CN1062781C - 改进的真空变压吸附方法 - Google Patents

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Abstract

在从空气生产氧气中，使用产品气用作清洗气和部分再加压气，进行跨大气压的变压吸附法。从一个床到另一个床不直接进行气体的输送，如用作压力均衡的目的，但是在控制变压的条件下，能量的要求被降低。

Description

改进的真空变压吸附方法
本发明是关于从空气中生产氧的变压吸附法。更具体地说，本发明是关于变压吸附法的改进，以提高该方法吸附剂的利用和降低该方法对能量的要求。
在许多化学加工、炼油厂、金属生产和其它的工业应用中，采用纯化气流用于各种各样的加工目的。例如，在化学加工、轧钢厂、造纸厂和在铅及气体生产操作中，都使用高纯氧。从空气中生产氧气和氮气，一般都通过低温蒸馏。虽然这种低温工艺可能很有效，尤其是在大型装置上进行时，但是该方法仍需要复杂而昂贵的设备。
变压吸附法(PSA)也已经利用来分离和纯化气体，但是利用变压吸附法来生产氧气一般局限于较小规模地操作，在这方面利用低温空气分离在经济上是不可行的。许多通常可利用的吸附剂，尤其是已知的分子筛那类材料，对氮的选择性吸附比氧强，而这种优先吸附是所开发的用于分离空气以生产氧和氮产品气的各种变压吸附法的基础。
用于分离空气以生产产品氧的PSA法是本技术领域内已知的，如Skarstrom专利U.S.2，944，627所描述的。这种方法通常包括，在多床的PSA系统的每个床中，依次进行四个独立的操作步骤。这些步骤是：(1)吸附，在吸附步骤中，原料空气在高吸附压力下通入床的加料端，床中的吸附材料将氮气作为空气中的易吸附组分能选择性地吸附，而空气中的不易吸附的氧从床的产品端加以回收；(2)逆流减压到一较低的解吸压力；(3)从吸附床解吸易吸附的氮气，并从床的加料端将其排出，用或不用清洗气导入床的产品端；和(4)床再加压到高的吸附压力。然后，用附加量的原料空气，在系统的每个床中，重复这种工艺程序或其变体，在PSA系统中，连续地进行生产氧气的操作。
当采用PSA法主要除去气流中低浓度的强吸附杂质时，即除去空气中的CO2和/或H2O时，吸附步骤(1)和解吸步骤(3)的恒压步骤占据了工艺循环的许多时间，而压力变化步骤即逆流减压步骤(2)和再加压步骤(4)是瞬变的。在从空气生产氧气中，原料物流中包括79％的易吸附组分氮，压力变化步骤对总的工艺效率有重要意义。已经开发出了基本PSA工艺程序的许多不同的变形，包括变压步骤的许多变体。
用于从空气中生产氧气的许多PSA法都是在多床系统中进行的，即该系统结合了两个或两个以上的吸附床，其中的每个床进行相同程序的步骤，但是与系统中的其它的床有不同的状态关系。工艺步骤是同时发生的，且常常以固定的时间进行。以这种方式操作，产品氧气的输送可以更稳定，机械泵的利用比其它情况下更接近常效。许多PSA法还采用一个或几个压力均衡步骤，其中在高压下从一个床排出的气体通入位于初始低压的另一个床，直到上述两床的压力均衡为止。如果压力均衡是通过床的产品端实现的，那么这种方法就具有节省一些压缩能，输送相当清洗气的优点，并且提高了所需要的产品氧的总回收率。
从空气中生产氧的特殊的PSA法利用一个三床系统和结合如下的工艺步骤：(1)引入原料空气进行吸附，床加压，并同时回收产品氧气；(2)并流碱压进一步回收产品气；(3)压力均衡；(4)逆流减压；(5)清洗和(6)再加压。这种方法通常用高的吸附压力为344.5Kpa，低的解吸压力为一大气压进行操作。虽然这种工艺系统和方法能有效的从空气中回收氧，但是在大体积的工业化操作中不是非常有效。这种系统的操作费用由于要求较高的压缩比是高的。对给定的产品流速，这种系统所要求的吸附剂的存置也较高。
还开发出了一些PSA法，它们是在大气压的吸附压力和较高的真空解吸压力之间操作。由于氮气的吸附贮存置取决于压力，那么这种方法就要求大的吸附剂存量，这就大大地增加了与此相关的投资费用。
在另一个三床的PSA法中，采用六步骤的工艺程序，在超过大气压力和真空压力之间操作。在每个床中，这种工艺程序包括(1)床用原料气和部分产品气从27.56KPa再加压到89.57KPa；(2)加入原料气进行吸附和排出产品气，同时该床的压力从89.57Kpa上升到151.58Kpa；(3)床均压，压力从151.58KPa降到93.02KPa；(4)床清洗，压力稍微进一步从93.02KPa降到86.13Kpa；(5)床排空，压力从86.13KPa降到48.23KPa，和(6)床清洗，床压力从48.23KPa降到27.56KPa。对每一步骤使用步骤的时间大约30秒，这种方法尽力减少能量的消耗，但是对大规模的氧气生产，上述的能耗仍然太高。
已经发现，通过采用部分压力均衡步骤代替PSA领域中基本上是完全的一般压力均衡步骤，这种方法可以进行改进，其中吸附剂从空气中选择性地吸附氮气。在该技术领域中，已经提出了基本PSA法的各种各样的变形，其中许多是有关加压和减压步骤中的变体。例如Suh和Hankat，在AICHE J 1989 35523报道了在PSA法中使用组合的并流-逆流减压步骤的优点。为了从空气中生产氧，他们的报告指出，增加同时的并流减压步骤是无益的。他们的两床循环利用反冲再加压步骤，其中高压床的产品端与低压床的产品端相连接，一个床的气体连续通入另一个床，直到低压床到达高压为止。
Liow和Kenny在AICHE J(1990)3653中也研究了氧气生产的反冲步骤。通过控制流率，将包括流率影响和吸附剂即5A沸石的均压性质的数字模型，应用到结合了这种反冲步骤的超过大气压力的PSA循环的行为中。他们发现对生产富氧产品气，这种PSA工艺循环是有利的。然而，所报道的最大的氧气纯度低于80％，这比所要求的高纯氧产品气的氧气浓度要低得多。
很明显，就从空气中生产氧气而论，基本的PSA循环或工艺程序的许多大的变形和变体已经进行了研究，其中的许多的这种变形或变体已被工业化的PSA操作所采用。已经研究了用于进行加压和减压步骤的各种各样的可能的单个步骤。尽管在长期内进行了这样广泛地努力，但是用于生产高纯氧的PSA法仍不有效和不经济，特别在大装置上应用时更是如此。因此，在PSA技术领域中，仍需要更有效的PSA法，它能按比例放大，以便从空气中大体积的生产高纯氧。
因此，本发明的目的是提供一改进的用于从空气中生产氧的高效的PSA法。
本发明的另一目的是提供一改进的从空气中生产氧的PSA法，该法比现有技术的方法需要较少的能量。
本发明的再一个目的是提供一个改进的能耗较低的PSA法，该方法与用于从空气中生产大体积高纯氧的一般的工业的PSA法相比，有相似的或较少的投资费用。
考虑到本发明的这些和其它的目的，本发明在下文将详细地进行描述，本发明的新特征在附加的权利要求书中会特别的指出。
采用六个主要步骤的跨大气压的PSA工艺程序，其中不包括压力均衡步骤。该方法的能量要求仍如所希望的那样地降低，这是因为不存在多床系统中的压力均衡步骤。
下文参考附图详细地描述本发明，其中：
图1是在本发明的实施中所采用的单个床实施方案的PSA系统的示意流程图；和
