CN115151332A - 便携式氧气浓缩器 - Google Patents

便携式氧气浓缩器 Download PDF

Info

Publication number
CN115151332A
CN115151332A CN202180016196.1A CN202180016196A CN115151332A CN 115151332 A CN115151332 A CN 115151332A CN 202180016196 A CN202180016196 A CN 202180016196A CN 115151332 A CN115151332 A CN 115151332A
Authority
CN
China
Prior art keywords
region
sieve bed
sieve
oxygen concentrator
sorbent material
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202180016196.1A
Other languages
English (en)
Inventor
A·柯伯
D·A·怀特彻
B·E·迪克松
J·T·多伦斯基
R·W·默多克
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Koninklijke Philips NV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Koninklijke Philips NV filed Critical Koninklijke Philips NV
Publication of CN115151332A publication Critical patent/CN115151332A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M16/00—Devices for influencing the respiratory system of patients by gas treatment, e.g. mouth-to-mouth respiration; Tracheal tubes
    • A61M16/10—Preparation of respiratory gases or vapours
    • A61M16/1005—Preparation of respiratory gases or vapours with O2 features or with parameter measurement
    • A61M16/101—Preparation of respiratory gases or vapours with O2 features or with parameter measurement using an oxygen concentrator
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • B01D53/04—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
    • B01D53/0407—Constructional details of adsorbing systems
    • B01D53/0423—Beds in columns
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • B01D53/04—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
    • B01D53/047—Pressure swing adsorption
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
    • B01D2253/10—Inorganic adsorbents
    • B01D2253/106—Silica or silicates
    • B01D2253/108—Zeolites
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
    • B01D2253/10—Inorganic adsorbents
    • B01D2253/106—Silica or silicates
    • B01D2253/108—Zeolites
    • B01D2253/1085—Zeolites characterized by a silicon-aluminium ratio
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2256/00—Main component in the product gas stream after treatment
    • B01D2256/12—Oxygen
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/10—Single element gases other than halogens
    • B01D2257/102—Nitrogen
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2259/00—Type of treatment
    • B01D2259/45—Gas separation or purification devices adapted for specific applications
    • B01D2259/4533—Gas separation or purification devices adapted for specific applications for medical purposes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2259/00—Type of treatment
    • B01D2259/45—Gas separation or purification devices adapted for specific applications
    • B01D2259/4541—Gas separation or purification devices adapted for specific applications for portable use, e.g. gas masks

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Emergency Medicine (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Anesthesiology (AREA)
  • Pulmonology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)

Abstract

提供了一种便携式氧气浓缩器。该便携式氧气浓缩器包括筛床，该筛床包括入口和出口；与入口相邻的吸附剂材料的第一区域；以及与出口相邻的吸附剂材料的第二区域。吸附剂材料的第一区域和吸附剂材料的第二区域包括吸附剂材料珠滴。第一区域包括第一尺寸的珠滴，并且第二区域包括第二尺寸的珠滴，第二尺寸大于第一尺寸。

