CN101125275A - 具有标引可旋转多通阀的变压吸附系统 - Google Patents

Abstract

变压吸附系统包括：两个或更多的容器，每个具有供给端、产品端、和适合于从多组分的供给气混合物中吸附一个或多个组分的吸附剂材料；管线，适合于(1)将供给气混合物引入供给端，从产品端抽出产品气体，从容器的供给端抽出废气，和(2)设置任意一对容器的产品端流体连通；适合于供给供给气混合物到该系统的供给管；适合于从系统中抽出产品气体的产品管；以及适合于从系统中抽出废气的废气管。标引可旋转多通阀适合于设置每个容器的产品端与每个其它容器的产品端顺序流体连通。

Description

具有标引可旋转多通阀的变压吸附系统

相关申请的交叉引用

本申请要求2006年6月30日申请的美国临时申请No.60/817,715的优先权。

背景技术

变压吸附(PSA)处理广泛用于气体混合物的分离，其基于循环的吸附-脱附步骤，利用容纳能实现所需分离的可选择吸附剂的一个或多个容器。PSA系统通常包括吸附剂容器，压缩机，真空泵，多个阀，管线，储气箱和对阀进行操作以提供所需循环处理步骤的控制系统。PSA系统的投资费用和日常维修费用的重要部分归因于多个阀，以及要求操作这些阀以进行在PSA过程中的多循环步骤的控制系统。

PSA系统可与用于分离空气来制造氧气，在生产能力高达大约100吨每天(TPD)的低温蒸镏系统进行竞争。考虑到变化的市场需要以及增大的能源成本，用于这些PSA系统的投资费用必须得到控制和减少，以保持竞争性。作为在吸附剂技术上新近改进的结果，氧气PSA系统能够在尺寸和复杂性上得到减少以变得可运输，并且生成能力达到1TPD的系统能够在滑轨上容易地进行传送并且用最少的时间在用户场所交付使用。这些小的PSA系统的模块化需要部件复杂性的减少，改善的可靠性以及降低的投资费用。

在现有技术中存在需要来简化在PSA系统中的阀和控制系统，特别的是在较小的模块化系统中，以便于满足这些要求。这种需要通过下面公开并且由所附的权利要求所定义的本发明的实施例来解决。

发明内容

本发明的实施例涉及变压吸附系统，其包括(a)两个或更多的容器，每个容器具有供给端、产品端、和适合于从多组分的供应气混合物中吸附一个或多个组分的吸附剂材料；(b)适合于将供应气混合物引入容器的供给端的管线，适合于从容器的产品端抽出产品气体的管线，适合于将任意一对容器的产品端设置为流体连通的管线，和适合于从容器的供给端抽出废气的管线；(c)适合于将供给气混合物供给到该系统的供给管，适合于从该系统中抽出产品气体的产品管，和适合于从该系统中抽出废气的废气管；和(d)标引可旋转多通阀，其适合于设置每个容器的产品端与每个其它容器的产品端顺序流体连通。

本发明的另一个实施例包含变压吸附系统，其包括(a)第一、第二、第三和第四容器，每个容器具有供给端、产品端、和适合于从供给气混合物中吸附选取组分的吸附剂材料；(b)适合于将供给气混合物引入容器的供给端的管线，适合于从容器的产品端抽出产品气体的管线，适合于将任意一对容器的产品端设置为流体连通的管线，和适合于从容器的供给端抽出废气的管线；(c)适合于将供给气混合物供给到该系统的供给管，适合于从该系统中抽出产品气体的产品管，和适合于从该系统中抽出废气的废气管。

该实施例的系统还包含具有8个标引位置的标引可旋转多通产品阀，其中

(1)在第一标引位置，该阀适合于设置使得第二和第四容器的产品端处于流体连通；

(2)在第二标引位置，该阀适合于设置使得第三和第四容器的产品端处于流体连通，并且设置使得第一和第二容器的产品端处于流体连通；

(3)在第三标引位置，该阀适合于设置使得第一和第三容器的产品端处于流体连通；

(4)在第四标引位置，该阀适合于设置使得第一和第四容器的产品端处于流体连通，并且设置使得第二和第三容器的产品端处于流体连通；

(5)在第五标引位置，该阀适合于设置使得第二和第四容器的产品端处于流体连通；

(6)在第六标引位置，该阀适合于设置使得第一和第二容器的产品端处于流体连通，并且设置使得第三和第四容器的产品端处于流体连通；

(7)在第七标引位置，该阀适合于设置使得第一和第三容器的产品端处于流体连通；和

(8)在第八标引位置，该阀适合于设置使得第一和第四容器的产品端处于流体连通，并且设置使得第二和第三容器的产品端处于流体连通。

本发明的相关实施例包含一种用于从供给气混合物中回收较弱可吸附的组分的方法，该供给气混合物包括较强可吸附的组分和该较弱可吸附的组分，其中该方法包括：

(a)提供一种变压吸附系统，其包括：

(1)两个或更多的容器，每个容器具有供给端、产品端、和适合于从供给气混合物中吸附较强可吸附的组分的吸附剂材料；

(2)适合于将供给气混合物引入容器的供给端的管线，适合于从容器的产品端抽出产品气体的管线，其中产品气体贫于该较强可吸附的组分，适合于将任意一对容器的产品端设置为流体连通的管线，和适合于从容器的供给端抽出废气的管线，其中废气富于该较强可吸附的组分；

(3)适合于将供给气混合物供给到该系统的供给管，适合于从该系统中抽出产品气体的产品管，和适合于从该系统中抽出废气的废气管；和

(4)标引可旋转多通产品阀，其具有多个标引旋转位置并适合于将任意一对容器的产品端设置为流体连通；

(b)将供给气混合物引入第一容器并且从第一容器中通过产品管抽出产品气体；

(c)通过在一个标引旋转位置中，从第一容器的产品端抽出减压气体并且借助于标引可旋转多通产品阀传送该减压气体到另一个容器的供给端，对第一容器进行减压；

(d)从第一容器的供给端抽出废气；

(e)通过将从经受步骤(c)的另一个容器提供的减压气体引入到第一容器的产品端，对第一容器进行加压，其中气体在另一个标引旋转位置借助于标引可旋转多通产品阀进行传送；和

(f)以循环的方式重复步骤(b)到(e)。

本发明的另一个相关实施例是标引可旋转多通阀，其包括(a)适合于围绕轴线旋转并且具有垂直于该轴线的第一圆截面的可旋转部件，其中该可旋转部件具有非平面的外表面，并且包括一个或多个通过该可旋转的部件的通道；(b)围绕可旋转部件的阀体，其中阀体与可旋转部件同轴并且具有非平面的内表面和外表面，并且其中阀体包括在内表面和外表面之间的多个通道；和(c)标引阀驱动电机，其适合于在单个旋转方向间歇地旋转可旋转部件，从而相对于阀体围绕圆截面的圆周顺序地设置可旋转部件在一系列固定的圆周或者旋转位置中，进而对齐可旋转部件中的选取通道和阀体中的选取通道。

