JPH08257340A - Heat recovery in pressure swing type method for adsorption - Google Patents

Heat recovery in pressure swing type method for adsorption

Info

Publication number
JPH08257340A
JPH08257340A JP7072523A JP7252395A JPH08257340A JP H08257340 A JPH08257340 A JP H08257340A JP 7072523 A JP7072523 A JP 7072523A JP 7252395 A JP7252395 A JP 7252395A JP H08257340 A JPH08257340 A JP H08257340A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
feed gas
pressure swing
gas mixture
swing adsorption
heat
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
JP7072523A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Michael John Sinicropi
マイケル・ジョン・シニクロピ
Mark Aaron Timothy
ティモシ・マーク・アーロン
Frederick Wells Leavitt
フレデリック・ウェルズ・レビット
Herbert Raymond Schaub
ハーバート・レイモンド・シャウブ
James Smolarek
ジェイムズ・スモラレク
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Praxair Technology Inc
Original Assignee
Praxair Technology Inc
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 Praxair Technology Inc filed Critical Praxair Technology Inc
Priority to JP7072523A priority Critical patent/JPH08257340A/en
Publication of JPH08257340A publication Critical patent/JPH08257340A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Separation Of Gases By Adsorption (AREA)

Abstract

PURPOSE: To increase energy efficiency of a PSA system by collecting waste heat generated in the PSA system and preheating with this waste heat a supply gas mixture passing to a compressor. CONSTITUTION: Product oxygen from the PSA system is passed through a pipe 1 to a product oxygen compressor 2 and compressed to the desirable level. After passing this compressed oxygen from a pipe 3 to a product heat exchanger 4, the oxygen is supplied from a pipe 5. In the product heat exchange 4 the product oxygen and a cooling fluid are cooled by heat exchanging, the cooling fluid is heated and passed into a heat exchanger 8 for preheating supply air from a pipe 7. Here a supply gas mixture is pre-heated by using the waste heat, while the cooling fluid is cooled again and recycled to the product heat exchanger 4. Consequently the supply gas mixture can reach at a higher temperature than a heated temperature under an environmental condition at lower temperature.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ガス分離のための圧力
スイング式吸着法に関し、特に、圧力スイング式吸着法
における廃熱の回収及び利用に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pressure swing adsorption method for gas separation, and more particularly to recovery and utilization of waste heat in the pressure swing adsorption method.

【0002】[0002]

【従来の技術】圧力スイング式吸着(「PSA」と略称
される)法は、空気分離によって酸素又は窒素ガスを生
成する工程におけるように、ガスを分離し精製するのに
好適な方法である。PSA法は、一般に、(1) 供給ガス
混合物中の吸着され易い成分を過圧即ち高圧(大気圧よ
り高い圧力)(「吸着高圧」と称する)で選択的に吸着
し、吸着されにくい成分を排出する操作と、(2) 吸着さ
れ易い成分を減圧(真空)脱着圧即ち脱着低圧(脱着用
の低圧)で脱着する操作と、(3) 脱着低圧から吸着高圧
にまで再加圧する操作を含む。これらの操作及びその変
型操作は、供給ガス混合物中の吸着され易い成分を選択
的に吸着し、吸着されにくい成分から分離することがで
きる吸着材を収容した1つ以上の吸着床から成るPSA
(圧力スイング式吸着)システムで実施される。PSA
工程の各操作は、各吸着床(単に「床」とも称する)内
で、システム内の他の床の操作順序の実施と相関関係を
なすサイクルベースで(循環態様で)実施される。PS
A法に使用するのに適する吸着材としては、いろいろな
種類のものが市販されているが、好便な吸着材は、供給
空気(原料空気)から窒素を選択的に吸着することがで
きるゼオライト5A又は13X等のゼオライト系モレキ
ュラーシーブ材である。
The pressure swing adsorption (abbreviated as "PSA") method is the preferred method for separating and purifying gases, such as in the process of producing oxygen or nitrogen gas by air separation. In general, the PSA method (1) selectively adsorbs easily adsorbed components in a feed gas mixture at an overpressure, that is, at a high pressure (above atmospheric pressure) (referred to as “adsorption high pressure”), and removes components that are difficult to be adsorbed. Includes operations of discharging, (2) desorbing components that are easily adsorbed under reduced pressure (vacuum) desorption pressure, that is, desorption low pressure (low pressure for desorption), and (3) repressurizing from desorption low pressure to adsorption high pressure. . These operations, and variants thereof, comprise a PSA consisting of one or more adsorbent beds containing adsorbents that selectively adsorb easily adsorbed components in the feed gas mixture and can be separated from less adsorbed components.
(Pressure swing adsorption) system. PSA
Each operation of the process is carried out within each adsorption bed (also referred to simply as "bed") on a cycle basis (in a cyclical manner) that correlates with the performance of the operating order of the other beds in the system. PS
Although various kinds of adsorbents suitable for use in the method A are commercially available, a convenient adsorbent is a zeolite capable of selectively adsorbing nitrogen from supply air (raw material air). It is a zeolite-based molecular sieve material such as 5A or 13X.

【0003】PSAシステムの作動においては、吸着時
に熱が放出され、脱着時には吸着材によって熱が吸収さ
れる。従って、吸着床の温度は、吸着操作中は上昇し、
脱着操作中は低下する。例えば空気から酸素及び、又は
窒素を生成するための代表的なPSA工程においては、
吸着操作中のガスの前方向(順方向)流れ流量が、脱着
操作中のガスの後方向(順方向)流れの流量を上回るの
で、熱の正味前方向流れが存在し、それによって、PS
Aシステムに用いられる吸着床の平均温度を低下させる
傾向がある。
In operation of the PSA system, heat is released during adsorption and absorbed by the adsorbent during desorption. Therefore, the temperature of the adsorption bed rises during the adsorption operation,
It decreases during the desorption operation. For example, in a typical PSA process for producing oxygen and / or nitrogen from air,
Since the forward (forward) flow rate of the gas during the adsorption operation exceeds the backward (forward) flow rate of the gas during the desorption operation, there is a net forward flow of heat, which causes PS
It tends to lower the average temperature of the adsorption beds used in the A system.

【0004】PSA工程、特に、最近の高性能吸着材
(供給ガス中の吸着され易い成分に対して強力な吸着性
を有する吸着材、例えば、LiX、CaX、又はナトリ
ウム型ゼオライトのイオン交換によって調製されたその
他のゼオライト)を用いたPSA工程は、吸着材の温度
に極めて敏感である。減圧即ち真空(大気圧より低い)
脱着低圧が使用される真空圧力スイング式吸着(「VP
SA」と略称される)工程を含め、PSA工程は、吸着
床内の温度がある特定の温度であるときに最も有利に作
動すると考えられる。フィールドテストによって得られ
たデータは、吸着床内のこの最適温度の制御を行わなけ
れば、10%以上もの性能変動(性能低下)が起り得る
ことを示している。高性能吸着材を用いるVPSAシス
テムは、在来のPSAシステムと比較して低い圧力比
(吸着高圧と脱着低圧との比)を用いるように留意する
ことが肝要である。その結果として、供給空気送給機械
即ち圧縮機が発生する圧縮熱による熱の量が比較的少な
くなる。この熱が、供給空気の温度を規定し、ひいては
吸着材の温度を規定する。従って、供給空気及び吸着材
の温度は、主として、周囲条件の関数である。高性能吸
着材がその所望の性能を発揮するにはある特定の温度を
必要とすることがあるので、供給空気圧縮機によって供
給される熱の他に、吸着材に熱を加える能率的な方法を
見出すことが重要になることがしばしばある。
Prepared by the PSA process, especially by the ion exchange of modern high performance adsorbents (adsorbents with strong adsorbents for easily adsorbed components in the feed gas, eg LiX, CaX, or sodium type zeolites). The PSA process using other zeolites) is very sensitive to the temperature of the adsorbent. Reduced pressure or vacuum (lower than atmospheric pressure)
Vacuum pressure swing adsorption (“VP
The PSA process, including the process referred to as "SA" for short), is believed to operate most advantageously when the temperature in the adsorbent bed is at a certain temperature. The data obtained by the field tests show that if this optimum temperature in the adsorption bed is not controlled, performance fluctuations (performance deterioration) of 10% or more can occur. It is important to note that VPSA systems that use high performance adsorbents use a lower pressure ratio (higher adsorption to desorption lower pressure) compared to conventional PSA systems. As a result, the amount of heat due to the heat of compression generated by the supply air delivery machine or compressor is relatively low. This heat defines the temperature of the supply air and thus the temperature of the adsorbent. Thus, the feed air and adsorbent temperatures are primarily a function of ambient conditions. Since a high performance adsorbent may require a certain temperature to achieve its desired performance, an efficient method of adding heat to the adsorbent in addition to the heat supplied by the feed air compressor. Often it is important to find out.

【0005】供給空気の温度は周囲温度の変化に依存し
ているので、供給空気の圧縮熱だけでは、必ずしも所望
の吸着床温度レベルを得るのに十分でない場合がある。
温暖な周囲条件の下では、供給空気送給機械からの圧縮
熱が吸着材を周囲温度より高い所望のレベルにまで十分
に加熱するのに十分な熱を発生するので、十分な吸着材
温度レベルが自然に得られる。しかしながら、圧縮熱が
そのような熱創生目的を充足するのに十分でない場合
は、吸着材温度を昇温し、システム性能を最適化するに
は、吸着材、又は温度供給空気又は他の供給ガスを加熱
するための他の手段を設けなければならない。その場
合、温暖な周囲温度条件及び冷温周囲温度条件を特定の
温度に関連づけしないように留意すべきである。本発明
の目的のためには、供給空気からの圧縮熱が最適の吸着
床温度を得るのに十分な熱を発生する場合は温暖条件が
存在し、システム性能を最適なプロセス温度を得るため
にVPSA又はPSAシステムに熱を加える他の何らか
の手段が必要とされる場合は冷温条件が存在すると考え
ればよい。
Since the temperature of the feed air depends on changes in ambient temperature, the heat of compression of the feed air alone may not always be sufficient to achieve the desired adsorbent bed temperature level.
Adequate adsorbent temperature levels are provided under warm ambient conditions because the heat of compression from the feed air delivery machine generates sufficient heat to heat the adsorbent sufficiently above the ambient temperature to the desired level. Is naturally obtained. However, if the heat of compression is not sufficient to meet such a thermogenic purpose, then the adsorbent, or temperature-supplied air or other supply should be used to raise the adsorbent temperature and optimize system performance. Other means for heating the gas must be provided. In that case, care should be taken not to associate warm and cold ambient temperature conditions with a particular temperature. For the purposes of the present invention, warm conditions exist when the heat of compression from the feed air produces sufficient heat to obtain the optimum adsorbent bed temperature, and system performance is optimized to obtain the optimum process temperature. Cold conditions may be considered to be present if VPSA or some other means of applying heat to the PSA system is required.

