KR20080002695A - 회전형 인덱싱 멀티 포트 밸브를 구비하는 압력 변동 흡착장치 - Google Patents

회전형 인덱싱 멀티 포트 밸브를 구비하는 압력 변동 흡착장치

Info

Publication number
KR20080002695A
KR20080002695A KR1020070065819A KR20070065819A KR20080002695A KR 20080002695 A KR20080002695 A KR 20080002695A KR 1020070065819 A KR1020070065819 A KR 1020070065819A KR 20070065819 A KR20070065819 A KR 20070065819A KR 20080002695 A KR20080002695 A KR 20080002695A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
vessel
valve
indexing
product
opening
Prior art date
Application number
KR1020070065819A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100939055B1 (ko
Inventor
데이비드 레스터 래릭
로저 딘 화이틀리
매튜 제임스 라부다
Original Assignee
에어 프로덕츠 앤드 케미칼스, 인코오포레이티드
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 에어 프로덕츠 앤드 케미칼스, 인코오포레이티드 filed Critical 에어 프로덕츠 앤드 케미칼스, 인코오포레이티드
Publication of KR20080002695A publication Critical patent/KR20080002695A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100939055B1 publication Critical patent/KR100939055B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • B01D53/04—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
    • B01D53/0407—Constructional details of adsorbing systems
    • B01D53/0446—Means for feeding or distributing gases
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • B01D53/04—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
    • B01D53/047—Pressure swing adsorption
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K11/00—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves
    • F16K11/02—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit
    • F16K11/06—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only sliding valves, i.e. sliding closure elements
    • F16K11/065—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only sliding valves, i.e. sliding closure elements with linearly sliding closure members
    • F16K11/07—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only sliding valves, i.e. sliding closure elements with linearly sliding closure members with cylindrical slides
    • F16K11/0716—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only sliding valves, i.e. sliding closure elements with linearly sliding closure members with cylindrical slides with fluid passages through the valve member
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K11/00—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves
    • F16K11/02—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit
    • F16K11/08—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only taps or cocks
    • F16K11/085—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only taps or cocks with cylindrical plug
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K11/00—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves
    • F16K11/02—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit
    • F16K11/08—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only taps or cocks
    • F16K11/087—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only taps or cocks with spherical plug
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
    • B01D2253/10—Inorganic adsorbents
    • B01D2253/106—Silica or silicates
    • B01D2253/108—Zeolites
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2259/00—Type of treatment
    • B01D2259/40—Further details for adsorption processes and devices
    • B01D2259/40003—Methods relating to valve switching
    • B01D2259/40005—Methods relating to valve switching using rotary valves
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2259/00—Type of treatment
    • B01D2259/40—Further details for adsorption processes and devices
    • B01D2259/40011—Methods relating to the process cycle in pressure or temperature swing adsorption
    • B01D2259/40013—Pressurization
    • B01D2259/40015—Pressurization with two sub-steps
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2259/00—Type of treatment
    • B01D2259/40—Further details for adsorption processes and devices
    • B01D2259/40011—Methods relating to the process cycle in pressure or temperature swing adsorption
    • B01D2259/40028—Depressurization
    • B01D2259/40032—Depressurization with three sub-steps
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2259/00—Type of treatment
    • B01D2259/40—Further details for adsorption processes and devices
    • B01D2259/40011—Methods relating to the process cycle in pressure or temperature swing adsorption
    • B01D2259/40043—Purging
    • B01D2259/4005—Nature of purge gas
    • B01D2259/40052—Recycled product or process gas
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2259/00—Type of treatment
    • B01D2259/40—Further details for adsorption processes and devices
    • B01D2259/40011—Methods relating to the process cycle in pressure or temperature swing adsorption
    • B01D2259/40058—Number of sequence steps, including sub-steps, per cycle
    • B01D2259/40069—Eight
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2259/00—Type of treatment
    • B01D2259/40—Further details for adsorption processes and devices
    • B01D2259/40011—Methods relating to the process cycle in pressure or temperature swing adsorption
    • B01D2259/40077—Direction of flow
    • B01D2259/40079—Co-current
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2259/00—Type of treatment
    • B01D2259/40—Further details for adsorption processes and devices
    • B01D2259/40011—Methods relating to the process cycle in pressure or temperature swing adsorption
    • B01D2259/40077—Direction of flow
    • B01D2259/40081—Counter-current
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2259/00—Type of treatment
    • B01D2259/40—Further details for adsorption processes and devices
    • B01D2259/404—Further details for adsorption processes and devices using four beds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00—Fluid handling
    • Y10T137/8593—Systems
    • Y10T137/86493—Multi-way valve unit
    • Y10T137/86863—Rotary valve unit
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00—Fluid handling
    • Y10T137/8593—Systems
    • Y10T137/86493—Multi-way valve unit
    • Y10T137/86863—Rotary valve unit
    • Y10T137/86871—Plug

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
  • Multiple-Way Valves (AREA)

Abstract

압력 변동 흡착(Pressure Swing Adsorption; PSA) 장치는 각기 공급 단부, 생성 단부, 및 복수 성분의 공급 가스 혼합물로부터 하나 이상의 성분을 흡착하도록 되어 있는 흡착재를 갖는 2개 이상의 베셀; (1) 공급 가스 혼합물을 공급 단부로 도입하고, 생성 단부로부터 생성물 가스를 취출하며, 베셀의 공급 단부에서 폐가스를 취출하고, (2) 임의의 베셀의 쌍의 생성 단부를 흐름 소통하게 배치하도록 되어 있는 배관; 장치에 공급 가스 혼합물을 공급하도록 되어 있는 공급 가스 파이프; 장치로부터 생성물 가스를 취출하도록 되어 있는 생성물 파이프; 그리고 장치에서 폐가스를 취출하도록되어 있는 폐가스 파이프를 포함한다. 회전형 인덱싱 멀티 포트 밸브는 각각의 베셀의 생성 단부를 순차적으로 다른 각각의 베셀의 생성 단부와 흐름 소통하게 배치하도록 되어 있다.