进一步的实施例涉及标引可旋转多通阀装置，其包括(a)适合于围绕轴线旋转并且具有垂直于该轴线的第一圆截面的可旋转部件，其中该可旋转部件包括通过该可旋转的部件的第一、第二和第三通道；(b)围绕可旋转部件的阀体，其中阀体与可旋转部件同轴并且具有内表面和外表面，并且其中阀体包括在内表面和外表面之间的第一、第二、第三和第四通道；和(c)标引阀驱动电机，其适合于在单个旋转方向间歇地旋转可旋转部件，从而相对于阀体围绕圆截面的圆周顺序地设置可旋转部件在8个不同的圆周位置的每个中，进而将可旋转部件中的选取通道与阀体中的选取通道对齐。

本发明的另一个实施例包含一种标引可旋转多通阀装置，包括：

(a)适合于围绕轴线旋转并且具有垂直于该轴线的第一圆截面的可旋转部件，其中该可旋转部件具有外表面，并且其中该可旋转部件包括：

(1)围绕第一圆截面的圆周布置的在外表面处的第一、第二、第三、第四、第五和第六开口，其中：

第一开口和第二开口围绕第一圆截面的圆周分开两个相等的180度弧，

第三和第四开口沿着分开第一和第二开口的两个相等弧的一个进行设置，第三开口在圆周上与第四开口分开90度的弧，第三开口在圆周上与第一开口分开45度的弧，并且第四开口在圆周上与第二开口分开45度的弧，和

第五和第六开口沿着分开第一和第二开口的两个相等的弧的另一个进行设置，第五开口在圆周上与第六开口分开90度的弧，第五开口在圆周上与第一开口分开45度的弧，并且第六开口在圆周上与第二开口分开45度的弧，和

(2)连接第一开口和第二开口的通过可旋转部件的第一通道，连接第三开口和第四开口的通过可旋转部件的第二通道，和接第五开口和第六开口的通过可旋转部件的第三通道；

(b)围绕可旋转部件的阀体，其中阀体与可旋转部件同轴并且具有垂直于可旋转部件的轴线的第二圆截面、内表面和外表面，第二圆截面的圆周与可旋转部件的第一圆截面的圆周共面，并且其中该阀体包括：

(1)围绕第二圆截面的圆周设置的在内表面处的第一、第二、第三和第四开口，其中每个开口在此圆周上与每个相邻开口分开90度的弧；

(2)在外壳的外表面处的第一、第二、第三和第四开口，并且

(3)连接在内表面处的第一开口和外表面处的第一开口的通过阀体的第一通道，连接在内表面处的第二开口和外表面处的第二开口的通过阀体的第二通道，连接在内表面处的第三开口和外表面处的第三开口的通过阀体的第三通道，连接在内表面处的第四开口和外表面处的第四开口的通过阀体的第四通道；和

(c)标引阀驱动电机，其适合于在单个旋转方向间歇地旋转可旋转部件，从而相对于阀体围绕圆截面的圆周顺序地设置可旋转部件在8个不同的圆周位置的每个中，进而将可旋转部件中的选取通道与阀体中的选取通道对齐。

附图说明

图1是示例的4床变压吸附系统的示意流程图。

图2是根据本发明的实施例的示例的4床变压吸附系统的示意流程图。

图3是用于本发明的实施例中的标引可旋转多通阀的横截面。

图4是用于本发明的实施例中的另一个标引可旋转多通阀的横截面。

图5是用于4床PSA循环的步骤1-8的图形表示，示出了循环步骤和运行在床的供给端的标引可旋转多通阀的对应位置。

具体实施方式

在此描述的本发明实施例简化使用在典型的PSA处理中的阀和阀门控制系统。许多PSA系统利用具有气体入口和出口歧管的多个吸附剂容器，这些歧管具有多个断流阀，它们打开和关闭以用于在处理周期期间具有可控的时间周期。在现有技术中已知的典型的4床PSA系统在图1中示出，其中选择性吸附剂材料容纳在吸附剂容器101，103，105和107中，供给气通过供给鼓风机109引入该系统，并且废气通过真空抽风机111从系统中抽出。通过管道113的进气在过滤器115中过滤，并且从鼓风机109出来的压缩供给气穿过消声器117并且在后冷却器119中冷却。供给气通过供给歧管121和断流阀123，125，127和129分别提供到吸附剂容器101，103，105和107的供给端。废气从吸附剂容器的供给端通过开关阀131，133，135和137和废气歧管137抽出，并且真空抽风机111通过消声器139排出废气。

产品气体通过断流阀141，143，145和147，分别从吸附剂容器101，103，105和107的产品端抽出。产品气体通过产品歧管149到产品罐151，从该产品罐151经由流量控制阀153提供到消费者。在吸附剂容器101和105之间的输送的气体流过连接管线和断流阀151，在吸附剂容器103和107之间的输送的气体流过连接管线和断流阀153，在吸附剂容器101和107之间的输送的气体流过连接管线和断流阀155，在吸附剂容器101和103之间的输送的气体流过连接管线和断流阀157，在吸附剂容器103和105之间的输送的气体流过连接管线和断流阀159，和在吸附剂容器105和107之间的输送的气体流过连接管线和断流阀161。

在图1的PSA系统中存在一些特征可能引起高投资费用和复杂的操作问题。第一，存在由单独的电子或者气动执行机构操作的18个开关断流阀，这些单独的电子或者气动执行机构通常由可编程逻辑控制器(PLC)或者计算机控制系统控制。第二，在多个断流阀的致动时间之间的小差别在较长周期运行时间之后会逐步提高为显著差异。这在快速的PSA循环中具有特殊的关注性，因为这些时间差异会变成循环步骤持续时间的较大部分。在控制器中需要附加的逻辑部分来自动更正此问题。第三，开关断流阀具有活动部分，它们在磨损一段时间后需要进行替换，在磨损速率上一些与另一些不同。

作为使用在图1中示出的多个断流阀的替换物，在现有技术中已经发展旋转阀用于引导气流进流出多床PSA系统中，或者在多床PSA系统的各床之间流动，以实现所需的循环步骤。旋转阀包括转子和定子，转子和定子每个具有多个内部弧形的通道和/或端口，当转子连续的转动以引导用于PSA循环的气流时，它们在不同位置对齐。转子和定子通常具有高度抛光表面，在这些表面之间，构成连续滑动接触以形成防漏的气封。当在PSA系统中旋转阀替换许多开关断流阀时，旋转阀是昂贵的并且导致非常复杂，特别当使用在具有超过两个床，操作具有多个床到床气体输送步骤的PSA系统中时。同时，旋转阀具有更高的渗漏率，由于其相比于传统的开关阀具有更高不平衡性和磨损。

本发明的实施例通过利用在吸附剂容器的供给和产品端处的标引可旋转多通阀，提供对于在多容器PSA系统中利用多个开关阀和旋转阀的替换物。标引可旋转多通阀定义为包括可旋转部件的阀，该可旋转部件设置在阀体中，其中可旋转部件和阀体同轴并且在垂直于该轴线的任何平面中具有圆截面。可旋转部件的外表面和阀体的内表面是非平面的。可旋转部件和阀体每个具有多个通道，其中当部件设置在相应特定的标引圆周位置时，在部件和阀体中的选取的通道的组合处于流体连通。