【0006】最適条件より低い温度で作動している吸着
床に熱を供給するための試みは従来から行われている。
そのための熱源としては供給空気からの圧縮熱が望まし
いが、この圧縮熱を増大させる満足な手段はまだ見出さ
れていない。吸着床の入口に対流熱交換器を配置するこ
とが提案されている。対流熱交換器は、発生した熱流を
分配する働きもする。又、熱いプロセスガスを用いて吸
着床に直接熱伝達させることも提案されている。
Attempts have been made in the prior art to provide heat to adsorbent beds operating at suboptimal temperatures.
Although compression heat from the supply air is desirable as a heat source for that purpose, a satisfactory means for increasing the compression heat has not yet been found. It has been proposed to place a convection heat exchanger at the inlet of the adsorption bed. The convection heat exchanger also serves to distribute the heat flow generated. It has also been proposed to use a hot process gas to transfer heat directly to the adsorption bed.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、当該技
術分野においてPSA又はVPSAの工程性能を高める
目的で吸着材の温度を制御するための改良された手段を
求める要望は、依然として存在する。従って、本発明の
課題は、吸着材の温度を制御するための改良された手段
を提供することである。
However, there remains a need in the art for improved means for controlling the temperature of adsorbents for the purpose of enhancing the process performance of PSA or VPSA. It is therefore the object of the present invention to provide an improved means for controlling the temperature of the adsorbent.

【0008】本発明の目的は、PSA/VPSA法によ
る空気又はその他のガス分離工程において吸着材の温度
を制御するための改良された方法及びシステムを提供す
ることである。本発明の他の目的は、所望の吸着材温度
条件で作動するPSA/VPSAシステムのエネルギー
効率を高めるための改良された方法及びシステムを提供
することである。
It is an object of the present invention to provide an improved method and system for controlling the temperature of adsorbents in the process of air or other gas separation by the PSA / VPSA method. Another object of the present invention is to provide an improved method and system for increasing the energy efficiency of PSA / VPSA systems operating at desired adsorbent temperature conditions.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明は、PSA又はV
PSAシステムの性能を高めるために該システム自体に
おいて発生する低級廃熱を利用することによって上記課
題を解決する。そのような廃熱は、本発明によらない場
合は、企図される空気又はその他のガス分離工程の目的
には利用されることなく失われるのであるが、本発明の
教示に従って利用されることによりシステムのエネルギ
ー効率を、従って、システムの全体性能を向上させるこ
とができる。
The present invention is a PSA or V
The above problem is solved by utilizing the low-grade waste heat generated in the PSA system itself in order to enhance the performance of the PSA system. Such waste heat, if not in accordance with the present invention, is lost without being utilized for the purposes of the air or other gas separation process contemplated, but by utilizing it in accordance with the teachings of the present invention. The energy efficiency of the system and thus the overall performance of the system can be improved.

【0010】本発明は、PSA又はVPSA法による空
気又は他のガス分離工程において従来技術では失われて
いた廃熱を回収して利用することによって上記目的を達
成する。供給空気(原料空気)又は他の供給ガス(原料
ガス)は、供給ブロアによってPSA又はVPSAシス
テムの吸着床へ送給されるが、本発明によれば、供給ブ
ロアへ送られる供給空気又は供給ガスを予備加熱するた
めに上記の廃熱を利用する。この廃熱の回収及び利用に
よって空気又は他のガス分離工程のエネルギー効率を高
めることができる。更に、供給ブロアへ送られる供給空
気又は他の供給ガスの温度を高めることにより、PSA
/VPSAシステムへ通される圧縮供給ガスを、単に周
囲温度条件下で供給ガスを圧縮することだけで得られる
温度より高い温度にすることができ、それによって所望
の吸着床温度を得ることができる。従って、低い周囲温
度条件下で本発明を実施した場合、所望の吸着床温度を
得るための有利な手段が提供される。かくして、本発明
は、供給ガスを所望の吸着高圧レベルに達するまで圧縮
する操作中に発生した圧縮熱がPSA/VPSAシステ
ムの最適作動のための望ましい温度条件を得るのに十分
でない場合はいつでも、好便な能率的な態様で所望の温
度条件を得ることを可能にする。
The present invention achieves the above objectives by recovering and utilizing the waste heat lost in the prior art in the air or other gas separation process by the PSA or VPSA process. Feed air (feed air) or other feed gas (feed gas) is delivered to the adsorption bed of the PSA or VPSA system by a feed blower, but according to the present invention, the feed air or feed gas fed to the feed blower. Use the waste heat described above to preheat. The recovery and utilization of this waste heat can increase the energy efficiency of the air or other gas separation process. In addition, by increasing the temperature of the feed air or other feed gas sent to the feed blower, the PSA
/ The compressed feed gas passed to the VPSA system can be at a temperature higher than that obtained by simply compressing the feed gas under ambient temperature conditions, thereby obtaining the desired bed temperature. . Thus, when the present invention is carried out under low ambient temperature conditions, it provides an advantageous means for obtaining the desired bed temperature. Thus, the present invention provides that whenever the heat of compression generated during the operation of compressing the feed gas to reach the desired adsorption high pressure level is not sufficient to obtain the desired temperature conditions for optimal operation of the PSA / VPSA system. It makes it possible to obtain the desired temperature conditions in a convenient and efficient manner.

【0011】[0011]

【実施例】添付図の図1に例示された本発明の実施例に
おいては、PSA又はVPSAシステムからの生成物酸
素(単に「生成物」、「酸素」、「生成物ガス」、「酸
素ガス」又は「ガス」とも称する)を導管1を通して生
成物酸素圧縮機2へ送り、所望のレベルにまで圧縮す
る。この圧縮された酸素を導管3を通して生成物熱交換
器4へ送り、そこから生成物酸素は導管5を通して回収
して顧客又は所望の使用部署へ送給する。熱交換器4に
おいて、生成物酸素を、その圧縮熱を回収するために、
導管6を通して送られる冷却流体(好ましくは、水)と
の熱交換によって冷却させる。一方、冷却流体は、熱交
換器4内で加熱した後、そこから導管7を通して供給空
気予備加熱用熱交換器(単に「予備加熱器」とも称す
る)8へ送る。次いで、冷却流体を熱交換器8内で冷却
した後、そこから導管9を通して生成物熱交換器4へ再
循環する。随意選択として、導管9内を通る流体の流れ
は、生成物熱交換器4へ再循環させる前に、他の熱交換
器又は冷却塔へ通してもよい。供給空気(原料空気)
は、導管10によって予備加熱用熱交換器8へ通して予
備加熱した後導管11を通し供給空気ブロア(圧縮機)
12へ送って所望の吸着操作レベルにまで圧縮し、次い
で、導管13を通して空気分離及び生成物酸素の回収の
ために作動中のPSA又はVPSAシステムへ送給す
る。
EXAMPLES In the embodiment of the invention illustrated in FIG. 1 of the accompanying drawings, the product oxygen from the PSA or VPSA system (simply “product”, “oxygen”, “product gas”, “oxygen gas”). Or “gas”) is sent through conduit 1 to the product oxygen compressor 2 and compressed to the desired level. This compressed oxygen is sent to the product heat exchanger 4 via conduit 3 from which the product oxygen is recovered via conduit 5 for delivery to the customer or desired department of use. In the heat exchanger 4, in order to recover the product oxygen, the heat of compression thereof,
It is cooled by heat exchange with a cooling fluid (preferably water) sent through conduit 6. On the other hand, the cooling fluid, after being heated in the heat exchanger 4, is sent from there through the conduit 7 to the supply air preheating heat exchanger (also simply referred to as “preheater”) 8. The cooling fluid is then cooled in the heat exchanger 8 and then recirculated from there through the conduit 9 to the product heat exchanger 4. Optionally, the fluid flow through conduit 9 may be passed to another heat exchanger or cooling tower prior to being recycled to product heat exchanger 4. Supply air (raw material air)
Is preheated by passing through the conduit 10 to the preheating heat exchanger 8 and then through the conduit 11 to supply air blower (compressor)
It is sent to 12 to be compressed to the desired adsorption operating level and then to a working PSA or VPSA system for air separation and product oxygen recovery through conduit 13.

