ES2283282T3 - Procedimiento de depuracion de un gas y dispositivo correspondiente. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento de depuración de un gas por adsorción de una primera impureza y de una segunda impureza, del tipo en el que se utiliza cíclicamente varios adsorbedores (5A, 5B, 6A, 6B; 5A, 5B, 6) selectivamente en fase de adsorción y en fase de regeneración, caracterizado porque se utiliza al menos dos adsorbedores principales (5A, 5B) y al menos un adsorbedor auxiliar (6A, 6B; 6), porque, durante al menos una primera etapa, se depura el gas adsorbiendo las dos impurezas mediante el paso por al menos un primero (5A, 5B) de los adsorbedores principales sin pasar por el adsorbedor auxiliar o sin pasar por ninguno de los adsorbedores auxiliares, llegado el caso (6A, 6B; 6), y simultáneamente se regenera en paralelo el segundo adsorbedor principal (5A, 5B) y el o cada adsorbedor auxiliar (6A, 6B; 6), después, durante una segunda etapa, se depura al menos una parte del caudal del gas por adsorción de las dos impurezas mediante el paso en serie en el primer adsorbedor principal (5A, 5B) y en el primer adsorbedor auxiliar (6A, 6B; 6)
Description
Procedimiento de depuración de un gas y
dispositivo correspondiente.
La presente invención se refiere a un
procedimiento de depuración de un gas mediante adsorción de una
primera impureza y de una segunda impureza, del tipo en el que se
utilizan cíclicamente varios adsorbedores selectivamente en fase de
adsorción y en fase de regeneración.
La invención se aplica, por ejemplo, a la
depuración de aire con vistas a su destilación.
Para una aplicación de este tipo, se sabe
utilizar un dispositivo de depuración que comprende dos adsorbedores
idénticos cuyo funcionamiento es alterno, es decir que uno está en
fase de adsorción mientras que el otro está en fase de
regeneración.
Cuando el caudal de aire que debe tratarse es
importante, se sabe igualmente utilizar cuatro adsorbedores
idénticos, acoplados por pares. Los dos adsorbedores de un mismo par
funcionan en paralelo. El funcionamiento de los dos pares de
adsorbedores es alterno, de manera que un par de adsorbedores está
en fase de adsorción mientras que el otro está en fase de
regeneración. Un funcionamiento en paralelo de este tipo permite
tratar caudales importantes limitando las limitaciones de
fabricación de los adsorbedores.
Los documentos
EP-A-0904823 y
EP-A-0579290 describen un
procedimiento de adsorción con varios adsorbedores principales
conectados en serie con adsorbedores auxiliares.
Un objetivo de la invención es proporcionar un
procedimiento del tipo mencionado anteriormente que permite,
especialmente, reducir aún más los costes de fabricación o de
funcionamiento de una instalación de destilación de aire en la que
se pone en práctica el procedimiento.
Con este fin, la invención tiene por objeto un
procedimiento del tipo mencionado anteriormente, caracterizado
porque se utilizan al menos dos adsorbedores principales y al menos
un adsorbedor auxiliar, porque, durante al menos una primera etapa,
se depura el gas adsorbiendo las dos impurezas mediante paso por al
menos un primer de los adsorbedores principales sin pasar por el
adsorbedor auxiliar o sin pasar por ninguno de los adsorbedores
auxiliares, llegado el caso, y simultáneamente se regenera en
paralelo el segundo adsorbedor principal y el o cada uno de los
adsorbedores auxiliares, luego, durante una segunda etapa, se depura
al menos una parte del caudal del gas mediante adsorción de las dos
impurezas mediante paso en serie en el primer adsorbedor principal
y en el primer adsorbedor auxiliar.
