JPH05184851A - Method for producing stream of oxygen rich product - Google Patents

Method for producing stream of oxygen rich product

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JPH05184851A
JPH05184851A JP4175699A JP17569992A JPH05184851A JP H05184851 A JPH05184851 A JP H05184851A JP 4175699 A JP4175699 A JP 4175699A JP 17569992 A JP17569992 A JP 17569992A JP H05184851 A JPH05184851 A JP H05184851A
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gas
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pressure
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永治 廣岡
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ジェレミー・ポール・ウィートランド
Shain-Jer Doong
シャン−ジャ・ドン
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Abstract

PURPOSE: To obtain a two bed pressure swing adsorption process having a high yield and a high production rate and to save driving power by utilizing fine or normal size zeolite sieve material and relatively short cycle times and sequencing the various steps of the process to provide substantially continuous use of a vacuum pump. CONSTITUTION: A process is operated in six steps as a whole for each complete cycle. In steps 1-3, a first column A is continuously evacuated with a vacuum pump 16, and in steps 4-6, a second column B is evacuated with the vacuum pump 16. Consequently the vacuum pump 16 is used throughout the complete cycle in this embodiment. In steps 1, 4 which are pressure equalization steps, a gas is introduced from a column under evacuation to another column. In steps 2, 5 a column which is not under evacuation receives a reversed charging gas from a product holder 18. In steps 3, 6 the column which is not under evacuation receives a feed gas to produce a product. The product gas is used to purge a column under evacuation.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】本発明はガス成分として主として酸素と窒
素とを含む混合ガス、例えば空気から変圧式吸着(pr
essure swing adsorption)
(PSA)を用いて酸素富化ガスを得る方法に関する。
In the present invention, a mixed gas containing mainly oxygen and nitrogen as a gas component, for example, air, is used to transform an adsorption (pr).
(esure swing adoption)
(PSA) to obtain an oxygen-enriched gas.

【0002】変圧式吸着系と方法は、空気を含めた混合
ガスから酸素富化流を製造するために広く用いられてお
り、多くのこのような系と方法が用いられてきた。
Transformed adsorption systems and methods are widely used to produce oxygen-enriched streams from gas mixtures, including air, and many such systems and methods have been used.

【0003】このような系では、短時間が成分の1種の
吸着に用いられるシーブ材の良好な利用を可能にする限
りで、方法の実施に比較的短時間のサイクルを用いるこ
とが有利である。短いサイクル時間は、拡散抵抗を減ず
るために、一般により微細な粒度のシーブ材を用いる。
短いサイクル時間 の典型的な例は米国特許第4,19
4,891号と第4,194,892号に述べられてい
る。上記特許の方法によると酸素生産量は増加するが、
収率はかなり低く、例えば10〜20%収率である。
In such systems, it is advantageous to use relatively short cycles to carry out the process, as long as the short time allows good utilization of the sieve material used for the adsorption of one of the components. is there. Short cycle times generally use finer grained sieve material to reduce diffusion resistance.
A typical example of a short cycle time is US Pat. No. 4,19.
4,891 and 4,194,892. Although the oxygen production increases according to the method of the above patent,
The yield is rather low, for example 10-20% yield.

【0004】通常の真空PSA方法は高い酸素収率(5
0〜60%)を生ずるが、生産速度はやや低い。通常の
3床PSA方法の生産速度は特に高いとはいえず;例え
ば、典型的に、床サイズファクター(bed size
factor)はゼオライト約2000〜2600k
g/トン(metric ton)酸素生産量/日であ
る。
The conventional vacuum PSA method has a high oxygen yield (5
However, the production rate is rather low. The production rate of the conventional 3-bed PSA process is not particularly high; for example, typically the bed size factor (bed size) is used.
factor) is about 2000-2600k zeolite
g / metric ton oxygen production / day.

【0005】最適には、通常の3床系によって代表され
る高収率と共に迅速なサイクル時間と微細なシーブ粒子
とによって例示される高い生産速度を得ること、しかも
費用がかからず、操作が比較的簡単な方法を持つことが
明らかに望まれる。
Optimally, one obtains high yields typified by conventional three-bed systems with high cycle rates and high production rates exemplified by fine sieve particles, yet is inexpensive and operationally efficient. It is clearly desirable to have a relatively simple method.

【0006】本発明のPSA方法はコストを最少にし、
操作の簡単さを維持しながら、先行技術の欠点を解決す
ることによって、高い酸素収率並びに高い生産速度によ
って酸素富化生成物を得る。
The PSA method of the present invention minimizes cost and
By solving the drawbacks of the prior art while maintaining the simplicity of operation, an oxygen-enriched product is obtained with a high oxygen yield as well as a high production rate.

【0007】この系はシーブ材を適切に利用して短いサ
イクル時間を用いるが、2床のみを必要にするにすぎ
す、従って、今まで高収率のために必要であった先行技
術の3床方法を非常に簡単化する。
This system makes good use of the sieve material and uses short cycle times, but only requires two beds, and thus the prior art 3 which was previously required for high yields. Greatly simplifies the floor method.

【0008】以下に示すように、他の特徴の1つは、2
吸着カラム系と共に真空ポンプを連続使用する又はほぼ
連続的に使用することによる動力節約である。このこと
は、均圧操作の一部又は全てを実施し、この間に第1カ
ラムの出口端部からの酸素富化流を第2カラムの出口端
部に供給し、第1カラムの入口端部から窒素富化ガスを
脱着することによって達成される。この手段によると、
均圧操作の少なくとも一部中に並びに残りの工程中に真
空ポンプが作用する。真空ポンプは全サイクル中に連続
的に又は殆ど連続的に作用するので、その使用、従って
その動力消費は最適化される。
As shown below, one of the other features is
Power savings due to continuous or near continuous use of the vacuum pump with the adsorption column system. This means that part or all of the pressure equalization operation is carried out, during which the oxygen-enriched stream from the outlet end of the first column is fed to the outlet end of the second column and the inlet end of the first column is fed. Is achieved by desorbing a nitrogen-enriched gas from the. By this means,
A vacuum pump operates during at least part of the pressure equalization operation as well as during the rest of the process. Since the vacuum pump operates continuously or almost continuously during the entire cycle, its use and thus its power consumption are optimized.

【0009】従って、高い収率と生産速度とを有する2
床PSA方法を、例えば20〜35メッシュサイズのよ
うな、比較的微粒子のゼオライトシーブ材を用いて、ま
た例えば8〜12メッシュサイズのような大きい粒子に
よっても、40秒間未満、好ましくは約25〜30秒間
の短いサイクル時間において実施する。圧力変動の範囲
は脱着のための300torr未満、好ましくは200
torrまでの真空と、5psig未満、好ましくは3
psig未満の最大生成物圧力とを用いる。
Therefore, it has a high yield and a high production rate.
The bed PSA method is used for less than 40 seconds, preferably with a relatively fine zeolite sieve material, for example 20-35 mesh size, and also with large particles, for example 8-12 mesh size, for less than 40 seconds. Perform for a short cycle time of 30 seconds. The range of pressure fluctuation is less than 300 torr for desorption, preferably 200
vacuum up to torr and less than 5 psig, preferably 3
Maximum product pressure below psig is used.

【0010】本発明の第1実施態様では、各完全なサイ
クルにつき全体で6工程においてプロセスを実施する。
工程1〜3では、第1カラムが連続的に真空ポンプによ
って排気され、工程4〜6では、第2カラムが真空ポン
プによって排気される。従って、この実施態様では、全
サイクルを通して真空ポンプが用いられる。均圧工程で
ある工程1と4では、ガスが排気中のラムから他方のカ
ラムへ導かれる;工程2と5では、排気中ではないカラ
ムが生成物溜めから逆充填ガスを受容し;工程3と6で
は、排気中ではないカラムが供給ガスを受容して、生成
物を生産し、生成物ガスは排気中のカラムのパージに用
いられる。
In a first embodiment of the invention, the process is carried out in a total of 6 steps for each complete cycle.
In steps 1 to 3, the first column is continuously evacuated by a vacuum pump, and in steps 4 to 6, the second column is evacuated by a vacuum pump. Therefore, in this embodiment, a vacuum pump is used throughout the cycle. In the pressure equalization steps, steps 1 and 4, gas is directed from the exhausting ram to the other column; in steps 2 and 5, the nonexhausting column receives backfill gas from the product sump; step 3 At and 6, the column not being evacuated receives the feed gas and produces product, which product gas is used to purge the column being evacuated.

【0011】本発明の第2実施態様では、各完全なサイ
クルにつき全体で8工程においてプロセスを実施する。
工程1〜4では、第1カラムが連続的に真空ポンプによ
って排気され、工程5〜8では、第2カラムが真空ポン
プによって連続的に排気される。従って、この実施態様
では、全サイクルを通して真空ポンプが用いられる。均
圧工程である工程1と5では、ガスが排気中のカラムか
ら他方のカラムへ導かれる;工程2と6では、排気中で
はないカラムが生成物溜めから逆充填ガスを受容し;工
程3と7では、排気中ではないカラムが供給ガスを受容
して、生成物を生産し;工程4と8では、排気中ではな
いカラムが供給ガスを受容して、生成物を生産し続け、
生成物ガスは排気中のカラムのパージに用いられる。換
言すると、この実施態様のサイクルは、この実施態様で
は排気中ではないカラムが生成物を生産し、他方のカラ
ムがパージなしに排気されること以外は、第1実施態様
と同じである。この実施態様のサイクルは第1実施態様
のサイクルよりも効率がよい。
In a second embodiment of the invention, the process is carried out in a total of 8 steps for each complete cycle.
In steps 1 to 4, the first column is continuously evacuated by a vacuum pump, and in steps 5 to 8, the second column is continuously evacuated by a vacuum pump. Therefore, in this embodiment, a vacuum pump is used throughout the cycle. In the pressure equalization steps, steps 1 and 5, gas is directed from the column being evacuated to the other column; in steps 2 and 6, the column not being evacuated receives backfill gas from the product sump; step 3 At and 7, the non-evacuated column receives the feed gas and produces the product; at steps 4 and 8, the non-evacuated column receives the feed gas and continues to produce the product,
The product gas is used to purge the column during evacuation. In other words, the cycle of this embodiment is the same as the first embodiment, except that the column that is not evacuated in this embodiment produces the product and the other column is evacuated without purging. The cycle of this embodiment is more efficient than the cycle of the first embodiment.