【0012】図1の実施例では、PSA又はVPSAシ
ステムへの供給空気を予備加熱するのに使用するため
に、バイパス制御手段を用いて予備加熱用熱交換器8内
で回収された廃熱の量を好便に制御することができる。
この目的のために、導管7を通して予備加熱用熱交換器
8へ送られる加熱された冷却流体の一部分をバイパスさ
せるためにバイパス制御弁15を有するバイパス導管1
4を用いることができる。比較的温暖な周囲条件下で
は、導管10を通る供給空気の予備加熱用熱交換器8内
での予備加熱の量は少なくてよく、予備加熱用熱交換器
8に通されて僅かに予備加熱されただけで、その後供給
空気ブロア12によって圧縮されれば、供給空気は下流
のPSA又はVPSAシステムにおいて所望の温度条件
を得るのに望ましい温度で導管13を通して送られる。
又、本発明の変型実施例として、廃熱の回収及び利用に
よって供給空気を伸び加熱する必要なしに供給空気の圧
縮だけでPSA又はVPSA空気分離工程中所望の温度
条件を得るのに十分であるような温暖な周囲温度条件下
では、導管3を通る圧縮生成物酸素の全部又は一部を熱
交換器4を迂回してバイパスさせることもできる。
In the embodiment of FIG. 1, of the waste heat recovered in the preheating heat exchanger 8 using the bypass control means for use in preheating the feed air to the PSA or VPSA system. The amount can be conveniently controlled.
To this end, a bypass conduit 1 having a bypass control valve 15 for bypassing a portion of the heated cooling fluid that is sent through conduit 7 to preheating heat exchanger 8.
4 can be used. Under relatively warm ambient conditions, the amount of preheating of the feed air through the conduit 10 in the preheating heat exchanger 8 may be small and may be passed through the preheating heat exchanger 8 to slightly preheat it. Once done, and then compressed by the feed air blower 12, the feed air is sent through conduit 13 at a temperature desired to obtain the desired temperature conditions in the downstream PSA or VPSA system.
Also, as a modified embodiment of the present invention, compression of the supply air alone without the need to extend and heat the supply air by recovery and utilization of waste heat is sufficient to obtain the desired temperature conditions during the PSA or VPSA air separation process. Under such warm ambient temperature conditions, all or part of the compressed product oxygen through conduit 3 may be bypassed by heat exchanger 4.

【0013】図1に示されたの実施例の実施において、
供給空気(又は他の供給ガス)を供給空気ブロア12へ
送る前に上述した予備加熱用熱交換器8のような熱交換
器によって加熱するための熱媒体として、生成物後冷却
器(アフタークーラー)、生成物圧縮機に接続された中
間冷却器(インタークーラー)又はその他の熱交換器、
生成物昇圧圧縮機、又は脱着用減圧ブロア(真空ポン
プ)・オイル冷却器ユニットから流出する高温の冷却流
体を用いることができることは当業者には明らかであろ
う。このように供給空気を供給空気ブロア12へ送る前
に熱交換させることによって、供給空気と高温の水又は
その他の加熱された冷却流体との間に最大の温度差を設
定することができ、それによって、供給空気(又は他の
供給ガス)と冷却流体との間に最も能率的な熱伝達を達
成することができる。圧縮された供給空気との熱交換だ
けで十分な吸着材温度が得られるような特定の条件の場
合も存在するであろうが、供給空気の圧縮だけで得られ
る熱の量は、本発明に従って廃熱により供給空気ブロア
12の上流側で供給空気を加熱する場合に比べて少な
い。
In the implementation of the embodiment shown in FIG.
A product aftercooler (aftercooler) as a heat carrier for heating the feed air (or other feed gas) by a heat exchanger, such as the preheating heat exchanger 8 described above, before sending it to the feed air blower 12. ), An intercooler or other heat exchanger connected to the product compressor,
It will be apparent to those skilled in the art that the product booster compressor, or the hot chilled fluid exiting the decompression vacuum blower (vacuum pump) oil cooler unit can be used. This heat exchange of the feed air prior to feeding it to the feed air blower 12 allows a maximum temperature difference to be established between the feed air and the hot water or other heated cooling fluid, which Allows the most efficient heat transfer between the feed air (or other feed gas) and the cooling fluid to be achieved. Although there may be certain conditions in which sufficient adsorbent temperature is obtained by heat exchange with the compressed feed air alone, the amount of heat obtained by compression of the feed air alone is in accordance with the present invention. This is less than when the supply air is heated on the upstream side of the supply air blower 12 by the waste heat.

【0014】以上の説明から明らかなように、本発明を
適用する必要性の有無を最初に見定める必要がある。こ
の目的のために、まず、所望の吸着床温度を得るのに必
要とされる供給物(供給空気又は他の供給ガス)温度を
測定する。例えば、あるVPSAシステムの平均供給圧
(システムへ供給される供給空気の平均圧力)が5ps
ig(0.35Kg/cm2 )であるとすれば、供給空
気をその圧力レベルにまで圧縮したときの圧縮熱による
温度上昇は、約50°F(27.8°C)となる。この
温度上昇の値は、本発明のこの例の場合のようにブロア
の製造メーカーに尋けば分かるが、あるいは、供給空気
ブロアとそのモータの効率を推測することができるの
で、それに基づいて供給空気へのエネルギー移入の量を
容易に算出することができる。この温度上昇の値を知れ
ば、PSA/VPSAシステムの吸着床への供給空気の
入口温度(導入温度)を所望の吸着温度とするためには
供給空気に熱を加えなければならないかどうかを知るこ
とができる。例えば、ある特定の空気分離工程にとって
最適の供給空気温度が100°F(37.8°C)であ
るとして、供給空気ブロア及びPSA又はVPSAシス
テムが50°F(10°C)より低い周囲温度に露呈さ
れるとすれば、その望ましい最適供給空気温度(100
°F(37.8°C))を得るには、供給空気に熱を加
える必要がある。供給空気の質量流量を計算することに
よって、所望の吸着温度を得るのに必要とされる追加の
熱の量を容易に決定することができる。本発明は、図1
に示される実施例のように、さもなくば失われる廃熱を
効果的に利用することによって、空気又はその他のガス
分離のためのPSA/VPSA工程のエネルギー効率及
びそのプロセス性能を最適化する働きをし、それによっ
て、望ましいPSA技術を実際の商業用ガス分離工程に
用いることの全体的な技術的及び経済的適性を高める。
As is clear from the above description, it is necessary to first determine whether or not there is a need to apply the present invention. For this purpose, first the feed (feed air or other feed gas) temperature required to obtain the desired bed temperature is measured. For example, the average supply pressure of a certain VPSA system (the average pressure of the supply air supplied to the system) is 5 ps.
ig (0.35 Kg / cm 2 ), the temperature rise due to the heat of compression when the feed air is compressed to its pressure level is about 50 ° F. (27.8 ° C.). The value of this temperature rise can be found by consulting with the blower manufacturer as in the case of this example of the present invention, or the efficiency of the supply air blower and its motor can be inferred, so The amount of energy transfer into the air can be easily calculated. By knowing the value of this temperature rise, it is possible to know whether or not heat must be added to the feed air in order to bring the inlet temperature (introduction temperature) of the feed air to the adsorption bed of the PSA / VPSA system to the desired adsorption temperature. be able to. For example, assuming that the optimum feed air temperature for a particular air separation process is 100 ° F (37.8 ° C), the feed air blower and PSA or VPSA system may have an ambient temperature below 50 ° F (10 ° C). Exposure to the desired optimum supply air temperature (100
To obtain ° F (37.8 ° C), it is necessary to add heat to the feed air. By calculating the mass flow rate of the feed air, the amount of additional heat needed to obtain the desired adsorption temperature can be easily determined. The present invention is shown in FIG.
To optimize the energy efficiency of the PSA / VPSA process for air or other gas separation and its process performance by effectively utilizing the waste heat that would otherwise be lost, as in the example shown in FIG. Thereby increasing the overall technical and economic suitability of using the desired PSA technology in an actual commercial gas separation process.

【0015】図2に例示された本発明の実施例において
は、供給空気又は他の供給ガスを所望の吸着高圧レベル
にまで圧縮する前に予備加熱するための廃熱回収源とし
て減圧ブロア(真空ポンプ)の排出物分離器からの温か
いドレン水を用いる。この水は、減圧ブロア用シール水
と、空気又はガス分離工程において脱着成分から分離さ
れた水を含み、別個のドレン水収集容器に集めることが
できる。
In the embodiment of the invention illustrated in FIG. 2, a vacuum blower (vacuum) as a waste heat recovery source for preheating feed air or other feed gas prior to compression to the desired adsorption high pressure level. Use warm drain water from the pump) effluent separator. This water contains the seal water for the vacuum blower and the water separated from the desorbed components in the air or gas separation step, and can be collected in a separate drain water collection container.

【0016】図2の実施例においては、吸着材から脱着
された吸着され易い成分を、導管22からの上記減圧ブ
ロア用シール水と共に導管21を通して減圧ブロア(真
空ポンプ)23へ送る。減圧ブロアの排出物は、脱着低
圧(減圧)で導管24を通して慣用の排出物分離器25
へ送り、そこから、分離すべき供給ガス混合物中の吸着
され易い成分を導管26を通して抽出する。供給空気中
の吸着されにくい成分として酸素を生産するための空気
分離工程においては、上記脱着された吸着され易い成分
は窒素であり、窒素は、通常、廃物として排出される。
In the embodiment of FIG. 2, the easily adsorbed components desorbed from the adsorbent are sent to the decompression blower (vacuum pump) 23 through the conduit 21 together with the decompression blower sealing water from the conduit 22. The effluent of the vacuum blower is desorbed at low pressure (vacuum) through conduit 24 to a conventional effluent separator 25.
From which the susceptible components in the feed gas mixture to be separated are extracted via conduit 26. In the air separation step for producing oxygen as a component that is difficult to be adsorbed in the supply air, the desorbed component that is easily adsorbed is nitrogen, and nitrogen is usually discharged as waste.