Según ciertos modos particulares de realización,
el procedimiento puede comprender una o varias de las
características siguientes, tomada(s) por separado o según
todas las combinaciones técnicamente posibles:
- durante la segunda etapa, se modifica la
presión del gas entre el primer adsorbedor principal y el primer
adsorbedor auxiliar;
- durante la segunda etapa, se comprime el gas
entre el primer adsorbedor principal y el primer adsorbedor
auxiliar;
- se utiliza un único adsorbedor auxiliar;
- entre la primera etapa y la segunda etapa, se
depura el gas adsorbiendo las dos impurezas mediante paso en un
segundo adsorbedor principal;
- se utilizan al menos dos adsorbedores
auxiliares;
- se interrumpe la primera etapa cuando el
primer adsorbedor principal está sensiblemente saturado con segunda
impureza;
- cada adsorbedor auxiliar comprende un relleno
de adsorción que comprende un material adsorbente único;
- la primera impureza es H_{2}O y la segunda
impureza es CO_{2}; y
- el gas es aire.
La invención tiene además por objeto un
dispositivo de depuración de un gas para la puesta en práctica de
un procedimiento tal como se definió anteriormente en el presente
documento, caracterizado porque comprende un conducto de entrada
del gas que va a depurarse, un conducto de evacuación del gas
depurado, un conducto de entrada de un gas de regeneración, un
conducto de evacuación del gas de regeneración, al menos dos
adsorbedores principales y al menos un adsorbedor auxiliar,
comprendiendo los adsorbedores principales un relleno de adsorción
de las primera y segunda impurezas y comprendiendo cada adsorbedor
auxiliar un relleno de adsorción de al menos la segunda impureza, y
porque el dispositivo comprende además primeros medios de unión,
para unir los adsorbedores principales con el conducto de
evacuación del gas depurado sin pasar por el adsorbedor auxiliar o
sin pasar por ninguno de los adsorbedores auxiliares, llegado el
caso sin pasar por ninguno de los adsorbedores auxiliares, segundos
medios de unión, para unir en serie cada adsorbedor principal con un
adsorbedor auxiliar, y terceros medios de unión, para unir en
paralelo el o cada adsorbedor auxiliar y al menos un adsorbedor
principal al conducto de entrada del gas de regeneración.
Según modos particulares de realización, el
dispositivo puede comprender una o varias de las características
siguientes, tomada(s) por separado o según todas las
combinaciones técnicamente posibles:
- dichos segundos medios de unión comprenden
medios para modificar la presión del gas;
- dichos segundos medios de unión comprenden
medios de compresión;
- el dispositivo de depuración comprende un
único adsorbedor auxiliar;
- el dispositivo de depuración comprende al
menos dos adsorbedores auxiliares;
- cada adsorbedor auxiliar comprende un relleno
de adsorción que comprende un material adsorbente único;
- la primera impureza es H_{2}O y la segunda
impureza es CO_{2}; y
- el gas es aire.
La invención se entenderá mejor con la lectura
de la descripción que sigue, facilitada únicamente a título de
ejemplo, y realizada haciendo referencia a los dibujos adjuntos, en
los que:
- la figura 1 es una vista esquemática de un
dispositivo de depuración según la invención, y
- las figuras 2 a 5 son vistas análogas a la
figura 1 que ilustran dos variantes del dispositivo del
procedimiento de la figura 1 y dos variantes de otro modo de
realización de la invención.
La figura 1 representa un dispositivo 1 de
depuración de una instalación de destilación de aire. Este
dispositivo 1 puede funcionar mediante variación de temperatura y/o
de presión. Este dispositivo 1 está destinado a eliminar la mayoría
de las impurezas, y especialmente H_{2}O y CO_{2}, contenidas en
un flujo de aire comprimido a una presión comprendida entre 4 y 50
bar e introducida por un conducto 2, para alimentar, mediante un
conducto 3, un conducto principal de intercambio térmico y luego un
aparato de destilación de aire. Estos últimos elementos no están
representados para no sobrecargar la figura 1. El aparato de
destilación de aire puede ser, por ejemplo, una columna de presión
media de una doble columna de destilación de aire.
El dispositivo 1 de depuración comprende dos
adsorbedores 5A y 5B principales idénticos, y dos adsorbedores 6A y
6B auxiliares idénticos.