图2是在本发明的实施中所采用的两床实施方案的PSA系统的示意流程图。
本发明的目的是通过采用一跨大气压力的PSA工艺程序实现的，该工艺程序采用一新颖的操作步骤程序，按一个循环计，在一个或一个以上的床系统中进行如下步骤：(1)用原料空气使吸附床从一个中间压力加压到一最小的超过大气压的吸附压力，从原料空气中选择性的吸附一些氮；(2)在超过大气压力下送入原料空气，其中氮气被吸附，而同时从床的产品端排出氧产品气；(3)从床的加料端释出气体进行逆流减压到一中间压力；(4)抽空床，使其中的压力达一低的小于-大气压，即真空的压力，也就是解吸压力；(5)用解吸压力下的产品气清洗床的产品端；和(6)床用产品气再加压到一中间压力值。如上所述，没有采用压力均衡和其它的步骤，如包括从一个床到另一个床的气体的直接输送。本发明的工艺程序虽然优先用于大体积氧生产的多床系统，但是也可在单床的真空变压吸附(VPSA)系统中使用。因为工艺步骤的程序不要求床间的气体输送，床各步骤的同步不是主要的，但总的循环的状态同步是希望的，以便在VPSA系统中对所采用的压缩机和真空泵有效地确定尺寸和有效的利用。
在许多现有技术的PSA氧气法中，为了进行压力均衡，采用从床的产品端释出气体的并流减压步骤。已知这一步骤会导致提高氧的回收率，而且通常假设提高回收率会产生节省能量的结果，特别是当在一个床产生的压力部分地用来提高另一个床的压力时。然而，人们已经发现，压力均衡步骤即使提高了氧的回收率，但是未预期地和令人惊奇地导致压缩所需能量的增加和床尺寸因子(BSF)的增加。当所采用的操作压力在所希望的范围时，人们已经确定，排除压力均衡步骤可实际上产生节省能量消耗和节省床尺寸的结果。在本发明的实施中氧的回收率虽然降低了，但是在本发明的实施中所得到的在效率方面总的提高并没有损失。通过适当地选择压力值，和单个工艺步骤的控制，在本发明的实施中就可以便利而经济地得到高纯的氧产品气。
高浓度的氧穿透进入废气流前，本发明的清洗步骤立即停止。在用产品气清洗步骤期间，虽然十分清楚，总是有一些氧气通入废气流中，但是在用产品气清洗步骤期间，从床的加料端排出的气体中的氧的浓度会明显的增加。在用产品气清洗步骤期间，保持床的压力近似一常数是有利的。可以有效地利用清洗气的量与所采用的压力几乎成正比例，但随操作温度的提高而减少。
在该工艺程序的下一步骤中，通入足够的产品加压气，使床完成必要的清洗，去掉床产品端的易选择性吸附的氮气和其它的杂质。这种清洗作用对通过显著地降低所需氧产品气中的氮气量来生产高纯氧(含氩)的PSA循环是十分必须的。当氮和其它杂质从床的产品去掉有显著的清洗作用时，人们发现可优先终止产品加压气步骤，因为多余量的产品加压作用将产生降低循环效率的结果。
如上所述，很明显，本发明明显的特征包括(1)使用尽可能多的产品清洗气而不产生显著的氧穿透，和(2)仅使用所需的产品加压作用，以保证充分地清洗氮和其它杂质，使其从床的产品端去掉，以得到所要求的产品纯度。
应当注意，在本发明的实施中所采用的具体的操作条件将可以改变，这取决于给定的PSA氧实施方案的具体要求和所采用的特定的吸附剂，对LiX型沸石，通常优选的条件是：
1．高的吸附压力为约110KPa-约160KPa：和
2．较低的解吸压力为约30KPa-约50KPa。
对NaX型沸石，通常优选的条件是：
1．高的吸附压力为约120KPa-约160KPa；和
2．较低的解吸压力为约40KPa-约70KPa。
对CaX型沸石，通常优选的条件是：
1．高的吸附压力为约100KPa-约120KPa；和
2．较低的解吸压力为约20KPa-约35KPa。
如果PSA循环是生产所要求的范围为90％-95.6％的氧纯度的氧产品气，那么在吸附床中必须有足够的低压气返流或回流。在床的产品端附近，所需要的大的回流，包括方法步骤5中所使用的产品清洗气和在步骤6中使用的部分产品加压气。低压回流物流用作推动痕量的氮，使其从床的产品端去掉，就像床中的高压的全部产品物流用作载带氮气向前并通过床的产品端那样。与高压的全部产品物流相比，低压的回流物流可以更容易地载带氮气。结果，回流物流可能比全部的产品物流少。不过某些少量的回流气是需要的，为强化过程，多于上述量的回流气也可加入，使大部分氮气从床的产品端去掉。
总的回流气量与全部产品气量或净产品气量的比率取决于所涉及的有效压力比，还与所采用的吸附剂的选择性和性能有关。将吸附压力与解吸压力的高比率与有效的吸附剂相结合，就可以削减所需的回流气置与全部产品气或净产品气的比率。
如上面所指出的，通过步骤5中所使用的清洗气来提供部分回流气。为解吸的目的，在对一具体的吸附剂的优选范围内，通常希望利用最大量的清洗气，而不产生氧气的大量穿透，进入上述所指的废气流中。这种穿透会浪费能量，因为它导致富氧气体在原料气压缩机和在废气压缩机中无用的压缩。
最大量的清洗气对提供所需回流气的全部是不够的，除非采用过大尺寸的吸附床。其余部分的回流气必须用部分产品加压气来提供。因此，产品加压气应当是长时间地连续，足够供给总的回流气的必要量，以便控制吸附床中的氮气流。但是使用过量的产品加压气是一种浪费。在产品加压步骤结束时，吸附压力应优选不大于高的或最大吸附压力的70％。
说明实例的条件，提供了良好的VPSA氧气特性，使用的LiX型沸石，8×12颗粒作为吸附材料，下面的条件对本发明特定的方案适用：
床深        1.60m
循环时间    60秒
步骤时间
步骤1       7秒，原料空气加压
步骤2       23秒，原料空气和产品气回收
步骤3和4    10秒，逆流减压-抽空
步骤5       10秒，产品气清洗
步骤6       10秒，产品气加压
压力
高吸附压力      120KPa
中间压力        90KPa
较低解吸压力    50KPa
加料速率
全部产品气流率  687mol/循环/m2
清洗流率        198mol/循环/m2
产品气加压流率  90mol/循环/m2
净产品气流率    53mol/循环·m2
产品气纯度      90.4％
关于本发明的单个吸附床的操作，图1描述了有原料入口管1的这样一个VPSA系统，在该管上有压缩机2和阀3，并与管4连接通入吸附床5的底部。在吸附床5的顶部，设置有带阀7的管6，通到缓冲罐8。产品氧气从缓冲罐8通过带阀10的管9加以回收。
来自床5底部的管4还与带用于从吸附床5排出废气流的阀口的管11连接。再者管4也与带阀14和真空泵15的管13连接，在示出的方案中，泵15连接到排泄管11上。
这样，本发明的单床VPSA系统是由单个吸附床、原料压缩机或鼓风机、真空泵和产品缓冲罐或贮存容器，通过适当的管线和阀门进行所有的连接而组成。下面的表1是描述本发明所示的单个吸附床方案的操作的操作图表。
                      图表    1
                    单个吸附床的工艺循环
床步骤 Fp  AO  CD  EV  PG  PP
压力控制步骤 Pi-Ph  ph  ph-Po  po-Pl  Pl  pl-pi
压缩机 on  on  off  off  off  off
真空泵 off  off  off  on  on  off
