FI76002C - Gas amplification method and apparatus - Google Patents

Gas amplification method and apparatus Download PDF

Info

Publication number
FI76002C
FI76002C FI860653A FI860653A FI76002C FI 76002 C FI76002 C FI 76002C FI 860653 A FI860653 A FI 860653A FI 860653 A FI860653 A FI 860653A FI 76002 C FI76002 C FI 76002C
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
air
pneumatic
pressure
tank
gas
Prior art date
Application number
FI860653A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI860653A0 (en
FI860653A (en
FI76002B (en
Inventor
Samuli Lehtinen
Original Assignee
A Happi Oy
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 A Happi Oy filed Critical A Happi Oy
Publication of FI860653A0 publication Critical patent/FI860653A0/en
Priority to FI860653A priority Critical patent/FI76002C/en
Priority to FI861189A priority patent/FI76003C/en
Priority to HU871198A priority patent/HUT47455A/en
Priority to JP50127287A priority patent/JPH01501529A/en
Priority to NL8720055A priority patent/NL8720055A/en
Priority to PCT/FI1987/000020 priority patent/WO1987004946A1/en
Priority to BR8707581A priority patent/BR8707581A/en
Priority to EP19870901487 priority patent/EP0294382A1/en
Priority to DE19873790099 priority patent/DE3790099T1/de
Priority to AU70278/87A priority patent/AU7027887A/en
Priority to GB08819148A priority patent/GB2207616A/en
Priority to ES8700336A priority patent/ES2002568A6/en
Priority to PT8428387A priority patent/PT84283A/en
Priority to DD29987087A priority patent/DD253379A5/en
Priority to CN198787102164A priority patent/CN87102164A/en
Priority to YU20387A priority patent/YU20387A/en
Publication of FI860653A publication Critical patent/FI860653A/en
Priority to NO874242A priority patent/NO874242L/en
Priority to DK531787A priority patent/DK531787A/en
Application granted granted Critical
Publication of FI76002B publication Critical patent/FI76002B/en
Priority to SE8802881A priority patent/SE8802881D0/en
Publication of FI76002C publication Critical patent/FI76002C/en

Links

Landscapes

  • Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
  • Drying Of Gases (AREA)

Description

1 760021 76002

Kaasun väkevöimismenetelmä ja -laitteisto Tämän keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukainen väkevöimismenetelmä kaasun jakamiseksi osakomponenteiksi, erityisesti hapen erottamiseksi ilmasta.The present invention relates to a concentration method according to the preamble of claim 1 for dividing a gas into subcomponents, in particular for separating oxygen from air.

Keksinnön kohteena on edelleen patenttivaatimuksen 3 johdanto-osan mukainen väkevöimislaitteisto kaasun jakamiseksi osakomponenteiksi, erityisesti hapen erottamiseksi ilmasta.The invention further relates to an enrichment apparatus according to the preamble of claim 3 for dividing the gas into subcomponents, in particular for separating oxygen from air.

Happea käytetään tunnetusti mm. polttoleikkauksessa, jätevesien puhdistamisessa, kalanviljelyssä, kemian prosessiteollisuudessa sekä erilaisissa polttoprosesseissa ja puhdistettuna hengitysilmana mm. sairaaloissa. Hapen teollinen valmistus tapahtuu nykyisin pääsääntöisesti kahdella tavalla nimittäin tislaamalla tai absorbtioprosessin kautta.Oxygen is known to be used e.g. in incineration, wastewater treatment, fish farming, chemical process industry and various combustion processes and as purified respiratory air e.g. hospitals. The industrial production of oxygen currently takes place mainly in two ways, namely by distillation or by an absorption process.

Merkittävin valmistusprosessi on tislaus korkeassa paineessa ja alhaisessa lämpötilassa, jolloin ilman eri osakomponentit (typpi, happi, argon jne.) tislautuvat tiivistymällä tietyissä paineissa nesteiksi toisistaan erilleen. Etuna on siis se, että myös muita osakomponentteja kuin happea saadaan erotetuksi .The most significant manufacturing process is distillation at high pressure and low temperature, whereby the various subcomponents of air (nitrogen, oxygen, argon, etc.) are distilled by condensation at certain pressures into liquids. The advantage is therefore that subcomponents other than oxygen can also be separated.

Näin valmistetut kaasut puristetaan painesäi1iöihi n korkeaan paineeseen, tavallisesti n. 20...30 Mpa, kuljetettaviksi käyttöpaikoille jakelusäili öissä.The gases thus prepared are pressed into pressure vessels at high pressure, usually about 20 ... 30 MPa, for transport to sites of use in distribution tanks.

Happea erotetaan ilmasta myös ns. valikoivan adsorbtion avulla, joka perustuu ilman osakomponenteille ominaisten kaasumo-lekyylien seulontaan. Täi Iäisessä menetelmässä toiminta perustuu sopivan aineen kykyyn sitoa -fysikaalisen adheesion avulla huokosiinsa eri tavoin erilaisia molekyylejä. Tällöin on käytettävän aineen huokoskoko valittava tarkasti sopivaksi kun päämääränä on hidastaa toisen molekyylin etenemisnopeutta ja toisaalta päästää toinen molekyyli (eri kokoinen) etenemään mahdollisimman esteettömäsii. Käytettäessä luonnollista 2 76002 tai synteettistä zeoliittia, pienen halkaisijan (n. 3,8 A) omaavat happimolekyylit kulkevat suurempia typpi molekyylejä nopeammin adsorboivan ainekerroksen läpi. Kun zeoliitin teo-reettiseksi huokoskooksi valitaan 4 A saadaan happi siis erotetuksi, jolloin ainekerroksen läpi tuleva kaasu on happi-rikasta. Tässä yhteydessä voidaan viitata artikkeliin "Zeolite structure, composition and catalysis" (Dwyer J., Chemistry and Industry, 1984 no. 7, s. 258...269) ja kuulutusjulkai suun DE-1280225.Oxygen is also separated from the air in the so-called by selective adsorption based on the screening of gas molecules characteristic of air subcomponents. In this method, the action is based on the ability of a suitable substance to bind different molecules to its pores in different ways by physical adhesion. In this case, the pore size of the substance to be used must be chosen exactly when the aim is to slow down the rate of propagation of the second molecule and, on the other hand, to allow the other molecule (of different size) to travel as smoothly as possible. When natural 2 76002 or synthetic zeolite is used, oxygen molecules with a small diameter (about 3.8 A) pass through the layer of adsorbent faster than larger nitrogen molecules. Thus, when 4 A is chosen as the theoretical pore size of the zeolite, oxygen is separated, whereby the gas flowing through the layer of matter is oxygen-rich. In this connection, reference may be made to the article "Zeolite structure, composition and Catalysis" (Dwyer J., Chemistry and Industry, 1984 No. 7, pp. 258-269) and to DE-1280225.

Adsorbtioprosessi toteutetaan tavallisesti paineenvaihtelu-prosessina ("pressure swing adsorption" - PSA), jossa adsorb-tioainekerros adsorbtiovaiheen jälkeen elvytetään, johtamalla siihen adsorbtiovirtauksen suhteen vastakkainen elvutyskaasu-virtaus. Elvytys suoritetaan taval1isesti alhaisemmassa noin ilmakehän painetta vastaavassa paineessa kuin erotus, joka tapahtuu edullisesti noin 500...700 kPa paineessa. Käytettävän laitteiston rakenne on vähintäin kaksisäi1iöinen, jolloin toisen säiliön erottaessa toista säiliötä elvytetään. Laitteisto kokonaisuuteen kuuluu lisäksi paineilman syöttölaite, tavallisesti kompressori, veden- ja öljynerotussuodattimet, keruusäiliö erotettua happea varten sekä mahdollisesti äänenvaimennin. Adsorbtioprosessiin liittyviä laitteita on esitetty mm. seuraavissa julkaisuissa, US-4194890, US-4263018, US-4373938, GB-2109266 ja FI-843014. Tunnettua on käyttää vas taavanlaista adsobtiokuivainta myös kosteuden poistamiseen ilmasta.The adsorption process is usually carried out as a "pressure swing adsorption" (PSA) process, in which the adsorbent layer is regenerated after the adsorption step by introducing a flow of regeneration gas opposite to the adsorption flow. The resuscitation is usually performed at a lower pressure corresponding to about atmospheric pressure than the separation, which preferably takes place at a pressure of about 500 to 700 kPa. The structure of the equipment used is at least double-tank, so that when one tank is separated, the other tank is revived. The equipment also includes a compressed air supply, usually a compressor, water and oil separation filters, a collection tank for separated oxygen and possibly a muffler. Equipment related to the adsorption process has been presented e.g. in the following publications, US-4194890, US-4263018, US-4373938, GB-2109266 and FI-843014. It is known to use a similar adsorption dryer to remove moisture from the air.