【0012】本発明の第3実施態様では、各完全なサイ
クルにつき全体で10工程においてプロセスを実施す
る。工程2〜5では、第1カラムが連続的に真空ポンプ
によって排気され、工程7〜10では、第2カラムが真
空ポンプによって連続的に排気される。従って、この実
施態様では、操作サイクルの10工程の中の8工程を通
して真空ポンプが用いられる。均圧工程である工程1と
6では、ガスが丁度生産を終了したカラムから他方のカ
ラムへ導かれる;やはり均圧工程である工程2と7で
は、排気中のカラムから他方のカラムへガスが導かれ
る;工程3と8では、排気中ではないカラムが生成物溜
めから逆充填ガスを受容し;工程4と9では、排気中で
はないカラムが供給ガスを受容して、生成物を生産し;
工程5と10では、排気中ではないカラムが供給ガスを
受容して、生成物を生産し続け、生成物ガスは排気中の
カラムのパージに用いられる。従って、この実施態様の
サイクルはこの実施態様が排気なしの均圧工程を含むこ
と以外は、第2実施態様のサイクルと同じである。この
実施態様の利点は、均圧操作中にガスを供給する床の変
動(disturbance)が少ないことであり、こ
れはこの床が均圧操作の初期部分中の両床間の差圧が最
大であるときに両端部から減圧されないからである。
In a third embodiment of the invention, the process is carried out in a total of 10 steps for each complete cycle. In steps 2-5, the first column is continuously evacuated by a vacuum pump, and in steps 7-10, the second column is continuously evacuated by a vacuum pump. Therefore, in this embodiment, a vacuum pump is used throughout 8 out of 10 steps of the operating cycle. In steps 1 and 6 that are pressure equalization steps, gas is introduced from the column that has just finished production to the other column; in steps 2 and 7 that are also pressure equalization steps, gas is discharged from the column being evacuated to the other column. In steps 3 and 8, the non-venting column receives backfill gas from the product sump; in steps 4 and 9, the non-venting column receives feed gas to produce product. ;
In steps 5 and 10, the column, which is not evacuating, receives the feed gas and continues to produce product, which product gas is used to purge the column during evacuation. Therefore, the cycle of this embodiment is the same as the cycle of the second embodiment, except that this embodiment includes a pressure equalization step without exhaust. The advantage of this embodiment is that there is less disturbance of the bed supplying the gas during the pressure equalization operation, which means that this bed has a maximum differential pressure between the two beds during the initial part of the pressure equalization operation. This is because the pressure is not reduced from both ends at one time.

【0013】図1は本発明の概略流れ図であり;図2は
本発明の第1実施態様のカラムサイクルを説明し;図3
は本発明の第2実施態様のカラムサイクルを説明し;図
4は本発明の第3実施態様のカラムサイクルを説明す
る。
FIG. 1 is a schematic flow chart of the present invention; FIG. 2 illustrates a column cycle of the first embodiment of the present invention;
Illustrates the column cycle of the second embodiment of the present invention; FIG. 4 illustrates the column cycle of the third embodiment of the present invention.

【0014】本発明の第1実施態様のサイクルを図1に
示す概略流れ図と図2のカラムサイクルとに関して詳し
く説明する。
The cycle of the first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the schematic flow chart shown in FIG. 1 and the column cycle shown in FIG.

【0015】最初に図1と図2では、例えば空気のよう
な、主として酸素と窒素とを含むガスから連続的に発生
する酸素富化ガス流を製造する系を示す。2吸着カラム
AとBの各々は窒素を選択的に吸着しうる吸着剤を含
む。
Initially, FIGS. 1 and 2 show a system for producing a continuously generated oxygen-enriched gas stream from a gas containing mainly oxygen and nitrogen, such as air. Each of the two adsorption columns A and B contains an adsorbent capable of selectively adsorbing nitrogen.

【0016】本発明の全てのプロセス実施態様では、吸
着カラムに比較的微粒子の、すなわち約8〜35メッシ
ュ、好ましくは約12〜20メッシュのゼオライトを充
填する。典型的なゼオライトシーブ材は種々なゼオライ
ト製造業者からビーズ又はペレットとして入手可能であ
る。プロセス実施態様の各工程の制御は通常の手段によ
って、例えば標準の商業的設計のソレノイド操作弁を制
御するためのタイマーによって調節される。
In all process embodiments of the present invention, the adsorption column is packed with relatively particulate, ie, about 8-35 mesh, preferably about 12-20 mesh zeolite. Typical zeolite sieve materials are available as beads or pellets from various zeolite manufacturers. Control of each step of the process embodiment is adjusted by conventional means, such as a timer to control a standard commercial design solenoid operated valve.

【0017】第1実施態様の工程1(図2に示す)で
は、弁1Aと2Aとを閉じることによって、第1カラム
Aの下端すなわち入口端部を閉鎖する。カラムAの上端
すなわち出口端部では、弁4Aと5Aとを閉じ、弁3A
を開く。第2カラムBに関しては、弁9Bと10Bとを
閉じる;従って、カラムBの出口からのガスは弁3Aを
通ってカラムAの出口に導入され、この流れは弁8Bに
よって制御される。同時に工程1では、カラムBの入口
端部において弁6Bが閉じるが、弁7Bは開く;従っ
て、ガスは真空ポンプ16によってカラムBの入口端部
からガスが引き出される。
In step 1 of the first embodiment (shown in FIG. 2), the lower or inlet end of the first column A is closed by closing valves 1A and 2A. At the upper end of column A, the outlet end, valves 4A and 5A are closed and valve 3A
open. For the second column B, close valves 9B and 10B; thus gas from the outlet of column B is introduced into the outlet of column A through valve 3A, this flow being controlled by valve 8B. At the same time, in step 1, valve 6B is closed at the inlet end of column B, but valve 7B is open; therefore gas is drawn from the inlet end of column B by vacuum pump 16.

【0018】この工程中、初期にはカラムA内の圧力よ
りも高いカラムB内の圧力を利用して、両カラム内の圧
力を実質的に等しくする。すなわち、カラムBは工程1
の開始時には、約1010torr(4.84psi
g)の正圧であるが、工程1の終了時までに約500t
orr(−5.03psig)に低下し、カラムAは工
程1を約200torr(−10.83psig)の圧
力で開始し、470torr(ー5.61psig)に
昇圧する。それ故、工程1の終了時に、カラム圧力は本
質的に等しくなる。工程1は非常に迅速に、好ましくは
約2〜6秒間に、さらに好ましくは約4秒間に行われ
る。
During this step, the pressure in the column B is initially higher than the pressure in the column A to make the pressures in both columns substantially equal. That is, column B is step 1
At the beginning of about 1010 torr (4.84 psi)
g) positive pressure, but about 500t by the end of step 1
Column A begins Step 1 at a pressure of about 200 torr (-10.83 psig) and boosts pressure to 470 torr (-5.61 psig). Therefore, at the end of step 1, the column pressures are essentially equal. Step 1 is performed very rapidly, preferably in about 2-6 seconds, more preferably in about 4 seconds.

【0019】工程2では、弁3Aが閉じ、弁5Aと24
が開き、溜め18からの酸素富化生成物ガスがカラムA
の出口に導入され、計量弁26によって制御されて、カ
ラムAを逆充填し、カラムAの圧力をさらに高める。典
型的に、生成物溜め内の圧力は約800torrである
ので、カラムA内の圧力は470torr(−5.61
psig)から約660torr(−1.93psi
g)まで上昇し続ける。同時に、ガスは依然として真空
ポンプ16によってカラムBの出口から開放弁7Bを通
って引き出され、カラムB内の圧力は降下し続ける。こ
の圧力は工程2では500torr(−5.03psi
g)から約450torr(−6.00psig)まで
低下する。工程2の時間も非常に迅速であり、好ましく
は約1〜5秒間に、さらに好ましくは約3秒間に終了す
る。
In step 2, valve 3A closes and valves 5A and 24
Opens and the oxygen-enriched product gas from sump 18 is in column A.
At the outlet of the column and controlled by metering valve 26 to backfill column A and further increase column A pressure. Typically, the pressure in the product sump is about 800 torr, so the pressure in column A is 470 torr (-5.61).
psig) to about 660 torr (-1.93 psi)
Continue to rise to g). At the same time, the gas is still drawn by the vacuum pump 16 from the outlet of column B through the open valve 7B and the pressure in column B continues to drop. This pressure is 500 torr (-5.03 psi) in step 2.
g) to about 450 torr (-6.00 psig). The time of step 2 is also very fast, preferably about 1 to 5 seconds, more preferably about 3 seconds.

