DE69619036T2 - Adsorptionsverfahren mit Niederdruck- und Hochdruckspeiseströmen - Google Patents

Adsorptionsverfahren mit Niederdruck- und Hochdruckspeiseströmen

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Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Adsorptionsprozeß, bei welchem ein Speisestrom in eine Mehrzahl von Adsorptionsmittelbetten eingeleitet wird, die nach einem phasenversetzten Zyklus betrieben werden, um eine oder mehr bevorzugt adsorbierte Komponenten in dem Speisestrom zu adsorbieren und dadurch einen Produktstrom zu erzeugen. Mehr im einzelnen bezieht sich die vorliegende Erfindung auf einen solchen Adsorptionsprozeß, bei welchem hoch- und Niederdruckströme in jedes Adsorptionsmittelbett eingeleitet werden, um Hoch- und Niederdruckproduktströme zu erzeugen.
  • Es gibt zahlreiche industrielle Prozesse, die das Vorbehandeln von Speiseströmen durch Adsorption und das anschließende Zuführen zu dem Prozeß unter zwei unter mehr Drücken erfordern. Als ein Beispiel erfordert die Lufttrennung durch Rektifizierung bei kryogenen Temperaturen die Behandlung des ankommenden Speiseluftstroms durch Adsorptionsbetten zum Abscheiden von Kohlendioxid und Feuchtigkeit von diesem Speisestrom. Der behandelte Speisestrom wird häufig unter verschiedenen Drücken je nach den Betriebsdrücken von Destillationssäulen benötigt, die beim Destillieren der behandelten Luft eingesetzt werden, und dem Einlassdruck mindestens einer Turbine, die zum Erzeugen von Kühlung für den Lufttrennprozeß dient, und in manchen Fällen zur Erzeugung der Produkte der Lufttrennung in flüssigem Zustand.
  • Ein Beispiel eines kryogenen Lufttrennverfahrens findet sich in der US 4 964 901, nach welcher Luft durch Niedertemperaturrektifizierung in Destillationssäulen höheren und niedrigeren Drucks getrennt wird, die durch einen Kondensator-Rückverdampfer einander betriebsmäßig zugeordnet sind. Bei diesem Verfahren wird Luft verdichtet und gereinigt, um Kohlendioxid und Wasserdampf abzuscheiden. Danach wird die Luft auf eine für ihre Rektifizierung geeignete Temperatur abgekühlt und in zwei Strömen in die Säulen höheren und niedrigeren Drucks eingeleitet. Die Säule höheren Drucks dient zum Trennen der Luft in eine stickstoffreiche Fraktion und eine rohe Flüssigsauerstofffraktion ("Rohflüssigsauerstoff-Säulenbodenprodukte"). Der rohe Flüssigsauerstoff wird in der Säule niedrigeren Drucks weiter autbereitet, um Sauerstoff und Stickstoff (Flüssigsauerstoff-"Säulenbodenprodukt" und ein stickstoffreiches "Säulenkopfprodukt") zum Erzeugen. Getrennte Reinigungseinheiten werden zum Reinigen der Speiseströme eingesetzt. Bei anderen Prozessen, die Speiseluftströme unter hohen und niedrigen Drücken erfordern, wird sämtliche Luft auf den Druck der Säule höheren Drucks verdichtet, vorgereinigt und dann unterteilt. Ein Teilstrom wird unter dem höheren Druck verwendet, und der andere Teilstrom wird durch ein Ventil auf den niedrigeren Druck der Säule niedrigeren Drucks entspannt. Es ist klar, daß das Verfahren nach der US 4 964 901 energieeffizienter als der oben erwähnte Prozeß ist, da nicht sämtliche Luft auf den höheren Druck verdichtet werden muß, jedoch sind zwei getrennte Vorreinigungseinheiten erforderlich.
  • Wie noch erörtert wird, schafft die vorliegende Erfindung einen Adsorptionsprozeß, der in der Lage ist, Produktströme unter hohen und niedrigeren Drücken zu erzeugen, wobei nur eine einzige Apparatur bzw. Einheit für diesen Zweck erforderlich ist.