Description

회전형 인덱싱 멀티 포트 밸브를 구비하는 압력 변동 흡착 장치{PRESSURE SWING ADSORPTION SYSTEM WITH INDEXED ROTATABLE MULTI-PORT VALVES}
도 1은 예시적인 4 베드식 PSA 장치의 개략적인 흐름도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 예시적인 4 베드식 PSA 장치의 개략적인 흐름도.
도 3은 본 발명의 실시예에서 사용되는 회전형 인덱싱 멀티 포트 밸브의 단면도.
도 4는 본 발명의 실시예에서 사용되는 다른 회전형 인덱싱 멀티 포트 밸브의 단면도.
도 5는 사이클의 단계와 베드들의 공급 단부에서 작동하는 회전형 인덱싱 멀티 포트 밸브의 해당 위치를 보여주는 4 베드식 PSA 사이클을 위한 단계 1 내지 8을 개략적으로 나타낸 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
101, 103, 105, 107 : 흡착제 베셀
123, 125, 127, 129 : 블럭 밸브
131, 133, 135, 137 : 전환 밸브
217, 229, 231: 회전형 인덱싱 멀티 포트 밸브
233 : 인덱싱 밸브 구동 모터
303 : 밸브 본체
305 : 내부 회전 부재
307 : 원주 공간
315, 317, 319, 321 : 밸브 본체의 통로
309, 311, 313 : 내부 회전 부재의 통로
소망하는 분리를 실시하는 선택 흡착제를 함유하는 하나 이상의 베셀을 이용하는 순환식 흡탈착 단계에 기초하여 가스 혼합물을 분리하기 위한 압력 흡착 변동(Pressure Adsorption Swing; PAS) 공정이 널리 사용되고 있다. PSA 장치는 통상적으로 흡착제 베셀, 압축기, 진공 펌프, 복수 개의 밸브, 배관, 가스 저장 탱크 및 필요한 순환식 공정 단계를 제공하기 위해 밸브를 작동시키는 제어 시스템을 포함한다. PSA 장치의 자본 비용과 작동 및 유지 보수 경비의 상당 부분은 복수 개의 밸브와, PSA 공정의 복수 개의 순환식 단계를 위해 이들 밸브를 작동시키는 데 필요한 제어 시스템에 기인하는 것이라 할 수 있다.
PSA 장치는 약 100톤/일(TPD)에 이르는 용량으로 산소를 생성하기 위해 공기를 분리하는 극저온 증류 장치와 경쟁 관계에 있다. 변화하는 시장의 요구와 증가하는 에너지 비용을 고려하여 경쟁력을 갖추기 위해서는 이들 PSA 장치의 자본 비 용을 조절 및 저감해야 한다. 흡착 기술에 있어서의 최근의 진보의 결과로서, 산소 PSA 장치의 크기 및 복잡성이 저감되어 수송 가능해지고, 생산 용량이 1 TPD에 이르는 장치가 활재(skid) 상에서 용이하게 수송 가능하고 최소 시간 내에 소비자측에 위탁될 수 있다. 이들 소형 PSA 장치의 모듈화는 부품의 복잡성의 감소, 향상된 신뢰성 및 보다 적은 자본 비용을 요구한다.
이들 요구 사항을 충족시키기 위해서, 당업계에는 PSA 장치, 특히 소형의 모듈형 장치의 제어 시스템과 밸브를 단순화하고자 하는 요구가 있다. 이러한 요구는 이하에 개시되고, 후술하는 청구 범위에 의해 한정되는 본 발명의 실시예에 의해 해결된다.
본 발명의 실시예는 (a) 각기 공급 단부, 생성 단부, 및 복수 성분의 공급 가스 혼합물로부터 하나 이상의 성분을 흡착하도록 되어 있는 흡착재를 갖는 2개 이상의 베셀과, (b) 공급 가스 혼합물을 베셀의 공급 단부로 도입하는 배관, 베셀의 생성 단부에서 생성물 가스를 취출하는 배관, 임의의 베셀의 쌍의 생성 단부를 흐름 소통하게 배치하는 배관, 및 베셀의 공급 단부로부터 폐가스를 취출하도록 되어 있는 배관과, (c) 공급 가스 혼합물을 장치에 공급하도록 되어 있는 공급 가스 파이프, 장치로부터 생성물 가스를 취출하도록 되어 있는 생성물 파이프, 및 장치로부터 폐가스를 취출하도록 되어 있는 폐가스 파이프, 그리고 (d) 각각의 베셀의 생성 단부를 순차적으로 다른 각각의 베셀의 생성 단부와 흐름 소통하게 배치하도 록 되어 있는 회전형 인덱싱 멀티 포트 생성물 밸브를 포함하는 압력 변동 흡착(Pressure Swing Adsoprion; PSA) 장치에 관한 것이다.
본 발명의 다른 실시예는 (a) 각기 공급 단부, 생성 단부, 및 공급 가스 혼합물로부터 선택된 성분을 흡착하도록 되어 있는 흡착재를 갖는 제1 베셀, 제2 베셀, 제3 베셀 및 제4 베셀과, (b) 공급 가스 혼합물을 베셀의 공급 단부로 도입하는 배관, 베셀의 생성 단부에서 생성물 가스를 취출하는 배관, 임의의 베셀의 쌍의 생성 단부를 흐름 소통하게 배치하는 배관, 및 베셀의 공급 단부로부터 폐가스를 취출하도록 되어 있는 배관, 그리고 (c) 공급 가스 혼합물을 장치에 공급하도록 되어 있는 공급 가스 파이프, 장치로부터 생성물 가스를 취출하도록 되어 있는 생성물 파이프, 및 장치로부터 폐가스를 취출하도록 되어 있는 폐가스 파이프를 포함하는 PSA 장치를 포함한다.
본 실시예의 PSA 장치는
(1) 제1 인덱싱 위치에서는, 회전형 인덱싱 멀티 포트 생성물 밸브가 제2 베셀과 제4 베셀의 생성 단부를 흐름 소통하게 배치하도록 되어 있고,
(2) 제2 인덱싱 위치에서는, 회전형 인덱싱 멀티 포트 생성물 밸브가 제3 베셀과 제4 베셀의 생성 단부를 흐름 소통하게 배치하고, 제1 베셀과 제2 베셀의 생성 단부를 흐름 소통하게 배치하도록 되어 있으며,
(3) 제3 인덱싱 위치에서는, 회전형 인덱싱 멀티 포트 생성물 밸브가 제1 베셀과 제3 베셀의 생성 단부를 흐름 소통하게 배치하도록 되어 있고,
(4) 제4 인덱싱 위치에서는, 회전형 인덱싱 멀티 포트 생성물 밸브가 제1 베 셀과 제4 베셀의 생성 단부를 흐름 소통하게 배치하고, 제2 베셀과 제3 베셀의 생성 단부를 흐름 소통하게 배치하도록 되어 있으며,
(5) 제5 인덱싱 위치에서는, 회전형 인덱싱 멀티 포트 생성물 밸브가 제2 베셀과 제4 베셀의 생성 단부를 흐름 소통하게 배치하도록 되어 있고,
(6) 제6 인덱싱 위치에서는, 회전형 인덱싱 멀티 포트 생성물 밸브가 제1 베셀과 제2 베셀의 생성 단부를 흐름 소통하게 배치하고, 제3 베셀과 제4 베셀의 생성 단부를 흐름 소통하게 배치하도록 되어 있으며,
(7) 제7 인덱싱 위치에서는, 회전형 인덱싱 멀티 포트 생성물 밸브가 제1 베셀과 제3 베셀의 생성 단부를 흐름 소통하게 배치하도록 되어 있고,
(8) 제8 인덱싱 위치에서는, 회전형 인덱싱 멀티 포트 생성물 밸브가 제1 베셀과 제4 베셀의 생성 단부를 흐름 소통하게 배치하고, 제2 베셀과 제3 베셀의 생성 단부를 흐름 소통하게 배치하도록 되어 있는 것인 8개의 인덱싱 위치를 갖는 회전형 인덱싱 멀티 포트 생성물 밸브도 포함한다.
본 발명의 관련 실시예는 강흡착성 성분과 약흡착성 성분을 포함하는 공급 가스 혼합물로부터 약흡착성 성분을 회수하기 위한 방법으로서,
(1) 각기 공급 단부, 생성 단부, 및 공급 가스 혼합물로부터 강흡착성 성분을 흡착하도록 되어 있는 흡착재를 갖는 2개 이상의 베셀과,
(2) 공급 가스 혼합물을 베셀의 공급 단부로 도입하는 배관, 강흡착성 성분이 격감된 생성물 가스를 베셀의 생성 단부에서 취출하는 배관, 임의의 베셀의 쌍의 생성 단부를 흐름 소통하게 배치하는 배관, 및 베셀의 공급 단부로부터 강흡착 성 성분이 농후한 폐가스를 취출하도록 되어 있는 배관과,
(3) PSA 장치에 공급 가스 혼합물을 공급하도록 되어 있는 공급 가스 파이프, 장치에서 생성물 가스를 취출하도록 되어 있는 생성물 파이프, 및 장치에서 폐가스를 취출하도록 되어 있는 폐가스 파이프, 그리고
(4) 임의의 베셀의 쌍의 생성 단부를 흐름 소통하게 배치하도록 되어 있는 복수 개의 회전 인덱싱 위치를 갖는 회전형 인덱싱 멀티 포트 생성물 밸브를 포함하는
(a) PSA 장치를 제공하는 단계와,
(b) 공급 가스 혼합물을 제1 베셀로 도입하고, 제1 베셀로부터 생성물 파이프를 통해 생성물 가스를 취출하는 단계와,
(c) 감압 가스를 제1 베셀의 생성 단부로부터 취출하고, 이 감압 가스를 회전 인덱싱 위치 중 하나의 인덱싱 위치에 있는 회전형 인덱싱 멀티 포트 생성물 밸브를 통해 다른 베셀의 공급 단부로 이송함으로써 제1 베셀을 감압하는 단계와,
(d) 제1 베셀의 공급 단부에서 폐가스를 취출하는 단계와,
(e) 단계 c를 겪는 다른 베셀로부터 공급되고 회전 인덱싱 위치 중 다른 위치에 있는 회전형 인덱싱 멀티 포트 생성물 밸브를 통해 이송되는 감압 가스를 베셀의 생성 단부로 도입함으로써 제1 베셀을 가압하는 단계, 그리고
(f) 단계 (b) 내지 (e)를 순환식으로 반복하는 단계
를 포함하는 약흡착성 성분 회수 방법을 포함한다.
본 발명의 다른 관련 실시예는 (a) 축을 중심으로 회전하도록 되어 있고, 상 기 축에 대해 수직인 제1 원형 단면을 갖는 회전 부재로서, 비평면형 외면을 갖고 이 부재를 관통하는 하나 이상의 통로를 포함하는 회전 부재와, (b) 상기 회전 부재를 둘러싸고, 상기 회전 부재와 동축이며, 비평면형 내면 및 외면을 갖고, 상기 내면과 외면 사이에 있는 복수 개의 통로를 포함하는 밸브 본체, 그리고 (c) 상기 회전 부재의 선택된 통로를 밸브 본체의 선택된 통로와 정렬시키기 위해서, 회전 부재를 단일 회전 방향으로 간헐적으로 회전시켜 회전 부재를 밸브 본체에 대하여 원형 단면 둘레의 일련의 정해진 원주 위치 또는 회전 위치에 순차적으로 배치하도록 되어 있는 인덱싱 밸브 구동 모터를 포함하는 회전형 인덱싱 멀티 포트 밸브이다.
다른 실시예는 (a) 축을 중심으로 회전하도록 되어 있고, 상기 축에 대해 수직인 제1 원형 단면을 갖는 회전 부재로서, 이 부재를 관통하는 제1 통로, 제2 통로 및 제3 통로를 포함하는 회전 부재와, (b) 상기 회전 부재를 둘러싸고, 상기 회전 부재와 동축이며, 내면 및 외면을 갖고, 상기 내면과 외면 사이에 있는 제1 통로, 제2 통로, 제3 통로 및 제4 통로를 포함하는 밸브 본체, 그리고 (c) 회전 부재의 선택된 통로를 밸브 본체의 선택된 통로와 정렬시키기 위해서, 회전 부재를 단일 회전 방향으로 간헐적으로 회전시켜 회전 부재를 밸브 본체에 대하여 원형 단면 둘레의 8개의 상이한 각각의 원주 위치에 순차적으로 배치하도록 되어 있는 인덱싱 밸브 구동 모터를 포함하는 회전형 인덱싱 멀티 포트 밸브 조립체에 관한 것이다.
본 발명의 다른 실시예는 (a) 축을 중심으로 회전하도록 되어 있고, 상기 축에 대해 수직인 제1 원형 단면 및 외면을 갖는 회전 부재로서,
(1) 상기 외면에서 제1 원형 단면 둘레에 배치된 제1 개구, 제2 개구, 제3 개구, 제4 개구, 제5 개구 및 제6 개구와,
(2) 회전 부재를 관통하여 제1 개구와 제2 개구를 연결하는 제1 통로와, 회전 부재를 관통하여 제3 개구와 제4 개구를 연결하는 제2 통로, 그리고 회전 부재를 관통하여 제5 개구와 제6 개구를 연결하는 제3 통로
를 포함하며, 상기 제1 개구 및 제2 개구는 제1 원형 단면의 둘레 주위에서 180도의 동일한 2개의 원호에 의해 분리되고,
상기 제3 개구 및 제4 개구는 제1 개구 및 제2 개구를 분리하는 동일한 2개의 원호 중 하나를 따라 배치되며, 제3 개구는 상기 둘레에서 90도의 원호에 의해 제4 개구로부터 분리되어 있는 한편, 상기 둘레에서 45도의 원호에 의해 제1 개구로부터 분리되며, 제4 개구는 상기 둘레에서 45도의 원호에 의해 제2 개구로부터 분리되고,
상기 제5 개구 및 제6 개구는 제1 개구와 제2 개구를 분리하는 동일한 2개의 원호 중 나머지 원호를 따라 배치되며, 제5 개구는 상기 둘레에서 90도의 원호에 의해 제6 개구로부터 분리되어 있는 한편, 상기 둘레에서 45도의 원호에 의해 제1 개구로부터 분리되며, 제6 개구는 상기 둘레에서 45도의 원호에 의해 제2 개구로부터 분리되는 것인 회전 부재와,
