CS203133B2 - Method of making the gas eriched by oxygen from the air by adsorption and device for making the same - Google Patents
Method of making the gas eriched by oxygen from the air by adsorption and device for making the same Download PDFInfo
- Publication number
- CS203133B2 CS203133B2 CS767277A CS727776A CS203133B2 CS 203133 B2 CS203133 B2 CS 203133B2 CS 767277 A CS767277 A CS 767277A CS 727776 A CS727776 A CS 727776A CS 203133 B2 CS203133 B2 CS 203133B2
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- adsorption
- gas
- pressure
- oxygen
- shut
- Prior art date
Links
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 title claims description 94
- 239000007789 gas Substances 0.000 title claims description 64
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 34
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 title claims description 34
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 title claims description 34
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 27
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 claims description 9
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims 1
- 238000006477 desulfuration reaction Methods 0.000 claims 1
- 230000023556 desulfurization Effects 0.000 claims 1
- 239000003570 air Substances 0.000 description 30
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000809 air pollutant Substances 0.000 description 1
- 231100001243 air pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 239000012080 ambient air Substances 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 238000009533 lab test Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 1
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
- 210000000264 venule Anatomy 0.000 description 1
- 239000003403 water pollutant Substances 0.000 description 1
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- B01D53/0476—Vacuum pressure swing adsorption
-
- 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
- B01D2257/00—Components to be removed
- B01D2257/50—Carbon oxides
- B01D2257/504—Carbon dioxide
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2257/00—Components to be removed
- B01D2257/80—Water
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2259/00—Type of treatment
- B01D2259/40—Further details for adsorption processes and devices
- B01D2259/40007—Controlling pressure or temperature swing adsorption
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2259/00—Type of treatment
- B01D2259/40—Further details for adsorption processes and devices
- B01D2259/40011—Methods relating to the process cycle in pressure or temperature swing adsorption
- B01D2259/40013—Pressurization
- B01D2259/40015—Pressurization with two sub-steps
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2259/00—Type of treatment
- B01D2259/40—Further details for adsorption processes and devices
- B01D2259/40011—Methods relating to the process cycle in pressure or temperature swing adsorption
- B01D2259/40028—Depressurization
- B01D2259/40032—Depressurization with three sub-steps
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2259/00—Type of treatment
- B01D2259/40—Further details for adsorption processes and devices
- B01D2259/403—Further details for adsorption processes and devices using three beds
-
- 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
- B01D53/0446—Means for feeding or distributing gases
-
- 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
- B01D53/26—Drying gases or vapours
- B01D53/261—Drying gases or vapours by adsorption
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
- Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
- Y02C20/40—Capture or disposal of greenhouse gases of CO2
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
- Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)
Description
Vynález se týká způsobu výroby plynu obohaceného kyslíkem ze vzduchu, adsorpcí na podkladě změny tlaku v adsorpčním zařízení obsahujícím adsorpční náplň a dále se týká zařízení k provádění tohoto způsobu·
Používání plynu bohatého na kyslík vyrobeného ze vzduchu je vedle známých průmyslových účelů zvládl důležité ve zdravotnictví· Možnost vyrábět běžně jednoduchým způsobem plyn bohatý na . kyslík je zvládl důležitá pro nemoonnce·
Je znátao více adsorpčních způsobů obohacovváií plynů kyslíkem označovaných jako Způsoby střddavého tlaku· Průmyslově využitelné způsoby byly shrnuty H· Leem a D· E· Stahlem v publikaci AICHE Symposium Series 134, svazek 69, 1973·
Způsoby na principu sni:d<^í^^^é^h^t tlaku spo^^^í v tom, - Že se při vyšším tlaku v plynovém prostoru nad náplní tbohaatιjí složky, které se méně vážou· Část obohaceného plynu se získá snížením tlaku jako prodUct· Zbylý plyn se pak ze sloupce odstraní dalším snížením tlaku· Ve zbylém plynu však ještě zbývá značné mužství produkčních složek·
U známých způsobů se ve sloupci naplněném adsorpčním prostředím vytváří periodicky podél sloupce ktnceeiгační rozdíl· Ve sloupci se odelhrává děěící postup, v jehož průběhu . se pak umísU na jednom konci sloupce jedna složka, na druhém konci druhá složka· Mírou obohacení je velikost koncentračního rozdmu, čím . delší je sloupec, tím většího obohacení se s daným adsorpčním prostředkem může dosáhnout·
U průmrslových způsobů je žádoucí získávat v produktu kyesík s pokud možno vysokým výtěžkem· Pod výtěžkem se zde rozumí, jak velký je poddl zavedeného kyslíku v prodUktu·
20313
Výtěžek kyslíku závisí na tom, jak ostrá je koncentrační fronta. Ostrost koncentrační fronty se také může relativně zvýšit tím, že se volí větší délka sloupce ve srovnání s frontou daného průběhu. V tomto případě se relativně zvýší množství obohaceného plynu, který se nachází ve sloupci. Zvětšují se však tím i rozměry zařízení, vztaženo na stejné množství produktu.