在图表1中，FP表示原料气加压步骤；AO表示在超过大气压力下的原料空气；CD表示逆流减压步骤；EV表示床抽空到低于一个大气压力；PG表示用产品气的清洗步骤；和PP表示产品气加压。Pi表示中间压力；Ph表示高吸附压力；Po表示达到了逆流减压步骤的压力；和Pl表示较低的真空解吸压力。
就单个床方案的起动而论，当吸附床达到预定的压力Pi时，随后用部分产品气加压，步骤1包括打开将原料压缩机2连接到吸附床5的阀3，而阀7、12和14关闭。该步骤的目的是使吸附床5的压力上升到高的吸附压力，而气流中的一些氮气优先的吸附在吸附剂上，通常分子筛沸石材料能从空气中选择性地吸附氮气。当预定的高吸附压力达到时，该步骤就完成了。在计算时间间隔后，上述的步骤就可以终止。但是，优选使用检测吸附床容器中的压力，以控制第一步骤的结束和第二步骤的开始。
当容器5中的压力达到上述的高吸附压力时，步骤2开始。打开阀7，产品氧气从吸附床5向产品贮存容器8流动。原料空气连续地进入吸附床，其中的氮气选择性地被吸附。理想地，这个步骤继续直到床的产品端开始有氮气穿透为止，由设在这个区域的常规分析探针或传感器的测定终止这个步骤。这是终止这个步骤的优选的模式，条件是这种分析要非常快速，但是必须在预定的时间前，或通过吸附床的气体的计算量之前，终止这个步骤。在第二个步骤期间，生产产品氧气，其压力或保持在高的吸附压力，或允许稍高于上述这个值。在这个步骤中，压力应当不允许明显地降落，因为压力降低对能量和床的尺寸都有相同的有害影响，否则必须采用压力均衡步骤。
工艺程序的步骤3可以两种方法进行。其中之一，即步骤3A，阀3和7都关闭，而打开阀12下流，或逆流减压，吸附床5通过从床的加料端排放到大气的气体的逆流流动来进行。这个步骤希望继续直到床的压力接近大气压，但是可以持续较长的时间，而无不利的结果。然后关闭阀12，而阀14打开，结果真空泵15可以进一步降低压力，使其达到该循环的步骤4中的预定的较低的低于一个大气压的解吸压力。这个步骤优选通过检测床的压力来终止。在另一个方法中，即步骤3B中，省略阀12，所有的减压气流通过真空泵15，这样结合了步骤3和4。步骤3所利用的方法的选择取决于所使用的设备的设计。如果真空泵可有膨胀器的功能，那么在步骤的初始下流部分就会产生能量，因此优选步骤3B。但是如果下流的气流增加了真空泵的负载，那么优选步骤3A。
在这个吸附床减压到低于一个大气压的低解吸压力后，打开阀6开始步骤5，结果产品气从床的产品端到床的加料端逆流流动，清洗床吸附的氮气。在废气流中氧的任何可估计到的排放出现之前，停止该步骤。理想地，通过在该床的加料端的一般的气体分析来终止这个步骤。然而，在一些情况下，这个步骤在预定的时间期间后，或在从床的加料端流过了计算量的气体后就可以终止。
在步骤6中，关闭阀14，通过阀6床部分加压，直到达到-中间压力为止。
当利用本发明的方法来回收高纯度氧产品气，即90％-95％或更高的氧产品气时，低压返流或回流必须是充分的从床的产品端除去氮气的污染。如上所述，这是在清洗步骤和再加压步骤中完成的，即在步骤5和6中完成的。希望利用尽可能多的产品气清洗而不使氧气明显穿透而进入废气流中。
虽然单个的工艺步骤具有固定的时间期间，但是优选通过检测物理量的变化，例如压力和组成，或时间和物理量的测量相结合来控制这些工艺步骤。这种控制技术可以调整该方法以适应环境的变化，例如环境压力和温度的变化。这种控制技术还可以与其它的方法相结合，以补偿氧产品气需求的改变。
在单个吸附床中，不需要规定具体的循环时间。每个步骤都希望继续到所控制的可变量达到它的预定值为止。然后随后的步骤以相似的方式进行，直到工艺程序中的全部步骤都已经进行和对本发明的一个工艺循环来说该程序完成为止。在多床系统中，各个床可独立地运行，因此，该方法只不过是单个床的集中。由于排除了床与床之间的气体输送步骤，例如压力均衡步骤，就根本不要求各床的操作同步。对压缩机和真空泵的适当型号和有效操作来说，常常希望每个床的总共的循环与系统中在其它床中进行的循环那样同步。应当指出，这并不意味着各个单个步骤都这样同步。只要有一些步骤改变了持续时间，例如上述的步骤3，那么这些步骤就可利用空转来调节给定床的循环，而其它的床的循环用于有效的机器利用的目的。
图2示出了本发明的两床PSA系统。在这个方案中，带压机22的原料管21分成带阀24的支管23，和带阀26的支管25。管23与通到吸附床28的加料端的管27连接，而管25与通到吸附床30的管29连接。带阀32的管31从床28的产品端通到与产品气缓冲罐34相连通的管33。此外，带阀36的管35从床30通到上述的管33，以建立与产品气缓冲罐34中的流体相连通。氧产品气通过带阀38的管37可以从缓冲罐回收。
在床28的加料端处，管27与带阀40的管39连接，用来从系统中排放废气。管27还与带阀42和真空泵43的管41连接，在示出的方案中，上述的管41与真空泵43下游的管39连接。同样，床30的加料端处的管29与带阀45的管44连接，以便将上述床30的气体通到排放管39。管29还与带阀47的管46连接，以便将气体通到真空泵43上游的管41。
在下表2中，示出了图2方案的操作情况，使用如表1中描述的相同记号。
                  图表  2
            两个吸附床工艺循环
床28步骤     AO     CD  EV  PG  PP  FP
床30步骤 EV  PG  PP  FP     AO  BD
压缩机     on  off     on  off  on
真空泵     on     off     on     off
在两个吸附床系统的操作中，工艺程序一般是同步的，以便在一个床中一般地出现每个步骤，而在另一个床中出现一个或几个特定步骤。当共享设备如原料压缩机和真空泵或其它的共享设备是可能时，通过使在运行的每个床中每个步骤的完成和开始下一个步骤也可出现同步。为了保持对方法变量的控制，应当指出，某些步骤可以任意长。逆流减压是这样的一个步骤。在最小的时间期间后，当压力接近大气压时，这个步骤可以继续而无不利影响。在表2的描述中，当其它的床达到其高的吸附压力值并在该压力下准备开始它的吸附步骤时，在每个床中的CD步骤就可终止。应当注意，原料压缩机几乎全部时间都在运行，而真空泵的负载循环是较低的。
在两床循环中，改变步骤要求原料压缩机或真空泵同时为两床服务是可能的。这是否可能或希望取决于所采用的具体系统。如果多重设备的使用是不可行的话，那么通过施加一空载间隔使已经在使用的机器改变步骤必然是滞后的。在该空载间隔期间，可从系统中将床隔离起来和/或中断气流。在图表2中没有示出空载周期，但是通过假设控制步骤变量，例如中间或高的吸附压力水平达到临界值，它们是可调节的，而在下一个步骤中，机器对其它的用途是可利用的，要不然改变步骤进入空载间隔，直到机器可利用为止。原料增压机或压缩机和废气鼓风机或真空泵是共享的设备，床可以同时使用一共享设备，或这样的同时使用被禁止或被拒绝。例如，两个床在任意给定的时间，常常是处在不同的压力下。如果这两个床是同时使用废气鼓风机，那么至少一个床的气流必须是节流浪费，因为所采用的鼓风机通常只有一个吸入口，而那个口是处在一种压力之下。当考虑到两个床能够同时使用一台废气鼓风机是不可避免时，同时使用将是允许的，产生的节流损失将是可接受的。否则，废气鼓风机的同时使用将是禁止的。
