JP2019510627A - 多段吸着ガス分離プロセス及びシステム - Google Patents
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Abstract
Description
多成分流体混合物を供給ストリームの少なくとも一部として第1段吸着ガス分離器に流入させて、第1段吸着ガス分離器の供給ストリームの第1の成分の少なくとも一部を第1段吸着ガス分離器内の接触器内の少なくとも1つの吸着材料に吸着させるとともに、第1段吸着ガス分離器から第1の生成物ストリームを回収するステップと、
第1の再生ストリームを第1段吸着ガス分離器に流入させて、第1段吸着ガス分離器内の接触器内の少なくとも1つの吸着材料に吸着された第1の成分の少なくとも一部を脱着させるとともに、多成分流体混合物と比べて第1の成分が豊富な第2の生成物ストリームを第1段吸着ガス分離器から回収するステップと、
第1段吸着ガス分離器からの第2の生成物ストリームを供給ストリームとして第2段吸着ガス分離器に流入させて、第2段吸着ガス分離器の供給ストリームの第1の成分又は第2の成分のうちの少なくとも一方を第2段吸着ガス分離器内の接触器内の少なくとも1つの吸着材料に吸着させるとともに、第1段吸着ガス分離器から第1の生成物ストリームを回収するステップと、
第1の再生ストリームを第2段吸着ガス分離器に流入させて、第2段吸着ガス分離器内の接触器内の少なくとも1つの吸着材料に吸着された第1の成分又は第2の成分のうちの一方の少なくとも一部を脱着させるとともに、第1段吸着ガス分離器から第2の生成物ストリームを回収するステップと、
を含む。
少なくとも1つの接触器内に少なくとも1つの吸着材料を更に備える第1段吸着ガス分離器であって、多成分流体ストリームの少なくとも一部を第1段吸着ガス分離器のための供給ストリームの一部として受けるように多成分流体源に流体接続されるとともに、多成分流体ストリームの少なくとも一部を第1の再生ストリームとして受けるように多成分流体源に流体接続される、第1段吸着ガス分離器と、
少なくとも1つの接触器内に少なくとも1つの吸着材料を更に備える第2段吸着ガス分離器であって、第1段吸着ガス分離器から第2の生成物ストリームを第2段吸着ガス分離器のための供給ストリームとして受けるように第1段吸着ガス分離器に流体接続されるとともに、蒸気ストリームを第1の再生ストリームとして受けるように蒸気源に流体接続される、第2段吸着ガス分離器と、
を備える。
第1の閾値温度以下の温度の前記多成分流体混合物の少なくとも一部を第1段吸着ガス分離器に流入させて、第1段吸着ガス分離器内の接触器内の少なくとも1つの吸着材料に多成分流体混合物の第1の成分の少なくとも一部を吸着させるとともに、第1段吸着ガス分離器内の接触器内の少なくとも1つの吸着材料の温度を第2の閾値温度まで上昇させて、多成分流体混合物に対して第1の成分が使い果たされる第1の生成物ストリームを第1段吸着ガス分離器から回収するステップと、
第1段吸着ガス分離器のための第1の再生ストリームを第1段吸着ガス分離器に流入させて、第1段吸着ガス分離器内の接触器内の少なくとも1つの吸着材料の温度を第3の閾値温度まで上昇させるとともに、第1段吸着ガス分離器内の接触器内の少なくとも1つの吸着材料に吸着された第1の成分の少なくとも一部を脱着させ、第1段吸着ガス分離器からの多成分流体混合物と比べて第1の成分が豊富な第2の生成物ストリームを第1段吸着ガス分離器から回収するステップと、
第4の閾値温度の第1段吸着ガス分離器のための第2の再生ストリームを第1段吸着ガス分離器に流入させて、第1段吸着ガス分離器内の接触器内の少なくとも1つの吸着材料に吸着された第1の成分の少なくとも一部を脱着させるとともに、第1段吸着ガス分離器内の接触器内の少なくとも1つの吸着材料の温度を第5の閾値温度に下げ、多成分流体混合物と比べて第1の成分が豊富な第3の生成物ストリームを第1段吸着ガス分離器内の接触器及び第1段吸着ガス分離器から回収するステップと、