可旋转部件的旋转是间歇的并且阀是被标引的，这意味着旋转仅仅发生来改变部件的圆周位置，并且当部件处于固定的标引圆周位置时没有旋转发生。可旋转部件的每个固定的圆周位置被认为是相对于阀体的标引位置，并且在围绕它的轴线的每转期间，可旋转部件返回到给定的标引位置。

术语“流动连通”和“与...流体连通”当应用到第一和第二区域时意味着流体可通过中间区域从第一区域流动到第二区域，和/或从第二区域流动到第一区域。该中间区域可包括在第一和第二区域之间的连接管路和阀。

术语“顺序的”具有以一种与顺序相关或者按顺序设置的通常的意思。当应用到在变压吸附系统中的标引可旋转多通阀的使用时，该术语涉及当部件在多个位置之间间歇地旋转时，阀的可旋转部件的一系列可重复的固定位置。该术语还应用到变压吸附循环中的步骤中，其中在周期性重复系列步骤中每个步骤跟随着相同的先前步骤。当术语“顺序的流体连通”应用到吸附剂容器的产品端时，其意味着在PSA运转周期的步骤中，该容器的产品端依次与每个其它的容器处于流体连通。

术语“可旋转”指的是具有轴线的阀部件，围绕该轴线，部件可以在多个位置之间不连续地或者间歇地旋转，其中部件在旋转运动的周期之间从一个位置到下一个顺序的位置保持在固定位置中。术语“标引”意思指这些位置相对于彼此固定。

使用在此的通用术语“变压吸附”(PSA)应用到操作在最大和最小压力之间的所有的吸附分离系统中。最大压力通常是超大气压的，并且最小压力可以是超大气压，大气压或者亚大气压的。当最小压力是亚大气压并且最大压力是超大气压时，系统通常被称为压力真空旋转吸附(PVSA)系统。当最大压力等于或者低于大气压并且最小压力低于大气压时，系统通常被称为真空旋转吸附(VSA)系统。

在此使用的不定冠词“一”和“一个”意思是一个或多个，当应用到在说明书和权利要求中描述的本发明的实施例中的任何特征时。“一”和“一个”的利用不限于意味着单个特征，除非这种限制被具体地说明。在单数或者复数名词或者名词短语之前的定冠词“该”表示特指的特征或者特定说明的特征，并且根据它使用的上下文具有单数或者复数含义。形容词“任何”意味着一个，一些或者所有不区别的无论什么数量。放置在第一实体和第二实体之间的术语“和/或”意味着以下中的一个：(1)第一实体，(2)第二实体，和(3)第一实体和第二实体。

在图2中示出了一个实施例，其中标引可旋转多通阀用来替换在图1中系统的断流阀。图2的系统运用图1的某些共同的部件，也就是吸附剂容器101，103，105和107，供给鼓风机109，真空抽风机111，过滤器115，消声器117，后冷却器119，废气歧管137，消声器139，产品罐151和控制阀153。从吸附剂容器101，103，105和107出来的出口管道201，203，205和207分别通过止回阀209，211，213和215分别连接到产品歧管149上。产品罐151可充满氧-选择性吸附剂，以便于增大在产品罐内的有效的储气密度，从而减少罐的尺寸和在产品输送压力中的压力波动。

在吸附剂容器的产品端之间的气流可通过标引可旋转多通阀217引导，该多通阀217具有4个外部端口，分别地通过管路219，221，223和225连接到从吸附剂容器101，103，105和107分别地引出的出口管路201，203，205和207上。如随后描述的，标引可旋转多通阀217具有内部可旋转部件，该部件具有适合于根据在吸附剂容器101，103，105和107中的PSA循环操作，设置特定的一对管路219，221，223和225处于流体连通。可旋转的内部部件由标引阀驱动电机227(未示出)进行旋转，该电机在单个旋转方向上采用精确的45度增量对部件间歇地移动，并且具有8个不同的位置，以对齐在可旋转部件中的选取通道与阀体中的选取通道，如下所述。标引阀驱动电机利用精确的高频率运动控制，以用于8个位置中的正确定位。标引阀驱动电机具有嵌入的计时器，以控制可旋转的内部部件的每个位置的持续时间；可选择的，外部计时器可以使用，或者定时可从可编程逻辑控制器(PLC)或者计算机控制系统(未示出)传送来。标引阀电机还具有在轴上的制动器，以最小化转子的惯性滑行。

在吸附剂容器的供给端处的气流通过标引可旋转多通阀229和231引导，每个阀具有四个外部端口和一个入口或出口端口。阀229和231的可旋转的内部部件由标引阀驱动电机233进行旋转，电机在单个旋转方向上采用精确的90度增量对每个部件间歇地移动，并且具有4个不同的位置，以对齐在可旋转部件中的一个通道与阀体中的选取通道，如下所述。标引阀驱动电机利用精确的高频率的运动控制，以用于4个位置中的正确定位。标引阀驱动电机可具有嵌入的计时器，以控制可旋转的内部部件的每个位置的持续时间；可选择的，外部计时器可以使用，或者定时可从控制两个标引阀驱动电机227和233的可编程逻辑控制器(PLC)或者计算机控制系统(未示出)传送来。在另一个选择中，标引阀驱动电机227具有控制标引阀驱动电机227和233两者的嵌入的计时器，从而确保阀217，229，231的标引运动总是同步和一致。标引阀电机还具有在轴上的制动器，以最小化转子的惯性滑行。

标引可旋转多通阀229的外部端口通过管路235，237，239和241分别地连接到在吸附剂容器101，103，105和107的供给端处的入口/出口管路243，245，247和249处。标引可旋转多通阀229的入口端口通过供给管路251连接到供应气后冷却器119上，并且用来输送加压供应气到吸附剂容器中。如随后描述的，标引可旋转多通阀229具有内部可旋转部件，该部件具有适合于根据PSA循环操作依次输送加压供应气到每个吸附剂容器101，103，105和107中的内部通道。

标引可旋转多通阀231的外部端口通过管路253，255，257和259分别地连接到在吸附剂容器101，103，105和107的供给端处的入口/出口管路243，245，247和249处。标引可旋转多通阀231的出口端口通过废气管路261连接到真空抽风机111上，并且用来输从吸附剂容器中抽出废气。如随后描述的，标引可旋转多通阀231具有内部可旋转部件，该部件具有适合于根据PSA循环操作依次从每个吸附剂容器101，103，105和107中抽出废气的内部通道。

标引可旋转多通阀217的一个例子在图3的横剖面视图中示出。该截面垂直于穿过中心点301的阀的旋转轴。该阀包括阀体303和设置在阀体内腔中的内部可旋转的部件305，该内部腔具有与可旋转部件305大体相同的形状。圆周或者环形间隙307容纳密封件，诸如填密件，O形环，垫圈或者适合于防止气体在阀体303和可旋转的部件305之间流动的其它的弹性体材料(未示出)。密封件设置在阀体303和内部可旋转的部件305的匹配的弯曲表面之间并且密封这些表面。填密件，O形环，垫圈或者其它的弹性体材料应当具有低摩擦系数，以允许在此材料和可旋转的部件的外表面和/或阀体内腔的内表面之间的密封滑动接触。