ii

Zeoliitin kyky erottaa kaasun osakomponentteja toisistaan heikkenee mahdollisesti läsnä olevan kosteuden vaikutuksesta. Tämän johdosta on useissa julkaisuissa ehdotettu kuivainten käyttämistä ennen varsinaista erotusprosessia. Tähän liittyen voidaan mainita seuraavat julkaisut, DE-1265144, DE-1259857, EP-123911 ja EP-128545. 'The ability of the zeolite to separate the gas components is impaired by the possible presence of moisture. As a result, several publications have suggested the use of dryers prior to the actual separation process. In this connection, the following publications may be mentioned, DE-1265144, DE-1259857, EP-123911 and EP-128545. '

Edellä mainittuihin kaasun erotusprosessiin liittyy eräitä heikkouksia. Suurimpana niistä voidaan mainita tislauslait-There are some weaknesses associated with the above gas separation process. The largest of these is the distillation

It 3 76002 teiston suuri koko, jolloin jo itse laitteisto on huomattavan kallis. Lisäksi kaasun jakelusta tulee ongelmallinen ja-huo-mattavan kallis kuljetusten vuoksi. Tämä korostuu etenkin harvaan asutuilla seuduilla. Kuljetuksia varten kaasu joudutaan vielä puristamaan korkeaan paineeseen n. 20 MPa vaikka kaasun käyttöpaine on tavallisesti suuruusluokaltaan n. 500 kPa. Puristaminen vaatii paljon energia, 'mikä puolestaan nostaa kaasun tuotantokustannuksia.The large size of the 3 76002 machine makes the equipment itself considerably expensive. In addition, gas distribution becomes problematic and considerably expensive due to transportation. This is especially pronounced in sparsely populated areas. For transport, the gas still has to be compressed to a high pressure of about 20 MPa, although the operating pressure of the gas is usually in the order of about 500 kPa. Compression requires a lot of energy, which in turn raises the cost of producing gas.

Toistaiseksi adsorbtiolaitteistoja on otettu tuotannol 1 iseenr käyttöön melko vähän, adsorbtiolaitteistolla voidaan kuitenkin olennaisesti eliminoida tislausmenetelmi 11 e ominaiset haitat ja heikkoudet. Laitteisto voidaan konstruoida pieneksi, jolloin mahdollistuu sen sijoittaminen kulutuskohteen läheisyyteen. Tällöin on etuna mm. se, että kaasun painetta ei tar— vitse nostaa kaasun käyttöpainetta korkeammaksi. Edelleen voidaan todeta, että käyttökustannukset rajoittuvat kulutetun paineilman tuottamiseen vaadittavan energian hankintakustannuksista.So far, relatively few adsorption equipment have been introduced into production, however, the adsorption equipment can substantially eliminate the disadvantages and weaknesses inherent in the distillation process 11e. The equipment can be constructed small, thus making it possible to place it in the vicinity of the object of consumption. In this case, the advantage is e.g. the fact that the gas pressure does not need to be raised above the operating pressure of the gas. Furthermore, operating costs are limited to the cost of acquiring the energy required to produce the compressed air consumed.

Eräs adsobtiomenetelmän haitta nykyisin käytössä olevilla laitteistoilla on riittämätön saavutettavissa oleva happipitoisuus. Tunnetuilla laitteistoilla se on tyypillisesti noin 60 ’/., kuitenkin korkeintaan 80 Ti. Tälläiset- pitoisuudet ovat kuitenkin täysin riittämättömiä esim. polttoleikkauksessa, jossa vaaditaan ehdottomasti yli 90 V. pitoisuutta.One disadvantage of the adsorption method with the equipment currently in use is the insufficient achievable oxygen content. In known installations it is typically about 60 '/., However, not more than 80 Ti. However, such concentrations are completely inadequate, e.g. in incineration, where a concentration of more than 90 V is absolutely required.

Toisen huomattavan epäkohdan muodostaa paineenvaihteluproses-sin edellyttämä monimutkainen säätö- ja ohjausjärjestelmä. Tunnetuissa laitteistoissa on pääsääntöisesti käytetty mikroprosessori oh jausta ja sähkö- tai magneetti toimisia toimielimiä kuten soienoidiventtii1ejä. Nämä eivät kuitenkaan sovellu käytettäviksi kosteissa ja kylmissä olosuhteissa kuten esim.Another major drawback is the complex regulation and control system required by the pressure fluctuation process. Known devices generally use microprocessor control and electrically or magnetically operated actuators such as sonicoid valves. However, these are not suitable for use in humid and cold conditions such as e.g.

o-f-f-shdre- tai kalanviljelylaitoksilla.o-f-f-shdre or fish farms.

Esillä olevan keksinnön, päämääränä on eliminoida edellä esitettyihin tunnettuihin erotusmenetelmiin liittyvät haitat ja , 4 76002 heikkoudet sekä aikaansaada uudenlainen laitteisto kaasun jakamiseksi osakomponentteihin.It is an object of the present invention to obviate the disadvantages and weaknesses associated with the known separation methods described above and to provide a novel apparatus for dividing gas into sub-components.

SS

Nämä päämäärät on saavutettu keksinnön mukaisella menetelmällä ja laitteistolla, joille ominaiset tunnusmerkit on esitetty oheisissa patenttivatimuksissa.These objects have been achieved by the method and apparatus according to the invention, the characteristic features of which are set out in the appended claims.

Keksintö perustuu siis siihen perusajatukseen, että kaasun jakamiseksi osakomponentteihin käytetään laitteistoa, joka sisältää yhdistelmänä ainakin - kaasun syöttölaitteen, edullisesti kompressorin, jolla kaasu, edullisesti ilma, tiivistetään, - vedenerotussuodattimet, jotka on sijoitettu kaasun syöttölaitteen yhteyteen, ja joilla kaasusta tiivistyksen yhteydessä erottunut vesi poistetaan, - valinnaisesti adsorbtiokuivaimen, joka on optimoitu kuiva-usaineen, jaksoaikojen ja muiden toimintaparametrien suhteen kuivatun paineilman, jonka kastepiste on edullisesti n. -40 Celsius-astetta, tuottamiseksi, - näiden jälkeen, vähintäin kaksisäi1iöisen kaasun osakomponenttien erotusyksikön, jonka kukin säiliö sisältää adsorb-tioainekerroksen, edullisesti hapen ja typen erottamiseksi toisistaan, - putkiston, joka liittää laitteiston eri .osat virtausyhtey-teen toistensa kanssa, ja - pneumaattisesti toimivat säätö- ja ohjausvälineet kaasuvir-tausten ohjaamiseksi laitteiston eri osissa ja niitä toisiinsa yhdistävässä putkistossa.The invention is thus based on the basic idea that an apparatus is used to divide the gas into sub-components, comprising in combination at least - a gas supply device, preferably a compressor, for compressing the gas, preferably air, - water separation filters placed in connection with the gas supply device. , - optionally an adsorption dryer optimized for desiccant, cycle times and other operating parameters to produce dried compressed air, preferably with a dew point of about -40 degrees Celsius, - thereafter, at least a double-tank gas component separation unit, each adsorbent tank containing to separate the fluidized bed, preferably oxygen and nitrogen, - a piping connecting the various parts of the apparatus in flow communication with each other, and - pneumatically adjusting and controlling means for controlling the gas flows in the various parts of the apparatus and the other. in the piping connecting them.

Keksinnön mukainen kaasun osakomponenttien erotuslaitteiston etuna on, että laitteisto on toimintavarma myös kosteissa ja kylmissä* olosuteissa, mitä edesauttaa pneumaattinen logiikka ja pneumaattiset toimielimet.The advantage of the gas component separation apparatus according to the invention is that the apparatus is reliable even in humid and cold * conditions, which is facilitated by pneumatic logic and pneumatic actuators.