第1段吸着ガス分離器のための調整ストリームを第1段吸着ガス分離器に流入させて、第1段吸着ガス分離器内の接触器内の少なくとも1つの吸着材料の温度を第6の閾値温度に下げるとともに、第4の生成物ストリームを第1段吸着ガス分離器から回収するステップと、
第1段吸着ガス分離器の第2の生成物ストリームの少なくとも一部を第2段吸着ガス分離器に流入させて、多成分流体混合物の第1の成分又は第2の成分のうちの少なくとも一方を第2段吸着ガス分離器内の接触器内の少なくとも1つの吸着材料に吸着させるとともに、第2段吸着ガス分離器内の接触器内の少なくとも1つの吸着材料の温度を第7の閾値温度まで上昇させて、第2段吸着ガス分離器からの多成分流体混合物に対して第1の成分又は第2の成分のうちの少なくとも一方が使い果たされる第1の生成物ストリームを第2段吸着ガス分離器から回収するステップと、
第2段吸着ガス分離器のための第1の再生ストリームを第2段吸着ガス分離器に流入させて、第2段吸着ガス分離器内の接触器内の少なくとも1つの吸着材料の温度を第8の閾値温度まで上昇させるとともに、第2段吸着ガス分離器内の接触器内の少なくとも1つの吸着材料上の第1の成分又は第2の成分のうちの一方の少なくとも一部を脱着させ、第2段吸着ガス分離器内の接触器及び第2段吸着ガス分離器からの多成分流体混合物に対して第1の成分又は第2の成分のうちの一方が使い果たされた第2の生成物ストリームを第2段吸着ガス分離器から回収するステップと、
第9の閾値温度の第2段吸着ガス分離器のための第2の再生ストリームを第2段吸着ガス分離器に流入させて、第2段吸着ガス分離器内の接触器内の少なくとも1つの吸着材料に吸着された第1の成分又は第2の成分のうちの一方の少なくとも一部を脱着させるとともに、第2段吸着ガス分離器内の接触器内の少なくとも1つの吸着材料の温度を第10の閾値温度に下げ、多成分流体混合物と比べて第1の成分が豊富な第3の生成物ストリームを第2段吸着ガス分離器から回収するステップと、
第2段吸着ガス分離器のための調整ストリームを第2段吸着ガス分離器に流入させて、第2段吸着ガス分離器内の接触器内の少なくとも1つの吸着材料の温度を第11の閾値温度に下げるとともに、第4の生成物ストリームを第2段吸着ガス分離器から回収するステップと、
を含んでもよい。
a.多成分流体ストリーム、例えば、燃焼ガスストリームを供給ストリームの少なくとも一部として及び随意的に第1段吸着ガス分離器の第2の再生ストリームとして多段吸着ガス分離システムに流入させるステップと、
b.随意的に、多成分流体ストリームの少なくとも一部を第1段吸着ガス分離器のための供給ストリームの少なくとも一部として熱交換器の高温回路に流入させて、第1段吸着ガス分離器のための供給ストリームの少なくとも一部の温度を第1の閾値温度以下に下げるとともに、第1段吸着ガス分離器のための供給ストリームの少なくとも一部を熱交換器の高温回路から回収するステップと、
c.第1段吸着ガス分離器のための第1の閾値温度以下の温度の供給ストリームの少なくとも一部を第1段吸着ガス分離器に及び第1段吸着ガス分離器内の接触器の第1の端部に流入させて、第1段吸着ガス分離器の供給ストリームの第1の成分の少なくとも一部を第1段吸着ガス分離器内の接触器内の少なくとも1つの吸着材料に吸着させるとともに、第1段吸着ガス分離器内の接触器内の少なくとも1つの吸着材料の温度を第2の閾値温度まで上昇させて、第1段吸着ガス分離器の(第1段吸着ガス分離器のための多成分流体混合物及び/又は供給ストリームに対して第1の成分が少なくとも定期的に使い果たされる)第1の生成物ストリームを第1段吸着ガス分離器内の接触器の第2の端部、第1段吸着ガス分離器、及び、多段吸着ガス分離システムから回収するステップと、