内部可旋转的部件305具有穿过部件的中心孔或者通道309，穿过通道309一侧上区域的偏置孔或者通道311，和穿过在通道309另一侧上的区域的偏置孔或者通道313。中心通道309具有第一端309a和第二端309b，偏置通道311具有第一端311a和第二端311b，和偏置通道313具有第一端313a和第二端313b。阀体303具有从圆周或者环形间隙307延伸通过阀体303的外表面的4个通道315，317，319和321。内部可旋转的部件305和阀体的内腔具有圆截面，它们是同心的并且垂直于可旋转部件305的旋转轴。

如上所述的标引可旋转多通阀不同于通常使用在PSA系统中的旋转阀，因为(1)可旋转多通阀间歇地旋转，但是旋转阀连续地旋转，和/或(2)在可旋转的部件和阀体之间的相对表面是曲线和非平面的，但是在旋转阀中的转子和定子之间的相对表面是平面和平坦的。在任意的实施例中，3个通道处于如图3所示的相同的平面中，或者可处于不同平面中。通道可处于相对于可旋转的部件305的旋转轴的任何角度，但是不能平行于旋转轴。3个通道可具有不同的有效的流动截面积，但是这些流动截面积可被设计尺寸，以控制在给定步骤期间的床之间的气体流率。在图5所述的特定的4床处理中，例如，中心通道309大于通道311或者313。通常，第一，第二，第三通道的任意一个可具有比任意其它两个通道不同的流动横截面积。

图3的示例的标引可旋转多通阀适合于间歇地操作，其中在可旋转部件305中的通道在8个如下的不同的标引位置与阀体303中的选取通道重合或者对齐。

1.第一标引位置在图3中示出，其中在第一周期期间，通道309的第一端309a与阀体中的通道321对齐，并且第二端309b与阀体中的通道317对齐。在此第一位置，提供一个用于在通道309，317和321流体连通的通路，并且通道311，313，315和319的通道端部通过与环形间隙307中的密封元件接触而被密封。

2.通过在逆时针方向将可旋转的部件305从图3中的位置旋转45度来设置第二标引位置，从而使得在第二周期期间，(1)通道311的第一端311a与通道321对齐，并且第二端311与通道315对齐，和(2)通道313的第一端313a与通道319对齐，第二端313b与通道317对齐。在此第二位置，提供一个用于在通道311，315和321之间流体连通的通路，和提供一个用于在通道313，317和319之间流体连通的通路。通道309的端部通过与环形间隙307中的密封元件接触而被密封。

3.通过在逆时针方向将可旋转的部件305从第二位置旋转另一个45度来设置第三标引位置，从而使得在第三周期期间，通道309的第一端309a与通道319对齐，并且第二端309b与通道315对齐。在此第三位置，提供一个用于在通道309，315和319之间流体连通的通路，并且通道311，313，317和321的端部通过与环形间隙307中的密封元件接触而被密封。

4.通过在逆时针方向将可旋转的部件305从第三位置旋转另一个45度来设置第四标引位置，从而使得在第四周期期间，(1)通道311的第一端311a与通道319对齐，并且第二端311b与通道321对齐，和(2)通道313的第一端313a与通道317对齐，第二端313b与通道315对齐。在此第四位置，提供一个用于在通道311，319和321之间流体连通的通路，和提供一个用于在通道313，315和317之间流体连通的通路。通道309的端部通过与环形间隙307中的密封元件接触而被密封。

5.通过在逆时针方向将可旋转的部件305从第四位置旋转另一个45度来设置第五标引位置，从而使得在第五周期期间，通道309的第一端309a与通道317对齐，并且第二309b与通道321对齐。在此第五位置，提供一个用于在通道309，317和321之间流体连通的通路，并且通道311，313，315和319的端部通过与环形间隙307中的密封元件接触而被密封。

6.通过在逆时针方向将可旋转的部件305从第五位置旋转另一个45度来设置第六标引位置，从而使得在第六周期期间，(1)通道311的第一端311a与通道317对齐，并且第二端311b与通道319对齐，和(2)通道313的第一端313a与通道315对齐，第二端313b与通道321对齐。在此第六位置，提供一个用于在通道311，317和319之间流体连通的通路，和提供一个用于在通道313，315和321之间流体连通的通路。通道309的端部通过与环形间隙307中的密封元件接触而被密封。

7.通过在逆时针方向将可旋转的部件305从第六位置旋转另一个45度来设置第七标引位置，从而使得在第七周期期间，通道309的第一端309a与通道315对齐，并且第二端309b与通道319对齐。在此第七位置，提供一个用于在通道309，315和319之间流体连通的通路，并且通道311，313，317和321的端部通过与环形间隙307中的密封元件接触而被密封。

8.通过在逆时针方向将可旋转的部件305从第七位置旋转另一个45度来设置第八标引位置，从而使得在第八周期期间，(1)通道311的第一端311a与通道315对齐，并且第二端311b与通道317对齐，和(2)通道313的第一端313a与通道321对齐，第二端313b与通道319对齐。在此第四位置，提供一个用于在通道311，315和317之间流体连通的通路，和提供一个用于在通道313，319和321之间流体连通的通路。通道309的端部通过与环形间隙307中的密封元件接触而被密封。

接着该第八位置，可旋转部件305在逆时针方向旋转另一个45度，并且返回到第一标引位置。作为上述逆时针旋转的替换，可旋转的部件305可从第一位置以顺时针方向进行旋转，在这种情况下，上述位置可以处于相反的次序。这8个位置的每个对应于在如下所述的PSA循环中的各个处理步骤。

从上述顺序应当理解的是，通过用于仅仅包含4个通道的阀体303的8个标引位置的旋转提供用于多对床彼此的隔离，从而使得两个床的产品端不处于流体连通。这种隔离允许床参与到附加的过程步骤，例如排空或者提供产品。

图3的标引可旋转多通阀间歇地操作，从而使得上述8个固定位置的每个被保持预定时间间隔，而不发生可旋转的部件305的旋转。在这些预定时间间隔的每个之间，在短暂的旋转时间间隔(远远短于8个固定位置的时间间隔)期间，可旋转的部件迅速地从一个位置旋转到相邻位置。根据如上所述的第一到第八时间周期的所需持续时间，通过由可编程定时器控制的步进式标引电机，可旋转的部件305可围绕其轴线旋转。

在一个实施例中，内部可旋转部件305和阀体303的内腔的三维形状通常是球状的和同心的，并且这些部分形成一个可称为球阀的装置。在其它的实施例中，内部可旋转的部件305和阀体303的内部腔可以是圆柱形，椭圆形，锥形，或者垂直于可旋转的部件305的旋转轴具有圆形截面的任何其它的形状。在图3中示出的标引可旋转多通阀可使用已知的方法制造，例如，制造球阀或者旋塞阀的现有技术。可选择的，通过在可旋转的部件和/或阀体中通过钻出另外的通道可对商业上可得到的球阀或者旋塞阀进行改进，以实现所需通道对准和流体流动通路。