  • Die vorliegende Erfindung beinhaltet einen Adsorptionsprozeß nach Anspruch 1. Gemäß diesem Prozeß wird mindestens ein Hochdruck- und ein Niederdruckspeisestrom in eine Mehrzahl von Adsorptionsbetten eingeleitet, die mindestens ein Adsorptionsmittel zum Adsorbieren mindestens eine mehr bevorzugt adsorbierte Komponente enthalten, die in den Hoch- und Niederdruckproduktströmen vorhanden ist. Diese Adsorption erzeugt Hoch- und Niederdruckproduktströme aus der Adsorption durch das mindestens eine Adsorptionsmittel.
  • Die Mehrzahl von Adsorptionsmittelbetten werden Betriebszyklen unterzogen, die jeweils mindestens zwei Adsorptionsstufen haben, die Hoch- und Niederdruckspeisestufen umfassen, in denen die Hoch- und Niederdruckspeiseströme in die Adsorptionsmittelbetten eingeleitet werden. Des weiteren sind mindestens zwei Druckrückaufbaustufen in jedem Zyklus vorgesehen. Diese mindestens zwei Druckrückaufbaustufen sind direkt vor den Hoch- und Niederdruckspeisestufen gelegen. Die mindestens zwei Druckrückautbaustufen umfassen eine Hochdruckrückautbaustufe vor der Hochdruckspeisestufe und eine Niederdruckrückautbaustufe vor der Niederdruckspeisestufe. Eine Regenerationsstufe ist zum Desorbieren der mindestens einen mehr bevorzugt adsorbierten Komponente vorgesehen. Die Betriebszyklen werden phasenverschoben zueinander ausgeführt, so dass die Hoch- und Niederdruckproduktströme im wesentlichen kontinuierlich strömen.
  • Die vorliegende Erfindung umfasst sowohl Druckwechsel- als auch Temperaturwechsel- Adsorptionsprozesse. In beiden Arten von Adsorptionsprozessen nach der Erfindung wird jedes Bett zuerst einer Niederdruckspeisung unterzogen, um einen Niederdruckproduktstrom zu erzeugen, und dann einer Hochdruckspeisung, um einen Hochdruckproduktstrom zu erzeugen. Im allgemeinen ist, nachdem ein Adsorptionsmittelbett einer Adsorption unter niedrigem Druck unterzogen wurde, immer noch zusätzliche Kapazität im Adsorptionsmittelbett zur Adsorption bei höherem Druck vorhanden. Folglich erfordert der Einsatz eines einzigen Adsorptionsmittelbetts zum Adsorbieren sowohl bei niedrigem als auch bei hohem Druck weniger Adsorptionsmittel, als wenn zwei gesonderte Betten vorgesehen wären, die für die Adsorption bei niedrigem bzw. hohem Druck vorgesehen wären. Da nur eine einzige Druckwechsel- bzw. Temperaturwechsel-Adsorptionseinheit nach der vorliegenden Erfindung benötigt wird und der Einsatz des Adsorptionsmittels darin optimiert werden kann, kann die Apparatur beträchtlich vereinfacht werden. Ferner, da nur ein Teil des Speisematerials auf hohem Druck verdichtet werden muß (im Vergleich zum Stand der Technik, bei welchem sämtliches Speisematerial auf den hohen Druck verdichtet wird) können auch Energieeinsparungen bei der Durchführung eines Prozesses nach der vorliegenden Erfindung realisiert werden.
  • Der Prozeß nach der Erfindung wird nun beispielshalber unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen beschrieben, in welchen zeigt:
  • Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Vorreinigungseinheit, die in eine Lufttrennanlage nach der vorliegenden Erfindung integriert ist,
  • Fig. 2 eine schematische Darstellung der in Fig. 1 dargestellten Vorreinigungseinheit,
  • Fig. 3 ein Zyklusdiagramm eines Adsorptionsprozesses nach der vorliegenden Erfindung, der mit Temperaturwechseladsorption arbeitet, und
  • Fig. 4 ein Zyklusdiagramm eines Adsorptionsprozesses nach der vorliegenden Erfindung, der mit Druckwechseladsorption arbeitet.