d.第1の再生媒体、例えば、多成分流体混合物又は燃焼混合物を有する第1段吸着ガス分離器のための第1の再生ストリームを第1段吸着ガス分離器及び随意的に第1段吸着ガス分離器内の接触器の第2の端部に流入させて、第1段吸着ガス分離器内の接触器内の少なくとも1つの吸着材料の温度を、ステップcで得られた第2の閾値温度から、第3の閾値温度まで上昇させるとともに、第1段吸着ガス分離器内の接触器内の少なくとも1つの吸着材料に吸着された第1の成分の少なくとも一部を脱着させて、第1段吸着ガス分離器のための多成分流体混合物及び/又は供給ストリームと比べて第1の成分が豊富な第1段吸着ガス分離器の第2の生成物ストリームを随意的に第1段吸着ガス分離器内の接触器の第1の端部及び第1段吸着ガス分離器から回収するステップと、
e.第1段吸着ガス分離器及び第2段吸着ガス分離器のための第2の再生ストリームと、第1段吸着ガス分離器及び第2段吸着ガス分離器のための調整ストリーム、例えば気流又は第2の成分を実質的に含む流体ストリームとを、随意的に、単一又は共通の供給源、例えば、外気供給源、ファン、又は、不活性ガス供給源から供給するステップと、
f.随意的に、第2の再生ストリームを熱交換器の低温回路内に流入させて、第2の再生ストリームの温度を第4の閾値温度まで上昇させるとともに、第2の再生ストリームを熱交換器の低温回路から回収するステップと、
g.第4の閾値温度の第2の再生媒体、例えば空気を有する第1段吸着ガス分離器のための第2の再生ストリームを第1段吸着ガス分離器に、随意的には第1段吸着ガス分離器内の接触器の第1の端部に流入させて、第1段吸着ガス分離器内の接触器内の少なくとも1つの吸着材料に吸着された第1の成分の少なくとも一部を脱着させるとともに、第1段吸着ガス分離器内の接触器内の少なくとも1つの吸着材料の温度を第5の閾値温度まで下げて、第1段吸着ガス分離器のための多成分流体混合物及び/又は供給ストリームと比べて第1の成分が豊富な第1段吸着ガス分離器の第3の再生ストリームを第1段吸着ガス分離器内の接触器の第2の端部及び随意的に第1段吸着ガス分離器から回収し、第1段吸着ガス分離器の第3の生成物ストリームを第1段吸着ガス分離器のための供給ストリームの一部として第1段吸着ガス分離器に及び第1段吸着ガス分離器内の接触器の第1の端部に流入させて随意的に混合させるステップと、
h.随意的に、第1段吸着ガス分離器のための調整ストリームを第1段吸着ガス分離器及び随意的に第1段吸着ガス分離器内の接触器の第1の端部に流入させて、第1段吸着ガス分離器内の接触器内の少なくとも1つの吸着材料の温度を第6の閾値温度まで上昇させるとともに、第1段吸着ガス分離器の第4の生成物ストリームを随意的に第1段吸着ガス分離器内の接触器の第2の端部、第1段吸着ガス分離器、及び、多段吸着ガス分離システムから回収するステップと、
i.第1段吸着ガス分離器の第2の生成物ストリームの少なくとも一部を第2段吸着ガス分離器のための供給ストリームの少なくとも一部として第2段吸着ガス分離器に及び第2段吸着ガス分離器内の接触器の第1の端部に流入させて、第2段吸着ガス分離器のための多成分流体混合物及び/又は供給ストリームの第1の成分又は第2の成分の少なくとも一部を第2段吸着ガス分離器内の接触器内の少なくとも1つの吸着材料に吸着させるとともに、第2段吸着ガス分離器内の接触器内の少なくとも1つの吸着材料の温度を第7の閾値温度まで上昇させて、第2段吸着ガス分離器の(第2段吸着ガス分離器のための多成分流体混合物及び/又は供給ストリームに対して第1の成分又は第2の成分のうちの少なくとも一方が少なくとも定期的に使い果たされる)第1の生成物ストリームを第2段吸着ガス分離器内の接触器の第2の端部、第2段吸着ガス分離器、及び、多段吸着ガス分離システムから回収するステップと、
j.第2段吸着ガス分離器のための第1の再生ストリーム、例えば蒸気ストリームを供給して、第3の再生媒体、例えば水を有する第2段吸着ガス分離器のための第1の再生ストリームを第2段吸着ガス分離器に及び随意的に第2段吸着ガス分離器内の接触器の第2の端部に流入させるとともに、第2段吸着ガス分離器内の接触器内の少なくとも1つの吸着材料の温度を第8の閾値温度まで上昇させて、第2段吸着ガス分離器内の接触器内の少なくとも1つの吸着材料上の第1の成分又は第2の成分のうちの一方の少なくとも一部を脱着させ、第2段吸着ガス分離器の多成分流体混合物及び/又は供給ストリームに対して第1の成分又は第2の成分が使い果たされる第2段吸着ガス分離器の第2の生成物ストリームを第2段吸着ガス分離器内の接触器の第1の端部及び第2段吸着ガス分離器から回収するステップと、