Zvýšení ostrosti koncentrační fronty se může dosáhnout různými opatřeními. Část jich spočívá v použití recirkulace. Takový způsob je mezi jiným popsán v madarském patentovém spise č. 162 696. Stejného účinku se dosáhne i jinými známými způsoby, u kterých ее využívá výhodného ovlivňování polohy fronty.
Nevýhodou všech známých způsobů je to, že množství zpracovávaného plynu, vztaženo na totéž množství produktu, je zvýšeno. Mimo to je společným nedostatkem dosavadních způsobů skutečnost, že se v části sloupce nalézá neobohacený, popřípadě méně obohacený plyn, jehož množství vzrůstá zvýšením obohacení.
Vynález spočívá na zjištění, že se ostrost koncentrační zóny zvýší, když se fronta vytvoří jako řada ze sebou následujících úseků s tlakem zbývajícím ke straně bohaté na kyslík, a dále že зе může dosáhnout stejného účinku jako zvětšením délky sloupce, když se koncentrační fronta nechá cirkulovat řadou úseků tvořících uzavřený řetěz. Úsekem se zde rozumí část adsorpční náplně. Spojením těchto úseků v řadu se vytvoří uzavřený řetěz.
Dosavadní nevýhody postupů a zařízení к obohacování plynu kyslíkem byly odstraněny způsobem výroby plynu obohaceného kyslíkem ze vzduchu adsorpeí a zařízením к provádění tohoto způsobu podle vynálezu.
Podstata způsobu podle vynálezu spočívá v tom, že se plyn přivádí nejprve do oddělených úseků adsorpční vrstvy, ve kterých se přiváděním tohoto plynu zvyšuje tlak, potom se ze zdroje stlačeného vzduchu přivádí do úseků adsorpční vrstvy stlačený vzduch pro další zvýšení tlaku v adsorpční vrstvě, načež se z posledních úseků adsorpční vrstvy ve směru proudění plynu odebírá frakce obohaceného plynu, která je nejbohatší na kyslík, za současného poklesu tlaku zejména v posledních úsecích adsorpční vrstvy, další část plynu, která je na kyslík bohatší než vzduch se potom odebírá ze současného poklesu tlaku v adsorpční vrstvě z jejích prvních úseků a nakonec se frakce plynu, bohatá na dusík, odebírá snížením tlaku pod hodnotu atmosférického tlaku ze vstupních úseků adsorpční vrstvy ve směru proti proudu přiváděného plynu.
Výhodně mezi tlakem ve zdroji stlačeného vzduchu a v adsorpční vrstvě po přivedení stlačeného vzduchu, jakož i mezi tlakem v adsorpční vrstvě po vypouštění plynu do ovzduší a atmosférickým tlakem jsou menší rozdíly než mezi tlakovými změnami vznikajícími v adsorpčních vrstvách v průběhu obohacovacího procesu.
Obohacování plynu kyslíkem se může velmi výhodně provádět alespoň dvoustupňové v nejméně dvou adsorpčních vrstvách, kterými se vede obohacený plyn po odebrání na kyslík nejbohatší frakce v uzavřeném okruhu.
