节点处吸附剂可以在一定范围内活动，众多节点呈网状均匀分布在单层固定骨架，按前述磁性硬约束方法相互叠加，形成软约束床柱；当然，如果球形吸附剂与固定环之间的连接为柔性时，则形成吸附剂活动性更大的软约束床柱。根据权利要求4中一类机械式硬约束床柱结构所述，当机械硬约束床柱中，球形吸附剂的固定杆相对较长时，吸附剂也会在一定范围内活动，形成另一类软约束床。
[0012]进一步的:其中第三类约束集合体约束是一种“集合体”结构，其中一种是把经筛选的一到多个具有一定粒径的吸附剂，直接安装在“集合体”单层固定骨架上，按前述磁性硬约束方法相互叠加，形成集合体约束床柱；另外一种为约束组件，它可以为蚊香盘状、胶囊状等形态。在蚊香盘状集合体结构内装置有吸附剂，流体可以进入集合体内，该集合体可固定在单层固定骨架上，按前述方法叠加，形成集合体约束床柱；集合体约束也可为多孔胶囊式约束，吸附剂套在“胶囊”内，若网状单层固定骨架的节点上设有针状物，则可以将该网状多孔的约束组件整齐地插在单层固定骨架之针状节点上及单层固定骨架间而固定，再通过叠加形成集合体约束床柱。所述胶囊式集合体约束也可分为集合体胶囊硬约束装置和集合体胶囊软约束装置，前者如上所述；后者的胶囊带有固定环，网状单层固定骨架节点处为“别扣样”结构，则可按软约束方法形成约束床柱，集合体胶囊可以在一定范围内活动。
[0013]进一步的:将吸附剂填装进单体固定骨架时需要扶正处理，就是把丝线结构放在模板上，使每个吸附剂由4根丝线包围，然后4根丝线向中间慢慢靠拢，使吸附剂立正；相反，如果不需要时，每个吸附剂周围的四根丝线，则慢慢的向四周分开。上述多种约束床柱吸附剂在装填或拆卸时，多需使用装填模板装置。
[0014]进一步的:约束床柱可以进行上端或下端的进料和洗脱。
[0015]本发明的有益效果是:约束床吸附分离技术既能如同扩张床吸附一样，从含颗粒物料中直接提取目标成分，获得类似固定床的分离效果，又避免了扩张床必须要有的具有一定密度、粒径分布的吸附剂、流体分布器系统和特定流体流速等特殊条件，放大过程十分方便，且成本较低，操作方便，可用于物质分离过程，特别的，也可用于反应过程。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1硬约束床柱的轴向纵截面的局部示意图；
图2单层固定骨架(未吸附吸附剂)床内支撑方式的轴向纵截面局部示意图；
图3磁力硬约束(四根支持柱)单体结构底座横截面无支持柱的俯视图；
图4磁力硬约束(四根支持柱)单体结构底座横截面有支持柱(底座与柱杆以螺纹方式固定)的俯视图；
图5磁力硬约束(三根支持柱)单体结构底座横截面无支持柱(底座与柱杆以螺纹方式固定)的俯视图；
图6磁力硬约束单层固定骨架(未吸附吸附剂)的俯视图；
图7简易装填吸附剂的模板的结构示意图；
图8磁力硬约束的吸附剂和磁力结合部位纵截面局部示意图；
图9磁力硬约束网状结构单层固定骨架(未吸附吸附剂)的俯视图；
图10磁力硬约束网状结构节点处纵截面的示意图；
图11磁力硬约束网状结构节点处横截面的示意图；
图12机械硬约束的单层固定骨架俯视图；
图13机械硬约束简易装填吸附剂模板的俯视图；
图14机械硬约束吸附剂纵截面(分开)的示意图；
图15机械硬约束阳吸附剂纵截面的示意图；
图16机械硬约束吸附剂(结合)的示意图；
图17机械硬约束装填吸附剂装置的纵截面(未装单层固定骨架)的示意图；
图18机械硬约束装填吸附剂装置吸附剂扶正后的纵截面的示意图；
图19机械硬约束阴阳吸附剂在装填装置上结合固定的纵截面的示意图；
图20机械硬约束吸附剂的扶正装置的示意图(除最外层的丝线外其余均为双根)；
图21规整化吸附剂的三维结构示意图；
图22软约束的节点处“别扣样”结构纵截面的示意图；