(b) 상기 회전 부재를 둘러싸고, 회전 부재와 동축이며, 회전 부재의 축에 대해 수직이고 그 둘레가 회전 부재의 제1 원형 단면의 둘레와 동일 평면 상에 있는 제2 원형 단면, 내면 및 외면을 갖는 밸브 본체로서,
(1) 상기 내면에서 제2 원형 단면의 둘레에 배치되고, 각기 상기 둘레 상에서 90도의 원호에 의해 인접한 각각의 개구로부터 분리된 제1 개구, 제2 개구, 제3 개구 및 제4 개구와,
(2) 상기 밸브 본체의 외면에 있는 제1 개구, 제2 개구, 제3 개구 및 제4 개구, 그리고
(3) 상기 밸브 본체를 관통하여 내면에 있는 제1 개구와 외면에 있는 제1 개구를 연결하는 제1 통로와, 밸브 본체를 관통하여 내면에 있는 제2 개구와 외면에 있는 제2 개구를 연결하는 제2 통로와, 밸브 본체를 관통하여 내면에 있는 제3 개구와 외면에 있는 제3 개구를 연결하는 제3 통로, 그리고 밸브 본체를 관통하여 내면에 있는 제4 개구와 외면에 있는 제4 개구를 연결하는 제4 통로
를 포함하는 밸브 본체, 그리고
(c) 회전 부재의 선택된 통로를 밸브 본체의 선택된 통로와 정렬시키기 위해서, 회전 부재를 단일 회전 방향으로 간헐적으로 회전시켜 회전 부재를 밸브 본체에 대해 원형 단면의 둘레의 8개의 상이한 각각의 위치에 순차적으로 배치시키도록 되어 있는 인덱싱 밸브 구동 모터
를 포함하는 회전형 인덱싱 멀티 포트 밸브 조립체를 포함한다.
본 명세서에서 설명하는 본 발명의 실시예는 통상적인 PSA 공정에서 사용되는 밸브 및 밸브 제어 장치를 단순화한다. 많은 PSA 장치는 복수 개의 흡착제 베셀을 이용하는데, 이 흡착제 베셀은 공정의 사이클 중에 제어되는 주기 동안 개폐되는 복수 개의 블럭 밸브를 지닌 가스 유입 및 유출 매니폴드를 구비한다. 당업 계에 공지된 통상적인 4 베드식 PSA 장치가 도 1에 도시되어 있는데, 이 PSA 장치에서는 선택 흡착제가 흡착제 베셀(101, 103, 105, 107)에 수용되고, 공급 가스가 공급 송풍기(109)에 의해 장치 내로 도입되며, 폐가스가 진공 송풍기(111)에 의해 장치에서 취출된다. 라인(113)을 통한 유입 공기는 필터(115)에서 필터링되고, 송풍기(109)로부터의 압축된 공급 가스는 소음기(117)를 통과하여 최종 냉각기(119)에서 냉각된다. 공급 가스는 공급 매니폴드(121)와 블럭 밸브(123, 125, 127, 129)를 통해 흡착제 베셀(101, 103, 105, 107)의 공급 단부에 각각 제공된다. 폐가스는 흡착제 베셀의 공급 단부로부터 전환 밸브(131, 133, 135, 137)와 폐가스 매니폴드(137)를 통해 취출되어 진공 송풍기(111)에 의해 소음기(139)를 통해 방출된다.
생성물 가스는 블럭 밸브(141, 143, 145, 147)를 통해 흡착제 베셀(101, 103, 105, 107)의 각각의 생성 단부에서 취출된다. 생성물 가스는 생성물 매니폴드(149)를 통과하여 생성물 탱크(151)에 이르고, 이 생성물 탱크로부터 흐름 제어 밸브(153)를 통해 소비자에게 제공된다. 흡착제 베셀들(101, 105)간의 가스 이동은 연결 배관 및 블럭 밸브(151)를 통해 이루어지며, 흡착제 베셀들(103, 107)간의 가스 이동은 연결 배관 및 블록 밸브(153)을 통해 이루어지고, 흡착제 베셀들(101, 107)간의 가스 이동은 연결 배관 및 블럭 밸브(155)를 통해 이루어지며, 흡착제 베셀(101, 103)간의 가스 이동은 연결 배관 및 블럭 밸브(157)를 통해 이루어지고, 흡착제 베셀들(103, 105)간의 가스 이동은 연결 배관 및 블럭 밸브(159)를 통해 이루어지며, 흡착제 베셀(105, 107)간의 가스 이동은 연결 배관 및 블럭 밸브(161)를 통해 이루어진다.
도 1의 PSA 장치에는 높은 자본 비용과 복잡한 작동 문제에 기여할 수 있는 여러 가지 특징이 있다. 첫번째 특징은, 통상적으로 프로그래밍 가능한 논리 제어기(PLC) 또는 컴퓨터 제어 시스템에 의해 제어되는 전자식 또는 공압식 개별 액츄에이터에 의해 작동되는 18개의 전환 블럭 밸브가 있다는 것이다. 두번째 특징은, 복수 개의 블럭 밸브에 대한 작동 시간들 간의 작은 차이가 오랜 기간의 작동 시간이 경과한 후에는 매우 큰 차이로 단계적으로 증가할 수 있다는 것이다. 이것은 특히 급속한 PSA 사이클에 있어서 중요한데, 그 이유는 이들 시간차가 사이클 단계의 지속 기간의 보다 큰 부분을 차지할 수 있기 때문이다. 이러한 문제를 자동 교정하기 위해서는 컨트롤러에 추가의 논리가 필요할 것이다. 세번째 특징은, 전환 블럭 밸브는, 일부가 나머지와 다른 속도로 마모되기 때문에 시간 경과에 따라 교체를 필요로 하는 가동부를 구비한다는 것이다.
도 1에 도시한 복수 개의 블럭 밸브를 사용하는 것에 대한 대안으로서, 당업계에서는 요구되는 사이클의 단계를 실시하기 위해서 다중 베드 PSA 장치의 베드 내외로 및 베드들 간에 가흐 스름을 안내하는 회전 밸브가 개발되었다. 회전 밸브는 각기 복수의 아치형 내부 경로 및/또는 포트를 구비하는 고정자와 회전자를 포함하며, 상기 아치형 내부 경로 및/또는 포트는 회전자가 PSA 사이클을 위한 가스 흐름을 안내하기 위해 연속적으로 회전할 때 상이한 위치에 정렬된다. 회전자와 고정자는 통상적으로 고도로 연마된 표면들을 갖는데, 이들 표면 사이에서 연속적인 미끄럼 접촉이 일어나 누설 방지 가스 밀봉부가 형성된다. 회전 밸브가 PSA 장 치에 있는 수많은 전환 블럭 밸브를 대체할 수 있긴 하지만, 이러한 회전 밸브는 매우 고가이며, 특히 복수 개의 베드간(bed-to-bed) 가스 이동 단계로 작동하는 베드를 2개보다 많이 지닌 PSA 장치에서 사용되는 경우에는 매우 복잡한 경향이 있다. 또한, 회전 밸브는 불균형 및 마모로 인해 보다 전통적인 전환 밸브에 비해 누출율이 높을 수 있다.
본 발명의 실시예는 흡착제 베셀의 공급 단부 및 생성 단부에서 회전형 인덱싱 멀티 포트 밸브를 이용하는 것에 의해 복수 개의 베셀을 구비하는 PSA 장치에서의 복수 개의 전환 밸브 및 회전 밸브의 사용에 대한 대안을 제공한다. 회전형 인덱싱 멀티 포트 밸브는 밸브 본체 내에 배치되는 회전 부재를 포함하는 밸브로서 정의되며, 상기 회전 부재와 밸브 본체는 동축이고, 축에 대해 수직인 임의의 평면에서 원형 단면을 갖는다. 회전 부재의 외면과 밸브 본체의 내면은 비평면형이다. 회전 부재와 밸브 본체 각각은 복수 개의 통로를 지니고, 회전 부재가 각각의 특정 인덱싱 원주 위치에 세팅될 때 회전 부재와 밸브 본체 내의 선택된 통로의 조합은 흐름 소통하게 배치된다.
회전 부재의 회전은 간헐적이며, 밸브는 인덱싱되는데, 이는 회전 부재의 원주 위치를 변경하기 위해서만 회전이 일어나며, 회전 부재가 정해진 인덱싱 원주 위치에 있는 동안에는 회전이 일어나지 않는다는 것을 의미한다. 회전 부재의 각각의 고정 원주 위치는 밸브 본체에 대한 인덱싱 위치로 간주되며, 회전 부재는 그 축을 중심으로 한 각각의 회전 중에 주어진 인덱싱 위치로 복귀한다.
제1 영역과 제2 영역에 적용되는 바와 같은 "흐름 소통" 및 "~과 흐름 소통 하게"라는 용어는 유체가 중간 영역을 경유하여 제1 영역에서부터 제2 영역으로, 및/또는 제2 영역에서부터 제1 영역으로 흐를 수 있다는 것을 의미한다. 중간 영역은 제1 영역과 제2 영역 사이에 있는 밸브 및 연결 배관을 포함할 수 있다.
"순차적"이라는 용어는 순서에 관련되거나 "순서대로 배치된"이라는 통상의 의미를 갖는다. 이 용어는 PSA 장치에 있는 회전형 인덱싱 멀티 포트 밸브의 사용에 적용되는 경우에는 밸브의 회전 부재가 복수 위치 사이에서 간헐적으로 회전될 때 이 회전 부재의 반복 가능한 일련의 정해진 위치에 관한 것이다. 상기 용어는, 또한 주기적으로 반복되는 일련의 단계 중의 동일한 선행 단계에 후속하여 각 단계가 이루어지는 PSA 사이클의 단계들에도 적용된다. 흡착제 베셀의 생성 단부에 적용되는 바와 같은 "순차적인 흐름 소통"이라는 용어는 흡착제 베셀의 생성 단부가 PSA 동작 사이클의 단계에서 각각의 다른 베셀과 순서대로 흐름 소통하게 배치된다는 것을 의미한다.
"회전형"이라는 용어는, 소정 축선을 갖는 밸브 부재가 그 축선을 중심으로 복수 위치 사이에서 불연속적으로, 즉 간헐적으로 회전 가능하여, 한 위치에서 다음 순서의 위치로 회전 운동하는 기간 사이에 정해진 위치에 유지된다는 것을 일컫는다. "인덱싱"이라는 용어는 복수 위치들의 서로에 대해 고정되어 있다는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용되는 것과 같은 "압력 변동 흡착"(PSA)이라는 포괄적인 용어는 최대 압력과 최소 압력 사이에서 작동하는 모든 흡착 분리 장치에 적용된다. 최대 압력은 전형적으로 대기압 초과 압력(super-atmospheric pressure)이며, 최소 압력은 대기압 초과 압력, 대기압 또는 대기압 미만 압력(sub-atmospheric pressure)일 수 있다. 최소 압력이 대기압 미만 압력이고, 최대 압력이 대기압 초과 압력인 경우, 흡착 분리 장치는 전형적으로 압력 진공 변동 흡착(Pressure Vacuum Swing Adsorption; PVSA) 장치로 칭한다. 최대 압력이 대기압 이하이고, 최소 압력이 대기압 미만인 경우, 흡착 분리 장치는 전형적으로 진공 변동 흡착(Vacuum Swing Adsorption; VSA) 장치로 칭한다.
본 명세서에 사용된 단수 명사는 상세한 설명 및 특허청구범위에 설명된 본 발명의 실시예에서의 소정의 특징에 적용될 때 하나 또는 그 이상을 의미한다. 단수 명사의 사용은 특별히 한정되지 않는 한, 단일의 구성 요소로 그 의미가 제한되는 것은 아니다. 단수 또는 복수 명사 앞에 사용된 "상기"는 하나의 특정된 특징 또는 다수의 특정된 특징들을 의미하고, 그것이 사용된 문맥에 따라 단수 또는 복수의 의미를 갖는다. "임의의"라는 표현은 어떠한 양 중 무작위로 하나, 또는 일부 또는 그 모두를 의미한다. 제1 구성과 제2 구성 사이에 위치되는 "및/또는"이라는 표현은 (1) 제1 구성, (2) 제2 구성, 및 (3) 제1 구성과 제2 구성 중 어느 하나를 의미한다.
도 2에, 회전형 인덱싱 멀티 포트 밸브가 도 1의 장치의 블럭 밸브를 대체하기 위해 사용되는 일실시예가 도시되어 있다. 도 2의 장치는 도 1의 장치와 공통된 몇몇 부품, 즉 흡착제 베셀(101, 103, 105, 107), 공급 송풍기(109), 진공 송풍기(111), 필터(115), 소음기(117), 최종 냉각기(119), 폐가스 매니폴드(137), 소음기(139), 생성물 탱크(151) 및 제어 밸브(153)를 사용한다. 흡착제 베셀(101, 103, 105, 107)로부터의 유출 라인(201, 203, 205, 207)은 각각 체크 밸브(209, 211, 213, 215) 각각을 통해 생성물 매니폴드(149)에 연결된다. 생성물 탱크(151)는 이 탱크 내의 유효 가스 저장 밀도(effective gas storage density)를 증가시키기 위해서 산소 선택 흡착제로 채워질 수 있고, 이에 따라 생성물 이송 압력의 압력 변동과 탱크 크기를 저감할 수 있다.