• * · Tässä yhteydessä on syytä korostaa, että pneumaattisella tarkoitetaan tässä hakemuksessa puhtaasti paineilmalla toimivaa. Käyttävänä- voimana on siis ainoastaan paineilma eikä I! 5 76002 ohjaus- tai säätövälineisiin kuulu lainkaan sähköisiä komponentteja. Tämä koskee myös logiikkaa eli ohjausjärjestelmää, jonka komponentteihin kuuluu paineilmalla toimivia mekaanisia kellolaitteita sekä muisteja.• * · In this context, it should be emphasized that in this application, pneumatic means purely compressed air. The driving force is therefore only compressed air and not I! 5 76002 control or regulating means do not include any electrical components. This also applies to logic, ie a control system whose components include mechanical clock devices operated by compressed air as well as memories.

vv

Keksinnön mukaisesti ohjausjärjestelmällä on integroitu rakenne. Suurin osa sen komponenteista on järjestetty yhdelle ainoalle piirilevylle, joka puolestaan on suljettu tiiviiseen koteloon, edullisesti käytetään hybridipiirilevytekniikkaa, jolla voidaan saavuttaa pitkä kestoikä, useita miljoonia kytkentöjä. Täi Iäisen ratkaisun ansiosta ohjausjär jestelmä on suojassa kosteudelta ja kylmyydeltä. Lisäksi tarvittavien paineilmaletkujen tarve on vähäisempi. Edelleen voidaan todeta, että pneumatiikan käyttö ei aiheuta kipinävaaraa, eikä tarvita sähköä; toiminta täysin pneumaattinen.According to the invention, the control system has an integrated structure. Most of its components are arranged on a single circuit board, which in turn is enclosed in a sealed housing, preferably using hybrid circuit board technology, which can achieve a long service life of several million connections. Thanks to this solution, the control system is protected from moisture and cold. In addition, the need for the required compressed air hoses is less. Furthermore, it can be stated that the use of pneumatics does not cause a spark hazard and no electricity is required; operation fully pneumatic.

Keksinnön edullisen toteutusmuodon mukaisesti kuivaimen avulla voidaan aikaansaada syötettävän kaasun kuivaus. Tällöin paranee erotuslaitteiston toiminta verrattuna aikaisempiin ratkaisuihin oleellisesti etenkin kosteissa olosuhteissa. Keksinnön mukaisesssa laitteistossa on käytetty lisäksi runsaasti ruostumatonta terästä.According to a preferred embodiment of the invention, the dryer can be used to dry the feed gas. In this case, the operation of the separation equipment is substantially improved compared to previous solutions, especially in humid conditions. In addition, a large amount of stainless steel is used in the apparatus according to the invention.

Varsinaiseen kaasun erotukseen voidaan tunnetusti käyttää erilaisia adsorboi nti aineita kuten silikageeliä tai etenkin synteettistä tai 1 uonnol 1 i-sta zeoliittia. Luonnollisista zeol Uteista voidaan mainita esimerkkeinä mordeniitti ja mordeniitti/klinoptiloiiitti. Synteettisistä soveltuvat esim. A- ja X-tyypin natriumzeoliitit, kuten 5A tai 13X. Zeal Iittien molekyylirakenteessa voi alumiini- tai natriumionien ohella esiintyä muita metal 1i-ioneja, kuten kalsium- ja strontiumioneja.·Zeoliitin teoreettisen huokoskoon tulee olla n. 4 A ja sen kidevesihaihtuvuuden > 200 Celsius-astetta.It is known to use various adsorbents for the actual gas separation, such as silica gel or, in particular, synthetic or 1-zoololite. Examples of natural Zeol Ute include mordenite and mordenite / clinoptilolite. Of the synthetics, e.g. type A and X sodium zeolites, such as 5A or 13X, are suitable. In addition to aluminum or sodium ions, other metal ions, such as calcium and strontium ions, may be present in the molecular structure of the zealite · The theoretical pore size of the zeolite should be about 4 A and its water volatility> 200 degrees Celsius.

Keksinnön merkittävimmät edut aiempiin ratkaisuihin, verrattuna ovat seuraavat: 6 76002 1) Tislausjärjestelmään verrattuna: - Hapen hinta muodostuu halvemmaksi (puhtausasteesta -riippuen 1/5...1/10 markkinahinnasta).The most significant advantages of the invention compared to the previous solutions are as follows: 6 76002 1) Compared to the distillation system: - The price of oxygen is cheaper (depending on the degree of purity - 1/5 ... 1/10 of the market price).

- Happi pul 1ojen kuljetus tulee tarpeettomaksi.- The transport of oxygen powders becomes unnecessary.

- Hapen puristaminen korkeaan paineeseen voidaan- välttää (kaksipainejärjestelmän avulla päiväkäytössä matalapaine ja yöllä korkeapainepullojen täyttö" huippukulutuksen varalle).- Compression of oxygen to high pressure can be avoided (with a two-pressure system, low pressure during day operation and high pressure cylinder filling at night for peak consumption).

- Useissa käyttökohteissa ei välttämättä tarvita 997.: sta happea, jolloin kalliin, puhtaan hapen käyttö ei ole mi elekästä.- Many applications do not necessarily require 997 oxygen, so the use of expensive, pure oxygen is not economical.

2) Muihin adsorbtiojärjestelmiin verrattuna: - Suurempi saavutettavissa oleva hapen pitoisuus- tai puhtausaste ( = yli 90 7. jopa 98 7).2) Compared to other adsorption systems: - Higher achievable oxygen concentration or purity (= over 90 7. up to 98 7).

- Korkeampi saanto: 1 nm /happea 1 nm /min paineilmatuo- tolla, eli noin 87. teoreettisesta happi määrästä pitoisuudella 927..- Higher yield: 1 nm / oxygen with 1 nm / min of compressed air production, ie about 87. of the theoretical amount of oxygen at 927 ..

- 2 nm /h happea 1 nm /min paineilmatuotol1 a eli noin 167 teoreettisesta happimäärästä pitoisuudella 877..- 2 nm / h oxygen at 1 nm / min compressed air production, ie about 167 theoretical amounts of oxygen at a concentration of 877 ..

- Edellä mainitut arvot ovat vähintäin kaksinkertaiset markkinoilla oleviin laitteisiin verrattuna.- The above values are at least double the devices on the market.

Paremmat suoritusarvot perustuvat ennenmuuta kuivaimen käyttöön ennen kaasun osakomponenttien erotusyksikköä. Kui-vain lisää i 1 mankuiutusta noin 10 mikä merkitsee vain vähäistä lisäystä käyttökustannuksiin, kun saantoa on mahdollista lisätä 50 V. ja samalla puhtausastetta nostaa oleellisesti.Better performance values are based primarily on the use of a dryer prior to the gas component separation unit. If only an increase of about 10 is required, which means only a small increase in operating costs, when it is possible to increase the yield by 50 V and at the same time substantially increase the purity.

Suoritetuissa kokeissa keksinnön mukaisen pneumaattisesti ohjatun ja säädetyn erotuslaitteiston on todettu toimivan mm. kylmässä, meri-i 1 mastossa ilman minkäälaisia häiriöitä.In the tests performed, the pneumatically controlled and controlled separation equipment according to the invention has been found to operate e.g. in a cold, sea-i 1 mast without any disturbance.

Keksintöä kuvataan seuraavassa esimerkinomaisesti sen, eräiden edullisten toteutusmuotojen avulla oheisiin piirustuksiin viittaamalla, jossa li 7 76002 kuvio 1 esittää periaatekaaviona keksinnön mukaista erotus-laitteistoa kaasun Jakamiseksi osakomponentteihi n, kuvio 2 esittää pneumaattisesti toimivien venttiilien logiik-kapiirustuksen, ja <.' ' kuvio 3 esittää pneumaattisten komponenttien kytkentäkaavion.The invention will now be described, by way of example, with reference to the accompanying drawings, in which: Fig. 1 shows a schematic diagram of a separation device according to the invention for dividing gas into sub-components, Fig. 2 shows a logic drawing of pneumatically operated valves, and Figure 3 shows a circuit diagram of the pneumatic components.

Kompressori 1 imee imuilman normaalista ympäristöstä ja syöttää tietyn ilmamäärän aikayksikössä ( = 100 7. ) tietyllä paineella ( norm. 700...750 kPa ). Ilma johdetaan jälkijääh-dyttimeen 2, joka voi kuulua kompressoriin 1.Compressor 1 draws in the intake air from the normal environment and supplies a certain amount of air per unit time (= 100 7.) at a certain pressure (norm. 700 ... 750 kPa). The air is led to an aftercooler 2, which may be part of the compressor 1.

**

Ilmassa oleva kosteus alkaa lämpötilan laskiessa tiivistyä ( kastepisteessä ) vedeksi, minkä vuoksi jäikijäähdyttimeen on liitetty automaattinen lauhteenpoistin 3 syntyneen lauhteen poistamiseksi aikaajoin tai jatkuvasti. Ilma johdetaan edelleen painesäi1iöön 4, jonka koko määräytyy kompressorin koon ja tyypin mukaan.Moisture in the air begins to condense (at dew point) into water as the temperature drops, which is why an automatic condensate drain 3 is connected to the refrigerant to remove the condensate generated periodically or continuously. The air is further led to a pressure vessel 4, the size of which is determined by the size and type of compressor.

