ES2283282T3 - Procedimiento de depuracion de un gas y dispositivo correspondiente. - Google Patents

Procedimiento de depuracion de un gas y dispositivo correspondiente. Download PDF

Info

Publication number
ES2283282T3
ES2283282T3 ES00402895T ES00402895T ES2283282T3 ES 2283282 T3 ES2283282 T3 ES 2283282T3 ES 00402895 T ES00402895 T ES 00402895T ES 00402895 T ES00402895 T ES 00402895T ES 2283282 T3 ES2283282 T3 ES 2283282T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
adsorber
auxiliary
main
gas
adsorbers
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
ES00402895T
Other languages
English (en)
Inventor
Alain Guillard
Patrick Le Bot
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Air Liquide SA
LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
Original Assignee
Air Liquide SA
LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Air Liquide SA, LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude filed Critical Air Liquide SA
Application granted granted Critical
Publication of ES2283282T3 publication Critical patent/ES2283282T3/es
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/02Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • B01D53/04Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
    • B01D53/047Pressure swing adsorption
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/02Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • B01D53/04Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
    • B01D53/0462Temperature swing adsorption
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2253/00Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
    • B01D2253/10Inorganic adsorbents
    • B01D2253/104Alumina
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2253/00Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
    • B01D2253/10Inorganic adsorbents
    • B01D2253/106Silica or silicates
    • B01D2253/108Zeolites
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2253/00Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
    • B01D2253/10Inorganic adsorbents
    • B01D2253/116Molecular sieves other than zeolites
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2257/00Components to be removed
    • B01D2257/50Carbon oxides
    • B01D2257/504Carbon dioxide
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2257/00Components to be removed
    • B01D2257/80Water
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2259/00Type of treatment
    • B01D2259/40Further details for adsorption processes and devices
    • B01D2259/40011Methods relating to the process cycle in pressure or temperature swing adsorption
    • B01D2259/40043Purging
    • B01D2259/4005Nature of purge gas
    • B01D2259/40056Gases other than recycled product or process gas
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2259/00Type of treatment
    • B01D2259/40Further details for adsorption processes and devices
    • B01D2259/40011Methods relating to the process cycle in pressure or temperature swing adsorption
    • B01D2259/40058Number of sequence steps, including sub-steps, per cycle
    • B01D2259/4006Less than four
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2259/00Type of treatment
    • B01D2259/40Further details for adsorption processes and devices
    • B01D2259/40011Methods relating to the process cycle in pressure or temperature swing adsorption
    • B01D2259/40077Direction of flow
    • B01D2259/40081Counter-current
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2259/00Type of treatment
    • B01D2259/40Further details for adsorption processes and devices
    • B01D2259/403Further details for adsorption processes and devices using three beds
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2259/00Type of treatment
    • B01D2259/40Further details for adsorption processes and devices
    • B01D2259/404Further details for adsorption processes and devices using four beds
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2259/00Type of treatment
    • B01D2259/40Further details for adsorption processes and devices
    • B01D2259/414Further details for adsorption processes and devices using different types of adsorbents
    • B01D2259/4141Further details for adsorption processes and devices using different types of adsorbents within a single bed
    • B01D2259/4145Further details for adsorption processes and devices using different types of adsorbents within a single bed arranged in series
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2259/00Type of treatment
    • B01D2259/40Further details for adsorption processes and devices
    • B01D2259/414Further details for adsorption processes and devices using different types of adsorbents
    • B01D2259/4141Further details for adsorption processes and devices using different types of adsorbents within a single bed
    • B01D2259/4145Further details for adsorption processes and devices using different types of adsorbents within a single bed arranged in series
    • B01D2259/4146Contiguous multilayered adsorbents
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/26Drying gases or vapours
    • B01D53/261Drying gases or vapours by adsorption
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02CCAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
    • Y02C20/00Capture or disposal of greenhouse gases
    • Y02C20/40Capture or disposal of greenhouse gases of CO2

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
  • Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)
  • Air Bags (AREA)
  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
  • Gas Separation By Absorption (AREA)

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.
ES00402895T 1999-10-25 2000-10-19 Procedimiento de depuracion de un gas y dispositivo correspondiente. Expired - Lifetime ES2283282T3 (es)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9913274 1999-10-25
FR9913274A FR2799987B1 (fr) 1999-10-25 1999-10-25 Procede d'epuration d'un gaz par adsorption de deux impuretes et dispositif correspondant

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2283282T3 true ES2283282T3 (es) 2007-11-01

Family

ID=9551297

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES00402895T Expired - Lifetime ES2283282T3 (es) 1999-10-25 2000-10-19 Procedimiento de depuracion de un gas y dispositivo correspondiente.

