FI62229C - FREQUENTIAL FRAKTIONERING AV EN GASBLANDNING - Google Patents
FREQUENTIAL FRAKTIONERING AV EN GASBLANDNING Download PDFInfo
- Publication number
- FI62229C FI62229C FI772916A FI772916A FI62229C FI 62229 C FI62229 C FI 62229C FI 772916 A FI772916 A FI 772916A FI 772916 A FI772916 A FI 772916A FI 62229 C FI62229 C FI 62229C
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- layer
- gas
- bed
- pressure
- fed
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation 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
- B01D53/02—Separation 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
- B01D53/04—Separation 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
- B01D53/047—Pressure swing adsorption
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
- B01D2253/10—Inorganic adsorbents
- B01D2253/106—Silica or silicates
- B01D2253/108—Zeolites
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2256/00—Main component in the product gas stream after treatment
- B01D2256/12—Oxygen
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2257/00—Components to be removed
- B01D2257/10—Single element gases other than halogens
- B01D2257/102—Nitrogen
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2259/00—Type of treatment
- B01D2259/40—Further details for adsorption processes and devices
- B01D2259/40011—Methods relating to the process cycle in pressure or temperature swing adsorption
- B01D2259/40013—Pressurization
- B01D2259/40015—Pressurization with two sub-steps
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2259/00—Type of treatment
- B01D2259/40—Further details for adsorption processes and devices
- B01D2259/40011—Methods relating to the process cycle in pressure or temperature swing adsorption
- B01D2259/40035—Equalization
- B01D2259/40037—Equalization with two sub-steps
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2259/00—Type of treatment
- B01D2259/40—Further details for adsorption processes and devices
- B01D2259/40011—Methods relating to the process cycle in pressure or temperature swing adsorption
- B01D2259/40043—Purging
- B01D2259/4005—Nature of purge gas
- B01D2259/40052—Recycled product or process gas
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2259/00—Type of treatment
- B01D2259/40—Further details for adsorption processes and devices
- B01D2259/40011—Methods relating to the process cycle in pressure or temperature swing adsorption
- B01D2259/40058—Number of sequence steps, including sub-steps, per cycle
- B01D2259/40067—Seven
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2259/00—Type of treatment
- B01D2259/40—Further details for adsorption processes and devices
- B01D2259/40011—Methods relating to the process cycle in pressure or temperature swing adsorption
- B01D2259/40077—Direction of flow
- B01D2259/40081—Counter-current
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2259/00—Type of treatment
- B01D2259/40—Further details for adsorption processes and devices
- B01D2259/402—Further details for adsorption processes and devices using two beds
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation 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
- B01D53/02—Separation 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
- B01D53/04—Separation 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
- B01D53/047—Pressure swing adsorption
- B01D53/053—Pressure swing adsorption with storage or buffer vessel
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)
- Medicines Containing Material From Animals Or Micro-Organisms (AREA)
Description
155^ [B] «dKuulutusjulkaisu 62229 LJ UTLÄGONI NOSSKRIFT U ^ ^ c (45) Pa tor. i. ti ayv; ty 10 10 :./02 ^ T ^ (51) Kv.Hc.Wcu3 B 01 D 53/04 SUOMI—FINLAND (M) Nt^hdwnue-Fwwiwekiilws 772916 (22) HU-***.-*-**-, 03.10.77 v 7 (23) AlkupiM—GIMgh«*dif 03.10.77155 ^ [B] «dAdvertisement 62229 LJ UTLÄGONI NOSSKRIFT U ^ ^ c (45) Pa Tor. i. ti ayv; ty 10 10: ./ 02 ^ T ^ (51) Kv.Hc.Wcu3 B 01 D 53/04 FINLAND — FINLAND (M) Nt ^ hdwnue-Fwwiwekiilws 772916 (22) HU - *** .- * - ** -, 03.10.77 v 7 (23) AlkupiM — GIMgh «* dif 03.10.77
(41) Tullut JulkMal — Mvk offimdlg 05.04. jQ(41) Tullut JulkMal - Mvk offimdlg 05.04. jQ
Ia rikleterlhftflitui l^TTliu (44) N«htitvtk»>pnen {. kuuMutohuu pvm.- 31.08.82 mtM· Οβη ragmiritJfrilNn AmMcm utlafd och udjkrtfun publlcend (32)(33)(31) Fyjrduttjr «cuoMcau·—H«gM priorHM 04.10. j6Ia rikleterlhftflitui l ^ TTliu (44) N «htitvtk»> pnen {. kuMutohuu pvm.- 31.08.82 mtM · Οβη ragmiritJfrilNn AmMcm utlafd och udjkrtfun publlcend (32) (33) (31) Fyjrduttjr «cuoMcau · —H« gM priorHM 04.10. j6
Ruotsi-Sverige(SE) 7610947-9 (71) Aga Aktiebolag, S-löl 81. Lidingö, Ruotsi-Sverige(SE) (72) Ronny Eriksson, Täby, Sven-Göran Svensson, Äkersberga, Lars Blomberg,Sweden-Sweden (SE) 7610947-9 (71) Aga Aktiebolag, S-löl 81. Lidingö, Sweden-Sweden (SE) (72) Ronny Eriksson, Täby, Sven-Göran Svensson, Äkersberga, Lars Blomberg,
Vallentuna, Otto von Krusenstierna, Stockholm, Ruotsi-Sverige(SE) (74) Oy Borenius & Co.. Ab (54) Menetelmä kaasuseoksen fraktionoimiseksi - Förfarande vid fraktionering av en gasblandningVallentuna, Otto von Krusenstierna, Stockholm, Sweden-Sweden (SE) (74) Oy Borenius & Co .. Ab (54) Method for fractionation of a gas mixture - Förfarande vid fractionation av en gasblandning
Keksinnön kohteena on menetelmä vähintään kahdesta komponentista koostuvan kaasuseoksen fraktionoimiseksi, joista komponenteista toinen saatetaan jaksottaisesti adsorboitumaan materiaaliin, joka kykenee suhteellisen suuressa paineessa selektiivisesti adsorboimaan tätä komponenttia, ja myöhemmin saatetaan desorboitumaan tästä materiaalista, jolloin desorptio aikaansaadaan pienentämällä paine suhteellisen pieneksi. Tässä menetelmässä käytetään vähintään kahta vuorotellen toimivaa kerrosta niin, että adsorptio tapahtuu toisessa kerroksessa pääasiallisesti samanaikaisesti kun toinen kerros regeneroidaan desorption avulla ja päinvastoin.The invention relates to a process for fractionating a gas mixture of at least two components, one of which is periodically adsorbed on a material capable of selectively adsorbing this component at a relatively high pressure, and subsequently desorbed from this material, the desorption being achieved by reducing the pressure to a relatively low pressure. This method uses at least two alternating layers so that the adsorption takes place in the second layer essentially at the same time as the second layer is regenerated by desorption and vice versa.