图表3-1和3-2是使用三床的VPSA系统，在两个方案中描述了本发明的实施。图中的说明是如表1中所述的。
                        图表3-1
                    三吸附床工艺循环
                  图表3-2
            另一个三吸附床压力循环床A步骤 床B步骤
Figure 9411898600212
床C步骤 压缩机1 压缩机2
Figure 9411898600215
真空泵
图表3-1示出了本发明的的三床方案，循环时间的三分之一分配给上流或吸附步骤，而其余的三分之二分配下流或解吸步骤。循环时间的这种分配有利于方法的解吸阶段，在该阶段中向下的流率是低的，而且压力降也相应是小的。相反，吸附步骤的向上流率是很高的，因为按产品氧气的量计，总的上流超过总的下流，所以分配给上流的时间仅为下流的一半。向上流率最后由床中吸附剂的升起而受到限制，这是要避免的。
在图表3-2的循环中，循环时间的三分之二为上流，而其余的三分之一为下流。关于上图表3-1的有关的优缺点是与图表3-2方案的情况相反的。
在图表3-2的循环方案中，原料加压和固定的压力吸附同时发生在不同的床中。在这种情况下，希望有两台独立的用于这些功能的原料压缩机，因为每台压缩机对所要求的服务可以实现最佳化。压缩机几乎全部时间运行，而真空泵对这种可交替轮换的工艺循环，只有约一半的时间在运行。如下流是通过真空泵进行，那么真空泵的负载循环就会增加。在图表3-2所示的方案中，各个床以各自总循环时间的三分之一同步。为了得到这种效果，三分之一的循环时间必须足够长，以使方法的最长步骤得以完成。方法的较短的步骤必须终止和提前停止或空转一时间间隔，这在图表中没有示出。这中空转的时间间隔稍稍减少了压缩机和真空泵的负载循环。
十分清楚，本发明的VPSA法也可以四床或更多的吸附床的系统中实施。这种四床循环和图表3-2的三床循环相似，只是在四床循环中，上流和下流的总时间通常是相等的。这种循环通过上述相同的方法在四分之一的循环时间处同步。采用两台独立的原料压缩机，每台工作负载循环近100％。使用一台真空泵进行抽空和清洗步骤，这台泵也在近100％的总循环时间内运行。如果回收下流的能量的话，需要增加设备。也希望采用不同的专门设计的泵，来实现方法各个步骤的最佳化。
人们将注意到，为调节负荷，可以采用工艺步骤程序化排列，以实现原料压缩机或真空泵的连续负荷。这样，关于上述的和在图表2一般描述的两床PSA系统，为了保持一台废气鼓风机，即真空泵连续负载，工艺程序在一床中终止CD步骤，而同时在另一床中终止PG步骤。
为保持单床增压机，即原料压缩机连续负载，在这种两床系统中，在一个床中终止AO步骤，同时在另一床中终止PP步骤，或同时在另一床中FP步骤达到一大气压的压力。
在如上述的本发明的三床方案中，为了保持单个废气鼓风机连续负载，在一个床中终止CD步骤，同时在另一个床中终止PG步骤，而步骤EV和PG合计达每个床工艺程序的1/3总循环时间。在这些方案中，使用一台或两台原料增压机。
为了保持本发明上述三床方案中的单个原料增压机的连续负载，在一个床中终止AO步骤，同时在另一床中终止PP步骤，或FP步骤达到一个大气压的压力。在这些方案中，步骤AO加上FP，或上述的步骤AO加上步骤FP的超过大气压力部分将持续这样一段时间，它的总时间合起来达每个床的工艺程序的总循环时间的三分之一。在这些方案中，可以使用一台或两台废气鼓风机。
在采用四床或更多床的本发明的方案中，希望对在几种平均吸入压力值下运行的几台废气鼓风机维持连续负载，在一个床中终止CD步骤，同时在另一个床中终止PG步骤，而步骤EV和PG合起来达每个床的工艺程序的总循环时间的n/m，其中“n”是所采用的废气鼓风机台数，“m”是PSA系统中吸附床的数目。
为了保持四床或更多床的这些系统中在几种平均输送压力下运行的几台原料增压机的连续负载，在一个床中终止A0步骤，同时在另一个床中就终止PP步骤，或同时在另一个床中FP步骤达到一个大气压的压力。
应当理解，由于更多的床加入系统，以临界工艺变量能够切换的步骤就变得更有限，而空转的时间间隔就会更需要。由于使用目前可得的带计算机控制方法的传感器和驱动机构，操作复杂的多床系统是可行的和实用的。按照方法中各组分的物理状态，可以作出许多步骤的切换决定。可以使用计算机领域中众所周知的排队方法探测压缩机或真空泵的可利用性，因而切换床，或强制停止或空转一时间间隔，以满足同步目的需要。用这种电脑化的控制方法，单个床循环将趋向于自己同步，但是不按照预定的固定时间循环。
下面通过一些说明实例来进一步描述本发明。可控制的工艺变量的值，取决于氧产品气的特定纯度和所采用特定的选择性吸附氮的吸附剂的性质。对特定的吸附剂优选的压力范围如上所述。实例1
为从原料空气中生产90.4％纯度的氧气，使用LiX型沸石吸附剂，在两床的方案中，结合上述在提供良好VPSA氧特性条件的说明实例中的有关的工艺参数，采用如下表4列出的工艺步骤。
                    图表    4
              另一个二个吸附床的工艺循环床A步骤 床B步骤
Figure 9411898600242
压缩机
Figure 9411898600243
真空泵
当一个床完成它的吸附步骤，而第二个床已经用产品气加压到中间压力时，两个床同步。虽然设计的流率会使上流和下流的时间平衡，但是仍然要求两床同步。吸附步骤不能够延长到氮气穿过床的产品端的那一点，在这种情况发生前，该步骤必须终止。短的步骤可以允许，但是这没有效。在中间压力时终止用产品气加压步骤是不重要的，但是仍应当接近设计装置否则将损失工艺效率。满足这些准则的最简单的方法是检测两个床中的气体的组成。当任何一个变量达到它的临界时，那个床就切换到空转一时间间隔，直到另一个变量达到它的临界值为止。然后两个床都接它们各自的工艺程序，切换到下一步骤。通过引入这样的空转时间间隔，压缩机和/或真空泵的负载循环都稍微减少了。
                        实例2
对本发明的方法和利用压力均衡的一般方法进行比较，都使用LiX型沸石，粒度为8×12的颗粒，床深1.6m。循环时间70秒，平均床温为290°K。所有循环都使用完全地反清洗。产品纯度为90mol％氧气，评价各个循环，结果如表1所示：
                        表    1
情况     1     2     3     4
循环类型PP：用产品气加压EQ：压力均衡 EQ PP EQ PP
吸附压力，kPa  144.8  144.8  140  140
 解吸压力，kPa  34.5  34.5  50  50
在均压降压结束时的压力，kPa  114.0  144.8  107  140
在均压升压结束时或部分加压时的压力,kPa  62.0  62.0  90  90
氧气回收率  57％  53％  49％  46％
能量，kw/TPD 氧  11.8  11.  6  11.0  10.8