【0020】工程3では、弁1Aは開き、主として酸素
と窒素とを含む空気又は他の供給ガスが所定供給圧力下
で、ライン14を通ってカラムAの入口に導入される。
入口圧力は変動しうるが、入口圧力は理想的には3〜7
psigの最小所定圧力を有し、より好ましくは約5p
sigの最小値を有する。カラムAの出口では、弁5A
が閉じ、弁4Aが開く。従って、供給空気はカラムAを
通過し、カラムAでは窒素が吸着され、酸素富化生成物
流がカラムAの出口端部を出て、弁4A、逆止め弁11
を通り、ライン20を通って生成物溜め18に達する。
この工程中に、カラムAの圧力は酸素富化生成物の製造
時に660torr(−1.93psig)から101
0torr(4.84psig)まで上昇する。同時
に、工程3では、カラムBの入口端部からガスが引き出
され続けて、真空ポンプ16によってカラムBから窒素
富化ガスを脱着又は排気する。カラムBのその入口から
の脱着と同時に、弁10Bと24が開き、酸素富化生成
物流がカラムBの出口に導入されて、カラムBをパージ
する。酸素富化生成物流の流れは計量弁26によって制
御される。従って、カラムBはその出口に導入された酸
素富化ガス流によってパージされ、その入口から窒素富
化ガスを引き出すことによって脱着される。従って、カ
ラムB内の圧力は、真空ポンプ16による引き出しが妨
害されずに続くときに、典型的には約450torr
(−6.10psig)から約200torr(ー1
0.83psig)まで低下し続ける。工程3も非常に
迅速に、好ましくは約10〜25秒間に、より好ましく
は約18秒間に実施される。
In step 3, the valve 1A is opened and air or other feed gas containing mainly oxygen and nitrogen is introduced into the inlet of column A through line 14 under a given feed pressure.
The inlet pressure can fluctuate, but ideally the inlet pressure is 3-7.
have a minimum predetermined pressure of psig, more preferably about 5p
has a minimum value of sig. At the outlet of column A, valve 5A
Closes and valve 4A opens. Therefore, the supply air passes through the column A, the nitrogen is adsorbed in the column A, the oxygen-enriched product stream exits the outlet end of the column A, the valve 4A, the check valve 11
To the product sump 18 through line 20.
During this step, the pressure in column A varies from 660 torr (-1.93 psig) to 101 during production of the oxygen-enriched product.
Rise to 0 torr (4.84 psig). At the same time, in step 3, the gas is continuously drawn from the inlet end of the column B, and the nitrogen-enriched gas is desorbed or exhausted from the column B by the vacuum pump 16. Simultaneous with the desorption of column B from its inlet, valves 10B and 24 open and an oxygen-enriched product stream is introduced at the outlet of column B to purge column B. The flow of oxygen-enriched product stream is controlled by metering valve 26. Thus, column B is purged by the oxygen-enriched gas stream introduced at its outlet and desorbed by withdrawing nitrogen-enriched gas from its inlet. Therefore, the pressure in column B is typically about 450 torr when the withdrawal by vacuum pump 16 continues unhindered.
(-6.10 psig) to about 200 torr (-1
Continues to drop to 0.83 psig). Step 3 is also performed very rapidly, preferably in about 10-25 seconds, more preferably about 18 seconds.

【0021】工程4まで続けると、均圧を再び、今度は
カラムAの今や高圧のガスをカラムBに導入することに
よって実施する。これはカラムAの出口の弁4Aを閉
じ、弁3Aを開くことによって実施される。カラムBの
出口では、弁10Bが閉じ、ガスは計量弁8Bによって
制御されて、均圧のためにカラムAからカラムBに達す
る。同時に、当然、供給流はカラムAの入口の弁1Aを
閉じることによって遮断され、弁2Aを開くと、ガスが
真空ポンプ16によってカラムAの入口端部から引き出
される。カラムBの入口は弁7Bを閉じることによって
完全に閉鎖される。
Continuing to step 4, equalization is carried out again, this time by introducing the now high pressure gas of column A into column B. This is done by closing valve 4A at the outlet of column A and opening valve 3A. At the outlet of column B, valve 10B is closed and the gas is controlled by metering valve 8B to reach column B from column A for pressure equalization. At the same time, of course, the feed flow is shut off by closing valve 1A at the inlet of column A, and when valve 2A is opened, gas is drawn from the inlet end of column A by vacuum pump 16. The inlet of column B is completely closed by closing valve 7B.

【0022】それ故、工程4では、カラムA内とカラム
B内の圧力が大体等しくなり、カラムA内の圧力は約1
010torr(4.84psig)から約500to
rr(−5.03psig)まで低下し、カラムB内の
圧力は約200torr(ー10.83psig)から
約470torr(−5.61psig)まで上昇す
る。工程4は好ましくは約2〜約6秒間の時間内に、よ
り好ましくは約4秒間に実施される。
Therefore, in step 4, the pressures in column A and column B become approximately equal, and the pressure in column A is about 1
About 500 tons from 010 torr (4.84 psig)
The pressure in column B rises from about 200 torr (-10.83 psig) to about 470 torr (-5.61 psig). Step 4 is preferably performed within a time period of about 2 to about 6 seconds, more preferably about 4 seconds.

【0023】工程5では、弁3Aが閉じて、カラムAの
出口端部を完全に閉鎖し、ガスはカラムAの入口端部か
ら引き出され続け、圧力を典型的には500torr
(−5.03psig)から450torr(−6.0
0psig)まで低下する。弁10Bと28が開き、生
成物溜め18からの酸素富化生成物はカラムBに入り、
カラムBの圧力が典型的に約470torr(ー5.6
1psig)から約660torr(−1.93psi
g)まで上昇するように、計量弁30によって制御され
て、このカラムを逆充填する。再び、工程2と同様に、
逆充填工程は約1〜5秒間に、好ましくは約3秒間に行
われる。
In step 5, valve 3A is closed to completely close the outlet end of column A and gas continues to be drawn from the inlet end of column A at a pressure of typically 500 torr.
(-5.03 psig) to 450 torr (-6.0)
0 psig). Valves 10B and 28 are opened and oxygen enriched product from product reservoir 18 enters column B,
Column B pressure is typically about 470 torr (-5.6 torr).
1 psig to about 660 torr (-1.93 psi)
Backfill the column, controlled by metering valve 30 to rise to g). Again, as in step 2,
The backfilling step is performed for about 1-5 seconds, preferably about 3 seconds.

【0024】最後に工程6では、弁6Bが開き、圧縮供
給流がカラムBの入口に導入される。弁9Bが開くと、
カラムBからの酸素富化生成物流が逆止め弁12を通っ
て、ライン20を介して生成物溜め18に達する。
Finally, in step 6, valve 6B is opened and the compressed feed stream is introduced at the inlet of column B. When valve 9B opens,
The oxygen-enriched product stream from column B passes through check valve 12 and reaches product sump 18 via line 20.

【0025】工程6では、弁24と5Aが開き、これに
よって酸素富化ガスは計量弁26によって制御されてカ
ラムAの出口に入り、カラムAをパージする。カラムA
のパージと同時に、ガスは真空ポンプ16によってカラ
ムAの入口から引き出されて、窒素富化ガスを脱着又は
排気し続ける。典型的に、この場合にも、カラムA内の
圧力は約450torr(ー6.00psig)から約
200torr(−10.83psig)まで低下し、
カラムB内の圧力は約660torr(ー1.93ps
ig)から約1010torr(4.84psig)ま
で上昇する。工程6の時間は約10〜約25秒間、好ま
しくは約18秒間である。
In step 6, valves 24 and 5A are opened so that the oxygen-enriched gas enters the outlet of column A controlled by metering valve 26 to purge column A. Column A
Simultaneously with the purging, the gas is drawn from the inlet of the column A by the vacuum pump 16 to continue to desorb or exhaust the nitrogen-enriched gas. Typically, again in this case, the pressure in column A drops from about 450 torr (-6.00 psig) to about 200 torr (-10.83 psig),
The pressure in column B is about 660 torr (-1.93 ps).
ig) to about 1010 torr (4.84 psig). The time of step 6 is about 10 to about 25 seconds, preferably about 18 seconds.

【0026】工程6の終了時に、全工程順序を連続サイ
クル基準で繰り返し、各工程中に生成物は連続的に生成
物溜め18から弁32を通って取り出される。
At the end of step 6, the entire process sequence is repeated on a continuous cycle basis, with product being continuously removed from product sump 18 through valve 32 during each process.

【0027】図から分かるように、この実施態様では、
真空ポンプ16を連続的に用いて、2カラムのいずれか
らか交互にガスを引き出すので、真空ポンプが効果的に
利用されて、全サイクルを通しての動力使用が最小にな
る。
As can be seen, in this embodiment,
The vacuum pump 16 is used continuously to withdraw gas alternately from either of the two columns, thus effectively utilizing the vacuum pump and minimizing power usage throughout the entire cycle.

【0028】次に図3を説明すると、図3には図2に示
した基本サイクルの変更態様を示す。図3のサイクルの
工程1、2、5及び6はそれぞれ、図2サイクルの工程
1、2、4及び5と同じである。図3サイクルの工程3
は図2サイクルの工程3と同じであるが、図3の工程3
中にはカラムBを生成物ガスによってパージしない。同
様に、図3サイクルの工程7は図2サイクルの工程6と
は、図3サイクルの工程7中にはカラムAをパージしな
いことで、異なる。この結果は図3サイクルの工程3中
は弁10Bと24とを閉じた状態に維持し、工程7中は
弁5Aと24とを閉じた状態に維持することによって生
ずる。
Next, referring to FIG. 3, FIG. 3 shows a modification of the basic cycle shown in FIG. Steps 1, 2, 5 and 6 of the cycle of FIG. 3 are the same as steps 1, 2, 4 and 5 of the cycle of FIG. 2, respectively. Figure 3 Process 3 of the cycle
Is the same as step 3 of FIG. 2 cycle, but step 3 of FIG.
Column B is not purged with product gas therein. Similarly, step 7 of FIG. 3 cycle differs from step 6 of FIG. 2 cycle by not purging column A during step 7 of FIG. 3 cycle. This result occurs by keeping valves 10B and 24 closed during step 3 of the FIG. 3 cycle and keeping valves 5A and 24 closed during step 7.

