KR100196100B1

KR100196100B1 - 진공 압력순환 흡착 시스템의 조정방법

Info

Publication number: KR100196100B1
Application number: KR1019940034342A
Authority: KR
Inventors: 레이몬드 쉬아우브 허버트; 스몰아레크 제임스; 웰스 레아비트 프레데릭; 제임스 토우싸인트 리; 앤 라살라 킴벌리
Original assignee: 조안 엠. 젤사 ; 로버트 지. 호헨스타인 ; 도로시 엠. 보어; 프랙스에어 테크놀로지 인코포레이티드
Priority date: 1993-12-16
Filing date: 1994-12-15
Publication date: 1999-06-15
Also published as: DE69416797D1; EP0658365B1; CA2138180C; JPH07194919A; CN1107751A; US5407465A; DE69416797T2; EP0658365A1; ES2128497T3; BR9405122A; CA2138180A1; JP2975282B2; KR950016837A

Abstract

본 발명은 진공 압력순환 흡착 시스템의 조정에 관한 것으로, 진공 및 다른 압력순환 흡착 용기는 감시되며, 올바른 조절은 시스템을 조정하기 위한 용기의 온도 프로필의 불균형에 응답하여 압력 평형 및/또는 재가압 단계로 이루어진다. 또한, PSA 공정은 바람직하게 각각의 용기의 과잉정화 또는 부족정화를 피하기 위해 정화 조정된다.

Description

진공 압력순환 흡착 시스템의 조정방법

본 제1도는 발명 실시의 2개의 흡착 층 구체예의 개략적 흐름도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

8, 11 : 층 2 : 흡인 여과기

3 : 공급 송풍기 4 : 후기 냉각기

5 : 물 분리기 13, 19 : 제어밸브

14 : 산소 저장소 16 : 산소압축기

17 : 열교환기 20, 25 : 방전라인

22 : 진공펌프 24 : 모집용기

27, 28, 29 30, 31, 32 : 온도감지기 33 : 공정 컴퓨터/제어기

33a, 36a : 출력제어 시그날 34, 35 : 압력감지기

본 발명은 가스 분리용 압력순환 흡착에 관한 것이다. 좀더 구체적으로는, 안정한 고성능을 유지하기 위한 진공 압력순환 흡착 시스템의 조정방법에 관한 것이다.

압력순환 흡착(PSA) 공정은 공기를 산소 또는 질소 산물 가스로 분리하는 것과 같은 매우 중요한 응용으로 가스를 분리 및 정화하는데 사용된다. 대부분의 PSA 공정은 같은 순서의 단계인 각각의 층을 사용한 다층 시스템중에서 그러나 시스템중에 다른 층들에 관련한 다른상 중에서 수행된다. 이러한 방법은 좀더 높은 압력 수준에서의 흡착, 좀더 낮은 압력 수준에서의 탈착, 및 낮은 압력 수준에서 높은 압력으로의 재가압을 포함한다. 많은 PSA 공정은 가스가 높은 압력에서의 하나의 층으로부터 배출되어 직접적으로 또는 조압 탱크의 사용을 통해 상기 층에서의 압력이 같아질 때까지 초기에 좀더 낮은 압력에서의 다른 층으로 이송되는 하나이상의 압력 평형 단계 또는 재가압 단계를 또한 사용한다. 이것은 약간의 압축 에너지가 저장될 수 있게 하며, 일반적으로 또한 처리중에 생산가스, 즉 산소의 총괄 회복을 높일 수 있다.

진공 압력순환 흡착(VPSA) 공정에서, 좀더 낮은 탈착 압력은 대기 아래의, 예컨대 진공, 탈착 압력이다. 공기분리를 위한 바람직한 VPSA 공정에서, 조작단계의 하기의 순서는 흡착성이 덜한 성분으로부터 공급가스 혼합물의 흡착성이 좀더 큰 성분을 선택적으로 흡착할 수 있는 하나이상의 흡착 층중에, 순환성 기부상에서 수행된다 ; (1) 중간 압력으로부터 좀더 높은, 극도의 대기 흡착 압력으로의 각각의 흡착층의 공급가스 가압단계 ; (2) 흡착성이 좀더 큰 성분의 흡착과 동시에 층의 생성물 단부로 부터의 흡착성이 좀더 낮은 성분의 배출을 사용하여, 상기 좀더 높은 흡착 압력에서 이것의 공급 단부로의 공급가스 도입단계 ; (3) 층의 공급단부로부터 가스의 방출과 함께, 좀더 낮은 압력으로의 역류 감압 단계; (4) 좀더 낮은 대기 아래의, 예컨대 진공, 흡착 압력으로의 배출 단계 ; (5) 좀더 낮은 흡착 압력에서 층의 생성물 단부로 적은양의 생성가스를 전형적으로 도입함에 의한 임의 정화 단계 ; 그리고 (6) 중간 압력 수준에서의 층의 재가압단계. VPSA 공정순서는 단층 시스템 또는 2개 이상의 흡착층을 포함하는 다층 시스템에 사용될 수 있다. 이러한 공정의 변형에서, 병류 감압 단계 또는 단계들은 시스템중에 또다른 층과 중간 압력으로 압력 평형을 위해, 층의 생성물 단부로부터 가스가 방출되는 것에 사용될 수 있다.

VPSA 공정을 포함하는 PSA 공정은 외부의 방해 및 변수에 의해 영향을 받는 일시적인 과정이다. 약간의 경우에, 일단 시스템에 방해가 일어나면, 이러한 변화에 응답하여 자동적으로 자체-교정하지 못한다. 오히려, 이 문제는 PSA 공정이 피크 용량 또는 효능에 더 이상 영향을 미칠 수 없을 때까지 커져서 그 자체로 영구적일 것이다. PSA 공정에 영향을 줄 수 있는 변수는 바깥 주위온도, 삽입 공급 조건, 처리장치 변화성, 처리 밸브 위치와 응답시간 및 온갖 다른 인자를 포함한다. PSA 공정을 최대로 수행하기 위해서, 외부 변수가 처리상에 충격을 가한다면 이를 측정하기 위해 감시되어야만 한다. 이것이 일단 측정되면, 단계를 교정할 수 있으며 다시 최상의 조건으로 수행되도록 시스템을 보정한다. 시스템의 성능상 큰 충격을 주는 것으로 밝혀진 PSA 공정중에 한가지 변수는 흡착 용기 온도 프로필이다.