床尺寸因子，#/TPD 氧  920  828  1322  1179
能量按下述的基础计算：
原料压缩：从一大气压单级绝热，效率73％；
废气压缩：单级绝热到一大气压，效率55％；
产品气压缩：从吸附压力到652.9KPa两级绝热，效率77％；
情况1表示采用部分均压步骤的现有技术的方法的情况，其中在吸附后，高压床通过将两个床的产品端相连通，进行并流下流入低压床，以实现部分压力均衡的目的。在情况1和3中，没有用产品气再加压步骤。相反，在情况2和4中，没有并流减压和床之间的压力均衡步骤，这些代表了本发明的方案。在情况2和4中，选择变量参数分别与情况1和3相似。在两个方法中的主要差别，即上述的EQ和PP的主要差别在于，在情况1和3中，通过另一个床的压力均衡使低压床加压，由情况2和4中的产品气再加压所代替。
表1表明，与情况1相比，情况2的氧气回收率降低，而床尺寸因子(BSF)(吸附剂的磅数/TPD氧气产品)也低。这两方面的效果都是意料之中的。情况2所要求的能量出乎预料地比情况1的稍低。
在情况4中，与情况2相比解吸压力和中间压力都增加。表1显示出这进一步地降低了工艺所需能耗。BSF提高了，氧气回收率进一步降低。但是方法的总效率提高了，与现有技术的方法相比，由于降低能量消耗，使本发明的方法具有许多工业应用方面的优点，因为在这些方面能耗是主要考虑的。
本发明的方法的较低的氧回收率不是决定性的，因为用作原料的空气随处可得。如果回收率低，必须压缩更多的空气，但是这由在决定能耗方面来评估。只要能量需求不增加，氧气回收率的减少是没关系的。
现有技术方法的并流下流用作提高氧气的回收率，因为在该步骤期间，吸附床中气相中氧的浓度是下降的。在随后的抽空步骤中，这就削减了离开吸附剂床的废气中的最初和平均的氧浓度。由于废气流中的氧气少了，故回收率提高了。这就削减了所产生的废气量和所需要的原料空气量。这一般假设，将产生低的能量费用的结果，这是由于要压缩的原料空气和废气少了。现有技术方法的循环的最佳化的大量研究都是直接提高氧的回收率的。
并流下流的副作用是在下流期间氮气的贮存，即mol氮气/m3吸附剂床的减少，结果解吸的氮气流向床的产品端。氮气必须保持不离开床，以免污染参加压力均衡操作的其它床的产品端。为容纳这些氮气，床必须制得足够大，使在降低压力和减少氮气贮存的最终条件下，保持住氮气，对任何给定的循环时间，这就产生了提高床尺寸因子的结果。
通常认为，提高床的尺寸因子，应当是通过削减提高氧回收率的有关能耗来大大补偿，就像现有技术中的方法那样。令人惊奇的是，已经发现，在运行的条件范围内，通过一般的PSA法生产所需要的氧气，并不是这种情况。这样，在排空步骤期间，并流下流降低了排空步骤的起始压力，降低了离开床的废气流的平均有效压力，在两个废气除去步骤中，降低了离开床的总废气的平均有效压力，因此，就降低了进入废气鼓风机的吸入端的废气的平均有效压力。降低废气的平均有效压力就大大地补偿废气摩尔数的降低，从而就增加了将废气加压到用于排放的环境压力所要求的工作总量。由于在本发明的实施中降低了产品的回收率，这就大大的补偿了压缩增加的原料气所需要增加的工作量。
如果氮气的选择性吸附过程是在较低的吸附压力，即在上述优选的范围内的吸附压力下进行，本发明实施中能量的事实上的削减和氧气产品回收率及BSF的降低就会令人惊奇地出现。在上述的范围之外，特别是较高的吸附压力，排除并流下流步骤仍然将会削减BSF，但是不会削减能量，实际上会增加方法对能量的需求。这与本技术领域中一般预期相符合。这样，才有当所采用的吸附和解吸压力在通常优选的范围时，排除并流下流步骤削减能耗的惊人效果。如上所述，超过大气压的吸附压力一般为约100-160KPa，而较低的低于一个大气压的解吸压力一般为约20-70KPa，特定的压力与在某一给定的应用中所采用的吸附材料有关。
表1的结果表明，尽管降低了氧的回收率，但是从本发明的均压循环切换到用部分产品气加压缩环，在削减能量和BSF方面产生了积极结果。在吸附和解吸压力值下，即在情况1和2中，压力为144.8-34.5KPa和在情况3和4中，压力为140-50KPa值下，出现了这种有利的结果。
如上所述，从空气中生产氧气，产品的回收率几乎毫无意义，因为原料随处可得，通过空气分离生产氧气的情况几乎是独特的。这样，排除并流下流步骤和降低能耗的惊人效果独特地应用于通过VPSA法，使用优选范围的压力条件从空气中生产氧气。在PSA技术领域中，尤其是在采用非常希望的PSA方法分离空气生产氧的总的现实性中，能耗是一显著的因素的情况下，这代表着一种显著的进步。

Claims (19)

1．一种改进的用于从空气中生产氧的变压吸附方法，该方法是在吸附系统中进行的，该系统至少包含一个装有吸附剂的吸附床，该吸附剂能将空气中的氮气作为易吸附组分选择性的吸附，按一个循环计，每个吸附床进行的工艺程序由下述步骤组成：
(a)将原料空气通入吸附床的加料端，使吸附床从一中间压力提高到超过大气压力的吸附压力，其值为100KPa-160KPa，上述原料空气中的氮气被选择性地吸附；
(b)将附加量的原料空气通入处于超过大气压力的吸附压力的吸附床的加料端，从上述原料空气中选择性地吸附氮气，同时从吸附的产品端回收氧气；
(c)从吸附床的加料端释出氮气，使吸附床逆流减压；
(d)从吸附床的加料端排出氮气，使吸附床排空到一较低的低于一个大气压的解吸压力，上述较低的低于一个大气压的解吸压力为20KPa-70KPa；
(e)将产品氧气引入处于上述较低的低于一个大气压的解吸压力的吸附床的产品端，作为产品清洗气，从床的产品端置换氮气，从吸附床的加料端排出含氮气的废气流，继续这样引入产品清洗气，直到高浓度的氧气进入废气流不久前为止；和
(f)将产品氧气通入吸附床的产品端，以保证从该床的产品端置换出氮气，并使该床中的压力从低于一个大气压的较低解吸压力提高到一中间压力，由此以低的能耗和提高的总效率回收氧。
2．按权利要求1的方法，其中中间压力为超过大气压的吸附压力的70％或低于此值。
3．按权利要求1的方法，其中回收的产品氧气的纯度为90％-95.6％。
4．按权利要求1的方法，其中吸附剂材料包括LiX型沸石，上述的超过大气压力的吸附压力为110KPa-160KPa，而上述的较低的低于一个大气压力的解吸压力为30KPa-50KPa。
5．按权利要求1的方法，其中吸附剂材料包括NaX型沸石，上述的超过大气压力的吸附压力为120KPa-160KPa，而上述较低的低于一个大气压力的解吸压力为40KPa-70KPa。
6．按权利要求1的方法，其中吸附剂材料包括CaX型沸石，上述的超过大气压力的吸附压力为100KPa-120KPa，而上述较低的低于一个大气压力的解吸压力为20KPa-35KPa。
7．按权利要求1的方法，其中吸附系统包含一个吸附床。
8．按权利要求1的方法，其中吸附系统包含两个吸附床。
9．按权利要求1的方法，其中吸附系统包含三个或三个以上的吸附床。
10．按权利要求8的方法，其中逆流减压步骤在一个床终止，同时将产品氧气通入另一个床的产品端，以提高该床的压力，达一中间压力时终止。
11．按权利要求9的方法，其中吸附系统包含三个吸附床，逆流减压步骤在一个床终止，同时将产品氧气通入另一个床的产品端，使该床的压力提高到一中间压力时终止。