【0029】従って、図3サイクルの工程3では、弁1
Aが開き、主として酸素と窒素とを含む空気その他の供
給ガスが所定の供給圧力下でカラムAの入口に導入され
る。入口圧力は変動しうるが、理想的には3〜7psi
gの所定最小値を有し、好ましくは約5psigの最小
値を有する。カラムAの出口では、弁5Aが閉じ、弁4
Aが開く。供給空気はカラムAを通過し、カラムAでは
窒素が吸着され、酸素富化生成物流がカラムAの出口端
部を出て、弁4A、逆止め弁11を通り、ライン20を
通って生成物溜め18に達する。この工程中に、カラム
Aの圧力は酸素富化生成物の製造時に約660torr
(−1.93psig)から約900torr(2.7
1psig)まで上昇する。工程3では、カラムBの入
口端部からガスが引き出され続けて、真空ポンプ16に
よってカラムBから窒素富化ガスを脱着又は排気する。
従って、カラムB内の圧力は、真空ポンプ16による引
き出しが妨害されずに続くときに、典型的には約450
torr(−6.00psig)から約210torr
(ー10.64psig)まで低下し続ける。工程3は
非常に迅速に、好ましくは約8〜20秒間、より好まし
くは約13秒間のサイクル時間範囲内に実施される。
Therefore, in step 3 of the cycle shown in FIG.
A is opened, and air or other feed gas containing mainly oxygen and nitrogen is introduced into the inlet of the column A under a predetermined feed pressure. Inlet pressure can vary, but ideally 3-7 psi
It has a predetermined minimum value of g, and preferably has a minimum value of about 5 psig. At the outlet of column A, valve 5A is closed and valve 4
A opens. The feed air passes through column A where nitrogen is adsorbed and the oxygen-enriched product stream exits the outlet end of column A through valve 4A, check valve 11 and line 20 Reach sump 18. During this step, the pressure in column A was about 660 torr during the production of the oxygen-enriched product.
(-1.93 psig) to about 900 torr (2.7
1 psig). In step 3, the gas is continuously extracted from the inlet end of the column B, and the nitrogen-enriched gas is desorbed or exhausted from the column B by the vacuum pump 16.
Thus, the pressure in column B will typically be about 450 as the withdrawal by vacuum pump 16 continues unimpeded.
Approximately 210 torr from torr (-6.00 psig)
Continues to drop to (-10.64 psig). Step 3 is carried out very rapidly, preferably within a cycle time range of about 8 to 20 seconds, more preferably about 13 seconds.

【0030】同様に、図3サイクルの工程7では、弁6
Bが開き、供給ガスがカラムAにその入口を通って導入
される。カラムBの出口では、弁9Bが開くと、カラム
Bからの酸素富化生成物流が逆止め弁12、ライン20
を介して生成物溜め18に達する。工程7中に、カラム
A内の圧力は約450torr(ー6.00psig)
から約210torr(−10.64psig)まで低
下し、カラムB内の圧力は約660torr(ー1.9
3psig)から約900torr(2.71psi
g)まで上昇する。工程7の時間は約8〜約20秒間、
好ましくは約13秒間である。
Similarly, in step 7 of the cycle shown in FIG.
B is opened and feed gas is introduced into column A through its inlet. At the outlet of column B, when valve 9B is opened, the oxygen-enriched product stream from column B is checked valve 12, line 20.
The product reservoir 18 is reached via During step 7, the pressure in column A was approximately 450 torr (-6.00 psig).
To about 210 torr (-10.64 psig), the pressure in column B is about 660 torr (-1.9 torr).
3 psig to about 900 torr (2.71 psi)
up to g). Step 7 takes about 8 to about 20 seconds,
It is preferably about 13 seconds.

【0031】図3サイクルの工程4と8は図2サイクル
の工程3と6に同じであるが、図3サイクルの工程4と
8の持続時間は図2サイクルの工程3と6の持続時間よ
りも短い。また、図3サイクルの工程4と8とにおいて
排気されるカラムの初期圧力は、図3サイクルの工程3
と7における吸着剤の排気の持続のために、図2サイク
ルの工程3と6とにおいて排気されるカラムの初期圧力
よりも低い。
The steps 4 and 8 of the cycle of FIG. 3 are the same as the steps 3 and 6 of the cycle of FIG. 2, but the duration of the steps 4 and 8 of the cycle of FIG. Is also short. Further, the initial pressure of the column exhausted in steps 4 and 8 of the cycle of FIG.
Due to the continued evacuation of the adsorbent at 7 and 7, it is lower than the initial pressure of the column being evacuated at steps 3 and 6 of the FIG.

【0032】従って、図3サイクルの工程4では、弁1
Aと4Aが開き、それによって、カラムAで製造された
酸素富化生成物流が逆止め弁11とライン20とを通っ
て生成物溜め18に入り、工程8では、弁6Bと9Bが
開き、それによって、カラムBで製造された酸素富化生
成物流が逆止め弁11とライン20とを通って生成物溜
め18に達する。また、工程4では、弁7B、10B、
24が開き、それによって酸素富化ガスはカラムBをパ
ージすることができ、真空ポンプ16はカラムBを排気
し続けることができる。工程8中に、弁2A、5A、2
4も開き、それによって酸素富化ガスはカラムAをパー
ジすることができ、真空ポンプ16はカラムAを排気し
続けることができる。
Therefore, in step 4 of the cycle shown in FIG.
A and 4A open, whereby the oxygen-enriched product stream produced in column A enters product sump 18 through check valve 11 and line 20, and in step 8, valves 6B and 9B open. Thereby, the oxygen-enriched product stream produced in column B reaches the product sump 18 through the check valve 11 and the line 20. In step 4, the valves 7B, 10B,
24 opens so that the oxygen-enriched gas can purge column B and vacuum pump 16 can continue to evacuate column B. During step 8, valves 2A, 5A, 2
4 is also opened so that the oxygen-enriched gas can purge column A and vacuum pump 16 can continue to evacuate column A.

【0033】工程4では、カラムB内の圧力は約210
torr(−10.64psig)から約200tor
r(ー10.83psig)まで低下し、カラムA内の
圧力は約900torr(2.71psig)から約1
010torr(4.84psig)まで上昇する。同
様に、工程8では、カラムA内の圧力は約210tor
r(ー10.64psig)から約200torr(−
10.83psig)まで低下し、カラムB内の圧力は
約900torr(2.71psig)から約1010
torr(4.84psig)まで上昇する。工程4と
8の時間は約5〜約15秒間、好ましくは約10秒間で
ある。
In step 4, the pressure in column B is about 210.
About 200 torr from torr (-10.64 psig)
r (-1.83 psig) and the pressure in column A is about 900 torr (2.71 psig) to about 1
Rise to 010 torr (4.84 psig). Similarly, in step 8, the pressure in column A is about 210 torr.
From r (-10.64 psig) to about 200 torr (-
10.83 psig) and the pressure in column B is about 900 torr (2.71 psig) to about 1010
Rise to torr (4.84 psig). The time of steps 4 and 8 is about 5 to about 15 seconds, preferably about 10 seconds.

【0034】上記から、この実施態様の全サイクル時間
が通常約16〜約46秒間の範囲内であることが分か
る。好ましい実施態様では、8工程サイクルの全時間は
約40秒間未満、最も好ましくは約30秒間である。
From the above, it can be seen that the total cycle time for this embodiment is typically in the range of about 16 to about 46 seconds. In a preferred embodiment, the total time of the 8-step cycle is less than about 40 seconds, most preferably about 30 seconds.

【0035】この実施態様でも、真空ポンプ16を連続
的に用いて2カラムのいずれかから交互にガスを引き出
し、サイクル全体を通しての動力使用を最小にするため
に、真空ポンプが効果的に用いられる。
Also in this embodiment, the vacuum pump 16 is used effectively to continuously use the vacuum pump 16 to alternately draw gas from either of the two columns to minimize power usage throughout the cycle. ..

【0036】次に、図4を説明すると、図4には図3に
示した基本サイクルの変更態様を示す。図4のサイクル
の工程3、4、5、8、9及び10はそれぞれ、図3サ
イクルの工程2、3、4、6、7及び8と同じである。
図4サイクルの工程1は図3サイクルの工程1とは、図
4サイクルの工程1ではカラムBを排気しないことで、
異なる。同様に、図4サイクルの工程6は図3サイクル
の工程5とは、図4サイクルの工程6ではカラムAを排
気しないことで、異なる。この結果は図4サイクルの工
程1では弁7Bを閉じた状態に維持し、図4サイクルの
工程6では弁2Aを閉じた状態に維持することによって
生ずる。図4サイクルの工程2と7は図3サイクルの工
程1と5とは、これらの工程の持続時間及びこれらの工
程の開始時の圧力が同じでないことでのみ異なる。
Next, referring to FIG. 4, FIG. 4 shows a modification of the basic cycle shown in FIG. Steps 3, 4, 5, 8, 9 and 10 of the cycle of FIG. 4 are the same as steps 2, 3, 4, 6, 7 and 8 of the cycle of FIG. 3, respectively.
The step 1 in FIG. 4 cycle is the same as the step 1 in FIG. 3 cycle because the column B is not exhausted in the step 1 in FIG. 4 cycle.
different. Similarly, step 6 of FIG. 4 cycle is different from step 5 of FIG. 3 cycle in that column A is not evacuated in step 6 of FIG. 4 cycle. This result occurs by keeping valve 7B closed in step 1 of the FIG. 4 cycle and keeping valve 2A closed in step 6 of the FIG. 4 cycle. Steps 2 and 7 of the FIG. 4 cycle differ from steps 1 and 5 of the FIG. 3 cycle only by the duration of these steps and the pressure at the beginning of these steps not being the same.

【0037】図4サイクルの工程1では、弁3Aが開
き、全ての他の弁(弁32を除く)は閉じる。この工程
中にガスはカラムBからカラムAに達する。この工程中
も、カラムA中の圧力は典型的に約200torr(ー
10.83psig)から約400torr(−6.9
6psig)まで上昇し、カラムB内の圧力は約101
0torr(4.84psig)から約750torr
(ー0.19psig)まで低下する。工程1は非常に
迅速に、好ましくは約2〜6秒間のサイクル時間範囲
内、より好ましくは約4秒間のサイクル時間範囲内に実
施される。
In step 1 of the cycle shown in FIG. 4, the valve 3A is opened and all the other valves (except the valve 32) are closed. During this process, gas reaches column A from column B. During this step, the pressure in column A is typically about 200 torr (-10.83 psig) to about 400 torr (-6.9).
6 psig) and the pressure in column B is about 101
0 torr (4.84 psig) to about 750 torr
(-0.19 psig). Step 1 is carried out very rapidly, preferably within a cycle time range of about 2-6 seconds, more preferably within a cycle time range of about 4 seconds.