Podstata zařízení к provádění způsobu výroby plynu obohaceného kyslíkem ze vzduchu adsorpeí, sestávajícího z nejméně jedné adsorpční jednotky, naplněné adsorpční látkou, a rozdělené do úseků, propojených vzájemně průchody se zvýšeným odporem proti proudění plynu, přičemž na adsorpční jednotku jsou napojena potrubí s uzavíracími orgány, podle vynálezu pak spočívá v tom, že na vstupní stranu adsorpční jednotky je napojeno vstupní potrubí s prvním uzavíracím ventilem, do něhož je zaústěno vzduchové potrubí 8 třetím uzavíracím ventilem, odsávací potrubí se čtvrtým uzavíracím ventilem a vypouětěcí potrubí s pátým uzavíracím ventilem, přičemž vzduchové potrubí je napojeno na zdroj tlakového vzduchu, odsává· cí potrubí je spojeno s vývěvou a vypouštěcí potrubí je spojeno s atmosférou, a na výstupní stranu adsorpční jednotky je napojeno výstupní potrubí 8 druhým uzavíracím ventilem, do něhož je zaústěno odváděči potrubí se Šestým uzavíracím ventilem pro'odvádění frakce plynu, na kyslík.
Výhodně je zařízení podle vynálezu tvořeno třemi adsorpěními jednotkami, spojenými do uzavřeného obvodu, přičemž vzduchová potrubí jsou napojena na společné olkružní vzduchové potrubb, odsávací potrubí jsou napojena na společné otaružní odsávací potrubí s vývěvou, vypouětěcí potrubí jsou spojena se společným okružním vypouštěcím potrubím, které'je společným vypouštěcím potrubím spojeno s atmosférou, a odváděči potrubí je spojeno s okružním odváděcím potrubím pro odvádění obohacené frakce plynu.
Nový a vy^j^zí účinek vynálezu ve srovnání s dosavadními způsoby a zařízeními spočívá v tom, že se zmeenilo množsví kyslíku zůstávajícího ve zbytkovém plynu a zvýšil se výtěžek kyslíkem obohaceného plynu bezzvětšení délky sloupců. Zvýěila se ostrost koncentračních zón a rozměry zařízení mořú-y zůstat relativně malé.
V jednotlivých úsecích se musí dbát na to, aby se co nejvíce rovnováha meei plynovým prostorem a směsným plynem vázaným adsorpčním prostředkem přibližovala a to tak, aby pokud možno již uvnitř jednoho jediného úseku byl prostorový konccnnraění rozdíl. Aby se toho dosáhlo, musí se promíchání ornezzt na co nejmenší míru. Vytvoření úseků se může dosáhnout různými způsob;/; nejrychleji pomooí hydrodynamického odpooru adsoorbjjcí náplně, vytvoření úseků se však také může provést pouštím škrcení mmei úseky, popřípadě blokovacím. zařízením. Počet úseků se při daném adsorpčním prostředku a hydrodynamických pommrech určuje žádaným koncentračním stupněm.
Oběh koncennrační fornty nastává přes uzavřený řetěz úseků· Určitý počet úseků spojených v řadě tvoří adsorpční jednotku. Adsorpčinf jednotky tvoří rovněž uzavřený řetěz. Tyto adsorpční jednotky jsou od sebe odděleny určitými mechiaiickými zařízeními (například vennily, kohouty, šatícími orgány atd·). ϋ úseků uvrnitř jedné jednotky je obvykle hydrodynamický odpor adsorpčního lože dostatečný, přesto však musí být průchody mmei jednotkami upraveny tak, aby se plynový obsah jednotek i při vzniklých tlakových ' diferencích nemohl opět zpět přimíchat.
U průchodů mmei adsorpčními jednotkami musí být vstupují a vy stupnici koncennrační fronta - i když u každé jednotky časově posrnnutá - stále identická. Plyny se 'v daném směru dále vedou přívodem plynu a odvodem plynu. ' To se provádí tak, že se uzavírací zařízení umístěná ve vedeních a uza^rej Funkce řídícího zařízení se řídí měřenými hodnotami tlaku, konncenrací, časovým programem nebo kornminací těchto metod.