【0017】排出物分離器25からの温かいドレン水
は、導管27を通してドレン水収集容器28に集める。
本発明の熱回収目的のために、この温かいドレン水を水
溜めポンプ30によって導管29を通して予備加熱用熱
交換器(単に「予備加熱器」とも称する)31へポンプ
送りする。予備加熱用熱交換器31内で熱を放出するこ
とによって冷却されたドレン水は、導管32を通して排
出する。PSA工程によって分離すべき供給空気又は他
の供給ガスは、導管33によって予備加熱用熱交換器3
1へ通し、予備加熱用熱交換器31内で予備加熱した
後、導管34を通して供給物ブロア(圧縮機)35へ送
って圧縮し、導管36を通して所望の吸着高圧でPSA
/VPSAシステムへ供給する。
The warm drain water from the effluent separator 25 is collected in a drain water collection vessel 28 via conduit 27.
For purposes of the heat recovery of the present invention, this warm drain water is pumped by a sump pump 30 through conduit 29 to a preheat heat exchanger (also referred to simply as "preheater") 31. The drain water cooled by releasing heat in the preheating heat exchanger 31 is discharged through the conduit 32. The feed air or other feed gas to be separated by the PSA process is fed via the conduit 33 to the preheating heat exchanger 3
1 and then preheated in the preheating heat exchanger 31 and then sent to a feed blower (compressor) 35 through a conduit 34 for compression and PSA at a desired adsorption high pressure through a conduit 36.
/ VPSA system.

【0018】温かいドレン水の熱量は、本発明によらざ
ればPSA工程の低級廃熱として失われるが、本発明の
実施においては、周囲温度条件が低いために供給ガスの
圧縮熱だけでは所望の温度レベルが得られない場合に、
所望のPSA温度条件を得ることができるようにそのよ
うな廃熱を有利に効率的に利用することができる。
According to the present invention, the calorific value of the warm drain water is lost as low-grade waste heat of the PSA step. However, in the practice of the present invention, the compression heat of the feed gas alone is desirable because of low ambient temperature conditions. If no temperature level is available,
Such waste heat can be advantageously and efficiently utilized so that the desired PSA temperature conditions can be obtained.

【0019】本発明の目的にとって有用な熱は、放射熱
源からもいろいろな態様で収集することができる。例え
ば、プロセスブロア及びそのための駆動モータ、生成物
圧縮機、閉ループ冷却システムの各機器、プロセス配
管、流体導入及び排出のための各種補助機器等のいろい
ろなプロセス機器から回収可能な対流及び放射廃熱源が
提供される。
The heat useful for the purposes of the present invention can also be collected in various ways from radiant heat sources. For example, convection and radiant waste heat sources recoverable from various process equipment such as process blowers and drive motors therefor, product compressors, closed loop cooling system equipment, process piping, various auxiliary equipment for fluid introduction and discharge, etc. Will be provided.

【0020】図3に示されるように、PSA/VPSA
システムのための導入供給空気又は他の供給ガスを予備
加熱するために放射廃熱を有利に利用するべく捕捉する
ようにPSA/VPSAシステムの機器の一部又は全部
を密閉するために囲い建物又は囲いハウジング(単に
「囲い」とも称する)を用いることができる。囲い建物
は、断熱処理された囲いとすることができる。この囲い
建物内に捕捉された熱を利用して、好便に、入来供給空
気又はガスを加熱する。囲い内に入口フィルタを配置す
ることによって、全体のシステムの密閉された(囲われ
た)部分から放射されて捕捉された熱は、直接供給ガス
(空気)に伝達された後、供給ガス(空気)は供給ガス
(空気)ブロア(圧縮機)へ送られる。即ち、図3の実
施例では、囲い43はVPSA空気分離システムの構成
機器の全部を囲うのに使用されており、供給空気は、導
管41を通して囲い43内に配置された入口フィルタ4
2へ送給する。供給空気は、入口フィルタ42から導管
44を通して供給空気ブロア(圧縮機)45へ送り、そ
こから、圧縮された所望の吸着高圧の供給空気を、弁4
7を備えた導管46を通して第1吸着床(吸着材の床又
は層、単に「床」とも称する)48へ、又は、弁47a
を備えた導管46aを通して図示の2床式VPSAシス
テム(2つの吸着床を備えた2床式VPSAシステム)
の第2吸着床48aへ供給する。供給空気流を必要に応
じて放出するために分流又はバイパスさせることができ
るようにアンローダー(放出)弁50を有する供給物ア
ンローダー(放出)導管49が導管46から分岐されて
いる。
As shown in FIG. 3, PSA / VPSA
Enclosures to seal some or all of the equipment of the PSA / VPSA system to capture the radiant waste heat for advantageous use to preheat incoming feed air or other feed gas for the system, or An enclosure housing (also simply referred to as an "enclosure") can be used. The enclosure can be an insulated enclosure. The heat trapped within the enclosure is conveniently used to heat the incoming supply air or gas. By placing the inlet filter in the enclosure, the heat radiated and trapped from the enclosed (enclosed) part of the overall system is transferred directly to the feed gas (air) and then the feed gas (air). ) Is sent to the feed gas (air) blower (compressor). That is, in the embodiment of FIG. 3, the enclosure 43 is used to enclose all of the components of the VPSA air separation system and the feed air is fed through the conduit 41 to the inlet filter 4 located in the enclosure 43.
Send to 2. The feed air is sent from the inlet filter 42 through a conduit 44 to a feed air blower (compressor) 45, from which the compressed adsorbed high pressure feed air is fed to the valve 4.
7 through a conduit 46 with a first adsorbent bed (adsorbent bed or layer, also referred to simply as "bed") 48, or valve 47a.
Two-bed VPSA system shown (through two-bed VPSA system with two adsorption beds) through conduit 46a
To the second adsorption bed 48a. A feed unloader conduit 49 having an unloader valve 50 is branched from conduit 46 so that the feed air stream can be split or bypassed for discharge as needed.

【0021】供給空気中の吸着されにくい成分(供給空
気から窒素を選択的に吸収するために慣用のゼオライト
系モレキュラーシーブが用いられる場合は、酸素)を、
VPSA工程の吸着生成物回収操作中、床48から弁5
1を備えた導管67を通して、又、床48aから弁51
aを備えた導管導管68を通して回収する。図示の実施
例では、酸素を導管67又は68から弁53を備えた導
管52を通して生成物酸素貯留容器54へ送る。生成物
酸素は、この生成物酸素貯留容器54から生成物酸素ブ
ロアユニット56を有する導管55を通して囲い43か
ら生成物酸素顧客又はVPSAシステムの生成物酸素の
使用部署へ送給される。
A component which is difficult to be adsorbed in the supply air (oxygen when a conventional zeolitic molecular sieve is used to selectively absorb nitrogen from the supply air)
During the adsorption product recovery operation of the VPSA process, from the bed 48 to the valve 5
1 through conduit 67 and from floor 48a to valve 51.
Collect through conduit 68 with a. In the illustrated embodiment, oxygen is delivered from conduit 67 or 68 to product oxygen reservoir 54 through conduit 52 with valve 53. Product oxygen is delivered from this product oxygen storage vessel 54 through a conduit 55 having a product oxygen blower unit 56 from enclosure 43 to the product oxygen customer or product oxygen use department of the VPSA system.

【0022】この種のVPSAシステムにおいて周知の
ように、そのVPSAシステムにおいて実施される任意
のVPSA空気分離工程で用いられる特定の操作手順に
よっては、生成物酸素を吸着床48,48aの一方の吸
着床の頂端即ち生成物流出端から他方の吸着床へ導管6
7,68を通して送ることができ、あるいは、生成物酸
素貯留容器54から生成物酸素の一部分を導管52を通
して一方の又は他方の吸着床へ戻すことができる。
As is well known in this type of VPSA system, depending on the particular operating procedure used in any VPSA air separation process performed in that VPSA system, product oxygen is adsorbed to one of the adsorption beds 48, 48a. Conduit 6 from the top of the bed or product outlet to the other bed
7, 68, or a portion of the product oxygen from the product oxygen reservoir 54 may be returned via conduit 52 to one or the other adsorbent bed.

【0023】図に示されるように、供給空気中のガス、
例えば吸着され易い窒素成分は、吸着床内の吸着材から
脱着された後、吸着床48の底端から弁58を有する導
管57を通して減圧ブロア(真空ポンプ)59へ吸引す
ることができる。同様に、吸着され易い窒素成分は、吸
着床48aの底端からも弁58aを有する導管57aを
通して減圧ブロア59へ吸引することができる。減圧ブ
ロア59からの排出物は、導管60を通して排出物分離
器61へ排出させ、そこから導管62を通して廃棄する
か、あるいは、所望の使用に供するために排出する。一
方、排出物分離器61からのドレン水は、ドレン水収集
容器64に収集するために別個に導管63を通して抽出
する。
As shown in the figure, the gas in the supply air,
For example, the nitrogen component that is easily adsorbed can be sucked from the bottom end of the adsorption bed 48 to the decompression blower (vacuum pump) 59 through the conduit 57 having the valve 58 after being desorbed from the adsorbent in the adsorption bed. Similarly, the nitrogen component which is easily adsorbed can also be sucked from the bottom end of the adsorption bed 48a to the decompression blower 59 through the conduit 57a having the valve 58a. The effluent from the vacuum blower 59 is discharged through a conduit 60 to an effluent separator 61 from which it is either disposed of through a conduit 62 or discharged for desired use. On the other hand, drain water from effluent separator 61 is separately extracted through conduit 63 for collection in drain water collection container 64.

【0024】囲い43を使用することにより、熱を回収
するための他の方法を使用することも可能になる。例え
ば、上述したドレン水収集容器64に熱交換器ユニット
65を組み合わせることができる。図示の実施例のよう
に、熱交換器ユニット65は、熱が該ユニットから囲い
43の内部全体に亙って放射されるようにファンとフィ
ン付き熱交換器とのユニットとすることができ、それに
よって、熱を囲い43の内部から供給空気ブロア45に
より入口フィルタ42を通して吸入するようにすること
ができる。ドレン水は、その熱を囲い43へ放出するた
めに熱交換器ユニット65に通された後、好便に導管6
6を通してドレン又は所望の使用部署へ排出することが
できる。
The use of enclosure 43 also allows the use of other methods for heat recovery. For example, the heat exchanger unit 65 can be combined with the drain water collecting container 64 described above. As in the illustrated embodiment, the heat exchanger unit 65 can be a fan and finned heat exchanger unit such that heat is radiated from the unit through the entire interior of the enclosure 43, Thereby, heat can be drawn from inside the enclosure 43 by the supply air blower 45 through the inlet filter 42. The drain water is expediently passed through the heat exchanger unit 65 to release its heat to the enclosure 43, after which the conduit 6 is expediently
It can be discharged to the drain or a desired use department through 6.