k.第2段吸着ガス分離器の第2の生成物ストリームを凝縮熱交換器に流入させて、高純度の第2の生成物ストリームを形成する第2段吸着ガス分離器の第2の生成物ストリーム及び凝縮物ストリームの温度を下げるとともに、高純度の第2の生成物ストリームを凝縮熱交換器及び多段吸着ガス分離システムから回収して、凝縮物ストリームを凝縮熱交換器及び多段吸着ガス分離システムから回収するステップと、
l.第9の閾値温度の第2の再生媒体を有する第2段吸着ガス分離器のための第2の再生ストリームを第2段吸着ガス分離器に及び随意的に第2段吸着ガス分離器内の接触器の第1の端部に流入させて、第2段吸着ガス分離器内の接触器内の少なくとも1つの吸着材料に吸着された第1の成分又は第2の成分のうちの一方の少なくとも一部を脱着させるとともに、第2段吸着ガス分離器内の接触器内の少なくとも1つの吸着材料の温度を第10の閾値温度まで上昇させて、第2段吸着ガス分離器の多成分流体混合物及び/又は供給ストリームと比べて第1の成分又は第2の成分が豊富な第2段吸着ガス分離器の第3の生成物ストリームを第2段吸着ガス分離器内の接触器の第2の端部及び随意的に第2段吸着ガス分離器から回収し、第2段吸着ガス分離器の第3の生成物ストリームを第1段吸着ガス分離器のための供給ストリームの一部として第1段吸着ガス分離器に及び第1段吸着ガス分離器内の接触器の第1の端部に流入させるステップと、
m.第2段吸着ガス分離器のための調整ストリームを第2段吸着ガス分離器及び第2段吸着ガス分離器内の接触器の第1の端部に流入させて、第2段吸着ガス分離器内の接触器内の少なくとも1つの吸着材料の温度を第11の閾値温度まで下げるとともに、第2段吸着ガス分離器の第4の生成物ストリームを第2段吸着ガス分離器内の接触器の第2の端部、第2段吸着ガス分離器、及び、多段吸着ガス分離システムから回収するステップと、
を含む。
Claims (55)
- 多成分流体混合物から少なくとも第1の成分を分離するための多段吸着ガス分離プロセスにおいて、前記吸着ガス分離プロセスは、
a.前記多成分流体混合物を供給ストリームの少なくとも一部として第1段吸着ガス分離器に流入させて、前記第1段吸着ガス分離器の前記供給ストリームの前記第1の成分の少なくとも一部を前記第1段吸着ガス分離器内の接触器内の少なくとも1つの吸着材料に吸着させるとともに、前記第1段吸着ガス分離器から第1の生成物ストリームを回収するステップと、
b.前記第1段吸着ガス分離器のための第1の再生ストリームを前記第1段吸着ガス分離器に流入させて、前記第1段吸着ガス分離器内の前記接触器内の前記少なくとも1つの吸着材料に吸着された前記第1の成分の少なくとも一部を脱着させるとともに、前記多成分流体混合物と比べて前記第1の成分が豊富な第2の生成物ストリームを前記第1段吸着ガス分離器から回収するステップと、
c.前記第1段吸着ガス分離器からの前記第2の生成物ストリームを供給ストリームとして第2段吸着ガス分離器に流入させて、前記第2段吸着ガス分離器の前記供給ストリームの前記第1の成分又は第2の成分のうちの少なくとも一方を前記第2段吸着ガス分離器内の接触器内の少なくとも1つの吸着材料に吸着させるとともに、前記第1段吸着ガス分離器から第1の生成物ストリームを回収するステップと、
d.前記第2段吸着ガス分離器のための第1の再生ストリームを前記第2段吸着ガス分離器に流入させて、前記第2段吸着ガス分離器内の前記接触器内の前記少なくとも1つの吸着材料に吸着された前記第1の成分又は前記第2の成分のうちの一方の少なくとも一部を脱着させるとともに、前記第1段吸着ガス分離器から第2の生成物ストリームを回収するステップと、
を含む多段吸着ガス分離プロセス。 - 前記第1段吸着ガス分離器のための前記第1の再生ストリームが第1の再生媒体を更に含み、前記第2段吸着ガス分離器のための前記第1の再生ストリームが第3の再生媒体を更に含み、前記第1の再生媒体が前記第3の再生媒体とは異なる媒体を含む請求項1に記載のプロセス。