전형적으로, 특히 고성능 흡착인 VPSA 공정에서 세로축중에 온도 프로필은 하기 경향을 따른다 :

바닥 흡착 용기 온도(삽입 공급가스 단부) :

공급가스 온도의 30 내지 60℉(86 내지 140℃) 아래 중간 흡착 용기온도(용기의 삽입 가스 단부와 생성물 배출 단부 사이의 중간점에서) :

공급가스 온도의 30 내지 60℉(86 내지 140℃) 아래 상단 흡착 용기 온도(용기의 생성 단부) : 공급가스 온도의 ±10℉(±50℃)이내

PSA 공정에서, 만약 흡착 용기 온도 프로필이 상기 경향을 따른다면, 이 공정은 적당한 조종 조건으로 수행될 것으로 여겨진다. 그러나, 공정중에 작은 방해하는 용기 온도 프로필을 매우 쉽게 빗나갈 수 있어서, 상기에 제시한 기준과 매우 상이하게 한다. 경험상, 흡착 용기가 기술분야에서 통상적으로 관찰된 것과 매우 상이한 온도 프로필을 가질 때, 생성물 회복이 감소, 즉 단위 전력 소모가 증가되고 총 장치 성능은 낮아질 것랬. 이 문제는 보다 새로고 나은 성능의 흡착 물질이 VPSA를 포함하여 PSA 시스템에 사용됨에 따라 좀더 제한될 것이다.

VPSA 시스템을 최대로 실행하기 위해, 압력평형 또는 재가압 및 각각의 흡착층은 유사한 생성물 정제의 생성을 달성함을 확실히 하기 위한 시스템중에 각각의 흡착 용기용 정화흐름을 수동으로 조절할 필요가 있다. 이것은 층에 속하는 생성물 배출점의 하류점에 산소 검출기를 연결하여 생성가스의 파괴(breakthrough) 정제를 측정함으로써 전형적으로 실시된다. 일단 파과 정제가 균형을 이루면, 상기 공정은 조정 되었다고 하며, 최대한의 생성가스 용량은 가장 낮은 단위 전력 소모로 제조될 것이다.

아벨(Abel)등의 미국특허 제4,995,089 호에서는 하류 수용가가 불연속 사용 패턴을 가질때 흡착분리 시스템으로부터 생성물 흐름의 제어에 힘을 쏟았다. 차압 제어기는 생성물 파이프라인중에 차압(DP)을 측정하는데 사용된다. 라인중에 측정한 DP 수준을 토대로, 차압 제어기는 생성물 흐름을 제어하기 위해 파이프라인 중에 밸브로 적당한 압축 공기식 시그날을 보낸다. 이러한 자동 제어 접근은 수용가에 대한 파이프라인 생성물 흐름의 제어에만 관련되어 있으면서, 실제 PSA 공정 조작 또는 공정을 좀더 효율적으로 만들 수 있는 최적화에는 제시되지 않는다.

또다른 PSA 제어 접근에서, 스케블러(Scheblerl)등의 미국특허 제4,589,436 호는 생성물 스트림중에 산소의 부분압을 제어하기 위해 산소 부분압 모니터에 연결된 작은 블리이드 밸브의 사용을 기재한다. 만약 상기 부분압이 특정 사전 설정 한계보다 상승되면, 블리이드 밸브가 열려서 적은 양의 생성물 가스를 대기로 배출시킨다. 이것은 PSA 장치가 좀더 많은 가스를 제조하도록 하여 생성물 스트림중에 산소 정제를 낮춰서 스트림중에 산소 부분압을 내린다. 이 특허가 생성가스 흐름 증가에 의한 산소 부분압의 제어를 기재할지라도, 이 특허는 단위 전력 소모의 증가를 피할만큼 효율적인 방법으로 생성물 흐름을 낮추는 것에 관한 것이 아니며, PSA 용기온도, 또는 상기에서 언급한 공정방해에 응하는 특정 PSA 용기로 부터의 생성물 정제를 제어하기 위한 PSA 용기 온도의 사용에 관한 것도 아니다.

PSA 시스템용의 또다른 자동 제어는 군더손(Gunderson)의 미국특허 제4,725,293호에 기재되어 있다. 생성물 스트림중에 불순물 수준을 제어하기 위해, 도입 공급물 흐름은 생성물 스트림중에 정제 수준에 따라 변화된다. 그러나, PSA 시스템에 공급물 스트림을 제공하기 위해 바람직하기로 사용한 압축기는 일정한 변위기계이며, 실제의 부피 도입 공급물 가스 즉, 공기는 상대적으로 일정하고, PSA 공정에 사용한 공급물 가스의 총양을 변화시키기 위해 순환시간이 변한다. 이 특허에서 다시 인용한 실시의 접근에서, 다른 공정 변수는 일정함을 유지하는 공급가스 감소는 생성물 흐름 감소에 상응하는 결과일 것이다. 추가로, 이 특허는 PSA 공정 조작 경로중에 생성물 정제를 제어하기 위한 흡착 층 용기온도의 감시에 대한 아무런 언급도 없다.

다양한 요구조건하에 산소를 공급하기 위한 PSA 시스템의 사용방법은 그라더(Grader)의 미국특허 제4,673,743 호에 기재되어 있다. PSA 공정의 최대 설계 용량에서, 산소 생성물/공급 공기 비율은 정해진 수준이다. 산소 요구 수준이 설계 흐름 조건으로부터 내려감에 따라, 산소 생성물 공급 공기의 비율은 특허 공정에 준하여 증가된다. 총 생성물 정제수준은 감소하지만 오수 처리 조작으로 이송한 생성물 스트림중에 실제산소함량 수준은 원하는 흐름 수준을 유지한다. 따라서 공급 공기 흐름이 감소되거나, 생성물 흐름 속도는 증가되며, 이에 따라 총산소 정제도는 줄어들지만 감소된 요구조건하에 수용가에 대해 알맞은 산소흐름을 제공한다. 다른 PSA 응용의 실시에서, 일정 수준에서 산소 정제도를 유지함이 바람직하다. 이 특허는 PSA 공정 조작중에 각각의 흡착 층으로부터 일정한 정제물을 제조하기 위한 층 온도 감시에 대한 어떠한 가르침도 제공하지 않는다.