图2中的标引可旋转多通阀229和231的例子在图4的截面图中示出。采取的该截面垂直于穿过中心点401的阀的旋转轴。该阀包括阀体403和设置在阀体内腔中的内部可旋转的部件405，该内腔具有与可旋转部件405大体相同的形状。圆周或者环形间隙407容纳密封件，诸如填密件，O形环，垫圈或者适合于防止气体在阀体403和可旋转的部件405之间流动的其它的弹性体材料(未示出)。该填密件，O形环，垫圈或者其它的弹性体材料应当具有低摩擦系数，以允许在此材料和可旋转的部件的外表面和/或阀体内腔的内表面之间的密封滑动接触。

内部可旋转的部件405具有中心孔或者通道409，其从第一端409a的外表面通到部件的中心，弯曲90度，跟随着部件的旋转轴，并且在图4剖面图平面之下的阀体的外表面设置的第二端409b(未示出)处，延伸到部件的外表面。因此，通过中心通道409流动的流体方向在第一端409a和第二端409b之间改变90度。阀体403具有从圆周或者环形间隙407延伸通过阀体403的外表面的4个通道411，413，415和417。内部可旋转的部件405和阀体的内腔具有圆截面，它们是同心的并且垂直于可旋转部件405的旋转轴。

图4的示例的标引可旋转多通阀适合于间歇地操作，其中在可旋转部件405中的通道在如下的4个不同的标引位置与阀体403中的通道重合或者对齐。在图4中示出第一标引位置，其中在第一时间周期期间，通道409的第一端409a与通道411对齐，从而使得两个通道处于流体连通。通过从图4所示的位置在逆时针方向上旋转90度可旋转的部件405来设置第二标引位置，从而使得在第二时间周期，第一端409a与通道417对齐，从而使得两个通道处于流体连通。通过从第二位置在逆时针方向上旋转90度可旋转的部件405来设置第三标引位置，从而使得在第三时间周期，第一端409a与通道415对齐，从而使得两个通道处于流体连通。通过从第三位置在逆时针方向上旋转90度可旋转的部件405来设置第四标引位置，从而使得在第四时间周期，第一端409a与通道413对齐，从而使得两个通道处于流体连通。接着该第四位置，可旋转部件405从第四位置在逆时针方向旋转90度，并且返回到第一位置。作为上述逆时针旋转的替换，可旋转的部件405从第一标引位置以顺时针方向进行旋转，在这种情况下，上述位置可以处于相反的次序。

图4的标引可旋转多通阀间歇地操作，从而使得上述4个固定位置的每个被保持预定时间间隔，而不发生可旋转的部件405的旋转。在这些预定时间间隔的每个之间，在短暂的旋转时间间隔(远远短于8个固定位置的时间间隔)期间，可旋转的部件迅速地从一个位置旋转到相邻位置。根据如上描述的第一到第四时间周期的所需持续时间，通过由可编程定时器控制的步进式标引电机，可旋转的部件405可围绕其轴线旋转。

在一个实施例中，内部可旋转部件405和阀体403的内腔的三维形状通常是球状的和同心的，并且这些部分形成一个称为球阀的装置。在其它的实施例中，内部可旋转的部件405和阀体的内腔可以是圆柱形，椭圆形，锥形，或者具有垂直于可旋转的部件405的旋转轴的圆形截面的任何其它的形状。在图4中示出的标引可旋转多通阀可使用已知的方法制造，例如，制造球阀或者旋塞阀的现有技术。可选择的，通过在可旋转的部件和/或阀体中通过钻出另外的通道来对商业上可得到的球阀或者旋塞阀进行改进，以实现所需通道对准和流体连通通路。

基于上述参见图3和4的说明，标引可旋转多通阀可定义为这样一种阀，其包括(a)适合于围绕轴线旋转并且具有垂直于该轴线的第一圆截面的可旋转的部件，其中可旋转的部件包括通过可旋转的部件的一个或多个通道；(b)围绕可旋转的部件的阀体，其中该阀体与可旋转的部件同轴并且具有内表面和外表面，并且其中阀体包括在内表面和外表面之间的多个通道。标引阀驱动电机是一种适合于在单个旋转方向间歇地旋转可旋转部件的电机，从而相对于阀体围绕圆截面的圆周在一系列固定圆周或者旋转位置中顺序地设置可旋转部件，以将可旋转部件中的选取通道与阀体中的选取通道对齐。

图2的标引可旋转多通阀可物理上连接，以保持跟随预置时间顺序所需的同步。此顺序可通过一个或多个高速高频的标引交流电动机驱动器驱动可旋转的部件来实现，其中每个驱动器经由轴到轴连接器连接到标引可旋转多通阀上。双位置计时器可用来致动驱动器，而不是昂贵的可编程逻辑控制器(PLC)装置。

一个或多个交流电动机驱动器可通过模块化驱动逆变器进行控制，其利用来自交流电动机的编码器反馈，以迅速地，准确地和可靠地定位标引可旋转多通阀。模块化驱动逆变器能够通过每年数百万循环可靠地进行操作，其在快速循环PSA系统中特别重要。模块化驱动逆变器能够利用内部计时器编程并且互锁以接合并且控制PSA处理周期以及相关设备，诸如鼓风机和仪表。此类模块化驱动逆变器的例子是由SEW-Eurodrive进行制造并且被称为Movidrive MDX61B逆变器的那些逆变器。这些驱动器能够使用内部电机编码器反馈，或者从诸如接近开关的外部装置中接收反馈，以确定准确的阀定位。

图2的变压吸附系统的操作可通过用于从空气中氧气分离的4床PSA过程进行示出，以产生在15到29.7psia包含至少80vol％氧气的产品。该过程可在最高压力达到29.7psia和最小压力在2psia之间操作。如果需要更高的产品压力，可选择的增压压缩机可用于提升产品压力到125psia或者更高。在此过程中，每个吸附剂容器101，103，105和107容纳吸附剂材料床，其可包含用于从空气中提出氧气的任何已知的吸附剂，诸如沸石，CaA，NaX，CaX和LiX。在X沸石的情况下，SiO2/Al2O3比率可从2.0到2.5的范围。在外部空气供给的情况下，可使用移去水和/或CO2的吸附剂的预处理层。这些预处理层吸附剂可包含矾土和NaX，以及在现有技术中已知的其它材料。具有2.0的SiO2/Al2O3比率的LiX沸石优选用于从空气中氧气的分离，并且称为LiLSX(Li低硅石X)。该LiLSX在环境或者接近环境温度的情况下有选择地吸附氮气，以生产包含在15到29.7psia下至少80vol％的氧气的氧气产品。氧气产品纯度优选地为至少90vol％氧气。该循环可在最高压力达到29.7psia和最小压力在2psia之间操作。