Cada adsorbedor 5A, B principal comprende un
recipiente o botella 7A, B que contiene sucesivamente, en el
sentido de adsorción que es vertical y dirigido hacia arriba, una
capa 8A, B de un material que puede adsorber H_{2}O, por ejemplo
alúmina, y una capa 9A, B de un material que puede adsorber
CO_{2}, por ejemplo un tamiz molecular. La capa 8A, B tiene un
espesor netamente superior al de la capa 9A, B. En variantes no
representadas, el material de las capas 8A, B y 9A, B puede ser
análogo. Entonces se trata de un material que puede adsorber las
dos impurezas. Así, el material de la capa 8A, B representa de
manera general entre el 60% y el 100% del relleno de adsorción
cargado en el recipiente 7A, B.
Cada adsorbedor 6A, B auxiliar comprende un
recipiente 10A, B en el que se dispone una capa 11A, B única de un
material que puede de adsorber CO_{2}, por ejemplo el mismo
material que el de las capas 9A y 9B.
El dispositivo 1 de depuración comprende además
un cierto número de conductos de unión y de válvulas cuya
disposición aparecerá durante la descripción del procedimiento de
puesta en práctica del dispositivo 1 de depuración.
Este procedimiento se obtiene mediante
repetición de un ciclo que comprende cuatro etapas sucesivas I a
IV.
Durante la etapa I, el adsorbedor 5A principal
está en fase de adsorción, mientras que el adsorbedor 5B principal
y los adsorbedores 6A y 6B auxiliares están en fase de
regeneración.
El aire del conducto 2 se introduce entonces por
una válvula 13A abierta en el adsorbedor 5A principal. El aire
atraviesa sucesivamente la capa 8A, en la que se adsorbe
completamente el H_{2}O, luego la capa 9A, en la que se adsorbe
completamente el CO_{2}. El aire depurado, es decir, desecado y
descarbonatado, se envía entonces por medio de dos válvulas 15A y
16A abiertas directamente hacia el conducto 3, es decir, sin pasar
por otros adsorbedores.
Durante este tiempo, nitrógeno residual
eventualmente calentado y canalizado por un conducto 18 y,
procedente, por ejemplo, de la cabeza de la columna de baja presión
de la instalación de destilación de aire, alimenta en paralelo:
- los adsorbedores 6A y 6B auxiliares, mediante
dos válvulas 20A y 20B abiertas, y
- el adsorbedor principal 5B principal mediante
una válvula 24B abierta.
Este nitrógeno residual circula en los
adsorbedores 5B, 6A y 6B en el sentido de regeneración, es decir, en
el sentido contrario al sentido de adsorción, garantizando la
regeneración de estos adsorbedores cuyas capas 8B, 9B, 11A y 11B se
han saturado sensiblemente durante un ciclo anterior.
El nitrógeno residual que transporta el H_{2}O
y el CO_{2} desorbidos se envía a continuación, por una parte,
desde los adsorbedores 6A y 6B auxiliares mediante válvulas 26A y
26B abiertas, y por otra parte, desde el adsorbedor 5B principal
mediante una válvula 30B abierta, hacia un conducto 32 de
evacuación.
Esta etapa I continúa hasta que la capa 9A esté
sensiblemente saturada con CO_{2} y que el adsorbedor 6A esté
regenerado.
Durante la etapa II, las válvulas 16A, 20A y 26A
se cierran y se envía el aire, desecado por la capa 8A y que sale
del adsorbedor 5A principal, hacia el adsorbedor 6A auxiliar
mediante una válvula 34A abierta. La depuración del aire continúa
entonces allí mediante adsorción del CO_{2} en la capa 11A. El
aire desecado y descarbonatado que sale del adsorbedor 6A auxiliar
se envía entonces mediante una válvula 36A abierta directamente
hacia el conducto 3.
En el transcurso de la etapa II, el adsorbedor
6A auxiliar está por tanto en fase de adsorción para depurar el
aire en serie con el adsorbedor 5A principal.
Los adsorbedores 5B principal y 6B auxiliar,
como en la etapa I, se regeneran en paralelo. Esta etapa II continúa
hasta que la capa 8A esté sensiblemente saturada con H_{2}O o que
la capa 11A esté sensiblemente saturada con CO_{2}, y que el
adsorbedor 5B principal esté regenerado.
En el transcurso de la etapa III, el adsorbedor
5B está en fase de adsorción, garantizando él sólo la depuración
del aire del conducto 2.