Při cirkulačním adsorpčníta způsobu se st^dov^m tlikem, s pouštím adsorpčních jednotek spojených v řadě do uzavřeného řetězu, se při stoupajícím tla^ stávej fronty ossřejší, zatím co při klesajícím tlaku se zploš^u!. Tato dvojice front cirkuluje v důsledku cyklicky se mm^cích tikových diferencí v uzavřeném řetězu v kruhu.
K vytvoření optimálně efektivní délky sloupce se douzavřeného řetězu musí sppoit určitý počet úseků. Délka sloupců však není v tomto smys-u Uvvntř dané dálky sloupců se může použžt Иhovorný počet účelně umístěných dělících zařízení. Při spuštění provozu vzniká v řetězu stacionární sled front zmíněný jako základní princip postupu a nadále jsou konceenrační poměry závislé od tlakových poměrů a od velikosti přiváděných a odváděných proudů.
Pouštím přiměřených tlaků se adsorpční jednotka rozdělená v několika úseků pod tlakem částečně plní proudem plynu obohaceného kyslíkem, potom však úplně vzduchem tak, aby toto plnění nastávalo v jednošliiýcl úsecích postupně. Podle toho se frakce odcdiáeejcí zadsorpční jednotky jako první, která obsOiuje produkt bohatý kyslíkem, nechá expandovat jako první výrobek.
Dále se nechá ze zbytkového plynu koncentrační fronta se sníženým obsahem kyslíku, která je Identická se vstupující koncentrační frontou, expandovat tak, aby vyprazdňování úseků probíhalo postupně, v pořadí klesajícího obsahu kyslíku v plynovém prostoru· Nakonec se zbytek plynu odvádí podobně jako předtím, ale v protiproudu· Způsob se provádí ve dvou, výhodně však ve třech uzavřených řetězech s adsorpčními jednotkami spojenými v řadě· Koncentrační fronty se sníženým obsahem kyslíku, tj· směsný plyn, se nechají v kruhu cirkulovat v uzavřeném řetězu adsorpčních jednotek·
Začátek, popřípadě konec odběru různých frakcí opouštějících adsorpční jednotky, se řídí jako funkce měřené hodnoty některého provozního parametru, například tlaku nebo koncentrace, popřípadě časovým programováním·
Zařízení podle vynálezu sestává z jedné nebo více adsorpčních jednotek, které jsou naplněny takovým adsorpčním prostředkem, který působí pokles tlaku o 0,001 až 0,02 PMa na běžný metr· Každá z adsorpčních jednotek má na vstupní straně spojovací nátrubek opatřený uzávěrem, přivádějící tlakový vzduch, ústící do ovzduěí a napojený na vakuové čerpadlo a na výstupní straně má spojovací nátrubek vedoucí к nejbližší Jednotce a uzávěrem opatřený nátrubek pro odvádění produktu· !
Některé z těchto uzávěrů mohou být také vypuštěny, popřípadě mohou být jednotlivé nátrubky spojené· Výhodné provedení zařízení sestává ze tří adsorpčních jednotek, které jsou účelně sloupcové a mají společné potrubí pro přívod tlakového vzduchu, vakuové potrubí, dále potrubí ústící do ovzduěí a konečně cirkulační potrubí shromažďující produkt·
Příkladná provedení adsorpčního zařízení podle vynálezu к provádění způsobu podle vynálezu jsou zobrazena na připojených výkresech, kde obr. 1 představuje schematické znázornění adsorpční jednotky adsorpčního zařízení v bočním pohledu, obr; 2 schéma zapojení tří adsorpčních jednotek adsorpčního zařízení za sebou a obr, 3 diagram průběhu tlaku v adsorpčním zařízení v závislosti na času·
Každá adsoprční jednotka 1 adsorpčního zařízení sestává z řady úseků j/, 2*·«·Ν*, uspořádaných za sebou a propojených převáděcími průchodkami 1**, ··· (N-1 *')t které mohou být představovány ěkrtieími ventily, trubkami a malou světlostí nebo také úsekem adsorpční náplně, ve kterém je zvětšen odpor proti proudění plynu·
Adsorpční jednotka £ je spojena s předchozí neznázorněnou adsorpční jednotkou vstupním potrubím 2 s prvním uzavíracím ventilem Jas následující adsorpční jednotkou výstupním potrubím Д s druhým uzavíracím ventilem £,· Do vstupního potrubí £ před adsorpční jednotkou X je zaústěnp jednak vzduchové potrubí £ pro přívod stlačeného vzduchu, opatřené třetím uzavíracím ventilem Z, odsávací potrubí g, napojené na ústrojí pro vytváření podtlaku a opatřené čtvrtým uzavíracím ventilem 2, a vypouštěcí potrubí 10, spojené 8 okolní atomsférou á opatřené pátým uzavíracím ventilem 11 · Na výstupní potrubí £ za adsorpční jednotku 1 je potom napojeno odváděči potrubí 12 pro odvádění plynu, obohaceného v průběhu způsobu podle vynálezu kyslíkem ze vzduchu, které je opatřeno Šestým uzavíracím ventilem 13.
