DE4033140C2 - Druckwechsel-Adsorptionsverfahren und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Druckwechsel-Adsorptionsverfahren unter Verwendung einer ersten Absorptionszone, die ein vor­ wiegend Sauerstoff aus einem Sauerstoff, Stickstoff, Argon und Feuchtigkeit sowie ähnlicher Verunreinigungen enthaltenden Gasstrom adsorbierendes Adsorptionsmittel, enthält und einen Einlaß und einen Auslaß umfaßt, sowie einer zweiten Adsorptionszone, die ein Stickstoff aus einem Sauerstoff und Stickstoff enthaltenden Gasstrom absorbierendes Adsorptionsmittel enthält und einen Einlaß und einen Auslaß umfaßt, wobei man - insbesondere zyklisch -

• a) einen zumindest teilweise aus der Atmosphäre abgezogenen und Sauerstoff, Stickstoff, Argon und Feuchtigkeit sowie ähn­ liche Verunreinigungen enthaltenden Versorgungsgasstrom in die erste Adsorptionszone durch deren Einlaß hindurch ein­ leitet, so daß Sauerstoff adsorbiert und ein - verglichen mit dem Versorgungsgasstrom - an Stickstoff und Argon rei­ ches Gasgemisch den Auslaß der ersten Adsoptionszone ver­ läßt,
• b) den Gasstrom durch die erste Adsorptionszone unterbricht,
• c) gasförmige Bestandteile in Form eines - verglichen mit dem Versorgungsgasstrom - an Sauerstoff reichen und an Stick­ stoff sowie an Argon armen, insbesondere zunehmende Sauer­ stoffkonzentration aufweisenden Reinigungsgasstromes während der Dauer eines vorbestimmten Zeitintervalls aus der ersten Adsorptionszone ausbringt, wobei man den Reinigungsstrom während einer Endphase des vorbestimmten Zeitintervalls durch den Einlaß der ersten Adsorptionszone hindurch aus der ersten Adsorptionszone ausbringt und in die zweite Adsorp­ tionszone durch deren Einlaß hindurch einleitet, so daß Stickstoff adsorbiert wird und ein - verglichen mit den Reinigungsstrom - eine hohe Sauerstoff-Reinheit aufweisender Gasstrom den Auslaß der zweiten Adsorptionszone verläßt,
• d) den Reinigungsgasstrom zu dem Einlaß der zweiten Adsorp­ tionszone unterbricht und
• e) gasförmige Bestandteile in Form eines Desorptionsstromes aus der zweiten Adsorptionszone über deren Einlaß ausbringt und zu dem Einlaß der ersten Adsorptionszone leitet, so daß der Desorptionsstrom einen Teil des der ersten Adsorptionszone zugeführten Versorgungsgasstromes bildet.

Die Erfindung bezieht sich somit insbesondere auf die Auftren­ nung von Luft in seine Bestandteile durch Druckwechsel-Adsorp­ tion.

Hochreiner Sauerstoff mit einer Reinheit größer als 95° wird beispielsweise bei Schweiß- und Schneidverfahren und einigen medizinischen Anwendungen verwendet.

Ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Gewinnung hochreinen Sauerstoffs aus Luft sind beispielsweise aus der EP 0 157 939 A2 bekannt. Das bekannte Verfahren basiert darauf, daß man den Versorgungsluftstrom während der Zuführung zu einer Kohlen­ stoffmolekularsieb-Adsorptionseinheit in einer Druckwechsel- Trocknungseinheit vortrocknet und den mit Sauerstoff angerei­ cherten Desorptionsstrom der Kohlenstoffmolekularsieb-Adsorp­ tionseinheit schließlich in eine Stickstoff adsorbierende Zeolith-Adsorptionseinheit einleitet, welche das hochreine Sauerstoffgas ausgibt. Die Trocknungseinheit, die Kohlenstoff­ molekularsieb-Adsorptionseinheit und die Zeolith-Adsorptions­ einheit sind jeweils in zwei gesondert ausgebildete Adsorp­ tionsblöcke unterteilt. Die Adsorptionsblöcke der Trocknungs­ einheit werden mit dem stickstoffreichen Abgas der Kohlenstoff­ molekularsieb-Adsorptionseinheit regeneriert. Diese Regenera­ tion der Trocknungseinheit bringt jedoch den Nachteil mit sich, daß das stickstoffreiche Abgas der Kohlenstoffmolekularsieb- Adsorptionseinheit in der Trocknungseinheit wieder kontaminiert wird, so daß es letztendlich nicht als hochreines Stickstoff- Produktgas zur Verfügung steht.

Das Druckwechsel-Adsorptionsverfahren nach der EP 0 157 939 A2 sieht ferner vor, daß dem Versorgungsluftstrom am Eingang der Druckwechsel-Adsorptionsvorrichtung mit Sauerstoff angereicher­ tes Gas beigemischt wird, welches als Desorptionsgas jeweils einer der Adsorptionszonen der Kohlenstoffmolekularsieb-Adsorp­ tionseinheiten anfällt und über eine Rückführungsleitung in den Versorgungsluftstrom eingespeist wird. Das bekannte Verfahren erfordert zu seiner Durchführung einen extrem hohen apparativen Aufwand. Demgemäß weist die Vorrichtung zur Durchführung des bekannten Verfahrens, wie bereits erwähnt, sechs gesonderte Adsorptionszonen für die Trocknung, für die wechselweise Sauer­ stoffadsorption aus dem Versorgungsgasstrom und die wechsel­ weise Stickstoffadsorption aus den Desorptionsströmen der Sauerstoff-Adsorptionszonen auf. Die in der EP 0 157 939 be­ schriebene Druckwechsel -Adsorptionsvorrichtung benötigt darüber hinaus 28 steuerbare Ventile, einen Kompressor und eine Vakuum­ pumpe. Zu dem großen apparativen Aufwand kommt als weiterer Nachteil hinzu, daß die Verfahrensführung außerordentlich kompliziert ist, was sich insbesondere daraus ergibt, daß Adsorptionszyklen und Desorptionszyklen der jeweils zwei Ad­ sorptionszonen für die Trocknung, die Sauerstoffadsorption und die Stickstoffadsorption teils in komplizierter Weise zeitlich ineinander zu verschachteln sind, um einen kontinuierlichen Sauerstoffproduktionsbetrieb zu gewährleisten.