밀러(Miller)등의 미국특허 제4,693,730 호는 PSA 생성물 스트림중에 가스 성분의 정제도를 제어하기 위한 방법을 기재한다. 병류 재가압, 예컨대 압력 평형 가스는 생성물 정제의 문제점이 어디에 존재하는 가를 측정하기 위해 분석된다. 일단 이것이 결정되면, 생성물 스트림의 정제 수준이 알맞은 수준으로 되돌아갈 수 있도록 작용된다. 상기 특허는 공정중에 존재하는 정제 문제를 해결하기 위한 세가지 접근 방법을 제시한다. 따라 서 흡착단계 시간은 PSA 시스템의 각각의 흡착 용기중에 불순물 하중을 제어하기 위해 조절될 수 있다 ; 최종 감압 단계 압력은 불순물 파괴를 피하기 위해 조절될 수 있다. ; 또는 각각의 흡착 용기에 들어간 정화가스의 양은 정화 단계동안 조절될 수 있다. 이러한 작용은 압력 평형 가스 정제 수준의 감시에 응답하여 행해진다. 상기 특허는 층온도 감시를 제안하지 못할뿐만 아니라, 수용가가 공정으로부터 최대 설계 흐름 속도를 끌어내지 못할 때 PSA 시스템으로부터 생성 흐름을 줄이도록 조정하는 중에 전력 소모에 효과적이지 못하다.

밀러등의 접근에 의한 PSA 시스템 조정방법은 시스템중에 흡착층의 파과정제에 접근한 산소의 샘플링을 요구한다. 이것은 추가의 산소 분석기 및 PSA 시스템을 조정 하고 흡착층 사이의 생성물 흐름과 정체를 균형잡기 위한 공정 제어의 현장 조절장치의 사용을 요구한다. 이러한 공정은 상대적으로 긴 시간, 전형적으로 약 12 내지 24 시간에 걸쳐 몇몇의 반복을 필요로 한다.

VPSA 시스템을 포함하여 PSA 시스템 조정의 개선된 방법을 위한 필요성이 기술분야에 있다. 따라서 VPSA 시스템중에 생성물 정제를 최적화하기 위한 생성물 흐름의 제어 및 변화 양상은 제안된 반면, 공정 성능을 개선하기 위한 흡착 용기를 조정하는 접근 방법은 해당 기술분야에 개시되지 않았다. 흡착 용기의 조정에 제시된 접근방법의 장점은 이러한 접근이 PSA 장치 성능에 나쁜 영향을 미칠 수 있기 전에 어떠한 공정 비효율을 보상하기 위해 시도되는 것과 같을 수 있다. 앞선 기술의 접근방법의 경우에, 생성물 스트림의 감시는 교정할 필요가 있는 공정문제가 있을 때 측정된다. 이 점에서, 생성물 흐름 및/또는 정제는 이미 영향을 미쳤으며, 교정 되어야만 한다. 문제가 일어나기 전에 부분적인 공정문제의 해결이 PSA, 예컨대 VPSA 공정을 제어하기 위한 것에 본질적으로 더욱 유용한 방법이다.

본 발명의 목적은 안정한 고성능 조작을 유지하기 위한 VPSA를 포함하여 PSA 시스템을 조종하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 VPSA 조작의 경로 동안에 흡착용기 온도 프로필 감시를 토대로한 VPSA 용기 조정방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 추가의 목적은 자동으로 공정방해의 역효과를 상쇄하고 최적 조작 조건이 유지될 수 있도록 하는 VPSA 조정방법을 제공하는 것이다.

이들 및 다른 목적과 더불어, 본 발명을 이하에서 상세히 설명하며, 신규한 특징은 청구범위에서 구체적으로 지적한다.

VPSA 및 다른 PSA 흡착 용기는 감시되며 비스듬한 층 온도 프로필에 응답하여 자동으로 조정된다. 용기 온도의 감시장치가 산소 또는 다른 생성물 정제 불균형이 VPSA 시스템중에 각각의 층 사이에 존재함을 측정한 경우에, 올바른 조절은 문제점이 존재한 후 교정을 필요로 하는 것 보다도 문제점이 발생하기 전에 공정 문제점을 확실히 할 정도로 즉시 이루어진다.

본 발명의 목적은 가스 정제 불균형이 외부의 공정방해 및 변수의 결과로서 발생하는지를 측정하기 위해 흡착 용기 온도를 사용함으로써 성취된다. 흡착 용기 온도의 감시장치에 의해 측정한 온도 프로필을 토대로, 조절은 압력 평형 양 또는 산소 재가압 양 또는 정화흐름 양으로 이루어지며 및/또는 각각의 층에 온도 프로파일을 균형잡기 위한 각각의 용기와 관계가 있는, 생성물(예컨대, 산소)양을 제조한다. 조절은 층으로부터 생긴 순수양의 가스를 조절하며, 이때 순수양의 가스는 생성물 제조 단계동안 제조된 생성가스의 양과 병류 감압단계동안 제거된 가스양-층에서 반사된 양임을 주목해야만 한다. 상기에서 반사된 양은 압력 평형 흐름, 산소 또는 다른 생성가스 재가압 흐름 및 층에서 정화흐름의 양으로서 정의된다. 비효율적인 공정은 VPSA 장치 성능상에 부정적 영향을 주기전에 상쇄된다. 결과로서, 조정된 성능 및 최적의 흐름속도는 공정을 위한 가장 작은 전력 소모와 함께, 어떠한 특정 생성물 정제 수준에서 성취된다.

본 발명의 실시에서, VPSA 공급-단부 층 온도 및 압력 표시기는 압력 평형, 산소 재가압 및 정화 흐름양을, 각각 VPSA 시스템의 진보적인 조정을 통해 조절하기 위해 이용된다. 따라서 순환 조작을 조절함으로써, 안정한 고성능의 VPSA 시스템은 상기에서 처럼 외부 변형의 영향에 기인하여 고정된 순환 공정순서를 거친 성능 손실을 극복할 정도로 유지될 수 있다.