12．按权利要求8的方法，其中步骤(c)在一个床终止时，同时步骤(e)在另一个床终止。
13．按权利要求8的方法，其中步骤(b)在一个床终止时，同时在另一个床终止步骤(f)。
14．按权利要求8的方法，其中在一个床终止步骤(b)时，同时在另一个床进行步骤(a)期间的压力达到一个大气压力。
15．按权利要求9的方法，其中吸附系统包括三个吸附床，在一个床终止步骤(c)时，同时在系统的另一个床中终止步骤(e)，在每个床中步骤(d)和(e)的总时间是每个中步骤(a)-(f)的工艺程序循环总时间的1/3。
16．按权利要求9的方法，其中吸附系统包括三个床，在一个床终止步骤(c)时，同时在另一个床终止步骤(e)，在每个床中步骤(a)和(b)的总时间是每个床中步骤(a)-(f)的工艺程序循环总时间的1/3。
17．按权利要求9的方法，其中吸附系统包括三个吸附床，在一个床中终止步骤(b)时，同时在另一个床中步骤(a)在进行期间的压力达到一个大气压力，在每个床中步骤(a)和(b)的总时间为每个床中步骤(a)-(f)的工艺程序循环总时间的1/3。
18．按权利要求9的方法，其中吸附系统包括三个吸附床，在一个床中终止步骤(b)时，同时在另一个床终止步骤(e)，步骤(b)和步骤(a)中超过大气压的部分的总时间是总循环时间的1/3。
19．按权利要求9的方法，其中吸附系统包括三个吸附床，在一个床中终止步骤(b)时，同时在另一个床中在步骤(a)进行期间的压力达到一个大气压力，步骤(b)和步骤(a)中的超过大气压力部分是总循环时间的1/3。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102858427A (zh) * 2010-03-16 2013-01-02 林德股份公司 医院中的氧气生成

Families Citing this family (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2148773C (en) * 1994-05-12 1999-08-17 Scott Jeffrey Weigel Gas separation with lithium-containing zsm-2 metallosilicates
US5565018A (en) * 1995-07-12 1996-10-15 Praxair Technology, Inc. Optimal pressure swing adsorption refluxing
US5656068A (en) * 1996-02-29 1997-08-12 Praxair Technology, Inc. Large capacity vacuum pressure swing adsorption process and system
US5702504A (en) * 1996-03-07 1997-12-30 Praxair Technology, Inc. Vacuum pressure swing adsorption process
US5827358A (en) * 1996-11-08 1998-10-27 Impact Mst, Incorporation Rapid cycle pressure swing adsorption oxygen concentration method and apparatus
US5871565A (en) * 1997-01-15 1999-02-16 Praxair Technology, Inc. Vacuum/pressure swing adsorption (VPSA) for production of an oxygen enriched gas
US5882380A (en) * 1997-05-14 1999-03-16 Air Products And Chemicals, Inc. Pressure swing adsorption process with a single adsorbent bed
FR2764205B1 (fr) * 1997-06-09 1999-07-16 Air Liquide Dispositif et procede psa de separation d'un melange gazeux
FR2767717B1 (fr) * 1997-08-28 1999-10-01 Air Liquide Granulometrie et epaisseur de lit d'une unite psa
US5888265A (en) * 1997-12-22 1999-03-30 Praxair Technology, Inc. Air separation float glass system
US5997611A (en) * 1998-07-24 1999-12-07 The Boc Group, Inc. Single vessel gas adsorption system and process
US6102985A (en) * 1998-11-25 2000-08-15 Air Products And Chemicals, Inc. Pressure swing adsorption process and system with dual product storage tanks
US6096115A (en) * 1998-11-25 2000-08-01 Air Products And Chemicals, Inc. Pressure swing adsorption process and system utilizing two product storage tanks
US6146447A (en) * 1998-11-25 2000-11-14 Air Products And Chemicals, Inc. Oxygen generation process and system using single adsorber and single blower
US6183538B1 (en) 1999-02-09 2001-02-06 Air Products And Chemicals, Inc. Pressure swing adsorption gas flow control method and system
US6156101A (en) * 1999-02-09 2000-12-05 Air Products And Chemicals, Inc. Single bed pressure swing adsorption process and system
US6245127B1 (en) 1999-05-27 2001-06-12 Praxair Technology, Inc. Pressure swing adsorption process and apparatus