Po otevření prvního uzavíracího ventilu J ve vstupním potrubí £ se do adsorpční jednotky 1 přivádí plyn z předchozí adsorpční jednotky, ve které je vyšší tlak než tlak atmosférický, takže v adsorpční jednotce stoupne tlak Po na hodnotu tlaku P^ jak je znázorněno na obr· 3· Potom se první uzavírací ventil £ uzavře a otevře se třetí uzavírací ventil Z vzduchového potrubí £, kterým se do adsorpční jednotky J. přivádí tlakový vzduch tak dlouho,
raci ventil Z vzduchového potrubí g uzavře a po proběhnutí adsorpcese otevře šestý uzavírací ventil 13 odváděcího potrubí 12. aby se mohl odebírat kyslíkem obohacený plyn, který je výsledným produktem obohacovacího procesu· Vypouštění obohaceného plynu trvá tak dlouho,
Následujícím úkonem piřzL provozu adsorpčního zařízení je otevření druhého uzavíracího' ventilu g výstupního potrubí 4, kterjfa se převádí část plynu, částečné obohaceného kyslíkem, do následující adsorpční jednotky, přičemž toto přepouětění plynu trvá tak dlouho, dokud v posledním úseku N' adsorpční jednotky j neklesne tlak na hodnotu Pg, kdy se druhý uzavírací venUl J uzavře. Převáděná koncennrační fronta je shodná s koncentrační frontou, která byla přiváděna z předchozí adsorpční jednotky do znázorněné adsorpční - jednotky j vstupním potrubím 2 a která vstupovala do jejího prvního úseku 4*.
Adsorpční jednotky 4 jsou plněny adsorpčním prostředkem, který adsorbuje v největší míře vodu a kysličník ulh.ičitý ze vzduchu, přičemž tímto prostředkem může být každá látka, která při změnách tlaku mění konceenraci složek, naciézejících se v prostoru vyhrazeném pro plyn; přitom není důležité, zda ke změnám koncentrace dochází rovnovážným nebo kinetickým účinkem. U ze^li-tckých adsorpčních prostředků je známo, že anorganické zelity přispívají k obohacení plynu v plynovém prostoru kyslíkem svým rovnovážným dělením, zatímco u okludujících adsorpčních prostředků na organické bázi je rozhodujícím mmřítkem při dělení vzduchu na složky sorpce a difúze v pórech adsorpčního prostředku. PřL pokusech bylo zjištěno, že nejvho&iějšími typy z^litů jsou ty, které mŽ^Í průměr pórů větší než 40 nm·
Teplota přiváděného vzduchu a jeho vlhkost se upravuje podle používaného adsorpčního prostředku. Pracovní teplota adsorpční jednotky 4 se vooí v závislosti na hodnotách a složení přiváděného plynu, aby se dosahovalo změnami tlaku plynu co nejlepšího výsledku.