Tätä yleistä tyyppiä oleva menetelmä tunnetaan aikaisemmin esim. ruotsalaisesta patentista 201.340 ja US-patentista 2.944.627. Tämän keksinnön tarkoituksena on aikaansaada entistä täydellisempi fraktionointi ja kaasuseoksen vaikeammin adsorboitavissa olevan komponentin parempi tuotos. Tämä aikaansaadaan keksinnön mukaan siten, että uudestaan tapahtuvaa adsorptiota varten suurennetaan kerroksen painetta kolmessa vaiheessa, jolloin ensimmäisessä vaiheessa syötetään kerroksen poisto-päähän tuotekaasua, joka pääasiallisesti on heikommin adsorboituvaa komponenttia, ja jolloin tämän kerroksen tulopää on suljettu. Toisessa vaiheessa kerroksen tulopää yhdistetään toisen kerroksen poistopäähän, 2 62229 ja samalla ovat ensimmäisen kerroksen pdstopää ja toisen kerroksen tulopää suljetut niin, että aikaansaadaan kerrosten paineiden tasoittuminen. Kolmannessa vaiheessa kaasuseosta syötetään kerroksen tulopää-hän samalla kun tämän kerroksen poistopää on suljettu, kunnes mainittu suhteellisen suuri paine on saavutettu.A method of this general type is previously known, e.g., from Swedish Patent 201,340 and U.S. Patent 2,944,627. The object of the present invention is to provide a more complete fractionation and a better yield of the more difficult-to-adsorb component of the gas mixture. This is achieved according to the invention by increasing the bed pressure for re-adsorption in three steps, the first step supplying product gas to the discharge end of the bed, which is mainly a less adsorbable component, and closing the inlet end of this bed. In the second step, the inlet end of the layer is connected to the outlet end of the second layer, 26229 and at the same time the pdstop of the first layer and the inlet end of the second layer are closed so as to equalize the pressures of the layers. In the third step, the gas mixture is fed to the inlet end of the bed while the outlet end of this bed is closed until said relatively high pressure is reached.
Kaksikerroksiseen järjestelmään sovellettu keksintö selitetään seuraa-vassa oheisen piirustuksen perusteella, jossa kuvio 1 esittää laitteiston kytkentäkaaviota, kuvio 2 esittää laitteistoon kuuluvien molempien kerrosten eri toimintavaiheiden ajallista järjestystä, kuvio 3 näyttää laitteistossa eri toimintavaiheiden aikana esiintyviä kaasuvirtauksia, ja kuvio 4 näyttää kerroksen konsentraatioprofiilia täydellisen toiminta-jakson eri ajankohtina.The invention applied to a two-layer system will now be described with reference to the accompanying drawing, in which Figure 1 shows a circuit diagram of the apparatus, Figure 2 shows the chronological order of the various operating phases of both layers, at different times during the period.
