JP2005199270A - 圧力スイング吸着システムのための指標付け回転式デュアルバルブ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明は、動作のステッピング・モードを調整する指標付け回転式デュアルバルブを使用するPSAシステムに関連し、可変のベッド入口供給流量、PSAシステムの異なるベッドにおける供給ライン間の制御可能な圧力、及び高純度水素ガスなどの製品ガスの可変の出力流量を制御する。
【選択図】図2
Description
各孔(aperture)がPSAベッドから異なるガス供給ラインを収容するように構成された孔を有する第1の静止区間と、事前選択された弓形の角度設定で分離された少なくとも2つの離間された開口、及びPSAベッド間のガスの加圧の調整を提供するように構成された少なくとも1つの開口に接続された第1のバルブ区間に配置された少なくとも1つのチャネルを有する第1の回転可能なバルブ区間と、第2の静止区間とを備え、そのすべての区間が、ガス製品を出すように構成されたガス出力開口を有する第1のバルブ・アセンブリと、
第3の静止区間と、事前選択された弓形の角度設定で分離された少なくとも2つの離間された開口を有する第2の回転可能なバルブ区間と、各アパーチャがPSAベッドから異なるガス供給ラインを収容するように構成されたアパーチャを有する第4の静止区間とを備え、そのすべての区間が、供給ガスを受けるように構成されたガス入力開口を有し、かつPSAベッド間の一定の等しい又は等しくない供給流量を提供する第2のバルブ・アセンブリと、
事前設定されたインデックス設定を提供し、かつPSAサイクルにおける各ステップの間隔を制御することができるように構成されたインデックシング駆動機構と、
第1のバルブ・アセンブリに固定された頂部部分、第2のバルブ・アセンブリに固定された底部部分、及びシャフトに固定されかつ2つのバルブ・アセンブリ間に配置されたインデックシング駆動機構を有する回転可能なシャフトと、を備える。
a)供給ガス源、吸い込み力の源、複数ベッド・システム、及び指標付け回転式バルブを提供するステップと、
b)高純度のガス製品出力及び浄化ガス(purge gas)を増大するために、1つのベッドで等化を降下しかつ他方のベッドで等化を上昇するように変えることによって、減圧を制御するためにPSAベッド間の一定の等しい又は等しくない供給流量を提供するために、選択された圧力下の選択された吸着装置を使用しかつ指標付け回転式バルブを使用して、前記供給ガスから望ましくない成分を選択的に取り除くために、ベッドに指標付け回転式バルブを介して前記供給ガスを送るステップと、
c)PSAサイクルにおける各ステップの間隔を制御する供給ガスを受けかつ拒否するために、浄化ガスを受けかつ拒否するために、かつ高純度ガス製品を受けかつしたがって収集しかつ分与するために指標付け回転式バルブを使用するステップとを含む。
a)図2に示されるPSA装置(共通指標付け機構によって駆動される供給及び製品回転式バルブ)は、新規なポート及び流路を有する回転式製品及び供給バルブ(図4)、すなわち製品バルブ(上方静止ディスク、回転ディスク、下方静止ディスク)及び供給バルブ(上方静止ディスク、回転ディスク、下方静止ディスク)を備える。
1)吸着ステップの間にすべての供給ガスを単一の吸着容器に送る、図3の4ベッド12ステップPSAサイクル(表1)に関して、
供給バルブ−図6及び図7
製品バルブ−図5及び図7
ステップ1流路−図7及び図8
ステップ2流路−図9
ステップ3流路−図10
指標付け機構−図11及び図12
2)供給ガスを複数の等しくない部分に分割し、吸着ステップの開始及び停止段階の間にそれを1つ以上の吸着容器に送るが、吸着ステップの残りの間に、ガスのすべてを単一の吸着容器だけに送る、図13の4ベッド12ステップPSAサイクル(表2)に関して、