Dobře adsorbovatelné plyny se v adsorpční jednotce.4 hromadí v blízkosti jejího vstupního konce, přičemž je výhodné je z adsorpční jednotky 4 odstraňovat směrem opačným ke směru proud Sní koncentrační fronty, což se děje vyplachovacím účinkem ' zbytku plynu, vypouštěného vstupní stranou adsorpční jednotky 4 do vstupního potrubí 2 a z něho po otevření pátého uzavíracího venHu - 11 vypouštěcím potrubím 10 do okolního ovzduuš, přičemž vypouštění probíhá tak dlouho,'dokud tlak v prvním úseku 4' adsorpční jednotky 4 neklesne na hodnotu Pg, jak je znázorněno na obr. 3. Potom se uzavře pátý venUl 4 4 a otevře se čtvrtý uzavírací vendl 2 odsávacího potrubí g, kterým se odsaje zbytek plynu a tlak v prvním úseku 4* se sníží na hodnotu PQ, která je nižší než hodnota atmooferického tlaku. Konncenrační fronty musí být na vstupech a výstupech adsorpčních jednotek 4 shodné a v uzavřeném řetězu musí být nejméně jedna fronta se stouupaící koncennrací a nejméně jedna fronta s klesající kornéenrací, přičemž v úseku se sto^u^paíí^^í konceenraci dodhází k obohacování plynu kyslíkem. Konccenrační změn jsou v každém případě vyvolávány změnami tlaku.
zařízení podle obr. 2 sestává ze tří adsorpčních jednotek 4, propojených do nekonečné ředy, aby se pro největší objem adsorpčního prostředku vyižilo co nejvíce prostoru a co nejvíce se zkrvila spojovací potrubí. Vstupní potrubí g L výstupní potrubí 4 na sebe přímo navazuuí a vytvtířj kruhový obvod, do kterého . jsou vřazeny první uzavírací ventil 3 a druhý uzavírací vendl které jsou sdruženy . do jediného ventilu mezi dvěma sousedními adsorpčními jednotkami 4·
Do vstupního potrubí 2 a výstupního potrubí 4 jsou mezi sousedními adsorpčními jednotkami j zaústěna vzduchová potrubí 6 se třetími uzavíracími vendly Z, která jsou evými . opačnými konci napojena na okružní vzduchové potrubí 46> které je napojeno na - zdroj 4! tlikcového vzduchu. Podobně je zařízení opatřeno třemi odsávacími potrubími g se čtvrtými uzavíracími vendly 2, napojenými na společné ' okružní odsávací potrubí - 24. spojené s vývěvou 20, třemi vypouštšcími potrubími 4 0 s pátými uzavíracími vendly 44. napojenými na okružní vypotrubí 42, které je společným vypouštěcím potxubta 48 spojeno s - okolní atmosférou, a - konečná třemi odváděcími potrubími 42 se šestými uzavíracími vendly 43. spojenými se společným okružním odváděčim potrubím 44 pro odvádění obohaceného -plynu, odebíraného z tohoto okružního odváděčího potrubí 44 společným ebérným potrubím 45. *
V každé adsorpční- jednotce probíhá obohacování plynu kyslíkem v Šesti fázích a v každé fázi se provádí změna tisku, přičemž sled tlaků je patrný z obr. 3.
Příklad průběhu obohaacvVáií, který byl uskutečněn při laboratorním pokusu, je uveden v následující tabulce:
| Fáze | Počáteční tlak MPa | Konečný tlak MPa | Volumeerický proud N lit./cykl. | Střední koncentrace % objem. |
| 1. přívod | Po - 0,0065 | P, = 0,26 | 14,2 | 31,0 |
| 2. plnění | P, = 0,26 | P2 = 0,59 | 18,1 | 21,0 |
| 3. odebrání plynu | P2 ' 0,59 | P4 = 0,56 | 1,4 | 83,0 |
| 4. přívod | P4 a 0,56 | P5 = 0,26 | 14,2 | 31,0 |
| 5. vypouštění | P5 · 0,26 | P6 = 0,11 | 8,6 | '4,3 |
| 6. | P6 - 0,11 | Po = 0,0065 | 8,1 | 8,6 |
Do adsorpčního zařízení byl přiváděn tlakový vzduch vzduchovým potrubím £ a měl tlak 0,6 MPa, přičemž tento vzduch byl přizpůsoben použitému adsorpčnímu prostředku, kteiýfa byl zeooit, tj. neobsahoval žádný olej a měl rosný bod -5 °Cj.objem adsorpční jednotky J, byl 2,2 litrů.