흡착제 베셀들의 생성 단부들 간의 가스 흐름은, 각각의 라인(219, 221, 223, 225)을 통해 각각의 흡착제 베셀(101, 103, 105, 107)의 유출 라인(201, 203, 205, 207)에 연결되는 4개의 외부 포트를 갖는 회전형 인덱싱 멀티 포트 밸브(217)에 의해 안내된다. 차후에 설명하겠지만, 회전형 인덱싱 멀티 포트 밸브(217)는 흡착제 베셀(101, 103, 105, 107)에서 작동하는 PSA 사이클에 따라 특정의 라인(219, 221, 223, 235) 쌍을 유체 소통하게 배치하도록 된 내부 통로가 있는 내부 회전 부재를 갖는다. 내부 회전 부재는 이 내부 회전 부재를 정확하게 45도의 증분만큼 단일 회전 방향으로 간헐적으로 이동시키는 인덱싱 밸브 구동 모터(227)(도시하지 않음)에 의해 회전되고, 내부 회전 부재의 선택된 통로를 이하에서 설명하는 바와 같은 밸브 본체의 선택된 통로와 정렬시키는 8개의 상이한 위치를 갖는다. 인덱싱 밸브 구동 모터는 8개의 위치로의 적절한 정렬을 위해 정확한 고주파수 동작 제어를 이용한다. 인덱싱 밸브 구동 모터는 내부 회전 부재의 각각의 위치에서의 지속 기간을 제어하기 위해 내장 타이머를 가질 수 있다. 대안으로서, 외부 타이머를 사용할 수도 있고, 프로그래밍 가능한 논리 제어기(PLC) 또는 컴퓨터 제어 시스템(도시하지 않음)으로부터 타이밍이 통신될 수도 있다. 인덱싱 밸브 모터는 회전자의 코스팅(coasting)을 최소화하기 위해서 샤프트 상에 브레이크를 구비할 수도 있다.
흡착제 베셀의 공급 단부에서의 가스 흐름은 각기 4개의 외부 포트와 하나의 유입구 또는 유출구를 구비하는 회전형 인덱싱 멀티 포트 밸브(229, 231)에 의해 안내된다. 밸브(229, 231)의 내부 회전 부재는, 각각의 내부 회전 부재를 정확히 90도의 증분만큼 단일 회전 방향으로 간헐적으로 회전시키는 인덱싱 구동 모터(233)에 의해 회전되고, 내부 회전 부재의 통로를 이하에서 설명하는 바와 같은 밸브 본체의 선택된 통로와 정렬시키기 위한 4개의 다른 위치를 갖는다. 인덱싱 밸브 구동 모터는 4개의 위치로의 적절한 정렬을 위해 정확한 고주파수 동작 제어를 이용한다. 인덱싱 밸브 구동 모터는 내부 회전 부재의 각각의 위치에서의 지속 기간을 제어하기 위해 내장 타이머를 가질 수 있다. 대안으로서, 외부 타이머를 사용할 수도 있고, 인덱싱 밸브 구동 모터(227, 233) 양자를 제어하는 프로그래밍 가능한 논리 제어기(PLC) 또는 컴퓨터 제어 시스템(도시하지 않음)으로부터 타이밍이 통신될 수도 있다. 다른 대안으로서, 인덱싱 밸브 구동 모터(227)가 인덱싱 밸브 구동 모터(227, 233) 양자를 제어하는 내장 타이머를 가질 수도 있고, 이에 따라 밸브(217, 229, 231)의 인덱싱 이동이 항상 동기되고 일관된 것을 보장할 수 있다. 인덱싱 밸브 모터는 회전자의 코스팅을 최소화하기 위해서 샤프트 상에 브레이크를 구비할 수도 있다.
회전형 인덱싱 멀티 포트 밸브(229)의 외부 포트는 라인(235, 237, 239, 241)을 통해 흡착제 베셀(101, 103, 105, 107)의 공급 단부 각각의 유입/유출 라 인(243, 245, 247, 249)에 각각 연결된다. 회전형 인덱싱 멀티 포트 밸브(229)의 유입구는 공급 라인(251)을 통해 공급 가스 최종 냉각기(119)에 연결되고, 압축된 공급 가스를 흡착제 베셀로 이송하는 역할을 한다. 차후에 설명하겠지만, 회전형 인덱싱 멀티 포트 밸브(229)는 PSA 작동 사이클에 따라, 압축된 공급 가스를 각각의 흡착제 베셀(101, 103, 105, 107)에 순서대로 이송하도록 되어 있는 내부 통로를 갖는 내부 회전 부재를 구비한다.
회전형 인덱싱 멀티 포트 밸브(231)의 외부 포트는 라인(253, 255, 257, 259)을 통해 흡착제 베셀(101, 103, 105, 107)의 공급 단부 각각의 유입/유출 라인(243, 245, 247, 249)에 각각 연결된다. 회전형 인덱싱 멀티 포트 밸브(231)의 유출구는 폐가스 라인(261)을 통해 진공 송풍기(111)에 연결되고, 흡착기 베셀로부터 폐가스를 취출하는 역할을 한다. 차후에 설명하겠지만, 회전형 인덱싱 멀티 포트 밸브(231)는 PSA 작동 사이클에 따라, 각각의 흡착제 베셀(101, 103, 105, 107)에서 순서대로 폐가스를 취출하도록 되어 있는 내부 통로를 갖는 내부 회전 부재를 구비한다.
회전형 인덱싱 멀티 포트 밸브(217)의 예가 도 3의 단면도로 도시되어 있다. 이 단면은 중심점(301)을 통과하는 밸브의 회전축에 대해 수직으로 취한 것이다. 회전형 인덱싱 멀티 포트 밸브는 밸브 본체(303)와, 밸브 본체의 내부 공동 내에 배치된 내부 회전 부재(305)를 포함하며, 상기 밸브 본체의 내부 공동은 내부 회전 부재(305)와 거의 동일한 형상을 갖는다. 원주 공간 또는 환형 공간(307)은 밸브 본체(303)와 내부 회전 부재(305) 간의 가스 흐름을 방지하도록 되어 있는 패킹, O 링, 개스킷 또는 다른 탄성 중합재(도시하지 않음) 등의 시일 요소를 포함한다. 시일 요소는 밸브 본체(303)와 내부 회전 부재(305)의 정합 곡면들 사이에 배치되어 이들을 시일한다. 패킹, O링, 개스킷 또는 다른 탄성 중합재는 이 요소와, 내부 회전 부재의 외면 및/또는 밸브 본체의 내부 공동의 내면 사이의 시일 가능한 미끄럼 접촉을 허용하도록 낮은 마찰 계수를 가져야 한다.
내부 회전 부재(305)는 이 부재를 관통하는 중앙 보어 또는 통로(309)와, 이 통로(309)의 일측부에 있는 영역을 관통하는 오프셋 보어 또는 통로(311), 및 통로(309)의 타측부에 있는 영역을 관통하는 오프셋 보어 또는 통로(313)를 갖는다. 중앙 통로(309)는 제1 단부(309a) 및 제2 단부(309b)를 갖고, 오프셋 통로(311)는 제1 단부(311a) 및 제2 단부(311b)를 가지며, 오프셋 통로(313)는 제1 단부(313a) 및 제2 단부(313b)을 갖는다. 밸브 본체(303)는 원주 공간 또는 환형 공간(307)에서부터 밸브 본체의 외면을 관통하여 연장되는 4개의 통로(315, 317, 319, 321)를 갖는다. 내부 회전 부재(305)와 밸브 본체의 내부 공동은 내부 회전 부재(305)의 회전축과 동심이고 이 회전축에 대해 수직인 원형 단면을 갖는다.
(1) 회전형 인덱싱 멀티 포트 밸브는 간헐적으로 회전하는 반면에 회전 밸브는 연속적으로 회전하고, 및/또는 (2) 내부 회전 부재와 밸브 본체의 대향면은 곡면의 비평면형인 반면에 회전 밸브에 있는 회전자와 고정자의 대향면은 편평한 평면형이라는 점에서, 전술한 회전형 인덱싱 멀티 포트 밸브는 PSA 장치에서 통상적으로 사용되는 회전 밸브와는 다르다. 임의의 실시예에서는, 3개의 통로가 도 3에 도시한 바와 같이 동일 평면에 배치될 수도 있고 다른 평면에 배치될 수도 있다. 통로는 내부 회전 부재(305)의 회전축에 대해 임의의 각도로 배치될 수 있지만, 이 회전축과 평행할 수는 없다. 3개의 통로는 상이한 유효 흐름 단면적(effective cross-sectional flow area)을 가질 수 있고, 이들 유효 흐름 단면적은 주어진 단계 중에 베드들 간의 가스 유량을 조절하도록 크기가 정해질 수 있다. 도 5에 도시한 4 베드식의 특별한 공정에서는, 예컨대 중앙 통로(309)가 통로(311)나 통로(313)보다 클 수 있다. 일반적으로, 제1 통로, 제2 통로 및 제3 통로 중 어느 하나는 나머지 2개의 통로 중 어느 것과도 다른 흐름 단면적을 가질 수 있다.
도 3의 예시적인 회전형 인덱싱 멀티 포트 밸브는 간헐적으로 동작하여, 이하의 8개의 상이한 인덱싱 위치에서 내부 회전 부재(305)의 통로가 밸브 본체(303)의 선택된 통로와 일치하도록, 즉 선택된 통로와 정렬하도록 되어 있다.
1. 도 3에는 제1 인덱싱 위치가 도시되어 있는데, 이 제1 인덱싱 위치에서는 제1 기간 동안 통로(309)의 제1 단부(309a)가 밸브 본체의 통로(321)와 정렬되고, 통로(309)의 제2 단부(309b)가 통로(317)와 정렬된다. 이 제1 인덱싱 위치에서는, 통로(309, 317, 321) 간의 유체 흐름 소통을 위한 경로가 마련되고, 통로(311, 313, 315, 319)의 단부는 환형 공간(307)에 있는 시일 요소와의 접촉에 의해 밀봉된다.
2. 제2 인덱싱 위치는, 제2 기간 동안 (1) 통로(311)의 제1 단부(311a)가 통로(321)와 정렬되고, 통로(311)의 제2 단부(311b)가 통로(315)와 정렬되며, (2) 통로(313)의 제1 단부(313a)가 통로(319)와 정렬되고, 통로(313)의 제2 단부(313b)가 통로(317)와 정렬되도록 도 3의 위치에서부터 45도만큼 반시계 방향으로 내부 회전 부재(305)를 회전시킴으로써 설정된다. 이 제2 인덱싱 위치에서는, 통로들(311, 315, 321) 간의 유체 흐름 소통을 위한 경로가 마련되고, 통로들(313, 317, 319) 간의 유체 흐름 소통을 위한 경로가 마련된다. 통로(309)의 단부들은 환형 공간(307)에 있는 시일 요소와의 접촉에 의해 시일된다.
3. 제3 인덱싱 위치는, 제3 기간 동안 통로(309)의 제1 단부(309a)가 통로(319)와 정렬되고, 통로(309)의 제2 단부(309b)가 통로(315)와 정렬되도록 제2 인덱싱 위치에서부터 다시 45도만큼 반시계 방향으로 내부 회전 부재(305)를 회전시킴으로써 설정된다. 이 제3 인덱싱 위치에서는, 통로들(309, 315, 319) 간의 유체 흐름 소통을 위한 경로가 마련되고, 통로들(311, 313, 317, 321)의 단부들은 환형 공간(307)에 있는 시일 요소와의 접촉에 의해 시일된다.
4. 제4 인덱싱 위치는, 제4 기간 동안 (1) 통로(311)의 제1 단부(311a)가 통로(319)와 정렬되고, 통로(311)의 제2 단부(311b)가 통로(321)와 정렬되며, (2) 통로(313)의 제1 단부(313a)가 통로(317)와 정렬되고, 통로(313)의 제2 단부(313b)가 통로(315)와 정렬되도록 제3 인덱싱 위치에서부터 다시 45도만큼 반시계 방향으로 내부 회전 부재(305)를 회전시킴으로써 설정된다. 이 제4 인덱싱 위치에서는, 통로들(311, 319, 321) 간의 유체 흐름 소통을 위한 경로가 마련되고, 통로들(313, 315, 317) 간의 유체 흐름 소통을 위한 경로가 마련된다. 통로(309)의 단부들은 환형 공간(307)에 있는 시일 요소와의 접촉에 의해 시일된다.
5. 제5 인덱싱 위치는, 제5 기간 동안 통로(309)의 제1 단부(309a)가 통로(317)와 정렬되고, 통로(309)의 제2 단부(309b)가 통로(321)와 정렬되도록 제4 인덱싱 위치에서부터 다시 45도만큼 반시계 방향으로 내부 회전 부재(305)를 회전시킴으로써 설정된다. 이 제5 인덱싱 위치에서는, 통로들(309, 317, 321) 간의 유체 흐름 소통을 위한 경로가 마련되고, 통로들(311, 313, 315, 319)의 단부들은 환형 공간(307)에 있는 시일 요소와의 접촉에 의해 시일된다.
6. 제6 인덱싱 위치는, 제6 기간 동안 (1) 통로(311)의 제1 단부(311a)가 통로(317)와 정렬되고, 통로(311)의 제2 단부(311b)가 통로(319)와 정렬되며, (2) 통로(313)의 제1 단부(313a)가 통로(315)와 정렬되고, 통로(313)의 제2 단부(313b)가 통로(321)와 정렬되도록 제5 위치에서부터 다시 45도만큼 반시계 방향으로 내부 회전 부재(305)를 회전시킴으로써 설정된다. 이 제6 인덱싱 위치에서는, 통로들(311, 317, 319) 간의 유체 흐름 소통을 위한 경로가 마련되고, 통로들(313, 315, 321) 간의 유체 흐름 소통을 위한 경로가 마련된다. 통로(309)의 단부들은 환형 공간(307)에 있는 시일 요소와의 접촉에 의해 시일된다.