供給バルブ−図15、オリフィスは、吸着ステップの間に様々な時間に吸着容器に全供給ガスの1/3、2/3、1、2/3、及び1/3を流すような寸法にされる。
製品バルブ−図14
指標付け機構−図11及び図12
3)供給ガスを複数の等しくない部分に分割し、吸着ステップの開始及び停止段階の間にそれを1つ以上の吸着容器に送るが、吸着ステップの残りの間に、ガスのすべてを単一の吸着容器だけに送る、図16の6ベッド12ステップPSAサイクル(表5)に関して、
供給バルブ−図18、オリフィスは、吸着容器に全供給ガスの2/3、1、及び1/3を流すような寸法にされる。
製品バルブ−図17
指標付け機構−図11及び図12
b)図19に示されるPSA装置(別個の分離された指標付け機構によって駆動される供給及び製品回転式バルブ)
1)吸着ステップの間にすべての供給ガスを単一の吸着容器に送る、図3の4ベッド12ステップPSAサイクル(表1)に関して、
供給バルブ−図20
製品バルブ−図5と同じ
ステップ1流路−図21
ステップ2流路−図22
ステップ3流路−図23
指標付け機構−図24
a)複数ベッド、マルチ・ステップのPSAサイクル
1)吸着ステップの間にすべての供給ガスを単一の吸着容器に送る、図3の4ベッド12ステップPSAサイクル(表1)、
2)供給ガスを複数の等しくない部分に分割し、吸着ステップの開始及び停止段階の間にそれを1つ以上の吸着容器に送るが、吸着ステップの残りの間に、ガスのすべてを単一の吸着容器だけに送る、図13の4ベッド12ステップPSAサイクル(表2)、
3)供給ガスを複数の等しくない部分に分割し、吸着ステップの開始及び停止段階の間にそれを1つ以上の吸着容器に送るが、吸着ステップの残りの間に、ガスのすべてを単一の吸着容器だけに送る、図16の6ベッド12ステップPSAサイクル(表5)、
b)ベッドが供給ガス源と連通する時間の間に、任意のある吸着容器への供給ガス流が、ゼロから最大限の流れまでの範囲に及ぶことができるPSAプロセス、
c)各ステップの持続期間が、最適な性能のために選択されるPSAプロセス。
2 ロータリ原料マルチポート・バルブ
3 ロータリ製品マルチポート・バルブ
4、4A、4B 指標付け駆動機構
5、5A、5B ピストン
6 共通シャフト
6A、6B 個別のシャフト
7 原料ライン
8 製品ライン
9、10、11 接続
12 製品バルブ回転ディスク
13、21A、21B、26 スルーホール
14、15、16、17、18、22A、22B、27、28、29、30、36 チャネル
19、31 流れ調整バルブ
20A 原料バルブ回転ディスク
25 製品バルブ回転ディスク
30 製品バルブ上方静止ディスク
32 製品バルブ回転可能ディスク
34 製品バルブ下方静止ディスク
36 指標付け駆動機構
38 原料バルブ静止ディスク
40 原料バルブ回転可能ディスク
42 原料バルブ下方静止ディスク
44 回転可能シャフト
Claims (3)
- PSAサイクルにおける複数のステップで動作する少なくとも2つのベッドを有する、圧力スイング吸着システム(PSA)で使用するための指標付け回転式デュアルバルブであって、
各孔がPSAベッドから異なるガス供給ラインを収容するように構成された孔を有する第1の静止区間と、事前選択された弓形の角度設定で分離された少なくとも2つの離間された開口、及びPSAベッド間のガスの加圧の調整を提供するように構成された少なくとも1つの前記開口に接続された第1のバルブ区間に配置された少なくとも1つのチャネルを有する第1の回転可能なバルブ区間と、第2の静止区間とを備え、そのすべての区間が、ガス製品を出すように構成されたガス出力開口を有する第1のバルブ・アセンブリと、
第3の静止区間と、事前選択された弓形の角度設定で分離された少なくとも2つの離間された開口を有する第2の回転可能なバルブ区間と、各孔がPSAベッドから異なるガス供給ラインを収容するように構成された孔を有する第4の静止区間とを備え、そのすべての区間が、供給ガスを受けるように構成されたガス入力開口を有し、かつPSAベッド間の一定の等しい又は等しくない供給流量を提供する第2のバルブ・アセンブリと、