Description

便携式氧气浓缩器
技术领域
本公开涉及便携式氧气浓缩器以及从空气中浓缩氧气的方法。
背景技术
对于氧气的按需供应，已开发了商业解决方案(所谓的氧气浓缩器)作为治疗方法来给予氧气。便携式氧气浓缩器(POC)允许改进COPD患者的移动。这些系统在高产品纯度下需要低尺寸、低重量以及长电池使用时间(低能耗)。便携式氧气浓缩器的筛床尺寸(以及在筛床中使用的活性材料的量)已变得越来越小。这导致筛床变得对杂质吸收更加灵敏，并且由此导致性能损失。例如，氧气浓缩器中使用的典型吸附剂(诸如锂交换沸石(lilLSX分子筛)对污染物(例如，大气湿度)敏感，污染物可能导致吸附剂优先吸附氮的能力下降。便携式浓缩器还经常用于间歇使用方案中，间歇使用方案已被标识为导致性能的额外损失。如美国专利号8,894,751和9,592,360中所示，通过添加材料(诸如活性氧化铝)的防护层、和通过简单地使得筛床在本领域中容易替换，已尝试解决越来越小的筛床的劣化速率。对于现有的系统来说，小型便携式氧气浓缩器中的筛床的寿命比设备所需的使用寿命要显著更短。
发明内容
如上所述，现有设备和方法的限制在于现有筛床与便携式氧气浓缩器的要求不兼容。因此，解决这些限制将是有价值的，因为需要改进筛床性能，导致对杂质较不灵敏，而且满足对便携式氧气浓缩器的非常有效的、有时是间歇的操作的需求。
因此，根据第一方面，提供了便携式氧气浓缩器，包括：
筛床，包括：
入口以及出口；
与入口相邻的吸附剂材料的第一区域；以及
与出口相邻的吸附剂材料的第二区域，
其中吸附剂材料的第一区域和吸附剂材料的第二区域包括吸附剂材料珠滴，并且其中第一区域包括第一尺寸的珠滴，并且第二区域包括第二尺寸的珠滴，第二尺寸大于第一尺寸。
通过使用如第一方面中所限定的筛床，便携式氧气浓缩器的性能被改进，因为N2容量损失相对于其它筛床配置降低。
在一些实施例中，第一区域包括筛孔直径比第二区域的珠滴的筛孔直径小的珠滴。
在一些实施例中，第一区域包括重量为至少10％的第一尺寸的珠滴。
在一些实施例中，第一区域和/或第二区域中的吸附剂材料包括沸石。
在一些实施例中，第一区域和第二区域中的沸石相同。
在一些实施例中，第一区域和第二区域中的一者或两者中的吸附剂材料包括LiLSX沸石。
在一些实施例中，第一区域中的吸附剂材料的量根据筛床的尺寸和便携式氧气浓缩器的预期用途而被确定。
在一些实施例中，第一区域的长度不超过筛床总长度的50％。
在一些实施例中，筛床是第一筛床，并且便携式氧气浓缩器包括与第一筛床并联连接的第二筛床。
在一些实施例中，便携式氧气浓缩器包括至少一个可切换吹扫阀，其适于控制第一筛床和第二筛床中的一者或两者的吹扫体积。
根据第二方面，提供了浓缩氧气的方法，方法包括：
使得含氧气体流过筛床，筛床包括吸附剂材料的第一区域和第一区域下游的吸附剂材料的第二区域，
其中吸附剂材料的第一区域和第二区域包括吸附剂材料颗粒，并且其中第一区域包括颗粒尺寸比第二区域的颗粒的颗粒尺寸小的颗粒。
在一些实施例中，筛床是第一筛床并且被并联连接至第二筛床，并且含氧气体流交替地流过第一筛床和第二筛床。
在一些实施例中，第二筛床与第一筛床相同。
在一些实施例中，第一筛床和第二筛床可在变压吸附过程中操作。
在一些实施例中，吸附剂材料包括LiLSX沸石。
根据上述方面和实施例，解决了现有技术的限制。具体地，相对于仅一种尺寸的颗粒的筛床的性能，以及相对于具有较大颗粒的防护层的筛床的性能，根据上述方面和实施例的筛床性能出乎意料地得到改进。具体地，筛床的寿命性能可以被延长并且氮气容量损失被减小。因此，提供了改进的便携式氧气浓缩器以及从空气中浓缩氧气的方法。
本公开的这些和其他方面、目的、特征和特性将参考以下描述的(多个)实施例、参考附图而变得明显并被阐明，所有附图形成本说明书的一部分，其中相同的附图标记在各个附图中表示对应的部分。然而，应当清楚地理解，附图仅用于例示和描述的目的，而不旨在作为本公开的限制的限定。
附图说明
现在将参考以下附图、仅以示例的方式描述示例性实施例，其中：
图1描绘了根据一个实施例的便携式氧气浓缩器；
图2描绘了根据一个实施例的分层筛床；
图3描绘了针对实施例与对照示例的根据操作小时的容量损失；
图4描绘了针对两个对照示例的根据使用时间的平方根的容量损失；
图5描绘了针对实施例与两个对照示例的根据操作小时的容量损失；以及
图6描绘了针对实施例与对照示例的根据操作小时的容量损失。
具体实施方式
除非另有限定，否则本文所使用的所有技术和科学术语具有与本公开主题所属领域的普通技术人员通常理解的相同含义。尽管与本文所述的那些类似或等同的任何方法、设备和材料可以被用于实践或测试当前公开的主题，但现在描述代表性的设备、方法和材料。
除非上下文另有明确说明，否则如本文所使用的，单数形式的“一(a)”、“一个(an)”和“所述(the)”包括复数指代。
除非另外指明，否则说明书和陈述中使用的表示数量、性质等的所有数字应被理解为在所有情况下均由术语“约”修饰。因此，除非有相反的指示，否则本说明书和陈述中阐述的数值参数是近似值，其可以根据本公开主题寻求获得的所需性质而变化。
如本文所使用的，术语“约”在指代重量、时间、体积、浓度或百分比的值或量时，意在涵盖在一些实施例中±20％，在一些实施例中±15％，在一些实施例中±10％，在一些实施例中±5％，在一些实施例中±1％，在一些实施例中±0.5％以及在一些实施例中±0.1％与指定量的变化，因为此类变化适于执行所公开的发明。
除非另有说明，否则本文的所有测量均在标准条件下测量。除非另外说明，否则本文提及的所有测量值是指平均值。
如本文所使用的，范围可以被表示为从“约”一个特定值和/或至“约”另一特定值。还应当理解，本文公开了许多值，并且除了该值本身之外，本文还将每个值公开为“约”该特定值。例如，如果值“10”被公开，则还公开了“约10”。还应当理解，还公开了两个特定单位之间的每个单位。例如，如果公开了10和15，则还公开了11、12、13和14。
如本文所使用的，术语“包括”具有开放的含义，其允许存在其它未指定的特征。该术语包括但不限于半封闭术语“基本上由...组成”和封闭术语“由...组成”。除非上下文另有说明，否则术语“包括”可以利用“基本上由...组成”或“由...组成”代替。
如本文所使用的，术语“吸附剂材料”和“筛材料”可互换使用，并且通常指代能够吸附氮气，以将其从流过材料的气流中去除的颗粒材料或粒状材料。在一些实施例中，吸附剂材料或筛材料可以是分子筛材料。在一些实施例中，吸附剂材料或筛材料包括沸石。