【0038】同様に、図4サイクルの工程6では、弁3
Aが開き、全ての他の弁(弁32を除く)は閉じる。こ
の工程中にガスはカラムAからカラムBに達し、カラム
B中の圧力は典型的に約200torr(ー10.83
psig)から約400torr(−6.96psi
g)まで上昇し、カラムA内の圧力は約1010tor
r(4.84psig)から約750torr(ー0.
19psig)まで低下する。工程6も同様に、好まし
くは約2〜6秒間のサイクル時間範囲内、より好ましく
は約4秒間のサイクル時間範囲内に実施される。
Similarly, in step 6 of the cycle shown in FIG.
A opens and all other valves (except valve 32) close. During this step, gas reaches column B from column A and the pressure in column B is typically about 200 torr (-10.83).
psig) to about 400 torr (-6.96 psi)
g), the pressure in column A is about 1010 torr
r (4.84 psig) to about 750 torr (-0.
19 psig). Step 6 is likewise preferably carried out within a cycle time range of about 2 to 6 seconds, more preferably within a cycle time range of about 4 seconds.

【0039】図4サイクルの工程2と7は図3サイクル
の工程1と5に同じである、但し図4サイクルの工程2
と7の好ましい持続時間は図3サイクルの工程1と5の
好ましい持続時間よりも短く、図4サイクルの工程2と
7において排気されるカラムの初期圧力は、工程1と6
において丁度生産を終了したカラムから丁度再生を終了
したカラムにガスが移動するために、図3サイクルの工
程1と5において排気されるカラムの初期圧力よりも低
い。
Steps 2 and 7 of the FIG. 4 cycle are the same as steps 1 and 5 of the FIG. 3 cycle, except that step 2 of the FIG. 4 cycle is
And 7 are shorter than the preferred duration of steps 1 and 5 of FIG. 3 cycle, and the initial column pressure evacuated in steps 2 and 7 of FIG. 4 cycle is
The initial pressure of the column exhausted in steps 1 and 5 of the cycle in FIG. 3 is lower because the gas is transferred from the column that has just finished production to the column that has just finished regeneration.

【0040】図4サイクルの工程1では、カラムB内の
圧力は約1010torr(4.84psig)から約
750torr(ー0.19psig)まで低下し、カ
ラムA内の圧力は約200torr(ー10.83ps
ig)から約400torr(−6.96psig)ま
で上昇する。同様に、工程6では、カラムA内の圧力は
約1010torr(4.84psig)から約750
torr(ー0.19psig)まで低下し、カラムB
内の圧力は約200torr(ー10.83psig)
から約400torr(−6.96psig)まで上昇
する。工程1と6の時間は約2〜6秒間、好ましくは約
4秒間である。
In Step 1 of the cycle shown in FIG. 4, the pressure in the column B is lowered from about 1010 torr (4.84 psig) to about 750 torr (-0.19 psig), and the pressure in the column A is about 200 torr (-10.83 ps).
ig) to about 400 torr (-6.96 psig). Similarly, in step 6, the pressure in column A is from about 1010 torr (4.84 psig) to about 750.
down to torr (-0.19 psig), column B
The internal pressure is about 200 torr (-10.83 psig)
To about 400 torr (-6.96 psig). The time of steps 1 and 6 is about 2 to 6 seconds, preferably about 4 seconds.

【0041】図4サイクルの工程2では、カラムB内の
圧力は約750torr(ー0.19psig)から約
500torr(ー5.03psig)まで低下し、カ
ラムA内の圧力は約400torr(ー6.96psi
g)から約470torr(−5.61psig)まで
上昇する。同様に、工程7では、カラムA内の圧力は約
750torr(ー0.19psig)から約500t
orr(ー5.03psig)まで低下し、カラムB内
の圧力は約400torr(ー6.96psig)から
約470torr(−5.61psig)まで上昇す
る。工程2と7の時間は約1〜5秒間、好ましくは約3
秒間である。
In Step 2 of the cycle shown in FIG. 4, the pressure in the column B is lowered from about 750 torr (-0.19 psig) to about 500 torr (-5.03 psig), and the pressure in the column A is about 400 torr (-6. 96 psi
g) to about 470 torr (-5.61 psig). Similarly, in step 7, the pressure in column A is about 750 torr (-0.19 psig) to about 500 t.
The pressure in column B rises from about 400 torr (-6.96 psig) to about 470 torr (-5.61 psig). The time for steps 2 and 7 is about 1-5 seconds, preferably about 3 seconds.
Seconds.

【0042】この実施態様では、真空ポンプ16を連続
的に用いて、このサイクルの10工程の中の8工程にお
いて2カラムのいずれからか交互にガスを引き出す。従
って、サイクルの大部分を通しての動力使用を最小にす
るために、真空ポンプが効果的に用いられる。カラムの
排気に真空ポンプが用いられない工程では、真空ポンプ
はポンプに空気を供給することによって、任意に、作動
し続ける。
In this embodiment, vacuum pump 16 is continuously used to withdraw gas alternately from either of the two columns in eight of the ten steps of the cycle. Therefore, vacuum pumps are effectively used to minimize power usage throughout most of the cycle. In processes where the vacuum pump is not used to pump the column, the vacuum pump optionally continues to operate by supplying air to the pump.

【0043】上記から、この実施態様の全サイクル時間
が通常約17〜約51秒間の範囲内であることが分か
る。好ましい実施態様では、10工程サイクルの全時間
は約40秒間未満、理想的には約30秒間である。
From the above, it can be seen that the total cycle time for this embodiment is typically in the range of about 17 to about 51 seconds. In a preferred embodiment, the total time for a 10 step cycle is less than about 40 seconds, ideally about 30 seconds.

【0044】本発明を下記実施例によってさらに説明す
る、実施例中部、%及び比は、他に指示しないかぎり、
容量(volume)を基準にするものである。
The invention will be further described by the following examples, in which the middle part,% and ratios, unless otherwise indicated,
It is based on the volume.

【0045】実施例1 図1に示した装置と、図2に示した工程順序とを用い
て、本発明の方法を実施して、酸素富化生成物流を得
た。2吸着カラムAとB(それぞれ、直径2インチ、高
さ15インチ)に、ラン1〜3(表1)に対しては、ラ
ポルテ社(Laporte Co.)から商業的に入手
可能な0.4〜0.8mmビーズとしてカルシウムXゼ
オライトモレキュラーシーブ材と、ラン4に対してはト
ーソー カンパニー(Tosoh Company)か
らの1.5mmペレットとしてのゼオライト材(Tos
oh Zeolum SA)とを充填した。サイクル中
の圧力変動範囲は3.5psig〜200torrであ
った。
Example 1 Using the apparatus shown in FIG. 1 and the process sequence shown in FIG. 2, the method of the present invention was carried out to obtain an oxygen-enriched product stream. For 2 adsorption columns A and B (2 inch diameter and 15 inch height respectively) and for runs 1-3 (Table 1) 0.4 commercially available from Laporte Co. ~ Calcium X zeolite molecular sieve material as 0.8mm beads and Zeolite material (Tos as 1.5mm pellets from Tosoh Company for Run 4).
oh Zeolum SA). The pressure fluctuation range during the cycle was 3.5 psig to 200 torr.

【0046】サイクル時間、生産速度及び得られた収率
を表1に要約する。
The cycle times, production rates and yields obtained are summarized in Table 1.

【0047】 表1 ラン 1 2 3 4 サイクル時間(秒) 25 20 17 25 酸素純度(%) 93 93 93 93 かさ密度(kg/cm3) 681 681 681 620 酸素収率(%) 59 58 56 55 比生産(生産酸素標準リットル/時 40 51 59 40 /リットル床) 床サイズファクター(ゼオライトkg 535 420 375 487 /トン酸素/日) 上記試験から、各工程中にカラムのいずれかに真空を連
続的に適用する2カラム系によって高純度において高収
率と高生産速度とが達せられることが分かる。従って、
真空ポンプが効果的に用いられ、動力が節約される。サ
イクルは非常に迅速であり、シーブ材が良好に利用さ
れ、2床系の構成と作用はより複雑で、より費用のかか
る3床系よりも明らかに有利である。
Table 1 Run 1 2 3 4 Cycle time (sec) 25 20 17 25 Oxygen purity (%) 93 93 93 93 93 Bulk density (kg / cm 3 ) 681 681 681 620 Oxygen yield (%) 59 58 56 55 Specific production (Production oxygen standard liter / hour 40 51 59 40 / liter bed) Bed size factor (zeolite kg 535 420 375 487 / ton oxygen / day) From the above test, continuously apply vacuum to any of the columns during each step. It can be seen that the high yield and high production rate in high purity can be achieved by the two column system applied to. Therefore,
Vacuum pumps are used effectively, saving power. The cycle is very fast, the sheaves are well utilized, the two-bed system is more complex in construction and operation, and a clear advantage over the more costly three-bed system.

【0048】実施例2 図1に示した装置と、図3に示した工程順序とを用い
て、本発明の方法を実施して、酸素富化生成物流を得
た。吸着カラムAとBは直径24インチ、長さ4フィー
トであった。カラムに25インチのトーソーSAシーブ
と、6インチのアルミナとを充填し、カラムの入口端部
には水分を吸着するためにアルミナを配置した。ランの
持続時間は定常状態に達するために充分であった。
Example 2 The process of the present invention was carried out using the apparatus shown in FIG. 1 and the process sequence shown in FIG. 3 to obtain an oxygen-enriched product stream. Adsorption columns A and B were 24 inches in diameter and 4 feet long. The column was filled with 25-inch Tosoh SA sieve and 6-inch alumina, and alumina was placed at the inlet end of the column to adsorb water. The run duration was sufficient to reach steady state.

【0049】サイクル時間、生産速度及び得られた収率
を表2に要約する。
The cycle times, production rates and yields obtained are summarized in Table 2.