【0025】当業者には明らかなように、PSA/VP
SA吸着床を所望の最適温度にするのに要する熱が比較
的少量である場合は、例えば上記囲い43内にPSA/
VPSAシステムの前部ではなく一部分だけを加工こと
によって、PSA/VPSAシステムの一部分だけから
放射される熱を利用するようにすることも本発明の範囲
内である。排出物分離器62から排出される温かいドレ
ン水から熱を回収するのは、廃熱回収の好便な望ましい
方法である。囲い、望ましくは断熱処理された囲い43
内に上記ドレン水収集容器64を配置することは、供給
空気(ガス)ブロアへ送る供給空気(ガス)を予備加熱
するために廃熱を回収する手段として好ましい手段であ
る。その場合、温かいドレン水からの熱の回収を容易に
し、増大させるために上記ファン付き、フィン付き熱交
換器ユニット65又は他の熱交換器を用いても、用いな
くてもよい。
Those skilled in the art will appreciate that PSA / VP
If the heat required to bring the SA adsorption bed to the desired optimum temperature is relatively small, for example PSA /
It is also within the scope of the invention to utilize heat radiated from only a portion of the PSA / VPSA system by machining only a portion of the VPSA system rather than the front. Recovering heat from the warm drain water discharged from the effluent separator 62 is a convenient and desirable method of waste heat recovery. Enclosure, preferably an adiabatic enclosure 43
Arranging the drain water collecting container 64 therein is a preferable means for recovering waste heat for preheating the supply air (gas) fed to the supply air (gas) blower. In that case, the fanned, finned heat exchanger unit 65 or other heat exchangers described above may or may not be used to facilitate and increase the recovery of heat from the warm drain water.

【0026】本出願の請求項に記載された本発明の範囲
から逸脱することなく、本発明の細部にいろいろな変更
及び改変を加えることができることは、当業者には明ら
かであろう。従って、本発明は、使用される特定のPS
A又はVPSA工程に限定されるものではなく、空気の
分離にも、その他のガスの分離にも適用することがで
き、使用される特定の作動条件、例えば特定の吸着高圧
及び脱着低圧に限定されるものではない。更に、本発明
の実施において捕捉され利用される廃熱は、上述した低
級廃熱、及び、吸着システム全体のうちの一部分におい
て発生する他の低級廃熱のうちの1つ又はそれらの組み
合わせであってもよい。ここでいう「低級廃熱」とは、
PSA/VPSAシステムにおいて発生する熱であり、
従来技術では失われていたが、効率的に捕捉することが
でき、供給ガスを供給ガス圧縮機(ブロア)へ通す前に
予備加熱するのに利用することができる任意の熱源のこ
とである。
It will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made in the details of the invention without departing from the scope of the invention as set forth in the claims of this application. Therefore, the present invention is directed to the particular PS used.
It is not limited to A or VPSA processes, but can be applied to air separation as well as other gas separations and is limited to the particular operating conditions used, such as the particular adsorption high pressure and desorption low pressure. Not something. Further, the waste heat captured and utilized in the practice of the present invention is one or a combination of the lower waste heat described above and other lower waste heat generated in a portion of the overall adsorption system. May be. "Low-grade waste heat" here means
Heat generated in the PSA / VPSA system,
Lost in the prior art, any heat source that can be efficiently captured and available to preheat the feed gas before passing it to the feed gas compressor (blower).

【0027】本発明の実施にはいろいろな廃熱源を用い
ることができる。例えば、生成物として酸素を得るPS
A/VPSAシステムにおいては廃物流は、囲い建物内
へ安全に排出することができない窒素豊富流れである
が、本発明によれば、廃窒素豊富流れ内に存在する廃熱
を適当な熱交換を介してある種の液体を加熱するのに利
用することができ、その加熱された液体を、分離すべき
供給空気を予備加熱するための熱源とすることができ
る。あるいは又、廃熱は、PSA/VPSA工程の始動
時に、又は、生成物品質の変動時に除去される酸素のオ
フライン放出流れから回収することもできる。ただし、
図3の実施例に示されるように、供給空気の流れを直接
囲い建物内へ放出してもよい。なぜなら、供給空気は有
害ではなく、PSA/VPSA工程の処理サイクル中生
じる供給空気圧縮機(ブロア)のアイドリング運転中に
空気の圧縮によって若干の熱を生じるからである。
A variety of waste heat sources may be used in the practice of the present invention. For example, PS that obtains oxygen as a product
In the A / VPSA system, the waste stream is a nitrogen-rich stream that cannot be safely discharged into the enclosed building. According to the present invention, the waste heat present in the waste nitrogen-rich stream is appropriately heat-exchanged. Can be used to heat certain liquids through which the heated liquids can serve as a heat source for preheating the feed air to be separated. Alternatively, the waste heat can be recovered from the off-line release stream of oxygen that is removed at PSA / VPSA process start-up or during product quality fluctuations. However,
As shown in the embodiment of FIG. 3, the flow of supply air may be discharged directly into the enclosed building. This is because the feed air is not harmful and some heat is generated by the compression of the air during the idling operation of the feed air compressor (blower) that occurs during the treatment cycle of the PSA / VPSA process.

【0028】[0028]

【発明の効果】本発明の実施においては、供給ガス(空
気)を予備加熱するために回収され利用される廃熱は、
通常、供給ガスの温度を少くとも10°F(5.6°
C)、一般的には80°F(44.8°C)以下、最も
一般的には約20〜50°F(11.2〜27.8°
C)だけ上昇させるように規定される。周囲温度条件が
例えば0°F(−17.8°C)であるときは、供給ガ
スの温度を約70°F(39.2°C)にまで上昇させ
るために廃熱を利用することが望ましいであろう。ある
いは、周囲温度条件が30°F(−1.1°C)である
ときは、供給ガスの温度を約40〜60°F(22.4
〜33.6°C)だけ上昇させるために廃熱を回収する
ことが望ましいであろう。いずれにしても、入口(導
入)ガス温度を外部からの加熱なしに上昇させるために
PSA/VPSAシステム自体に発生する低級廃熱を利
用するということは、供給ガスの圧縮等のためにより多
くの仕事が費やされるとしても、PSA/VPSA全体
の性能を驚くほど向上させることが判明した。
In the practice of the present invention, the waste heat recovered and utilized to preheat the feed gas (air) is
Normally, the temperature of the feed gas is at least 10 ° F (5.6 ° C).
C), typically below 80 ° F (44.8 ° C), most commonly about 20-50 ° F (11.2-27.8 °).
It is regulated to raise only C). When the ambient temperature conditions are, for example, 0 ° F (-17.8 ° C), waste heat may be utilized to raise the temperature of the feed gas to about 70 ° F (39.2 ° C). Would be desirable. Alternatively, when the ambient temperature condition is 30 ° F (-1.1 ° C), the temperature of the feed gas is about 40-60 ° F (22.4).
It would be desirable to recover waste heat to raise by ~ 33.6 ° C). In any case, utilizing the lower waste heat generated in the PSA / VPSA system itself to raise the inlet (introduced) gas temperature without external heating means that more of the feed gas is compressed, etc. It was found to surprisingly improve the overall performance of the PSA / VPSA, even if the work is spent.

【0029】叙上のように、PSA/VPSAシステム
内のいろいろな熱源からの廃熱を回収し、その廃熱を供
給ガス(空気)ブロアへ送られる供給ガス(空気)を予
備加熱するのに利用することは、外部エネルギーを系内
に加える方法に比べてプロセス性能及びエネルギー効率
を著しく高める。本発明は、更に、吸着材の熱伝達量を
増大させるために吸着床の複雑な形状や、プロセス操作
の改変や、系内の質量流量の減少等を必要としないとい
う利点をももたらす。
As mentioned above, to recover waste heat from various heat sources in the PSA / VPSA system and to preheat the feed gas (air) sent to the feed gas (air) blower. Utilization significantly enhances process performance and energy efficiency compared to methods of adding external energy into the system. The present invention also provides the advantage of not requiring complicated adsorbent bed geometries, modification of process operations, reduction of mass flow within the system, etc. to increase heat transfer of the adsorbent.

【0030】外部エネルギーを系内に加える方法に比べ
て本発明の廃熱回収の経済的利点を具体的に説明するた
めに、以下のことを指摘しておきたい。周囲空気の温度
が10°F(−12.2°C)である場合、VPSAの
通常の供給空気ブロアの排出温度(ブロアから排出され
る供給空気の温度)は約60°F(15.6°C)であ
る。即ち、供給空気は、供給空気ブロアによって圧縮さ
れた結果として周囲温度より50°F(27.8°C)
昇温されて排出される。本発明とは異なり、もし、10
0°F(37.8°C)の望ましい供給空気温度を得る
ために、供給空気ブロアへの入口(導入)空気にではな
く、ブロアから排出された圧縮済み供給空気に熱を加え
るとすると、それに随伴する稼働コスト及び改変装置コ
ストは2倍にもなる。
The following points should be pointed out in order to specifically explain the economic advantage of the waste heat recovery of the present invention as compared with the method of adding external energy into the system. When the temperature of the ambient air is 10 ° F (-12.2 ° C), the discharge temperature of the normal supply air blower of the VPSA (the temperature of the supply air discharged from the blower) is about 60 ° F (15.6). ° C). That is, the supply air is 50 ° F (27.8 ° C) above ambient temperature as a result of being compressed by the supply air blower.
It is heated and discharged. Unlike the present invention, if 10
To obtain the desired feed air temperature of 0 ° F (37.8 ° C), if heat is added to the compressed feed air discharged from the blower, rather than to the inlet (introduction) air to the feed air blower, The associated operating costs and modification device costs are doubled.