- 前記ステップb中、前記第1の再生ストリームを前記第1段吸着ガス分離器に流入させることにより、前記第1段吸着ガス分離器内の前記接触器内の前記少なくとも1つの吸着材料の温度が上昇する請求項1に記載のプロセス。
- 前記ステップd中、前記第2段吸着ガス分離器のための前記第1の再生ストリームを前記第2段吸着ガス分離器に流入させることにより、前記第2段吸着ガス分離器内の前記接触器内の前記少なくとも1つの吸着材料の温度が上昇する請求項1に記載のプロセス。
- 前記第1段吸着ガス分離器のための第2の再生ストリームを前記第1段吸着ガス分離器に流入させて、前記第1段吸着ガス分離器内の前記接触器内の前記少なくとも1つの吸着材料に吸着された前記第1の成分の少なくとも一部を脱着させるとともに、前記第1段吸着ガス分離器から第3の生成物ストリームを回収するステップを更に含む請求項1から4のいずれか一項に記載のプロセス。
- 前記第2段吸着ガス分離器のための第2の再生ストリームを前記第2段吸着ガス分離器に流入させて、前記第2段吸着ガス分離器内の前記接触器内の前記少なくとも1つの吸着材料に吸着された前記第1の成分又は前記第2の成分の少なくとも一部を脱着させるとともに、前記第2段吸着ガス分離器から第3の生成物ストリームを回収するステップを更に含む請求項1から4のいずれか一項に記載のプロセス。
- 前記第1段吸着ガス分離器のための前記第2の再生ストリームが第2の再生媒体を更に含み、前記第2の再生媒体は、空気、多成分流体混合物、及び、二酸化炭素のうちの少なくとも1つを含む請求項5に記載のプロセス。
- 前記第2段吸着ガス分離器のための前記第2の再生ストリームが第2の再生媒体を更に含み、前記第2の再生媒体は、前記空気、多成分流体混合物、及び、二酸化炭素のうちの少なくとも1つを含む請求項6に記載のプロセス。
- 前記第1の再生媒体が空気又は多成分流体混合物のうちの少なくとも一方を含み、前記第3の再生媒体は、蒸気、凝縮可能ガス、凝縮可能溶媒、及び、電気のうちの少なくとも1つを含む請求項2に記載のプロセス。
- 前記多成分流体混合物が燃焼ガスストリームを含む請求項1,7,8,9のいずれか一項に記載のプロセス。
- 前記第1の成分が二酸化炭素及び汚染物質のうちの少なくとも一方を含む請求項1に記載のプロセス。
- 前記第2の成分が窒素及び汚染物質のうちの少なくとも一方を含む請求項1に記載のプロセス。
- 前記汚染物質は、硫黄酸化物、窒素酸化物、粒状物質、及び、重金属のうちの1つ以上を含む請求項9又は10に記載のプロセス。
- 調整ストリームを前記第1段吸着ガス分離器及び前記第1段吸着ガス分離器内の前記接触器に流入させて、前記第1段吸着ガス分離器内の前記接触器内の前記少なくとも1つの吸着材料の温度を下げるとともに、前記第1段吸着ガス分離器内の前記接触器及び前記第1段吸着ガス分離器から第4の生成物ストリームを回収するステップを更に含む請求項1又は5のいずれか一項に記載のプロセス。
- 調整ストリームを前記第2段吸着ガス分離器及び前記第2段吸着ガス分離器内の前記接触器に流入させて、前記第2段吸着ガス分離器内の前記接触器内の前記少なくとも1つの吸着材料の温度を下げるとともに、前記第2段吸着ガス分離器内の前記接触器及び前記第2段吸着ガス分離器から第4の生成物ストリームを回収するステップを更に含む請求項1又は6のいずれか一項に記載のプロセス。
- 前記第1段吸着ガス分離器のための前記第1の再生ストリームを前記分離器内の前記供給ストリームの流れ方向に対して逆行する流れ方向に流れるように前記第1段吸着ガス分離器内の前記接触器に流入させるステップを更に含む請求項1に記載のプロセス。
- 前記第2段吸着ガス分離器のための前記第1の再生ストリームを前記分離器内の前記供給ストリームの流れ方向に対して逆行する流れ方向に流れるように前記第2段吸着ガス分離器内の前記接触器に流入させるステップを更に含む請求項1に記載のプロセス。