VPS공정에서, 최대 흐름 속도는 각각의 층 용기가 똑같은 정제 스트림을 제조할 때 주어진 생성물 정제를 위해 도달된다. 각각의 흡착 용기로부터 제조한 상이한 정제라면, 최대 흐름 속도보다 낮게 존재할 것이다. 2가지 총 공정의 경우, 한 개의 흡착 용기로 부터의 생성물 흐름은 다른 흡착 용기로부터 생성물 흐름에 간접적으로 영향을 준다. 두가지 용기가 동일한 생성물 정제를 제조하고 하나의 흡착 용기가 파이프라인중에 것보다 낮은 생성물 정제를 제조하도록 일어나는 방해가 발생한다면, 각각의 용기의 흐름이 다른 용기중에 흐름에 영향을 미치기 때문에, 다른 용기는 파이프라인 중에 평균 정제보다 더높은 정제를 자동으로 제조할 것이다. 제1 용기가 낮은 정제 생성가스를 제조하기 시작할 때, 다른 층은 요구한 생성물 파이프라인 정제를 유지하기 위해, 좀더 높은 정제 생성가스를 제조하게 된다. 제2 용기가 고정제 생성가스를 제조하기 위한 용으로, 흡착 용기를 통해서 움직이는 생성물 정제 전선은 전선의 끝에서 정제 전선은 불순한 가스 성분을 놓기 때문에 층의 단부까지 연장되지 않고, 그래서 고정제 생성가스가 제조될 수 없다. 오히려 정제 전선은 흡착 용기내를 출발하여 배출 단계동안 배출시키기 위한 용기중에 다량의 바람직한 가스성분을 남긴다. 이 용기에서 나온 생성가스는 좀더 높은 정제의 것이지만, 용기 밖에서 흐름 속도는 상기 정제 수준을 제조하기 위해서는 좀 낮다. 이러한 현상의 결과는 방해전과 같은 생성물 정제에서 총 파이프라인 흐름 속도의 감소이다. 이렇게 저정제 생성가스가 다른 용기로부터 제조된다는 이유는 용기내 정제 전선과 관계가 있다. 이 경우에, 용기는 실질적으로 과장되며 현저한 부피의 오염물은 가스 스트림중에 대부분의 바람직한 생성물 성분과 함께, 용기로부터 배출된다. 이들 두가지 효과는 같은 파이프라인 생성물 정제에서 총 생성물 흐름 속도중에 아무런 손실도 없이 무효로 될 것이다. 실제로, 매우 적은 불순물 가스는 용기로부터 생성물 스트림을 오염시키기 위해, 전체 평균 파이프라인 정제를 균형잡기 위한 반대편 흡수 층으로부터 고정제 가스를 발생시키기 위해 필요되고 매우 적은 양의 오염물이 상기 용기의 생성물 스트림 중에 존재할 수 있다. 이것이 존재할 유일한 방법은 정제 전선이 용기의 생성 단부로 올라가기 전에 용기로부터 제조를 중지하는 것이다. 결과적으로, 용기로부터 궁극적으로 배출된 양의 생성물은 저정에 용기로부터 배출되어 증가된 흐름보다 더 낮다. 이 현상은 VPSA 장치에서 관찰되며, 많은 경우에, 이러한 문제가 발생되면, 더욱 나쁘게 될 것이며, 장치는 스스로의 자체-교정을 할 수 없이 주어진 생성물 정제를 위한 적은 양의 생성가스를 제조하기 시작할 것이다. 상기 공정은 VPSA 장치중에서 관찰되며, 흡착 용기 온도 프로필중에 특정 경향은 이러한 현상을 수반한다.

흡착 용기가 상기 방법중에 불균형이 될 때마다. 저정제 생성물을 제조하는 용기는 흡착층의 바닥, 예컨대 공급단부로부터 흡착층의 상단, 예컨대 생성물 단부로 감소된 온도 기울기를 발생시킨다. 이러한 조건에서, 정상 온도보다 차거운 온도가 층의 상단부에서 존재하며, 흡착용기의 바닥부분에서 정상보다 따뜻한 온도가 존재한다. 따라서, 용기의 바닥에서 상단까지의 온도 기울기는 정상 조작에 대한 30°내지 60°대신 10°내지 20°일 것이다. 반대로, 고정제 생성물을 제조하는 용기는 좀더 차거운 바닥 온도 및 좀더 높은 상단 온도인 증가된 온도 기울기를 발생시킨다.

예를들어, 바닥온도는 10℉(±50℃) 또는 층의 중간위치중에 평균 온도인 정상보다 더 낮은 온도일 수 있으며, 10℉ 또는 상기에서 지적한 전형적인 VPSA 온도 프로필중에 제시된 것 보다 더욱 높은 상단 온도일 수 있다.

흡착 용기 온도 기울기중에 이들 변화는 생성물 정제와 이것의 회복 비율에 비례한다. 이것은 흡착 용기에 존재하는 상대적인 흐름 속도에 기인한다고 생각될 수 있다. 고정제 용기의 경우에, 좀더 낮은 흐름속도의 생성가스가 배출된다. 가스가 용기로부터 효과적으로 배출되지 않으므로, 국부적인 온도 기울기는 증가되는 경향이 있다. 상단이 산소 및 약간의 질소로 가득차 있을 때 열펌프가 적기 때문에 용기의 상단에서의 온도가 더 높다. 상기 층을 통한 정상 흐름 보다 더 낮은 흐름 때문에, 열은 정상 속도로 빠져나올 수 없으나, 용기의 상단에서 축적될 수 있으며 이로인해 불균형 VPSA 용기의 고정제 용기중에서 발생하는 좀더 큰 온도 기울기를 야기한다. 한편으로, 저정제 생성물 용기에서, 상기 층을 빠져나온 더욱 낮은 정제 생성물에 대한 원인은 상기 용기의 가스 스트림의 배출에 기인된다. 이것이 일어났을 때, 좀더 큰 흐름 속도의 가스는 각각의 공정 사이클중에 층을 빠져나오고, 이 더 큰 흐름속도는 온도 프로필을 좀더 낮추는 경향이 있다. VPSA 공정에서 발생된 열은 흡착 용기의 밖으로 옮겨지고, 결과는 매우 작거나, 용기의 바닥에서 용기의 상단까지의 온도 범위가 줄어든 용기이다. 각각의 흡착용기의 온도 프로필을 균형잡기 위해, 각각의 흡착용기의 생성물 단부로부터 빠져나온 상대적인 흐름 또한 균형잡혀야 된다.

본 발명의 실시에서, 각각의 흡착 용기의 생성물 단부를 빠져나온 상대적인 흐름은 전체 VPSA 조작으로 부터의 최대 생성물 흐름 수준을 제조하기 위해 균형을 유지시킨다. 바람직한 층 온도 프로필중에 변형에 의해 즉시 측정된 것처럼 공정중에 불균형이 발생할 때, 이것은 각각의 VPSA 용기가 결과적으로 상이한 흐름 속도록 상이한 정제 수준의 생성물 제조를 시작하도록 할 것이며, 이같은 불균형을 교정하기 위해 용기의 흐름속도를 조절할 필요가 있다. 방법중의 하나로 각각의 용기로 부터의 생성물 흐름의 상대적인 양을 변화시킬 수 있다. 그러나, 이 방법은 추가의 제어 및 흐름 측정 장비를 필요로 한다. 오히려, 각각의 용기에 들어가는 압력 평형 또는 산소 재가압 가스의 상대적인 양과 각각의 용기를 빠져나온 생산물 흐름의 총량을 균형잡기 위해 만약 정화단계가 사용되다면 정화 흐름 속도가 변화될 수 있다. 고정제 용기의 경우에, 불균형 조건동안, 생성물의 더 늦은 흐름은 상기 층으로부터 배출되며, 상기 용기의 온도 프로필을 늘어나게 한다. 상기 용기를 빠져나와 다른 용기로 들어가는 가스의 양을 증가시킴으로써, 좀더 많은 양의 총 흐름이 상기 용기로 부터의 온도 프러퍼일을 좀더 낮출 정도로 배출된다. 좀더 낮은 정제 용기를 위해서는, 매우 많은 총 흐름이 상기 용기로부터 배출된다. 상기 용기로부터 배출된 생성가스의 양을 감소시킴으로써, 상기 용기중에 온도 프로필이 정상 상태보다 증가되는 한편, 고정제 용기중에 온도 프로필은 반대로 좁아진다.