Kuvion 1 kaaviollisesti näyttämää laitteistoa voidaan käyttää mielivaltaisen kaasuseoksen fraktionoimiseen, mutta tässä tapauksessa oletetaan laitteiston olevan tarkoitetun ilman fraktlonoimiseksi niin, että tuotekaasuna saadaan pääasiallisesti typetöntä happea, laitteistossa on kaksi kerrosta 1 ja 2. Kumpikin kerros sisältää ^eoliittisen mole-kyyliseulan, joka kykenee suhteellisen suuressa paineessa adsorboimaan typpeä huomattavasti suuremmassa määrin kuin happea. Raakakaasua, jona tässä tapauksessa on paineilma, syötetään tulokohtaan 3. Syötetty ilma voi olla puristettu noin 400 kPa paineeseen. Tulokohdasta 3 raaka-kaasu virtaa paineensäätimeen 4 ja asetettavan kuristimen 5 kautta kahteen aseteltavaan venttiiliin 6 ja 7, joiden kautta raakakaasu voidaan johtaa joko kerrokseen 1 tai kerrokseen 2. Kerroksen 1 poisto-päästä lähtevä raakakaasu virtaa aseteltavan venttiilin 8 ja aseteltavan kuristimen 9 kautta tuotesäiliöön 10, joka on tarkoitettu tuotetun tuotekaasun kokoamiseksi. Kerroksessa 2 kehittyvä tuotekaasu virtaa vastaavalla tavalla aseteltavan venttiilin 11 ja kuristimen 9 kautta tuotesäiliöön 10, josta tuotekaasu voidaan poistaa lähtöjohdon kautta. Kuristin 9 on tuotejohdossa 13.The apparatus shown schematically in Figure 1 can be used to fractionate an arbitrary gas mixture, but in this case it is assumed that the apparatus is intended to fractionate air so as to produce predominantly nitrogen-free oxygen, the apparatus having two layers 1 and 2. Each layer contains a mole-like molecular sieve under pressure to adsorb nitrogen to a much greater extent than oxygen. The raw gas, which in this case is compressed air, is fed to inlet 3. The supplied air can be compressed to a pressure of about 400 kPa. From the inlet 3, the raw gas flows through the pressure regulator 4 and the adjustable choke 5 to two adjustable valves 6 and 7, through which the raw gas can be led to either layer 1 or layer 2. The raw gas leaving the layer 1 outlet flows through the adjustable valve 8 and adjustable choke 9 , intended for the assembly of the product gas produced. In layer 2, the product gas generated flows through a correspondingly adjustable valve 11 and a choke 9 to a product tank 10, from which the product gas can be removed via an outlet line. Choke 9 is in product line 13.
Sinänsä tunnetulla tavalla voidaan kerroksen poistopää yhdistää toisen kerroksen tulopäähän. Tämä tehdään kerrosten palstopäissä olevien aseteltavien venttiilien 14 ja 15 avulla ja kerrosten tulopäissä aseteltavien venttiilien 16 ja 17 aviilla ja näiden venttiili parien välissä olevan aseteltavan kuristimen 18 kautta. Edelleen voidaan kerroksen 1 tulopää asettaa aseteltavan venttiilin 19 ja kerroksen 2 tulopää aseteltavan venttiilin 20 kautta suoraan yhteyteen ympäristöön tai alipainejohdon 21 kautta alipainepumppuun.In a manner known per se, the outlet end of the layer can be connected to the inlet end of the second layer. This is done by means of adjustable valves 14 and 15 at the column ends of the layers and by means of adjustable valves 16 and 17 at the inlet ends of the layers and through an adjustable throttle 18 between these valve pairs. Furthermore, the inlet end of the layer 1 can be placed directly connected to the environment via the adjustable valve 19 and the inlet end of the layer 2 directly to the environment or via the vacuum line 21 to the vacuum pump.
3 622293 62229
Jotta kerroksen huuhtelu ja paineistus tuotekaasulla voitaisiin tehdä riippumatta toisen kerroksen toimintatilasta, on laitteisto rakennettu sellaiseksi, että tuotekaasu voidaan säiliöstä 10 johtaa johdon 22 ja jommankumman aseteltavan venttiilin 14 tai 15 kautta vastaavan kerroksen poistopäähän. Seuraavassa ilmenevistä syistä on johto 22 jaettu kahteen rinnakkaishaaraan, joihin kumpaankin sisältyy aseteltava venttiili 25 vast. 24, sekä aseteltava kuristin 25, vast. 26.In order to be able to flush and pressurize the bed with product gas regardless of the operating mode of the second bed, the apparatus is constructed so that product gas can be led from the tank 10 via line 22 and either adjustable valve 14 or 15 to the respective bed outlet. For the following reasons, the line 22 is divided into two parallel branches, each of which includes an adjustable valve 25 resp. 24, and adjustable choke 25, resp. 26.