Los adsorbedores 5A, 6A y 6B se regeneran en
paralelo. El trayecto del aire y del nitrógeno residual puede
deducirse a partir de la descripción de la etapa I invirtiendo los
sufijos A y B.
Esta etapa III se produce hasta que la capa 9B
esté sensiblemente saturada con CO_{2} y que el adsorbedor 6B
esté regenerado.
En el transcurso de la etapa IV, los
adsorbedores 5B principal y 6B auxiliar garantizan en serie la
depuración del aire del conducto 2, al estar los adsorbedores 5A
principal y 6A auxiliar en fase de regeneración. Los trayectos del
aire y del nitrógeno residual pueden deducirse a partir de la
descripción de la etapa II invirtiendo los sufijos A y B.
La etapa IV continúa hasta que el adsorbedor 5A
esté regenerado y que la capa 8B esté sensiblemente saturada con
H_{2}O o que la capa 11B esté sensiblemente saturada con
CO_{2}.
En el transcurso de las etapas I y III, la
pérdida de carga entre los conductos 2 y 3 está limitada ya que la
depuración del aire sólo está garantizada por los adsorbedores 5A o
5B principales, que tienen dimensiones reducidas.
Además, los adsorbedores 5A y 5B principales se
regeneran durante la mitad del ciclo, pero los adsorbedores 6A y 6B
auxiliares se regeneran durante tres etapas del ciclo, es decir, las
etapas I, III y IV para el adsorbedor 6A auxiliar y las etapas I,
II y III para el adsorbedor 6B. Debido al tiempo de regeneración
relativamente largo de estos adsorbedores 6A y 6B auxiliares, se
reduce el caudal de nitrógeno residual, necesario para la
regeneración y que circula en el conducto 18. Por consiguiente, las
pérdidas de carga aguas arriba del conducto 18 se reducen
igualmente.
Así, se reducen los costes relacionados con la
compresión de aire en la instalación de destilación.
Además, el aire que circula en los adsorbedores
6A y 6B auxiliares está desecado. Por tanto, no hay H_{2}O para
adsorber en los adsorbedores 6A y 6B. Así, el sentido de
regeneración en los adsorbedores 6A y 6B auxiliares puede dirigirse
hacia arriba. El sentido de adsorción en los adsorbedores 6A y 6B
pueden por tanto dirigirse hacia abajo lo que permite aumentar la
velocidad de absorción y reducir por tanto las dimensiones de los
recipientes 10A y 10B.
Según la variante de la figura 2, un compresor
38 está dispuesto entre por una parte las válvulas 15A y 15B, y por
otra parte las válvulas 16A, 16B, 34A y 34B, para comprimir el aire
que alimenta el conducto 3.
Este compresor 38 está acoplado, por ejemplo, a
una turbina dispuesta aguas abajo de una salida intermedia del
conducto principal de intercambio térmico de la instalación de
destilación de aire, tal como se describe en las solicitudes
FR-2674011, FR-2701553 y
FR-2723184.
Este compresor 38 comprime el aire depurado
procedente del adsorbedor 5A principal en el transcurso de la etapa
I, el aire desecado procedente del adsorbedor 5A principal y que
alimenta el adsorbedor 6A auxiliar en el transcurso de la etapa II,
el aire depurado procedente del adsorbedor 5B principal en el
transcurso de la etapa III, y el aire desecado procedente del
adsorbedor 5B principal y que alimenta el adsorbedor 6B auxiliar en
el transcurso de la etapa IV.
La compresión del aire por el compresor 38 antes
de su paso en los adsorbedores 6A y 6B auxiliares en el transcurso
de las etapas II y IV permite mejorar la adsorción del CO_{2} en
estos adsorbedores.
Derivaciones 39 y 40 dispuestas por una parte
entre las válvulas 15A y 15B y el compresor 38, y por otra pare
entre el compresor 38 y las válvulas 16A, 16B, 34A y 34B, permiten
alimentar con aire desecado dispositivos no representados. Así,
sólo una parte del caudal de aire desecado por los adsorbedores 5A y
5B principales puede descarbonatarse en los adsorbedores 6A y 6B
auxiliares.