본 발명의 실시에 적합한 공정 컴퓨터/제어기는 바람직하기로 압력 평형 또는 생성물 재가압 흐름을 조절하기 위한 평균 바닥 온도를 활용하는 흐름 조정 논리를 이용한다. 이것은 바닥 온도가 어떠한 방해에도 가장 빠르게 응답하고, 공정중에 발생할 수 있는 변화가 용기중에 어떠한 다른 온도점 보다도 바닥에서 먼저 나타나기 때문에다. 그러나, 유사하게, 다른 층 온도위치는 VPSA 공정 조작을 조정하기 위해 이용될 수 있었다. 그러나, 실시를 통해 바닥층 온도 위치가 보다 빠른 응답 시간 때문에 가장 효과적임이 측정되었다. 용기 사이의 층 온도 차이는 많거나 적은 가스가 다음의 상호관계를 사용한 용기로부터 배출되는데 필요함을 토대로 새로운 압력 평형 또는 생성가스, 예컨대, 산소, 각각의 흡착 용기의 생성 단부에서 제어 밸브를 위한 재가압 맞춤을 계산하는데 사용된다. 필요한 양의 밸브 조절을 계산하는데 종래적으로 사용된 제어 논리식은 조절시간에 선행하는 한시간의 조작 시간에 대한 평균 바닥 층 온도의 차이를 토대로 한다. 이 온도 차이는 공정 제어 시스템중에 밸브 위치 변화를 생기게 하는 이득 값(Gain Value)에 의해 늘어난다.

또한 재설정 값은 조절 시간 기간중에 온도 차이 비율의 변화에 의해 밸브 조절양을 교정함으로써 안정성을 개선하는데 사용된다. 이득값과 재설정 값은 안정한 조작 성취를 시험하는 VPSA 장치를 통해 측정된 수치 상수이다. 이들의 값은 밸브크기, 주위조건, 흡착물질, 및 VPSA 시스템 성질에 따라 변할 것이다. 또한 밸브 조절 기간은 안정한 생성 성취를 시험하는 VPSA 장치를 통해 특정 VPSA 시스템에 대해 측정된다.

필요한 밸브 조절율(%) = 이득값 × (층 A의 바닥온도 - 층 B의 바닥온도) + 재설정 × ((온도차이/마지막 시간) - (온도차이/사전 시간 기간))

표 1의 층 A용 밸브 조절에 대한 세로단 2, 3 및 4의 실제값은 하기와 같이 계산된다 :

층 A에 대한 밸브 조절 = (.1)(57-62)+(.1){(57-62)-(60-60)}

세로단 2 : = -0.5 - 0.5 = -1.0

세로단 3 : (.1)(58-61)+(0.1){(58-61)-(57-62)}=-0.3+0.2=-0.1

세로단 4 : (.1)(59-60)+(.1){(59-60)-(58-61)}=-0.1+0.2=+0.1

밸브 변화의 폭이 너무 클 수 없음을 유의해야 한다. 다른점에서는, 상기 공정은 밸브위치로 이루어진 변화로부터 형성된 바닥층 온도를 바꿀 시간이 없으며, 상기 공정은 진동으로 끝날 것이다. 경험 시험으로부터, 조절은 조정 조작을 유지하기 위해 단시간에 이루어질 수 있다.

결과를 예증하기 위해, 2-층 VPSA 공정을 2-층 VPSA 산소 시스템을 참조로 하여 도면에 묘사하였다. 흡인 여과기(2)가 있는 라인(1)중에 공급공기는 공급 송풍기(3), 후기 냉각기(4), 그리고 물분리기(5)를 통과해서 밸브(7)가 있는 라인(6)을 지나 층(8)의 공급단부 또는 바닥 단부로, 또는 밸브(10)이 있는 라인(9)을 지나 층(11)의 공급단부 또는 바닥 단부로 이송된다. 제어밸브(13)가 있는 라인(12)을 층(8)의 위쪽 또는 생성단부로부터 산소 저장소(14)로 연결하고, 이곳으로 부터의 생성산소는 산소 압축기(16)와 열교환기(17)가 있는 라인(15)으로 이송되어 VPSA 시스템의 바람직한 산소 생성물로 회복된다. 층(11)의 상단 또는 생성 단부를 연결한 제어 밸브(19)가 있는 라인(18)을 상기 라인(12)까지 연장시킨다.

밸브(7)와 층(8)의 바닥 사이의 라인(6)으로부터 연결된 밸브(21)가 있는 방전 라인(20)을, 진공펌프(22)까지 연결시키며, 이곳으로 부터의 비-생성 가스는 라인(23)을 지나 모집 용기(24)로 이송되거나 시스템으로부터 배출된다. 밸브(10)와 층(11)의 바닥 사이의 라인(9)으로부터 연결된 밸브(26)가 있는 방전전라인(25)을 방전라인(20)까지 연장시킨다.