US6425938B1 (en) * 2000-11-01 2002-07-30 Air Products And Chemicals, Inc. Single bed pressure swing adsorption process
US6511526B2 (en) 2001-01-12 2003-01-28 Vbox, Incorporated Pressure swing adsorption gas separation method and apparatus
US6471744B1 (en) 2001-08-16 2002-10-29 Sequal Technologies, Inc. Vacuum-pressure swing absorption fractionator and method of using the same
CN100372757C (zh) * 2004-06-11 2008-03-05 成都天立化工科技有限公司 一种改进的两段变压吸附制富氧方法
CN100340323C (zh) * 2004-06-11 2007-10-03 成都天立化工科技有限公司 一种改进的一段变压吸附气体分离方法
CN100372758C (zh) * 2004-06-11 2008-03-05 成都天立化工科技有限公司 一种改进的两段变压吸附制富氧方法
US7954490B2 (en) 2005-02-09 2011-06-07 Vbox, Incorporated Method of providing ambulatory oxygen
US7381244B2 (en) * 2005-08-03 2008-06-03 Air Products And Chemicals, Inc. Apparatus and process for air cleaning
CN101549240B (zh) * 2009-04-23 2011-05-04 天津大学 含二氧化碳置换的变压吸附浓缩煤层气甲烷方法
EP2456541A4 (en) 2009-07-22 2013-03-06 Vbox Inc PROCESS FOR OXYGEN SEPARATION AND DISTRIBUTION
WO2011139894A1 (en) * 2010-05-05 2011-11-10 Linde Aktiengesellschaft Method and apparatus for making a high purity gas
DE102010048774A1 (de) 2010-10-16 2012-04-19 Linde Aktiengesellschaft Vakuum-Druckwechseladsorptionsprozess
US9782715B2 (en) 2014-12-30 2017-10-10 Pacific Consolidated Industries, Llc Load following single bed reversing blower adsorption air separation system
US9638136B2 (en) 2015-02-21 2017-05-02 Philip Owen Jung High thermal efficiency six stroke internal combustion engine with heat recovery
JP6661170B2 (ja) * 2016-05-11 2020-03-11 コフロック株式会社 ガス分離装置
CN110559799B (zh) * 2019-06-27 2022-06-10 杨皓 一种改进的变压吸附逆放气、吹扫气、顺放气、抽空气回收工艺

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1035442A (zh) * 1987-12-29 1989-09-13 联合碳化公司 用于气体分离的改进的变压吸附过程和系统
EP0451677A2 (en) * 1990-04-10 1991-10-16 Air Products And Chemicals, Inc. Vacuum swing adsorption process for production of 95+% N2 from ambient air
EP0461478A1 (en) * 1990-05-30 1991-12-18 Praxair Technology, Inc. Improved air separation pressure swing adsorption process
EP0548755A1 (en) * 1991-12-20 1993-06-30 Air Products And Chemicals, Inc. Nitrogen adsorption with a Ca and/or Sr exchanged lithium X-zeolite

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2944627A (en) * 1958-02-12 1960-07-12 Exxon Research Engineering Co Method and apparatus for fractionating gaseous mixtures by adsorption
BE593866A (zh) * 1959-09-25
BE603202A (zh) * 1960-04-29
US3280536A (en) * 1963-07-30 1966-10-25 Exxon Research Engineering Co Method for providing an oxygen-enriched environment
US3313091A (en) * 1963-11-04 1967-04-11 Exxon Research Engineering Co Vacuum cycle adsorption
US3430418A (en) * 1967-08-09 1969-03-04 Union Carbide Corp Selective adsorption process
US3738087A (en) * 1971-07-01 1973-06-12 Union Carbide Corp Selective adsorption gas separation process
GB1449864A (en) * 1973-10-24 1976-09-15 Boc International Ltd Adsorption system
US3922149A (en) * 1974-01-30 1975-11-25 Garrett Corp Oxygen air enrichment method
GB1529701A (en) * 1975-01-02 1978-10-25 Boc International Ltd Oxygen enriched air