如本文所使用的，术语“颗粒”、“珠滴”、“粒度”和“珠滴尺寸”通常指代吸附剂材料的物理形式，例如吸附剂筛材料的物理形式，并且不仅涵盖具有限定直径的球形(或近似球形)颗粒，而且涵盖具有限定最小主轴的椭圆体颗粒，并且还涵盖具有限定直径的吸附剂筛材料的近似圆柱形粒料。换言之，关于“颗粒尺寸”或“珠滴尺寸”的“尺寸”指代例如近似球形颗粒或珠滴的直径，或圆柱形颗粒的直径。如本文所使用的，“d50”指代其中50％(通常按重量计)的颗粒分布具有较小尺寸，并且50％的颗粒分布具有较大尺寸的颗粒尺寸，即，中值颗粒尺寸。如本文所使用的，“d90”指代其中90％(通常按重量计)的颗粒分布具有较小尺寸，并且10％的颗粒分布具有较大尺寸的颗粒尺寸。颗粒直径可以通过筛选分析来确定，例如根据ASTM C136/C136M和/或ASTM E11的筛选分析来确定。颗粒或珠滴尺寸可以是基于光学特征的数均直径，该光学特征例如是基于测量颗粒样本中每个单独颗粒的最长端到端尺寸或最短端到端尺寸的图像分析。
通常，氧气可以在氧气浓缩器中通过被称为变压吸附(PSA)的方法从空气中吹扫。氧气浓缩器通常由填充有分子筛材料(例如，沸石)的管构成，形成筛床。通过PSA过程操作的氧气浓缩器通常具有并联连接的两个筛床。沸石材料优选吸附氮气而不是氧气或氩气。当加压空气流过其中一个筛床时，通过从流中去除大部分氮气分子，该属性可以被用于产生富含氧和/或氩的产物气流。环境空气由约78.09％的氮气、约20.95％的氧气、0.93％的氩气、约0.039％的二氧化碳和痕量的包括水蒸气的其它气体组成。如果从空气中去除大部分氮气，则所得产物气体将为约95.58％氧气和约4.24％氩气。
通常，在达到氮气吸附平衡、并且氮气开始通过筛床的氧气出口离开之前，单管吸附剂材料(筛床)在任何固定压力和温度下具有有限的氮气吸附容量，因此降低了氧气浓缩过程的有效性。在达到该点之前不久，制氧切换至第二床，同时第一床耗尽其压力并在环境条件下再生至平衡。该过程在两个床之间来回连续，以向患者提供几乎连续的富氧气流。
吸附剂的降解通常由水分子驱动，该水分子在变压吸附过程的操作期间、或在由于外部环境空气的泄漏而导致的关机时间期间进入系统。这些水分子最终可以键合到沸石上的通常用于吸附氮气的吸附位点。水分子还能够在系统的关机或空闲时间期间沿着筛床的长度向下扩散，并且正是该关机时间扩散在便携式氧气浓缩器市场中变得越来越重要。随着用于PSA循环的阀、筛材料和压缩机的技术以及制造能力的不断进步，以及对更小和更轻的便携式浓缩器的需求的不断增长，需要继续使得整个氧气浓缩器设备小型化。这通常导致越来越小的吸附剂床(筛床)，其具有越来越易于降解的更低的床尺寸因子(所使用的吸附剂的量与氧气输出的比率)。这些便携式设备还比更大的浓缩器或更大的气体分离设备更间歇地使用，从而导致空闲时间与操作时间的比例更高。
如上所述，本文提供了解决了当前便携式氧气浓缩器和方法的一些问题的、改进的便携式氧气浓缩器以及用于浓缩氧气的方法。
在一些实施例中，便携式氧气浓缩器是变压吸附便携式氧气浓缩器。在一些实施例中，便携式氧气浓缩器包括并联连接的两个筛床。
图1图示了根据一个实施例的便携式氧气浓缩器100。
氧气浓缩器100可以克服现有系统的一些或全部缺点。通常，PSA循环包括五个步骤。这些步骤包括加压、制氧、平衡、放空(排气)和吹扫。以下是使用中的氧气浓缩器100的描述，从筛床102a被加压开始。
加压：压缩机104借助打开的进气阀106a将空气供给到筛床102a，从而增加其压力，导致氮气从气流中被吸附出来，使得经纯化的氧气流在氮气吸附区之前前进。当筛床102a中增加的压力超过产物罐108中存储的氧气的压力时，止回阀110a打开。注意，排气阀112a(用于从筛床102a排出空气压力)闭合，进气阀106b闭合，止回阀110b由于筛床102b低压而闭合，并且排气阀112b(用于从筛床102b排出空气压力)打开。在一些实施例中，进气阀106a和排气阀112a通过将筛床102a连接到压缩机104和环境空气的单个三通阀代替。进气阀106b和排气阀112b可以类似地由单个三通阀代替。
制氧：压缩机104继续将空气供给至筛床102a，这导致氮气吸附区朝向床流动路径的氧气端前进，同时推动经纯化的氧气通过打开的止回阀110a进入产物罐108中。在一些实施例中，产物罐108是用作压力缓冲器的气体存储罐，以帮助提供相对稳定的富氧气体源，以将富氧气体输送到患者。在一些实施例中，氧气浓缩器不包括气体存储罐，并且富氧气体被直接输送到患者。制氧步骤应在氮气吸附区到达床的氧气出口之前结束，以防止氮气离开筛床并流入产物罐108中，氮气离开筛床并流入产物罐108中将降低所存储的待提供给患者的氧气的纯度。
平衡：在制氧步骤结束时，筛床102a被加压到接近其最大循环压力，并且筛床102b接近大气压力。在前两个步骤中去除的氮气分子仍然主要吸附在筛材料内。仅将这种加压气体排放到大气中将浪费大量能量来加压下一步骤中所需的更多环境空气。因此，为了回收这些能量中的一些，在筛床的氧气出口处，排气阀112b闭合并且可切换吹扫阀114a和114b同时打开一段短的时间，以使得两个床之间的压力均衡。这样，需要较少的能量来加压筛床102b中的新空气。在筛床102a和102b之间具有主动吹扫阀114a和114b允许吹扫体积适于产物输出流的范围。在平衡步骤的中途，空气供给从进气阀106a切换到进气阀106b。
放空：为了将剩余的加压气体从筛床102a排到大气中以允许沸石吸附筛床102a中的过量氮气，排气阀112a打开。
吹扫：每当一个床中的压力低于另一个床中的压力时，小流量的富氧气体从较高压力床的氧气出口经由氧气罐108分别流动通过吹扫孔口116和主动吹扫阀114a或114b中的一个，流入较低压力床的氧气出口中，较低压力床被排放，以将过量氮气从该床吹扫出到大气。在这种情况下，筛床102a使用来自筛床102b的富氧流吹扫。吹扫步骤被用于清除筛床102a中的过量氮气，否则该过量氮气将被再次吸附，从而降低后续循环的空气分离能力。
两个筛床串联工作，一个床在循环的加压或制氧侧，而另一床在循环的放空或吹扫侧。在下一半循环期间，两个床切换步骤来产生几乎稳定的富氧气体流。在一些实施例中，入口过滤器(未示出)可以被用于在进入设备之前，滤除空气中的较大颗粒。在一些实施例中，当筛床102a的压力超过产物罐压力时，止回阀110a可以被用于允许所生成的富氧气体流入产物罐108中。在一些实施例中，当筛床102b的压力超过产物罐压力时，止回阀110b可以被用于允许所生成的富氧气体流入产物罐108中。在一些实施例中，可以使用患者输送阀118。例如，在通常在较大的固定单元上发现的恒定流量浓缩器中，患者输送阀118可以是针阀，针阀控制通过患者设置的转子流量计的稳定流量(由透明管中的浮动球示出的流量)。在一些实施例中，患者输送阀118可以是由患者呼吸检测电路控制的直接作用电磁阀，以在每次呼吸开始时根据单元的流量设置来输送指定的脉冲丸体积。患者过滤器(例如，精细过滤介质；未示出)在一些实施例中可以被用来向患者提供几乎无颗粒的氧气的清洁流。