【0050】 表2 工程 持続時間、秒 1と5 4 2と6 3 3と7 13 4と8 10 全サイクル時間 30 生成物純度(酸素%) 93.1 収率(%) 44.7 比生産(生成物Nm3/時/m3シーブ) 40.1 表2に示すように、本発明のこの実施態様のサイクルを
用いると、高い生成物純度と良好な収率とが得られる。
Table 2 Process duration, seconds 1 and 5 4 2 and 6 3 3 3 and 7 13 4 and 8 10 Total cycle time 30 Product purity (oxygen%) 93.1 Yield (%) 44.7 Specific production (Product Nm 3 / hr / m 3 sieve) 40.1 As shown in Table 2, high product purity and good yields are obtained using the cycle of this embodiment of the invention.

【0051】実施例3 図1に示した装置と、図4に示した工程順序とを用い
て、本発明の方法を実施して、酸素富化生成物流を得
た。吸着カラムAとBは直径4.3cm、長さ1.8m
であった。カラムに約1.7mの高さまでトーソーSA
500シーブを充填した。この実施例では、約30cm
のアルミナを充填した予備ガード(guard)床を水
分吸収のために各カラムに用いた。サイクル中に床が変
動したか否かを知るために、吸着剤床の上面に実験前に
ペイントを吹き付けた。ペイント層が完全であるかどう
かを知るために、実験終了後に床の表面を調べた。乱れ
た表面は床の変動を実証する。
Example 3 The process of the present invention was carried out using the apparatus shown in FIG. 1 and the process sequence shown in FIG. 4 to obtain an oxygen-enriched product stream. Adsorption columns A and B have a diameter of 4.3 cm and a length of 1.8 m
Met. Tosoh SA up to a height of about 1.7 m on the column
Filled with 500 sieves. In this example, about 30 cm
A pre-guard bed packed with alumina was used for each column for moisture absorption. The top of the adsorbent bed was sprayed with paint prior to the experiment to see if the bed fluctuated during the cycle. The floor surface was examined after the end of the experiment to see if the paint layer was complete. The disturbed surface demonstrates floor variation.

【0052】サイクル時間、生産速度及び得られた収率
を表2に要約する。
The cycle times, production rates and yields obtained are summarized in Table 2.

【0053】 表3 工程 持続時間、秒 1と6 4 2と7 3 3と8 3 4と9 10 5と10 10 全サイクル時間 30 生成物純度(酸素%) 93 収率(%) 49.2 比生産(生成物Nm3/時/m3シーブ) 41 上記表から分かるように、良好な性能結果が得られた。
床の表面を調べ、乱れていないことを発見した、このこ
とは吸着剤床の移動が生じないことを実証した。工程1
と6とを用いずに同じ試験を実施した場合に、床の変動
が検出された。従って、本発明の10工程サイクルはさ
らに有利である。
Table 3 Process duration, sec 1 and 6 4 2 and 7 3 3 and 8 3 4 and 9 10 5 and 10 10 Total cycle time 30 Product purity (oxygen%) 93 Yield (%) 49.2 Specific production (product Nm 3 / hr / m 3 sieve) 41 As can be seen from the table above, good performance results were obtained.
The surface of the bed was examined and found to be undisturbed, demonstrating no migration of the adsorbent bed. Process 1
Floor variations were detected when the same test was performed without and. Therefore, the 10-step cycle of the present invention is even more advantageous.

【0054】本発明の特定の実施態様を示したが、変更
がなされうるので、本発明がこれらに限定されないこと
を理解すべきであり、本発明は特許請求の範囲に入るよ
うな変更を含むものと解釈される。
While particular embodiments of the present invention have been shown, it should be understood that the invention is not limited thereto, as modifications may be made, and that the invention includes modifications that fall within the scope of the claims. Be interpreted as

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の概略流れ図である。FIG. 1 is a schematic flow chart of the present invention.

【図2】本発明の第1実施態様のカラムサイクルを説明
する。
FIG. 2 illustrates a column cycle according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第2実施態様のカラムサイクルを説明
する。
FIG. 3 illustrates a column cycle according to a second embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第3実施態様のカラムサイクルを説明
する。
FIG. 4 illustrates a column cycle according to a third embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

A.吸着カラム B.吸着カラム 16.真空ポンプ 18.生成物溜め A. Adsorption column B. Adsorption column 16. Vacuum pump 18. Product reservoir

─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成4年10月6日[Submission date] October 6, 1992

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】図面[Document name to be corrected] Drawing

【補正対象項目名】全図[Correction target item name] All drawings

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【図3】 [Figure 3]

【図1】 [Figure 1]

【図2】 [Fig. 2]

【図4】 [Figure 4]

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジェレミー・ポール・ウィートランド イギリス国サリー,ギルドフォード,ザ・ マウント,シェアボーン・コート 17 (72)発明者 シャン−ジャ・ドン アメリカ合衆国ニュージャージー州07922, バークレー・ハイツ,クロムウェル・コー ト 31 ─────────────────────────────────────────────────── ———————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————— such——, are you in charge of this?・ Heights, Cromwell Coat 31