Eine weitere bekannte Druckwechsel-Adsorptionsvorrichtung ist in der US 4,190,424 beschrieben. Auch diese weitere bekannte Druckwechsel-Adsorptionsvorrichtung umfaßt je zwei Kohlenstoff­ molekularsieb-Adsorptionszonen und Zeolith-Adsorptionszonen und ferner eine Trocknungseinheit. Die Adsorptionszonen sind über ein vergleichsweise kompliziertes Netzwerk von Ventilen mitein­ ander verbunden, wobei drei Pumpeinheiten erforderlich sind, um den gewünschten Betrieb zur Herstellung hochreinen Sauerstoffs zu gewährleisten.

Aus der GB 2 113 567 A sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Reinigung eines Gases bekannt. Zur Gewinnung hochreinen Stickstoffs weist die Vorrichtung nach der GB 2 113 567 A eine oder zwei Hauptadsorptionszonen und eine Hilfsadsorptionszone auf, die von gleicher Art wie die Hauptadsorptionszonen ist, jedoch eine kleinere Kapazität hat. Der Versorgungsgasstrom (Luft) wird zunächst in eine Hauptadsorptionszone eingeleitet, die an ihrem Ausgang das Produktgas abgibt. Sobald die Konzen­ tration dieses Produktgases einen kritischen Wert in bezug auf Verunreinigungen aufweist, wird die Hilfsadsorptionszone in Serie zu der Hauptadsorptionszone geschaltet, wonach das Pro­ duktgas an dem Ausgang der Hilfsadsorptionszone anfällt. Nach­ dem auch das von der Hilfsadsorptionszone abgegebene Produktgas einen entsprechenden kritischen Konzentrationswert angenommen hat, wird die Adsorptionsphase beendet und es schließt sich eine Regenerationsphase im Gegenstromprinzip an. Gemäß eines Ausführungsbeispiels des aus der GB 2 113 567 A bekannten Verfahrens wird parallel zur Regeneration einer Hauptadsorp­ tionszone und der Hilfsadsorptionszone eine weitere Hauptad­ sorptionszone im Adsorptionsbetrieb betrieben, so daß kontinu­ ierlich Produktgas erzeugt werden kann. Das Verfahren hat den Nachteil, daß der apparative Aufwand zu seiner Durchführung vergleichsweise groß ist. So sind zwei Pumpeinheiten für die Förderung der Gasströme erforderlich. Darüber hinaus sind Gaskühlstufen in der Versorgungsgasstrom-Zuleitung zwecks Bewirkung einer Entfeuchtung des Versorgungsgasstromes vor­ gesehen. Hinzu kommt, daß das sauerstoffreiche Desorptionsgas der Adsorptionszonen desorbierte Feuchtigkeit enthält und somit nicht als hochreines Sauerstoffgas zur Verfügung steht. Es wird somit lediglich ein hochreines Produktgas, nämlich Stickstoff erhalten.

Entsprechendes gilt für das in der DE 30 07 427 A1 beschriebene Druckwechsel-Adsorptionsverfahren, bei dem zwei gleichartige Adsorptionszonen herangezogen werden, die sowohl zur Feuchtig­ keitsadsorption als auch zur Sauerstoffadsorption herangezogen werden und wechselweise im Adsorptionsbetrieb und im Desorp­ tionsbetrieb betrieben werden. Als Produktgas wird Stickstoff gewonnen. Das sauerstoffreiche Desorptionsgas enthält Feuchtig­ keit und ähnliche Kontaminationen aus den Adsorptionszonen. Es wird daher ungenutzt als Abgas abgeleitet. Der apparative Aufwand der Vorrichtung zur Durchführung des Druckwechsel- Adsorptionsverfahrens nach der DE 30 07 427 A1 ist geringer als bei den anderen, oben angesprochenen Vorrichtungen nach dem Stand der Technik.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Druckwechsel-Adsorptionsverfahren der im Oberbegriff des An­ spruchs 1 genannten Art in bezug auf den Verfahrensablauf und den dazu erforderlichen apparativen Aufwand zu vereinfachen und ferner so zu gestalten, daß eine vielseitigere Ausbeutung des Versorgungsgasstroms ermöglicht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das in die erste Adsorptionszone eintretende Gasgemisch vor Eintritt in das Kohlenstoffsiebmaterial zuerst durch ein Zeolith-Siebmaterial, welches Feuchtigkeit und ähnliche Verunreinigungen aus dem Versorgungsgasstrom adsor­ biert, hindurchströmt und daß man in Schritt c) den Reinigungs­ gasstrom während der Dauer einer der Endphase unmittelbar vorausgehenden Anfangsphase des vorbestimmten Zeitintervalls durch den Einlaß der ersten Adsorptionszone hindurch aus der ersten Adsorptionszone ausbringt und an die Atmosphäre ablei­ tet, um in der ersten Adsorptionszone adsorbierte Feuchtigkeit und ähnliche Verunreinigungen zu entfernen.

Das erfindungsgemäße Verfahren kommt mit zwei Adsorptionszonen mit unterschiedlichen Adsorptionsfüllungen aus, wobei die für die Sauerstoffadsorption aus dem Versorgungsgasstrom zuständige Adsorptionszone auch für die Feuchteadsorption herangezogen wird. Der am Ausgang der ersten Adsorptionszone gemäß Schritt a) erhaltene stickstoffreiche Gasstrom ist somit bereits ent­ feuchtet und wird nicht weiter kontaminiert, so daß aus dem Versorgungsgasstrom vergleichsweise reines Stickstoffgas gewon­ nen werden kann.

Die Trennung von Sauerstoffgas und Feuchtigkeit bzw. weiterer Kontaminationen erfolgt auf unkomplizierte Weise dadurch, daß man den Reinigungsgasstrom bzw. Desorptionsgasstrom der ersten Adsorptionszone zunächst zur Atmosphäre hin entlüftet, um Feuchtigkeit und ähnliche Kontaminationen aus dem Verfahrens­ zyklus zu entfernen. Erst danach wird das nachströmende, von Feuchte und ähnlichen Verunreinigungen im wesentlichen freie sauerstoffreiche Desorptionsgas der ersten Adsorptionszone in die zweite Adsorptionszone eingeleitet, die eine weitgehende Stickstoffentfernung gewährleistet, so daß am Ausgang der zweiten Adsorptionszone hochreines Sauerstoffgas gewonnen werden kann.

Das erfindungsgemäße Verfahren erfordert zu seiner Durchführung lediglich ein Pumporgan und eine vergleichsweise geringe Anzahl von Ventilen. Der Verfahrensablauf ist unkompliziert, so daß auch der Aufwand für die Steuerung der Gasströme gering ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren erfordert daher einen ver­ gleichsweise geringen apparativen Aufwand zu seiner Durchfüh­ rung und ermöglicht dennoch eine vielseitige Ausbeutung des Versorgungsgasstromes, da neben hochreinem Sauerstoff auch Stickstoffgas gewonnen werden kann. Bevorzugte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Ansprüchen 2 bis 4 angegeben.

Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Vorrichtung zur Durch­ führung des erfindungsgemäßen Verfahrens, wie sie in Anspruch 5 angegeben ist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich durch einen einfachen Aufbau aus.

Bevorzugte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den Ansprüchen 6 und 7 angegeben.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbei­ spiels unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert. Darin zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des Druckwechsel-Adsorp­ tionsverfahrens, wobei die Flußrichtungen des Gases entsprechend einer Stufe eines Verfahrenszyklus ein­ gezeichnet sind,

Fig. 2 eine der Fig. 1 entsprechende Ansicht, wobei die Flußrichtungen des Gases entsprechend einer weiteren Stufe des Verfahrenszyklus eingezeichnet sind,

Fig. 3 eine der Fig. 1 entsprechende Ansicht, wobei die Flußrichtungen des Gases entsprechend einer weiteren Stufe des Verfahrenszyklus eingezeichnet sind,

Fig. 4 ein die verschiedenen Verfahrensstufen der in den Fig. 1 bis 3 schematisch dargestellten Druckwech­ sel-Adsorptionsvorrichtung wiedergebendes Schaubild und

Fig. 5 eine grafische Darstellung, die die Druckhöhen der Adsorber und des Vorratstanks während der in Fig. 4 dargestellten Betriebsstufen zeigt.

In Fig. 1 ist eine bevorzugte Ausführungsform einer allgemein mit 20 bezeichneten Vorrichtung zur Auftrennung eines Versor­ gungsstromes eines Gasgemisches in Ströme gezeigt, welche reich an vorbestimmten Bestandteilen des Gemisches sind. In die dargestellte Vorrichtung 20 wird ein zumindest teilweise aus Luft bestehendes Gasgemisch eingebracht, das die Vorrichtung 20 in Form von zwei Gasströmen verläßt, von denen einer reich an Stickstoff und der andere reich an Sauerstoff ist. Wie nach­ stehend noch verdeutlicht wird, ist die gezeigte Vorrichtung 20 zur Ausführung des erfindungsgemäßen Druckwechsel-Adsorptions­ verfahrens für die Auftrennung von Luft zwecks Herstellung eines stickstoffreichen und eines sauerstoffreichen Stromes eingerichtet.

Die Vorrichtung 20 umfaßt eine einzelne Pumpe oder einen Kom­ pressor 22, Adsorptionszonen, nämlich einen ersten Adsorptions­ bereich 24 (Adsorptionsbett 24) sowie einen zweiten Adsorp­ tionsbereich 28 (Adsorptionsbett 28), ein Reservoir in Form eines Vorratstanks 30 zur Sammlung des den zweiten Adsorptions­ bereich verlassenden Produktgases und ein Netzwerk an Rohrlei­ tungen, welche den betriebsmäßigen Fluß zwischen dem Kompressor 22 sowie dem ersten und zweiten Adsorptionsbereich 24, 28 gestatten. Zusätzlich sind eine erste Ventileinrichtung 25 und eine zweite Ventileinrichtung 26 in dem vorgenannten Netzwerk an Rohrleitungen angeordnet, um den Gasfluß durch den Kompres­ sor 22 und die Adsorptionsbereiche 24, 28 zu steuern. Um die Vorrichtung 20 durch ihre Betriebsstufen zu führen, umfaßt die Vorrichtung 20 eine Steuerungseinrichtung 32, die betriebsmäßig mit den Ventileinrichtungen 25, 26 verbunden sind.

Der Kompressor 22 weist einen Einlaß 34 und einen Auslaß 36 auf. Flußrohrleitungen 38, 40 sind betriebsmäßig mit dem Kompressoreinlaß 34 bzw. dem Kompressorauslaß 36 verbunden. Der Kompressor 22 wird zum Einsaugen von Luft in die Vorrichtung 20, zum Herauspumpen von Abgas aus der Vorrichtung 20 und zur Förderung der Gasströme zwischen dem ersten und zweiten Adsorptionsbereich 24, 28 verwendet.

Der erste Adsorptionsbereich 24 umfaßt einen einzelnen Behälter 42, der einen Einlaß 44 und einen Auslaß 46 sowie einen inneren Hohlraum aufweist, der zwischen dem Einlaß 44 und dem Auslaß 46 angeordnet ist. Der Hauptabschnitt des Hohlraums des Behälters 42 ist mit Adsorbermaterial 41 gefüllt, um Sauerstoff aus einem Sauerstoff, Stickstoff und Argon enthaltenden Versorgungsstrom zu adsorbieren bei einer gegenüber der Adsorption von Stickstoff und Argon größeren Geschwindig­ keit. Demgemäß ist das Adsorbermaterial 41 des Bereichs 24 dafür geeignet, Bestandteile des Gasgemisches, basierend auf den Grundsätzen der kinetischen Abtrennung, zu adsorbieren, wobei der aus dem Sauerstoff, Stickstoff und Argon enthaltenden Gasgemisch adsorbierte Hauptbestandteil Sauerstoff ist. Das Adsorbermaterial 41 des ersten Ad­ sorptionsbereichs 24 kann eine Vielzahl von Adsorbermaterialien umfassen, jedoch wird vorzugsweise ein Kohlenstoffsiebmaterial vorgesehen. Im folgenden wird zur Beschreibung des Ausführungsbeispiels von der Verwendung von Kohlenstoffsiebmaterial ausgegangen.

Zusätzlich zu dem Kohlenstoffsiebmaterial 41 beinhaltet der Behälter 42 auch eine Schicht einer gegenüber der Menge des Kohlenstoffsiebmaterials 41 kleine Mengen 43 von Zeolith­ siebmaterial, das zwischen dem Einlaß 44 und dem Kohlenstoffsiebmaterial 41 angeordnet ist. Zusammen verleihen das Kohlenstoffsiebmaterial 41 und das Zeolithsiebmaterial 43 dem ersten Bereich 24 eine Ver­ bundnatur. Das Zeolithsiebmaterial 43 ist innerhalb des Bereichs 24 wegen seiner Fähigkeit, Feuchtigkeit und ähnliche Verunreinigungen zu adsorbieren, vorgesehen und so angeordnet, daß ein in den Einlaß 44 des Bereichs 24 eintretendes Gasgemisch veranlaßt wird, durch das Zeolithsiebmaterial 43 vor dem Eintritt in das Kohlenstoffsiebmaterial 41 hindurchzu­ strömen. Deshalb ist das dann in das Kohlenstoffsiebma­ terial 41 eintretende Gasge­ misch im wesentlichen frei von Feuchtigkeit und ähnlichen Verunreinigungen.