如上所述，水蒸气分子以甚至比氮气分子更高的键合强度吸附到筛材料。水分子的键合强度可以足够强，使得一些水蒸气分子将被不可逆地吸附到筛材料，直到达到污染筛床流动路径的入口端处的筛材料的稳定状态吸附(在供给期间流入的水分子等于在放空和吹扫期间吹扫的水分子)。由于水分子的高极性值，它们将不仅粘附到潜在的氮气吸附位点，而且粘附到入口端附近的其它表面，当初始稳态吸附发展时，这些表面将不可用于氮气吸附。
当PSA循环运行时，流入和流出筛床的气流大大阻碍水进一步沿床向下扩散。然而，在气体不流动的非使用时段期间，没有什么阻止水分子从下游较弱吸附表面自然扩散到可用于氮气吸附的较强吸附位点，从而污染更大长度的床。下一次PSA循环开始时，筛床不再以循环稳态开始，因为来自床入口端的一些水分子损失扩散到下游。因此，在每次重新启动之后，形成新的稳态，具有更长的水污染区。
图2图示了根据解决了这些限制中的一些或全部的一个实施例的便携式氧气浓缩器的筛床200。在一些实施例中，作为筛床102a和/或筛床102b并入便携式氧气浓缩器100中的筛床200包括壳体202，壳体202被配置为保持用于从进入的环境空气中去除氮气的吸附剂材料。筛床200包括吸附剂材料的第一区域204a和吸附剂材料的第二区域204b，这将在后面描述。在一些实施例中，筛床200包括入口和出口，入口被配置为引导含氧气体流进入筛床200中，其中吸附剂材料的第一区域邻近入口，出口被配置为引导富氧气体流在流过筛床200内的筛材料之后离开筛床200，其中吸附剂材料的第二区域邻近出口。因此，可以认为吸附剂材料的第一区域204a在吸附剂材料的第二区域204b的上游。在一些实施例中，在筛床200(包含筛材料)内存在封闭端逆流通道，其使得富氧出口流返回到与入口气体最初流入的相同端。在一些实施例中，入口和出口可以位于筛床200的不同端上(例如，在相对的端上)。在一些实施例中，筛材料由位于或朝向壳体202的封闭端的加载弹簧206压缩。在图2的示例中，弹簧206被定位在筛床200的加压部分的外部，以最小化死区空间(筛床200内部没有吸附剂材料的空间)。过滤器208和210用于将吸附剂材料保持在筛床200的加压部分内。
筛床200包括吸附剂材料的第一区域204a和吸附剂材料的第二区域204b，其中吸附剂材料的第一区域204a邻近入口，并且吸附剂材料的第二区域204b邻近出口。在一些实施例中，第一区域204a可以被认为是防护层，而第二区域204b充当主筛床。在一些实施例中，在吸附剂材料的第一区域和吸附剂材料的第二区域204a和204b之间提供过滤器或多孔膜。在一些实施例中，在吸附剂材料的第一区域和第二区域204a和204b之间没有物理分离。
吸附剂材料的第一区域和第二区域204a和204b区域包括吸附剂材料珠滴，其中第一区域包括第一尺寸的珠滴212，并且第二区域包括第二尺寸的珠滴214，第二尺寸大于第一尺寸。为了避免疑问，图2中的相对于彼此和相对于筛床200的整体尺寸描绘的珠滴212和214的尺寸将被理解为仅是示意性的，没有从图中得出相对或绝对尺寸的结论。本发明人意外地发现，相对于第二区域204b(例如主筛床)中的吸附剂材料颗粒的直径，使得第一区域204a(例如防护层)的吸附剂材料颗粒具有较小直径，筛床性能的劣化速率可以被显著减慢。
在一些实施例中，珠滴为近似球形。在一些实施例中，第一区域204a包括吸附剂材料的珠滴212，其筛孔直径小于第二区域204b的吸附剂材料的珠滴214的筛孔直径。在一些实施例中，珠滴是大致圆柱形的、并且也可以被称为粒料。在一些实施例中，吸附剂材料的第一区域204a包括直径比第二区域204b的吸附剂材料的大致圆柱形粒料的直径小的大致圆柱形粒料。为了避免疑问，本文提及的珠滴直径或粒料直径是指本体材料的直径，而不是指吸附剂材料的任何孔径。
用于氧气浓缩器的吸附剂材料是本领域已知的并且包括分子筛或沸石，沸石可以是天然或合成沸石。这样的吸附剂材料从空气中选择性地吸附氮气，从而使得流过氧气浓缩器的筛床的气体的氧气含量富集。在一些实施例中，第一和第二区域中的一者或两者中的吸附剂材料包括氮选择性吸附剂材料。在一些实施例中，第一和第二区域中的一者或两者中的吸附剂材料包括氮选择性沸石分子筛。在一些实施例中，第一和第二区域中的一者或两者中的吸附剂材料包括低二氧化硅沸石。合适的吸附剂材料的示例包括低二氧化硅八面沸石(LSX)、及其锂交换形式(LiLSX)、以及与其它金属(诸如钙、锶、钴、铜、铬、铁、锰、镍和银)交换的沸石X和LSX。也可以使用A型沸石(林德A型)材料。
在一些实施例中，第一区域204a包括重量至少10％的第一尺寸的珠滴212，例如重量至少20％的第一尺寸的珠滴，例如重量至少30％，例如重量至少40％，例如重量至少50％的第一尺寸的珠滴。在这些实施例中，构成吸附剂材料的余量的材料可以包括第二尺寸214的珠滴，即，与筛床的第二区域204b中存在的珠滴相同的珠滴。
在一些实施例中，第一区域204a和/或第二区域204b中的吸附剂材料包括沸石。在一些实施例中，第一和第二区域中的沸石是相同的。在一些实施例中，第一和第二区域中的一者或两者中的吸附剂材料包括LiLSX沸石。
可以部分地由其中并入筛床的氧气浓缩器的性能要求，来确定在第一区域204a和第二区域204b中使用的吸附剂材料的确切组成和直径。
在一些实施例中，第一区域的吸附剂材料包括直径d50不大于约0.4mm的珠滴，而第二区域的吸附剂材料包括直径d50为至少0.5mm，例如至少0.6mm，例如至少0.7mm，例如至少0.8mm，例如至少0.9mm，例如约1mm的珠滴。在一些实施例中，第一区域的吸附剂材料包括直径d50不大于约0.3mm的珠滴，而第二区域的吸附剂材料包括直径d50为至少0.4mm，例如至少0.5mm，例如至少0.6mm，例如至少0.7mm，例如至少0.8mm，例如至少0.9mm，例如约1mm的珠滴。在一些实施例中，第一区域的吸附剂材料包括直径d50不大于约0.2mm的珠滴，而第二区域的吸附剂材料包括直径d50为至少0.3mm，例如至少0.4mm，例如至少0.5mm，例如至少0.6mm，例如至少0.7mm，例如至少0.8mm，例如至少0.9mm，例如约1mm的珠滴。
在一些实施例中，第一区域的吸附剂材料包括直径d90不大于约0.4mm的珠滴，而第二区域的吸附剂材料包括直径d90为至少0.5mm，例如至少0.6mm，例如至少0.7mm，例如至少0.8mm，例如至少0.9mm，例如约1mm的珠滴。在一些实施例中，第一区域的吸附剂材料包括直径d90不大于约0.3mm的珠滴，而第二区域的吸附剂材料包括直径d90为至少0.4mm，例如至少0.5mm，例如至少0.6mm，例如至少0.7mm，例如至少0.8mm，例如至少0.9mm，例如约1mm的珠滴。在一些实施例中，第一区域的吸附剂材料包括直径d90不大于约0.2mm的珠滴，而第二区域的吸附剂材料包括直径d90为至少0.3mm，例如至少0.4mm，例如至少0.5mm，例如至少0.6mm，例如至少0.7mm，例如至少0.8mm，例如至少0.9mm，例如约1mm的珠滴。