7. 제7 인덱싱 위치는, 제7 기간 동안 통로(309)의 제1 단부(309a)가 통로(315)와 정렬되고, 통로(309)의 제2 단부(309b)가 통로(319)와 정렬되도록 제6 인덱싱 위치에서부터 다시 45도만큼 반시계 방향으로 내부 회전 부재(305)를 회전시킴으로써 설정된다. 이 제7 인덱싱 위치에서는, 통로들(309, 315, 319) 간의 유체 흐름 소통을 위한 경로가 마련되고, 통로들(311, 313, 317, 321)의 단부들은 환형 공간(307)에 있는 시일 요소와의 접촉에 의해 시일된다.
8. 제8 인덱싱 위치는, 제8 기간 동안 (1) 통로(311)의 제1 단부(311a)가 통로(315)와 정렬되고, 통로(311)의 제2 단부(311b)가 통로(317)와 정렬되며, (2) 통 로(313)의 제1 단부(313a)가 통로(321)와 정렬되고, 통로(313)의 제2 단부(313b)가 통로(319)와 정렬되도록 제7 인덱싱 위치에서부터 다시 45도만큼 반시계 방향으로 내부 회전 부재(305)를 회전시킴으로써 설정된다. 이 제8 인덱싱 위치에서는, 통로들(311, 315, 317) 간의 유체 흐름 소통을 위한 경로가 마련되고, 통로들(313, 319, 321) 간의 유체 흐름 소통을 위한 경로가 마련된다. 통로(309)의 단부들은 환형 공간(307)에 있는 시일 요소와의 접촉에 의해 시일된다.
제8 인덱싱 위치에 후속하여, 내부 회전 부재(305)가 반시계 방향으로 다시 45도만큼 회전되어 제1 인덱싱 위치로 복귀한다. 전술한 반시계 방향 회전에 대한 대안으로서, 내부 회전 부재(305) 부재가 제1 인덱싱 위치에서부터 시계 방향으로 회전할 수 있는데, 이 경우에는 전술한 위치들이 역순으로 될 것이다. 이들 8개의 인덱싱 위치 각각은 이하에서 설명하는 PSA 사이클의 개별 공정 단계에 대응한다.
4개의 통로만을 포함하는 밸브 본체(303)에 있어서의 8개의 인덱싱 위치를 경유하는 회전으로 인해 베드들의 쌍이 서로 격리되어, 이들 2개의 베드의 생성 단부가 흐름 소통하지 않는다는 것을 전술한 순서로부터 이해해야 한다. 이러한 격리는 베드가 배기 또는 생성물 제공과 같은 추가의 공정 단계에 참여하게 한다.
도 3의 회전형 인덱싱 멀티 포트 밸브는 전술한 8개의 정해진 위치 각각이 내부 회전 부재(305)가 회전하지 않는 상태로 소정 시간 간격 동안 유지되도록 간헐적으로 작동한다. 각각의 이들 소정 시간 간격 사이에는, 8개의 정해진 위치의 시간 간격보다 훨씬 짧은 단시간의 회전 시간 간격 동안 내부 회전 부재가 한 위치에서 인접한 위치로 급속히 회전한다. 내부 회전 부재(305)는 전술한 제1 기간에 서부터 제8 기간의 소망하는 지속 기간에 따라 프로그래밍 가능한 타이머에 의해 제어되는 스텝형 인덱싱 모터에 의해 그 축 상에서 회전할 수 있다.
일실시예에서, 내부 회전 부재(305)와 밸브 본체(303)의 내부 공동의 입체적인 형상은 대체로 구형이고 동심이며, 이들 부품은 볼 밸브로 칭할 수 있는 조립체를 형성한다. 다른 실시예에서, 내부 회전 부재(305)와 밸브 본체(303)의 내부 공동은 원통형, 타원형, 테이퍼형 또는 내부 회전 부재(305)의 회전축에 대해 수직인 단면이 원형인 임의의 다른 형상일 수 있다. 도 3에 도시한 회전형 인덱싱 멀티 포트 밸브는, 예컨대 볼 밸브 또는 회전 플러그 밸브를 제조하는 분야에 공지되어 있는 방법을 사용하여 제조될 수 있다. 대안으로서, 시판중인 볼 밸브 또는 회전 플러그 밸브는 소망하는 통로 정렬과 유체 흐름 경로를 달성하기 위해서 내부 회전 부재 및/또는 밸브 본체에 추가의 통로를 드릴 가공하여 변경될 수도 있다.
도 2의 회전형 인덱싱 멀티 포트 밸브(229, 231)의 예가 도 4의 단면도에 도시되어 있다. 이 단면은 중심점(401)을 통과하는 밸브의 회전축에 대해 수직으로 취한 것이다. 회전형 인덱싱 멀티 포트 밸브는 밸브 본체(403)와, 밸브 본체의 내부 공동 내에 배치된 내부 회전 부재(405)를 포함하며, 상기 밸브 본체의 내부 공동은 내부 회전 부재(305)와 거의 동일한 형상을 갖는다. 원주 공간 또는 환형 공간(407)은 밸브 본체(403)와 내부 회전 부재(405) 간의 가스 흐름을 방지하도록 되어 있는 패킹, O링, 개스킷 또는 다른 탄성 중합재(도시하지 않음) 등의 시일 요소를 포함한다. 패킹, O링, 개스킷 또는 다른 탄성 중합재는 이 요소와, 내부 회전 부재의 외면 및/또는 밸브 본체 내부 공동의 내면 사이의 시일 가능한 미끄럼 접촉 을 허용하도록 낮은 마찰 계수를 가져야 한다.
내부 회전 부재(405)는 중앙 보어 또는 통로(409)를 갖는데, 이 통로는 제1단부(409a)의 위치에서 그 부재의 외면에서부터 중심까지 통하고, 이어서 90도로 굴곡되어, 부재의 회전축을 따라, 도 4의 단면도의 지면에 들어가는 방향으로 밸브 본체의 외면에 위치하는 제2 단부(409b)(도시하지 않음) 위치의 내부 회전 부재 외면까지 연장된다. 따라서, 중앙 통로(409)를 통과하는 유체 흐름의 방향은 제1 단부(409a)와 제2 단부(409b) 사이에서 90도만큼 변한다. 밸브 본체(403)는 원주 공간 또는 환형 공간(407)에서부터 밸브 본체(403)의 외면을 관통하여 연장되는 4개의 통로(411, 413, 415, 417)를 갖는다. 내부 회전 부재(405)와 밸브 본체의 내부 공동은, 내부 회전 부재(405)의 회전축과 동심이고 이 회전축에 대해 수직인 원형 단면을 갖는다.
도 4의 예시적인 회전형 인덱싱 멀티 포트 밸브는 간헐적으로 작동하도록 되어 있고, 이에 따라 다음과 같은 4개의 상이한 인덱싱 위치에서 내부 회전 부재(405)의 통로가 밸브 본체(403)의 통로와 일치, 즉 정렬하도록 되어 있다. 도 4에는, 제1 기간 동안 통로(409)의 제1 단부(409a)가 통로(411)와 정렬되어, 이들 2개의 통로를 유체 흐름 소통하게 배치하는 제1 인덱싱 위치가 도시되어 있다. 제2 인덱싱 위치는, 제2 기간 동안 통로(409)의 제1 단부(409a)가 통로(417)와 정렬되어, 이들 2개의 통로를 유체 흐름 소통하게 배치하도록 도 4의 위치에서부터 90도만큼 반시계 방향으로 내부 회전 부재(405)를 회전시킴으로써 설정된다. 제3 인덱싱 위치는, 제3 기간 동안에 통로(409)의 제1 단부(409a)가 통로(415)와 정렬되어, 이들 2개의 통로를 유체 흐름 소통하게 배치하도록 제2 인덱싱 위치에서부터 90도만큼 반시계 방향으로 내부 회전 부재(405)를 회전시킴으로써 설정된다. 제4 인덱싱 위치는, 제4 기간 동안 통로(409)의 제1 단부(409a)가 통로(417)와 정렬되어, 이들 2개의 통로를 유체 흐름 소통하게 배치하도록 제3 인덱싱 위치에서부터 90도만큼 반시계 방향으로 내부 회전 부재(405)를 회전시킴으로써 설정된다. 제4 위치에 후속하여, 내부 회전 부재(405)가 제4 위치로부터 90도만큼 반시계 방향으로 회전되어 제1 인덱싱 위치로 복귀한다. 전술한 반시계 방향 회전에 대한 대안으로서, 내부 회전 부재(405)는 제1 인덱싱 위치에서부터 시계 방향으로 회전될 수 있는데, 이 경우 전술한 위치는 역순으로 될 것이다.
도 4의 회전형 인덱싱 멀티 포트 밸브는 전술한 4개의 정해진 위치 각각이 내부 회전 부재(405)가 회전하지 않는 상태로 소정 시간 간격 동안 유지되도록 간헐적으로 작동한다. 각각의 이들 소정 시간 간격 사이에는, 4개의 고정 위치의 시간 간격보다 훨씬 짧은 단시간의 회전 시간 간격 동안 내부 회전 부재가 한 위치에서 인접한 위치로 급속히 회전한다. 내부 회전 부재(405)는 전술한 제1 기간에서부터 제4 기간의 소망하는 지속 기간에 따라 프로그래밍 가능한 타이머에 의해 제어되는 스텝형 인덱싱 모터에 의해 그 축 상에서 회전될 수 있다.
일실시예에서, 내부 회전 부재(405)와 밸브 본체(403)의 내부 공동의 입체적인 형상은 대체로 구형이고 동심이며, 이들 부품은 볼 밸브로 칭할 수 있는 조립체를 형성한다. 다른 실시예에서, 내부 회전 부재(405)와 밸브 본체(403)의 내부 공동은 원통형, 타원형, 테이퍼형 또는 내부 회전 부재(405)의 회전축에 대해 수직인 단면이 원형인 다른 형상일 수 있다. 도 4에 도시한 회전형 인덱싱 멀티 포트 밸브는, 예컨대 볼 밸브 또는 회전 플러그 밸브를 제조하는 분야에 공지되어 있는 방법을 사용하여 제조될 수 있다. 대안으로서, 시판중인 볼 밸브 또는 회전 플러그 밸브는 소망하는 통로 정렬과 유체 흐름 경로를 달성하기 위해서 내부 회전 부재 및/또는 밸브 본체에 추가의 통로를 드릴 가공하는 것에 의해 변형될 수 있다.
도 3 및 도 4를 참조한 전술한 설명에 기초하면, 회전형 인덱싱 멀티 포트 밸브는 (a) 축을 중심으로 회전하도록 되어 있고, 이 축에 대해 수직인 제1 원형 단면을 갖는 회전 부재로서, 이 부재를 관통하는 하나 이상의 통로를 포함하는 회전 부재와, (b) 회전 부재를 둘러싸고, 이 회전 부재와 동축이며, 내면 및 외면을 갖고, 이들 내면과 외면 사이에 있는 복수 개의 통로를 갖는 밸브 본체를 포함하는 밸브로서 정의될 수 있다. 인덱싱 밸브 구동 모터는 회전 부재의 선택된 통로와 밸브 본체의 선택된 통로를 정렬시키기 위해서 회전 부재를 단일 회전 방향으로 간헐적으로 회전시켜, 회전 부재를 밸브 본체에 대하여 원형 단면 둘레 주위의 일련의 고정 원주 위치 또는 회전 위치에 순차적으로 배치하도록 된 모터이다.
도 2의 회전형 인덱싱 멀티 포트 밸브는 미리 설정된 타이밍 순서를 따르기 위해 필요한 동기화를 유지하도록 물리적으로 커플링될 수 있다. 이러한 순서는, 샤프트 상호 커플링(shaft-to-shaft couple)을 통해 각각 회전형 인덱싱 멀티 포트 밸브에 직접 연결되는 고속 고사이클 인덱스 AC 모터 드라이버 또는 드라이버들에 의해 회전 부재를 구동시킴으로써 달성될 수 있다. 드라이버(들)를 작동시키기 위해서는 고가의 프로그래밍 가능한 논리 제어기(PLC) 장치보다는 2-포지션 타이 머(two-position timer)를 사용할 수 있다.
AC 모터 드라이버 또는 드라이버들은 회전형 인덱싱 멀티 포트 밸브를 신속, 정확, 신뢰성 있게 위치 설정하기 위해 AC 모터로부터의 엔코더 피드백을 이용하는 모듈형 구동 인버터에 의해 제어될 수 있다. 모듈형 구동 인버터는 연당 수백만회의 사이클에 걸쳐 신뢰성 있게 작동할 수 있으며, 이것은 고속-사이클 PSA 장치에서 특히 중요하다. 모듈형 구동 인버터는, 내장 타이머와 연동 장치가 송풍기 및 수단과 같은 관련 장치뿐만 아니라 PSA 공정 사이클을 제어하고 이들과 인터페이싱하도록 프로그래밍될 수 있다. 이러한 타입의 모듈형 구동 인버터의 예는 SEW-Eurodrive에 의해 제조되는 Movidrive MDX61B 인버터로 알려진 것이다. 이들 드라이브는 정확한 밸브 위치를 결정하기 위해 내부 모터의 엔코더 피드백을 이용할 수도 있고 근접 스위치와 같은 외부 장치로부터의 피드백을 수신할 수도 있다.
도 2의 PSA 장치의 작동은 15 내지 29.7 psia에서 80 체적% 이상의 산소를 함유하는 생성물을 생산하는, 공기로부터 산소를 분리하기 위한 4 베드식 PSA 공정에 의해 예시될 수 있다. PSA 공정은 29.7 psia에 이르는 최대 압력과 2 psia만큼 낮은 최소 압력 사이에서 작동할 수 있다. 보다 높은 생성물 압력이 요구되는 경우, 선택적인 부스터 압축기를 사용하여 생성물 압력을 125 psia 이상으로 높일 수 있다. 이 공정에서, 각각의 흡착제 베셀(101, 103, 105, 107)은 흡착재로 이루어진 베드를 포함하며, 이 흡착재는 예컨대 제올라이트 CaA, NaX, CaX 및 LiX와 같은 공기로부터 산소를 생성하기 위한 임의의 공지된 흡착제를 포함할 수 있다. X 제 올라이트의 경우, SiO2/Al2O3 비율은 2.0 내지 2.5 범위일 수 있다. 대기를 공급하는 경우, 수분 및/또는 CO2를 제거하기 위한 흡착제로 이루어진 예처리 층을 사용할 수 있다. 이러한 예처리 층은 알루미나 및 NaX뿐만 아니라 당업계에 공지된 다른 재료를 포함할 수 있다. 공기로부터 산소를 분리하는 데 있어서는 SiO2/Al2O3 비율이 2.0인 LiX 제올라이트가 선호되며, 이 LiX 제올라이트는 LiLSX(Li 저실리카형 X)로 알려져 있다. LiLSX는 주위 온도 또는 주위 온도에 근사한 온도에서 선택적으로 질소를 흡착하여, 15 내지 29.7 psia에서 80 체적% 이상의 산소를 함유하는 산소 생성물을 생성한다. 산소 생성물의 순도는 바람직하게는 90 체적% 이상의 산소이다. 사이클은 29.7 psia에 이르는 최대 압력과 2 psia만큼 낮은 최소 압력 사이에서 작동할 수 있다.