Während einer Betriebsphase der Vorrichtung 20 wird ein Sauerstoff, Stickstoff und Argon enthaltendes Gasgemisch durch den Einlaß 44 des ersten Bereichs 24 geführt. Da die Diffusionsrate von Sauerstoff innerhalb des ersten Be­ reichs 24 um zwei Größenordnungen größer als die Diffusi­ onsrate von Stickstoff oder Argon ist, wird der Stickstoff und das Argon durch das Kohlenstoffsiebmaterial 41 hin­ durch und aus dem Auslaß 46 herausgeführt, während Sauerstoff und ein kleinerer Betrag des Stick­ stoffs und des Argons durch das Kohlenstoffsiebmaterial 41 adsorbiert werden. Da der den Auslaß 46 verlas­ sende Gasstrom verhältnismäßig reich an Stickstoff in bezug auf das Volumen ist, kann dieser austretende Gas­ strom in einem nicht gezeigten Vorratstank gesammelt werden, um ihn als Produktgas zu verwenden, welches eine hohe Stickstoffreinheit besitzt. Um ein Zurückfließen des den Auslaß 46 verlassenden Gasgemisches in den Bereich 24 durch den Auslaß 46 zu verhindern, ist ein Absperr- oder Rückschlagventil 50 vorgesehen, welches betriebsmäßig in einer von dem Auslaß 46 weg­ führenden Rohrleitung 49 angeordnet ist.

Der zweite Adsorptionsbereich 28 der Vorrichtung 20 umfaßt einen einzelnen Behälter 42, der einen Einlaß 54 und einen Auslaß 56 sowie einen inneren Hohlraum aufweist, der zwischen dem Einlaß 54 und dem Auslaß 56 angeordnet ist. Der Hohlraum des Behälters 52 ist mit einer Menge eines Adsorbermaterials 53 gefüllt, welches geeignet ist, Stickstoff aus einem Sauerstoff, Stickstoff und Argon enthaltenden Gasstrom zu adsorbieren, wobei der Adsorp­ tionsmechanismus des Bereichs 28 auf den Prinzipien der Gleichgewichtsabtrennung beruht. Das Adsorbermaterial 53 des zweiten Adsorptionsbereichs 28 kann durch eine Viel­ zahl von Materialien gebildet sein, jedoch wird vorzugsweise ein Zeolithsiebmaterial vorgesehen, von dessen Verwendung in der weiteren Beschreibung des Ausführungsbeispiels ausgegangen wird. Um stickstoffreiche und sauerstoffreiche Ströme mit dem hierin beschriebenen Druckwechsel-Adsorptionsverfahren zu erzeugen, ist die Menge des in dem Behälter 52 des zweiten Bereichs 28 enthaltenden Zeolithsiebmaterials 53 im Verhältnis zu der Menge des in dem Behälter 42 des ersten Bereichs 24 angeordneten Kohlenstoffsiebmaterials verhältnismäßig klein. In der dargestellten Vorrichtung ist die Menge des Zeolithsiebmaterials 53 ungefähr 1/3 so groß wie die Menge des Kohlenstoffsiebmaterials 41.

Während einer vorgewählten Betriebsphase der Vorrichtung 20 wird ein gegenüber dem in den ersten Bereich 24 ein­ tretenden Versorgungsstrom an Sauerstoff reicher und an Stickstoff und Argon armer Gasstrom in den Einlaß 54 des zweiten Bereichs 28 geführt, so daß Stickstoff durch das Adsorptionsmaterial 53 adsorbiert wird. Folglich weist der aus dem Bereich 28 durch den Auslaß 56 herausflie­ ßende Gasstrom eine hohe Sauerstoffkonzentration und eine niedrige Argonkonzentration auf und ist weiterhin arm an Stickstoff. Zur Sammlung des hochreinen Sauerstoffpro­ dukts, welches aus dem zweiten Bereich 52 durch den Auslaß 56 fließt, ist der Vorratstank 30 mit dem Auslaßbereich 56 mittels paralleler Rohrleitungen 57, 59 verbunden. Ein Absperr- oder Rückschlagventil 58 ist in geeigneter Weise innerhalb der Rohrleitung 57 angeordnet, um den Fluß des Gases, welches durch die Rohrleitung 57 strömt, auf die Richtung zu dem Vorratstank 30 hin zu beschränken. Zusätzlich ist in geeigneter Weis eine Öffnung 60 innerhalb der Rohrleitung 59 angeordnet, um die Flußrate des Gases zu steuern, das vom Vorratstank 30 zurück zum Auslaß 56 strömt. Zur Erleichterung des Abziehens des Produktgases vom Vorratstank 30 bei einem geregelten Druck, ist ein Sauerstoffregler 61 in einer Rohrleitung 76 angebracht, die von dem Vorratstankausfluß wegführt.

Wie bereits vorstehend erwähnt wurde, sind die erste und die zweite Ventileinrichtung 25, 26 der Vorrichtung 20 innerhalb des den Kompressor 22 und die Adsorptionsbe­ reiche 24 und 28 verbindenden Netzwerks an Rohrleitungen angeordnet, um den Fluß des Gasstroms zwischen den Be­ reichen 24, 28 und durch die Bereiche 24, 28 wahlweise zu führen. Für den vorliegenden Zweck sind die Rohrleitungen des vorerwähnten Netzwerkes mit 80, 82, 84, 86, 88, 90 in Fig. 1 bezeichnet. Die erste Ventileinrichtung 25 umfaßt ein erstes Zweiwegeventil 62, welches betriebsmäßig stromaufwärtig des Kompressoreinlasses 34 in Reihe mit der Rohrleitung 80 mit dieser verbunden ist, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist, um wahlweise dem Kompressor 22 ein Einsaugen von Luft in die Vorrichtung 20 aus der umgebenden Atmosphäre zu gestatten oder zu verhindern. Die erste Ventileinrichtung 25 umfaßt darüber hinaus ein zweites Zweiwegeventil 68, welches in der Rohrleitung 82 angeordnet ist und in Reihe zwischen dem Kompressoreinlaß 34 sowie dem Einlaß 44 des ersten Bereichs 24 geschaltet ist. Darüber hinaus umfaßt die erste Ventileinrichtung 25 ein drittes Zweiwegeventil 70, welches in der Rohrleitung 84 angeordnet ist und in Reihe zwischen dem Kompressoreinlaß 34 sowie dem Einlaß 54 des zweiten Bereichs 28 angeordnet ist. Aus einem noch darzulegenden Grund umfaßt die Ventileinrichtung 25 weiterhin ein Absperr- oder Rückschlagventil 74, welches in Reihe mit dem ersten Ventil 62 und dem Kom­ pressoreinlaß 34 geschaltet ist, um den Fluß der Luft durch das Ventil 62 auf die Flußrichtung zu dem Kompressoreinlaß 34 hin zu beschränken.