Myös säiliöissä kondensoituu vettä ilman jäähtyessä, jolloin häiriöttömän toiminnan varmistamiseksi on tarpeen käyttää lauhteenpoistinta 5. Säiliöstä 4 ilma johdetaan suodattimien 6 ja 7 läpi. Näistä ensimmäinen on esisuodatin 6 ja toinen hienosuodatin 7. Esisuodatin 6 poistaa suurimman osan ilman mukana kulkeutuvasta pisaroi-tuneesta vedestä, jollain siihen liittyy lauhteenpoistin Θ. Hienosuodatin 7 on tarkoitettu pääasiassa erottamaan ilmasta öljy, jota syntyy mikäli kompressori 1 on öljyvoideltu.Water also condenses in the tanks as the air cools, so that it is necessary to use a condensate drain 5 to ensure trouble-free operation. The air is passed from the tank 4 through the filters 6 and 7. The first of these is a pre-filter 6 and the second a fine filter 7. The pre-filter 6 removes most of the dripping water entrained in the air, in which case a condensate drain Θ is connected to it. The fine filter 7 is mainly intended to separate the oil from the air, which is generated if the compressor 1 is oil-lubricated.

Jos kompressori on öljytön (so. öljytöntä ilmaa tuottava) voidaan hienosuodatin jättää pois järjestelmästä, öljyn poistamiseksi hienosuodattimessa 7 on lauhteenpoistin 9. öljyn erottaminen kuivaimelle johdettavasta ilmasta on tärkeää sen vuoksi, että adsorboivan aineen teho heikkenee ja, käyttöikä lyhenee oleellisesti mikäli siihen pääsee öljyä.If the compressor is oil-free (i.e., produces oil-free air), the fine filter can be omitted from the system, to remove oil the fine filter 7 has a condensate drain 9. Separating the oil from the air supplied to the dryer is important because the adsorbent efficiency decreases and service life substantially shortens.

; 8 76002; 8 76002

Paineilma johdetaan kuivaimelle vuorotellen jompaankumpaan adsorboivalla aineella (silikageeli tai molekyyliseula) täytettyyn säiliöön 14 tai 15 pääventtii1ien 10 ja 11 avulla.Compressed air is supplied to the dryer alternately in either tank 14 or 15 filled with adsorbent (silica gel or molecular sieve) by means of main valves 10 and 11.

vv

Venttiileitä ohjataan mikroprosessoriperustaiselle ohjelmoitavalla automatiikalla 27, joka on edullisesti kuitenkin pneumaattinen logiikka. Mikäli säiliö 14 (myös torni) kuivaa, on venttiili 10 auki ja venttiili 11 kiinni. Samoin ns. elvytysventtii1i 12 kiinni ja säiliöön 15 kytketty elvytys-venttiili 13 auki.The valves are controlled by a microprocessor-based programmable automation 27, which is, however, preferably pneumatic logic. If the tank 14 (including the tower) dries, the valve 10 is open and the valve 11 is closed. Similarly, the so-called. the resuscitation valve 12 closed and the resuscitation valve 13 connected to the tank 15 open.

Täll&in ilma virtaa suodattimeitä 7 venttiilin 10 kautta säiliöön 14 ja kuivuu siinä edetessään (vesi adsorboituu kuivausaineeseen). Tullessaan ulos säiliöstä 14 ilma kulkee vastaventtiilin 20 kautta suodattimelle 24, sillä vastavent-tiilit IS ja 21 ovat estosuuntaan. Pieni osa (yleensä 10...12 V. heatless-tyyppisissä kuivaimissa ja 2...4 7. lämmöllä elvytettävissä kuivaimissa) käytetään toisen kuivaimen 15 (nyt säiliönä toimivan tornin) elvutukseen. Tämä määrä säädetään kuristimella 23 ja se otetaan päävirtauksesta suodattimen 22 läpi .The air then flows through the filters 7 through the valve 10 into the tank 14 and dries as it progresses (water is adsorbed on the desiccant). As it exits the tank 14, air passes through the non-return valve 20 to the filter 24, since the non-return valves IS and 21 are in the blocking direction. A small part (usually 10 ... 12 V. in heatless type dryers and 2 ... 4 7. heat-revived dryers) is used to revitalize the second dryer 15 (now a tank tower). This amount is controlled by the choke 23 and is taken from the main flow through the filter 22.

Elvytysilma kulkee kuristimelta 23 vastaventtiilin 19 kautta, koska kuristin pudottaa paineen ja vastaventtiilin 18 takana on n. 700 kPa paine. Elvytysilma kulkee edelleen säiliöön 15, koska vastaventtiilin 21 takana on paine ja koska toisaalta säiliön alapäässä venttiili 15 on auki ja venttiili 11 on kiinni. Näin elvytysilma huuhtelee tornia 15 tornissa 14 tapahtuvaan ilmavirtaukseen nähden vastakkaiseen suuntaan ja vapautuu sidottuuaan itseensä kosteutta venttiilin 13 ja äänenvaimentimen-'16 kautta ulkoilmaan.The resuscitation air passes from the throttle 23 through the non-return valve 19 because the throttle drops the pressure and there is a pressure of about 700 kPa behind the non-return valve 18. The resuscitation air continues to flow into the tank 15 because there is pressure behind the non-return valve 21 and because, on the other hand, at the lower end of the tank, the valve 15 is open and the valve 11 is closed. Thus, the resuscitation air flushes the tower 15 in the opposite direction to the air flow in the tower 14 and is released after binding moisture through the valve 13 and the muffler-'16 to the outside air.

Kuivaavassa säiliössä 14 on siis kompressorin 1 synnyttämä paine (esim. 700 kPa) ja elvytettävässä säiliössä 15 alhai- 1 ♦ · sempi paine (esim. normaali-i1manpaine).Thus, the drying tank 14 has a pressure generated by the compressor 1 (e.g. 700 kPa) and the revitalized tank 15 a lower pressure (e.g. normal pressure).

Ennalta määrätyn ajan,, edullisesti 9 minuuttia, .Säiliön 14 aloitettua kuivauksen venttiili 13 sulkeutuu, mikä estää li ; ’ 76002 elvytysilman kulun ulos säiliöstä 15, Jolloin säiliö 15 alkaa paineistua.For a predetermined time, preferably 9 minutes, after the drying of the tank 14, the valve 13 closes, which prevents li; ‘76002 the flow of resuscitation air out of the tank 15, whereby the tank 15 begins to become pressurized.

Kun molemmat säiliöt 14 ja 15 ovat samassa paineessa vaihdetaan venttiilien 10 ja 11 asennot, so. venttiili 10 suljetaan ja venttiili 11 avataan. Tällöin kompressori 1 ta 1 tuleva ilma alkaa kulkea säiliön 15 kautta. Tietyn ajan-(esim. 10 sekuntia) kuluttua venttiili 12 avataan, jolloin paine säiliössä 14 laskee ja sen elvytys voi alkaa. Näin kuivaus saadaan jatkuvaksi säiliöiden 14 ja 15 toiminnan tapahtuessa vuorotellen.When both tanks 14 and 15 are at the same pressure, the positions of the valves 10 and 11 are changed, i. valve 10 is closed and valve 11 is opened. In this case, the air coming from the compressor 1 or 1 begins to pass through the tank 15. After a certain time (e.g. 10 seconds), the valve 12 is opened, at which point the pressure in the tank 14 decreases and its resuscitation can begin. In this way, the drying is made continuous with the operation of the tanks 14 and 15 taking place alternately.

Kuivattu paineilma johdetaan ulostulosta suodattimelle 24, jonka tehtävänä on poistaa kuivausaineesta ilmaan irronnut pöly. Tämän jälkeen paine lasketaan paineenalentimella 25 i sopivaan arvoon, joka on edullisesti noin 500 kPa. Ilmanvir— taus tasataan säiliöllä 26.The dried compressed air is led from the outlet to a filter 24, the function of which is to remove the dust released into the air from the desiccant. The pressure is then reduced by a pressure reducer 25 i to a suitable value, which is preferably about 500 kPa. The air flow is equalized by tank 26.