图23软约束的节点处“别扣样”结构横截面的俯视图；
图24软约束吸附剂纵截面的示意图；
图25单个或多个吸附剂集合体约束的三维结构示意图；
图26蚊香盘状“集合体”约束的的俯视图；
图27为图26的单条“集合体”A— A方向截面示意图；
图28胶囊式集合体约束的侧视图； 图29规整化约束中第三种方式的单个吸附剂三维结构示意图。
【具体实施方式】
[0017]一种约束床吸附分离技术，其核心是利用外力将吸附剂约束在固定骨架上，柱体、固定骨架、吸附剂或“集合体”约束的“约束组件”间空隙允许固体颗粒通过，只要流体流速不超过“约束力”，吸附剂可以保持“初始约束状态”。吸附剂分别按硬约束、软约束和集合体约束三类方式，规整地排布在约束床柱内。
[0018]当约束装置为第一类硬约束床柱时，它采用机械力或磁力将吸附剂以不同的结构和方式固定在固定骨架上，如此吸附剂约束在约束床柱内，只要流体流动产生的作用力不超过约束力，吸附剂呈扩张床样分布。
[0019]所述硬约束为上述硬约束中一类磁性硬约束床柱时，如图1和2所示，柱内装填部分为约束床的支持柱3、单层固定骨架2、层间支持管4、磁铁I及磁性吸附剂8 (见图8)所组成，其它结构包括柱体5、单体结构底座6和流体分布器7等；其单层固定骨架2上均匀分布有磁性约束点——节点，用一种简易装填吸附剂的模板，可将超顺磁磁性吸附剂装填到单层固定骨架2上，如图8所示，吸附剂8可均匀约束在单层固定骨架2的任意一侧或两侧；如图9至图11所示，为磁力硬约束网状结构与上述磁性硬约束方案相似，主要区别在于单层固定骨架为网状结构，由许多个节点相互呈网状连接而成，该节点为磁性约束点，呈网状均匀分布在单层固定骨架上。上述硬约束床柱内均设置有三根或三根以上的支持柱，如图3至图5所示支持柱插在单体结构底座上而固定，多个单层固定骨架由支持柱贯穿所固定，按磁力线一致方向相互叠加，每两层间均设置有套于支持柱上的层间支撑管，最后形成约束床柱。
[0020]结合上一段的内容，简易装填吸附剂的模板如图7所示，模板是一块厚度与吸附剂8直径相同的高分子材料(如热塑性塑料)，上面分布了与图6磁力硬约束单层固定骨架上节点一一对应的圆孔，装填时模板覆在单层固定骨架2上，将吸附剂(未图示)刷入模板孔，取下模板即可。吸附剂要清洗、消毒时，可用上述相反过程取下吸附剂。
[0021]硬约束床柱也可以为一类机械式硬约束床柱结构，阴、阳吸附剂可以在节点上相扣。如图14至16所示，阴、阳吸附剂11的固定杆12长度相对较短时，能使阴、阳吸附剂11相对固定在节点上；制备薄壳型阴、阳吸附剂11时须在结合的状态下进行，结束后分开；如图12所示，节点9相互连接呈网状均匀分布在单层固定骨架2上，其单层固定骨架2的主要特征是节点9处有吸附剂固定环，环的内径大于吸附剂的固定杆12 ;然后按上面所述的方法相互叠加，形成机械式硬约束床柱。
[0022]为了确保机械硬约束吸附剂在填装时其固定杆位置的正直，如图17至19所示，需要对阴、阳吸附剂11扶正。装填模板15如图13所示，装填模板15上的模孔可装入阴吸附剂13，装填模板15与下装填底板16之间设置有垫板14，调整垫板14的厚度，可设定模板孔的深浅。装填模板15周围设有板框17，它具有控制、收集多余吸附剂的作用。当板孔的深度刚好够一个阴吸附剂13完全填入时，装填模板15上多余的阴吸附剂13可以除去，然后移除板框17。随后，扶正网线如图20所示，按规定要求放在模板上，每个阴吸附剂13周围由四根丝线所包围，然后把丝线往装填模板15上模孔的中心位置收，使阴吸附剂13立正如图18所示。阴吸附剂13立正后，在装填模板15上放置一块单层固定骨架2(如图12所示)，使单层固定骨架2上的节点与模板上的模孔相对应，抽掉垫板14，向上加力挤压下装填模板16，使阴吸附剂13的固定杆插入单层固定骨架2 (如图18所示)的固定环中，阴吸附剂13的固定杆顶住单层固定骨架2，再把整个装填装置倒置，利用工具加以固定。