Die Ventileinrichtung 26 umfaßt ein erstes Zweiwegeventil 64, welches betriebsmäßig stromabwärtig des Kompressorauslasses 36 in Reihe mit der Rohrleitung 86 geschaltet und mit dieser verbunden ist, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist, um wahlweise dem Kompressor 22 eine Abgabe von Gas aus der Vorrichtung 20 an die umgebende Atmosphäre zu gestatten oder zu vermeiden. Die zweite Ventileinrichtung 26 umfaßt ferner ein zweites Zweiwegeventil 66, welches in der Rohrleitung 88 angeordnet ist und in Reihe zwischen dem Kompressorauslaß 36 und dem Einlaß 44 des ersten Bereichs 24 geschaltet ist. Darüber hinaus umfaßt die zweite Ventileinrichtung 26 ein drittes Zweiwegeventil 72, welches in der Rohrleitung 90 angeordnet ist und in Reihe zwischen dem Kompressorauslaß 90 und dem Einlaß 54 des zweiten Bereiches 28 geschaltet ist.

Jedes der vorerwähnten Zweiwegeventile 62, 64, 66, 68, 70 und 72 in der Einrichtung 20 ist ein elektromagnetisch befähigbares Ventil, welches durch Ein- bzw. Ausschalten elektrischer Energie steuerbar ist. Zusätzlich umfaßt die Steuerungseinrichtung 32 der Vorrichtung 20 Zeiterfassungsmechanismen, die in geeigneter Weise mit den Ventilen 62, 64, 66, 68, 70 und 72 verdrahtet sind, um die Ventile am Ende einer vorbestimmten Zeitperiode zu öffnen oder zu schließen. Folglich werden die verschiedenen Stufen der hierin beschriebenen Betriebsweise der Einrichtung automatisch durch die Steuerungseinrichtung 32 gesteuert, welche automatisch die Dauer der Zeitintervalle steuert, in denen die Ventile 62, 64, 66, 68, 70 und 72 geöffnet oder geschlossen sind.

In bezug auf die Fig. 1-4 umfaßt eine Ausführung des Druckwechsel-Adsorptionsverfahrens, welches mit der Vor­ richtung 20 durchgeführt wird, einen Arbeitszyklus, wobei jeder Zyklus drei Stufen aufweist. In kurzen Worten kann die erste Stufe als eine Zufüh­ rungs-/Stickstoffproduktionsstufe bezeichnet werden, während der ein Versorgungsstrom, der von der Atmosphäre abgezogene Luft und einen den Einlaß 54 des zweiten Bereichs 28 verlassenden, gasförmigen Desorptionsstrom umfaßt, in den Einlaß 44 des ersten Bereiches 24 geführt wird. Da der Versorgungsstrom durch den ersten Bereich 24 strömt, verläßt ein Gas, welches gegenüber dem in den Einlaß 44 eintretenden Versorgungsstrom reich an Stickstoff und Argon ist, den Auslaß 46. Falls dies gewünscht wird, kann das den Auslaßbereich 46 verlassende Gas zur Verwendung als ein hoch reines Stick­ stoffprodukt gesammelt werden. Die zweite Stufe kann als eine ungenutzte Gasauslaß- oder Abgasstufe beschrieben werden, während der der Einlaß 44 in die Atmosphäre entlüftet wird. Die dritte Stufe kann als eine Sauerstoffproduktionsstufe bezeichnet werden, während der gasförmige Bestandteile des ersten Adsorptionsbereichs 24 in den zweiten Bereich 28 durch den Einlaß 54 geführt werden. Da die von dem ersten Bereich 24 stammenden gasförmigen Bestandteile durch den zweiten Bereich 28 geführt werden, verläßt ein Produktgas, welches gegenüber dem in den Einlaß 54 eintretenden Fluß an gasförmigen Bestandteilen reich an Sauerstoff ist, den Auslaß 56 und wird zum weiteren Gebrauch in dem Vorratstank 30 gesammelt. Zur Vervollständigung der Sauerstoffproduktionsstufe wird der zweite Bereich 28 von gasförmigen Bestandteilen gereinigt, derart, daß ein Desorptionsstrom den zweiten Bereich 28 über dessen Einlaß 54 verläßt und zusammen mit einer Menge atmosphärischer Luft in Richtung des Einlasses 44 des ersten Bereiches 24 geleitet wird, um den Verfahrenszyklus von neuem zu beginnen.

Die Arbeitsweise der vorstehend beschriebenen Ausführung des Verfahrens kann am besten im Zusammenhang mit einer Beschreibung der Führung der Zweiwegeventile 62, 64, 66, 68, 70 und 72 der Vorrichtung 20 verstanden werden. Bevor die erste Stufe, d. h. die Zuführungs-/ Stickstoffproduktionsstufe, beginnt, werden die Ventile 68 und 72 geöffnet sowie die Ventile 62, 64, 66 und 70 ge­ schlossen, derart, daß ein Gasstrom durch den Kompressor 22 von dem ersten Bereich 24 zu dem zweiten Bereich 28 gepumpt wird und daß der Innendruck des ersten Bereichs 24 unterhalb des Atmosphärendrucks ist und der Innendruck des zweiten Bereichs 28 auf einen höheren Druck geführt ist, wie dies in Fig. 5 gezeigt ist.

Um die erste Stufe, d. h. die Zufüh­ rungs-/Stickstoffproduktionstufe, zu starten, werden die Ventile 64, 68 und 72 geschlossen und die Ventile 62, 66 und 70 geöffnet, so daß ein Versorgungsstromgemisch aus atmosphärischer Luft und ein Desorptionsgasstrom von dem unter Druck gesetzten zweiten Bereich 28 zu dem Einlaß 44 des ersten Bereichs 24 durch den Kompressor 22 geliefert wird, wie dies durch den Flußrichtungspfeil A in Fig. 1 angedeutet ist. Die aus Fig. 5 hervorgeht, fällt der Innendruck des zweiten Bereichs 28 schnell während der Startzeitabschnitte der ersten Stufe auf eine Höhe ge­ ringfügig unterhalb des atmosphärischen Drucks. Bis der Druck in dem zweiten Bereich 28 auf atmosphärische Höhe fällt, wird der zu dem Einlaß 44 des ersten Bereichs 24 geführte Versorgungsstrom vollständig von dem Desorptionsgasstrom auf genommen, welcher den zweiten Einlaßbereich 54 verläßt. Das Absperr- oder Rückschlag­ ventil 74 verhindert das Abfließen des Desorptionsgases aus der Vorrichtung 20 durch das geöffnete Ventil 62. Sobald der Innendruck des zweiten Bereiches 28 den atmo­ sphärischen Druck erreicht, beginnt der Kompressor 22 Luft von der umgebenden Atmosphäre abzuziehen und fährt mit der Evakuierung des zweiten Bereiches 28 fort. Deshalb wird, während des zuletzt genannten Zeitabschnitts der ersten Stufe das Gasgemisch, das durch den Kompressor 22 zur Belieferung als Versorgungsstrom an den ersten Bereich 24 gefördert wird, teilweise von den gasförmigen Bestandteilen, die von dem zweiten Bereich 28 abgezogen werden, und teilweise von der Frischluft, die von der Umgebung abgezogen wird, gebildet.