事前設定された指標付け設定を提供し、かつPSAサイクルにおける各ステップの間隔を制御することができるように構成された指標付け駆動機構と、
第1のバルブ・アセンブリに固定された頂部部分、第2のバルブ・アセンブリに固定された底部部分、及びシャフトに固定されかつ2つのバルブ・アセンブリ間に配置された前記インデックシング駆動機構を有する回転可能なシャフトとを備える指標付け回転式デュアルバルブ。 - PSAサイクルにおける複数のステップで動作する少なくとも2つのベッドを有する、圧力スイング吸着システム(PSA)で使用するための指標付け回転式デュアルバルブであって、
各孔がPSAベッドから異なるガス供給ラインを収容するように構成された孔を有する第1の静止区間と、事前選択された弓形の角度設定で分離された少なくとも2つの離間された開口、及びPSAベッドからのガスの加圧の調整を提供するように構成された少なくとも1つの前記開口に接続された第1のバルブ区間に配置された少なくとも1つのチャネルを有する第1の回転可能なバルブ区間と、第2の静止区間とを備え、そのすべての区間が構成し、ガス製品を出すようにされたガス出力開口を有する第1のバルブ・アセンブリと、
事前設定された指標設定を提供し、かつPSAサイクルにおける各ステップの間隔を制御することができるように構成された指標付け駆動機構と、
前記第1のバルブ・アセンブリを有し、かつ第1の回転可能なシャフトから離間されかつ第1の回転可能なシャフトに固定された第1の指標付け駆動機構を有する第1の回転可能なシャフトと、
第3の静止区間と、事前選択された弓形の角度設定で分離された少なくとも2つの離間された開口を有する第2の回転可能なバルブ区間と、各孔がPSAベッドから異なるガス供給ラインを収容するように構成された孔を有する第4の静止区間とを備え、そのすべての区間が、供給ガスを受けるように構成されたガス入力開口を有し、かつPSAベッド間の一定の等しい又は等しくない供給流量を提供する第2のバルブ・アセンブリと、
選択された指標設定を提供し、かつPSAサイクルにおける各ステップの間隔を制御することができるように構成された第2の指標付け駆動機構と、
前記第2のバルブ・アセンブリを有し、かつ第2の回転可能なシャフトから離間されかつ第2の回転可能なシャフトに固定された前記第2の指標付け駆動機構を有する第2の回転可能なシャフトとを備える指標付け回転式デュアルバルブ。 - 指標付け回転式バルブを使用する、不純物を含む供給ガスから高純度のガス製品を回収するためのPSAサイクルにおける複数のステップで動作する少なくとも2つのベッドを有する圧力スイング吸着プロセス(PSA)であって、
a)供給ガス源、吸い込み力の源、複数ベッド・システム、及び指標付け回転式バルブを提供するステップと、
b)高純度のガス製品出力及び浄化ガスを増大するために、1つのベッドで等化を降下しかつ他方のベッドで等化を上昇するように変えることによって、減圧を制御するためにPSAベッド間の一定の等しい又は等しくない供給流量を提供するために、選択された圧力下の選択された吸着装置を使用しかつ指標付け回転式バルブを使用して、前記供給ガスから望ましくない成分を選択的に取り除くために、ベッドに指標付け回転式バルブを介して前記供給ガスを送るステップと、
c)PSAサイクルにおける各ステップの間隔を制御する供給ガスを受けかつ拒否するために、浄化ガスを受けかつ拒否するために、かつ高純度ガス製品を受けかつしたがって収集しかつ分与するために指標付け回転式バルブを使用するステップとを含む圧力スイング吸着プロセス。
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