- 前記第1段吸着ガス分離器のための前記第2の再生ストリームを前記分離器内の前記供給ストリームの流れ方向に対して並流する流れ方向に流れるように前記第1段吸着ガス分離器内の前記接触器に流入させるステップを更に含む請求項6に記載のプロセス。
- 前記第1段吸着ガス分離器のための前記第2の再生ストリームを前記分離器内の前記供給ストリームの流れ方向に対して並流する流れ方向に流れるように前記第1段吸着ガス分離器内の前記接触器に流入させるステップを更に含む請求項7に記載のプロセス。
- 前記調整ストリームを前記分離器内の前記供給ストリームの流れ方向に対して並流する方向に流れるように前記第1段吸着ガス分離器内の前記接触器に流入させるステップを更に含む請求項15に記載のプロセス。
- 前記調整ストリームを前記分離器内の前記供給ストリームの流れ方向に対して並流する方向に流れるように前記第2段吸着ガス分離器内の前記接触器に流入させるステップを更に含む請求項16に記載のプロセス。
- 前記ステップcに先立ち、前記多成分流体ストリームの少なくとも一部を前記第1段吸着ガス分離器のための前記供給ストリームの少なくとも一部として熱交換器の高温回路に流入させて、前記第1段吸着ガス分離器のための供給ストリームの前記少なくとも一部の温度を第1の閾値温度以下に下げるステップを更に含む請求項1に記載のプロセス。
- 前記ステップaにおいて、前記多成分流体混合物を前記供給ストリームの少なくとも一部として流入させることは、第1の閾値温度以下の温度の前記多成分流体混合物を流入させることを含む請求項1に記載のプロセス。
- 前記ステップaにおいて、前記第1段吸着ガス分離器内の前記接触器内の前記少なくとも1つの吸着材料の温度を第2の閾値温度まで上昇させるとともに、前記ステップbにおいて、前記第1段吸着ガス分離器内の前記接触器内の前記少なくとも1つの吸着材料の前記温度を第3の閾値温度まで上昇させるステップを更に含み、前記第3の閾値温度が前記第2の閾値温度よりも高い請求項1又は22のいずれか一項に記載のプロセス。
- 前記ステップcにおいて、前記第2段吸着ガス分離器内の前記接触器内の前記少なくとも1つの吸着材料の温度を第7の閾値温度まで上昇させるとともに、前記ステップdにおいて、前記第2段吸着ガス分離器内の前記接触器内の前記少なくとも1つの吸着材料の温度を第8の閾値温度まで上昇させるステップを更に含み、前記第8の閾値温度が前記第7の閾値温度よりも高いステップを更に含む請求項1に記載のプロセス。
- 前記第2の閾値温度と前記第3の閾値温度との間の温度変化は、前記第7の閾値温度と前記第8の閾値温度との間の温度変化以上である請求項1,24,25のいずれか一項に記載のプロセス。
- 前記第1の閾値温度が50℃である請求項22又は23に記載のプロセス。
- 前記第1の閾値温度が40℃である請求項22又は23に記載のプロセス。
- 前記第1の閾値温度が30℃である請求項22又は23に記載のプロセス。
- 多成分流体ストリームから少なくとも第1の成分を分離するための多段吸着ガス分離システムにおいて、前記システムは、
a.少なくとも1つの接触器内に少なくとも1つの吸着材料を更に備える第1段吸着ガス分離器であって、前記多成分流体ストリームの少なくとも一部を前記第1段吸着ガス分離器のための供給ストリームの一部として受けるように多成分流体源に流体接続されるとともに、前記多成分流体ストリームの少なくとも一部を第1の再生ストリームとして受けるように前記多成分流体源に流体接続される、第1段吸着ガス分離器と、
b.少なくとも1つの接触器内に少なくとも1つの吸着材料を更に備える第2段吸着ガス分離器であって、前記第1段吸着ガス分離器から第2の生成物ストリームを前記第2段吸着ガス分離器のための供給ストリームとして受けるように前記第1段吸着ガス分離器に流体接続されるとともに、蒸気ストリームを第1の再生ストリームとして受けるように第1の再生ストリーム源に流体接続される、第2段吸着ガス分離器と、
を備える多段吸着ガス分離システム。 - 熱交換器を更に備え、前記熱交換器の高温回路は、前記多成分流体ストリームを受けるように前記多成分流体源に流体接続されるとともに、前記多成分流体ストリームを前記第1段吸着ガス分離器に流入させるように流体接続される請求項30に記載のシステム。