Das Gasgemisch, welches durch den Kompressor 22 während der ersten Stufe, oder Stickstoffherstellungsstufe, gefördert wird, wird als ein Versorgungsstrom zu dem ersten Bereich geführt, wo Sauerstoff hauptsächlich durch das Adsorptionsmaterial 41 adsorbiert wird. Wie bereits vorstehend erwähnt wurde, wird die in dem Versorgungsstrom vorhandene Feuchtigkeit oder ähnliche Verunreinigungen in der Schicht des Zeolithsiebmaterials 43 in dem Bett adsorbiert, so daß vor dem Eintreten in die Schicht des Kohlenstoffsiebmaterials 41 der Versorgungsstrom im wesentlichen frei von Feuchtigkeit und ähnlichen Verun­ reinigungen ist. Da der Versorgungsstrom weiterhin durch das Bettmaterial 41 geführt wird, wird hauptsächlich Sauerstoff adsorbiert, so daß der den Auslaßbereich 46 verlassende Gasstrom gegenüber dem Versorgungsstrom reich an Stickstoff und Argon ist. Wie in Fig. 5 gezeigt ist, steigt der Innendruck des ersten Bereiches 24 während der Dauer der ersten Stufe, oder der Versor­ gungs-/Stickstoffproduktionsstufe an.

Die zweite Stufe- oder Abgasauslaßstufe, beginnt, wenn der erste Bereich 24 etwa gesättigt ist. Demgemäß wird die Zeitsteuerung der Steuerungseinrichtung 32 voreingestellt, um gleichzeitig die geeigneten Ventile zu schließen bzw. zu öffnen im Anschluß an eine vorbestimmte Zeitperiode, die normalerweise ausreicht, um den ersten Adsorptionsbereich 24 zu sättigen während der ersten Stufe oder Zuführungs-/Stickstoffproduktionsstufe. Insbesondere schließt im Anschluß an die vorbestimmte Zeitperiode, die ausreicht, um den Bereich 24 zu sättigen, die Steuerungseinrichtung 32 die Ventile 62, 66, 70 und 72, das noch von der vorhergehenden ersten Stufe geschlossen ist, und öffnet die Ventile 64 und 68, um die zweite Stufe zu starten. Sobald die Ventile 64 und 68 geöffnet sind, werden die gasförmigen Bestandteile des Adsorberbereichseinlaß 44 in die Atmosphäre entlüftet, wie dies durch den Flußrichtungspfeil B in Fig. 2 gezeigt ist. Das bei dem ersten Adsorberbereichsauslaß 46 angeordnete Absperr- oder Rückschlagventil 50 verhindert, daß Gas welches den Bereichsauslaß 46 verläßt, in den Auslaß 46 des Adsorberbereichs 24 zurückfließt.

Da die gasförmigen Bestandteile den ersten Adsorptionsbe­ reich 24 durch dessen Einlaß 44 verlassen, wird der erste Bereich 24 von desorbierten Bestandteilen in einem Reini­ gungsgasstrom gereinigt. Daraus folgt, daß der den Ein­ laßbereich 44 verlassende Reinigungsgasstrom reich an. Sauerstoff gegenüber dem in den Einlaßbereich 44 eingeführten Versorgungsstrom ist, da der Sauerstoff der durch den Bereich 24 während der ersten Stufe hauptsächlich adsorbierte Gasbestandteil ist.

Der Zweck der zweiten Stufe- oder Abgasauslaßstufe ist, denjenigen Teil des Reinigungsgasstroms an die Atmosphäre abzugeben, welcher die höchste Konzentration an Feuchtig­ keit und vergleichbaren Verunreinigungen beinhaltet, die aus dem ersten Bereich 24 während der Reinigung entnommen worden sind. Der anfängliche Teil des den Adsorberbereichseinlaß 44 verlassenden Reinigungsgasflusses enthält den Hauptteil der Feuchtigkeit und der vergleichbaren Verunreinigungen, die zuvor durch die Zeolithschicht 43 gesammelt wurden. Es ist dieser, die Feuch­ tigkeit enthaltende Teil des Reinigungsgasstromes, welcher an die Atmosphäre abgegeben wird. Der Teil des Reini­ gungsstroms, der auf den die Feuchtigkeit enthaltenden Teil folgt, weist einen progressiven Anstieg in der Sauerstoffkonzentration im Laufe der Zeit auf. Wie in Fig. 5 dargestellt ist, fällt der Innendruck des ersten Ad­ sorptionsbereichs 24 sehr schnell während der Periode der zweiten Stufe oder Abgasabgabestufe und wird auf eine Höhe unterhalb des atmosphärischen Drucks reduziert infolge des kontinuierlichen Abzugs der gasförmigen Bestandteile von dem Bereich 24 durch den Kompressor 22.

Im Anschluß an eine vorbestimmte Zeitperiode, welche mit der Abgasabgabestufe beginnt, wie beispielsweise zwischen zwei und fünf Sekunden, schließt die Steuerungeinrichtung 32 das Ventil 64, um den Fluß des Reinigungsgases an die Atmosphäre zu unterbrechen, und öffnet das Ventil 72, um die dritte Stufe, oder Sauerstoffherstellungsstufe zu starten. Mit den nun geöffneten Ventilen 68, 72 werden die gasförmigen Bestandteile des ersten Bereiches 24, welche fortlaufend aus dem Einlaß 44 des Adsorptionsbereichs 24 durch den Kompressor 22 abgezogen werden, in den Einlaß 54 des zweiten Adsorptionsbereichs 28 gepumpt, wie dies durch den Flußrichtungspfeil C in Fig. 3 dargestellt ist. Da diese gasförmigen Bestandteile, die gegenüber dem in den ersten Bereich 24 eingeführten Versorgungsstrom reich an Sauerstoff und arm an Stickstoff und Argon sind, fortlaufend von dem ersten Bereich 24 durch den Adsorptionsbereichs­ einlaß 54 geführt werden, wird Stickstoff adsorbiert von dem Gasstrom, welcher durch den zweiten Bereich 28 geführt wird, so daß das Gas, welches den Adsorptionsbereichsaus­ laß 56 verläßt und in dem Vorratstank 30 als Produktgas gesammelt wird, im wesentlichen aus hoch reinem Sauerstoff besteht.