예시적인 8 단계 PSA 사이클은 아래에서 설명하는 바와 같이 사용될 수 있다.
1. 압축된 공급 가스를 제1 흡착제 베드의 공급 단부로 도입하는 단계로서, 강흡착성 성분이 흡착제에 의해 제거되고, 약흡착성 성분이 생성물 가스로서 제1 흡착제 베드의 생성 단부로부터 취출되며, 이렇게 취출된 생성물 가스 모두는 선택적인 최종 생성물 가스 유지 탱크로 송출되고, 이 유지 탱크에서 하위 사용자에게 송출되는 최종 생성물 가스인 것인 단계.
2. 제1 흡착제 베드의 공급 단부로의 공급 가스 도입을 지속하는 단계로서, 강흡착성 성분이 흡착제에 의해 제거되고, 약흡착성 성분이 생성물 가스로서 흡착 제 베드의 생성 단부를 통과하며, 생성물 가스의 일부분은 선택적인 최종 생성물 가스 유지 탱크로 송출되고, 이 유지 탱크에서 하위 사용자에게 송출되는 최종 생성물 가스이고, 생성물 가스의 나머지 부분은 역류 재가압(단계 8)을 겪는 다른 흡착제 베드의 생성 단부로 도입되며, 강흡착성 성분의 흡착 프런트(adsorption front)가 제1 흡착제 베드의 생성 단부에 근접할 때까지 지속하는 것인 단계.
3. 베드의 압력이 제1 중간 압력으로 강하하는 동안에 압력 평형(단계 7)을 겪는 흡착제 베드의 생성 단부로 향류(countercurrent)식으로 도입되는 감압 가스를 베드의 생성 단부에서 취출함으로써 제1 흡착제 베드를 단계 2의 베드 압력에서부터 병류(cocurrent)식으로 감압하는 단계.
4. 베드의 압력이 제2 중간 압력으로 강하하는 동안에 퍼지(단계 6)를 격는 흡착제 베드의 생성 단부로 향류식으로 도입되는 추가의 감압 가스를 베드의 생성 단부에서 취출함으로써 제1 흡착제 베드를 제1 중간 압력에서부터 병류식으로 감압하는 단계.
5. 공극 공간과 탈착된 가스를 폐가스로서 제1 흡착제 베드로부터 공급 단부를 통해 대기압에 근사한 압력으로 취출하는, 제2 중간 압력에서부터 제1 흡착제 베드를 향류식으로 감압하는 단계. 압력은 추가의 공극 공간과 탈착된 가스를 추가의 폐가스로서 제거하도록 제1 흡착제 베드의 공급 단부의 가스 흐름 유출구를 진공 펌프의 흡입 단부에 연결시킴으로써 대기압 미만 압력으로 더욱 감소될 수 있다.
6. 역류 퍼지 가스를 제2 감압(단계 4)을 겪는 흡착제 베드로부터 제1 흡착 제 베드의 생성 단부로 도입하고, 퍼지 폐가스를 제1 흡착제 베드의 공급 단부에서부터 제3 중간 압력으로 떨어질 때까지 취출하는 단계.
7. 제1 감압(단계 3)을 겪는 흡착제 베드의 생성 단부로부터 제공되는 가압 가스를 제1 중간 압력 이하의 제4 중간 압력까지 제1 흡착제 베드로 도입함으로써 제1 흡착제 베드를 제3 중간 압력에서부터 향류식으로 재가압하는 단계.
8. 단계 2를 겪는 흡착제 베드의 생성 단부로부터 제공되는 생성물 가스를 제1 흡착제 베드의 생성 단부로 도입함으로써 제1 흡착제 베드를 제4 중간 압력에서부터 향류식으로 재가압하는 단계. 이 단계의 종료시, 제1 흡착제 베드는 단계 1를 시작한 준비가 되어 있다.
단계 1 내지 8은 순환식으로 반복된다. 이 예에서, 강흡착성 성분은 질소이고, 약흡착성 성분은 산소이지만, 다른 가스 혼합물을 분리하기 위해 사이클을 사용할 수도 있다.
전술한 8 단계 공정을 보여주는 사이클 차트가 전술한 제1 흡착 베드(베드 1)와 나머지 3개의 흡착 베드(베드 2, 베드 3 및 베드 4)에서의 단계의 관계를 보여주는 표 1에 주어져 있다.
[ 표 1]
4개 베드를 구비하는 PSA 공정을 위한 사이클의 차트
베드 공정 단계
1 1 2 3 4 5 6 7 8
2 7 8 1 2 3 4 5 6
3 5 6 7 8 1 2 3 4
4 3 4 5 6 7 8 1 2
단계 1 내지 단계 8 모두의 지속 기간은 동일할 수 있다. 대안으로서, 단계 1, 3, 5 및 7 각각은 동일한 제1 지속 기간을 가질 수 있고, 단계 2, 4, 6 및 8 각각은 제1 지속 기간보다 짧거나 긴, 동일한 제2 지속 기간을 가질 수 있다. 통상적인 총사이클 시간은 20 내지 300초 범위일 수 있다.
회전형 인덱싱 멀티 포트 밸브(217)의 각각의 위치와 함께 베드 1 내지 4를 위한 PSA 사이클 단계의 도해가 도 5에 주어져 있는데, 여기서 각각의 밸브 유출구(1, 2, 3, 4)는 흡착제 베드(1, 2, 3, 4)의 생성 단부의 유출구와 각각 흐름 소통한다. 밸브 유출구(1, 2, 3, 4)는, 라인(219, 221, 223, 225)에 각각 연결된 도 2의 밸브(217) 유출구에 대응한다. 도 5의 베드(1, 2, 3, 4)는 도 2의 베셀(101, 103, 105, 107)에 각각 대응한다. 도 5의 밸브의 유출구(1, 2, 3, 4)는 도 3의 밸브 본체의 통로(319, 317, 315, 321)와 각각 흐름 소통한다. 도 5의 회전 부재 밸브의 통로는 도 3의 통로(309, 311, 313)에 대응한다.
도 5의 단계 1에서는, 회전형 인덱싱 멀티 포트 밸브가 베드 2 및 4의 생성 단부를 흐름 소통하게 배치한다. 단계 2에서, 밸브는 베드 1 및 2의 생성 단부를 흐름 소통하게 배치하고, 베드 3 및 베드 4의 생성 단부를 흐름 소통하게 배치한다. 단계 3에서, 밸브는 베드 1 및 3의 생성 단부를 흐름 소통하게 배치한다. 단계 4에서, 밸브는 베드 1 및 베드 4의 생성 단부를 흐름 소통하게 배치하고, 베드 2 및 3의 생성 단부를 흐름 소통하게 배치한다. 단계 5에서, 밸브는 베드 2 및 4의 생성 단부를 흐름 소통하게 배치한다. 단계 6에서, 밸브는 베드 1 및 2의 생성 단부를 흐름 소통하게 배치하고, 베드 3 및 4의 생성 단부를 흐름 소통하게 배치한다. 단계 7에서, 밸브는 베드 1 및 3의 생성 단부를 흐름 소통하게 배치한다. 단 계 8에서, 밸브는 베드 2 및 3의 생성 단부를 흐름 소통하게 배치하고, 베드 1 및 4의 생성 단부를 흐름 소통하게 배치한다. 단계 1, 3, 5, 및 7 각각에서 밸브가 회전하지 않고 정지되어 있는 동안 경과한 시간은 동일하며, 이것이 이들 단계의 지속 기간을 설정한다. 밸브가 단계 2, 4, 6 및 8 각각에서 인덱싱된 동안 경과한 시간은 동일하며, 이것이 이들 단계의 지속 기간을 설정한다. 단계 1, 3, 5 및 7의 경과 시간은 단계 2, 4, 6 및 8의 경과 시간과 동일할 수도 있고 다를 수도 있다.
도 2의 밸브(229)는 공급 라인(251)을 단계 1 및 2 동안에는 베드 1의 공급 단부와 흐름 소통하게 배치하고, 단계 3 및 4 동안에는 베드 2의 공급 단부와 흐름 소통하게 배치하며, 단계 5 및 6 동안에는 베드 3의 공급 단부와 흐름 소통하게 배치하고, 단계 7 및 8 동안에는 베드 4와 흐름 소통하게 배치하는 것에 의해 디버터 밸브로서 작동한다. 도 2의 밸브(231)는 폐가스 라인(261)을 단계 1 및 2 동안에는 베드 3의 공급 단부와 흐름 소통하게 배치하고, 단계 3 및 4 동안에는 베드 4의 공급 단부와 흐름 소통하게 배치하며, 단계 5 및 6 동안에는 베드 1의 공급 단부와 흐름 소통하게 배치하고, 단계 7 및 8 동안에는 베드 2의 공급 단부와 흐름 소통하게 배치하는 것에 의해 디버터 밸브로서 작동한다.
이 사이클에서는, 베드가 다른 베드로 가압 가스를 공급한 후에 베드로부터 퍼지 가스가 공급된다. 이 순서에서는, 퍼지 가스가 취출될 때 강흡착성 성분 프런트가 베드의 생성 단부에 가장 근접하고, 이에 따라 이 가스가 가압 가스보다 강흡착성 성분에 더욱 농축(즉, "보다 오염된")된다. 이러한 "보다 오염된" 퍼지 가 스는 이 공정에서 유리한데, 그 이유는 후속하는 향류식 재가압 단계가 강흡착 성분이 덜 농축된 가스를 갖는 공급 단부를 향해 퍼지 가스를 공급 단부로 밀어내기 때문이다. 어떤 경우에는 "보다 깨끗한" 퍼지용 가스를 사용하는 것이 바람직할 수 있고, 많은 공지된 PSA 사이클은 퍼지를 공급하기 위해서 잘 혼합된 생성물 또는 서지 탱크로부터의 생성물 가스를 사용한다. 그러나, 도 2의 공정 구성에서는 전환 블럭 밸브와 관련 컨트롤러를 사용하지 않고 생성물 탱크(151)로부터 퍼지 가스를 공급하는 것은 불가능하다. 이들 밸브의 사용을 제거하는 것이 바람직하기 때문에, 전술한 PSA 사이클에서는 퍼지 가스 공급 단계(단계 4)는 평형 가압 가스 제공 단계(단계 3)에 후속한다. LiLSX에 의한 이 사이클은 생성물 순도가 90 체적% 산소이고 산소 회수율이 60 % 이상인 3 내지 10 TPD로 산소를 생성하기 위해 사용할 수 있다는 것을 확인하였다.
전술한 8 단계 사이클로 작동하는 4 베드식 장치에 대하여 회전형 인덱싱 멀티 포트 밸브의 사용을 예시하였지만, 이 타입의 밸브는 베드의 개수가 다르고 다른 PSA 사이클을 갖는 장치에서도 사용될 수 있다. 이것은 회전 부재와 밸브 본체에 있는 통로의 개수와 정렬을 적절히 선택하고, 적절히 구성된 배관 장치로 밸브를 흡착제 베셀과 연결하는 것에 의해 달성될 수 있다. 회전형 인덱싱 멀티 포트 밸브는 전술한 바와 같이 공기로부터 산소를 회수하는 것으로 예시한 임의의 가스 혼합물의 분리를 위한 PSA 장치에서 사용될 수 있다. 회전형 인덱싱 멀티 포트 밸브를 구비하는 PSA 분리 장치는, 예컨대 공기로부터 질소를 회수하는 데, 수소 함유 혼합물로부터 수소를 회수하는 데, 그리고 헬륨을 정제하는 데 사용될 수 있다.
예
도 2에 도시한 바와 같은 4 베드식 산소 PVSA 장치는 42°F의 주위 온도에서 순도 90 % 산소로 분당 2500 리터의 생성물을 생성한다. 이 장치는 발도어 모터(Baldor motor)에 의해 구동되는 2개의 공기 무버(mover), 공급을 위한 Tuthill 5509 회전 로브 송풍기, 및 진공을 위한 Tuthill 5518 회전 로브 송풍기를 포함한다. 흡착기 베셀은 베셀의 공급 단부에서 베드 높이의 20 %를 차지하는 NaX 층과, 흡착제 베드 높이의 80 %를 차지하는 LiX를 함유하며, 양자의 흡착제는 평균 입경이 약 1.8 mm이다. 흡착기 컬럼은 직경이 30 인치이고, 총흡착제 베드의 높이는 60 인치이다. 공급 가스는 흡착기 베셀의 공급 단부에 연결된 볼 밸브를 통해 안내된다. 진공 가스는 공급 단부에 접속된 별도의 볼 밸브를 통해 안내된다. 베셀의 생성 단부에서는, 배관이 베셀에서부터 압력 평형 및 퍼지 단계 중에 흐름을 안내하는 단일 회전형 인덱싱 멀티 포트 밸브까지 연결된다. 밸브는 공정중에 8개의 불연속적인 위치를 경유하여 순환한다. 상기 장치는 단계 1, 3, 5 및 7은 각각 7.0초의 지속 기간을 갖고, 단계 2, 4, 6 및 8은 각각 5.9초의 지속 기간을 갖는 8 단계 사이클에서 작동된다. 총사이클 시간은 52초이다. 베드는 12 인치 Hg의 최소 압력에서부터 9 psig의 최대 압력까지 순환한다. 생성물 압력의 범위는 7.5 내지 9.0 psig이다.
본 발명에 따르면, PSA 장치에 있는 제어 시스템과 밸브를 단순화한다.