Kuivausyksikön 14,15 sijasta tai sen toiminnan täydentämiseksi voidaan kuivausyksikköä seuraavaan kaasun osakomponenttien erotusyksikön säiliöihin 34 ja 35 kumpaankin sijoittaa kosteutta adsorboiva ainekerros. Edullisesti tällainen ainekerros sovitetaan säiliön pohjaosaan.Instead of or to supplement the operation of the drying unit 14,15, a layer of moisture adsorbent can be placed in each of the tanks 34 and 35 of the gas component separation unit following the drying unit. Preferably, such a layer of material is fitted to the bottom of the container.

Kuvausyksikössä suoritetun ilman kuivauksen jälkeen ilma johdetaan kaasun osakomponenttien erotusyksikköön, josta jatkossa käytetään nimitystä hapenerotin. Hapenerottimen sisäänsyötön (ja elvytyksen ulostulon) puoleinen pää on konstruitu samanlaiseksi kuin kuivaimessa. Venttiilit 28 ja 29 ovat pääventtii1 eitä, jotka ohjaavat ilman kulkua valinnaisesti säiliöihin 34 ja 35. Vastaavasti venttiileillä 30 ja 31 säädetään typpirikkaan poistokaasun virtausta säiliöistä 34 ja 35.After drying the air in the imaging unit, the air is passed to a gas component separation unit, hereinafter referred to as an oxygen separator. The inlet (and resuscitation outlet) end of the oxygen separator is constructed similar to that in the dryer. Valves 28 and 29 are main valves that direct air flow to tanks 34 and 35. Valves 30 and 31, respectively, control the flow of nitrogen-rich exhaust gas from tanks 34 and 35.

Oletetaan, että säiliö 34 on adsorbointivuorossa. Tällöin venttiilit 28 ja 31 ovat auki ja venttiilit 29 ja 30 kiinni, jolloin ilma kulk.ee säiliöön 34, jonka läpi edetessään hapen 10 76002 virtaus tapahtuu nopeammin kuin typen virtaus. Ulostulosta venttiilin 36 ollessa auki happi pääsee vastaventtii1 in 38 kautta suodattimeen 42, jonka jälkeen olevalla kuristimella v 43 säädetään virtausmäärä, joka mitataan virtausmittarilla 44. Erotettu happi varastoidaan säiliöön 45.It is assumed that the tank 34 is in the adsorption shift. In this case, the valves 28 and 31 are open and the valves 29 and 30 are closed, whereby air passes to the tank 34, through which the flow of oxygen 10 76002 proceeds faster than the flow of nitrogen. From the outlet when the valve 36 is open, oxygen enters the filter 42 via a non-return valve 38, after which the flow restrictor v 43 adjusts the flow rate, which is measured by a flow meter 44. The separated oxygen is stored in the tank 45.

Yksikön tuottaessa happea, eli kun venttiili· 36 on auki, on myös tuoton alusta tietyn ajan, tyypillisesti n. 8 sekuntia, myös venttiili 31 auki, jolloin happi pääsee virtaamaan venttiilin 36 jälkeen varaventtiilin 41 kautta säiliöön 35 ja. siitä edelleen venttiilin 31 äänenvaimentimeen 33 ulos poistaen näin ja huuhdellen säiliöstä 35 typpirikkaan ilman.When the unit produces oxygen, i.e. when the valve · 36 is open, the valve 31 is also open for a certain time, typically about 8 seconds, from the beginning of the output, allowing oxygen to flow after the valve 36 through the backup valve 41 to the tank 35 and. from there on out to the muffler 33 of the valve 31, thus removing and purging the tank 35 of nitrogen-rich air.

Ajan täytyttyä venttiili 31 sulkeutuu, jolloin ulospuhallus säiliöstä 35 päättyy, ja sen paineistuminen puhtaalla hapella alkaa. Paineistumisen kesto on tyypillisesti noin 7 sekuntia, minkä jälkeen hapen tuotto keskeytetään sulkemalla venttiili 36 ja samalla vaihdetaan säiliöiden toiminta aukaisemalla venttiili 29 ja sulkemalla ventti li 28. Tällöin säiliö 35 alkaa paineistua ilman virratessa venttiilin 29 kautta säiliöön.After the time has elapsed, the valve 31 closes, at which point the blow-out from the tank 35 ceases and its pressurization with pure oxygen begins. The duration of pressurization is typically about 7 seconds, after which oxygen production is stopped by closing valve 36 and at the same time changing the operation of the tanks by opening valve 29 and closing valve 28. At this time, tank 35 begins to pressurize as air flows through valve 29 into the tank.

Tämän jälkeen, tyypillisesti noin 11 sekunnin kuluttua, venttiili 30 aukaistaan, jolloin säiliö 34 alkaa tyhjentyä äänen-vaimentimen 32 kautta ulos, jolloin typpirikas ilma poistuu. Tietyn ajan, tyypillisesti noin 16 sekunnin, kuluttua säiliön 35 paine on saavuttanut suurimman arvonsa <n. 500 kPa) ja samalla säiliö 34 on tyhjentynyt ylipaineettomaksi.Thereafter, typically after about 11 seconds, the valve 30 is opened, at which point the reservoir 34 begins to drain out through the muffler 32, thereby removing nitrogen-rich air. After a period of time, typically about 16 seconds, the pressure in the tank 35 has reached its maximum value <n. 500 kPa) and at the same time the tank 34 has been emptied of overpressure.

Tällöin avataan.venttii1i 37, jolloin hapen tuotto alkaa. Tuotto kestää noin 8 sekuntia venttiilin 30 ollessa auki ja säiliön' 34 ollessa elvytyksessä. Tämän jälkeen venttiili 30 suljetaan, minkä jälkeen säiliön 34 toiminta jatkuu jo kuvatulla tavalla.In this case, valve 37 is opened, at which point oxygen production begins. The output takes about 8 seconds with valve 30 open and reservoir 34 resuscitating. The valve 30 is then closed, after which the operation of the tank 34 continues as already described.

Tasussäi1iöstä 45 happi otetaan käyttöön avaamalla sulkuvent-tiili 46 ja valitsemalla matalapainekäyttö tai korkeapaine- li u 76002 lataus kolmitieventtii1i1lä 51. Matalapainekäytössä (0 ... 500kPa) happi johdetaan varastoi nti sai 1iöön 48, josta se voidaan' edelleen jakaa käyttökohteisiin. Korkeapainekäytössä pneumaattisesti ohjattu korkeapainepumppu 49 täyttää jakelu-putkistoon 50 liitetyt 20 MF’a:n korkeapai nesäi 1 i öt ja pysähtyy automaattisesti kun mainittu paine on saavutettu.Oxygen is introduced from the surge tank 45 by opening the shut-off valve 46 and selecting low pressure operation or high pressure charge 76002 charging via three-way valve 51. In low pressure operation (0-500 kPa) oxygen is supplied to storage tank 48 from where it can be further distributed to applications. In high-pressure operation, the pneumatically controlled high-pressure pump 49 fills the 20 MF'a high-pressure vessels connected to the distribution piping 50 and stops automatically when said pressure is reached.

Paineilmansyöttöventtiilien 28 ja 29, typenpoistoventtiilien 30 ja 31 seka hapenpoistöventtii1ien 36 ja 37 toimintakaavio on esitetty kuviossa 2. Kaaviossa mainitut ajat ovat säädetä tävissä portaattomasti.The operation diagram of the compressed air supply valves 28 and 29, the nitrogen removal valves 30 and 31 and the oxygen removal valves 36 and 37 is shown in Fig. 2. The times mentioned in the diagram can be adjusted steplessly.

Venttiilien 28,29,30,31,36 ja 37 ohjaukseen on käytetty pneumaattisia ajastimia sekä suuntaventtiilejä. Ohjauksessa on lisäksi mukana varoventtii1i, joka pysäyttää työkierron mikäli absorboi ntisäi1iön paine ylittää ennalta määrätyn arvon. Ohjausjärjestelmä on integroitu, suurin osa pneumaattisista komponenteista on sovitettu piirikortti in, jolloin kaikki niiden väliset virtauskanavat ovat sanotussa kortissa eikä erillisiä paineletkuja tarvita. Jäljempänä mainittuja pneumaattisia komponentteja on kaupal1isesti saatavana OY FEST0 ABsstä ja niihin viitatan mainitun yhtiön tuotekoodeja käyt-tämällä.Pneumatic timers and directional valves have been used to control valves 28,29,30,31,36 and 37. The control also includes a safety valve that stops the cycle if the pressure in the absorption tank exceeds a predetermined value. The control system is integrated, most of the pneumatic components are fitted in a circuit board, so that all the flow channels between them are in said board and no separate pressure hoses are required. The pneumatic components mentioned below are commercially available from OY FEST0 AB and are referred to using the product codes of the said company.