PŘEDMĚT VYNÁLEZU
Claims (5)
- PŘEDMĚT VYNÁLEZU1. Způsob výroby plynu obohaceného kyslíkem ze vzduchu adsorppí, vyznaačuící se tím, že se plyn přivádí'nejprve do oddělených úseků adsorpční vrstvy, ve kterých se přiváděním tohoto plynu zvyšuje tlak, potom se ze zdroje stlačeného vzduchu přivádí do úseků - adsorpční vrstvy stlačený vzduch pro další zvýšení tlaku v adsorpční vrstvě, načež se z posledních úseků adsorpční vrstvy ve směru proudění plynu odebírá frakce obohaceného plynu, která je nejhohaaší na kyslík, za současného poklesu tlaku zejména v posledních úsecích adsorpční vrstvy, . další část plynu, která je na kyslík bohaaší než vzduch se potom odebírá za současného poklesu tlaku v adsorpční vrstvě z jejích prvních Úseků a nakonec se frakce plynu, bohatá na dusík, odebbrá snížením tlaku pod hodnotu atmooférického tlaku ze vstupních úseků adsorpční'vrstvy ve směru prooi proudu přiváděného plynu.
- 2. Způsob podle bodu 1, vyMinauujcí se tím, že mezi tlakem ve zdrooi stlačeného vzduchu a v adsorpční vrstvě po přivedení stlačeného vzduchu, jakož i mezi tlikeem v adsorpční vrstvě po vypouštění plynu do ovzduší a atmosférickým tlakem jsou menší rozdíly než meei tlakovými změnami vznikajícími v adsorpčních vrstvách v průběhu obohacovací^ procesu.
- 3. Způsob podle bodů 1 a 2, vyznačujeí se tím, že obohacování plynu kyslíkem se provádí alespoň dvoustupňové v nejméně dvou čd8orpčníchvrstvách,.kterými se vede obohacený plyn po odebrání na kyslík nebohatší frakce v uzavřeném okruhu.
- 4. Zařízení k provádění způsobu výroby plynu obohaceného kyslíkem ze vzduchu ' adsorpeí podle bodů 1 až 3, seeséávaící z nejméně jedné adsorpční jednotky, naplněné adsorpční látkou, a rozdělené do úseků, propojených . vzájemně průchody se zvýšeným odporem proti proudění, přičemž na adsorpční jednotku jsou napojena potrubí s uzavíracími orgány, vyznačené tím, že na vstupní stranu adsorpční jednotky. je nepojeno vstupní potrubí (2) s prvním uzavíracím ventilem (3), do něhož je zaústěno vzduchové potrubí (6) s třetím uzavíracím ventilem (7), odsiárací potrubí (8) se čtvrtým uzavíracím ventilem (9) a vypouštěcí potrubí (10) s pátým uzavíracím ventilem (11), přičemž vzduchové potrubí (6) je napojeno na zdroj (17) tlakového vzduchu, odsávací potrubí (8) je spojeno s vývěvou (20) a vypouátěcí potrubí (10) je spojeno s atmosférou, a na výstupní stranu adsorpční jednotky (1) je napojeno výstupní potrubí (4) s druhým uzavíracím ventilem (5), do něhož je zaústěno odváděči potrubí (12) se šestým uzavíracím ventilem (13) pro odvádění frakce plynu, nejbohatší na kyslík·
- 5· Zařízení podle bodu 4, vyznačené tím, že je tvořeno třemi adsorpčními jednotkami (1), spojenými do uzavřeného obvodu, přičemž vzduchová potrubí (6) jsou napojena na společné okružní vzduchové potrubí (16), odsávací potrubí (8) jsou napojena na společné okružní odsávací potrubí (21) s vývěvou (20), vypouštěóí potrubí (10) jsou spojena se společným okružním vypouštěcím potrubím (19), které je společným vypouštěcím potrubím (18) spojeno s atmosférou, a odváděči potrubí (12) je spojeno s okružním odváděcim potrubím (14) pro odvádění obohacené frakce plynu·1 list výkresůSeverografia. n. p.. závod 1. Most