Aseteltavia eri venttiilejä ohjataan sopivasti automaattisesti siten, että osavaiheiden aikana, jotka on merkitty I...X, ja jotka yhdessä muodostavat täydellisen toimintajakson, saadaan syntymään kuvion 3 näyttämät kaasuvirrat. Kuvio 2 näyttää vastaavia osavaiheita ajan funktiona, jolloin kuvion ylärivissä on näytetty kerroksen 1 osavaiheet ja alarivissä kerroksen 2 osavaiheet. Täten tapahtuu kerroksessa 1 vaiheiden 1 ja il aikana adsorboituvan komponentin adsorbointia ja tuotekaasun kehittymistä, vaiheen III aikana paineen pienenemistä kerrosten 1 ja 2 välisen paineentasoituksen seurauksena (Ts1), ja vaiheen IV aikana paineen pieneneminen suhteellisen pieneen desorptio-paineeseen (Ts2). Vaiheiden V ja VI aikana tapahtuu kerroksessa 1 huuhtelu tuotekaasulla, minkä jälkeen vaiheiden VII...X aikana tapahtuu kerroksen 1 paineen suurenemista, nimittäin vaiheen VII aikana syötetyn tuotekaasun (Tö2) ja vaiheen VIII aikana kerrosten välisen paineen-tasoittumisen seurauksena (TÖ1) ja lopuksi vaiheiden IX ja X aikana syötetyn raakakaasun (Tö3) vaikutuksesta. Tämän jälkeen tämä kerros on jälleen valmis tuotekaasun kehittämiseen. Tässä valitussa suoritus-esimerkissä on koko toimintajakson pituue 208 sek.. Kuviosta 2 selviävät ajankohdat, jolloin laitteisto siirtyy osavaiheesta seuraavaan. Kuvioista 2 ja 3 nähdään, että kerroksen 2 toimintajakso on ajallisesti siirtynyt kerroksen 1 toimintajaksoon nähden siten, että paineen tasoittuessa kerrosten välillä toisessa kerroksessa vaikuttava paine pienenee ja toisessa kerroksessa vaikuttava paine suurenee.The various valves to be set are suitably controlled automatically so that during the sub-phases marked I ... X, which together form a complete operating cycle, the gas flows shown in Fig. 3 are generated. Figure 2 shows the corresponding sub-steps as a function of time, with the sub-steps of layer 1 shown in the top row of the figure and the sub-steps of layer 2 in the bottom row. Thus, in step 1, the adsorbable component adsorbs and product gas evolution occurs during steps 1 and II, the pressure decreases during step III as a result of the pressure equalization between layers 1 and 2 (Ts1), and during step IV the pressure decreases to a relatively low desorption pressure (Ts2). During steps V and VI, the product 1 is purged with product gas, followed by steps VII ... X with an increase in layer 1 pressure, namely as a result of the product gas supplied during step VII (Tö2) and during stage VIII as a pressure equalization between layers (TÖ1) and finally under the influence of the raw gas (Tö3) fed during stages IX and X. After this, this layer is again ready for product gas development. In this selected embodiment, the length of the entire operating period is 208 sec. Figure 2 shows the times when the equipment moves from one sub-stage to the next. It can be seen from Figures 2 and 3 that the period of operation of the layer 2 has shifted in time with respect to the period of operation of the layer 1, so that as the pressure equalizes between the layers, the pressure in the second layer decreases and the pressure in the second layer increases.
Kuvio 4 esittää esimerkkinä konsentraatioproflilin ulkomuotoa, siis hapenpitoisuutta kerroksen 1 eri osissa, alkaen jokaisessa osakuviossa ylhäällä tulopäästä alhaalla näytettyyn podstopäähän. Jokainen osakurio näyttää konsentraatioprofiilia vastaavassa osakuviossa mainittuna ajankohtana osavaiheesta seuraavaan siirryttäessä.Figure 4 shows by way of example the appearance of the concentration profile, i.e. the oxygen content in the different parts of the layer 1, starting in each sub-pattern from the upper inlet end to the podstop shown below. Each subdivision shows a concentration profile at the time indicated in the corresponding subdivision as it moves from one sub-stage to the next.
Seuraavassa selitetään yksityiskohtaisesti kuvioiden perusteella kerroksessa 1 esiintyvät tapahtumat.The events in layer 1 will now be described in detail with reference to the figures.
4 622294,62229
Ajankohtana 0 on kerroksessa 1 adsorptiopaine saavutettu syöttämällä ilmaa osavaiheiden IX ja X aikana. Kerroksen tulopäässä on molekyyli-seula vallitsevan paineen alaisen ilman kyllästymä. poistopäässä on ”puhdasta" tuotekaasua, siis kaasua, joka sisältää suunnilleen 95% happea ja 5% argonia. Osavaiheessa I tuotekaasua otetaan kerroksesta kuristimen 9 tarkasti säätämällä nopeudella, ja tulopäässä oleva paineen-säädin 4 ohjaa ilman syöttöä siten, että paine pysyy koko ajan vakiona. Kaasun virratessa kerroksen läpi tapahtuu fraktionointia, koska typpi adsorboituu suuremmassa määrin kuin happi. Sitä mukaa kun adsorptio edistyy kyllästyy kerros yhä enemmän ilmalla. Koska kaasun nopeus pidetään suurinta kriittistä arvoa alempana, säilyy typetön vyöhyke lähinnä poistopäätä koko sinä aikana, jolloin tuotekaasua otetaan kerroksesta.At time 0, the adsorption pressure in layer 1 is reached by supplying air during sub-steps IX and X. At the inlet end of the bed is a molecular sieve with saturation of the air under the prevailing pressure. at the outlet end there is a "pure" product gas, i.e. a gas containing approximately 95% oxygen and 5% argon. In sub-stage I the product gas is taken from the bed at a precisely controlled rate by the choke 9 and the inlet pressure regulator 4 controls the air supply so that the pressure remains constant As the gas flows through the bed, fractionation occurs because nitrogen is adsorbed to a greater extent than oxygen.As the adsorption progresses, the bed becomes increasingly saturated with air.Because the gas velocity is kept below the maximum critical value, a nitrogen-free zone remains mainly at the exhaust end throughout the product gas.
Osavaiheen II aikana jatkuu typettömän tuotekaasun kehittyminen kerroksesta 1. Tämä tuotanto keskeytyy sflankohtana 66 sek. välittömästi ennen kuin lähtevän tuotekaasua typenpitoisuus nousee.During sub-phase II, the evolution of nitrogen-free product gas from layer 1 continues. This production is interrupted as a sflan point for 66 sec. immediately before the nitrogen content of the outgoing product gas rises.