Wie in Fig. 5 dargestellt ist, fährt der Innendruck des ersten Adsorptionsbereichs 24 fort, während der Dauer der dritten Stufe oder Sauerstoffproduktionsstufe zu fallen, während der Innendruck des zweiten Adsorptionsbe­ reichs 28 zunimmt. Der Kompressor 22 arbeitet als eine Vakuumpumpe während des Zyklus der dritten Stufe, wobei er den Innendruck des ersten Bereichs 24 unterhalb des atmosphärischen Drucks hält, während gleichzeitig die Höhe des Innendrucks des zweiten Bereichs 28 auf ein höheres Niveau zunimmt. Die Druckhöhe des zweiten Bereichs 28 ist so in einem angehobenen Zustand und die Druckhöhe des ersten Bereichs 24 befindet sich in einem drucklosen Zustand unterhalb der Höhe des atmosphärischen Drucks, wenn der Arbeitszyklus mit der ersten Stufe oder Zuführungs-/Stickstoffproduktionsstufe gestartet wird.

Um den Arbeitszyklus mit der ersten Stufe oder der Zuführungs-/Stickstoffproduktionsstufe zu starten, schließt die Steuerungseinrichtung 32 die Ventile 68 und 72 und öffnet die Ventile 62, 70 und 66 erneut. Diese erste Stufe oder Zuführungs-/Stickstoffproduktionsstufe wird erneut gestartet, wenn der Adsorptionsbereich 28 etwa gesättigt wird. Demgemäß ist die Zeitsteuerung der Steuerungs­ einrichtung 32 vorgewählt, um gleichzeitig die Ventile 68 und 72 zu schließen und die Ventile 62, 70 und 76 zu öffnen im Anschluß an eine Zeitperiode, die norma­ lerweise ausreicht, um den Adsorptionsbereich 28 während der dritten Stufe oder Sauerstoffproduktionsstufe zu sättigen.

Wie vorstehend erwähnt wurde, enthält der an den Einlaß 44 des ersten Adsorptionsbereich 24 gelieferte Versorgungs­ strom teilweise den Desorptionsgasstrom, welcher den Einlaß 54 des zweiten Bereichs 28 während der ersten Stufe oder Zuführungs-/Stickstoffproduktionsstufe verläßt. Da der Gasstrom, der durch den zweiten Bereich 28 während der dritten Stufe oder Sauerstoffprodukti­ onsstufe geführt wird, hoch mit Sauerstoff angereichert ist, enthält der Desorptionsgasstrom, welcher von dem zweiten Bereich 28 während der ersten Stufe abgezogen wird, Sauerstoff in einer höheren Konzentration als Luft. Deshalb wächst durch die Rückführung des den zweiten Bereich 28 durch den ersten Bereich 24 während der ersten Stufe verlassenden Desorptionsgasstroms der Wirkungsgrad der Erzeugung des hochreinen Sauerstoffs wesentlich. Die Sauerstoffproduktion wird weiterhin durch die Reinigungsschleife gesteigert, die durch die Rohrleitung 59 und die Öffnung 60 vorgesehen ist.

Im Zusammenhang mit dem Fallen des Innendruckes des Vorratstanks 30 während der ersten und zweiten Stufe, wie dies in Fig. 5 gezeigt ist, wird darauf hingewiesen, daß ein hoch angereichertes Sauerstoffprodukt fortlaufend von dem Vorratstank 30 durch die Rohrleitung 76 (Fig. 1) für die Verwendung während jeder und aller Stufen des Betriebs der Vorrichtung abgezogen werden kann. Demgemäß gibt der in dem Schaubild der Fig. 5 wiedergegebene Innendruck des Vorratstanks 30 einen kontinuierlichen Abzug des Produkt­ gases von dem Vorratstank 30 wieder und wächst nur während der dritten Stufe, wenn der Tank 30 durch das den Auslaß 56 des zweiten Bereichs 28 verlassenden Produktgas wieder unter Druck gesetzt wird.

Die vorstehend beschriebene Vorrichtung 20 kann optimiert werden, um gleichzeitig begrenzte Mengen hochreinen Sauerstoffs und Stickstoffs (99,5%) zu erzeugen. Alternativ hierzu kann die Vorrichtung 20 optimiert werden, um gleichzeitig größere Mengen einer der beiden Komponenten: Sauerstoff und Stickstoff, mit einer hohen Reinheit (99,5%) zu erzeugen und die andere der beiden Komponenten mit einer geringeren Reinheit (über 90,0%) zu erzeugen. Die Optimierung jeder der vorerwähnten Betriebsweisen kann durch geeignete Einstellung der Zeitzyklen und der Relativbeträge der Produkte erreicht werden, die durch die Rohrleitung 49 abgezogen werden, die mit dem Auslaßbereich 46 verbunden ist, und durch die Rohrleitung 76 abgezogen werden, die mit dem Auslaß des Vorratstanks 30 verbunden ist.

Es wurde ein Zweibett-Druckwechseladsorptionsverfahren beschrieben, welches sowohl den kinetischen Abtrennungsmechanismus als auch den Gleichgewichtsabtrennungsmechanismus zur gleich­ zeitigen Herstellung von stickstoffreichen und sauerstoffreichen Produktströmen verwendet, welche eine Reinheit von wenigstens 99,5% aufweisen. Eines der beiden Adsorptionsbetten weist einen geschichteten Aufbau von zwei Adsorptionsmaterialien auf. Die Entlüftung dieses Verbundbettes an die Atmosphäre während einer vorgewählten Stufe des Arbeitszyklus entfernt Feuchtigkeit hiervon und verhindert dabei einen Nettofeuchtigkeitsanstieg innerhalb der Vorrichtung. Zusätzlich umfaßt die Vorrichtung nur einen einzelnen Kompressor 22 und eine kleine Anzahl von Ventilen, so daß der apparative Aufwand gering ist. Während die Vorrichtung 20 arbeitet, regeneriert der einzelne Kom­ pressor 22 einen der beiden Adsorptionsbereiche durch Abzug, während gleichzeitig der andere Adsorptionsbereich unter Druck gesetzt und versorgt wird, um die Abtrennung zu bewirken.