Kuten kuviosta 3 ilmenee on paineilman syöttöventtii1it 28 ja 29 sekä typenpoistöventtii1it 30 ja 31 kytketty toimimaan vuoron perään. Hapenpoistöventtii1 it 36 ja 37 sensijaan on kytketty toimimaan rinnakkain. Mainitut venttiilit VLX-2-tyyppisiä pneumaattisia kaivoventtii1 eitä. Venttiilien toimintaa säätää vaihtokytkimenä toimiva nk. -f 1 ip~f lopventtii li 52, joka on kytketty toimintakierron muistaviin, yhdellä ulostulolla varustettuihin impulssiventtiileihin 53 ja 53. Esimerkin mukaisessa laitteistossa on käytetty VLL-5-PK-3-(52) sekä vastaavasti J-3-3.3- <53 ja 54) tyyppisiä’ komponentteja. Ohjausjärjestelmän varsinaisen ajastimen muodostaa neljä VUZ-tyyppistä ajastusyksikköä 55, 56, 57 Ja 58. Niissä on paineilmalla toimivat mekaaniset kellolaitteet, joihin , i2 76002 asetaan haluttu aikasekvenssi. Ne säätävät kytkentäkaaviossa esitetyllä tavalla, eli sekä muistiventtii1 ien 53 ja 54.välityksellä että suoraan (venttiilit 36 ja 37) kaivoventtii1 ien v toimintaa. Kahdella ulostulolla varustettu J-5-3.3 impulssi-venttiili 59 ohjaa suoraan kahden ajastusyksikön (56 ja 58) sekä vaihtokytkimen 52 toimintaa.As shown in Fig. 3, the compressed air supply valves 28 and 29 and the nitrogen removal valves 30 and 31 are connected to operate in turn. Instead, the oxygen removal valves 36 and 37 are connected to operate in parallel. Said valves are VLX-2 type pneumatic manhole valves. The operation of the valves is controlled by a so-called -f 1 ip ~ f valve 52 acting as a changeover switch, which is connected to impulse valves 53 and 53 with a single outlet, which remember the operating cycle. In the example, VLL-5-PK-3- (52) and J, respectively, are used. -3-3.3- <53 and 54) types' components. The actual timer of the control system consists of four VUZ-type timing units 55, 56, 57 and 58. They have pneumatic mechanical clock devices in which, i2 76002 is set the desired time sequence. They control the operation of the well valves v as shown in the wiring diagram, i.e. both via the memory valves 53 and 54 and directly (valves 36 and 37). The J-5-3.3 impulse valve 59 with two outlets directly controls the operation of the two timing units (56 and 58) and the changeover switch 52.

Adsorbtiosäi1iöiden toiminnan varmistamiseksi niihin on asennettu paineanturit, jotka on kytketty VD-3-3.3-tyyppiseen paineensäätöventti i 1 i in 62. Paineen ylärajaksi on valittu 800. kPa. Paineensäätöventtii 1 i 62 on kytketty rinnakkain käsisää-töisen hallintaventtiilin 63 (SV-3-M5-N-22-S) kanssa pääsul-kuventtii1iin 61 (VL/0-3-3.3). Tämä puolestaan on kytketty "tai"-venttii 1 iin 60 (OS-6/3-3.3), johon on yhdistetty myös toinen hai 1intaventtii1i 64,To ensure the operation of the adsorption tanks, they are fitted with pressure sensors connected to a VD-3-3.3 type pressure control valve i 1 i in 62. The upper pressure limit is set to 800. kPa. The pressure control valve 1 and 62 are connected in parallel with the manual control valve 63 (SV-3-M5-N-22-S) to the main shut-off valve 61 (VL / 0-3-3.3). This in turn is connected to an "or" valve 60 (OS-6 / 3-3.3), to which a second control valve 64 is also connected,

Ohjausjärjestelmä käynnistetään haliintaventtiilistä 63 (tai 64), minkä jälkeen järjestelmä toimii automaattisesti, säätäen venttiilien 28, 29, 30, 31, 36 ja 37 toimintaa asetetun sekvenssin (esitetty kuviossa 2) mukaisesti. Mikäli adsorb-tioyksikön paine nousee liian korkeaksi pääsulkuventtii1i 61 pysäyttää työkierron. Se voidaan kuitenkin käynnistää uudelleen hai 1intaventtii1istä 64 (tai paineen laskettua hallinta-venttiilistä 63).The control system is actuated from the control valve 63 (or 64), after which the system operates automatically, adjusting the operation of valves 28, 29, 30, 31, 36 and 37 according to the set sequence (shown in Figure 2). If the pressure of the adsorption unit rises too high, the main shut-off valve 61 stops the cycle. However, it can be restarted from the control valve 64 (or from the pressure control valve 63).

Ohjausjärjestelmä toimii käyttäen 500 ... 600 kPajn paineil maa täysin pneumaattisesti. Paineilma saadaan huoltoi aitteen kautta sinänsä tunnetusta paineilmalähteestä kuten kompressorista. Paineilmalähdettä ei ole esitetty piirustuksissa. Paineilma johdetaan järjestelmään kuten kuviosta 3 ilmenee hai1intaventtii1ien 63 ja 64 kautta.The control system operates using a pressure of 500 ... 600 kP and fully pneumatically. Compressed air is serviced through the device from a compressed air source known per se, such as a compressor. The compressed air source is not shown in the drawings. Compressed air is supplied to the system as shown in Figure 3 through the control valves 63 and 64.

Pneumaattiset komponentit 52...62 on asetettu yhteen piiri-korttiin, joka on sijoitettu tiiviiseen koteloon. hTallinta-venftiilit on asennettu kotelon ulkopintaan. Tälläisen jär— jestelyn ansiosta tarvitaan ainoastaan hai1intaventtii1 ien ja piirikortin sekä vastaavasti piirikortin ja kaivoventtiiIen li 76002 13 välisiä paineilmaletkuja.The pneumatic components 52 ... 62 are housed in a single circuit board housed in a sealed housing. hTallinta valves are mounted on the outside of the housing. Thanks to such an arrangement, only compressed air hoses between the control valves and the circuit board and between the circuit board and the well valves li 76002 13, respectively, are required.

Vastaavanlaisista pneumaattisista komponenteista 52...64 kokoonpantavaa ohjausjärjestelmää voidaan edullisesti käyttää ohjaamaan myös kaksisäi1iöisen kuivausyksikön pääventtii1 ien 10 ja 11, päästöventtiilien 12 ja 13 toimintaa.A control system which can be assembled from similar pneumatic components 52 to 64 can advantageously also be used to control the operation of the main valves 10 and 11, the discharge valves 12 and 13 of the two-tank drying unit.

Keksintöä on kuvattu edellä vain sen erään edullisen toteu-tusesimerkin avulla. Tällä ei luonnollisestikaan ole haluttu rajata keksintöä vaan keksinnön ja/tai sen yksityiskohtieo, monimaiset variaatiot ovat mahdollisia oheisten patenttivaatimusten puitteissa. Niinpä edellä kuvattua pneumaattista ohjausjärjestelmää voidaan soveltaa hieman yksinkertaistettuna kuivaimen pääventtii1ien 10 ja 11 ohjaukseen. Tällöin voidaan taata se, että kuivain toimii häiriöttömästi myös * kosteissa ja kylmissä olosuhteissa.The invention has been described above only by means of a preferred embodiment thereof. This, of course, is not intended to limit the invention, but various variations of the invention and / or its details are possible within the scope of the appended claims. Thus, the pneumatic control system described above can be applied in a slightly simplified manner to control the main valves 10 and 11 of the dryer. In this case, it can be guaranteed that the dryer will work smoothly * even in humid and cold conditions.

Laitteiston muidenkin osien rakenne voi poiketa edellä esitetystä. Syöttökaasuna toimivan ilman tiivistämiseen tarvittava kompressori 1 voidaan korvata jo ennestään saatavilla olevalla paineilmalla. Laitteistokokonaisuuden rakenteen pysyessä samana voidaan toimintajaksoja muuttamalla erotusyksikkö sovittaa erilaisille toiminta-arvoille. Lisäksi voidaan käyttää peräkkäin kahta hapenerotussäi1iötä, jolloin toinen on pienempi. Tällöin voidaan aikaansaada kaksiportainen erotus, jolla puhtausastetta voidaan nastaa virtauttamal-la suuremman säiliön läpi suhteellisen suuri määrä kaasua.The structure of other parts of the equipment may differ from the above. The compressor 1 required to compress the air acting as the supply gas can be replaced by the compressed air already available. While the structure of the hardware unit remains the same, the separation unit can be adapted to different operating values by changing the operating cycles. In addition, two oxygen separation tanks can be used in succession, the other being smaller. In this case, a two-stage separation can be achieved, with which the degree of purity can be raised by flowing a relatively large amount of gas through a larger tank.