흡착 층 온도 감지기(27)는 바람직하게 층(8)의 아래부분에 두고, 흡착 층 온도 감지기(28)는 본 발명의 층 조정 목적을 위해 층(11)의 아래단부에 두는 것이 바람직하다. 온도 감지기(29 및 30)는 각각 층(8)의 중간 및 윗부분에, 그리고 온도 감지기(31 및 32)는 각각 층(11)의 중간 및 윗부분에 위치를 정함을 주목한다. 온도 감지기(27 및 28)는, 각각, 층(8 및 11)으로 부터의 온도 입력 시그날을 공정 컴퓨터/제어기(33)로 보내는데 적합하고, 이 장치(33)는 출력제어 시그날(33a 및 36a)을 각각 층(8 및 11)의 윗쪽 단부에서의 제어 밸브(13) 및 제어밸브(19)로 전하는데 적합하다. 상기 온도 입력 시그날은 상기 층(8 및 11)의 바닥 부분중에 온도 제어 감지기(27 및 28)의 바람직한 사용을 대신하거나 또는 상기 사용에 더하여 층(8 및 11)의 중간위치 중에 온도 감지기(29 및 31)로부터, 또는 상기 층(8 및 11)의 윗부분중에 온도 감지기(30 및 32)로부터 전해질 수 있음을 인지해야 할 것이다. 흡착 층 압력 감지기(34)는 층(8)의 윗부분중에 두고 흡착 층 압력 감지기(35)는 층(11)의 윗부분중에 둔다. 이 두가지 감지기(34 및 35)는 압력 입력 시그날을 공정 컴퓨터/제어기(36)로 전하는데 적합하고, 이 장치(36)는 출력 제어 시그날을 층(8 및 11)의 윗부분에 각각 위치한 상기 제어 밸브(19)로 전하는데 적합하다.

공기로 부터의 산소 배출을 위해 예시된 2-층 VPSA 시스템중에 본 발명의 실시에서, 각각의 층은 층으로의 공급공기 이송 및 층으로 부터의 산소 회복과 함께 상부 흡착 압력에서 흡착을 포함하는 공정순서를 겪는다 ; 층의 생성단부로부터 가스를 방출하여 사용한 병류 감압, 층의 압력을 상부 흡착 압력으로부터 중간 압력으로 감소시키고 상기 가스를 중간 압력 수준에 있는 층 사이의 압력 평형을 위해 초기에 좀더 낮은 압력에 있는 다른 층의 생성단부로 이송시키는 병류 감압 ; 층의 공급 단부로부터 가스를 방출하여 더 낮추는, 즉 대기아래의(진공) 탈착 압력으로 압력을 감소시키는 향류 감압 ; 더 낮은 탈착 압력에서의 임의의 정화; 압력 평형 목적을 위해 다른 층으로부터 이곳의 생성 단부로의 가스의 이송을 사용한 더 낮은 탈착 압력으로부터 중간 압력으로의 부분 재가압 ; 그리고 층의 공급단부까지 공급공기를 이송함으로 인한 중간 압력으로부터 상부 흡착 압력으로의 재가압, 흡착 층 온도 감지기, 예컨대 층(8)중에 감지기(27) 및 층(11)중에 감지기 (28)는 층들중에 온도 프로필을 감시하는데 사용된다. 불균형이 발생할 때, 공정 제어기(33)는 압력 평형동안 층들로 및 층들로부터 가스의 흐름을 바꾸기 위해 제어 밸브(13 및 19)를 조절할 정도로 출력 시그날(33a 및 36a)을 보낸다. 따라서 좀더 낮은 흐름의 가스는 저정제 용기로부터 배출되어 상기 층의 온도 프로필을 보다 정상적인 범위까지 늘릴정도로 병류 감압-압력 평형 단계동안 다른 용기로 이송되며, 이곳에서의 정제는 바람직하게도 증가된다. 보다 많은 양의 가스는 병류 감압-압력 평형동안 고정제 용기로부터 배출되는데, 이것은 또한 VPSA 시스템을 조정함으로써 다른 층에서 성취한 보다 정상적인 범위로 층의 온도 프로필을 줄어들게 하는 경향이 있다.

본 발명이 도면의 2-층 시스템에 대한 참고자료로 설명된 반면에, 안정한 고성능 결과와 함께 균형잡힌 조작을 유지하기 위한 조작동안 조정을 요구하는 상이한 수의 층을 갖는 시스템에 대해서도 사용될 수 있음을 인지해야 한다. 또한 각각의 층에서 사용한 공정순서는 상기에서 제시한 것들 이외의 공정 단계 또는 특허청구범위에 열거된 것처럼 발명의 범주를 벗어나지 않은 이들의 변형을 포함할 수 있다. 본 발명이 공급공기로 부터의 산소 생성물의 분리 및 회복을 위한 특히 PSA 시스템, 예컨대 VPSA 시스템에 관련하여 설명되었을지라도, 해당 기술 분양의 숙련자들은 발명의 범주내에서 다른 중요한 PSA 가스 분리 조작을 위해 상기 설명한 조정공정을 사용할 수 있음을 인지할 것이다. 따라서, 본 발명은 질소 제조 및 수소/메탄, 메탄/일산화탄소 등과 같은 다른 분리를 위해 사용될 수 있다. 본 발명의 바람직한 구체예에서, 공정 컴퓨터/제어기(36)와 관계가 있는 압력 감지기(34 및 35)가 하기에서 설명한 것처럼 층의 정화 조정을 위해 사용되어서, 정화가스가 층으로 이송되는 곳에서의 속도는 일정 압력이 정화 조작 동안 유지되는 것과 같은 것, 예컨대 일정 진공압력이 VPSA 시스템의 각각의 층의 정화동안 유익하게도 유지되는 것과 같은 것이다.

PSA 공정순서는 일반적으로 먼저 층 압력을 중간 압력에서 상부 흡착 압력으로으로 증가시키고, 다음으로 공급가스를 상부 흡착 압력에 있는 층의 공급 단부로 도입 시켜서, 층의 생성 단부로부터 선택적으로 흡착성이 덜한 성분이 제거되는 분리 단계로 수행된다. 상기 접근법의 잘 공지된 변형을 사용하는 것은 발명의 범주내에 있다. 따라서, 상기 단계들은 선택적으로 흡착성이 덜한 성분이 층의 생성 단부로부터 제거되는 반면에 층의 압력이 중간 압력에서 상부 흡착 압력으로 증가되는 것과 같은 속도로 공급가스가 층의 공급단부로 도입되는 것과 같이 수행될 수 있다. 이 압력이 증가된 흡착 단계는 병류 감압/압력 평형 단계가 시작되기 전에 흡착 압력 수준에서 선택적으로 흡착성이 덜한 성분의 제거와 뒤이어 추가 양의 공급가스를 층에 도입하거나 또는 도입하지 않고 수행될 수 있다.