Según otra variante, no representada, el
compresor 38 se sustituye por una turbina. Esta turbina reduce la
presión del aire depurado procedente del adsorbedor 5A en el
transcurso de la etapa I, el aire desecado procedente del
adsorbedor 5A y que alimenta el adsorbedor 6A en el transcurso de la
etapa II, el aire depurado procedente del adsorbedor 5B en el
transcurso de la etapa III, y el aire desecado procedente del
adsorbedor 5B y que alimenta el adsorbedor 6B en el transcurso de
la etapa IV.
La reducción de presión del aire por la turbina,
y por tanto su enfriamiento, antes de su paso en los adsorbedores
6A y 6B auxiliares en el transcurso de las etapas II y IV permite
mejorar la adsorción del CO_{2} en estos adsorbedores.
Según la variante de la figura 3, los
adsorbedores 5A y 6A principal y auxiliar están formados en un mismo
recipiente 40A dotado de un tabique 41A intermedio interior que
aísla el adsorbedor 5A principal del adsorbedor 6A auxiliare. El
adsorbedor 6A auxiliar se monta por encima del adsorbedor 5A
principal. El tabique 41A está abombado y su concavidad dirigida
hacia el adsorbedor 5A principal.
La estructura de los adsorbedores 5B principal y
6B auxiliar es análoga y se deduce de la de los adsorbedores 5A y
5B sustituyendo el sufijo B por el sufijo A.
Esta variante permite reducir el coste de
fabricación de los adsorbedores 5A, 5B, 6A y 6B y por tanto el coste
de fabricación de la instalación de destilación de aire.
La figura 4 ilustra otro modo de realización de
un dispositivo 1 de depuración de aire que se distingue del de la
figura 1 por el hecho de que al dispositivo 1 de depuración sólo
comprende un único adsorbedor 6 auxiliar. Las referencias de los
elementos relativas a este adsorbedor 6 auxiliar serán las mismas
que las que se refieren a los adsorbedores 6A y 6B de la figura 1,
suprimiéndose los sufijos A o B.
El ciclo del procedimiento de depuración puesto
en práctica por este dispositivo de depuración 1 comprende el mismo
también cuatro etapas I a IV descritas anteriormente en el presente
documento.
Durante la etapa I, el adsorbedor principal 5A
está en fase de adsorción, mientras que el adsorbedor principal 5B
y el auxiliar 6 están en fase de regeneración.
El aire del conducto 2 se introduce a
continuación por la válvula 13 A abierta hacia el adsorbedor
principal 5A o se descarbonata y deseca totalmente. Este aire
depurado se envía mediante las válvulas 15A y 16 abiertas
directamente hacia el conducto 3.
El nitrógeno residual del conducto 18 alimenta
en paralelo al adsorbedor auxiliar 6, mediante la válvula 20
abierta, y el adsorbedor principal 5B, mediante la válvula 24B
abierta.
El nitrógeno residual, que transporta el
CO_{2} y el H_{2}O acumulados y desorbidos en las capas 8B, 9B
y 11 durante un ciclo precedente, se envía desde los adsorbedores 6
y 5B, mediante de las válvulas 26 y 30B, abiertas hacia el conducto
32.
Esta etapa I se continúa hasta que la capa 9A
está sensiblemente saturada de CO_{2} y el adsorbedor 5B se haya
regenerado.
Durante la etapa II, la depuración del aire se
garantiza únicamente por el adsorbedor 5B. El aire del conducto 2
se envía a continuación hacia el adsorbedor 5B mediante la válvula
13B abierta. El aire desecado y descarbonatado se envía a
continuación directamente hacia el conducto 3 mediante las válvulas
15B y 16 abiertas.
Las válvulas 13A, 15A, 24A y 30A están cerradas
de manera que el adsorbedor 5A no está ni en fase de adsorción, ni
en fase de regeneración.
El adsorbedor auxiliar 6 está en fase de
regeneración.
Esta etapa II se continúa hasta que la capa 9B
esté sensiblemente saturada de CO_{2} y que el adsorbedor
auxiliar 6 se regenere.