可使用如下所述的示例的8个步骤的PSA循环。

1.引入加压供给气到第一吸附床的供给端，其中通过吸附剂将更强可吸附的组分除去，并且较弱吸附组分从第一吸附床的产品端作为产品气体被抽出，所有这些产品气体是送到可选择的最终产品气体收集罐的最终的产品气体，并且从那里传送到下游使用者。

2.继续引入供给气到第一吸附床的供给端中，其中更强可吸附的组分通过吸附剂除去，并且较弱吸附的组分穿过吸附床的产品端作为产品气体，产品气体的一部分是送到可选择的最终产品气体收集罐的最终产品气体并且从那里到下游使用者，并且产品气体的另一部分被引入到经受逆流再增压的另一个吸附床的产品端(步骤8)，并且持续直到更强可吸附的组分的吸附前沿接近第一吸附床的产品端。

3.通过从床的产品端抽出减压气体，在步骤2中的床压力开始对第一吸附床并流降压，同时该床中的压力下降到第一中间压力，其中减压气体逆流地引入到经受压力均衡(步骤7)的吸附床的产品端。

4.通过从床的产品端抽出另外的减压气体，在第一中间压力开始对第一吸附床并流降压，同时该床中的压力下降到第二中间压力，其中该减压气体逆流地引入到经受净化(步骤6)的吸附床的产品端。

5.从第二中间压力对第一吸附床逆流降压，其中空隙空间和脱附空气通过供给端作为废气从第一吸附床中抽出至接近大气压。通过连接第一吸附床的供给端的气流出口到真空泵的抽气端，从而使得额外的空隙空间和脱附气体作为另外的废气移去，该压力可进一步减少到亚大气压。

6.从经受第二减压(步骤4)的吸附床中引入逆流净化气到第一吸附床的产品端中，并且从第一吸附床的供给端抽出废净化气降至第三中间压力。

7.通过引入加压气体到第一吸附床的产品端，从第三中间压力开始对第一吸附床逆流增压到等于或者小于第一中间压力的第四中间压力，其中从经受第一减压(步骤3)的吸附床的产品端提供加压气体。

8.通过引入产品气体到第一吸附床的产品端，从第四中间压力对第一吸附床逆流增压，其中产品气体从经受步骤2的吸附床的产品端被提供。在此步骤的结束处，第一吸附床准备好开始步骤1。

步骤1到8以循环的方式重复。在此例子中，更强吸附的组分是氮气并且较弱吸附的组分是氧气，但是该循环可用来分离其它的气体混合物。

示出上述8个步骤过程的循环图已经在表1中给出，其示出了在上述第一床(床1)和其它三个床(床2，3和4)之间的步骤的关系。

表1

用于4床PSA过程的循环图

床	处理步骤
									1	1	2	3	4	5	6	7	8
2	7	8	1	2	3	4	5	6
									3	5	6	7	8	1	2	3	4
4	3	4	5	6	7	8	1	2

所有的处理步骤1-8的持续时间是相等的。可选择的，步骤1，3，5和7每个具有第一相等的持续时间并且步骤2，4，6和8每个具有比第一持续时间短或者长的第二相等的持续时间。通常的总循环时间可在20到300秒范围之内。

在图5中给出了用于床1-4的PSA循环步骤的图形表示与标引可旋转多通阀217的相应的位置，其中每个阀出口1，2，3和4分别地与吸附剂床1，2，3和4的产品端出口流体连通。阀出口1，2，3和4相当于图2中阀217的出口，它们分别连接到管路219，221，223和225。图5的床1，2，3和4分别地相当于图2的容器101，103，105，和107。图5的阀中出口1，2，3和4分别与图3的阀体通道319，317，315和321流体连通。在图5中阀的可旋转的部件中的通道相当于图3的通道301，311和313。

在图5的步骤1中，标引可旋转多通阀设置床2和4的产品端流体连通。在步骤2中，阀使得床1和2的产品端流体连通，以及床3和4的产品端流体连通。在步骤3中，阀使得床1和3的产品端流体连通。在步骤4中，阀使得床1和4的产品端流体连通，并且床2和3的产品端流体连通。在步骤5中，阀使得床2和4的产品端流体连通。在步骤6中，阀使得床1和2的产品端流体连通，以及床3和4的产品端流体连通。在步骤7中，阀使得床1和3的产品端流体连通。在步骤8中，阀使得床2和3的产品端流体连通，以及床1和4的产品端流体连通。在步骤1，3，5和7的每个中阀固定不旋转期间的消耗时间是相等的，并且此设置了这些步骤的持续时间。在步骤2，4，6和8的每个中阀被标引的消耗时间是相等的，并且此设置了这些步骤的持续时间。步骤1，3，5和7的消耗时间等于或者不同于步骤2，4，6和8的消耗时间。

图2的阀229作为一种转向阀，通过设置供给管251在步骤1和2期间与床1的供给端流体连通，在步骤3和4期间与床2的供给端流体连通，在步骤5和6期间与床3的供给端流体连通，以及在步骤7和8期间与床4的供给端流体连通。图2的阀231作为一种转向阀，通过设置废气管261在步骤1和2期间与床3的供给端流体连通，在步骤3和4期间与床4的供给端流体连通，在步骤5和6期间与床1的供给端流体连通，以及在步骤7和8期间与床2的供给入口流体连通。

在此循环中，在一个床提供加压气体到另一个床之后从该床提供净化气体。在此顺序中，当净化气体抽出时，更强吸附组分前部最靠近床的产品端，从而使得该气体与加压气体相比较更集中在更强吸附组分中(即，“更脏”)。在此处理中此“更脏”的净化气体是有利的，因为随后的逆流再增压步骤推动净化气体朝向具有较少地集中在更强吸附组分中的气体的供给端。有时优选使用“更清洁”的气体用于净化，以及许多已知的PSA循环使用来自良好混合产品或者平衡罐中的产品气体进行净化。但是，在图2的过程结构中，不可能在不采用开关断流阀以及相关控制器的情况下从产品罐151提供净化气体。由于需要消除这些阀的使用，在上述PSA循环中，提供净化气体步骤(步骤4)跟随提供均等加压气体步骤(步骤3)。已经发现采用LiLSX的此循环可用于产生具有90vol％氧气的产品纯度和60％和更高的氧气回收的3到10吨/天的氧气生产。

上面示出了标引可旋转多通阀的利用，以用于运行在上述8个步骤循环的4床系统，但是此类型阀可用于具有其它数目的床和其它PSA循环的系统中。这可通过选取在可旋转的部件和阀体中通道的适当数量和对齐，以及采用适当设计的管路系统连接阀与吸附剂容器来实现。标引可旋转多通阀可用于PSA系统中，以用于任何气体混合物的分离，并且通过如上所述从空气中回收氧气进行说明。具有标引可旋转多通阀的PSA分离系统可使用于，例如，从空气中氮气的回收，从含氢的混合物中氢气的回收，以及氦的提纯。