【0031】PSAシステムの性能を改善するための従
来の試みにおいては、廃熱回収は考えられていなかっ
た。なぜなら、PSAシステムは資本集約度(初期製造
コスト)の高いシステムであるため、システムの総経費
を軽減するために資本経費(システムの製造コスト)を
節減することが常に目標とされてきたからである。確か
に、廃熱を回収するためには、ある程度の追加の資本支
出(装置コストの増大)は避けられない。そのために、
従来は、廃熱回収のための装置の改変は、見過ごされて
おり、供給ガスを圧縮する前に予備加熱するために低級
廃熱を捕捉して利用するという技術思想は想到されなか
った。しかしながら、PSA性能の上述した10%の低
下を回避することの利益は、廃熱回収のための追加の資
本支出を相殺して余りあることが判明した。更に、本発
明は、そのような利益を、他の熱源に比べて熱伝達能力
の低い低級廃熱を効率的に捕捉して利用することによっ
て実現することを可能にする。熱交換量を最大限にする
ために低温の入口供給空気をさもなくば(本発明によら
ざれば)廃棄されてしまう廃熱で予備加熱すること、及
び、囲い建物を、入口供給空気を吸引することができる
ヒートシンクとして使用することは、熱利用の上で非常
に望ましい利点をもたらし、その結果、エネルギー効率
を高め、驚くほどPSA/VPSAの性能を高める。
Waste heat recovery has not been considered in previous attempts to improve the performance of PSA systems. This is because the PSA system is a system with high capital intensity (initial manufacturing cost), and it has always been a goal to reduce the capital cost (system manufacturing cost) in order to reduce the total cost of the system. . Certainly, some additional capital expenditure (increased equipment cost) is inevitable to recover waste heat. for that reason,
Conventionally, the modification of the device for waste heat recovery has been overlooked, and the technical idea of capturing and utilizing the lower waste heat for preheating before compressing the feed gas has not been conceived. However, the benefits of avoiding the above-mentioned 10% reduction in PSA performance have been found to outweigh the additional capital outlay for waste heat recovery. Furthermore, the present invention enables such benefits to be realized by efficiently capturing and utilizing low-grade waste heat, which has a lower heat transfer capacity than other heat sources. Preheating the cold inlet supply air with waste heat that would otherwise be discarded (according to the invention) to maximize the amount of heat exchange and sucking the enclosure into the inlet supply air Can be used as a heat sink, which provides a highly desirable advantage in heat utilization, resulting in increased energy efficiency and surprisingly enhanced PSA / VPSA performance.

【0032】当業者には明らかなように、最適なPSA
性能を達成するのに望ましい温度条件が吸着床内に設定
されるように供給ガス(空気)に所望の予備加熱を与え
るために、ここに開示されたいろいろな廃熱回収技術の
任意の組み合わせを用いることができる。本発明に実施
ににおいて2つ以上の廃熱回収源を用いる場合は、供給
ガス(空気)予備加熱のための所要量の熱を供給するた
めに、それらの廃熱回収源の組み合わせを設定したり、
解除したりするように制御することができる。
As will be apparent to those skilled in the art, the optimal PSA
Any combination of the various waste heat recovery techniques disclosed herein may be used to provide the desired preheat to the feed gas (air) such that the temperature conditions desired to achieve performance are set in the adsorption bed. Can be used. If more than one waste heat recovery source is used in the practice of the invention, a combination of those waste heat recovery sources is set up to provide the required amount of heat for feed gas (air) preheating. Or
It can be controlled to be released.

【0033】以上の説明では、本発明は、特に酸素を生
成するためのPSA空気分離工程に適用される場合につ
いて説明されたが、窒素を供給ガス混合物中の吸着され
易い成分としてヘリウム又は水素から分離する工程や、
窒素又は酸素のどちらかを供給空気中の吸着され易い成
分として空気から窒素を分離する工程等の他のいろいろ
なガス分離工程に適用することができる。
In the above description, the present invention has been described especially as applied to a PSA air separation process for producing oxygen, but nitrogen is used as the adsorbable component in the feed gas mixture from helium or hydrogen. The process of separating,
Either nitrogen or oxygen can be applied to various other gas separation processes such as a process of separating nitrogen from air as a component which is easily adsorbed in the supply air.

【0034】本発明は、PSAシステム内に発生する廃
熱を捕捉して利用する極めて有利な手段を提供する。系
外からの熱の追加を必要としない、本発明による廃熱の
好便な回収と、その効率的な利用は、PSA工程のエネ
ルギー効率を高め、しかもそれと同時に、PSAシステ
ムの全体性能を向上させる。
The present invention provides a highly advantageous means of capturing and utilizing waste heat generated within the PSA system. The convenient recovery and efficient use of waste heat according to the present invention, which does not require the addition of heat from outside the system, enhances the energy efficiency of the PSA process and at the same time improves the overall performance of the PSA system. Let

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

【図1】図1は、PSA又はVPSAシステムの生成物
圧縮機又はブロアから回収された廃熱を利用して供給空
気ブロアへ送られる供給空気を予備加熱するようにした
本発明の一実施例の流れ図である。
FIG. 1 is an embodiment of the invention in which waste heat recovered from a product compressor or blower of a PSA or VPSA system is utilized to preheat the feed air delivered to the feed air blower. 2 is a flowchart of.

【図2】図2は、PSA又はVPSAシステムの減圧ブ
ロアからの排出物を分離することによって生じるドレン
水に存在する廃熱を利用して供給空気ブロアへ送られる
供給空気を予備加熱するようにした本発明の別の実施例
の流れ図である。
FIG. 2 uses the waste heat present in drain water produced by separating the effluent from a vacuum blower of a PSA or VPSA system to preheat the feed air sent to the feed air blower. 6 is a flowchart of another embodiment of the present invention.

【図3】図3は、PSA又はVPSAシステムの供給空
気ブロアへ送られる供給空気を予備加熱するのに使用す
るための廃熱をPSA又はVPSAシステムの全体又は
一部分から回収するために断熱囲いを用いるようにした
本発明の別の実施例の流れ図である。
FIG. 3 illustrates an adiabatic enclosure for recovering waste heat from all or a portion of a PSA or VPSA system for use in preheating feed air to a feed air blower of the PSA or VPSA system. 4 is a flow chart of another embodiment of the present invention adapted for use.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2:生成物酸素圧縮機 4:生成物熱交換器 8:供給空気予備加熱用熱交換器(予備加熱器) 12:供給空気ブロア(圧縮機) 14:バイパス導管 15:バイパス制御弁 23:減圧ポンプ(真空ポンプ) 25:排出物分離器 28:ドレン水収集容器 31:供給空気予備加熱用熱交換器(予備加熱器) 35:供給空気ブロア(圧縮機) 42:入口フィルタ 43:囲い 45:供給空気ブロア(圧縮機) 48:第1吸着床 48a:第2吸着床 59:減圧ポンプ(真空ポンプ) 61:排出物分離器 64:ドレン水収集容器 65:熱交換器ユニット 2: Product oxygen compressor 4: Product heat exchanger 8: Heat exchanger for supply air preheating (preheater) 12: Supply air blower (compressor) 14: Bypass conduit 15: Bypass control valve 23: Decompression Pump (vacuum pump) 25: Effluent separator 28: Drain water collecting container 31: Heat exchanger for supply air preheating (preheater) 35: Supply air blower (compressor) 42: Inlet filter 43: Enclosure 45: Supply air blower (compressor) 48: first adsorption bed 48a: second adsorption bed 59: decompression pump (vacuum pump) 61: discharge separator 64: drain water collection container 65: heat exchanger unit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フレデリック・ウェルズ・レビット アメリカ合衆国ニューヨーク州アマスト、 サンドリジ・ドライブ114 (72)発明者 ハーバート・レイモンド・シャウブ アメリカ合衆国ニューヨーク州イーストア マスト、サンバースト・サークル185 (72)発明者 ジェイムズ・スモラレク アメリカ合衆国ニューヨーク州ボストン、 リーブラ・ロード6730 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued Front Page (72) Inventor Frederick Wells Levit, Sandriji Drive, Amast, NY, USA 114 (72) Inventor Herbert Raymond Schaub, East Amast, NY, USA Sunburst Circle 185 (72) ) Inventor James Smolarek 6730 Libra Road, Boston, NY, USA