Die Ventileinrichtungen 25, 26, die in dem oben diskutierten Beispiel als drei Zweiwegeventile gezeigt und beschrieben wurden, können im Zusammenhang mit einem breiteren Aspekt der Vorrichtung gemäß der Erfindung eine kleinere Anzahl an Ventilen umfassen, die geeignet sind, die verschiedene Gasflüsse entlang der gewünschten Flußpfade zu führen.

Claims (8)

1. Druckwechsel-Adsorptionsverfahren unter Verwendung einer ersten Adsorptionszone, die ein vorwiegend Sauerstoff aus einem Sauerstoff, Stickstoff, Argon und Feuchtigkeit sowie ähnliche Verunreinigungen enthaltenden Gasstrom adsorbierendes Adsorptions­ mittel ent­ hält und einen Einlaß und einen Auslaß umfaßt, sowie einer zweiten Adsorptionszone, die ein Stickstoff aus einem Sauerstoff und Stickstoff enthaltenden Gasstrom adsorbierendes Adsorptionsmittel enthält und einen Einlaß und einen Auslaß umfaßt, wobei man - insbesondere zyklisch -

• a) einen zumindest teilweise aus der Atmosphäre abgezogenen und Sauerstoff, Stickstoff, Argon und Feuchtigkeit sowie ähnliche Verunreinigungen enthaltenden Versorgungsgasstrom in die erste, ein Kohlenstoffsiebmaterial enthaltende Adsorptionszone durch deren Einlaß hindurch ein­ leitet, so daß Sauerstoff adsorbiert wird und ein - verglichen mit dem Versorgungsgasstrom - an Stickstoff und Argon reiches Gasgemisch den Aus­ laß der ersten Adsorptionszone verläßt,
• b) den Gasstrom durch die erste Adsorptionszone unterbricht,
• c) gasförmige Bestandteile in Form eines - vergli­ chen mit dem Versorgungsgasstrom - an Sauerstoff reichen und an Stickstoff sowie an Argon armen, insbesondere zunehmende Sauerstoffkonzentration aufweisenden Reinigungsgasstromes während der Dauer eines vorbestimmten Zeitintervalls aus der ersten Adsorptionszone ausbringt, wobei man den Reinigungsstrom während einer Endphase des vor­ bestimmten Zeitintervalls durch den Einlaß der ersten Adsorptionszone hindurch aus der ersten Adsorptionszone ausbringt und in die zweite Ad­ sorptionszone durch deren Einlaß hindurch ein­ leitet, so daß Stickstoff adsorbiert wird und ein - verglichen mit dem Reinigungsstrom - eine hohe Sauerstoff-Reinheit aufweisender Gasstrom den Auslaß der zweiten Adsorptionszone verläßt,
• d) den Reinigungsgasstrom zu dem Einlaß der zweiten Adsorptionszone unterbricht und
• e) gasförmige Bestandteile in Form eines Desorp­ tionsstromes aus der zweiten Adsorptionszone über deren Einlaß ausbringt und zu dem Einlaß der ersten Adsorptionszone leitet, so daß der Desorp­ tionsstrom einen Teil des der ersten Adsorptions­ zone zugeführten Versorgungsgasstromes bildet,

dadurch gekennzeichnet, daß das in die erste Adsorptionszone eintretende Gasgemisch vor Eintritt in das Kohlenstoffsiebmaterial zuerst durch ein Zeolithsiebmaterial, welches Feuchtigkeit und ähn­ liche Verunreinigungen aus dem Versorgungsgasstrom adsorbiert, hindurchströmt und daß man in Schritt c) den Reinigungsgasstrom während der Dauer einer der Endphase unmittelbar vorausgehenden Anfangsphase des vorbestimmten Zeitintervalls durch den Einlaß der ersten Adsorptionszone hindurch aus der ersten Ad­ sorptionszone ausbringt und an die Atmosphäre ablei­ tet, um in der ersten Adsorptionszone adsorbierte Feuchtigkeit und ähnliche Verunreinigungen zu ent­ fernen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das den Auslaß der ersten Adsorptionszone gemäß Schritt a) verlassende stickstoffreiche Gasge­ misch als Produktgas sammelt.

3. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man das den Auslaß der zweiten Adsorptionszone gemäß Schritt c) verlassende sauerstoffreiche Gas als Produktgas sammelt.

4. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man zur För­ derung des Gases in den Schritten a), c) und e) eine gemeinsame Pumpe verwendet.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, umfassend

• - eine erste, einen Einlaß (44) und einen Auslaß (46) aufweisende Adsorptionszone (24), die ein Adsorptionsbett aufweist, welches eine Menge an Kohlenstoff-Siebmaterial (41) und - verglichen damit - eine kleinere Menge an Zeolith-Siebmate­ rial (43) enthält, das zwischen dem Einlaß (44) der ersten Adsorptionszone (24) und dem Kohlen­ stoff-Siebmaterial (41) angeordnet ist,
• - eine zweite, einen Einlaß (54) und einen Auslaß (56) aufweisende Adsorptionszone (28),
• - eine Pumpe (22) mit einem Einlaß (34) und einem Auslaß (36)
• - eine Fluidleitungsanordnung, bei der der Einlaß (34) der Pumpe (22) über eine erste Leitung (80) und über eine zweite Leitung (86) mit der Atmos­ phäre, über eine dritte Leitung (82) und über eine vierte Leitung (88) mit dem Einlaß (44) der ersten Adsorptionszone (24) sowie über eine fünfte Lei­ tung (84) und über eine sechste Leitung (90) mit dem Einlaß (54) der zweiten Adsorptionszone (28) verbunden ist,
• - eine erste steuerbare Ventileinrichtung (25), die mit der ersten Leitung (80), der dritten Leitung (82) und der fünften Leitung (84) in Verbindung steht und die ein in Reihe mit dem Einlaß (34) der Pumpe (22) geschaltetes, mit der ersten Leitung (80) in Verbindung stehendes Absperrventil (74) umfaßt,
• - eine zweite steuerbare Ventileinrichtung (26), die mit der zweiten Leitung (86), der vierten Leitung (88) und der sechsten Leitung (90) in Verbindung steht, und
• - eine Steuereinrichtung (32) zur Steuerung der ersten und zweiten Ventileinrichtung (25 bzw. 26).

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei die zweite Ad­ sorptionszone (28) eine - verglichen mit der Menge des Kohlenstoff-Siebmaterials der ersten Adsorp­ tionszone - kleinere Menge an Zeolith-Siebmaterial enthält.

7. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 5 und 6, umfassend ein mit dem Auslaß (46) der ersten Adsorptionszone (24) verbundenes Absperrventil (50).