Claims (25)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 窒素を選択的に吸着しうる吸着剤を含む
2個の吸着カラムと生成物溜めとを用いて少なくとも酸
素と窒素とを含む供給ガスから酸素富化生成物流を製造
する方法において、次の工程: (i)第2吸着カラムの入口からガスを引き出しなが
ら、高圧の第2吸着カラムの出口から低圧の第1吸着カ
ラムの出口にガスを導入し、両カラム内の圧力を実質的
に等しくする工程; (ii)工程(i)の均圧工程後に、第2吸着カラムの入
口からガスを引き出し続けながら、高圧の生成物溜め内
に含まれる生成物ガスを第1カラムの出口に導入して、
第1カラムを逆充填する工程; (iii)供給ガスを第1カラムの入口に所定圧力におい
て導入し、第1カラムの出口から酸素富化ガスの生成物
を回収して、前記酸素富化流を生成物溜めに導入し、生
成物流の一部を第2カラムの出口に導入して、第2カラ
ムをパージし、同時に第2カラムの入口からガスを引き
出して、第2カラムから窒素富化ガスを脱着し、排気す
る工程; (iv)第1カラムの入口からガスを引き出しながら、初
期的に高圧の第1カラムの出口から第2カラムの出口に
ガスを導入して、両カラム内の圧力を実質的に等しくす
る工程; (v)工程(iv)の均圧工程後に、第1吸着カラムの入
口からガスを引き出し続けながら、高圧の生成物溜め内
に含まれる酸素富化生成物ガスを第2カラムの出口に導
入する工程;および、 (vi)供給ガスを第2カラムの入口に前記所定圧力にお
いて導入し、第2カラムの出口から酸素富化ガスの生成
物を回収して、前記酸素富化流を生成物溜めに導入し、
生成物流の一部を第1カラムの出口に導入して、第1カ
ラムをパージし、同時に第1カラムの入口からガスを引
き出して、第1カラムから窒素富化ガスを脱着し、排気
する工程を含み、 生成物溜めから酸素富化生成物ガスを引き出しながら、
前記工程(i)〜(vi)を周期的に反復する前記方法。
1. A method for producing an oxygen-enriched product stream from a feed gas containing at least oxygen and nitrogen using two adsorption columns containing an adsorbent capable of selectively adsorbing nitrogen and a product reservoir. And the following steps: (i) introducing gas from the outlet of the high-pressure second adsorption column to the outlet of the low-pressure first adsorption column while drawing the gas from the inlet of the second adsorption column to substantially reduce the pressure in both columns. (Ii) after the pressure equalization step of step (i), while continuing to draw gas from the inlet of the second adsorption column, the product gas contained in the high-pressure product reservoir is discharged from the outlet of the first column. Introduced to
Backfilling the first column; (iii) introducing the feed gas into the inlet of the first column at a predetermined pressure, recovering the product of the oxygen-enriched gas from the outlet of the first column, and adding the oxygen-enriched stream. Is introduced into the product reservoir, a part of the product stream is introduced into the outlet of the second column, the second column is purged, and at the same time, gas is drawn out from the inlet of the second column and enriched with nitrogen from the second column. A step of desorbing and exhausting the gas; (iv) while introducing the gas from the inlet of the first column, initially introducing the gas from the outlet of the high pressure first column to the outlet of the second column, (V) after the pressure equalizing step of (iv), the oxygen-enriched product gas contained in the high-pressure product reservoir while continuing to draw gas from the inlet of the first adsorption column Is introduced into the outlet of the second column; and (vi The feed gas is introduced at the predetermined pressure to the inlet of the second column, and recovering the product of the oxygen-enriched gas from the outlet of the second column, is introduced into product reservoir the oxygen-enriched stream,
Introducing part of the product stream into the outlet of the first column to purge the first column, at the same time withdrawing gas from the inlet of the first column to desorb and exhaust the nitrogen enriched gas from the first column And withdrawing oxygen-enriched product gas from the product reservoir,
The method wherein the steps (i) to (vi) are cyclically repeated.
【請求項2】 前記供給ガスが約3〜約7psigの圧
力の空気であり、前記吸着剤が約8〜35メッシュのゼ
オライトである請求項1記載の方法。
2. The method of claim 1 wherein the feed gas is air at a pressure of about 3 to about 7 psig and the adsorbent is about 8-35 mesh zeolite.
【請求項3】 前記ゼオライトが約12〜約20メッシ
ュのサイズを有するビーズ又はペレットの形状である請
求項2記載の方法。
3. The method of claim 2, wherein the zeolite is in the form of beads or pellets having a size of about 12 to about 20 mesh.
【請求項4】 前記工程(i)と(iv)とが約2〜6秒
間行われ;前記工程(ii)と(v)とが約1〜5秒間行
われ;前記工程(iii)と(vi)とが約10〜25秒間
行われる請求項1記載の方法。
4. The steps (i) and (iv) are carried out for about 2 to 6 seconds; the steps (ii) and (v) are carried out for about 1 to 5 seconds; the steps (iii) and ( The method of claim 1, wherein vi) and are performed for about 10 to 25 seconds.
【請求項5】 前記工程(i)と(iv)とが約4秒間行
われ;前記工程(ii)と(v)とが約3秒間行われ;前
記工程(iii)と(vi)とが約18秒間行われる請求項
4記載の方法。
5. The steps (i) and (iv) are performed for about 4 seconds; the steps (ii) and (v) are performed for about 3 seconds; and the steps (iii) and (vi) are performed. The method of claim 4, wherein the method is performed for about 18 seconds.
【請求項6】 前記工程(i)と(iv)が両カラム内の
圧力を約470〜約500torrに均圧することを含
み;工程(ii)と(v)における前記生成物ガスが約8
00torrの圧力において導入され;前記供給ガスが
工程(iii)と(vi)とにおいて約3〜7psigの圧
力で導入される請求項1記載の方法。
6. The steps (i) and (iv) include equalizing the pressure in both columns to about 470 to about 500 torr; the product gas in steps (ii) and (v) being about 8
The method of claim 1 wherein the feed gas is introduced at a pressure of 00 torr; and the feed gas is introduced at a pressure of about 3-7 psig in steps (iii) and (vi).
【請求項7】 前記供給ガスが約5psig未満の圧力
である請求項6記載の方法。
7. The method of claim 6, wherein the feed gas is at a pressure less than about 5 psig.
【請求項8】 前記工程(i)から(vi)までが約40
秒未満内に実施される実施される請求項1記載の方法。
8. The steps (i) to (vi) are about 40.
The method of claim 1, wherein the method is performed in less than a second.
【請求項9】 窒素を選択的に吸着しうる吸着剤を含む
2個の吸着カラムと生成物溜めとを用いて少なくとも酸
素と窒素とを含む供給ガスから酸素富化生成物流を製造
する方法において、次の工程: (i)第2吸着カラムの入口からガスを引き出しなが
ら、高圧の第2吸着カラムの出口から低圧の第1吸着カ
ラムの出口にガスを導入し、両カラム内の圧力を実質的
に等しくする工程; (ii)工程(i)の均圧工程後に、第2カラムの入口か
らガスを引き出し続けながら、高圧の生成物溜め内に含
まれる生成物ガスを第1カラムの出口に導入して、第1
カラムを逆充填する工程; (iii)供給ガスを第1カラムの入口に所定圧力におい
て導入し、第1カラムの出口から酸素富化ガス流を引き
出し、前記酸素富化流を生成物溜め中に回収し、同時に
第2カラムの入口からガスを引き出して、第2カラムか
ら窒素富化ガスを脱着し、排気する工程; (iv)供給ガスを第1カラムの入口に所定圧力において
導入し、第1カラムの出口から酸素富化ガス流を引き出
し、前記酸素富化流を生成物溜め中に回収し、同時に第
2カラムの入口からガスを引き出して、第2カラムから
窒素富化ガスを脱着し、排気し続けながら、生成物流の
一部を第2カラムの出口に導入して、第2カラムをパー
ジする工程; (v)第1カラムの入口からガスを引き出しながら、初
期的に高圧の第1カラムの出口から第2カラムの出口に
ガスを導入して、両カラム内の圧力を実質的に等しくす
る工程; (vi)工程(v)の均圧後に、第1カラムの入口からガ
スを引き出し続けながら、高圧の生成物溜め内に含まれ
る酸素富化生成物流を第2カラムの出口に導入する工
程; (vii)供給ガスを第2カラムの入口に所定圧力におい
て導入し、第2カラムの出口から酸素富化ガス流を引き
出し、前記酸素富化流を生成物溜め中に回収し、同時に
第1カラムの入口からガスを引き出して、第1カラムか
ら窒素富化ガスを脱着し、排気する工程;および、 (viii)供給ガスを第2カラムの入口に前記所定圧力に
おいて導入し、第2カラムの出口から酸素富化流を取り
出し、酸素富化ガスを前記生成物溜めに回収し、同時に
第1カラムの入口からガスを引き出して、第2カラムか
ら窒素富化ガスを脱着させ、排気しながら、生成物流の
一部を第1カラムの出口に導入して、第1カラムをパー
ジする工程を含み、 生成物溜めから酸素富化生成物ガスを引き出しながら、
工程(i)〜(viii)を周期的に繰り返す前記方法。
9. A method for producing an oxygen-enriched product stream from a feed gas containing at least oxygen and nitrogen using two adsorption columns containing an adsorbent capable of selectively adsorbing nitrogen and a product reservoir. And the following steps: (i) introducing gas from the outlet of the high-pressure second adsorption column to the outlet of the low-pressure first adsorption column while drawing the gas from the inlet of the second adsorption column to substantially reduce the pressure in both columns. (Ii) after the pressure equalization step of step (i), while continuing to draw gas from the inlet of the second column, the product gas contained in the high pressure product reservoir is discharged to the outlet of the first column. Introduced, first
Backfilling the column; (iii) introducing a feed gas into the inlet of the first column at a predetermined pressure, withdrawing an oxygen-enriched gas stream from the outlet of the first column, the oxygen-enriched stream in the product sump. A step of recovering and at the same time drawing gas from the inlet of the second column to desorb the nitrogen-enriched gas from the second column and exhausting; (iv) introducing the feed gas into the inlet of the first column at a predetermined pressure, An oxygen-enriched gas stream is drawn from the outlet of one column and the oxygen-enriched stream is recovered in a product reservoir, at the same time a gas is drawn from the inlet of the second column to desorb the nitrogen-enriched gas from the second column. A step of introducing a part of the product stream into the outlet of the second column while continuing to exhaust the gas and purging the second column; From the outlet of one column to the second column A step of introducing gas into the mouth to make the pressures in both columns substantially equal; (vi) after the pressure equalization in step (v), while continuing to draw gas from the inlet of the first column, a high-pressure product reservoir Introducing the oxygen-enriched product stream contained therein into the outlet of the second column; (vii) introducing the feed gas into the inlet of the second column at a predetermined pressure, and flowing the oxygen-enriched gas stream from the outlet of the second column. Withdrawing, recovering the oxygen-enriched stream in a product reservoir, at the same time withdrawing gas from the inlet of the first column to desorb and exhaust the nitrogen-enriched gas from the first column; and (viii) supply Gas is introduced into the inlet of the second column at the predetermined pressure, an oxygen-enriched stream is withdrawn from the outlet of the second column, oxygen-enriched gas is recovered in the product reservoir, and at the same time gas is introduced from the inlet of the first column. Pull out and nitrogen rich from the second column Gas is desorbed, while evacuating, introducing a part of the product stream to the outlet of the first column includes the step of purging the first column, while pulling the oxygen-enriched product gas from the reservoir products,
The above method, wherein steps (i) to (viii) are periodically repeated.
【請求項10】 前記供給ガスが約3〜約7psigの
圧力の空気であり、前記吸着剤が約8〜35メッシュの
ゼオライトである請求項9記載の方法。
10. The method of claim 9 wherein said feed gas is air at a pressure of about 3 to about 7 psig and said adsorbent is about 8-35 mesh zeolite.
【請求項11】 前記ゼオライトが約12〜約20メッ
シュのサイズを有するビーズ又はペレットの形状である
請求項11記載の方法。
11. The method of claim 11, wherein the zeolite is in the form of beads or pellets having a size of about 12 to about 20 mesh.
【請求項12】 前記工程(i)と(v)とが約2〜6秒
間行われ;前記工程(ii)と(vi)とが約1〜5秒間行
われ;前記工程(iii)と(vii)とが約8〜20秒間行
われ;工程(iv)と(viii)とが約5〜15秒間行われ
る請求項9記載の方法。