Claims (20)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 吸着され易い成分と吸着されにくい成分
を含有した供給ガス混合物中の該吸着され易い成分を選
択的に吸着することができる吸着材を有する少くとも1
つの吸着床を備えた圧力スイング式吸着システムにおい
て該供給ガス混合物から該吸着され易い成分を分離する
ための圧力スイング式吸着方法であって、 各吸着床においてサイクルベースで実施される、 (1)供
給ガス混合物を吸着高圧で前記吸着床の供給端へ導入
し、該吸着床の反対端から前記吸着されにくい成分を抽
出する操作と、(2) 該吸着床の供給端から吸着され易い
成分を排出することによって該吸着床の圧力を脱着低圧
にまで減圧させる操作と、(3) 前記操作(1) において供
給ガス混合物を吸着床へ通す前に該供給ガス混合物を供
給ガス圧縮機によって前記吸着高圧にまで圧縮すること
により該吸着床を該吸着高圧にまで再加圧するととも
に、該供給ガス混合物を供給ガス圧縮機での圧縮によっ
て生じる圧縮熱によって加熱する操作とを含む圧力スイ
ング式吸着方法において、 (a) 該圧力スイング式吸着システム全体又はその一部分
において発生する廃熱を捕捉し、(b) 該捕捉された廃熱
を利用して前記供給ガス圧縮機へ送られる前記供給ガス
混合物を予備加熱し、該廃熱によって予備加熱された供
給ガス混合物を該供給ガス圧縮機で加圧し、かつ、圧縮
熱によって加熱した後、該供給ガス混合物を吸着高圧で
前記吸着床へ送り、もって、該圧力スイング式吸着方法
のエネルギー効率が高められ、前記廃熱の回収により、
前記供給ガス混合物が、低温の周囲温度条件下で該供給
ガス混合物の圧縮だけによって加熱される温度より高い
温度に達することができるようにし、それによって該圧
力スイング式吸着方法の性能を高めることを特徴とする
圧力スイング式吸着方法。
1. An at least one adsorbent having an adsorbent capable of selectively adsorbing the easily adsorbed component in a feed gas mixture containing an easily adsorbed component and an easily adsorbed component.
A pressure swing adsorption method for separating the easily adsorbed component from the feed gas mixture in a pressure swing adsorption system with two adsorption beds, which is carried out on a cycle basis in each adsorption bed, (1) An operation of introducing a feed gas mixture into the feed end of the adsorption bed at an adsorption high pressure and extracting the component that is difficult to be adsorbed from the opposite end of the adsorption bed, and (2) a component that is easily adsorbed from the feed end of the adsorption bed. The operation of reducing the pressure of the adsorption bed to a desorption low pressure by discharging, (3) the adsorption of the feed gas mixture by the feed gas compressor before passing the feed gas mixture to the adsorption bed in the operation (1). Repressurizing the adsorption bed to the adsorption high pressure by compressing it to a high pressure and heating the feed gas mixture by the heat of compression generated by compression in a feed gas compressor; In the pressure swing adsorption method including: (a) capturing the waste heat generated in the entire pressure swing adsorption system or a part thereof, and (b) sending it to the feed gas compressor by utilizing the captured waste heat. Preheat the feed gas mixture, pressurize the feed gas mixture preheated with the waste heat with the feed gas compressor, and heat with the heat of compression, and then adsorb the feed gas mixture with adsorption high pressure Sent to the bed, thereby increasing the energy efficiency of the pressure swing adsorption method, and by recovering the waste heat,
Allowing the feed gas mixture to reach a temperature above the temperature at which it is heated only by compression of the feed gas mixture under cold ambient temperature conditions, thereby enhancing the performance of the pressure swing adsorption process. Characteristic pressure swing adsorption method.
【請求項2】 前記吸着床の反対端から抽出された前記
吸着されにくい成分を、該圧力スイング式吸着システム
から回収する前に、より高い圧力レベルにまで圧縮し、
(a) 吸着されにくい成分の該圧縮によって生じた圧縮熱
を冷却流体に伝達するために該圧縮された吸着されにく
い成分を熱交換器へ通す操作と、(b)前記供給ガス混合
物を前記供給ガス圧縮機へ通す前に前記吸着されにくい
成分の前記圧縮熱を該供給ガス混合物へ伝達するため
に、前記熱交換器において吸着されにくい成分との熱交
換によって加熱された冷却流体を予備加熱器へ通す操作
を含むことを特徴とする請求項1に記載の圧力スイング
式吸着方法。
2. The less adsorbed component extracted from the opposite end of the adsorption bed is compressed to a higher pressure level prior to recovery from the pressure swing adsorption system,
(a) an operation of passing the compressed hard-to-adsorb component to a heat exchanger to transfer the compression heat generated by the compression of the hard-to-adsorb component to a cooling fluid; and (b) supplying the feed gas mixture. A preheater of a cooling fluid heated by heat exchange with the less adsorbed component in the heat exchanger to transfer the heat of compression of the less adsorbed component to the feed gas mixture before passing through the gas compressor. The pressure swing adsorption method according to claim 1, further comprising:
【請求項3】 前記加熱された冷却流体から前記供給ガ
ス混合物へ伝達される熱の量を調節するように該加熱さ
れた冷却流体の一部を前記予備加熱器を迂回させてバイ
パスさせる操作を含むことを特徴とする請求項2に記載
の圧力スイング式吸着方法。
3. An operation of bypassing a portion of the heated cooling fluid by bypassing the preheater so as to regulate the amount of heat transferred from the heated cooling fluid to the feed gas mixture. The pressure swing adsorption method according to claim 2, wherein the adsorption method includes the pressure swing adsorption method.
【請求項4】 前記脱着低圧は、大気圧より低い圧力で
あることを特徴とする請求項2に記載の圧力スイング式
吸着方法。
4. The pressure swing adsorption method according to claim 2, wherein the desorption low pressure is a pressure lower than atmospheric pressure.
【請求項5】 前記吸着され易い成分をプロセスブロア
を通して吸引し、該吸着され易い成分から温かいドレン
水を分離し、前記供給ガス混合物を前記供給ガス圧縮機
へ通す前に該温かいドレン水からの廃熱を該供給ガス混
合物に伝達するために該温かいドレン水を予備加熱器へ
通すことを特徴とする請求項4に記載の圧力スイング式
吸着方法。
5. The hot adsorbent component is aspirated through a process blower to separate warm drain water from the adsorbable component, and the feed gas mixture from the hot drain water is passed through the feed gas compressor. 5. The pressure swing adsorption process of claim 4, wherein the warm drain water is passed to a preheater to transfer waste heat to the feed gas mixture.
【請求項6】 前記供給ガス混合物を前記供給ガス圧縮
機へ通す前に該供給ガス混合物を予備加熱するのに使用
するために前記圧力スイング式吸着システムの構成機器
から生じる熱を捕捉するように該圧力スイング式吸着シ
ステムの全部又は一部分を囲い内に配置することを特徴
とする請求項1に記載の圧力スイング式吸着方法。
6. To capture the heat generated from the components of the pressure swing adsorption system for use in preheating the feed gas mixture prior to passing the feed gas mixture to the feed gas compressor. The pressure swing adsorption method according to claim 1, wherein all or a part of the pressure swing adsorption system is arranged in an enclosure.
【請求項7】 前記吸着され易い成分を大気圧より低い
脱着低圧でプロセスブロアを通して吸引し、前記吸着さ
れにくい成分から温かいドレン水を分離し、該温かいド
レン水を前記囲い内に配置されたドレン水収集容器へ通
し、前記供給ガス圧縮機へ送られる前記供給ガス混合物
を加熱するために該温かいドレン水から放射される廃熱
を用いることを特徴とする請求項6に記載の圧力スイン
グ式吸着方法。
7. The component which is easily adsorbed is sucked through a process blower at a desorption and low pressure lower than atmospheric pressure to separate warm drain water from the component which is difficult to be adsorbed, and the warm drain water is disposed in the enclosure. 7. The pressure swing adsorption of claim 6, wherein waste heat radiated from the warm drain water is used to heat the feed gas mixture that is passed to a water collection vessel and sent to the feed gas compressor. Method.
【請求項8】 前記供給ガス混合物を前記囲い内に配置
された入口フィルタを通して吸引することを特徴とする
請求項7に記載の圧力スイング式吸着方法。
8. The pressure swing adsorption process of claim 7, wherein the feed gas mixture is drawn through an inlet filter located within the enclosure.
【請求項9】 前記供給ガス混合物は、空気であること
を特徴とする請求項7に記載の圧力スイング式吸着方
法。
9. The pressure swing adsorption method according to claim 7, wherein the supply gas mixture is air.
【請求項10】 該圧力スイング式吸着方法の操作サイ
クルの遊び運転期間中前記供給空気を前記圧縮機から前
記囲い内へ放出することを特徴とする請求項9に記載の
圧力スイング式吸着方法。
10. The pressure swing adsorption method according to claim 9, wherein the supply air is discharged from the compressor into the enclosure during an idle operation period of an operation cycle of the pressure swing adsorption method.
【請求項11】 前記温かいドレン水からの廃熱を前記
囲い内の雰囲気中へ回収するのを容易にするために該温
かいドレン水を該囲い内に配置された熱交換器に通すこ
とを特徴とする請求項7に記載の圧力スイング式吸着方
法。
11. The warm drain water is passed through a heat exchanger located within the enclosure to facilitate recovery of waste heat from the warm drain water into the atmosphere within the enclosure. The pressure swing adsorption method according to claim 7.
【請求項12】 吸着され易い成分と吸着されにくい成
分を含有した供給ガス混合物中の該吸着され易い成分を
選択的に吸着することができる吸着材を有する少くとも
1つの吸着床を備えており、該供給ガス混合物から該吸
着され易い成分を分離するための圧力スイング式吸着シ
ステムであって、 各吸着床において、 (1)供給ガス混合物を吸着高圧で前
記吸着床の供給端へ導入し、該吸着床の反対端から前記
吸着されにくい成分を抽出する操作と、(2) 該吸着床の
供給端から吸着され易い成分を排出することによって該
吸着床の圧力を脱着低圧にまで減圧させる操作と、(3)
前記操作(1) において供給ガス混合物を吸着床へ通す前
に該供給ガス混合物を該圧力スイング式吸着システムの
一部を構成する供給ガス圧縮機によって前記吸着高圧に
まで圧縮することにより該吸着床を該吸着高圧にまで再
加圧する操作をサイクルベースで実施するようになされ
た圧力スイング式吸着システムにおいて、 (a) 該圧力スイング式吸着システム全体又はその一部分
において発生する廃熱を捕捉するための機械的手段と、
(b) 前記供給ガス圧縮機へ送られる前記供給ガス混合物
を予備加熱するために該捕捉された廃熱を利用するため
の手段を含み、それによって、該供給ガス圧縮機へ送ら
れる供給ガス混合物を予備加熱するために該圧力スイン
グ式吸着システム内に発生した廃熱を効率的に利用し、
もって、該圧力スイング式吸着システムのエネルギー効
率及び全体性能を高めることを特徴とする圧力スイング
式吸着システム。
12. At least one adsorption bed having an adsorbent capable of selectively adsorbing the easily adsorbed components in a feed gas mixture containing components that are easily adsorbed and components that are not easily adsorbed. A pressure swing adsorption system for separating the easily adsorbed components from the feed gas mixture, wherein in each adsorption bed, (1) introducing the feed gas mixture at the adsorption high pressure to the feed end of the adsorption bed, An operation of extracting the component that is difficult to be adsorbed from the opposite end of the adsorption bed, and (2) an operation of reducing the pressure of the adsorption bed to a desorption low pressure by discharging a component that is easily adsorbed from the supply end of the adsorption bed And (3)
In the operation (1), the adsorbent bed is compressed by compressing the feed gas mixture to the adsorbed high pressure by a feed gas compressor forming a part of the pressure swing adsorption system before the adsorbent bed is passed through the adsorbent bed. In a pressure swing type adsorption system adapted to carry out the operation of repressurizing the pressure swing type to the adsorption high pressure on a cycle basis, (a) for trapping waste heat generated in the entire pressure swing type adsorption system or a part thereof. Mechanical means,
(b) including means for utilizing the captured waste heat to preheat the feed gas mixture sent to the feed gas compressor, whereby the feed gas mixture sent to the feed gas compressor. Efficiently utilize the waste heat generated in the pressure swing adsorption system to preheat the
Accordingly, the pressure swing adsorption system is characterized by enhancing the energy efficiency and the overall performance of the pressure swing adsorption system.
【請求項13】 (a) 前記吸着されにくい成分を該圧力
スイング式吸着システムから回収する前に該吸着されに
くい成分の圧力レベルを増大するための圧縮手段と、
(b) 該圧縮手段において該吸着されにくい成分の圧縮に
よって生じた圧縮熱を該圧縮手段から冷却流体に伝達す
るための熱交換器と、(c) 前記供給ガス混合物を前記供
給ガス圧縮機へ通す前に前記冷却流体から該供給ガス混
合物へ前記圧縮熱を伝達するための予備加熱器を含むこ
とを特徴とする請求項12に記載の圧力スイング式吸着
システム。
13. (a) a compression means for increasing the pressure level of the less adsorbed component before recovering the less adsorbed component from the pressure swing adsorption system;
(b) a heat exchanger for transferring the compression heat generated by the compression of the component that is difficult to be adsorbed in the compression means to the cooling fluid from the compression means, and (c) the feed gas mixture to the feed gas compressor. 13. The pressure swing adsorption system of claim 12 including a preheater for transferring the heat of compression from the cooling fluid to the feed gas mixture prior to passage.
【請求項14】 前記予備加熱器において前記冷却流体
から前記供給ガス混合物へ伝達される熱の量を調節する
ために該冷却流体の一部を該予備加熱器を迂回させてバ
イパスさせるための制御手段を含むことを特徴とする請
求項13に記載の圧力スイング式吸着システム。
14. A control for diverting a portion of the cooling fluid to the preheater to regulate the amount of heat transferred from the cooling fluid to the feed gas mixture in the preheater. 14. The pressure swing adsorption system of claim 13, including means.
【請求項15】 該圧力スイング式吸着システムは、大
気圧より低い脱着低圧で作動するようになされており、
(a) 前記吸着床から前記吸着され易い成分を吸引するた
めのプロセスブロアと、(b) 該吸着され易い成分をそれ
に帯同されている温かいドレン水から分離するための分
離器と、(c) 前記供給ガス圧縮機の上流において該温か
いドレン水からの廃熱を前記供給ガス混合物に伝達する
ための予備加熱器を含むことを特徴とする請求項12に
記載の圧力スイング式吸着システム。
15. The pressure swing adsorption system is adapted to operate at desorption low pressures below atmospheric pressure,
(a) a process blower for sucking the easily adsorbed component from the adsorbent bed, (b) a separator for separating the easily adsorbed component from warm drain water carried by it, (c) 13. The pressure swing adsorption system of claim 12, including a preheater for transferring waste heat from the warm drain water upstream of the feed gas compressor to the feed gas mixture.
【請求項16】 該圧力スイング式吸着システムの全部
又は一部分を囲う囲いが設けられており、該圧力スイン
グ式吸着システムの構成機器から生じる熱を、前記供給
ガス圧縮機の上流において該供給ガス混合物を予備加熱
するのに使用するために捕捉するように該圧力スイング
式吸着システムの全部又は一部分が該囲い内に配置され
ていることを特徴とする請求項12に記載の圧力スイン
グ式吸着システム。
16. An enclosure is provided that encloses all or part of the pressure swing adsorption system, and heat generated from the components of the pressure swing adsorption system is transferred to the feed gas mixture upstream of the feed gas compressor. 13. The pressure swing adsorption system of claim 12, wherein all or a portion of the pressure swing adsorption system is positioned within the enclosure for capture for use in preheating.
【請求項17】 該圧力スイング式吸着システムは、大
気圧より低い脱着低圧で作動するようになされており、
(a) 前記吸着床から前記吸着され易い成分を吸引するた
めのプロセスブロアと、(b) 該吸着され易い成分をそれ
に帯同されている温かいドレン水から分離するための分
離器と、(c) 該温かいドレン水からの回収廃熱を、前記
供給ガス圧縮機へ送られる前記供給ガス混合物を加熱す
るのに使用するために前記囲い内に配置されたドレン水
収集容器を含むことを特徴とする請求項16に記載の圧
力スイング式吸着システム。
17. The pressure swing adsorption system is adapted to operate at desorption low pressures below atmospheric pressure,
(a) a process blower for sucking the easily adsorbed component from the adsorbent bed, (b) a separator for separating the easily adsorbed component from warm drain water carried by it, (c) Characterized in that it comprises a drain water collecting vessel arranged in the enclosure for using the recovered waste heat from the warm drain water for heating the feed gas mixture fed to the feed gas compressor. The pressure swing adsorption system according to claim 16.
【請求項18】 前記供給ガス混合物のための入口フィ
ルタが前記囲い内に配置されていることを特徴とする請
求項17に記載の圧力スイング式吸着システム。
18. The pressure swing adsorption system of claim 17, wherein an inlet filter for the feed gas mixture is located within the enclosure.
【請求項19】 前記供給ガス圧縮機の遊び運転期間中
前記供給ガス混合物を前記囲い内へ放出するための放出
手段を含むことを特徴とする請求項16に記載の圧力ス
イング式吸着システム。
19. The pressure swing adsorption system of claim 16 including discharge means for discharging the feed gas mixture into the enclosure during idle operation of the feed gas compressor.
【請求項20】 (a) 前記温かいドレン水からの廃熱を
前記囲い内の雰囲気中へ回収するのを容易にするために
該囲い内に配置された熱交換器と、(b) 該温かいドレン
水を該熱交換器に通すための導管を含むことを特徴とす
る請求項17に記載の圧力スイング式吸着システム。
20. (a) a heat exchanger disposed within the enclosure to facilitate recovery of waste heat from the warm drain water into the atmosphere within the enclosure; and (b) the warm heat. 18. The pressure swing adsorption system of claim 17, including a conduit for passing drain water through the heat exchanger.
JP7072523A 1995-03-07 1995-03-07 Heat recovery in pressure swing type method for adsorption Pending JPH08257340A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7072523A JPH08257340A (en) 1995-03-07 1995-03-07 Heat recovery in pressure swing type method for adsorption