본 발명의 실시를 추가로 예증하기 위해, 도면에 예시된 시스템에 의해 묘사한 것처럼 2-층 VPSA 공정은 새로운 밸브 위치에서 각각의 생성 단부 압력 평형/산소 생성가스 재가압 밸브에 대해 측정한만큼 조절 간격을 6시간으로 제어조정해야 한다. 사용한 조정놀리를 설명하기 위해 하기 표 1을 참고로 하면, 오전 6시 조절 시간에 대해, 층 A와 층 B의 바닥층 온도와의 차이는 오전 5시에서 6시까지의 평균 시간 온도로 계산될 수 있었으며, 상기 식으로 부터의 이득값은 상기 차이에 의해 늘어날 수 있다. 식의 재설정 값은 오전 5시에서 6시까지의 시간 평균으로 부터의 바닥 층 온도 차이를 구해서, 이것에서 오후 11시에서 오전 12시 까지의 바닥 층 온도 차이를 뺌으로써 계산될 수 있다. 재설정 값은 상기 양으로 곱해지고 식의 총 재설정 값은, 표 1에 나타낸 것처럼 요구된 밸브 조절양을 측정하기위해 식의 이득값에서 빼면된다. 상기 밸브 조절 양은 + 또는 -일 수 있으며 흐름 밸브 제어 설정점에 더해진다. 만약 층 A에서 고정제 가스가 제조되고, 층 B에서 좀더 낮은 정제가스가 제조된다면, 층 A의 상단에서의 온도는 층 B의 온도보다 낮은 층 A의 바닥에서의 온도보다 좀더 높을 것이며, 밸브 조절 양은 -값일 것이다. 이것은 층 A안으로 압력 평형동안 층 A의 상단값이 조절양에 의해 제한될 수 있어서, 층 B를 떠난 가스양이 줄어들 것이며 층 B는 좀더 낮은 생성흐름 속도에 대응하여 좀더 높은 정제 생성물을 제조하려는 경향을 가질 것이다. 통상적으로 조절식은 같은 양으로 그러나 반대 방향에서 층 A와 층 B의 상단값 둘다를 바꾸는데 사용된다. 따라서, 층 B가 압력평형 또는 재가압 단계로 들어갈 때, 상기에서 언급한 계산된 밸브 조절을 위해, 층 B의 상단값은 밸브 조절 양에 의해 더욱 열릴 것이며, 따라서 좀더 많은 가스가 층 A를 빠져 나가게 되어, 층 A중에 가스의 정제는 좀더 낮게 될 것이다.

가정 :

1) 초기 밸브 설정은 50%

2) 이득값 = 0.1

3) 재설정값 = 0.1

VPSA 용기로 부터의 총흐름에 영향을 주는 VPSA(또는 PSA) 공정중에 또다른 단계는 정화단계이다. 좀더 낮은 탈착 압력에서 배기동안 정화가스의 양은 탈착된 가스를 제거하기 위해 요구되는 적절한 양이라는 것이 중요하다. 따라서, 정화 가스의 양은 배기되는 용기 안으로 이송되어 배기속도와 같은 관출물 흐름을 제조한다. 만약 용기가 완전히 정화되면, 정화 흐름은 정화단계 시작에 앞서 배기 흐름 속도보더 더 빠른 관출물 흐름을 제조할 것이며, 용기중에 압력은 더 낮은 탈착 압력 이상으로 올라가기 시작할 것이다. 압력이 상승함에 따라, 탈착되고 배기되는 불순물 가스, 예컨대 공급가스의 흡착성이 더 큰 성분의 부분압력은 변할 것이며, 층의 흡착 물질이 표면 상에서 재흡착하기 위해 적은 부분의 불순물을 발생시킬 것이다. 이로인해 정화단계의 효과는 감소된다. 만약 용기가 정화단계에 있다면, 정화흐름은 배기 속도보다 낮은 관출물 흐름을 제조할 것이며, 용기중에 압력은 계속 떨어질 것이다. 이 경우, 정화 단계는 용기로 부터의 불순물 증가에 좀더 효과적일 것이지만, 관출물 압축을 위해 좀더 강하게 사용될 것이다. 이러한 이유로, 정화 속도가 제어 되어서 배기층이 정화 단계 동안 근본적으로 일정한 좀더 낮은 탈착 진공 압력을 가질 수 있음이 중요하다. 제어 계획은 고안되어 있으며, 이것은 상기 수준으로 정화 흐름 속도를 제어할 것이다.

VPSA 공정의 정화 조정에서, 상단 밸브 설정은 정화 단계의 시작과 끝 사이에 배기 용기에서 일정한 설정 시차 압력을 유지하기 위해정화 단계에 대해 교체된다. 기술적으로, 정화단계는 일정 압력 단계이며, 여기서 배기 용기는 정화 단계동안 일정 진공 수준을 유지한다. 그러나, 정화 단계의 시작에서 배기 용기로 밸브가 열릴 때, 배기 용기 안으로의 정화 가스 흐름에 의해 일어난 적은 상부 단부 압력 증가, 및 흐름에 의해 일어난 흡착층 압력 강화가 있다. 만약 올바른 양의 정화가 용기중에 존재한다면, 상기 압력은 정화단계의 전체 시간동안 일정할 것이다. 만약 용기중에 압력이 초기 상단 단부 압력 증가후에 계속 올라간다면, 이 정화 속도는 너무 높다. 각각의 흡착 용기의 정화 속도를 제어하기 위해 사용한 일반 식은 하기와 같다 :

요구된 밸브 조절 = 이득값 × (바람직한 압력 증가-실제압력 증가)

예를들어, 1.0의 이득값 및 0.5psi의 바람직한 온도 증가 가정하에, 정화 단계의 시작에서 끝까지의 평균 실제압력 증가가 0.25psi라면, 밸브 조절양은 0.25%일 것이며, 정화 밸브 제어 설정은 배기 용기안으로의 정화 흐름을 증가시키기 위해 상기 양에 의해 증가될 것이다. 과잉 정화 및 부족 정화를 위한 정화 단계 밸브 설정 실시예를 하기 표 2에 나타낸다. 정화 밸브 조절의 횟수는 제한하지 않았으며 매 4회 공정 주기마다 이루어진 조절이 충분히 적합함을 밝혔다.

가정 :

1) 초기 밸브 설정은 25%

2) 이득값 = 1.0

3) 바람직한 압력 상승 = 0.5psi

본 발명에 따른 VPSA 시스템, 및 다른 PSA 시스템은 조정은 흡착층들, 예컨대 2-층 시스템중에 2가지 층의 공통 생성라인에 대한 정제 분석기의 연결을 포함한 과거의 실시를 넘어서 현저한 개선점을 제공함을 상기로부터 인지할 것이다.