在一些实施例中，第一区域的吸附剂材料包括数均直径不大于约0.4mm的珠滴，而第二区域的吸附剂材料包括数均直径为至少0.5mm，例如至少0.6mm，例如至少0.7mm，例如至少0.8mm，例如至少0.9mm，例如约1mm的珠滴。在一些实施例中，第一区域的吸附剂材料包括数均直径不大于约0.3mm的珠滴，而第二区域的吸附剂材料包括数均直径为至少0.4mm，例如至少0.5mm，例如至少0.6mm，例如至少0.7mm，例如至少0.8mm，例如至少0.9mm，例如约1mm的珠滴。在一些实施例中，第一区域的吸附剂材料包括数均直径不大于约0.2mm的珠滴，而第二区域的吸附剂材料包括数均直径为至少0.3mm，例如至少0.4mm，例如至少0.5mm，例如至少0.6mm，例如至少0.7mm，例如至少0.8mm，例如至少0.9mm，例如约1mm的珠滴。
在一些实施例中，第一区域的吸附剂材料包括筛目尺寸为40×60的珠滴，而第二区域的吸附剂材料包括筛目尺寸为10×35的珠滴。在一些实施例中，第一区域的吸附剂材料包括筛目尺寸为40×50的珠滴，而第二区域的吸附剂材料包括筛目尺寸为18×35的珠滴。
在一些实施例中，第二区域204b(主筛床)中的吸附剂材料的珠滴尺寸由在零小时操作时所需的功率效率和O2产物纯度来确定，并且第一区域204a中的吸附剂材料的珠滴尺寸然后基于第二区域204b中的吸附剂材料的珠滴尺寸来选择。
在一些实施例中，第一区域204a的吸附剂材料具有适于吸附氮气分子和/或水分子但不吸附氧气分子的孔径。在一些实施例中，第二区域204b的吸附剂材料具有适于吸附氮气分子和/或水分子但不吸附氧气分子的孔径。在一些实施例中，第一区域204a的吸附剂材料和第二区域204b的吸附剂材料具有相同的孔径。具有这些要求的吸附剂材料9(诸如沸石)已知用于氧气浓缩器中，不需要进一步讨论。基于氧气浓缩器的操作要求来选择吸附剂材料(例如沸石)在本领域技术人员的知识范围内。合适的市售材料包括Arkema售卖的
Figure BDA0003809923980000131
Figure BDA0003809923980000132
范围的分子筛，包括
Figure BDA0003809923980000136
Revolution，
Figure BDA0003809923980000137
Efficiency，
Figure BDA0003809923980000138
5，
Figure BDA0003809923980000139
和
Figure BDA0003809923980000135
SXSDM，而US5,152,813和US5,417,957描述了用于从气体混合物中选择性地吸附氮气的其它X-沸石。
在一些实施例中，根据筛床200的尺寸和便携式氧气浓缩器的预期用途来确定第一区域204a中的吸附剂材料的量。在一些实施例中，第一区域204a或防护层中吸附剂材料的最佳量与第一区域204a中珠滴的尺寸、氧气浓缩器的操作参数(空气流入和压力)和筛床的最小预期/保证性能寿命相关。第一区域204a中防护层材料的最小量通常由浓缩器的所需寿命性能来确定。第一区域204a中的防护层材料的最大量通常受到由于第一区域204a中的压降增加而引起的附加功率损失的限制。
在氧气浓缩器的正常PSA操作期间，在供给半循环期间，杂质(例如水蒸气)被供给至筛床中。在几个小时的连续操作之后，在吹扫半循环期间，从筛床中吹扫出的水量与被供给到筛床中的水量大致相同，同时达到杂质均衡。此时，杂质已从供给侧进入筛床一定距离Lwater：对应量的筛床材料主要针对氧气浓缩过程失活。第一区域相对于第二区域的珠滴尺寸而减小的珠滴尺寸导致更快地达到均衡；它还导致Lwater的长度更短。
基于所选择的筛床几何形状(筛床的直径、体积和长度，以及第一区域中的珠滴尺寸)、供给阶段期间的产物流和平均PSA压力以及六个月后的水区域长度(Lwater)，可以推导出第一区域的防止活性水区域与在第二区域中的主材料发生(更强的)相互作用的最小长度。
通常利用珠滴直径低于1mm的活性材料来填充小尺寸的便携式氧气浓缩器的筛床。在该珠滴尺寸区域中，较小尺寸的珠滴显示出较低的吸附容量。因此，如果几何形状保持恒定，较长的防护层区将减小筛床容量。其次，较小尺寸的珠滴导致较高的空气阻力，即，筛床内单位长度的压降较高，结果导致空气压缩机的输入功率增大。
因此，在一些实施例中，为了在给定筛床尺寸下保持浓缩器所需的吸附容量(对于在零小时操作时所需的功率效率和O2产物纯度)，第一区域204a的长度不超过筛床总长度(即，第一区域204a和第二区域204b的总长度)的50％。在一些实施例中，第一区域204a的长度不超过筛床总长度的40％，例如不超过筛床总长度的30％，例如不超过筛床总长度的20％。在一些实施例中，第一区域204a的长度为筛床总长度(即，第一区域204a和第二区域204b的总长度)的5％至50％。在一些实施例中，第一区域204a的长度为筛床总长度的10％至40％，例如为筛床总长度的20％至30％，例如为筛床总长度的约25％。
根据第二方面，提供了浓缩氧气的方法，方法包括：
使得含氧气体流过筛床，筛床包括吸附剂材料的第一区域和第一区域下游的吸附剂材料的第二区域，
其中吸附剂材料的第一区域和第二区域包括吸附剂材料颗粒，并且其中所述第一区域包括颗粒尺寸比第二区域的颗粒的颗粒尺寸小的颗粒。
在一些实施例中，筛床是第一筛床并且被并联连接至第二筛床，并且含氧气体流交替地流过第一筛床和第二筛床。在一些实施例中，方法包括控制至少一个筛床和第二筛床中的一者或两者的吹扫体积，吹扫体积被输送至另一床。在这样的实施例中，方法是如上所述的变压吸附方法。
在一些实施例中，第一和/或第二筛床如本文所述。
在一些实施例中，方法在如本文所述的便携式氧气浓缩器上执行。
示例
现在将参考以下示例来描述本发明。应当理解，这些示例不以任何方式限制由所附权利要求限定的保护范围。
连续操作
为了证明减小的珠滴尺寸对便携式氧气浓缩器的连续操作的影响，执行以下测试。
整体条件：
在Φt＝0.66标准升/分钟(slpm)的O2产物输出设置下，操作根据图1的便携式氧气浓缩器。POC的循环时间为tcyc＝9.4s(半循环时间thcyc＝4.7s)。2个筛床圆柱(27mm直径)中的每一个具有L＝225mm的长度。
该实施例中给出的测试结果的具体条件：
2个单元(单元1和单元3)被配备有筛床圆柱，筛床圆柱在供给侧被填充有20％的防护层材料并且(在产物侧)填充有80％的主筛材料：
防护层材料：LiLSX(来自Arkema的Nitroxy Revolution；珠滴直径～0.40mm)
主筛材料：LiLSX(来自Arkema的Nitroxy Efficiency；珠滴直径～0.56mm)