Tätä järjestelmää on edullista käyttää kun vaaditaan erityisen korkeaa puhtausastetta.This system is preferably used when a particularly high degree of purity is required.

• ♦• ♦

Claims (11)

7600276002 1. Väkevöimismenetelmä kaasun Jakamiseksi osakomponentteihin, v erityisesti hapen erottamiseksi ilmasta, tunnettu siitä, että menetelmässä toisiaan seuraavissa vaiheissa - ilma paineistetaan normaali-ilmanpainetta karkeampaan paineeseen, - paineistuksen yhteydessä tiivistyvä vesi poistetaan, ja paineistettu ilma mahdollisesti kuivataari, - paineistettu ilma johdetaan ainakin kaksisäi1iöisen adsorboi nti yksikön (34,35) adsorbointivaiheessa olevaan adsorboi nti säi 1 i öön. (34) , joka sisältää kaasun osakomponenttien erottamiseen sopivaa adsorbointiainetta, kuten luonnollista tai synteettistä reoliittia, - olennaisesti suurin osa adsorboi nti yksiköstä ulostulevas-ta runsaasti happea sisältävästä tuotevirrasta johdetaan välisäilytykseen (45) ja/tai käyttökohteesen - pienempi osa tuotevirrasta johdetaan elvytysvaiheessa olevan adsorboi tisäi1iön (35) läpi adsorbointiaineeseen sitoutuneen runsaasti typpeä sisältävän kaasun poistamiseksi , ja että paineistetun ilman virtausta adsorbointiyksi kköön (34,35) sekä runsaasti happea sisältävän tuotekaasun ja runsaasti typpeä sisältävän poistokaasun virtausta adsorbointi-yksiköstä (34,35) ohjataan ja säädetään pneumaattisten toimielinten (28...31,36,37,52...64) avulla, jolloin hapen erottuminen ilmasta tapahtuu luotettavasti ja turvallisesti myös kosteissa ja/tai kylmissä olosuhteissa.A concentration method for dividing a gas into sub-components, in particular for separating oxygen from air, characterized in that in successive steps: - the air is pressurized to a coarser pressure than normal air pressure, - the condensing water is removed during pressurization, and the pressurized air is optionally The adsorbent in the adsorption step of the unit (34, 35) is maintained overnight. (34), which contains an adsorbent suitable for separating the gas components, such as natural or synthetic rheolite, (35) to remove the nitrogen-rich gas bound to the adsorbent, and that the flow of pressurized air to the adsorption unit (34,35) and the flow of oxygen-rich product gas and nitrogen-rich exhaust gas from the adsorption unit (34,35) are controlled and regulated by pneumatic actuators (28). ... 31,36,37,52 ... 64), in which case the separation of oxygen from the air takes place reliably and safely even in humid and / or cold conditions. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että paineistettu ilma, josta on erotettu tiivistynyt vesi, johdetaan ainakin kaksisäi1iöiseen kuivausyksikköön (14,15), jossa on kosteutta adsorboivaa kuivausainetta, edullisesti silikageeliä tai molekyyliseula, ilman kuivaamiseksi sopivaan kosteusasteeseen, edullisesti siten, että kuivauksen jälkeen paineistetun ilman kastepiste on noin -40 Celsius-astetta, "ja että paineilman virtausta kosteutta II - is 76002 adsorboivaan kuivausyksikköön (14), kuivatun ilman virtausta kosteutta adsorboivasta kuivaussäi1iosta (14) sekä kosteutta sitoneen kuivatun ilman virtausta elvytettävästä kuivaussäi-liöstä (15) ohjataan Ja säädetään pneumaattisten toimielinten (10...13,18...21) avulla.Method according to Claim 1, characterized in that the pressurized air from which the condensed water has been separated is passed to at least a two-tank drying unit (14, 15) with a moisture-adsorbing desiccant, preferably silica gel or a molecular sieve, to dry the air to a suitable humidity. after drying, the dew point of the compressed air is about -40 degrees Celsius, "and that the compressed air flow to the moisture-adsorbing drying unit (14), the dried air-flow-absorbing drying tank (14) and the moisture-binding dried air-flow-recovering dryer ) is controlled and adjusted by means of pneumatic actuators (10 ... 13,18 ... 21). 3. Kaasun väkevöimislaitteisto, erityisesti hapen erottamiseksi ilmasta, tunnettu siitä, että laitteistoon kuuluu yhdistelmänä: - ilman syöttölaite (1), edullisesti kompressori, syöttöilmaff paineistamiseksi, - veden erotusvälineet (3,5,6), jotka on sovitettu edullisesti syöttölaitteen (1) yhteyteen, ilman paineistamisen yhteydessä tiivistyneen veden erottamiseksi - valinnaisesti kosteutta adsorboiva kuivausyksikkö (14,15) paineistetun ilman kuivaamiseksi, joka kuivausyksikkö on sijoitettu veden erotusvälineitten jälkeen - kaasun adsorbointiyksikön (34,35), joka koostuu ainakin kahdesta adsorboi ntisäi1iöstä, joissa on kaasun osakomponenttien erottamiseen sopivaa adsorbointiainetta, kuten luonnollista tai synteettistä zeoliittia, - valinnaisesti adsorbointiyksiköstä saatavan kaasumaisen tuotevirran väli säiliön (45), - syöttölaitteen (1), vedenerotusvälineitten (3,5,6), mahdollisen kuivausyksikön (14,15), adsorbointiyksikön (34,35) sekä mahdollisen väli säiliön (45) väleille sovitetun ja niitä toisiinsa yhdistän putkiston kaasuvirtauksen johtamiseksi toimintayksiköstä toiseen, sekä - adsorbointiyksikköön (34,35) tulevan ilmavirtauksen ja siitä poistuvien, osakomponenteiksi erotettujen kaasuvirta-usten pneumaattiset säätö- ja ohjauselimet (28...31,36,37, 52...64).Gas concentration apparatus, in particular for separating oxygen from air, characterized in that the apparatus comprises in combination: - an air supply device (1), preferably a compressor, for pressurizing the supply air, - water separation means (3,5,6) arranged preferably in the supply device (1) - optionally a moisture adsorbing drying unit (14,15) for drying the pressurized air, which drying unit is located downstream of the water separating means - a gas adsorption unit (34,35) consisting of at least two adsorbent reservoirs with gas separation units a suitable adsorbent, such as natural or synthetic zeolite, - optionally an intermediate gaseous product stream from the adsorption unit, a tank (45), as well as any spacing between the tank (45) the pneumatic regulating and controlling means (28 ... 31,36,37, 52 ... 64). 4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että säätöelimet muodostuvat pneumaattisista venttiileistä (28...31,36,37). sekä niiden toimintaa ohjaavista ja säätävistä pneumaattisista komponenteista (52...64). 16 76002Apparatus according to Claim 3, characterized in that the control elements consist of pneumatic valves (28 ... 31, 36.37). and pneumatic components for controlling and regulating their operation (52 ... 64). 16 76002 5. Patenttivaatimusten 3 ja 4 mukainen laitteisto, tunnet t' u siitä, että kuivausyksikköön kuuluu ainakin kaksi v adsorboi ntisäi1iötä (14,15), jotka sisältävät kosteutta adsorboivana aineena edullisesti silikageelia tai molekyyliseu-lan, ja että adsorboi nti yksi kköön kuuluu siihen tulevan ilmavirtauksen ja siitä poistuvien i1mavirtausten pneumaattiset säätöelimet (10...13), edullisesti venttiilit.Apparatus according to claims 3 and 4, characterized in that the drying unit comprises at least two adsorbent containers (14, 15) containing preferably silica gel or a molecular sieve as a moisture adsorbent, and that the adsorbent unit comprises pneumatic control means (10 ... 13) for the air flow and the air flows leaving it, preferably valves. 6. Patenttivaatimuksen 4 tai 5 mukainen laitteisto, tunnettu kosteutta adsorboivasta kuivausainekerroksesta, joka on sijoitettu adsorbtiosäi1iöön (34,35).Apparatus according to claim 4 or 5, characterized by a moisture adsorbing desiccant layer arranged in the adsorption tank (34, 35). 7. Jonkin patenttivaatimuksen 4...6 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että mainitut säätöventtii1it koostuvat pneumaattisista kalvoventtiileistä (10...13, 28...31).Apparatus according to any one of claims 4 to 6, characterized in that said control valves consist of pneumatic diaphragm valves (10 ... 13, 28 ... 31). 8. Jonkin edeltävän patenttivaatimuksen 3...7 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että pneumaattisten säätö-elinten (10...13,28...31,36,37) toimintaa ohjaavat pneumaattiset komponentit käsittävät ainakin pneumaattiset ajastimet (55...58) ja pneumaattiset impulssiventtii1 it (53,54,59).Apparatus according to one of the preceding claims 3 to 7, characterized in that the pneumatic components controlling the operation of the pneumatic control elements (10 ... 13, 28 ... 31, 36.37) comprise at least pneumatic timers (55 .. .58) and pneumatic impulse valves (53,54,59). 9. Jonkin patenttivaatimuksen 3...8 mukainen laitteisto, tunnettu paineensäätöventtii1istä (62), joka on yhtäältä kytketty adsorbointisäiliöihin (34,35) sijoitettuihin paineanturoihin ja toisaalta pneumaattisen ohjausjärjestelmän (52...64) pääsulkuventtii1iin (61), ja joka on sovitettu pysäyttämään laitteiston työkierto,mikäli adsorboi ntisäi1iön paine ylittää ennalta määrätyn, korkeimman sallitun arvon.Apparatus according to one of Claims 3 to 8, characterized by a pressure control valve (62) which is connected on the one hand to pressure sensors located in the adsorption tanks (34, 35) and on the other hand to the main shut-off valve (61) of the pneumatic control system (52 to 64). to stop the cycle of the apparatus if the pressure in the adsorption tank exceeds a predetermined, maximum permissible value. 10. Jonkin patenttivaatimuksen 3...9 mukainen laitteisto, tunnettu paineensäätöventtii1istä (62), joka on yh- t *. täältä" kytketty kuivaussäi1iöihin (14,15) sijoitettuihin paineanturoihin ja toisaalta pneumaattisen ohjausjärjestelmän (52...64) pääsulkuventtii 1 iin (61), ja joka on. sovitettu pysäyttämään laitteiston työkiertoni käl i kui vausäi 1 i ön paine (I ; 17 76002 ylittää ennalta määrätyn, korkeimman sallitun arvon.Apparatus according to one of Claims 3 to 9, characterized by a pressure control valve (62) which is integral. here "connected to pressure sensors located in the drying tanks (14,15) and on the other hand to the main shut-off valve (61) of the pneumatic control system (52 ... 64), which is adapted to stop the pressure of the apparatus during its cycle (I; 17 76002 exceeds a predetermined maximum allowable value. 11. Jorikin patenttivaatimu.ksen 3...10 mukainen laitteisto, % tunnettu siitä, että ohjausjärjestelmä on integroitu yhteiseen koteloon, Jolloin suurin osa sen komponenteista (52 ... 64) on sijoitettu mainittuun koteloon, joka on tiiviisti suljettava. · · 76002 18Apparatus according to claims 3 to 10, characterized in that the control system is integrated in a common housing, wherein most of its components (52 to 64) are housed in said housing, which is to be sealed. · · 76002 18
FI860653A 1986-02-12 1986-02-12 Gas amplification method and apparatus FI76002C (en)