Durante la etapa III, el aire procedente del
conducto 2 se envía mediante la válvula 13A abierta hacia el
adsorbedor principal 5A donde se deseca. A continuación, el aire
desecado se envía mediante las válvulas 15A y 34 abiertas hacia el
adsorbedor auxiliar 6 que garantiza la descarbonatación del aire. El
aire depurado se envía a continuación directamente hacia el
conducto 3 mediante la válvula 36 abierta.
Los adsorbedores 5A y 6 están por lo tanto en
fase de adsorción para garantizar en serie la depuración del aire
del conducto 2.
Las válvulas 13B, 15B, 24B y 30B están cerradas
de manera que el adsorbedor auxiliar 5B no está ni en fase de
adsorción, ni en fase de regeneración.
Esta etapa III se continúa hasta que la capa 8A
esté sensiblemente saturada de H_{2}O.
Durante la etapa IV, los adsorbedores 5B y 6
garantizan en serie la depuración del aire. El trayecto del aire
residual puede deducirse de la descripción de la etapa III
sustituyendo el sufijo B por el sufijo A.
Además, el adsorbedor 5A está en fase de
regeneración. El nitrógeno residual del conducto 18 se envía a
continuación mediante la válvula 24A abierta hacia el adsorbedor
principal 5A. El nitrógeno residual que transporta el H_{2}O y el
CO_{2} desorbidos se envía a continuación mediante la válvula 30A
abierta hacia el conducto 32.
La etapa IV se continúa hasta que la capa 8B
está sensiblemente saturada de H_{2}O.
El procedimiento anterior permite depurar un
caudal relativamente importante de aire con solamente tres
adsorbedores 5A, 5B y 6. En consecuencia, el coste de fabricación
del dispositivo de depuración de aire 1, y por lo tanto de la
instalación de destilación de aire, se reduce relativamente.
Según la variante de la figura 5, un compresor
38 se dispone entre, por una parte, las válvulas 15A y 15B, y por
otra parte las válvulas 16 y 34. Este compresor 38 corresponde a
aquel de la variante de la figura 3.
El compresor 38 garantiza la compresión del aire
desecado y descarbonatado procedente de los adsorbedores
principales 5A y 5B durante las etapas I y II, y del aire desecado
procedente de los adsorbedores principales 5A y 5B y que alimenta
al adsorbedor auxiliar 6 en las etapas III y IV.
Como anteriormente, el compresor 38 puede
igualmente reemplazarse por una turbina.
Claims (18)
1. Procedimiento de depuración de un gas por
adsorción de una primera impureza y de una segunda impureza, del
tipo en el que se utiliza cíclicamente varios adsorbedores (5A, 5B,
6A, 6B; 5A, 5B, 6) selectivamente en fase de adsorción y en fase de
regeneración, caracterizado porque se utiliza al menos dos
adsorbedores principales (5A, 5B) y al menos un adsorbedor auxiliar
(6A, 6B; 6), porque, durante al menos una primera etapa, se depura
el gas adsorbiendo las dos impurezas mediante el paso por al menos
un primero (5A, 5B) de los adsorbedores principales sin pasar por
el adsorbedor auxiliar o sin pasar por ninguno de los adsorbedores
auxiliares, llegado el caso (6A, 6B; 6), y simultáneamente se
regenera en paralelo el segundo adsorbedor principal (5A, 5B) y el
o cada adsorbedor auxiliar (6A, 6B; 6), después, durante una segunda
etapa, se depura al menos una parte del caudal del gas por
adsorción de las dos impurezas mediante el paso en serie en el
primer adsorbedor principal (5A, 5B) y en el primer adsorbedor
auxiliar (6A, 6B; 6).
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque, durante la segunda etapa, se modifica
la presión del gas entre el primer adsorbedor principal (5A, 5B) y
el primer adsorbedor auxiliar (6A, 6B; 6).
3. Procedimiento según la reivindicación 2,
caracterizado porque, durante la segunda etapa, se comprime
el gas entre el primer adsorbedor principal (5A, 5B) y el primer
adsorbedor auxiliar (6A, 6B; 6).
4. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque se utiliza un
único adsorbedor auxiliar (6).