과거의 실시가 압력 평형 또는 파과 정제물을 균형잡기 위해 재가압 밸브 제어 설정점에 대한 조절을 성취한 반면, 본 발명의 공정은 바람직한 조절이 바람직한 생성 흐름 및/또는 정제 수준상에 최소한의 어떠한 바람직하지 못한 영향을 미칠 정도로 발생하기 전에 부분적인 공정 문제점을 해결하도록 이루어질 수 있다. 따라서 통상적으로, 본 발명의 VPSA 조정 공정은 유익하게도 VPSA 또는 다른 PSA 시스템의 바람직한 안정성, 고성능 성질을 유지할 정도로 공정 주기를 조절할 수 있다.

Claims

시스템이 공급가스 스트림의 한 성분을 다른 성분으로부터 선택적으로 흡착할 수 있으는 최소한 2개의 층을 포함하며, 각각의 층이, 주기적으로, (1) 중간 압력으로부터 상부 압력으로의 재가압 단계 ; (2) 상부 흡착 압력에서의 층의 생성 단부로부터 선택적으로 흡착성이 덜한 성분을 제거하면서 층의 공급 단부로 공급가스를 도입시키는 단계 ; (3) 중간 압력에서 압력 평형보다 낮은 압력하에 초기에 층의 생성 단부로부터 가스를 방출시키고 이것을 시스템내의 다른 층의 생성 단부로 통과시키면서 병류 감압 또는 압력 평형화 하는 단계 ; (4) 층의 공급단부로부터 가스를 방출시키면서 좀더 낮은 흡착 압력으로의 향류 감압단계 ; 그리고 (5) 층의 생성단부로 가스를 이송시키면서 중간 압력으로의 부분 재가압 또는 압력 평형 단계를 포함하는 공정을 수행하며, 상기 가스는 상기 중간 압력에서 압력 평형에 대해 좀더 높은 압력하에 시스템내의 다른 층으로부터 초기에 배출되는 공급 가스 스트림의 성분의 분리 및 회수를 위한 압력순환 흡착 시스템의 조정방법에 있었서, (a) 각각의 흡착 층의 동일한 부분에서 각 층의 온도 프로필을 추적하기 위해 층 온도를 감시하는 단계 ; 와 (b) 층들의 온도 프로필에서의 변동에 의해 측정한대로 시스템중의 불균형에 응답하여 각각의 흡착층으로부터 나온 수순한 가스양을 조절하는 단계를 포함하며, 이때, (1) 시스템의 정상 균형 조작 조건하에서 상기 층의 정상 온도 플로필을 초과하는 온도 범위를 가지며, 다른 층을 위한 환류가스로서 생성되는 층의 생성 단부로부터 방출되는 순수한 가스의 양은 시스템의 정상 균형 조건으로 그 안의 온도 프로필을 낮추기 위해 증가되며, (2) 시스템의 정상 균형 조작 조건하에서 상기 층의 점상 온도 프로필보다 적은 온도 범위를 가지며, 다른 층을 위한 환류 가스로서 생성된 층의 생성단부로부터 방출되는 순수한 가스의 양은 시스템의 정상 균형 조건으로 그안의 온도 프로필을 증가시키기 위해 감소되며, 이로인해 공정 방해에 기인하여 불균형을 보이는 시스템은 유리하게도 시스템의 안정한 고성능을 유지하기 위한 균형 조작 조건으로 회복되는 것을 특징으로 하는 압력순환 흡착 시스템의 조정 방법.
제1항에 있어서, 단계(4)중에 더 낮은 탈착 압력을 위한 초기 항류 감압에 이어 더낮은 대기 아래의 탈착압력으로 층을 배기시키는 것을 포함함을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 공급가스는 공기임을 특징으로 하는 방법.
제2항에 있어서, 공급가스는 공기이고, 상기 선택적으로 흡착성이 덜한 성분은 산소 생성물로 이루어짐을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 시스템은 2개의 흡착 층으로 이루어짐을 특징으로 하는 방법.
제4항에 있어서, 상기 시스템은 2개의 흡착 층으로 이루어짐을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 층 온도는 각각의 층의 하부 위치에서 감시됨을 특징으로 하는 방법.
제7항에 있어서, 층 온도는 각각의 층의 하부, 중간, 및 상부에서 감시됨을 특징으로 하는 방법.
제7항에 있어서, 온도 감시 입력 시그날을 공정 컴퓨터/제어기로 보내고, 출력 시그날을 시스템중의 불균형에 응답하여 각각 층으로의 흐름 속도를 조절하기 위해 시스템으로 보내는 것을 포함함을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 점더 낮은 탈착 압력에서 층의 공급 단부로 부터의 제거를 위해 선택적으로 흡착성이 좋은 성분의 탈착을 촉진시키기 위한 층의 정화를 포함함을 특징으로 하는 방법.
제10항에 있어서, 상기 더 낮은 탈착 압력은 대기압 아래의 탈착 압력인 것을 특징으로 하는 방법.
제11항에 있어서, 상기 공급가스는 공기이며, 상기 선택적으로 흡착성이 덜한 성분은 산소 생성불로 이루어짐을 특징으로 하는 방법.
제12항에 있어서, 상기 시스템은 2개의 흡착 층으로 이루어짐을 특징으로 하는 방법.
제10항에 있어서, 일정한 정화 압력 조건을 유지할 정도로 층으로의 정화가스 흐름을 조절하는 것을 포함함을 특징으로 하는 방법.
제14항에 있어서, 입력 압력 조건을 공정 컴퓨터/제어기로 보내고 그곳으로 부터의 출력 시그날을 층까지의 정화가스 흐름을 조절하기 위한 제어수단으로 보내는 것을 포함함을 특징으로 하는 방법.
제15항에 있어서, 단계(4) 중의 더 낮은 탈착 압력으로 초기 향류 감압에 이어 대기 아래의 압력보다 낮게 층을 배기시키는 것을 포함함을 특징으로 하는 방법.
제16항에 있어서, 공급가스는 공기이고, 상기 선택적으로 흡착성이 덜한 성분은 산소 생성물로 이루어짐을 특징으로 하는 방법.
제17항에 있어서, 상기 시스템은 공기로부터 선택적으로 질소를 흡착 할 수 있는 흡착 물질을 함유하는 2개의 흡착 층으로 이루어짐을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 단계(1) 및 (2)는 선택적으로 흡착성이 덜한 성분이 층의 생성 단부로부터 제거되는 반면 층의 압력이 중간 압력에서 상부 흡착 압력으로 증가되는 것을 유발하는 속도로 층의 공급단부로 공급가스를 도입시키는 것을 포함함을 특징으로 하는 방법.
제19항에 있어서, 더 낮은 대기 아래의 탈착 압력으로 층을 배기시킴을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.