2个单元(单元2和单元4)被配备有填充有100％主筛材料的筛床圆柱。
主筛材料：LiLSX(来自Arkema的Nitroxy Efficienc；珠滴直径～0.56mm)。
这些单元已连续操作约180小时；在寿命测试期间，已测量了几次筛容量(氮气吸附容量)。
图3示出了根据单层筛床(没有防护层)和分层筛床(具有防护层)的操作小时所测量的容量损失。图3清楚地指示了装备有筛床圆柱的单元1和3的更好性能(正方形和菱形，较小的容量损失)，筛床圆柱使用相同种类的材料(LiLSX)形成的防护层，但是具有减小的珠滴尺寸。
作为对照，如下的两项的性能进行比较：装备有具有LiLSX主筛床材料(来自Arkema的64g Nitroxy Revolution；珠滴直径0.4mm)和活性氧化铝作为防护层(DrysphereTM；1-3mm球形颗粒；～10mm长度)的筛床(～40mm直径)的3个便携式氧气浓缩器的性能，装备有具有LiLSX主筛床材料(来自Arkema的64g Nitroxy Revolution，珠滴直径0.4mm)和非活性防护层(玻璃珠滴尺寸为0.1mm，长度为～6.5mm)的筛床的3个浓缩器。6个浓缩器的选定操作条件相同(氧气产物流：690mL/min，循环时间9s)。反复使用方案是在2天之后的3小时20分钟的操作(其间存在20小时40分钟的关机时间)、和在第2次操作之后5天20小时40分钟的关机时间。
图4示出了该对照的结果，特别是所测量的氮气容量损失(3个系统的平均值)作为使用时间的平方根的函数。圆圈：氧化铝防护层；菱形：玻璃珠滴的防护层。该图清楚地指示使用活性氧化铝防护层没有改进性能；在较长的时间尺度上(>1个月[即，使用时间的平方根＝5.5(天数的平方根)]，氮气容量的损失甚至比使用较少且无活性的材料(玻璃珠滴)作为防护层的浓缩器差。尽管活性氧化铝防护层的长度大于非活性玻璃珠滴的长度，但情况仍然如此。因此，在高体积制氧设备的筛床中用作防护层的材料(例如活性氧化铝)不适合于便携式氧气浓缩器。使用这种材料作为POC中的防护层甚至导致更差的性能和/或更差的功率效率(即使与没有活性层的筛床相比)。
周末操作
为了证明减小的珠滴尺寸对便携式氧气浓缩器的周末操作的影响，执行以下测试。
整体条件：
根据图1的便携式氧气浓缩器在Φt＝0.66slpm的O2产物输出设置下操作。POC的循环时间为tcyc＝9.4s(半循环时间thcyc＝4.7s)。2个筛床圆柱(27mm直径)中的每一个具有L＝225mm的长度。在持续时间t＝4.3s的供给阶段期间，空气侧流入在平均供给压力p＝1.79bar下是Φ＝9.35slpm。
反复使用方案是在2天之后的3小时操作(其间的关机时间为21小时)和在第2次操作之后的关机时间为5天21小时。
测试结果的具体条件：
类型A的浓缩器被配备有筛床圆柱，其在供给侧填充有25％的防护层材料和75％的主筛材料(在产物侧)：
防护层材料：LiLSX(珠滴直径～0.4mm)
主筛材料：LiLSX(珠滴直径～0.56mm)。
类型B的浓缩器被配备有填充有100％的主筛材料的筛床圆柱：
主筛材料：LiLSX(珠滴直径～0.56mm)。
作为对照示例，类型C的浓缩器被配备有筛床圆柱，其在供给侧填充有25％的较大直径防护层材料和75％的主筛材料(在产物侧)：
防护层材料：LiLSX(珠滴直径～1mm)
主筛材料：LiLSX(珠滴直径～0.56mm)。
图5示出了根据具有以下项的单元的操作小时，针对该测试的仿真容量损失：根据一个实施例的分层筛床(类型A，虚线)；单层筛床(类型B，无防护层；粗实线)；以及具有比主材料更大珠滴的防护层的单元(类型C，细实线)。类型C单元(比主材料的珠滴大的珠滴)的性能比类型A单元(比主材料的珠滴小的珠滴)差。与类型B单元(无防护层)相比，类型C单元甚至表现更差。
周末操作：变化的防护层长度
为了证明变化的防护层长度对根据本发明的便携式氧气浓缩器的周末操作的影响，执行以下测试。
整体条件：
在Φt＝0.66slpm的O2产物输出设置下，操作根据图1的便携式氧气浓缩器。POC的循环时间为tcyc＝9.4s(半循环时间thcyc＝4.7s)。2个筛床圆柱(27mm直径)中的每一个具有L＝225mm的长度。
在持续时间t＝4.3s的供给阶段期间，空气侧流入在平均供给压力p＝1.79bar下为Φ＝9.35slpm。
测试结果的具体条件：
类型A的浓缩器被装备有筛床圆柱，其在供给侧填充有25％防护层材料和(在产物侧)75％主筛材料。
防护层材料：LiLSX(来自Arkema的Nitroxy Revolution；珠滴直径～0.4mm)
主筛材料：LiLSX(来自Arkema的Nitroxy Efficiency；珠滴直径～0.56mm)。
类型B的浓缩器被配备有筛床圆柱，其在供给侧填充有20％防护层材料和(在产物侧)80％主筛材料。
防护层材料：LiLSX(来自Arkema的Nitroxy Revolution；珠滴直径～0.4mm)
主筛材料：LiLSX(来自Arkema的Nitroxy Efficiency；珠滴直径～0.56mm)
类型C的浓缩器被装备有筛床圆柱，其在供给侧填充有10％防护层材料和(在产物侧)90％主筛材料。
防护层材料：LiLSX(来自Arkema的Nitroxy Revolution；珠滴直径～0.4mm)
主筛材料：LiLSX(来自Arkema的Nitroxy Efficiency；珠滴直径～0.56mm)。
类型D的浓缩器被配备有填充有100％的主筛材料的筛床圆柱。
主筛材料：LiLSX(来自Arkema的Nitroxy Efficiency；珠滴直径～0.56mm)。
反复使用方案是在2天之后的3小时操作(其间的关机时间为21小时)和在第2次操作之后的关机时间为5天21小时。
图6针对单层筛床(类型D；没有防护层；实线)和针对分层筛床类型A、B和C(具有不同比例的第一和第二区域；分别为虚线、短划线和点划线)，示出了根据使用小时的均方根预测的容量损失。图6清楚地指示了装配有筛床圆柱的浓缩器A、B和C的较好性能(点线、虚线和点划线，容量损失较小)，筛床圆柱使用相同种类材料(LiLSX)的防护层，但是防护层材料的珠滴尺寸减小。
本文因此提供了解决了与现有设备和技术相关联的限制的、改进的便携式氧气浓缩器100和用于浓缩氧气的方法。
所属领域的技术人员在实践本文中所描述的原理和技术时，通过研究附图、公开内容和所附权利要求，可以理解和实现所公开的实施例的变型。在权利要求中，词语“包括”不排除其他元素或步骤，并且不定冠词“一(a)”或“一个(an)”不排除多个。单个处理器或其它单元可以实现权利要求中所述的若干项的功能。在相互不同的从属权利要求中记载某些措施的事实并不表示不能有利地使用这些措施的组合。权利要求中的任何附图标记不应被解释为限制范围。