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| HU75VE00000800A HU172738B (hu) | 1975-11-13 | 1975-11-13 | Sposob i apparat dlja poluchenija gaza bogatogo v kislorode iz vozdukha |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS203133B2 true CS203133B2 (en) | 1981-02-27 |
Family
ID=11002494
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS767277A CS203133B2 (en) | 1975-11-13 | 1976-11-11 | Method of making the gas eriched by oxygen from the air by adsorption and device for making the same |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| BR (1) | BR7607588A (cs) |
| CS (1) | CS203133B2 (cs) |
| DD (1) | DD127469A1 (cs) |
| DE (1) | DE2651123A1 (cs) |
| GB (1) | GB1562595A (cs) |
| HU (1) | HU172738B (cs) |
| IN (1) | IN143957B (cs) |
-
1975
- 1975-11-13 HU HU75VE00000800A patent/HU172738B/hu unknown
-
1976
- 1976-11-09 DE DE19762651123 patent/DE2651123A1/de not_active Withdrawn
- 1976-11-11 CS CS767277A patent/CS203133B2/cs unknown
- 1976-11-12 IN IN2035/CAL/1976A patent/IN143957B/en unknown
- 1976-11-12 GB GB47192/76A patent/GB1562595A/en not_active Expired
- 1976-11-12 BR BR7607588A patent/BR7607588A/pt unknown
- 1976-11-12 DD DD195740A patent/DD127469A1/xx unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE2651123A1 (de) | 1977-05-26 |
| GB1562595A (en) | 1980-03-12 |
| HU172738B (hu) | 1978-11-28 |
| DD127469A1 (cs) | 1977-09-28 |
| IN143957B (cs) | 1978-03-04 |
| BR7607588A (pt) | 1977-09-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE60030016T2 (de) | Druckwechseladsorptionsverfahren und -vorrichtung mit einem einzigem Bett | |
| US5792239A (en) | Separation of gases by pressure swing adsorption | |
| DE60027338T2 (de) | Vorrichtung und Verfahren zur Durchflusssteuerung bei der Druckwechseladsorption | |
| US5487775A (en) | Continuous pressure difference driven adsorption process | |
| DE4033140C2 (de) | Druckwechsel-Adsorptionsverfahren und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens | |
| KR950703396A (ko) | 질소-농축 가스를 분리하는 방법 및 장치 | |
| US4981499A (en) | Process and plant for separating a gaseous mixture by adsorption | |
| EP0248510B1 (en) | Auxiliary bed pressure swing adsorption moleculair sieve | |
| US5536300A (en) | Natural gas enrichment process | |
| AU604140B2 (en) | Process for helium enrichment | |
| ES8300304A1 (es) | Procedimiento de absorcion para descomponer por lo menos dos corrientes de gas crudo . | |
| DE3716899C1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Heliumgewinnung | |
| US3977845A (en) | Adsorptive process for selective separation of gases | |
| EP0114911B1 (en) | Novel repressurization for pressure swing adsorption system | |
| EP0205709A2 (en) | Process for enriching a component gas | |
| EP0390392A2 (en) | Separation of gas mixtures | |
| KR890004759A (ko) | 압력 선회 흡착 제어방법 및 장치 | |
| US10478770B2 (en) | Separation process and apparatus for light noble gas | |
| EP1078673A2 (en) | Method and apparatus for separating, removing, and recovering gas components | |
| US2734592A (en) | Separation of gases | |
| HUT57076A (en) | Pressure-changing adsorption apparatus for separating gas mixtures | |
| NO145420B (no) | Fremgangsmaate ved fraksjonering av en gassblanding. | |
| JPS5946651B2 (ja) | ガス混合物の分離方法 | |
| EP0015413B1 (de) | Druckwechseladsorptionsverfahren zur Zerlegung oder Reinigung von Gasgemischen | |
| EP0722765A1 (en) | Pressure swing adsorption process for fractionating a multi-component mixture |