  • Gemäß Fig. 1 ist eine integrierte Lufttrennanlage 1 dargestellt, bei welcher gefilterte Luft in einem Hauptverdichter 10 verdichtet wird. Die Luft wird dann in einen Hauptluftstrom 12 und einen Teilluftstrom 14 unterteilt, der in einem Hilfsverdichter 16 weiter verdichtet wird. Die Ströme 12 und 14 werden danach in eine Vorreinigungseinheit 18 eingeleitet, die gemäß der Erfindung betrieben wird.
  • Die Vorreinigungseinheit 18 reinigt den Hauptluftstrom und den Teilluftstrom 12 bzw. 14 und erzeugt einen Niederdruckluftstrom und einen Hochdruckluftstrom 20 bzw. 22 (als Produkt), die im wesentlichen den ihnen vom Hauptluftverdichter 10 bzw. dem Hilfsverdichter 16 mitgeteilten Druck aufweisen. Der Hochdruckluftstrom 20 und der Niederdruckluftstrom 22 werden in einem Hauptwärmetauscher 24 auf eine für ihre Rektifizierung geeignete Temperatur abgekühlt und danach in eine Lufitrenneinheit 26 eingeleitet, welche die Luft durch kryogene Rektifizierung zur Erzeugung von Stickstoff Sauerstoff und gegebenenfalls argonreichen Produkten trennt.
  • Die Lufitrenneinheit 26 kann ein Einfachsäulen-Sauerstoffgenerator oder ein Einfachsäulen-Stickstoffgenerator sein (wobei in diesem Fall kein argonreiches Produkt erzeugt wird). Alternativ dazu kann die Lufttrenneinheit 26 eine Doppelsäulen-Lufttrennanlage sein, die unter hohem und niedrigem Druck betriebene Säulen umfasst, die miteinander über eine Kondensator-Rückverdampfer-Anordnung betriebsmäßig gekoppelt sind. Eine solche Doppelsäule kann eine ihr zugeordnete Argonsäule aufweisen, um ein argonreiches Produkt zu erzeugen. Beim Beispiel der Doppelsäule kann der Luftstrom 20 niedrigeren Drucks direkt in die Säule höheren Drucks eingespeist werden, während der Luftstrom 22 höheren Drucks durch eine Expansionsmaschine (zum Beispiel eine Expansionsturbine) expandiert werden kann, um Kühlung zu erzeugen, und dann in die Säule niedrigeren Drucks oder die Säule höheren Drucks eingeleitet werden. Wie dem Fachmann bekannt ist, werde selbst bei Einfachsäulenanlagen (Sauerstoff und Stickstoffgeneratoren) häufig hilfsdruckbeaufschlagte Ströme benutzt. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf Lufttrennanlagen beschränkt und findet bei jedem Prozeß Anwendung, der sowohl Hoch- als auch Niederdruckströme entweder als Reaktionsmittel oder als vorreinigende oder auf andere Weise zu behandelnde Ströme erfordert.
  • Gemäß Fig. 2 hat die Vorreinigungseinheit 18 ein erstes, zweites und drittes Adsorptionsmittelbett 30 bzw. 32 bwz. 34. Das erste, zweite und dritte Adsorptionsmittelbett 30 bis 34 sind beispielsweise aus Silikagel, Aktivkohle, aktiviertem Aluminiumoxid oder einem Zeolith oder Kombinationen hiervon in aus dem Fachgebiet bekannter Weise gebildet, um Feuchtigkeit und Kohlendioxid zu adsorbieren, die in der Luft vorhanden sind. Jedes Bett ist typischerweise in einem geeigneten Behälter untergebracht.