5. Procedimiento según la reivindicación 4,
caracterizado porque entre la primera etapa y la segunda
etapa, se depura el gas adsorbiendo las dos impurezas mediante el
paso por un segundo adsorbedor principal (5A, 5B).
6. Procedimiento según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque se utiliza al
menos dos adsorbedores auxiliares (6A, 6B).
7. Procedimiento según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque se interrumpe la
primera etapa cuando el primer adsorbedor principal (5A, 5B) está
sensiblemente saturado de la segunda impureza.
8. Procedimiento según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque cada adsorbedor
auxiliar (6A, 6B; 6) comprende un relleno de adsorción (11A, 11B;
11) que comprende un material adsorbente único.
9. Procedimiento según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque la primera
impureza es H_{2}O y la segunda impureza es CO_{2}.
10. Procedimiento según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque el gas es
aire.
11. Dispositivo de depuración de un gas para la
puesta en práctica de un procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque comprende un
conducto (2) de entrada del gas que va a depurarse, un conducto (3)
de evacuación del gas depurado, un conducto (18) de entrada de un
gas de regeneración, un conducto (32) de evacuación del gas de
regeneración, al menos dos adsorbedores principales (5A, 5B) y al
menos un adsorbedor auxiliar (6A, 6B, 6), comprendiendo los
adsorbedores principales un relleno (8A, 8B, 9A, 9B) de adsorción
de las primera y segunda impurezas y comprendiendo cada adsorbedor
auxiliar (6A, 6B; 6) un relleno de adsorción de al menos la segunda
impureza, y porque el dispositivo comprende además unos primeros
medios (15A, 15B, 16A, 16B; 15, 16) de unión, para unir los
adsorbedores principales (5A, 5B) con el conducto (3) de evacuación
del gas depurado sin pasar por el adsorbedor auxiliar o sin pasar
por ninguno de los adsorbedores auxiliares, llegado el caso, de los
segundos medios (15A, 15B, 34A, 34B; 15, 34) de unión, para unir en
serie cada adsorbedor principal (5A, 5B) con un adsorbedor auxiliar
(6A, 6B, 6), y terceros medios (20A, 20B, 24A, 24B; 20, 24A, 24B)
de unión, para unir en paralelo el o cada adsorbedor auxiliar (6A,
6B, 6) y al menos un adsorbedor principal (5A, 5B) al conducto (18)
de entrada del gas de regeneración.
12. Dispositivo según la reivindicación 11,
caracterizado porque dichos segundos medios de unión
comprenden medios (38) para modificar la presión del gas.
13. Dispositivo según la reivindicación 12,
caracterizado porque dichos segundos medios de unión
comprenden medios (38) de compresión.
14. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones 11 a 13, caracterizado porque comprende un
único adsorbedor auxiliar (6).
15. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones 11 a 13, caracterizado porque comprende al
menos dos adsorbedores auxiliares (6A, 6B).
16. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones 11 a 15, caracterizado porque cada
adsorbedor auxiliar (6A, 6B; 6) comprende un relleno de adsorción
(11A, 11B; 11) que comprende un material absorbente único.
17. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones 11 a 16, caracterizado porque la primera
impureza es H_{2}O y la segunda impureza es CO_{2}.
18. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones 11 a 17, caracterizado porque el gas es
aire.