Claims (23)

  1. (a) 각기 공급 단부, 생성 단부, 및 복수 성분의 공급 가스 혼합물로부터 하나 이상의 성분을 흡착하도록 되어 있는 흡착재를 갖는 2개 이상의 베셀과,
    (b) 공급 가스 혼합물을 베셀의 공급 단부로 도입하는 배관, 베셀의 생성 단부에서 생성물 가스를 취출하는 배관, 임의의 베셀의 쌍의 생성 단부를 흐름 소통하게 배치하는 배관, 및 베셀의 공급 단부로부터 폐가스를 취출하도록 되어 있는 배관과,
    (c) 공급 가스 혼합물을 장치에 공급하도록 되어 있는 공급 가스 파이프, 장치로부터 생성물 가스를 취출하도록 되어 있는 생성물 파이프, 및 장치로부터 폐가스를 취출하도록 되어 있는 폐가스 파이프, 그리고
    (d) 각각의 베셀의 생성 단부를 순차적으로 다른 각각의 베셀의 생성 단부와 흐름 소통하게 배치하도록 되어 있는 회전형 인덱싱 멀티 포트 생성물 밸브
    를 포함하는 압력 변동 흡착(Pressure Swing Adsoprion; PSA) 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 공급 가스 파이프를 순차적으로 각각의 베셀의 공급 단부와 흐름 소통하게 배치하도록 되어 있는 회전형 인덱싱 멀티 포트 공급 가스 밸브를 포함하는 PSA 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 폐가스 파이프를 순차적으로 각각의 베셀의 공급 단부 와 흐름 소통하게 배치하도록 되어 있는 회전형 인덱싱 멀티 포트 폐가스 밸브를 포함하는 PSA 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 회전형 인덱싱 멀티 포트 생성물 밸브를 구동하도록 되어 있는 인덱싱 밸브 구동 모터와, 이 인덱싱 밸브 구동 모터를 제어하도록 되어 있는 타이머를 포함하는 PSA 장치.
  5. 제3항에 있어서, 상기 회전형 인덱싱 멀티 포트 공급 가스 밸브와 회전형 인덱싱 멀티 포트 폐가스 밸브 중 어느 것이든지 구동시키도록 되어 있는 인덱싱 밸브 구동 모터와, 이 인덱싱 밸브 구동 모터를 제어하도록 되어 있는 타이머를 포함하는 PSA 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 공급 가스 파이프에 압축된 공급 가스를 제공하도록 되어 있는 공급 가스 송풍기를 포함하는 PSA 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 폐가스 파이프로부터 폐가스를 취출하도록 되어 있는 폐가스 배기 송풍기를 포함하는 PSA 장치.
  8. 제1항에 있어서, 4개의 베셀을 구비하는 PSA 장치.
  9. (a) 각기 공급 단부, 생성 단부, 및 공급 가스 혼합물로부터 선택된 성분을 흡착하도록 되어 있는 흡착재를 갖는 제1 베셀, 제2 베셀, 제3 베셀 및 제4 베셀과,
    (b) 공급 가스 혼합물을 베셀의 공급 단부로 도입하는 배관, 베셀의 생성 단부에서 생성물 가스를 취출하는 배관, 임의의 베셀의 쌍의 생성 단부를 흐름 소통하게 배치하는 배관, 및 베셀의 공급 단부로부터 폐가스를 취출하도록 되어 있는 배관과,
    (c) 공급 가스 혼합물을 장치에 공급하도록 되어 있는 공급 가스 파이프, 장치로부터 생성물 가스를 취출하도록 되어 있는 생성물 파이프, 및 장치로부터 폐가스를 취출하도록 되어 있는 폐가스 파이프, 그리고
    (d) 8개의 인덱싱 위치를 갖는 회전형 인덱싱 멀티 포트 생성물 밸브
    를 포함하며,
    (1) 제1 인덱싱 위치에서는, 회전형 인덱싱 멀티 포트 생성물 밸브가 제2 베셀과 제4 베셀의 생성 단부를 흐름 소통하게 배치하도록 되어 있고,
    (2) 제2 인덱싱 위치에서는, 회전형 인덱싱 멀티 포트 생성물 밸브가 제3 베셀과 제4 베셀의 생성 단부를 흐름 소통하게 배치하고, 제1 베셀과 제2 베셀의 생성 단부를 흐름 소통하게 배치하도록 되어 있으며,
    (3) 제3 인덱싱 위치에서는, 회전형 인덱싱 멀티 포트 생성물 밸브가 제1 베셀과 제3 베셀의 생성 단부를 흐름 소통하게 배치하도록 되어 있고,
    (4) 제4 인덱싱 위치에서는, 회전형 인덱싱 멀티 포트 생성물 밸브가 제1 베셀과 제4 베셀의 생성 단부를 흐름 소통하게 배치하고, 제2 베셀과 제3 베셀의 생성 단부를 흐름 소통하게 배치하도록 되어 있으며,
    (5) 제5 인덱싱 위치에서는, 회전형 인덱싱 멀티 포트 생성물 밸브가 제2 베셀과 제4 베셀의 생성 단부를 흐름 소통하게 배치하도록 되어 있고,
    (6) 제6 인덱싱 위치에서는, 회전형 인덱싱 멀티 포트 생성물 밸브가 제1 베셀과 제2 베셀의 생성 단부를 흐름 소통하게 배치하고, 제3 베셀과 제4 베셀의 생성 단부를 흐름 소통하게 배치하도록 되어 있으며,
    (7) 제7 인덱싱 위치에서는, 회전형 인덱싱 멀티 포트 생성물 밸브가 제1 베셀과 제3 베셀의 생성 단부를 흐름 소통하게 배치하도록 되어 있고,
    (8) 제8 인덱싱 위치에서는, 회전형 인덱싱 멀티 포트 생성물 밸브가 제1 베셀과 제4 베셀의 생성 단부를 흐름 소통하게 배치하고, 제2 베셀과 제3 베셀의 생성 단부를 흐름 소통하게 배치하도록 되어 있는 것인 PSA 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 회전형 인덱싱 멀티 포트 생성물 밸브는 (1) 제1 인덱싱 위치와 제5 인덱싱 위치에 있을 때는 제1 베셀과 제3 베셀의 생성 단부 사이의 흐름 소통을 방지하도록 되어 있고, (2) 제3 인덱싱 위치와 제7 인덱싱 위치에 있을 때는 제2 베셀과 제4 베셀의 생성 단부 간의 흐름 소통을 방지하도록 되어 있는 것인 PSA 장치.
  11. 제9항에 있어서, 4개의 인덱싱 위치를 갖는 회전형 인덱싱 멀티 포트 공급 가스 밸브를 포함하며,
    (1) 제1 인덱싱 위치에서, 회전형 인덱싱 멀티 포트 공급 가스 밸브는, 회전형 인덱싱 멀티 포트 생성물 밸브가 제1 인덱싱 위치 및 제2 인덱싱 위치에 있는 동안 공급 가스 파이프를 제1 베셀의 공급 단부와 흐름 소통하게 배치하도록 되어 있고,
    (2) 상기 (1)에 후속하는 제2 인덱싱 위치에서, 회전형 인덱싱 멀티 포트 공급 가스 밸브는, 회전형 인덱싱 멀티 포트 생성물 밸브가 제3 인덱싱 위치 및 제4 인덱싱 위치에 있는 동안 공급 가스 파이프를 제2 베셀의 공급 단부와 흐름 소통하게 배치하도록 되어 있으며,
    (3) 상기 (2)에 후속하는 제3 인덱싱 위치에서, 회전형 인덱싱 멀티 포트 공급 가스 밸브는, 회전형 인덱싱 멀티 포트 생성물 밸브가 제5 인덱싱 위치 및 제6 인덱싱 위치에 있는 동안 공급 가스 파이프를 제3 베셀의 공급 단부와 흐름 소통하게 배치하도록 되어 있고,
    (4) 상기 (3)에 후속하는 제4 인덱싱 위치에서, 회전형 인덱싱 멀티 포트 공급 가스 밸브는, 회전형 인덱싱 멀티 포트 생성물 밸브가 제7 인덱싱 위치 및 제8 인덱싱 위치에 있는 동안 공급 가스 파이프를 제4 베셀의 공급 단부와 흐름 소통하게 배치하도록 되어 있는 것인 PSA 장치.
  12. 제11항에 있어서, 4개의 인덱싱 위치를 갖는 회전형 인덱싱 멀티 포트 폐가스 밸브를 포함하며,
    (1) 제1 인덱싱 위치에서, 회전형 인덱싱 멀티 포트 폐가스 밸브는, 회전형 인덱싱 멀티 포트 생성물 밸브가 제1 인덱싱 위치 및 제2 인덱싱 위치에 있는 동안 폐가스 파이프를 제3 베셀의 공급 단부와 흐름 소통하게 배치하도록 되어 있고,
    (2) 상기 (1)에 후속하는 제2 인덱싱 위치에서, 회전형 인덱싱 멀티 포트 폐가스 밸브는, 회전형 인덱싱 멀티 포트 생성물 밸브가 제3 인덱싱 위치 및 제4 인덱싱 위치에 있는 동안 폐가스 파이프를 제4 베셀의 공급 단부와 흐름 소통하게 배치하도록 되어 있으며,
    (3) 상기 (2)에 후속하는 제3 인덱싱 위치에서, 회전형 인덱싱 멀티 포트 폐가스 밸브는, 회전형 인덱싱 멀티 포트 생성물 밸브가 제5 인덱싱 위치 및 제6 인덱싱 위치에 있는 동안 폐가스 파이프를 제1 베셀의 공급 단부와 흐름 소통하게 배치하도록 되어 있고,
    (4) 상기 (3)에 후속하는 제4 인덱싱 위치에서, 회전형 인덱싱 멀티 포트 폐가스 밸브는, 회전형 인덱싱 멀티 포트 생성물 밸브가 제7 인덱싱 위치 및 제8 인덱싱 위치에 있는 동안 폐가스 파이프를 제2 베셀의 공급 단부와 흐름 소통하게 배치하도록 되어 있는 것인 PSA 장치.
  13. 제9항에 있어서, 상기 흡착재는 CaA, NaX, CaX, LiX 및 LiLSX로 이루어진 그룹으로부터 선택된 흡착제를 포함하는 것인 PSA 장치.
  14. 제1항에 있어서, 각기 개별 베셀의 생성 단부와 생성물 파이프 사이에 배치 되어, 개별 베셀의 생성 단부로부터 생성물 파이프로의 생성물 가스의 흐름을 허용하고, 생성물 파이프에서부터 개별 베셀의 생성 단부로의 생성물 가스의 흐름을 방지하도록 되어 있는 2개 이상의 체크 밸브를 포함하는 PSA 장치.
  15. 강흡착성 성분과 약흡착성 성분을 포함하는 공급 가스 혼합물로부터 약흡착성 성분을 회수하기 위한 방법으로서,
    (1) 각기 공급 단부, 생성 단부, 및 공급 가스 혼합물로부터 강흡착성 성분을 흡착하도록 되어 있는 흡착재를 갖는 2개 이상의 베셀과,
    (2) 공급 가스 혼합물을 베셀의 공급 단부로 도입하는 배관, 강흡착성 성분이 격감된 생성물 가스를 베셀의 생성 단부에서 취출하는 배관, 임의의 베셀의 쌍의 생성 단부를 흐름 소통하게 배치하는 배관, 및 베셀의 공급 단부로부터 강흡착성 성분이 농후한 폐가스를 취출하도록 되어 있는 배관과,
    (3) PSA 장치에 공급 가스 혼합물을 공급하도록 되어 있는 공급 가스 파이프, 장치에서 생성물 가스를 취출하도록 되어 있는 생성물 파이프, 및 장치에서 폐가스를 취출하도록 되어 있는 폐가스 파이프, 그리고
    (4) 임의의 베셀의 쌍의 생성 단부를 흐름 소통하게 배치하도록 되어 있는 복수 개의 회전 인덱싱 위치를 갖는 회전형 인덱싱 멀티 포트 생성물 밸브를 포함하는
    (a) PSA 장치를 제공하는 단계와,
    (b) 공급 가스 혼합물을 제1 베셀로 도입하고, 제1 베셀로부터 생성물 파이 프를 통해 생성물 가스를 취출하는 단계와,
    (c) 감압 가스를 베셀의 생성 단부로부터 취출하고, 이 감압 가스를 회전 인덱싱 위치 중 하나의 인덱싱 위치에 있는 회전형 인덱싱 멀티 포트 생성물 밸브를 통해 다른 베셀의 공급 단부로 이송함으로써 제1 베셀을 감압하는 단계와,
    (d) 제1 베셀의 공급 단부에서 폐가스를 취출하는 단계와,
    (e) 단계 c를 겪는 다른 베셀로부터 공급되고 회전 인덱싱 위치 중 다른 위치에 있는 회전형 인덱싱 멀티 포트 생성물 밸브를 통해 이송되는 감압 가스를 제1 베셀의 생성 단부로 도입함으로써 제1 베셀을 가압하는 단계, 그리고
    (f) 단계 (b) 내지 (e)를 순환식으로 반복하는 단계
    를 포함하는 약흡착성 성분 회수 방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 PSA 장치는 공급 가스 파이프를 순차적으로 각각의 베셀의 공급 단부와 흐름 소통하게 배치하도록 된 복수 개의 인덱싱 위치를 갖는 회전형 인덱싱 멀티 포트 공급 가스 밸브를 포함하고, 단계 (b)의 공급 가스는 복수 개의 인덱싱 위치 중 하나의 인덱싱 위치에 있는 회전형 인덱싱 멀티 포트 공급 가스 밸브를 통해 공급 가스 파이프에서 제1 베셀의 공급 단부로 도입되는 것인 약흡착성 성분 회수 방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 PSA 장치는 폐가스 파이프를 순차적으로 각각의 베셀의 공급 단부와 흐름 소통하게 배치하도록 된 복수 개의 인덱싱 위치를 갖는 회전 형 인덱싱 멀티 포트 폐가스 밸브를 포함하며, 단계 (d)의 폐가스는 복수 개의 인덱싱 위치 중 하나의 인덱싱 위치에 있는 회전형 인덱싱 멀티 포트 폐가스 밸브를 통해 제1 베셀의 공급 단부에서 폐가스 파이프로 취출되는 것인 약흡착성 성분 회수 방법.
  18. 제15항에 있어서, 상기 공급 가스 혼합물은 공기이고, 상기 약흡착성 성분은 산소이며, 상기 강흡착성 성분은 질소인 것인 약흡착성 성분 회수 방법.
  19. (a) 축을 중심으로 회전하도록 되어 있고, 상기 축에 대해 수직인 제1 원형 단면을 갖는 회전 부재로서, 비평면형 외면을 갖고 이 부재를 관통하는 하나 이상의 통로를 포함하는 회전 부재와,
    (b) 상기 회전 부재를 둘러싸고, 상기 회전 부재와 동축이며, 비평면형 내면 및 외면을 갖고, 상기 내면과 외면 사이에 있는 복수 개의 통로를 포함하는 밸브 본체, 그리고
    (c) 상기 회전 부재의 선택된 통로를 밸브 본체의 선택된 통로와 정렬시키기 위해서, 회전 부재를 단일 회전 방향으로 간헐적으로 회전시켜 회전 부재를 밸브 본체에 대하여 원형 단면 둘레의 일련의 정해진 원주 위치 또는 회전 위치에 순차적으로 배치하도록 되어 있는 인덱싱 밸브 구동 모터
    를 포함하는 회전형 인덱싱 멀티 포트 밸브.
  20. (a) 축을 중심으로 회전하도록 되어 있고, 상기 축에 대해 수직인 제1 원형 단면을 갖는 회전 부재로서, 이 회전 부재를 관통하는 제1 통로, 제2 통로 및 제3 통로를 포함하는 회전 부재와,
    (b) 상기 회전 부재를 둘러싸고, 상기 회전 부재와 동축이며, 내면 및 외면을 갖고, 상기 내면과 외면 사이에 있는 제1 통로, 제2 통로, 제3 통로 및 제4 통로를 포함하는 밸브 본체, 그리고
    (c) 회전 부재의 선택된 통로를 밸브 본체의 선택된 통로와 정렬시키기 위해서, 회전 부재를 단일 회전 방향으로 간헐적으로 회전시켜 회전 부재를 밸브 본체에 대하여 원형 단면 둘레의 8개의 상이한 각각의 원주 위치에 순차적으로 배치하도록 되어 있는 인덱싱 밸브 구동 모터
    를 포함하는 회전형 인덱싱 멀티 포트 밸브 조립체.
  21. 제20항에 있어서, 상기 제1 통로, 제2 통로 및 제3 통로 중 어느 하나는 나머지 2개의 통로 중 어느 것과도 흐름 단면적(cross-sectional flow area)이 다른 것인 회전형 인덱싱 멀티 포트 밸브 조립체.
  22. 제20항에 있어서, 상기 회전 밸브는
    (1) 회전 부재의 제2 통로 및 제3 통로가 밸브 본체의 어떠한 통로와도 흐름 소통하지 않는 동안 회전 부재의 제1 통로가 밸브 본체의 제1 통로 및 제2 통로와 흐름 소통하고,
    (2) 회전 부재의 제2 통로 및 제3 통로가 밸브 본체의 어떠한 통로와도 흐름 소통하지 않는 동안 회전 부재의 제1 통로가 밸브 본체의 제3 통로 및 제4 통로와 흐름 소통하며,
    (3) 회전 부재의 제1 통로가 밸브 본체의 어떠한 통로와도 흐름 소통하지 않는 동안 회전 부재의 제2 통로 또는 제3 통로 중 하나가 밸브 본체의 제1 통로 및 제4 통로와 흐름 소통하고,
    (4) 회전 부재의 제1 통로가 밸브 본체의 어떠한 통로와도 흐름 소통하지 않는 동안 회전 부재의 제2 통로 또는 제3 통로 중 하나가 밸브 본체의 제2 통로 및 제3 통로와 흐름 소통하도록
    밸브 본체의 내면 내에서 간헐적으로 회전하도록 되어 있는 것인 회전형 인덱싱 멀티 포트 밸브 조립체.
  23. (a) 축을 중심으로 회전하도록 되어 있고, 상기 축에 대해 수직인 제1 원형 단면 및 외면을 갖는 회전 부재로서,
    (1) 상기 외면에서 제1 원형 단면 둘레에 배치된 제1 개구, 제2 개구, 제3 개구, 제4 개구, 제5 개구 및 제6 개구와,
    (2) 회전 부재를 관통하여 제1 개구와 제2 개구를 연결하는 제1 통로와, 회전 부재를 관통하여 제3 개구와 제4 개구를 연결하는 제2 통로, 그리고 회전 부재를 관통하여 제5 개구와 제6 개구를 연결하는 제3 통로
    를 포함하며, 상기 제1 개구 및 제2 개구는 제1 원형 단면의 둘레 주위에서 180도의 동일한 2개의 원호에 의해 분리되고,
    상기 제3 개구 및 제4 개구는 제1 개구 및 제2 개구를 분리하는 동일한 2개의 원호 중 하나를 따라 배치되며, 제3 개구는 상기 둘레에서 90도의 원호에 의해 제4 개구로부터 분리되어 있는 한편, 상기 둘레에서 45도의 원호에 의해 제1 개구로부터 분리되며, 제4 개구는 상기 둘레에서 45도의 원호에 의해 제2 개구로부터 분리되고,
    상기 제5 개구 및 제6 개구는 제1 개구와 제2 개구를 분리하는 동일한 2개의 원호 중 나머지 원호를 따라 배치되며, 제5 개구는 상기 둘레에서 90도의 원호에 의해 제6 개구로부터 분리되어 있는 한편, 상기 둘레에서 45도의 원호에 의해 제1 개구로부터 분리되며, 제6 개구는 상기 둘레에서 45도의 원호에 의해 제2 개구로부터 분리되는 것인 회전 부재와,
    (b) 상기 회전 부재를 둘러싸고, 회전 부재와 동축이며, 회전 부재의 축에 대해 수직이고 그 둘레가 회전 부재의 제1 원형 단면의 둘레와 동일 평면 상에 있는 제2 원형 단면, 내면 및 외면을 갖는 밸브 본체로서,
    (1) 상기 내면에서 제2 원형 단면의 둘레에 배치되고, 각기 상기 둘레 상에서 90도의 원호에 의해 인접한 각각의 개구로부터 분리된 제1 개구, 제2 개구, 제3 개구 및 제4 개구와,
    (2) 상기 밸브 본체의 외면에 있는 제1 개구, 제2 개구, 제3 개구 및 제4 개구, 그리고
    (3) 상기 밸브 본체를 관통하여 내면에 있는 제1 개구와 외면에 있는 제1 개구를 연결하는 제1 통로와, 밸브 본체를 관통하여 내면에 있는 제2 개구와 외면에 있는 제2 개구를 연결하는 제2 통로와, 밸브 본체를 관통하여 내면에 있는 제3 개구와 외면에 있는 제3 개구를 연결하는 제3 통로, 그리고 밸브 본체를 관통하여 내면에 있는 제4 개구와 외면에 있는 제4 개구를 연결하는 제4 통로
    를 포함하는 밸브 본체, 그리고
    (c) 회전 부재의 선택된 통로를 밸브 본체의 선택된 통로와 정렬시키기 위해서, 회전 부재를 단일 회전 방향으로 간헐적으로 회전시켜 회전 부재를 밸브 본체에 대해 원형 단면의 둘레의 8개의 상이한 각각의 원주 위치에 순차적으로 배치시키도록 되어 있는 인덱싱 밸브 구동 모터
    를 포함하는 회전형 인덱싱 멀티 포트 밸브 조립체.
KR1020070065819A 2006-06-30 2007-06-29 회전형 인덱싱 멀티 포트 밸브를 구비하는 압력 변동 흡착장치 KR100939055B1 (ko)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US81771506P 2006-06-30 2006-06-30
US60/817715 2006-06-30
US11/751866 2007-05-22
US11/751,866 US7854793B2 (en) 2006-06-30 2007-05-22 Pressure swing adsorption system with indexed rotatable multi-port valves