Osavaiheen III aikana on kerroksen 1 pctstopää yhdistetty kerroksen 2 tulopäähän, ja samalla on ilman syöttö kerrokseen 1 keskeytetty, minkä seurauksena kerroksessa 1 vallitseva paine pienenee. Tästä aiheutuva kaasukomponenttien osapaineiden pieneneminen johtaa näiden komponenttien desorboitumiseen kerroksesta. Kerroksesta 1 lähtevän kaasun ensimmäinen osa sisältää noin 95% happea, kun taas viimeinen osa sisältää 40...6090 happea. Kerroksesta 1 lähtevän kaasun keskihappipitoisuus on siis huomattavasti suurempi kuin ilman happipitoisuus.During sub-stage III, the end of the layer 1 is connected to the inlet end of the layer 2, and at the same time the supply of air to the layer 1 is interrupted, as a result of which the pressure in the layer 1 decreases. The resulting decrease in the partial pressures of the gas components results in the desorption of these components from the bed. The first part of the gas leaving layer 1 contains about 95% oxygen, while the last part contains 40 ... 6090 oxygen. The average oxygen content of the gas leaving layer 1 is thus considerably higher than the oxygen content of the air.
Osavaiheen IV aikana paine pienenee kerroksessa 1 sen takia, että sen tulopää yhdistetään ulkoilmaan tai alipainepumppuun. Osapaineen pieneneminen johtaa tällöin lisädesorptioon, ja osa desorboituneesta kaasusta huuhtoutuu pois.During sub-stage IV, the pressure in layer 1 decreases because its inlet end is connected to the outside air or a vacuum pump. The decrease in partial pressure then leads to further desorption, and part of the desorbed gas is flushed out.
Osavaiheen V aikana alkaa kerroksen 1 huuhtominen sen poistopäästä kohti sen tulopäätä siten, että typetöntä tuotekaasua syötetään tuotesäiliöstä 10 johdossa 22 olevan aseteltavan venttiilin 23 ja aseteltavan kuristimen 25 kautta. Aseteltava kuristin 25 on tällöin sovitettu siten, että tuotekaasun syöttö tapahtuu suhteellisen hitaasti.During sub-step V, the flushing of the layer 1 from its outlet end towards its inlet end begins so that nitrogen-free product gas is supplied from the product tank 10 through an adjustable valve 23 in the line 22 and an adjustable choke 25. The adjustable choke 25 is then arranged so that the supply of product gas takes place relatively slowly.
Osavaiheen VI aikana kerroksen 1 huuhtelu tuotekaasulla jatkuu venttiilin 23 ja kuristimen 25 kautta. Huuhtelukaasussa olevan typen suhteellisen 62229 5 pienen osapaineen takia desorboituu typpeä molekyyliseulasta ja tulee huuhdotuksi pois kerroksesta.During sub-stage VI, the purge of the layer 1 with product gas continues through the valve 23 and the throttle 25. Due to the relatively small partial pressure of the nitrogen in the purge gas, nitrogen is desorbed from the molecular sieve and is flushed out of the bed.
Osavaiheen VII alussa suljetaan poistotie ympäristöön ja jatketaan tuote-kaasun syöttöä kerrokseen 1, nyt aseteltavan venttiilin 24 ja aseteltavan kuristimen 26 kautta. Kerrokseen nyt virtaava typetön tuotekaasu aiheuttaa toisaalta paineen suurenemista, toisaalta typen desorptiota alapuolisessa poistopäässä. Desorboitunut typpi kulkeutuu kaasuvirran mukana kohti kerroksen yläpuolista tulopäätä ja adsorboituu jälleen molekyyliseulaan, kun typen osapaine kaasussa ylittää molekyyli seulan tasapainotilaa vastaavan arvon. Osavaiheen VII aikana tapahtuu siis typen siirtymistä kerroksen poistopäästä kohti sen tulopäätä, ja samalla muodostuu kerroksen poistopäässä typetön vyöhyke.At the beginning of sub-stage VII, the outlet path to the environment is closed and the supply of product gas to the layer 1 is continued, now through an adjustable valve 24 and an adjustable choke 26. The nitrogen-free product gas now flowing into the bed causes, on the one hand, an increase in pressure and, on the other hand, desorption of nitrogen at the lower outlet end. The desorbed nitrogen travels with the gas stream towards the inlet end above the bed and is again adsorbed on the molecular sieve when the partial pressure of nitrogen in the gas exceeds the value corresponding to the equilibrium state of the molecular sieve. Thus, during sub-step VII, there is a transfer of nitrogen from the outlet end of the bed towards its inlet end, and at the same time a nitrogen-free zone is formed at the outlet end of the bed.