Claims (15)

1.一种便携式氧气浓缩器，包括：
筛床，其包括：
入口以及出口；
与所述入口相邻的吸附剂材料的第一区域；以及
与所述出口相邻的吸附剂材料的第二区域，
其中所述吸附剂材料的第一区域和所述吸附剂材料的第二区域包括吸附剂材料珠滴，并且其中所述第一区域包括第一尺寸的珠滴，并且所述第二区域包括第二尺寸的珠滴，所述第二尺寸大于所述第一尺寸。
2.根据权利要求1所述的便携式氧气浓缩器，其中所述第一区域包括筛孔直径比所述第二区域的所述珠滴的筛孔直径小的珠滴。
3.根据权利要求1或2所述的便携式氧气浓缩器，其中所述第一区域包括重量为至少10％的第一尺寸的珠滴。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的便携式氧气浓缩器，其中所述第一区域和/或所述第二区域中的所述吸附剂材料包括沸石。
5.根据权利要求4所述的便携式氧气浓缩器，其中所述第一区域和所述第二区域中的所述沸石相同。
6.根据前述权利要求中任一项所述的便携式氧气浓缩器，其中在所述第一区域和所述第二区域中的一者或两者中的所述吸附剂材料包括LiLSX沸石。
7.根据前述权利要求中任一项所述的便携式氧气浓缩器，其中所述第一区域中的吸附剂材料的量根据所述筛床的尺寸和所述便携式氧气浓缩器的预期用途而被确定。
8.根据前述权利要求中任一项所述的便携式氧气浓缩器，其中所述第一区域的长度不大于所述筛床的总长度的50％。
9.根据前述权利要求中任一项所述的便携式氧气浓缩器，其中所述筛床是第一筛床，并且所述便携式氧气浓缩器包括与所述第一筛床并联连接的第二筛床。
10.根据前述权利要求中任一项所述的便携式氧气浓缩器，还包括至少一个可切换吹扫阀，所述至少一个可切换吹扫阀被适配用于控制所述第一筛床和所述第二筛床中的一者或两者的吹扫体积。
11.一种浓缩氧气的方法，所述方法包括：
使得含氧气体流流过筛床，所述筛床包括吸附剂材料的第一区域以及所述第一区域下游的吸附剂材料的第二区域，
其中所述吸附剂材料的第一区域和所述吸附剂材料的第二区域包括吸附剂材料颗粒，并且其中所述第一区域包括颗粒尺寸比所述第二区域的所述颗粒的所述颗粒尺寸小的颗粒。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述筛床是第一筛床并且与第二筛床并联连接，并且所述含氧气体流交替地流过所述第一筛床和所述第二筛床。
13.根据权利要求11或12所述的方法，其中所述第二筛床与所述第一筛床相同。
14.根据权利要求12-13中任一项所述的方法，其中所述第一筛床和所述第二筛床在变压吸附过程中操作。
15.根据权利要求11至14中任一项所述的方法，其中所述吸附剂材料包括LiLSX沸石。
CN202180016196.1A 2020-02-23 2021-02-05 便携式氧气浓缩器 Pending CN115151332A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US202062980307P 2020-02-23 2020-02-23
US62/980,307 2020-02-23
PCT/EP2021/052756 WO2021165054A1 (en) 2020-02-23 2021-02-05 Portable oxygen concentrator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115151332A true CN115151332A (zh) 2022-10-04