Country Status (8)

Country Link
US (1) US6319303B1 (es)
EP (1) EP1095690B1 (es)
JP (1) JP2001162126A (es)
AT (1) ATE358524T1 (es)
CA (1) CA2323823C (es)
DE (1) DE60034201T2 (es)
ES (1) ES2283282T3 (es)
FR (1) FR2799987B1 (es)

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7335246B2 (en) * 1998-05-14 2008-02-26 United States Of America Enviromental Protection Agency Contaminant adsorption and oxidation via the fenton reaction
RU2159706C1 (ru) * 2000-05-04 2000-11-27 Кутьев Анатолий Анатольевич Способ регенерации активированного угля и устройство для его реализации
EP1344270B1 (en) 2000-10-27 2017-06-21 Air Products and Chemicals, Inc. Systems and processes for providing hydrogen to fuel cells
KR20030081361A (ko) * 2000-12-26 2003-10-17 스미토모 세이카 가부시키가이샤 목적 가스의 분리방법 및 분리장치
EP1226860B2 (en) * 2001-01-25 2012-03-14 Air Products And Chemicals, Inc. Method of operating a thermal swing adsorption system and corresponding apparatus
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

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Also Published As

Publication number Publication date
EP1095690B1 (fr) 2007-04-04
DE60034201T2 (de) 2007-12-20
DE60034201D1 (de) 2007-05-16
JP2001162126A (ja) 2001-06-19
EP1095690A1 (fr) 2001-05-02
CA2323823C (en) 2007-04-10
ATE358524T1 (de) 2007-04-15
US6319303B1 (en) 2001-11-20
FR2799987B1 (fr) 2002-04-26
CA2323823A1 (en) 2001-04-25
FR2799987A1 (fr) 2001-04-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2283282T3 (es) Procedimiento de depuracion de un gas y dispositivo correspondiente.
FI85953C (fi) Foerfarande foer framstaellning av en syreprodukt med en renhetsgrad av 95% fraon omgivande luft.
ES2256839T3 (es) Procedimiento de absorcion vsa de funcionamiento continuo.
KR100192697B1 (ko) 고체 흡착제를 사용한 기체 정제법
JP6575050B2 (ja) 二酸化炭素の回収方法及び回収装置
ES2693283T3 (es) Purificación de aire
US4472178A (en) Adsorptive process for the removal of carbon dioxide from a gas
US3221476A (en) Adsorption-desorption method
JP6743433B2 (ja) 二酸化炭素の回収方法及び回収装置
KR100964854B1 (ko) 고순도 생성물의 회수가 향상된 압력 변동 흡착 방법
KR860002098B1 (ko) 가정용 의약 산소발생기의 흡착 방법
AU2003203922B2 (en) Ozone production processes
WO2017163549A1 (ja) 二酸化炭素の回収方法及び回収装置
EP0391718A2 (en) Heaterless adsorption system for combined purification and fractionation of air
JP2000317244A (ja) ガス精製方法及び装置
JPH11137943A (ja) 固体吸着剤を使用するガスの精製方法
JP2000107546A (ja) 空気の純化
WO2018135206A1 (ja) 二酸化炭素の回収方法及び回収装置
JP5933120B2 (ja) 空気の精製
KR19990077911A (ko) 청정 건조 공기 생성물 스트림 생성 방법, 공기 분리 방법 및 청정 건조 공기 생성물 스트림 생성 장치
US9844749B2 (en) Pressure swing adsorption apparatus
JP3084248B2 (ja) 燃焼排ガスから二酸化炭素を回収するための2段式吸着分離設備および2段式二酸化炭素吸着分離方法
JP3571672B2 (ja) 燃焼排ガス中の炭酸ガスを濃縮する方法
US20100115994A1 (en) Adsorbent for carbon monoxide, gas purification method, and gas purification apparatus
KR20010067037A (ko) 공기 정화 방법 및 장치