同理，阳吸附剂10按同样的方式装填、扶正插入单层固定骨架2的固定环中，将阴阳吸附剂的固定杆对正，撤去带有阳吸附剂10模板上的垫板14，然后加力挤压阳吸附剂模板上的下装填模板16，使阴、阳吸附剂相扣，固定在单层固定骨架2 (如图19所示)上。再按顺序撤去装填模板、扶正丝线等。最后，按磁力硬约束相同的方法，层层叠入床柱形成机械硬约束约束床柱。阴阳吸附剂间的单层固定骨架2可以是一块或者两块相叠加，当单层固定骨架2为一块时，柱内空隙率较大；当单层固定骨架2为两块相叠加时，吸附剂拆卸比较方便。
[0023]硬约束床柱同样也可为规整化吸附剂叠加或堆积而成的硬约束床柱，规整化硬约束床柱可以分为四种方式:一是将吸附剂制成规整多孔圆片状，直径同柱内径，节点处为球形，按前述的磁力硬约束方法叠加，形成约束床柱如图21所示；二是第一种方式中去掉每两层单层固定骨架之间的支持管，进行叠加，此方法结构较简单，但柱体孔隙率较小；三是若干个规整化吸附剂无规则的堆积形成相对规整孔道，颗粒可以通过，从而形成约束床柱；四是将吸附剂骨架按前述多种硬约束，如磁性硬约束柱内形态铸成一个整体，外敷薄壳吸附剂，再把这个整体放到柱内，形成一个约束床柱。
[0024]当约束装置为一类软约束床柱时，吸附剂设置在约束床柱内，当流速发生变化或者波动时，吸附剂可以在一定的范围内活动，这种活动有利于物料中颗粒物的逸出。如图22至24所示，所述软约束的节点为“别扣样”结构，利用一种简易装填吸附剂的模板，吸附剂装填、扶正的方法与机械硬约束相似。不同之处在于，球形吸附剂20在扶正时，四根扶正丝线使球形吸附剂20和固定环21之间的刚性连接，只能按球形吸附剂20的中心轴轴向旋转，不能倒伏。再利用若干根平行且具有机械刚性的压杆，与“别扣样”结构垂直的方向下压别扣杆19，打开别扣。然后将前面固定好的球形吸附剂20与单层固定骨架上的节点对正，借助挡板18对球形吸附剂20上固定环21方向进行校正，使固定环21可以进入节点处“已打开的别扣”，最后抬起压杆，别扣杆19复原。这样，每个别扣杆19上连接了一个球形吸附剂20，“别扣样”结构处的球形吸附剂20可以在一定范围内活动。众多连有球形吸附剂20的“别扣样”结构呈网状均匀分布在单层固定骨架上，按前述磁性硬约束方法相互叠加，形成软约束床柱。当然，如果球形吸附剂20与软约束固定环21之间的连接为柔性时，其装填的不同之处在于，扶正时，每四根丝线对应一个模孔，然后把四根丝线稍向中间靠拢，刚好使球形吸附剂20无法从模板孔中掉出，然后把整个系统倒置进行震动，震动时，球形吸附剂20上的固定环21由于重力的作用，从四根丝线所合围的孔中掉出，并悬垂而处于扶正的直立位置，然后再按前述的方法借助挡板18与别扣相扣连接，形成一类软约束床。根据权利要求4中一类机械式硬约束床柱结构所述，当机械硬约束床柱中，球形吸附剂的固定杆12相对较长时，吸附剂会在一定范围内活动，形成另一类软约束床。
[0025]当约束装置为一类集合体约束床柱时，如图25所示，为其中一种是把经筛选的一到多个具有一定粒径的吸附剂，直接安装在“集合体”单层固定骨架上，按前述磁性硬约束方法相互叠加，形成集合体约束床柱；如图26至28所示，另外一种为约束组件，如图26至27所示，它可以为蚊香盘状、胶囊状等形态。在蚊香盘状集合体结构内装置有吸附剂，流体可以进入集合体内，该集合体可固定在单层固定骨架上，按前述方法叠加，形成集合体约束床柱；如图28所示，集合体约束也可为多孔胶囊式约束，吸附剂套在“胶囊”内，若网状单层固定骨架的节点上设有针状物，则可以将该网状多孔的约束组件整齐地插在单层固定骨架之针状节点上及单层固定骨架间而固定，再通过叠加形成集合体约束床柱。所述胶囊式集合体约束也可分为集合体胶囊硬约束装置和集合体胶囊软约束装置，前者如上所述；后者的胶囊带有固定环，网状单层固定骨架节点处为“别扣样”结构，则可按软约束方法形成约束床柱，集合体胶囊可以在一定范围内活动。