12. The steps (i) and (v) are carried out for about 2 to 6 seconds; the steps (ii) and (vi) are carried out for about 1 to 5 seconds; and the steps (iii) and ( 10. The method of claim 9, wherein vii) is performed for about 8-20 seconds; steps (iv) and (viii) are performed for about 5-15 seconds.
【請求項13】 前記工程(i)と(v)とが約4秒間行
われ;前記工程(ii)と(vi)とが約3秒間行われ;前
記工程(iii)と(vii)とが約3秒間行われ;前記工程
(iv)と(viii)とが約10秒間行われる請求項12記
載の方法。
13. The steps (i) and (v) are performed for about 4 seconds; the steps (ii) and (vi) are performed for about 3 seconds; the steps (iii) and (vii) are performed. 13. The method of claim 12, wherein said steps (iv) and (viii) are performed for about 3 seconds; about 10 seconds.
【請求項14】 前記供給ガスが約5psig未満の圧
力である請求項13記載の方法。
14. The method of claim 13, wherein the feed gas is at a pressure less than about 5 psig.
【請求項15】 前記工程(i)から(viii)までが約
40秒間未満に実施される請求項9記載の方法。
15. The method of claim 9, wherein steps (i) through (viii) are performed in less than about 40 seconds.
【請求項16】 窒素を選択的に吸着しうる吸着剤を含
む2個の吸着カラムと生成物溜めとを用いて少なくとも
酸素と窒素とを含む供給ガスから酸素富化生成物流を製
造する方法において、次の工程: (i)高圧の第2吸着カラムの出口から低圧の第1吸着
カラムの出口にガスを導入する工程; (ii)前記第2吸着カラムの出口から前記第1吸着カラ
ムの出口に、両カラム内の圧力が実質的に等しくなるま
で、ガスを導入し続けながら、同時に第2カラムの入口
からガスを引き出す工程; (iii)工程(ii)の均圧後に、第2カラムの入口から
ガスを引き出し続けながら、高圧の生成物溜め内に含ま
れる生成物ガスを第1カラムの出口に導入して、第1カ
ラムを逆充填する工程; (iv)供給ガスを第1カラムの入口に所定圧力において
導入し、第1カラムの出口から酸素富化ガス流を引き出
し、前記酸素富化流を生成物溜め中に回収し、同時に第
2カラムの入口からガスを引き出して、第2カラムから
窒素富化ガスを脱着し、排気する工程; (v)供給ガスを第1カラムの入口に前記所定圧力にお
いて導入し、第1カラムの出口から酸素富化ガス流を引
き出し、酸素富化流を前記生成物溜め中に回収し、第2
カラムの入口からガスを引き出して、第2カラムから窒
素富化ガスを脱着し、排気し続けながら、生成物流の一
部を第2カラムの出口に導入して、第2カラムをパージ
する工程; (vi)高圧の第1吸着カラムの出口から低圧の第2吸着
カラムの出口にガスを導入する工程; (vii)前記第1吸着カラムの出口から前記第2吸着カ
ラムの出口へ、両カラムの圧力が実質的に等しくなるま
で、ガスを導入し続けながら、同時に第1カラムの入口
からガスを引き出す工程; (viii)工程(vii)の均圧後に、第1カラムの入口か
らガスを引き出し続けながら、高圧の生成物溜め内に含
まれる酸素富化生成物ガスを第2カラムの出口に導入す
る工程; (ix)供給ガスを第2カラムの入口に所定圧力において
導入し、第2カラムの出口から酸素富化流を引き出し、
前記酸素富化流を生成物溜め中に回収し、同時に第1カ
ラムの入口からガスを引き出して、第1カラムから窒素
富化ガスを脱着し、排気する工程;および、 (x)供給ガスを第2カラムの入口に前記所定圧力にお
いて導入し、第2カラムの出口から酸素富化流を引き出
し、酸素富化ガスを前記生成物溜め中に回収し、第1カ
ラムの入口からガスを引き出して、第1カラムから窒素
富化ガスを脱着し、排気し続けながら、生成物流の一部
を第1カラムの出口に導入して、第1カラムをパージす
る工程を含み、 生成物溜めから酸素富化生成物ガスを引き出しながら、
工程(i)から(x)までを周期的に繰り返す前記方法。
16. A method for producing an oxygen-enriched product stream from a feed gas containing at least oxygen and nitrogen using two adsorption columns containing an adsorbent capable of selectively adsorbing nitrogen and a product reservoir. The following steps: (i) introducing gas from the outlet of the high pressure second adsorption column to the outlet of the low pressure first adsorption column; (ii) from the outlet of the second adsorption column to the outlet of the first adsorption column The step of continuously introducing the gas until the pressures in both columns become substantially equal, and simultaneously withdrawing the gas from the inlet of the second column; (iii) after the pressure equalization in step (ii), Introducing the product gas contained in the high-pressure product reservoir into the outlet of the first column while continuing to draw gas from the inlet to backfill the first column; (iv) feed gas of the first column Introduced at a predetermined pressure at the inlet, Withdrawing an oxygen-enriched gas stream from the outlet of the column, collecting said oxygen-enriched stream in the product reservoir, at the same time withdrawing gas from the inlet of the second column to desorb the nitrogen-enriched gas from the second column, Exhausting step; (v) introducing a feed gas into the inlet of the first column at the predetermined pressure, withdrawing an oxygen-enriched gas stream from the outlet of the first column, and recovering the oxygen-enriched stream into the product reservoir. , Second
Withdrawing gas from the inlet of the column to desorb the nitrogen-enriched gas from the second column and, while continuing to exhaust, introduce a portion of the product stream to the outlet of the second column to purge the second column; (Vi) introducing gas from the outlet of the high pressure first adsorption column to the outlet of the low pressure second adsorption column; (vii) from the outlet of the first adsorption column to the outlet of the second adsorption column, Continuously introducing gas from the inlet of the first column while continuing to introduce gas until the pressures become substantially equal; (viii) Continue to withdraw gas from the inlet of the first column after the pressure equalization in step (vii) While introducing the oxygen-enriched product gas contained in the high pressure product reservoir into the outlet of the second column; (ix) introducing the feed gas into the inlet of the second column at a predetermined pressure, Pull the oxygen-enriched stream from the outlet And,
Recovering the oxygen-enriched stream into a product sump, simultaneously withdrawing gas from the inlet of the first column to desorb and exhaust the nitrogen-enriched gas from the first column; and (x) feed gas Introduced at the predetermined pressure at the inlet of the second column, withdrawing an oxygen-enriched stream from the outlet of the second column, collecting oxygen-enriched gas in the product reservoir, and withdrawing gas from the inlet of the first column. , Desorbing the nitrogen-enriched gas from the first column and introducing a part of the product stream into the outlet of the first column while continuously exhausting the gas, and purging the first column. While drawing out the chemical product gas,
The above method, wherein steps (i) to (x) are cyclically repeated.
【請求項17】 前記供給ガスが約3〜約7psigの
圧力の空気であり、前記吸着剤が約8〜35メッシュの
ゼオライトである請求項16記載の方法。
17. The method of claim 16 wherein the feed gas is air at a pressure of about 3 to about 7 psig and the adsorbent is about 8-35 mesh zeolite.
【請求項18】 前記ゼオライトが約12〜約20メッ
シュのサイズを有するビーズ又はペレットの形状である
請求項17記載の方法。
18. The method of claim 17, wherein the zeolite is in the form of beads or pellets having a size of about 12 to about 20 mesh.
【請求項19】 前記工程(i)と(vi)とが約2〜6
秒間行われ;前記工程(ii)と(vii)とが約1〜5秒
間行われ;前記工程(iii)と(viii)とが約1〜5秒
間行われ;前記工程(iv)と(ix)とが約8〜20秒間
行われ;工程(v)と(x)とが約5〜15秒間行われる
請求項16記載の方法。
19. The steps (i) and (vi) are about 2 to 6
Step (ii) and (vii) for about 1 to 5 seconds; steps (iii) and (viii) for about 1 to 5 seconds; steps (iv) and (ix) The method according to claim 16, wherein the steps (v) and (x) are performed for about 5 to 15 seconds.
【請求項20】 前記工程(i)と(vi)とが約4秒間
行われ;前記工程(ii)と(vii)とが約3秒間行わ
れ;前記工程(iii)と(viii)とが約3秒間行われ;
前記工程(iv)と(ix)とが約10秒間行われ;前記工
程(v)と(x)とが約10秒間行われる請求項19記載
の方法。
20. The steps (i) and (vi) are carried out for about 4 seconds; the steps (ii) and (vii) are carried out for about 3 seconds; the steps (iii) and (viii) are carried out. About 3 seconds;
20. The method of claim 19, wherein steps (iv) and (ix) are performed for about 10 seconds; steps (v) and (x) are performed for about 10 seconds.
【請求項21】 前記供給ガスが約5psigの圧力で
ある請求項20記載の方法。
21. The method of claim 20, wherein the feed gas is at a pressure of about 5 psig.
【請求項22】 前記工程(i)から(x)までが約40
秒間未満に実施される請求項16記載の方法。
22. The steps (i) to (x) are about 40.
17. The method of claim 16 performed in less than a second.
【請求項23】 空気の供給流から酸素富化ガス流の連
続製造を実施する系において、次の要素: (a)それぞれ入口と出口とを有し、窒素を吸着する吸
着剤を含み、それぞれ異なる位相で作用するようにプロ
グラムされ、一方の吸着帯が昇圧均圧、逆充填、生産か
ら成る一連の工程の順序を有し、他方の吸着帯がそれと
同期した降圧均圧、排気、パージから成る一連の工程の
順序を有する、1対の吸着帯; (b)酸素富化ガス貯蔵手段; (c)前記両吸着帯の入口に接続し、生産工程の間、吸
着を行う吸着帯の入口に空気流を供給するように設定さ
れたガス供給手段; (d)前記両吸着帯の入口に接続し、管と真空ポンプと
を含み、降圧均圧、排気及びパージを行う吸着帯から、
これらの工程の間、ガスを取り出すように設定された排
気手段; (e)前記両吸着帯の出口を接続し、管と流量制御弁と
を含み、均圧工程の間、前記両吸着帯の出口の間を流体
連絡するように設定された流体連絡手段; (f)前記両吸着帯の出口を前記酸素富化ガス貯蔵手段
に連結する、管と流量制御弁とを含み、逆充填を行う吸
着帯と前記酸素富化ガス貯蔵手段とを、前記逆充填工程
の間、流体連結するように設定された第1流体連絡手
段; (g)前記両吸着帯の出口を前記酸素富化ガス貯蔵手段
に連結する、管と流量制御弁とを含み、パージを行う吸
着帯と前記酸素富化ガス貯蔵手段とを、前記パージ工程
の間、連結するように設定された第2流体連絡手段;及
び (h)(a)及び(c)〜(g)における設定工程を実
施するための制御手段を含む系。
23. In a system for carrying out a continuous production of an oxygen-enriched gas stream from a feed stream of air, the following elements: (a) each having an inlet and an outlet and containing an adsorbent for adsorbing nitrogen, each comprising: Programmed to work in different phases, one adsorption zone has a sequence of steps consisting of pressure boost equalization, backfill, production, and the other adsorption zone is synchronized with the pressure reduction equalization, exhaust, purge. A pair of adsorption zones having a sequence of steps consisting of: (b) oxygen-enriched gas storage means; (c) inlets of adsorption zones connected to the inlets of both adsorption zones for adsorption during the production process. (D) a gas supply means connected to the inlets of both of the adsorption zones, which includes a pipe and a vacuum pump, and which carries out step-down pressure equalization, exhaust and purge,
Evacuation means set to take out gas during these steps; (e) Connecting the outlets of both adsorption zones, including a pipe and a flow control valve, during the pressure equalization step of both adsorption zones Fluid communication means set to fluidly communicate between the outlets; (f) Backfilling, including pipes and flow control valves connecting the outlets of both adsorption zones to the oxygen-enriched gas storage means. First fluid communication means set to fluidly connect the adsorption zone and the oxygen-enriched gas storage means during the backfilling step; (g) the oxygen-enriched gas storage outlets of both adsorption zones Second fluid communication means including a tube and a flow control valve connected to the means, the second fluid communication means configured to connect the adsorption zone for purging and the oxygen-enriched gas storage means during the purging step; (H) Control for performing the setting process in (a) and (c) to (g). A system that includes means.
【請求項24】 前記吸着カラムが約8〜35メッシュ
のゼオライト物質を含む請求項23記載の装置。
24. The apparatus of claim 23, wherein said adsorption column comprises about 8-35 mesh zeolitic material.
【請求項25】 前記ゼオライト物質が12〜20メッ
シュの粒度を有するビーズ又はペレットの形状である請
求項24記載の方法。
25. The method of claim 24, wherein the zeolitic material is in the form of beads or pellets having a particle size of 12-20 mesh.
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