- 前記熱交換器の低温回路に流体接続されて気流を前記熱交換器の前記低温回路に流入させるファンを更に備え、前記熱交換器の前記低温回路は、前記気流を第2の再生ストリームとして流入させるように前記第1段吸着ガス分離器及び前記第2段吸着ガス分離器のうちの少なくとも一方に流体接続される請求項31に記載のシステム。
- 前記ファンは、気流を調整ストリームとして前記第1段吸着ガス分離器及び前記第2段吸着ガス分離器のうちの少なくとも一方に流入させるように前記第1段吸着ガス分離器及び前記第2段吸着ガス分離器のうちの少なくとも一方に流体接続される請求項32に記載のシステム。
- 前記第2段吸着ガス分離器に流体接続される凝縮熱交換器を更に備え、第2の生成物ストリームを前記第2段吸着ガス分離器から前記凝縮熱交換器に流入させる請求項30に記載のシステム。
- 前記第1段吸着ガス分離器は、前記第1段吸着ガス分離器からの第3の生成物ストリームを前記供給ストリームの少なくとも一部として前記第1段吸着ガス分離器に流入させるように流体接続される請求項30に記載のシステム。
- 前記第2段吸着ガス分離器は、前記第2段吸着ガス分離器からの第3の生成物ストリームを前記供給ストリームの少なくとも一部として前記第1段吸着ガス分離器に流入させるように流体接続される請求項30に記載のシステム。
- 多成分流体混合物から少なくとも第1の成分を分離するための多段吸着ガス分離プロセスにおいて、前記吸着ガス分離プロセスは、
a.第1の閾値温度以下の温度の前記多成分流体混合物の少なくとも一部を第1段吸着ガス分離器に流入させて、前記第1段吸着ガス分離器内の接触器内の少なくとも1つの吸着材料に前記多成分流体混合物の第1の成分の少なくとも一部を吸着させるとともに、前記第1段吸着ガス分離器内の前記接触器内の前記少なくとも1つの吸着材料の温度を第2の閾値温度まで上昇させて、前記多成分流体混合物に対して前記第1の成分が使い果たされる第1の生成物ストリームを前記第1段吸着ガス分離器から回収するステップと、
b.前記第1段吸着ガス分離器のための第1の再生ストリームを前記第1段吸着ガス分離器に流入させて、前記第1段吸着ガス分離器内の前記接触器内の前記少なくとも1つの吸着材料の温度を第3の閾値温度まで上昇させるとともに、前記第1段吸着ガス分離器内の前記接触器内の前記少なくとも1つの吸着材料に吸着された前記第1の成分の少なくとも一部を脱着させ、前記第1段吸着ガス分離器からの前記多成分流体混合物と比べて前記第1の成分が豊富な第2の生成物ストリームを前記第1段吸着ガス分離器から回収するステップと、
c.第4の閾値温度の前記第1段吸着ガス分離器のための第2の再生ストリームを前記第1段吸着ガス分離器に流入させて、前記第1段吸着ガス分離器内の前記接触器内の前記少なくとも1つの吸着材料に吸着された前記第1の成分の少なくとも一部を脱着させるとともに、前記第1段吸着ガス分離器内の前記接触器内の前記少なくとも1つの吸着材料の前記温度を第5の閾値温度に下げ、前記多成分流体混合物と比べて前記第1の成分が豊富な第3の生成物ストリームを前記第1段吸着ガス分離器内の前記接触器及び前記第1段吸着ガス分離器から回収するステップと、
d.前記第1段吸着ガス分離器のための調整ストリームを前記第1段吸着ガス分離器に流入させて、前記第1段吸着ガス分離器内の前記接触器内の前記少なくとも1つの吸着材料の前記温度を第6の閾値温度に下げるとともに、第4の生成物ストリームを前記第1段吸着ガス分離器から回収するステップと、
e.供給ストリームを第2段吸着ガス分離器に流入させて、前記多成分流体混合物の前記第1の成分又は第2の成分のうちの少なくとも一方を前記第2段吸着ガス分離器内の前記接触器内の前記少なくとも1つの吸着材料に吸着させるとともに、前記第2段吸着ガス分離器内の前記接触器内の前記少なくとも1つの吸着材料の温度を第7の閾値温度まで上昇させて、前記第2段吸着ガス分離器からの前記多成分流体混合物に対して前記第1の成分又は前記第2の成分のうちの少なくとも一方が使い果たされる第1の生成物ストリームを前記第2段吸着ガス分離器から回収するステップと、