  • Der Hauptluftstrom 12 und der Teilluftstrom 14 werden durch Ein-Aus-Ventile 36 bis 70 zum ersten, zweiten und dritten Adsorptionsmittelbett 30 bis 34 geleitet. Während des Betriebs des Vorreinigungseinheit 18 werden der Hauptluftstrom 12 und der Teilluftstrom 14 mittels eines Nieder- und eines Hochdruckeinlassverteilers 74 bzw. 76 in das erste, zweite und dritte Adsorptionsmittelbett 30 bis 34 eingeleitet. Gereinigte Nieder- und Hochdruckluftströme 20 und 22 werden durch einen Nieder- und einen Hochdruckauslassverteiler 78 bzw. 80 abgeleitet. Spülgas, bei dem es sich um Stickstoffabgas, Sauerstoff oder sauerstoffangereichertes Strömungsmittel (je nach der Art der Lufitrenneinheit 26) handeln kann, wird durch einen Spülverteiler 82 in das erste, zweite und dritte Bett 30 bis 34 eingeleitet. Das Abgas wird aus dem ersten, zweiten und dritten Bett 30 bis 34 durch einen Abgasverteiler 84 abgeführt. Bei einem Temperaturwechsel-Adsorptionsprozeß wird ein verhältnismäßig trockenes und CO&sub2;-freies Spülgas bei erhöhter Temperatur eingesetzt, um die Desorption der adsorbierten Komponenten zu bewirken. Das Spülgas kann in seiner Temperatur in einem Wärmetauscher oder durch elektrische Beheizung angehoben werden. Wenn das Bett sich einem Punkt annähert bzw. sich an einem Punkt befindet, bei welchem alle Verunreinigungen desorbiert worden sind, kann die Heizung abgeschaltet werden, um ein verhältnismäßig kühles Spülgas zu bilden, um das Bett zurück auf die Adsorptionstemperatur zu bringen.
  • Das folgende Diagramm zeigt eine Ventilsequenz für einen Betrieb der Ventile 36 bis 70 entweder in einem Temperaturwechsel-Adsorptionszyklus oder einem Druckwechsel- Adsorptionszyklus, wobei "O" andeutet, daß die Ventile geöffnet sind. Ansonsten sind die Ventile geschlossen. Tafel 1 Ventilsequenz für typische Temperaturwechsel-und Druckwechsel-Adsorptions- Vorreinigungseinheiten, Fig. 2 Ventilnummern
  • *TSA = Temperaturwechsel-Adsorption
  • **PSA = Druckwechsel-Adsorption
  • O = Ventil ist geöffnet
  • Es wird nun zusätzlich auf Fig. 3 Bezug genommen, wo der Temperaturwechsel- Adsorptionsprozeß dargestellt ist, der stattfindet, wenn die Ventile gemäß Tafel 1 betätigt werden. Bei diesem Prozeß wird jedes von dem ersten, zweiten und dritten Bett 30 bis 34 phasenverschobenen Betriebszyklen unterzogen, die einen Niederdruckspeiseschritt, einen Druck(rück)aufbauschritt auf den hohen Speisedruck (RPH), und danach einen Hochdruckspeiseschritt umfassen. Zur Regenerierung wird jedes Bett einem Druckentlastungsschritt unterzogen, um die Desorption der mehr bevorzugt adsorbierbaren Komponenten einzuleiten, die während der Speiseschritte adsorbiert werden. Auf den Druckentlastungsschritt folgt ein Heißspülschritt und dann ein Kaltspülschritt. Diese letzteren Spülschritte desorbieren die mehr bevorzugt adsorbierten Komponenten weiter. Danach wird jedes Bett 30 einen Druckrückautbau (RPL) auf den Druck des Niederdruckspeisematerials unterzogen. Wie man sieht, wird jeweils, während von dem ersten, zweiten und dritten Bett 30 bis 34 eines dem Niederdruckspeiseschritt unterzogen wird und dadurch den Niederdruckluftstrom 20 erzeugt, ein anderes Bett dem Hochdruckspeiseschritt unterzogen und erzeugt dadurch den Hochdruckluftstrom 22. Des weiteren werden der gereinigte Niederdruck- und Hochdruckluftstrom beide kontinuierlich erzeugt.
  • In den Speiseschritten werden Wasserdampf und Kohlendioxidverunreinigungen bevorzugt adsorbiert, und ein im wesentlichen von diesen Verunreinigungen freier Luftstrom tritt aus dem entgegengesetzten Ende des Betts aus, in welches die Speiseluft eingeleitet wird.
  • Es wird nun speziell auf Tafel 1 Bezug genommen. Von 0-15 Minuten sind die Ventile 36, 44, 46, 62 und 66 in die Offenposition gestellt. Dadurch kann das erste Bett 30 dem Niederdruckspeiseschritt unterzogen werden, weil das Ventil 36 geöffnet ist. Der Niederdruckproduktstrom wir aus dem ersten Bett 30 zum Niederdruckproduktkopfstück ausgeleitet, da das Ventil 66 offen ist. Die Ventile 44 und 62 sind beide in die Offenposition gestellt, so daß das zweite Bett 32 dem Hochdruckspeiseschritt unterzogen wird und einen Hochdruckproduktstrom 22 zum Hochdruckproduktkopfstück 80 austreten läßt. Das dritte Adsorptionsmittelbett 34 wird auf den Hochdruckrückdruck beaufschlagt, und in Folge dessen ist das Ventil 46 offen, so daß ein Teil der Hochdruckluft in das dritte Adsorptionsmittelbett 34 eingeleitet werden kann.
  • Während des nächsten Zeitintervalls von 15 bis 25 Minuten wird das zweit Adsorptionsmittelbett 32 dem Druckentlastungsschritt unterzogen, während das dritte Adsorptionsmittelbett 34 dem Hochdruckspeiseschritt unterworfen wird. Um dies auszuführen, ist das Ventil 50 geöffnet, um das zweite Adsorptionsmittelbett im Gegenstrom durch das Abgaskopfstück 84 druckzuentlasten. Das Ventil 64 wird geöffnet, damit das Hochdruckprodukt in den Hochdruckproduktverteiler 80 eingeleitet werden kann.
  • Während des nächsten Zeitintervalls von 25 bis 125 Minuten wird das zweite Adsorptionsmittelbett durch Öffnen der Ventile 50 und 56 einem Heißspülschritt unterzogen. Während des Kaltspülschritts (Zeitintervall 125-225) bleiben die Ventile 50 und 56 geöffnet. Der Heizspülschritt wird entweder durch Beheizen des Spülstroms oder durch Beheizen des betreffenden Adsorptionsmittelbetts selbst bewerkstelligt.
  • In dem Zeitintervall von 225 bis 240 Minuten wird, um das zweite Adsorptionsmittelbett 32 als im Niederdruckspeiseschritt produzierendes Bett vorzubereiten, da das Ventil 38 geöffnet, um das zweite Adsorptionsmittelbett 32 mit dem Hauptluftstrom 12 druckzubeaufschlagen. Die Ventile 50 und 56 sind während dieses Zeitintervalls in die Schließstellung zurückgestellt worden, um das Spülen des zweiten Adsorptionsmittelbetts 32 zu beendigen. Während der nächsten 15 Minuten (Zeitintervall Minuten 240-255) wird das erste Adsorptionsmittelbett 30 durch Öffnen des Ventils 42 der Hochdruck-Druckautbaustufe unterzogen. Da das erste Adsorptionsmittelbett an dieser Stelle nicht produzierend ist, sind die Ventile 36 und 66 geschlossen. Das zweite Adsorptionsmittelbett 32 arbeitet nun anstelle des ersten Adsorptionsmittelbetts 30 als produzierendes Bett. Insofern ist Ventil 68 geöffnet, um den Niederdruckluftstrom 20 aus dem zweiten Adsorptionsmittelbett 32 zu erzeugen.
  • Der Zyklus setzt sich bei 255 Minuten dadurch fort, daß das erste Adsorptionsmittelbett 30 durch Öffnen des Ventils 60 der Hochdruckspeisestufe unterzogen wird. An dieser Stelle wird das dritte Adsorptionsmittelbett durch Öffnen des Ventils 52 einer Druckentlastungsstufe unterzogen. Da das dritte Adsorptionsmittelbett nun nicht mehr als produzierendes Bett dient, werden die Ventile 46 und 64 geschlossen.
  • Bei 265 Minuten und dann bei 365 Minuten wird das dritte Adsorptionsmittelbett durch Öffnen der Ventile 52 und 58 einem Heiß- bzw. einem Kaltspülschritt unterzogen. Das erste und das zweite Adsorptionsmittelbett unterliegen immer noch den Hoch- bzw. Niederdruckspeiseschritt.
  • Während des folgenden Zeitintervalls von 465 bis 480 Minuten wird das dritte Adsorptionsmittelbett 34 durch Öffnen des Ventils 40 und Schließen der Ventile 52 und 58 einem Niederdruck-Druckrückaufbau unterzogen. Bei 480 Minuten in dem Zyklus wird das dritte Adsorptionsmittelbett 34 durch Öffnen des Ventils 70 der Niederdruckspeisestufe unterzogen. Das Ventil 44 wird geöffnet und die Ventile 38 und 68 werden geschlossen, damit das zweite Adsorptionsmittelbett 32 einem Hochdruck-Druckrückaufbauschritt unterzogen wird.
  • Während des Zeitintervalls von 495 bis 505 Minuten wird das erste Adsorptionsmittelbett 30 durch Öffnen des Ventils 48 und Schließen der Ventile 36 und 60 einem Druckentlastungsschritt unterzogen. Danach wird das erste Adsorptionsmittelbett 30 bei 505 und 605 Minuten durch Öffnen des Ventils 54 einem Heiß- bzw. Kaltspülschritt unterzogen. Während des letzten Zeitintervalls des Zyklus von 705 bis 720 Minuten wird das erste Adsorptionsmittelbett 30 durch Öffnen des Ventils 36 und Schließen der Ventile 48 und 54 einem Niederdruck-Druckrückaufbauschritt unterzogen.
  • Es wird nun zusätzlich auf Fig. 4 Bezug genommen. Die Vorreinigungseinheit 18 kann nach einem Druckwechsel-Adsorptionszyklus betrieben werden. Bei einem solchen Zyklus wird jedes Bett einem Niederdruckspeiseschritt, einem Hochdruck-Druckrückaufbauschritt (RPH), einem Hochdruckspeiseschritt, gefolgt von einer Druckentlastung, und Spül- und Niederdruck-Rückaufbauschritten unterzogen. Wie man sieht, unterliegt jeweils ein Bett einem Niederdruckspeiseschritt und produziert dadurch einen Niederdruckluftstrom 20, während ein anderes Bett einem Hochdruckspeiseschritt unterliegt und daher einen Hochdruckluftstrom 22 produziert. Wenn beispielsweise das erste Adsorptionsmittelbett 30 dem Niederdruckspeiseschritt unterliegt, unterliegt das zweite Adsorptionsmittelbett einem Hochdruckspeiseschritt und das dritte Adsorptionsmittelbett einem Hochdruck- Druck(rück)aufbauschritt. Danach wird das zweite Adsorptionsmittelbett 32 druckentlastet, während das dritte Adsorptionsmittelbett 34 dem Hochdruckspeiseschritt unterliegt. Nach einem Druckentlastungsschritt zum Einleiten der Desorption und einem Speiseschritt mit einem Speisestrom zum Beendigen der Desorption wird das zweie Adsorptionsmittelbett 32 einem Niederdruck-Druckrückaufbauschritt unterzogen, so daß es danach als produzierendes Bett dienen kann, das den Niederdruckproduktstrom erzeugt.
  • Unter Bezugnahme auf das Ventilsequenzdiagramm ist zu sagen, daß die Ventilsequenzen die gleichen wie bei dem Temperaturwechseladsorptionsprozeß sind. Der Kürze halber wird die obige Erörterung im Bezug auf das Öffnen und Schließen jedes Ventils hier nicht wiederholt. Jedoch hat der Druckwechseladsorptionsprozeß eine Gesamtzykluszeit die viel kleiner als beim Temperaturwechseladsorptionsprozeß ist. Darüber hinaus gibt es keine getrennten Heiß- und Kaltspülschritte. Insofern ist ein Sternchen nach 4 bis 7 Minuten, 14 bis 17 Minuten, und 24 bis 27 Minuten gesetzt, um anzuzeigen, daß diese Reihen nicht Teil des Druckwechseladsorptionszyklus sind.
  • Zu erwähnen ist noch, daß die vorliegende Erfindung nicht auf die Verwendung von Hoch- und Niederdruckspeiseströmen wie beispielsweise des Haupt- und Teilluftstroms 12 bzw. 14 beschränkt ist. Ein Zwischendruckstrom könnte beispielsweise zusätzlich gereinigt werden, um einen Zwischendruckproduktstrom zu erzeugen. Die für ein Dreidrucksystem erforderliche Modifizierung zu dem oben umrissenen Prozeß umfasst das Hinzufügen eines Adosorptionsmittelbetts, so daß der Zyklus im wesentlichen kontinuierlich bleiben kann (Produktströme werden kontinuierlich erzeugt), und das Hinzufügen einer Zwischendruck- Druckrückaufbaustufe und Zwischendruckspeisestufe zwischen der Niederdruckspeisestufe und der Hochdruck-Druckrückautbaustufe.

Claims (6)

1. Adsorptionsprozeß, bei welchem eine Mehrzahl von Adsorptionsmittelbetten, die jeweils mindestens ein Adsorptionsmittel zum Adsorbieren mindestens eine mehr vorzugsweise adsorbierten Komponente aus einem Speisegas enthalten, sich wiederholenden Betriebszyklen unterworfen wird, wobei jeder Betriebszyklus der Reihe nach aufweist:
a) einen ersten Adsorptionsschritt, in welchem ein Niederdruckstrom des Speisegases in ein gewähltes der Adsorptionsmittelbetten eingeleitet und die genannte mehr vorzugsweise adsorbierte Komponente daraus adsorbiert wird,
b) einen ersten Druckbeaufschlagungsschritt zum Anheben des Drucks des gewählten Betts auf einen gewählten hohen Druck,
c) einen zweiten Adsorptionsschritt, in welchem ein Hochdruckstrom des Speisegases in das druckbeaufschlagte Adsorptionsmittelbett eingeleitet und die genannte mehr vorzugsweise adsorbierte Komponente daraus adsorbiert wird,
d) einen Regenerationsschritt zum Desorbieren der mehr vorzugsweise adsorbierten Komponente aus dem gewählten Adsorptionsmittelbett, und
e) einen zweiten Druckbeaufschlagungsschritt zum Anheben des Drucks des regenerierten Betts auf den genannten niedrigen Druck,
wobei jedes Adsorptionsmittelbett die sich wiederholenden Betriebszyklen außer Phase mit jedem anderen Adsorptionsmittelbett durchführt, um so im wesentlichen kontinuierliche Hoch- und Niederdruckströme des Speisegases zu erzeugen, die an der mehr vorzugsweise adsorbierten Komponente erschöpft sind.
2. Adsorptionsverfahren nach Anspruch 1, wobei der Regenerationsschritt das Druckentlasten des Adsorptionsmittelbetts und Spülen des druckentlasteten Betts mit einem Spülgas umfaßt.
3. Adsorptionsverfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der erste und der zweite Druckbeaufschlagungsschritt mit dem genannten Hochdruckspeisegas bzw. dem genannten Niederdruckspeisegas durchgeführt werden.
4. Adsorptionsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Hoch- und Niederdruckspeiseströme aus Luft zusammengesetzt sind und die mindestens eine mehr vorzugsweise adsorbierte Komponente Kohlendioxid und Wasserdampf umfaßt.
5. Adsorptionsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei gerade zwei Speiseströme und drei Adsorptionsmittelbetten vorhanden sind.
6. Kryogenes Lufttrennverfahren, welches das Bilden eines Hochdruck- und eines Niederdruckspeiseluftstroms, das Reinigen des Hochdruck- und des Niederdruckspeiseluftstroms durch Abscheiden von Wasserdampf und Kohlendioxidverunreinigungen daraus mittels eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, und das Trennen der gereinigten Luftströme durch Rektifizierung bei kryogenen Temperaturen umfaßt.
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