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JPWO2002051523A1 (ja) * | 2000-12-26 | 2004-04-22 | 住友精化株式会社 | 目的ガスの分離方法および分離装置 |
ATE340629T1 (de) * | 2001-01-25 | 2006-10-15 | Air Prod & Chem | Verfahren zum betrieb eines temperaturwechsel- adsorptionssystems und entsprechende vorrichtung |
FR2823256B1 (fr) * | 2001-04-10 | 2003-07-25 | Air Liquide | Procede d'alimentation en azote impur de la chambre de combusti0n d'une turbine a gaz combinee a une unite de distillation d'air, et installation de production d'energie electrique correspondante |
SE523278C2 (sv) * | 2001-10-11 | 2004-04-06 | Ifoe Ceramics Ab | Förfarande och anordning för framställning av syre eller syreberikad luft |
US6610124B1 (en) * | 2002-03-12 | 2003-08-26 | Engelhard Corporation | Heavy hydrocarbon recovery from pressure swing adsorption unit tail gas |
US6660065B2 (en) * | 2002-05-06 | 2003-12-09 | Litton Systems, Inc. | Pressure swing adsorption dryer for pneumatically driven pressure intensifiers |
JP4782380B2 (ja) * | 2003-03-26 | 2011-09-28 | エア・ウォーター株式会社 | 空気分離装置 |
WO2005035100A1 (en) * | 2003-09-24 | 2005-04-21 | Donaldson Company, Inc. | High purity air and gas fractionation system |
US7115152B2 (en) * | 2004-01-12 | 2006-10-03 | Friday David K | Four bed regenerable filter system |
US7189280B2 (en) * | 2004-06-29 | 2007-03-13 | Questair Technologies Inc. | Adsorptive separation of gas streams |
US20080184882A1 (en) * | 2004-09-24 | 2008-08-07 | White Donald H | High purity air and gas fractionation system |
BE1017002A3 (nl) * | 2006-03-17 | 2007-11-06 | Atlas Copco Airpower Nv | Inrichting voor het drogen van samengeperst gas en werkwijze daarbij toegepast. |
JP4719598B2 (ja) * | 2006-03-20 | 2011-07-06 | 大陽日酸株式会社 | 空気液化分離における前処理方法及び装置 |
FR2909899A1 (fr) * | 2006-12-14 | 2008-06-20 | Air Liquide | Adsorbeurs radiaux installes en parallele |
WO2009137261A2 (en) | 2008-04-18 | 2009-11-12 | Hunter Manufacturing Co. | Systems and methods of heating, cooling and humidity control in air filtration adsorbent beds |
JP4950121B2 (ja) * | 2008-05-14 | 2012-06-13 | 三菱重工業株式会社 | 空気清浄装置及び空気清浄方法 |
US7875106B2 (en) | 2008-05-30 | 2011-01-25 | Battelle Memorial Institute | Adsorbent and adsorbent bed for materials capture and separation processes |
JP2013198868A (ja) * | 2012-03-26 | 2013-10-03 | Hitachi Ltd | 二酸化炭素回収システム |
JP6562541B2 (ja) * | 2015-05-27 | 2019-08-21 | 前澤工業株式会社 | ガス精製装置とガス精製方法 |
JP6562543B2 (ja) * | 2015-06-30 | 2019-08-21 | 前澤工業株式会社 | ガス精製装置とガス精製方法 |
JP6595639B2 (ja) * | 2018-02-07 | 2019-10-23 | 株式会社アドバン理研 | ガス製造装置 |
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Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4249915A (en) * | 1979-05-30 | 1981-02-10 | Air Products And Chemicals, Inc. | Removal of water and carbon dioxide from air |
JPS607920A (ja) * | 1983-06-29 | 1985-01-16 | Hitachi Ltd | 非凝縮性混合ガスの分離方法 |
JP2562326B2 (ja) * | 1987-08-07 | 1996-12-11 | 住友精化株式会社 | 空気から高濃度酸素を取得する方法 |
GB8726804D0 (en) * | 1987-11-16 | 1987-12-23 | Boc Group Plc | Separation of gas mixtures including hydrogen |
JP2569095B2 (ja) * | 1987-12-14 | 1997-01-08 | 株式会社神戸製鋼所 | 圧力スイング吸着方法 |
GB9303844D0 (en) * | 1993-02-25 | 1993-04-14 | Boc Group Plc | Purification method and apparatus |
US5811630A (en) * | 1994-10-28 | 1998-09-22 | Uop Llc | PSA process with reaction for reversible reactions |
US5906673A (en) * | 1997-05-15 | 1999-05-25 | Nitrotec Corporation | Pressure swing system with auxiliary adsorbent bed |
US5938819A (en) * | 1997-06-25 | 1999-08-17 | Gas Separation Technology Llc | Bulk separation of carbon dioxide from methane using natural clinoptilolite |
US5914455A (en) * | 1997-09-30 | 1999-06-22 | The Boc Group, Inc. | Air purification process |
FR2769851B1 (fr) * | 1997-10-21 | 1999-12-17 | Air Liquide | Installation de separation d'un melange de gaz |
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