f.前記第2段吸着ガス分離器のための第1の再生ストリームを前記第2段吸着ガス分離器に流入させて、前記第2段吸着ガス分離器内の前記接触器内の前記少なくとも1つの吸着材料の温度を第8の閾値温度まで上昇させるとともに、前記第2段吸着ガス分離器内の前記接触器内の前記少なくとも1つの吸着材料上の前記第1の成分又は前記第2の成分のうちの一方の少なくとも一部を脱着させ、前記第2段吸着ガス分離器内の前記接触器及び前記第2段吸着ガス分離器からの前記多成分流体混合物に対して前記第1の成分又は前記第2の成分のうちの一方が使い果たされた第2の生成物ストリームを前記第2段吸着ガス分離器から回収するステップと、
g.第9の閾値温度の前記第2段吸着ガス分離器のための第2の再生ストリームを前記第2段吸着ガス分離器に流入させて、前記第2段吸着ガス分離器内の前記接触器内の前記少なくとも1つの吸着材料に吸着された前記第1の成分又は前記第2の成分のうちの一方の少なくとも一部を脱着させるとともに、前記第2段吸着ガス分離器内の前記接触器内の前記少なくとも1つの吸着材料の前記温度を第10の閾値温度に下げ、前記多成分流体混合物と比べて前記第1の成分が豊富な第3の生成物ストリームを前記第2段吸着ガス分離器から回収するステップと、
h.前記第2段吸着ガス分離器のための調整ストリームを前記第2段吸着ガス分離器に流入させて、前記第2段吸着ガス分離器内の前記接触器内の前記少なくとも1つの吸着材料の前記温度を第11の閾値温度に下げるとともに、第4の生成物ストリームを前記第2段吸着ガス分離器から回収するステップと、
を含む多段吸着ガス分離プロセス。 - 前記第1の閾値温度が50℃である請求項37に記載のプロセス。
- 前記第1の閾値温度が40℃である請求項37に記載のプロセス。
- 前記第1の閾値温度が30℃である請求項37に記載のプロセス。
- 前記第2の閾値温度が前記第1の閾値温度よりも高い請求項37に記載のプロセス。
- 前記第3の閾値温度が前記第2の閾値温度よりも高い請求項41に記載のプロセス。
- 前記第4の閾値温度は、前記第3の閾値温度以下であるとともに、前記第2の閾値温度以上である請求項42に記載のプロセス。
- 前記第5の閾値温度が前記第2の閾値温度以上である請求項41に記載のプロセス。
- 前記第6の閾値温度が前記第2の閾値温度以下である請求項41に記載のプロセス。
- 前記第7の閾値温度が前記第2の閾値温度よりも高い請求項41に記載のプロセス。
- 前記第8の閾値温度が前記第7の閾値温度よりも高い請求項46に記載のプロセス。
- 前記第9の閾値温度が前記第8の閾値温度以下である請求項47に記載のプロセス。
- 前記第10の閾値温度が前記第9の閾値温度以下である請求項48に記載のプロセス。
- 前記第11の閾値温度は、前記第10の閾値温度及び前記第6の閾値温度のうちの少なくとも一方の温度以下である請求項49に記載のプロセス。
- 前記第2の閾値温度と前記第3の閾値温度との間の温度変化は、前記第7の閾値温度と前記第8の閾値温度との間の温度変化以上である請求項47に記載のプロセス。
- 前記ステップeにおいて、前記供給ストリームは、前記第1段吸着ガス分離器の前記第2の生成物ストリームの少なくとも一部を含む請求項37に記載のプロセス。
- 前記第1段吸着ガス分離器のための前記第1の再生ストリーム及び前記第2段吸着ガス分離器のための前記第1の再生ストリームは、異なる再生媒体を更に含む請求項37に記載のプロセス。
- 前記ステップbにおいて、前記第1段吸着ガス分離器のための前記第1の再生ストリームが前記多成分流体混合物を更に含む請求項37に記載のプロセス。
- 前記第1段吸着ガス分離器のための前記第2の再生ストリーム及び前記第2段吸着ガス分離器のための前記第2の再生ストリームは、同じ再生媒体を更に含む請求項37に記載のプロセス。
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