[0026]实施例一:
约束床柱体内径为24毫米，外径为30毫米，高度为1000毫米(实验装置可以调整柱高200?900毫米);超顺磁磁性吸附剂(吸附剂)粒径600?700微米，活性基团为羧基。按磁力硬约束方案构建“约束床柱”柱。流体分别为去离子水、质量比为10%和20%的甘油-去离子水溶液。结果表明，在不同高度的柱床内，不同粘度、流速的流体，其轴向混合系数处于I?9X10_6m2 / s之间，流体近似于平推流。下端分布器装入或不装入粒径为4毫米的玻璃珠，结果相似。
[0027]实施例二:
约束床柱体内径为50毫米，外径为58毫米，高度为1000毫米(实验装置可以调整柱高200?900毫米);流体分别为去离子水、质量比为10%和20%的甘油-去离子水溶液；规整化吸附剂为自制琼脂糖DEAE型离子交换剂(吸附剂)。按规整化吸附剂硬约束方案构建“约束床柱”柱。结果表明，在不同高度的柱床内，不同粘度、流速的流体，其轴向混合系数处于I?9X10_6m2 / s之间，流体近似于平推流。下端分布器装入或不装入粒径为4毫米的玻璃珠，结果相似。
[0028]实施例三:
约束床柱体内径为50毫米，外径为58毫米，高度为1000毫米(实验装置可以调整柱高200?900毫米)；吸附剂为DKllO树脂(吸附剂)，粒径1500?2000微米。流体分别为去离子水、质量比为10%和20%的甘油-去离子水溶液。按规整化吸附剂硬约束方案构建“约束床柱”柱。结果表明，在不同高度的柱床内，不同粘度、流速的流体，其轴向混合系数处于I?9X10_6m2 / s之间，流体近似于平推流。下端分布器装入或不装入粒径为4毫米的玻璃珠，结果相似。
[0029]本发明的有益效果是:约束床吸附分离技术既能如同扩张床吸附一样，从含颗粒物料中直接提取目标成分，获得类似固定床的分离效果，又避免了扩张床必须要有的具有一定密度、粒径分布的吸附剂、流体分布器系统和特定流体流速等特殊条件，放大过程十分方便，且成本较低，操作方便，可用于物质分离过程，特别的，也可用于反应过程。
[0030]以上所述，仅为本发明的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新保护范围为准。
【权利要求】
1.一种约束床吸附分离技术，其核心是利用外力将吸附剂约束在固定骨架上，柱体、固定骨架、吸附剂或“集合体”约束的“约束组件”间空隙允许固体颗粒通过，只要流体流速不超过“约束力”，吸附剂可以保持“初始约束状态”；吸附剂分别按硬约束、软约束和集合体约束三类方式，规整地排布在约束床柱内；特别的，当约束的介质为催化剂、细胞或酶等时，约束床可用于反应过程。
2.根据权利要求1所述的一类硬约束，其特征在于:所述的一类硬约束床柱，采用机械力或磁力将吸附剂以不同的结构和方式固定在固定骨架上，如此吸附剂约束在约束床柱内，只要流体流动产生的作用力不超过约束力，吸附剂呈扩张床样分布。
3.根据权利要求1所述的一类硬约束，其特征在于:所述的硬约束可以为一类磁力硬约束床，其单层固定骨架上均匀分布有磁性约束点一节点，用一种简易装填吸附剂的模板，可将超顺磁磁性吸附剂装填到单层固定骨架上，吸附剂可均匀约束在单层固定骨架的任意一侧或两侧；硬约束床柱内设置有三根或三根以上的支持柱，多个单层固定骨架由支持柱贯穿所固定，按磁力线一致方向相互叠加，每两层间均设置有套于支持柱上的层间支撑管，最后形成约束床柱；所述磁性硬约束床柱，其单层固定骨架也可以为网状结构，由许多个节点相互呈网状连接而成，该节点为磁性约束点，呈网状均匀分布在单层固定骨架上。