Priority Applications (19)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI860653A FI76002C (en) 1986-02-12 1986-02-12 Gas amplification method and apparatus
FI861189A FI76003C (en) 1986-02-12 1986-03-20 FOERSTAERKNINGSFOERFARANDE OCH -ANORDNING FOER GAS.
GB08819148A GB2207616A (en) 1986-02-12 1987-02-06 A gas concentrating method and plant
JP50127287A JPH01501529A (en) 1986-02-12 1987-02-06 Gas concentration method and plant
NL8720055A NL8720055A (en) 1986-02-12 1987-02-06 METHOD AND APPARATUS FOR CONCENTRATING GASES
PCT/FI1987/000020 WO1987004946A1 (en) 1986-02-12 1987-02-06 A gas concentrating method and plant
BR8707581A BR8707581A (en) 1986-02-12 1987-02-06 GAS CONCENTRATING PROCESS AND INSTALLATION
EP19870901487 EP0294382A1 (en) 1986-02-12 1987-02-06 A gas concentrating method and plant
DE19873790099 DE3790099T1 (en) 1986-02-12 1987-02-06
AU70278/87A AU7027887A (en) 1986-02-12 1987-02-06 A gas concentrating method and plant
HU871198A HUT47455A (en) 1986-02-12 1987-02-06 Method and apparatus for concentrating gas
ES8700336A ES2002568A6 (en) 1986-02-12 1987-02-11 A gas concentrating method and plant.
DD29987087A DD253379A5 (en) 1986-02-12 1987-02-12 METHOD FOR GAS CONCENTRATION USING ADSORPTION AND GAS CONCENTRATION SYSTEM
PT8428387A PT84283A (en) 1986-02-12 1987-02-12 A gas concentrating method and plant
CN198787102164A CN87102164A (en) 1986-02-12 1987-02-12 gas concentration method and device
YU20387A YU20387A (en) 1986-02-12 1987-02-12 Device for gas concentrating
NO874242A NO874242L (en) 1986-02-12 1987-10-09 PROCEDURE FOR CONCENTRATION OF GAS, AND APPARATUS FOR EXECUTION OF THE PROCEDURE.
DK531787A DK531787A (en) 1986-02-12 1987-10-12 PROCEDURES FOR CONCENTRATION OF GAS AND PLANT THEREOF
SE8802881A SE8802881D0 (en) 1986-02-12 1988-08-12 A GAS CONCENTRATING METHOD AND PLANT

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI860653A FI76002C (en) 1986-02-12 1986-02-12 Gas amplification method and apparatus
FI860653 1986-02-12

Publications (4)

Publication Number Publication Date
FI860653A0 FI860653A0 (en) 1986-02-12
FI860653A FI860653A (en) 1987-08-13
FI76002B FI76002B (en) 1988-05-31
FI76002C true FI76002C (en) 1988-09-09

Family

ID=8522152

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI860653A FI76002C (en) 1986-02-12 1986-02-12 Gas amplification method and apparatus

Country Status (2)

Country Link
DD (1) DD253379A5 (en)
FI (1) FI76002C (en)

Also Published As

Publication number Publication date
FI860653A0 (en) 1986-02-12
FI860653A (en) 1987-08-13
FI76002B (en) 1988-05-31
DD253379A5 (en) 1988-01-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR950007914B1 (en) Pressure control for improved gas dehydration in system which employ membrane dryers in intermittent service
US4631073A (en) Method and apparatus for theadsorptive fractionation of gases
CA2055851A1 (en) Continuous method for removing oil vapor from feed gases containing water vapor
CN101522246B (en) Oxygen concentrator
US5647891A (en) Method and apparatus for heated, pressure-swing high pressure air dehydration
JPH0587286B2 (en)
US20100313762A1 (en) System For Generating A Useful Gas Enriched In A Given Component
WO2005021127A2 (en) Removable cartridge for swing-type adsorption system
FI76003C (en) FOERSTAERKNINGSFOERFARANDE OCH -ANORDNING FOER GAS.
US5997611A (en) Single vessel gas adsorption system and process
JP2001524875A (en) Apparatus and method for performing gas / liquid absorption of membranes at high pressure
KR100861550B1 (en) Apparatus for generating concentrated gas being capable of controlling concentration of gas by using flow control valve and method of generating concentrated gas by using the same
KR101647017B1 (en) Oxygen concentrating method and apparatus having condensate water removing function
FI76002C (en) Gas amplification method and apparatus
CN113663467A (en) Device and method for adsorbing gas from gas mixture to be treated
CN211837111U (en) PSA nitrogen production system
CN107438474B (en) Process for producing oxygen by VPSA comprising four adsorbers
JP2003194297A (en) Hydrogen station
JPH10194708A (en) Oxygen enricher
KR200287012Y1 (en) Apparatus of Water Percolation for Oxygen Generator
US20040166042A1 (en) Method and apparatus for producing nitrogen gas
CN1554466A (en) Variable pressure adsorptive oxygen making device suitable for high altitude area
RU2768823C1 (en) Integrated air treatment unit
RU2768922C1 (en) Integrated air purification unit
JP2622968B2 (en) Automatic nitrogen filling system for hollow high-frequency power transmission lines

Legal Events

Date Code Title Description
MM Patent lapsed

Owner name: A-HAPPI OY