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7072523A JPH08257340A (en) 1995-03-07 1995-03-07 Heat recovery in pressure swing type method for adsorption

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH08257340A true JPH08257340A (en) 1996-10-08

Family

ID=13491784

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP7072523A Pending JPH08257340A (en) 1995-03-07 1995-03-07 Heat recovery in pressure swing type method for adsorption

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH08257340A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013191098A1 (en) * 2012-06-19 2013-12-27 東京瓦斯株式会社 Gas separation device
JP2014000531A (en) * 2012-06-19 2014-01-09 Tokyo Gas Co Ltd Gas separation device and gas separation method
JP2020100540A (en) * 2018-12-25 2020-07-02 東京瓦斯株式会社 Hydrogen producing apparatus

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013191098A1 (en) * 2012-06-19 2013-12-27 東京瓦斯株式会社 Gas separation device
JP2014000531A (en) * 2012-06-19 2014-01-09 Tokyo Gas Co Ltd Gas separation device and gas separation method
US9144767B2 (en) 2012-06-19 2015-09-29 Tokyo Gas Co., Ltd. Gas separation device
JP2020100540A (en) * 2018-12-25 2020-07-02 東京瓦斯株式会社 Hydrogen producing apparatus

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5453112A (en) Pressure swing adsorption heat recovery
JP4252668B2 (en) Gas purification method
US6221130B1 (en) Method of compressing and drying a gas and apparatus for use therein
US5671612A (en) Process and apparatus for recovering vapor
CN1055677A (en) Air preliminary clearning before separating
CN103429315B (en) A method of cleaning a carbon dioxide containing gas, and a carbon dioxide purification system
CN102112200A (en) Recovery of carbon dioxide from flue gas
CN107298434B (en) Argon recovery method of two-stage catalysis-adsorption system in argon recovery device
AU2019369728B2 (en) Carbon dioxide separation recovery system and method
CN208626969U (en) A kind of freezing-micro-heat regeneration absorbent combination drying device
JP2003001061A (en) Method of concentrating carbon dioxide in combustion gas
JPH08257340A (en) Heat recovery in pressure swing type method for adsorption
CN2239287Y (en) Adsorption compressed air regenerating and drying appts.
GB2090160A (en) Process and Apparatus for Separating a Mixed Gas Such as Air
JP3544860B2 (en) Pretreatment device in air separation unit
KR100213398B1 (en) Pressure swing absorption heat recovery
JP3305977B2 (en) Feed air dehumidification and cooling system in feed air multistage compressor
JP3327808B2 (en) Feed air dehumidification and cooling system in feed air multistage compressor
JP3841792B2 (en) Pretreatment method in air separation apparatus and apparatus used therefor
JPH09122432A (en) Gas separator using pressure swing adsorption process
JPS643467Y2 (en)
JP2761917B2 (en) Argon recovery method
KR860002011B1 (en) Apparatus for separating a mixed gas
JP2000060973A (en) Operation control equipment for oxygen concentrator
RU2157722C2 (en) Method of cleaning and drying gas and device for realization of this method

Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20000411