4.根据权利要求1所述的一类硬约束，其特征在于:所述的硬约束床柱也可以为一类机械式硬约束床柱结构，阴、阳吸附剂可以在节点上相扣；阴、阳吸附剂的固定杆长度相对较短时，能使阴、阳吸附剂相对固定在设置于两个吸附剂之间的滤网上，形成节点；节点相互连接呈网状均匀分布在单层固定骨架上，按上面所述的方法相互叠加，形成机械式硬约束床柱。
5.根据权利要求1所述的一类硬约束，其特征在于:所述的硬约束床柱也可为规整化吸附剂叠加或堆积而成的硬约束床柱，所述规整化硬约束床柱可以分为四种方式:一是将吸附剂制成规整多孔圆片状，直径同柱内径，节点处为球形，按前述的磁力硬约束方法叠加，形成约束床柱；二是第一种方式中去掉每两层单层固定骨架之间的支持管，进行叠加，此方法结构较简单，但柱体孔隙率较小；三是若干个规整化吸附剂无规则的堆积形成相对规整孔道，颗粒可以通过，从而形成约束床柱；四是将吸附剂骨架按前述多种硬约束，如磁性硬约束柱内形态铸成一个整体,外敷薄壳吸附剂,再把这个整体放到柱内，形成一个约束床柱。
6.根据权利要求1所述的一类软约束，其特征在于:所述的软约束，吸附剂设置在约束床柱内，当流速发生变化或者波动时，吸附剂可以在一定的范围内活动；所述软约束的节点为“别扣样”结构，利用一种简易装填吸附剂的模板，模孔一一对应，再把具刚性固定环的吸附剂通过固定环与“别扣样”结构相扣连接，形成一处节点；节点处吸附剂可以在一定范围内活动，众多节点呈网状均匀分布在单层固定骨架，按前述磁性硬约束方法相互叠加，形成软约束床柱；当然，如果球形吸附剂与固定环之间的连接为柔性时， 则形成吸附剂活动性更大的软约束床柱；根据权利要求4中一类机械式硬约束床柱结构所述，当机械硬约束床柱中，球形吸附剂的固定杆相对较长时，吸附剂也会在一定范围内活动，形成另一类软约束床。
7.根据权利要求1所述的一类集合体约束，其特征在于:所述集合体约束是一种“集合体”结构，其中一种是把经筛选的一到多个具有一定粒径的吸附剂，直接安装在“集合体”单层固定骨架上，按前述磁性硬约束方法相互叠加，形成集合体约束床柱；另外一种为约束组件，它可以为蚊香盘状、胶囊状等形态；在蚊香盘状集合体结构内装置有吸附剂，流体可以进入集合体内，该集合体可固定在单层固定骨架上，按前述方法叠加，形成集合体约束床柱；集合体约束也可为多孔胶囊式约束，吸附剂套在“胶囊”内，若网状单层固定骨架的节点上设有针状物，则可以将该网状多孔的约束组件整齐地插在单层固定骨架之针状节点上及单层固定骨架间而固定，再通过叠加形成集合体约束床柱；所述胶囊式集合体约束也可分为集合体胶囊硬约束装置和集合体胶囊软约束装置，前者如上所述；后者的胶囊带有固定环，网状单层固定骨架节点处为“别扣样”结构，则可按软约束方法形成约束床柱，集合体胶囊可以在一定范围内活动。
8.根据权利要求2所述的硬约束的扶正方法，其特征在于:将吸附剂填装进单体固定骨架时需要扶正处理，就是把丝线结构放在模板上，使每个吸附剂由4根丝线包围，然后4根丝线向中间慢慢靠拢，使吸附剂立正；相反，如果不需要时，每个吸附剂周围的四根丝线，则慢慢的向四周分开；上述多种约束床柱吸附剂在装填或拆卸时，多需使用装填模板装置。
9. 根据权利要求1所述的一类约束床使用方法，其特征在于:所述约束床柱可以进行上端或下端的进料和洗脱。
【文档编号】B01D15/24GK103463834SQ201310440806
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2013年9月25日 优先权日:2013年9月25日
【发明者】何卫中, 邓刚 申请人:浙江师范大学