Osavaiheen VIII alussa keskeytetään tuotekaasun syöttö kerrokseen 1, ja sen sijaan yhdistetään tämän kerroksen 1 tulopää kerroksen 2 poisto-päähän. Kaasua virtaa siis kerroksesta 2 kerrokseen 1, jolloin tämän paine suurenee. Tämä osavaihe jatkuu, kunnes kerrosten välinen paine-tasapaino on saavutettu. Kerrokseen 1 paineen suurentamiseksi käytetään suhteellisen happipitoista kaasua, kuten mainittiin osavaiheen III selityksen yhteydessä. Koska tämän kaasun happipitoisuus kuitenkin on huomattavasti pienempi kuin kerroksen 1 poistopäässä olevan kaasun happipitoisuus, ei paineentasausta saa tehdä niin nopeasti, että runsaasti typpeä sisältävä kaasu virtaa kerrokseen 1 niin suurella nopeudella, että typpi ei ennätä adsorboitua. Tarvittava pieni virtausnopeus aikaansaadaan tässä tapauksessa aseteltavan kuristimen 18 avulla.At the beginning of sub-stage VIII, the supply of product gas to layer 1 is interrupted, and instead the inlet end of this layer 1 is connected to the outlet end of layer 2. Thus, gas flows from layer 2 to layer 1, whereby the pressure of this increases. This sub-step continues until the pressure balance between the layers is reached. A relatively oxygen-containing gas is used to increase the pressure in layer 1, as mentioned in connection with the description of sub-step III. However, since the oxygen content of this gas is considerably lower than the oxygen content of the gas at the outlet end of Layer 1, the pressure equalization must not be done so fast that the nitrogen-rich gas flows into Layer 1 at such a rate that nitrogen does not pre-adsorb. The required low flow rate is provided in this case by means of an adjustable choke 18.
Osavaiheen IX aikana paineilmaa virtaa kerroksen 1 tulopäähän. Tällöin tapahtuu hidas jatkuva paineen suureneminen, ja kerroksen tulopää kyllästyy tämän osavaiheen aikana ilmalla, samalla kun typetön vyöhyke säilyy kerroksen poistopäässä.During sub-phase IX, compressed air flows to the inlet end of layer 1. In this case, a slow continuous increase in pressure occurs, and the inlet end of the bed becomes saturated with air during this sub-step, while the nitrogen-free zone remains at the outlet end of the bed.
Osavaiheen X aikana kerroksen 1 paineen suureneminen jatkuu syötetyn ilman vaikutuksesta, kunnes adsorptiopaine on saavutettu, minkä jälkeen kerros on jälleen valmis tuotantoa varten, mikä tarkoittaa sitä, että tähän asti selitetyt osavaiheet toistuvat jaksottaisesti.During sub-step X, the pressure increase of layer 1 continues under the influence of the supplied air until the adsorption pressure is reached, after which the layer is again ready for production, which means that the sub-steps described so far are repeated periodically.
Kuten edellä esitetystä selityksestä ilmenee, tapahtuu kerroksen 1 paineen suureneminen loppupaineeseen kolmessa vaiheessa. Ensimmäisen vaiheen, eli osavaiheen VII aikana paine suurenee tuotesäiliöstä 10 6 62229 tulevan tuotekaasun takia. Välittömästi ennen tätä osavaihetta on tapahtunut huuhtelu tuotekaasulla, ja kerroksen konsentraatioprofiili on tällöin likimain suoraviivainen, kuten selviää kuvion 4 siitä osa-kuviosta, joka on merkitty t 152. Kun nyt osavaiheen VII aikana typetöntä tuotekaasua syötetään kerrokseen 1 poistopääh kautta ja paine samalla suurenee, saadaan kaasufaasissa syntyinään hapen ja typen osa-paineiden suhteen suureneminen. Typpeä desorboituu’ja kulkeutuu pitemmälle kerrokseen kohti sen tulopäätä. Tämänpaineensuurenemisen jälkeen on kerroksella likimain se konsentraatioprofiili, joka kuviossa 4 on näytetty osakuviolla, joka on merkitty t = 170. Tästä selviää, että lähinnä pcdstcpäätä on syntynyt typetöntä kaasua sisältävä vyöhyke.As can be seen from the above description, the pressure of the layer 1 to the final pressure takes place in three stages. During the first stage, i.e. sub-stage VII, the pressure increases due to the product gas coming from the product tank 10 6 62229. Immediately before this sub-step, the product gas purge has taken place, and the bed concentration profile is then approximately straightforward, as can be seen from the sub-figure in Figure 4 denoted t 152. Now, during sub-step VII, nitrogen-free product gas is fed to the bed 1 through the outlet. in the gas phase due to an increase in the partial pressures of oxygen and nitrogen. Nitrogen is desorbed and migrates further into the bed towards its inlet end. After this increase in pressure, the layer has approximately the concentration profile shown in Fig. 4 by a sub-pattern denoted by t = 170. It is clear from this that a zone containing nitrogen-free gas has formed mainly at the pcdst end.
Tässä vyöhykkeessä tapahtuu myöhemmin loppufraktionointi adsorption aikana. Typpipitoista kaaeua voidaan nyt syöttää kerrokseen 1, mutta tämän on tapahduttava kerroksen tulopään kautta, koska muuten mainittu typetön vyöhyke -turmeltuisi. Tässä yhteydessä voidaan tähdentää, että jos typpipitoista kaasua olisi syötetty kerroksen tulopäähän välittömästi huuhtelun jälkeen osavaiheen VI aikana, olisi tämä johtanut siihen, että osa typestä olisi kulkeutunut kerroksen läpi adsorboitumatta.In this zone, the final fractionation takes place later during the adsorption. Nitrogen-containing kaae can now be fed to layer 1, but this must take place through the inlet end of the layer, otherwise said nitrogen-free zone would be damaged. In this context, it can be emphasized that if nitrogen-containing gas had been fed to the inlet end of the bed immediately after purging during sub-stage VI, this would have resulted in some of the nitrogen passing through the bed without adsorption.
Tällöin olisi poistopäässä saatu typpipitoista kaasua ja tämän seurauksena typpipitoista tuotekaasua.In this case, nitrogen-containing gas and, as a result, nitrogen-containing product gas would have been obtained at the outlet end.