例子

在图2中示出的4床的氧气压力-真空变压吸附系统在42的环境温度下，以90％氧气纯度，产生2500升/分钟的产品。该系统包括两个由Baldor电机驱动的驱动器，Tuthill 5509旋转叶型鼓风机用于供给以及Tuthill 5518旋转叶型鼓风机用于真空处理。吸附剂容器容纳一层NaX，其构成在容器的供给端处的床高度的20％，以及80％床高度的LiX吸附剂；两种吸附剂具有大约1.8mm的平均粒径。该吸附剂柱是30英寸直径和总吸附床高度是60英寸。供应气通过连接到吸附剂容器供给端的球阀被导入。真空气体通过不同的球阀导入并且连接到供给端。在容器的产品端处，管路从容器连接到单个标引可旋转多通产品阀上，该阀在平衡和净化步骤中引导流动。该阀在该处理期间通过8个分离的位置进行循环。该系统在8个步骤的循环中运行，其中步骤1，3，5和7每个具有7.0秒的持续时间，并且步骤2，4，6和8每个具有5.9秒的持续时间。总循环时间是52秒。该床从-12英寸Hg的最小压力到9psig的最大压力循环。产品压力范围从7.5到9.0psig。

Claims (23)

1.一种变压吸附系统，包括：

(a)两个或更多的容器，每个容器具有供给端、产品端、和适合于从多组分的供应气混合物中吸附一个或多个组分的吸附剂材料；

(b)适合于将供应气混合物引入容器的供给端的管线，适合于从容器的产品端抽出产品气体的管线，适合于将任意一对容器的产品端设置为流体连通的管线，和适合于从容器的供给端抽出废气的管线；

(c)适合于将供给气混合物供给到该系统的供给管，适合于从该系统中抽出产品气体的产品管，和适合于从该系统中抽出废气的废气管；和

(d)标引可旋转多通阀，其适合于设置每个容器的产品端与每个其它容器的产品端顺序流体连通。

2.如权利要求1所述的系统，包括标引可旋转多通供给阀，其适合于设置供给管与每个容器的供给端顺序流体连通。

3.如权利要求2所述的系统，包括标引可旋转多通废气阀，其适合于设置废气阀与每个容器的供给端顺序流体连通。

4.如权利要求1所述的系统，包括适合于驱动标引可旋转多通产品阀的标引阀驱动电机，和适合于控制标引阀驱动电机的计时器。

5.根据权利要求3的系统，包括标引阀驱动电机和计时器，标引阀驱动电机适合于驱动标引可旋转多通供给阀和标引可旋转多通废气阀中的任一个，计时器适合于控制标引阀驱动电机。

6.如权利要求1所述的系统，包括适合于提供加压供给气到供给气管的供给气鼓风机。

7.如权利要求6所述的系统，包括适合于从废气管中抽出废气的废气排空鼓风机。

8.如权利要求1所述的系统，具有4个容器。

9.一种变压吸附系统，包括：

(a)第一、第二、第三和第四容器，每个容器具有供给端、产品端、和适合于从供给气混合物中吸附选取组分的吸附剂材料；

(b)适合于将供给气混合物引入容器的供给端的管线，适合于从容器的产品端抽出产品气体的管线，适合于将任意一对容器的产品端设置为流体连通的管线，和适合于从容器的供给端抽出废气的管线；

(c)适合于将供给气混合物供给到该系统的供给管，适合于从该系统中抽出产品气体的产品管，和适合于从该系统中抽出废气的废气管；和

(d)具有8个标引位置的标引可旋转多通产品阀，其中：

(1)在第一标引位置，该阀适合于设置使得第二和第四容器的产品端处于流体连通；

(2)在第二标引位置，该阀适合于设置使得第三和第四容器的产品端处于流体连通，并且设置使得第一和第二容器的产品端处于流体连通；

(3)在第三标引位置，该阀适合于设置使得第一和第三容器的产品端处于流体连通；

(4)在第四标引位置，该阀适合于设置使得第一和第四容器的产品端处于流体连通，并且设置使得第二和第三容器的产品端处于流体连通；

(5)在第五标引位置，该阀适合于设置使得第二和第四容器的产品端处于流体连通；

(6)在第六标引位置，该阀适合于设置使得第一和第二容器的产品端处于流体连通，并且设置使得第三和第四容器的产品端处于流体连通；

(7)在第七标引位置，该阀适合于设置使得第一和第三容器的产品端处于流体连通；和

(8)在第八标引位置，该阀适合于设置使得第一和第四容器的产品端处于流体连通，并且设置使得第二和第三容器的产品端处于流体连通。

10.如权利要求9所述的系统，其中该阀适合于(1)当阀处于第一和第五标引位置时，防止在第一和第三容器的产品端之间的流体连通，和(2)当阀处于第三和第七标引位置时，防止在第二和第四容器的产品端之间的流体连通。

11.如权利要求9所述的系统，包括具有4个标引位置的标引可旋转多通供气阀，其中：

(1)在第一标引位置，当标引可旋转多通产品阀处于其第一和第二标引位置时，供气阀适合于设置供给管与第一容器的供给端处于流体连通；

(2)在跟随上述(1)的第二标引位置，当标引可旋转多通产品阀处于其第三和第四标引位置时，供气阀适合于设置供给管与第二容器的供给端处于流体连通；

(3)在跟随上述(2)的第三标引位置，当标引可旋转多通产品阀处于其第五和第六标引位置时，供气阀适合于设置供给管与第三容器的供给端处于流体连通；和

(4)在跟随上述(3)的第四标引位置，当标引可旋转多通产品阀处于其第七和第八标引位置时，供气阀适合于设置供给管与第四容器的供给端处于流体连通。

12.如权利要求11所述的系统，包括具有4个标引位置的标引可旋转多通废气阀，其中：

(1)在第一标引位置，当标引可旋转多通产品阀处于其第一和第二标引位置时，废气阀适合于设置废气管与第三容器的供给端处于流体连通；

(2)在跟随上述(1)的第二标引位置，当标引可旋转多通产品阀处于其第三和第四标引位置时，废气阀适合于设置废气管与第四容器的供给端处于流体连通；

(3)在跟随上述(2)的第三标引位置，当标引可旋转多通产品阀处于其第五和第六标引位置时，废气阀适合于设置废气管与第一容器的供给端处于流体连通；和

(4)在跟随上述(3)的第四标引位置，当标引可旋转多通产品阀处于其第七和第八标引位置时，废气阀适合于设置废气管与第二容器的供给端处于流体连通。

13.如权利要求9所述的系统，其中吸附剂材料包括从CaA，NaX，CaX，LiX和LiLSX组成的组中选择出来的吸附剂。

14.如权利要求1所述的系统，包括两个或更多止回阀，每个止回阀设置在相应的容器的产品端和产品管之间，其中每个止回阀适合于允许产品气体从相应的容器的产品端流入产品管，并且防止产品气体从产品管流入相应的容器的产品端。