US4222750A (en) * 1976-08-16 1980-09-16 Champion Spark Plug Company Oxygen enrichment system for medical use
JPS5399091A (en) * 1977-02-10 1978-08-30 Osaka Sanso Kougiyou Kk Method of concentrating oxygen gas
US4194891A (en) * 1978-12-27 1980-03-25 Union Carbide Corporation Multiple bed rapid pressure swing adsorption for oxygen
US4359328A (en) * 1980-04-02 1982-11-16 Union Carbide Corporation Inverted pressure swing adsorption process
US4534346A (en) * 1983-03-15 1985-08-13 Guild Associates, Inc. Pressure swing cycle for the separation of oxygen from air
US4539020A (en) * 1983-07-10 1985-09-03 Kawasaki Steel Corporation Methods for obtaining high-purity carbon monoxide
US4561865A (en) * 1983-11-01 1985-12-31 Greene & Kellogg, Inc. Single bed pressure swing adsorption gas separation system
US4599094A (en) * 1985-03-07 1986-07-08 Union Carbide Corporation Enhanced pressure swing adsorption processing
US4685939A (en) * 1985-03-19 1987-08-11 Air Products And Chemicals, Inc. Production of oxygen enriched air
JPS61266302A (ja) * 1985-05-17 1986-11-26 Seitetsu Kagaku Co Ltd 濃縮酸素回収方法
US4705541A (en) * 1987-02-12 1987-11-10 Air Products And Chemicals, Inc. Production of mixed gases of controlled composition by pressure swing adsorption
CA1325182C (en) * 1987-12-29 1993-12-14 Union Carbide Corporation Pressure swing adsorption process
US4892565A (en) * 1987-12-29 1990-01-09 Air Products And Chemicals, Inc. Adsorptive separation utilizing multiple adsorption beds
US4892566A (en) * 1989-03-22 1990-01-09 Airsep Corporation Pressure swing adsorption process and system
US5042994A (en) * 1990-05-25 1991-08-27 Union Carbide Industrial Gases Technology Corporation Control of pressure swing adsorption operations
US5248322A (en) * 1992-10-01 1993-09-28 Air Products And Chemicals, Inc. Depressurization effluent repressurized adsorption process
US5354346A (en) * 1992-10-01 1994-10-11 Air Products And Chemicals, Inc. Purge effluent repressurized adsorption process

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1035442A (zh) * 1987-12-29 1989-09-13 联合碳化公司 用于气体分离的改进的变压吸附过程和系统
EP0451677A2 (en) * 1990-04-10 1991-10-16 Air Products And Chemicals, Inc. Vacuum swing adsorption process for production of 95+% N2 from ambient air
EP0461478A1 (en) * 1990-05-30 1991-12-18 Praxair Technology, Inc. Improved air separation pressure swing adsorption process
EP0548755A1 (en) * 1991-12-20 1993-06-30 Air Products And Chemicals, Inc. Nitrogen adsorption with a Ca and/or Sr exchanged lithium X-zeolite

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102858427A (zh) * 2010-03-16 2013-01-02 林德股份公司 医院中的氧气生成
CN102858427B (zh) * 2010-03-16 2015-11-25 林德股份公司 医院中的氧气生成

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Publication number Publication date
JP3172646B2 (ja) 2001-06-04
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CN1107750A (zh) 1995-09-06
EP0654439B1 (en) 1998-05-20
EP0654439A1 (en) 1995-05-24
JPH07185247A (ja) 1995-07-25
CA2135942A1 (en) 1995-05-18

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