Family

ID=74591960

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202180016196.1A Pending CN115151332A (zh) 2020-02-23 2021-02-05 便携式氧气浓缩器

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20210260329A1 (zh)
EP (1) EP4106903A1 (zh)
JP (1) JP2023514811A (zh)
CN (1) CN115151332A (zh)
WO (1) WO2021165054A1 (zh)

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5152813A (en) 1991-12-20 1992-10-06 Air Products And Chemicals, Inc. Nitrogen adsorption with a Ca and/or Sr exchanged lithium X-zeolite
US5258058A (en) 1992-10-05 1993-11-02 Air Products And Chemicals, Inc. Nitrogen adsorption with a divalent cation exchanged lithium X-zeolite
FR2765491B1 (fr) * 1997-07-07 1999-08-06 Air Liquide Procede de separation d'un flux gazeux par un procede psa
US6284021B1 (en) * 1999-09-02 2001-09-04 The Boc Group, Inc. Composite adsorbent beads for adsorption process
JP2002001113A (ja) * 2000-06-27 2002-01-08 Nippon Sanso Corp 圧力変動吸着分離用の吸着剤及び吸着筒並びに装置
US7879138B2 (en) * 2006-07-20 2011-02-01 Air Products And Chemicals, Inc. Pressure swing adsorption method and system with multiple-vessel beds
US7717981B2 (en) * 2006-10-04 2010-05-18 Air Products And Chemicals, Inc. Performance stability in shallow beds in pressure swing adsorption systems
US20090107500A1 (en) * 2007-10-25 2009-04-30 Sequal Technologies, Inc. Portable Oxygen Concentrator System and Method Including Concentrated Oxygen Flow Delivery
EP2198946B8 (en) * 2008-12-22 2019-08-07 Glatt Systemtechnik GmbH Composite adsorbent bead, process for its production and gas separation process
WO2011044091A2 (en) 2009-10-05 2011-04-14 Separation Design Group Llc Ultra rapid cycle portable oxygen concentrator
RU2013144388A (ru) * 2011-03-03 2015-04-10 Конинклейке Филипс Н.В. Способ и устройство для генерации кислорода
US9592360B2 (en) 2011-04-22 2017-03-14 Inogen, Inc. Gas concentrator with removable cartridge adsorbent beds
EP2877269B1 (en) * 2012-07-25 2020-12-23 Koninklijke Philips N.V. Oxygen separation device for a pressure swing adsorption system
US10259711B2 (en) * 2016-04-20 2019-04-16 Exxonmobil Research And Engineering Company Pressure swing adsorption for oxygen production
US10646848B2 (en) * 2017-09-28 2020-05-12 Air Products And Chemicals, Inc. RHO adsorbent compositions, methods of making and using them
CN112105409A (zh) * 2018-04-20 2020-12-18 澳大利亚勒尔姆科技私人有限公司 向使用者提供浓缩氧气的系统和方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2023514811A (ja) 2023-04-11
WO2021165054A1 (en) 2021-08-26
US20210260329A1 (en) 2021-08-26
EP4106903A1 (en) 2022-12-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7780768B2 (en) Gas concentrator with improved water rejection capability
EP1380336B1 (en) Pressure swing adsorption process operation and optimization
US4449990A (en) Method and apparatus for fractioning oxygen
US7704304B2 (en) Process and apparatus for generating and delivering an enriched gas fraction
KR100926487B1 (ko) 압력 스윙 흡착 시스템의 얕은 베드에 있어서의 작동안정성
EP1867379A2 (en) Pressure swing adsorption process with improved recovery of high-purity product
US7122073B1 (en) Low void adsorption systems and uses thereof
EP2189417A2 (en) Performance stability in shallow beds in pressure swing adsorption systems
JPH06104176B2 (ja) 多成分気体分離の急速断熱圧力変動吸着法とその装置
KR930007491A (ko) 이중 생성물 압력 스윙 흡착 및 막조작
JPH04298216A (ja) 水蒸気含有供給ガスから油蒸気を除去するための吸着方法
Hamed Oxygen and nitrogen separation from air using zeolite type 5A
US8343259B2 (en) Moisture mitigation in PSA air fractionation
CN115151332A (zh) 便携式氧气浓缩器
US20180369741A1 (en) Portable oxygen concentrator sieve bed
JPH01315308A (ja) 空気の精製と分別を組み合わせた非加熱式吸着装置および方法
JPH10194708A (ja) 酸素濃縮装置
JP2857045B2 (ja) 酸素濃縮装置
JP2000210525A (ja) 酸素濃縮器における運転制御装置
JP3417730B2 (ja) 酸素濃縮装置
WO1986005119A1 (en) Pressure swing cycles for gas separations
JPH11139806A (ja) 医療用吸着型酸素濃縮装置
JPH0531484B2 (zh)
JP2004059339A (ja) 圧力変動吸着型酸素濃縮装置
JPH049568B2 (zh)

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination