DE69820528T2 - Verfahren zur Trennung von einer Gasströmung mittels Druckwechseladsorption - Google Patents

Verfahren zur Trennung von einer Gasströmung mittels Druckwechseladsorption Download PDF

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Druckwechseladsorptionsverfahren zur Trennung eines Einsatzgasstroms, beispielsweise eines Luftstroms, der mindestens eine erste Komponente, beispielsweise Stickstoff, und eine zweite Komponente, beispielsweise Sauerstoff, enthält, durch bevorzugte Adsorption der ersten Komponente, beispielsweise Stickstoff, an Teilchen aus einem Material, das die erste Komponente bevorzugt adsorbiert, und Rückgewinnung eines mit der zweiten Komponente angereicherten Gasstroms, beispielsweise eines sauerstoffangereicherten, d. h. stickstoffabgereicherten, Gasstroms.
  • Sauerstoff ist ein Gas von großem industriellem Interesse, da er auf den verschiedensten technischen Gebieten in vielfältiger Weise Anwendung findet, zum Beispiel in der Stahl-, Glas- oder Papierherstellung, der Medizin, dem Metallschweißen, der Verbrennung oder Sanierung.
  • Eine der derzeit angewandten Techniken zur Gewinnung von Sauerstoff wird als Druckwechseladsorptionsverfahren (PSA-Verfahren, PSA = Pressure Swing Adsorption) bezeichnet; unter PSA-Verfahren sind nicht nur eigentliche PSA-Verfahren, sondern auch analoge Verfahren, wie Vakuumwechseladsorptionsverfahren (VSA-Verfahren, VSA = Vacuum Swing Adsorption) oder MPSA-Verfahren (MPSA = Mixed Pressure Swing Adsorption), zu verstehen.
  • Üblicherweise erfolgt die Abtrennung des in einem im wesentlichen Sauerstoff und Stickstoff enthaltenden Gasgemischs, wie z. B. Luft, enthaltenen Sauerstoffs aus diesem Gasgemisch durch Adsorption des Stickstoffs an einem Material, das bevorzugt Stickstoff adsorbiert, wobei die Adsorption des Stickstoffs durch Variation des Drucks in der das adsorbierende Material enthaltenden Trennzone erfolgt; der nicht oder wenig adsorbierte Sauerstoff wird am Ausgang der Trennzone zurückgewonnen. Derartige PSA-Verfahren sind im Stand der Technik bereits konventionell beschrieben worden.
  • Schematisch umfaßt ein PSA-Verfahren zur Abtrennung von Sauerstoff aus einem im wesentlichen Sauerstoff und Stickstoff enthaltenden Gasgemisch, wie z. B. Luft, immer:
    • – einen Schritt der selektiven Adsorption von Stickstoff an einem Adsorptionsmittel bei einem als "hoher Druck" bezeichneten Adsorptionsdruck;
    • – einen Schritt der Desorption des so von dem Adsorptionsmittel gebundenen Stickstoffs bei einem unter dem Adsorptionsdruck liegenden, als "niedriger Druck" bezeichneten Desorptionsdruck;
    • – einen Schritt der erneuten Druckbeaufschlagung der das Adsorptionsmittel enthaltenden Trennzone durch Übergang von dem niedrigen Druck zu dem hohen Druck; wobei Sauerstoff bzw. ein sauerstoffangereichertes Gas während der Stickstoffadsorptionsphase zurückgewonnen wird.
  • Die Effizienz der Trennung des Gasgemischs und somit der Sauerstoffrückgewinnung hängt von zahlreichen Parametern ab, nämlich insbesondere dem hohen Druck, dem niedrigen Druck, der Art des Adsorptionsmittels und dessen Affinität für die zu trennenden Verbindungen, der Zusammensetzung des zu trennenden Gasgemischs, der Temperatur des zu trennenden Gasgemischs, der Teilchengröße, d. h. der Größe und Form der verwendeten Adsorptionsmittelteilchen, der Zusammensetzung dieser Kügelchen, dem sich im Inneren der Adsorptionsmittelschüttung einstellenden Temperaturgradienten, der Geometrie der Adsorber usw.
  • Bisher konnte keine allgemeine Verhaltensgesetzmäßigkeit ermittelt werden, und die dem Stand der Technik zu entnehmenden Druckschriften betreffen im allgemeinen nur einen dieser Parameter, beispielsweise die Art des bei dem Trennverfahren verwendeten Adsorptionsmittels, den Adsorptions- und Desortpionsdrücken, der Temperatur der zu trennenden Luft usw.
  • Dennoch befassen sich bestimmte Druckschriften näher mit der Teilchengröße, d. h. der mittleren Größe und Form der im PSA-Verfahren eingesetzten Adsorptionsmittelteilchen, im allgemeinen Zeolith-„Kügelchen".
  • So ist bekannt, daß die Teilchengröße der Teilchen für die Effizienz der Trennung der Bestandteile eines Gasgemischs, wie der Trennung der Bestandteile Stickstoff und Sauerstoff aus der Luft, eine Rolle spielt.
  • So sind Adsorptionsmittelkügelchen mit kleinem Durchmesser oder „kleine Kügelchen", beispielsweise Zeolithkügelchen mit einem Durchmesser von weniger als 2,5 mm, wirksamer als Kügelchen mit größerem Durchmesser, da sie eine Verkürzung der Zylkuszeit des PSA-Verfahrens erlauben und somit in einer gegebenen Zeit mehr Sauerstoff produzieren. Kleine Kügelchen sind jedoch mit mehreren Nachteilen behaftet, die dem einwandfreien Betrieb des PSA-Verfahrens im allgemeinen abträglich sind. Insbesondere führen sie zu höheren Druckverlusten in der Adsorptionsmittelschüttung und können aufgrund ihres kleinen Durchmessers leicht durch die zur Zurückhaltung der Kügelchen vorgesehenen Adsorbergitter hindurchgehen.
  • Große Kügelchen führen dagegen zwar zu geringeren Druckverlusten in der Adsorptionsmittelschüttung, gehen nicht so leicht durch die Adsorbergitter hindurch und haben eine höhere Beständigkeit, insbesondere Druckfestigkeit, ergeben jedoch bei Verwendung in PSA-Verfahren im allgemeinen eine weniger effektive und selten optimale Trennung der Bestandteile des zu trennenden Gasgemischs.
  • In Druckschriften aus dem Stand der Technik werden Größenbereiche von Zeolithkügelchen, d. h. Bereiche für die mittlere Teilchengröße der Adsorptionsmittelteilchen, im allgemeinen weniger als 5 mm, angegeben.
  • So werden in der EP-A-8619, der US-A-4,194,892 und der EP-A-0488926 schnelle PSA-Verfahren (RPSA-Verfahren; RPSA = Rapid Pressure Swing Adsorption) beschrieben, bei denen Kügelchen mit einer Größe zwischen 0,125 mm und 0,84 mm, 0,12 mm und 0,85 mm bzw. 0,05 und 0,20 mm verwendet werden. Es ist jedoch hervorzuheben, daß RPSA-Verfahren ganz anders als PSA-Verfahren funktionieren, d. h. bei einem RPSA-Verfahren versucht man einen großen Druckverlust zu erreichen.
  • Außerdem werden in der US-A-5,174,979 und der US-A-4,544,378 Gastrennverfahren beschrieben, bei denen Zeolithe mit einer mittleren Teilchengröße zwischen 8 und 12 mesh (d. h. 1,65 bis 2,36 mm) eingesetzt werden.
  • Die US-A-4,925,460 lehrt ein Gastrennverfahren unter Verwendung von Zeolithkügelchen mit einer Größe von mindestens 0,12 mm.
  • Schematisch werden in allen diesen vorbekannten Druckschriften Bereiche mittlerer Kügelchengrößen, d. h. Bereiche mittlerer Teilchengrößen, beschrieben, die für die Durchführung des PSA-Verfahrens gleignet sind.
  • Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wurde jedoch entdeckt, daß es dann, wenn eine Berücksichtigung der mittleren Teilchengröße (μ) der Adsorptionsmittelteilchen, die für die Kompaktheit der Teilchenschüttung eine Rolle spielt, effektiv notwendig ist, zur Erzielung einer wirksamen Trennung der Bestandteile des zu trennenden Gasgemischs unerläßlich ist, auch die Breite der Teilchengrößenverteilung (σ) der Adsorptionsmittelteilchen zu betrachten. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist die zur Berechnung der Werte von μ und σ zu berücksichtigende charakteristische Abmessung der Adsorptionsmittelteilchen der hydraulische Durchmesser der Teilchen. So betrachtet man für Adsorptionsmittelkügelchen deren Durchmesser, und im allgemeinen Fall entspricht der hydraulische Durchmesser dem Sechsfachen des Oberflächenvolumens.
  • Es wurde gezeigt, daß die Breite der Teilchengrößenverteilung (σ) der Teilchen einerseits die Adsorption pro Volumeneinheit und die Kinetik der Adsorptionsmittelteilchen und andererseits die Druckverluste verringert.
  • Somit ergibt eine Verbreiterung der Teilchengrößenverteilung (σ)
    • – eine Erhöhung der Adsorption pro Volumeneinheit der Teilchen, insbesondere durch eine bessere Neuanordnung der Teilchen untereinander, und somit eine Verringerung der Porosität der Adsorptionsmittelkügelchenschüttung,
    • – eine Verbesserung der Kinetik des Molsiebs
    • – und eine Erhöhung der Druckverluste.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein gegenüber den bestehenden Verfahren verbessertes PSA-Verahren bereitzustellen, d. h. ein PSA-Verfahren, bei dem der Einfluß der Breite der Teilchengrößenverteilung (σ) berücksichtigt worden ist, um die Effizienz der Trennung der gasförmigen Bestandteile zu optimieren, was somit zu einer erhöhten Produktivität und Ausbeute und daher zu geringerem Energie- und Molsiebaufwand führt.
  • Gegenstand der Erfindung ist daher ein Verfahren zur Trennung eines Einsatzgasstroms, der mindestens eine erste Komponente und eine zweite Komponente enthält, durch bevorzugte Adsorption der ersten Komponente bei einem hohen Adsorptionsdruck an mindestens einer Schüttung von Teilchen aus einem Adsorptionsmittel mit einer mittleren Teilchengröße von weniger als 2,5 mm und Rückgewinnung eines mit der zweiten Komponente angereicherten Gasstroms und Desorption der ersten Komponente bei einem niedrigen Desorptionsdruck, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis (μ/σ) der mittleren Teilchengröße μ der in der Schüttung enthaltenen Adsorptionsmittelteilchen zur Breite der Teilchengrößenverteilung σ der Teilchen im Bereich von 1,4 bis 15 und vorzuggweise im Bereich von 3 bis 10 liegt.
  • Gegebenenfalls kann das erfindungsgemäße Verfahren ein oder mehrere der folgenden Kennzeichen aufweisen:
    • – bei den Adsorptionsmittelteilchen handelt es sich um Teilchen aus ausgetauschten Zeolithen; die Dicke der Teilchenschüttung liegt zwischen 0,1 und 3 m, vorzugsweise zwischen 0,2 und 2 m und noch weiter bevorzugt zwischen 0,3 und 1,2 m;
    • – der hohe Adsorptionsdruck liegt im Bereich von 105 Pa bis 106 Pa;
    • – der niedrige Desorptionsdruck liegt im Bereich von 104 Pa bis 105 Pa;
    • – die Zeolithteilchen enthalten Kationen aus der Gruppe bestehend aus Calcium, Lithium, Zink, Strontium, Magnesium, Kupfer, Aluminium, Nickel, Cobalt, Mangan, Chrom, Barium, Natrium, Scandium, Gallium, Eisen, Indium, Yttrium, den Lanthaniden und Gemischen davon;
    • – der Einsatzgasstrom weist eine Temperatur zwischen 15°C und 55°C auf;
    • – bei der ersten Komponente handelt es sich um Stickstoff und/oder bei der zweiten Komponente um Sauerstoff;
    • – bei dem Einsatzgasstrom handelt es sich um Luft.
  • Die Erfindung wird nun anhand von Beispielen, die lediglich beispielhaft sind und die Erfindung in keiner Weise einschränken sollen, und unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren näher erläutert.
  • Die Teilchengrößenverteilung f der Adsorptionsmittelteilchen ist eine Funktion, die vom hydraulischen Durchmesser der Teilchen abhängt und durch Integration zwischen einem Durchmesser d1 und einem Durchmesser d2 (mit d2 ≥ d1) der Teilchen den Massenanteil p(d1, d2) von Teilchen, deren Durchmesser zwischen den Werten d1 und d2 liegt, wiedergibt. Dies kann durch die folgende Formel (1) ausgedrückt werden:
  • Figure 00070001
  • Des weiteren sind die mittlere Teilchengröße (μ) und die Breite der Teilchengrößenverteilung (σ) durch die folgenden Formeln (2) und (3) definiert:
  • Figure 00070002
  • Zur Untersuchung des Einflusses der Breite der Teilchengrößenverteilung (σ) auf die Porosität (ε) der Adsorptionsmittelteilchenschüttung werden die Adsorptionsmittelteilchen (hier Zeolithkügelchen) mit einer gegebenen Teilchengrößenverteilung gesiebt.
  • Das Sieben erfolgt mit Sieben mit verschiedenen Maschengrößen, nämlich: 1 mm, 1,25 mm, 1,4 mm, 1,6 mm und 1,8 mm, wodurch Proben von Teilchen mit unterschiedlicher Teilchengöße sowie mittlerer Teilchengröße (μ) und Breite der Teilchengrößenverteilung (σ) erhalten werden.
  • Die erhaltenen verschiedenen Proben, die auch als Teilchengrößenschnitte bezeichnet werden, werden dann in Zweier- und dann Dreierkombinationen vermischt, um weitere Proben mit verschiedenen Kombinationen von mittlerer Teilchengröße und Breite der Teilchengrößenverteilung, d. h. mit verschiedenen Werten des Verhältnisses (μ/σ), zu erhalten.
  • Dann wird die Dichte jeder Adosprtionsmittelteilchenprobe bestimmt, wobei sich herausstellt, daß die dichtesten davon eine Porosität (ε) von 0,38 aufweisen, wobei die Porosität (ε) als Verhältnis von Leervolumen zwischen den Teilchen und Gesamtvolumen definiert ist.
  • Kennt man außerdem die mittlere Teilchengröße (μ) und die Breite der Teilchengrößenverteilung (σ) der verschiedenen Proben, so kann man die Beziehung zwischen der Porosität (ε) und dem Verhältnis σ/μ (dem Kehrwert des Verhältnisses μ/σ) ermitteln.
  • Die erhaltenen Ergebnisse sind in 1 wiedergegeben, aus der hervorgeht, daß die Porosität eine affine Funktion des Verhältnisses (σ/μ) ist. In diesem speziellen Fall lautet die Beziehung zwischen der Porosität und dem Verhältnis (σ/μ) folgendermaßen: ε = –0,1418 (σ/μ) + 0,3815.
  • Daraus ergibt sich, daß eine Verbreiterung der Teilchengrößenverteilung (σ) eine Verringerung der Porosität (ε) und somit eine vorteilhafte Erhöhung der Adsorption pro Volumeneinheit der Teilchen impliziert.
  • Ausgehend von den oben erhaltenen Ergebnissen, insbesondere der Breite der Teilchengrößenverteilung (σ) und der Porosität (ε) werden die Druckverluste mit Hilfe der Gleichung nach Ergun gemäß „Principles of Adsorption and Adsorption Processes", 1984, Ruthven, Beziehung 7.3, evaluiert, woraus hervorgeht, daß eine Verbreiterung der Teilchengrößenverteilung (σ) zu einer unerwünschten Erhöhung der Druckverluste führt.
  • Außerdem wurde zur Untersuchung des Einflusses der Breite der Teilchengrößenverteilung auf die Kinetik der Adsorptionsmittelteilchen die Hypothese aufgestellt, daß in der Adsorptionsmittelteilchenschüttung ein repräsentatives Elementarvolumen vorliegt, das so groß ist, daß es für die Teilchengrößenverteilung in der Schüttung repräsentativ ist, und so klein ist, daß es im Hinblick auf die Adsorptionskinetik autonom reagieren kann.
  • Nach dem kinetischen Modell der „Linear Driving Force" gemäß Ruthven, „Pressure Swing Adsorption", 1994, Beziehung 5.15, spricht ein Adsorptionsmittelkügelchen mit einem kinetischen Koeffizienten k, der mit der Größe des Kügelchens in Beziehung steht, an.
  • Daher muß jedes repräsentative Elementarvolumen mit einem eigenen kinetischen Koeffizienten ansprechen, der gleich dem Mittelwert der kinetischen Koeffizienten der Kügelchen, aus denen es besteht, ist.
  • Folglich ist für eine Adsorptionsmittelkügelchenschüttung mit einer Teilchengrößenverteilung f und einer intrinsischen Kinetik k der kinetische Gesamtkoeffizient (kg) durch die folgende Gleichung (4) gegeben:
    Figure 00090001
    mit k(x) = k/x2 (5), worin k(x) für den kinetischen Koeffizienten eines Kügelchens mit dem Durchmesser x steht.
  • Aus den Gleichungen (4) und (5) geht hervor, daß für einen festen Wert μ eine Erhöhung von σ den kinetischen Koeffizienten positiverweise erhöht und somit die Kinetik der Adsorptionsmittelkügelchen verbessert.
  • Beispiel
  • Zur Bestätigung der vorhergehenden Feststellungen wurden Simulationsversuche durchgeführt, die nachstehend aufgeführt sind.
  • Zur Durchführung dieser verschiedenen Simulationen des PSA-Verfahrens werden die folgenden Parameter verwendet:
    • – 3 separate Adsorptionszonen im Parallelbetrieb
    • – Gesamtdauer des Behandlungszyklus: 3 × 30 s bzw. 3 × 15 s,
    • – zu trennendes Gasgemisch: Luft (unter Miteinrechnung von Argon als Sauerstoff),
    • – erste, bevorzugt adsorbierte Komponente: Stickstoff,
    • – zweite adsorbierte Komponente: Sauerstoff,
    • – Dicke der Adsorptionsmittelschüttung: 0,5 m bzw. 1 m,
    • – Adsorptionsmittel: Zeolithkügelchen,
    • – mittlere Teilchengröße: zwischen 0,8 mm und 1,4 mm,
    • – Breite der Teilchengrößenverteilung: kleiner gleich 0,3 mm,
    • – Adsorptionsdruck: 1,1·105 Pa,
    • – Desorptionsdruck: 0,27·105 Pa,
    • – Einsatzstromtemperatur: 20°C,
    • – Reinheit des produzierten Sauerstoffs: 90% bzw. 93%.
  • Das für die Simulation der folgenden Beispiele verwendete Programm beruht auf den Prinzipien der Massenerhaltung, der Enthalpieerhaltung und der Impulserhaltung und verwendet zur Bewertung der Kinetik der Feststoff-Gas-Transporte in der Adsorptionsmittelmasse das „Linear Driving Force"-Modell. Derartige Simulationsmodelle werden insbesondere in „Pressure Swing Adsorption", Ruthven, Farooq und Knaebel, VCH Publishers, 1994, Seiten 172–209; und in „Fluid Flow Through Packed Columns", S. Ergun, Chem. Engr. Prog. 48(2), 89(1952), beschrieben. Die Lösung der Gleichungen kann ihrerseits beispielsweise mit Hilfe des Programms DIVPAG der Bibliotheque Mathematique IMSL (International Mathematical & Statistical Library) von der Firma MicrosoftTM oder dem Programm ADSIM von der Firma AspenTechTM erfolgen. Der Fachmann ist ohne weiteres imstande, unter den zahlreichen marktgängigen Programmen ein adäquates Simulationsprogramm auszuwählen und die obigen Daten einzugeben. Gegebenenfalls kann man auch auf den Aufsatz von D. G. Hartzog und S. Sircar; „Adsorption", 1, 133–151 (1995), „Sensitivity of PSA Process Performance to Input Variables" zurückgreifen, in dem ein ähnliches Programm beschrieben wird.
  • In den 2, 4, 6 und 8 ist auf der Ordinate der durch Simulation erhaltene Produktivitätsindex (P) pro Zyklus als Funktion verschiedener Werte des Verhältnisses μ/σ (auf der Abszisse) für verschiedene Schüttungsdicken und Zykluszeiten gemäß den Angaben in der nachstehenden Tabelle dargestellt. Die Produktivität entspricht der pro Massen- oder Volumeneinheit des Adsorptionsmittels produzierten Sauerstoffmenge. Man unterscheidet die Produktivität pro Stunde, bei der es sich bei der gemessenen Sauerstoffmenge um die jede Stunde prouzierte Sauerstoffmenge handelt, und die Produktivität pro Zyklus, bei der es sich bei der gemessenen Sauerstoffmenge um die im Lauf eines PSA-Zyklus produzierte Sauerstoffmenge handelt. Der Produktivitätsindex ist das Verhältnis der berechneten Produktivität zu einer für einen unendlichen Wert von μ/σ erhaltenen Referenzproduktivität.
  • In den 3, 5, 7 und 9 ist auf der Ordinate der durch Simulation erhaltene Ausbeuteindex (R) als Funktion verschiedener Werte des Verhältnisses μ/σ (auf der Abszisse) für verschiedene Schüttungsdicken und Zykluszeiten gemäß den Angaben in der nachstehenden Tabelle dargestellt. Bei der Ausbeute handelt es sich um das Verhältnis der pro PSA-Zyklus und über einen gegebenen Zeitraum produzierten Sauerstoffmenge zu der in dem in das PSA-Verfahren eingetragenen Ausgangsgemisch enthaltenen Sauerstoffmenge. Der Ausbeuteindex ist das Verhältnis dieser berechneten Ausbeute zu einer für einen unendlichen Wert von μ/σ erhaltenen Referenzausbeute.
  • Tabelle
    Figure 00120001
  • Aus den Kruven C4 bis C23 ist ersichtlich, daß bei Variation des Verhältnisses μ/σ die Ausbeute und die Produktivität des PSA-Verfahrens für μ/σ-Werte zwischen 15 und +∞ kaum merklichen Variationen (Verschlechterung und/oder Verbesserung) unterliegen. Dagegen beobachtet man für μ/σ-Werte kleiner gleich 15 (insbesondere 10) eine überraschende Erhöhung der Leistungsfähigkeit des PSA-Verfahrens, d. h. der Produktivität und der Ausbeute, und zwar bis zu einem unteren Grenzwert von 1,5 (insbesondere 3), unterhalb dessen Kügelchen vorliegen, die für eine ordentliche Zurückhaltung durch die Adsorbergitter zu klein sind.
  • Folglich kann man durch Wahl einer solchen mittleren Teilchengröße (μ) der Adsorptionsmittelteilchen und einer solchen Breite der Teilchengrößenverteilung (σ) der Teilchen, daß das Verhältnis (μ/σ) im Bereich von 1,5 bis 15 und insbesondere im optimalen engeren Bereich von 3 bis 10 liegt, zu einem leistungsfähigen PSA-Verfahren gelangen, und zwar unabhängig von der Art der gewählten Teilchengrößenverteilung, insbesondere einer einheitlichen Verteilung oder einer Gauß-Verteilung. Hierbei sei hervorgehoben, daß diese beiden Verteilungen trotz ihrer unterschiedlichen Beschaffenheit überraschenderweise zu völlig vergleichbaren Ergebnissen führen, so daß die vorliegende Erfindung ganz allgemein auf jede beliebige Art von Teilchengrößenverteilung angewandt werden kann.
  • Somit erhält man ein PSA-Verfahren mit einer Adsorptionszone mit gegenüber bekannten Verfahren wesentlich verbesserter Leistungsfähigkeit. Mit anderen Worten wurde im Rahmen der vorliegenden Erfindung überraschenderweise entdeckt, daß die Breite der Teilchengrößenverteilung (σ) der Adsorptionsmittelteilchen für die Effizienz der Gewinnung von Sauerstoff aus Umgebungsluft eine äußerst wichtige Rolle spielt.

Claims (10)

  1. Verfahren zur Trennung eines Einsatzgasstroms, der mindestens eine erste Komponente und eine zweite Komponente enthält, durch: – bevorzugte Adsorption der ersten Komponente bei einem hohen Adsorptionsdruck an mindestens einer Schüttung von Teilchen aus einem Adsorptionsmittel mit einer mittleren Teilchengröße von weniger als 2,5 mm und Rückgewinnung eines mit der zweiten Komponente angereicherten Gasstroms – und Desorption der ersten Komponente bei einem niedrigen Desorptionsdruck, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis (μ/σ) der mittleren Teilchengröße (μ) der in der Schüttung enthaltenen Adsorptionsmittelteilchen zur Breite der Teilchengrößenverteilung (σ) der Teilchen im Bereich von 1,5 bis 15 liegt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das das Verhältnis (μ/σ) im Bereich von 3 bis 10 liegt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Teilchenschüttung zwischen 0,1 und 3 m und vorzugsweise zwischen 0,3 und 1,2 m liegt.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei den Adsorptionsmittelteilchen um Teilchen aus ausgetauschten Zeolithen handelt.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der hohe Adsorptionsdruck im Bereich von 105 Pa bis 106 Pa liegt.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 ist 5 dadurch gekennzeichnet, daß der niedrige Desorptionsdruck im Bereich von 104 Pa bis 105 Pa liegt.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeolithteilchen Kationen aus der Gruppe bestehend aus Calcium, Lithium, Zink, Strontium, Magnesium, Kupfer, Aluminium, Nickel, Cobalt, Mangan, Chrom, Barium, Natrium, Scandium, Gallium, Eisen, Indium, Yttrium, den Lanthaniden und Gemischen davon enthalten.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatzgasstrom eine Temperatur zwischen 15°C und 55°C aufweist.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der ersten Komponente um Stickstoff und bei der zweiten Komponente um Sauerstoff handelt.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Einsatzgasstrom um Luft handelt.
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