Paineensuurenemisen toinen vaihe aikaansaadaan kerrosten välisen paineentasauksen avulla. Tämä tapahtuu kerroksen 1 kohdalla osavaiheessa VIII. Tämän paineentasauksen yhteydessä kerroksen 2 paine pienenee, ja tällöin desorboituu tästä kerroksesta osa typpeä, joka kulkeutuu paineistettavaan kerrokseen 1. Tästä syystä syöttö tehdään kerroksen 1 tulopäähän niin, että poistopäässä voidaan säilyttää typetön vyöhyke. Syötetty typpipitoinen kaasu fraktionoituu kerroksessa 1 tämän osavaiheen aikana, ja paineentasauksen lopussa on saavutettu konsentraatioprofiili, joka kuviossa 4 on näytetty osakuviossa, joka on merkitty t 185.The second stage of pressure increase is achieved by pressure equalization between the layers. This occurs at layer 1 in sub-step VIII. In connection with this pressure equalization, the pressure of the layer 2 decreases, and then some of the nitrogen which is transported to the pressurized layer 1 is desorbed from this layer. Therefore, a feed is made to the inlet end of the layer 1 so that a nitrogen-free zone can be maintained at the outlet end. The feed nitrogen-containing gas is fractionated in layer 1 during this sub-step, and at the end of the pressure equalization the concentration profile reached in Fig. 4 is shown in the sub-pattern marked t 185.
Paineen suureneminen lopulliseen adsorptiopaineeseen tapahtuu syöttämällä ilmaa kompressorista kerroksen 1 tulopäähän. Tämän paineensuurenemisen aikana tapahtuu sisäänvirtaavan ilman fraktionointi, ja kun osavaiheiden IX ja X jälkeen lopullinen adsorptiopaine on saavutettu, on kerroksella 1 konsentraatioprofiili, jota osoittaa kuvion 4 osakuvio, joka on merkitty t = 208. Kerros 1 on täten jälleen valmis tuotantoa varten.The increase in pressure to the final adsorption pressure occurs by supplying air from the compressor to the inlet end of the bed 1. During this increase in pressure, fractionation of the incoming air takes place, and when the final adsorption pressure is reached after sub-steps IX and X, layer 1 has a concentration profile, indicated by the partial pattern of Figure 4, marked t = 208. Layer 1 is thus ready for production again.
Claims (2)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE7610947A SE409553B (en) | 1976-10-04 | 1976-10-04 | PROCEDURE FROM A GAS MIXTURE USING UTILIZATION OF AT LEAST TWO BEDS |
| SE7610947 | 1976-10-04 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI772916A FI772916A (en) | 1978-04-05 |
| FI62229B FI62229B (en) | 1982-08-31 |
| FI62229C true FI62229C (en) | 1982-12-10 |
Family
ID=20329027
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI772916A FI62229C (en) | 1976-10-04 | 1977-10-03 | FREQUENTIAL FRAKTIONERING AV EN GASBLANDNING |
Country Status (11)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5345675A (en) |
| BE (1) | BE859324A (en) |
| DE (1) | DE2743861C2 (en) |
| DK (1) | DK148997C (en) |
| FI (1) | FI62229C (en) |
| FR (1) | FR2366050A1 (en) |
| GB (1) | GB1572532A (en) |
| IT (1) | IT1085299B (en) |
| NL (1) | NL7710848A (en) |
| NO (1) | NO145420C (en) |
| SE (1) | SE409553B (en) |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA1182765A (en) * | 1980-12-29 | 1985-02-19 | Calgon Corporation | Repressurization for pressure swing adsorption system |
| CA1176994A (en) * | 1980-12-29 | 1984-10-30 | Toan P. Vo | Repressurization for pressure swing adsorption system |
| US4440548A (en) * | 1982-04-19 | 1984-04-03 | Calgon Carbon Corporation | Pressure swing absorption system |
| JPS5922625A (en) * | 1982-07-27 | 1984-02-04 | Osaka Oxgen Ind Ltd | Method for removing gaseous nitrogen contained in gaseous carbon monoxide or gaseous mixture of carbon monoxide and carbon dioxide by adsorption method |
| PT79586B (en) * | 1983-12-07 | 1986-10-15 | Calgon Carbon Corp | Process for separating a feed stream gas mixture using pressure swing adsorption |
| DE3433058A1 (en) * | 1984-09-08 | 1986-03-20 | Bergwerksverband Gmbh, 4300 Essen | METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING NITROGEN |
| JPH01125858A (en) * | 1987-11-10 | 1989-05-18 | Fujitsu Ltd | Semiconductor device and manufacture thereof |
| US4982263A (en) * | 1987-12-21 | 1991-01-01 | Texas Instruments Incorporated | Anodizable strain layer for SOI semiconductor structures |
| JP2683806B2 (en) * | 1988-03-17 | 1997-12-03 | 住友精化株式会社 | Concentrated oxygen recovery method |
| DE69124276T2 (en) * | 1990-03-29 | 1997-05-07 | Boc Group Inc | Process for the production of an oxygen enriched product stream |
| DE69133359T2 (en) * | 1990-08-03 | 2004-12-16 | Canon K.K. | Process for the production of an SOI substrate |