15.一种用于从供给气混合物中回收较弱可吸附的组分的方法，该供给气混合物包括较强可吸附的组分和该较弱可吸附的组分，其中该方法包括：

(a)提供一种变压吸附系统，其包括：

(1)两个或更多的容器，每个容器具有供给端、产品端、和适合于从供给气混合物中吸附较强可吸附的组分的吸附剂材料；

(2)适合于将供给气混合物引入容器的供给端的管线，适合于从容器的产品端抽出产品气体的管线，其中产品气体贫于该较强可吸附的组分，适合于将任意一对容器的产品端设置为流体连通的管线，和适合于从容器的供给端抽出废气的管线，其中废气富于该较强可吸附的组分；

(3)适合于将供给气混合物供给到该系统的供给管，适合于从该系统中抽出产品气体的产品管，和适合于从该系统中抽出废气的废气管；和

(4)标引可旋转多通产品阀，其具有多个标引旋转位置并适合于将任意一对容器的产品端设置为流体连通；

(b)将供给气混合物引入第一容器并且从第一容器中通过产品管抽出产品气体；

(c)通过在一个标引旋转位置中，从第一容器的产品端抽出减压气体并且借助于标引可旋转多通产品阀传送该减压气体到另一个容器的供给端，对第一容器进行减压；

(d)从第一容器的供给端抽出废气；

(e)通过将从经受步骤(c)的另一个容器提供的减压气体引入到第一容器的产品端，对第一容器进行加压，其中气体在另一个标引旋转位置借助于标引可旋转多通产品阀进行传送；和

(f)以循环的方式重复步骤(b)到(e)。

16.如权利要求15所述的方法，其中变压吸附系统包括具有多个标引位置的标引可旋转多通供气阀，该多个标引位置适合于设置供给管与每个容器的供给端顺序流体连通，并且其中在多个标引位置中的一个中，在步骤(b)中的供给气通过标引可旋转多通供气阀从供给管引入到第一容器的供给端中。

17.如权利要求16所述的方法，其中变压吸附系统包括具有多个标引位置的标引可旋转多通废气阀，该多个标引位置适合于设置废气管与每个容器的供给端顺序流体连通，并且其中在多个标引位置中的一个中，在步骤(d)中的废气通过标引可旋转多通废气阀从第一容器的供给端抽出到废气管中。

18.如权利要求15所述的方法，其中供给气混合物是空气，较弱可吸附的组分是氧气，并且较强可吸附的组分是氮气。

19.一种标引可旋转多通阀，包括：

(a)适合于围绕轴线旋转并且具有垂直于该轴线的第一圆截面的可旋转部件，其中该可旋转部件具有非平面的外表面，并且包括一个或多个通过该可旋转的部件的通道；

(b)围绕可旋转部件的阀体，其中阀体与可旋转部件同轴并且具有非平面的内表面和外表面，并且其中阀体包括在内表面和外表面之间的多个通道；和

(c)标引阀驱动电机，其适合于在单个旋转方向间歇地旋转可旋转部件，从而相对于阀体围绕圆截面的圆周顺序地设置可旋转部件在一系列固定的圆周或者旋转位置中，进而对齐可旋转部件中的选取通道和阀体中的选取通道。

20.一种标引可旋转多通阀装置，包括：

(a)适合于围绕轴线旋转并且具有垂直于该轴线的第一圆截面的可旋转部件，其中该可旋转部件包括通过该可旋转的部件的第一、第二和第三通道；

(b)围绕可旋转部件的阀体，其中阀体与可旋转部件同轴并且具有内表面和外表面，并且其中阀体包括在内表面和外表面之间的第一、第二、第三和第四通道；和

(c)标引阀驱动电机，其适合于在单个旋转方向间歇地旋转可旋转部件，从而相对于阀体围绕圆截面的圆周顺序地设置可旋转部件在8个不同的圆周位置的每个中，进而将可旋转部件中的选取通道与阀体中的选取通道对齐。

21.如权利要求20所述的标引可旋转多通阀装置，其中第一、第二和第三通道的任意一个具有相比其它两个通道中任意一个不同的流动横截面积。

22.如权利要求20所述的标引可旋转多通阀装置，其中可旋转的部件适合于在阀体的内表面内间歇的旋转，从而使得：

(1)当在可旋转的部件中的第二和第三通道没有与阀体中的任何通道流体连通时，在可旋转的部件中的第一通道与在阀体中的第一和第二通道流体连通，和

(2)当在可旋转的部件中的第二和第三通道没有与阀体中的任何通道流体连通时，在可旋转的部件中的第一通道与在阀体中的第三和第四通道流体连通，和

(3)当在可旋转的部件中的第一通道没有与阀体中的任何通道流体连通时，在可旋转的部件中的第二或者第三通道的一个与在阀体中的第一和第四通道流体连通，和

(4)当在可旋转的部件中的第一通道没有与阀体中的任何通道流体连通时，在可旋转的部件中的第二或者第三通道的一个与在阀体中的第二和第三通道流体连通。

23.一种标引可旋转多通阀装置，包括：

(a)适合于围绕轴线旋转并且具有垂直于该轴线的第一圆截面的可旋转部件，其中该可旋转部件具有外表面，并且其中该可旋转部件包括：

(1)围绕第一圆截面的圆周布置的在外表面处的第一、第二、第三、第四、第五和第六开口，其中：

第一开口和第二开口围绕第一圆截面的圆周分开两个相等的180度弧，

第三和第四开口沿着分开第一和第二开口的两个相等弧的一个进行设置，第三开口在圆周上与第四开口分开90度的弧，第三开口在圆周上与第一开口分开45度的弧，并且第四开口在圆周上与第二开口分开45度的弧，和

第五和第六开口沿着分开第一和第二开口的两个相等的弧的另一个进行设置，第五开口在圆周上与第六开口分开90度的弧，第五开口在圆周上与第一开口分开45度的弧，并且第六开口在圆周上与第二开口分开45度的弧，和

(2)连接第一开口和第二开口的通过可旋转部件的第一通道，连接第三开口和第四开口的通过可旋转部件的第二通道，和连接第五开口和第六开口的通过可旋转部件的第三通道；

(b)围绕可旋转部件的阀体，其中阀体与可旋转部件同轴并且具有垂直于可旋转部件的轴线的第二圆截面、内表面和外表面，第二圆截面的圆周与可旋转部件的第一圆截面的圆周共面，并且其中该阀体包括：

(1)围绕第二圆截面的圆周设置的在内表面处的第一、第二、第三和第四开口，其中每个开口在此圆周上与每个相邻开口分开90度的弧；

(2)在外壳的外表面处的第一、第二、第三和第四开口，并且

(3)连接在内表面处的第一开口和外表面处的第一开口的通过阀体的第一通道，连接在内表面处的第二开口和外表面处的第二开口的通过阀体的第二通道，连接在内表面处的第三开口和外表面处的第三开口的通过阀体的第三通道，连接在内表面处的第四开口和外表面处的第四开口的通过阀体的第四通道；和

(c)标引阀驱动电机，其适合于在单个旋转方向间歇地旋转可旋转部件，从而相对于阀体围绕圆截面的圆周顺序地设置可旋转部件在8个不同的圆周位置的每个中，进而将可旋转部件中的选取通道与阀体中的选取通道对齐。

Images