| DE69233314T2 (en) * | 1991-10-11 | 2005-03-24 | Canon K.K. | Process for the production of semiconductor products |
| JPH05217824A (en) * | 1992-01-31 | 1993-08-27 | Canon Inc | Semiconductor wafer and its manufacture |
| EP0553856B1 (en) * | 1992-01-31 | 2002-04-17 | Canon Kabushiki Kaisha | Method of preparing a semiconductor substrate |
| JP3214631B2 (en) | 1992-01-31 | 2001-10-02 | キヤノン株式会社 | Semiconductor substrate and method of manufacturing the same |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS543822B1 (en) * | 1971-03-27 | 1979-02-27 | ||
| US3788036A (en) * | 1972-07-26 | 1974-01-29 | D Stahl | Pressure equalization and purging system for heatless adsorption systems |
| FR2270928A1 (en) * | 1974-05-15 | 1975-12-12 | Air Liquide | Gas mixt. fractioning of adsorption type - uses pressurising and expanding phases in several adsorption zones followed by equalising zone |
| FR2270927A1 (en) * | 1974-05-15 | 1975-12-12 | Air Liquide | Gas mixt. fractioning of adsorption type - uses pressurising and expanding phases in several adsorption zones followed by equalising zone |
| DE2460513C3 (en) * | 1974-12-20 | 1979-01-25 | Linde Ag, 6200 Wiesbaden | Method and device for the decomposition of gas mixtures by adiabatic adsorption and desorption |
-
1976
- 1976-10-04 SE SE7610947A patent/SE409553B/en not_active IP Right Cessation
-
1977
- 1977-09-29 DE DE2743861A patent/DE2743861C2/en not_active Expired
- 1977-09-30 FR FR7729521A patent/FR2366050A1/en active Granted
- 1977-09-30 JP JP11853277A patent/JPS5345675A/en active Pending
- 1977-10-03 GB GB40944/77A patent/GB1572532A/en not_active Expired
- 1977-10-03 FI FI772916A patent/FI62229C/en not_active IP Right Cessation
- 1977-10-03 IT IT28198/77A patent/IT1085299B/en active
- 1977-10-03 BE BE181411A patent/BE859324A/en not_active IP Right Cessation
- 1977-10-03 NO NO773366A patent/NO145420C/en unknown
- 1977-10-04 NL NL7710848A patent/NL7710848A/en not_active Application Discontinuation
- 1977-10-04 DK DK438977A patent/DK148997C/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DK148997B (en) | 1985-12-16 |
| GB1572532A (en) | 1980-07-30 |
| IT1085299B (en) | 1985-05-28 |
| DE2743861C2 (en) | 1984-06-28 |
| SE7610947L (en) | 1978-04-05 |
| NO773366L (en) | 1978-04-05 |
| NO145420C (en) | 1982-04-14 |
| NO145420B (en) | 1981-12-14 |
| DK148997C (en) | 1986-05-26 |
| SE409553B (en) | 1979-08-27 |
| DE2743861A1 (en) | 1978-04-06 |
| FR2366050B1 (en) | 1981-08-14 |
| NL7710848A (en) | 1978-04-06 |
| BE859324A (en) | 1978-02-01 |
| FR2366050A1 (en) | 1978-04-28 |
| FI772916A (en) | 1978-04-05 |
| DK438977A (en) | 1978-04-05 |
| JPS5345675A (en) | 1978-04-24 |
| FI62229B (en) | 1982-08-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| FI62229C (en) | FREQUENTIAL FRAKTIONERING AV EN GASBLANDNING | |
| KR100260001B1 (en) | Pressure swing adsorption process | |
| US4376640A (en) | Repressurization of pressure swing adsorption system | |
| US5051115A (en) | Pressure swing adsorption process | |
| US4440548A (en) | Pressure swing absorption system | |
| US4715867A (en) | Auxiliary bed pressure swing adsorption molecular sieve | |
| US4816039A (en) | PSA multicomponent separation utilizing tank equalization | |
| AU666448B2 (en) | Method and apparatus for separating nitrogen-rich gas | |
| CA1188231A (en) | Repressurization for pressure swing adsorption system | |
| KR920000361A (en) | Pressure swing adsorption method to separate gas phase mixture | |
| US4144038A (en) | Gas separation | |
| KR960016945A (en) | Variable pressure adsorption | |
| KR20030096072A (en) | Vacuum swing adsorption process with controlled waste gas withdrawal | |
| JP3464766B2 (en) | PSA method using simultaneous evacuation of top and bottom of adsorbent bed | |
| PT1023934E (en) | Process for purifying a gas by adsorption | |
| CA2160846A1 (en) | Natural gas enrichment process | |
| JPS59169909A (en) | Manufacture of nitrogen | |
| CA1268716A (en) | Enhanced pressure swing adsorption process and system | |
| JPS58151304A (en) | Production of oxygen by pressure swing method | |
| CA1176995A (en) | Repressurization for pressure swing adsorption system | |
| JPS62176515A (en) | Pretreatment device for gas separation | |
| EP0055961B1 (en) | Repressurization process for pressure swing adsorption system | |
| TW587955B (en) | Pressure swing adsorption process with controlled internal depressurization flow | |
| EP0512780A1 (en) | Method and apparatus for continuously separating nitrogen | |
| EP0114912B1 (en) | Novel repressurization for pressure swing adsorption system |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM | Patent lapsed |
Owner name: AGA AB |