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20080002695A true KR20080002695A (ko) 2008-01-04
KR100939055B1 KR100939055B1 (ko) 2010-01-28

Family

ID=38512203

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020070065819A KR100939055B1 (ko) 2006-06-30 2007-06-29 회전형 인덱싱 멀티 포트 밸브를 구비하는 압력 변동 흡착장치

Country Status (7)

Country Link
US (3) US7854793B2 (ko)
EP (1) EP1872845B1 (ko)
KR (1) KR100939055B1 (ko)
ES (1) ES2391856T3 (ko)
MX (1) MX2007008104A (ko)
PL (1) PL1872845T3 (ko)
TW (1) TWI328468B (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101444881B1 (ko) * 2013-04-12 2014-09-26 한국과학기술연구원 수 처리 모듈용 밸브

Families Citing this family (78)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7954490B2 (en) 2005-02-09 2011-06-07 Vbox, Incorporated Method of providing ambulatory oxygen
KR20090086549A (ko) * 2006-10-10 2009-08-13 유니베이션 테크놀로지즈, 엘엘씨 용기로부터 고체를 제거하기 위한 배출 시스템
CA2667467C (en) * 2006-10-27 2015-03-24 Questair Technologies Inc. Compact pressure swing reformer
US7947118B2 (en) * 2007-05-15 2011-05-24 Air Products And Chemicals, Inc. Containerized gas separation system
US8535425B2 (en) * 2008-05-23 2013-09-17 Quinn D. Rebryna Separation and scrubbing system for exhaust gases
US7867320B2 (en) * 2008-09-30 2011-01-11 Praxair Technology, Inc. Multi-port indexing drum valve for VPSA
DE102009039539A1 (de) * 2009-09-01 2011-03-03 Joachim Klein Druckwechseladsorptionsanlage und Druckwechseladsorptionsverfahren
US8323378B2 (en) * 2010-04-28 2012-12-04 Praxair Technology, Inc. Oxygen supply method and apparatus
US9561476B2 (en) 2010-12-15 2017-02-07 Praxair Technology, Inc. Catalyst containing oxygen transport membrane
CA2842928A1 (en) 2011-03-01 2012-11-29 Exxonmobil Upstream Research Company Apparatus and systems having a rotary valve assembly and swing adsorption processes related thereto
MX336393B (es) 2011-03-01 2016-01-18 Exxonmobil Upstream Res Co Aparatos y sistemas que tienen un contactor adsorbente encerrado y procesos de adsorcion oscilante relacionados con los mismos.
US9486735B2 (en) 2011-12-15 2016-11-08 Praxair Technology, Inc. Composite oxygen transport membrane
US8795417B2 (en) 2011-12-15 2014-08-05 Praxair Technology, Inc. Composite oxygen transport membrane
FR2998634B1 (fr) * 2012-11-27 2015-10-23 Ge Energy Products France Snc Vanne a obturateur spherique, notamment pour turbine a gaz
WO2014100376A1 (en) 2012-12-19 2014-06-26 Praxair Technology, Inc. Method for sealing an oxygen transport membrane assembly
US9453644B2 (en) 2012-12-28 2016-09-27 Praxair Technology, Inc. Oxygen transport membrane based advanced power cycle with low pressure synthesis gas slip stream
US9938145B2 (en) 2013-04-26 2018-04-10 Praxair Technology, Inc. Method and system for adjusting synthesis gas module in an oxygen transport membrane based reforming system
US9296671B2 (en) 2013-04-26 2016-03-29 Praxair Technology, Inc. Method and system for producing methanol using an integrated oxygen transport membrane based reforming system
US9212113B2 (en) 2013-04-26 2015-12-15 Praxair Technology, Inc. Method and system for producing a synthesis gas using an oxygen transport membrane based reforming system with secondary reforming and auxiliary heat source
US9611144B2 (en) 2013-04-26 2017-04-04 Praxair Technology, Inc. Method and system for producing a synthesis gas in an oxygen transport membrane based reforming system that is free of metal dusting corrosion
MX2016004495A (es) 2013-10-07 2016-06-16 Praxair Technology Inc Reactor ceramico de conversion de conjunto de membranas de transporte de oxigeno.
CA2924201A1 (en) 2013-10-08 2015-04-16 Praxair Technology, Inc. System and method for temperature control in an oxygen transport membrane based reactor
WO2015084729A1 (en) 2013-12-02 2015-06-11 Praxair Technology, Inc. Method and system for producing hydrogen using an oxygen transport membrane based reforming system with secondary reforming
CA2937943A1 (en) 2014-02-12 2015-08-20 Praxair Technology, Inc. Oxygen transport membrane reactor based method and system for generating electric power
US10822234B2 (en) 2014-04-16 2020-11-03 Praxair Technology, Inc. Method and system for oxygen transport membrane enhanced integrated gasifier combined cycle (IGCC)
WO2016014232A1 (en) 2014-07-25 2016-01-28 Exxonmobil Upstream Research Company Apparatus and system having a valve assembly and swing adsorption processes related thereto
EP4180024A1 (en) * 2014-07-28 2023-05-17 DEKA Products Limited Partnership Dynamic support apparatus
US9493932B2 (en) 2014-10-06 2016-11-15 International Business Machines Corporation Configurable modular sleeve valve
WO2016057164A1 (en) 2014-10-07 2016-04-14 Praxair Technology, Inc Composite oxygen ion transport membrane
US9452387B2 (en) * 2014-10-10 2016-09-27 Meta Industrial Inc. Dehumidifying apparatus
JP6776233B2 (ja) 2014-11-11 2020-10-28 エクソンモービル アップストリーム リサーチ カンパニー ペーストインプリンティングによる高容量の構造体及びモノリス
AU2015361102B2 (en) 2014-12-10 2018-09-13 Exxonmobil Research And Engineering Company Adsorbent-incorporated polymer fibers in packed bed and fabric contactors, and methods and devices using same
EP3237091B1 (en) 2014-12-23 2021-08-04 ExxonMobil Upstream Research Company Structured adsorbent beds and methods of producing the same
US9795096B1 (en) * 2015-02-15 2017-10-24 Carl A. Giordano Sprinkler system
US9999181B1 (en) 2015-02-15 2018-06-19 Carl A. Giordano Sprinkler system
GB2536441A (en) 2015-03-17 2016-09-21 Helix Drilling Tools Ltd A downhole tool and actuation element
FR3034027B1 (fr) * 2015-03-26 2018-11-16 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Procede de production d'oxygene par vpsa comprenant 4 adsorbeurs
FR3034026B1 (fr) * 2015-03-26 2018-11-16 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Procede de production d'oxygene par vpsa
WO2016186726A1 (en) 2015-05-15 2016-11-24 Exxonmobil Upstream Research Company Apparatus and system for swing adsorption processes related thereto
SG11201707069QA (en) 2015-05-15 2017-11-29 Exxonmobil Upstream Res Co Apparatus and system for swing adsorption processes related thereto comprising mid-bed purge systems
US10441922B2 (en) 2015-06-29 2019-10-15 Praxair Technology, Inc. Dual function composite oxygen transport membrane
CN107847851B (zh) 2015-09-02 2021-05-18 埃克森美孚上游研究公司 使用脱甲烷塔顶部流作为清扫气体的变化吸附方法和系统
US10293298B2 (en) 2015-09-02 2019-05-21 Exxonmobil Upstream Research Company Apparatus and system for combined temperature and pressure swing adsorption processes related thereto
CA3001336A1 (en) 2015-10-27 2017-05-04 Exxonmobil Upstream Research Company Apparatus and system for swing adsorption processes related thereto having a plurality of valves
SG11201802604TA (en) 2015-10-27 2018-05-30 Exxonmobil Upstream Res Co Apparatus and system for swing adsorption processes related thereto having actively-controlled feed poppet valves and passively controlled product valves
US10040022B2 (en) 2015-10-27 2018-08-07 Exxonmobil Upstream Research Company Apparatus and system for swing adsorption processes related thereto
CA3005448A1 (en) 2015-11-16 2017-05-26 Exxonmobil Upstream Research Company Adsorbent materials and methods of adsorbing carbon dioxide
US10118823B2 (en) 2015-12-15 2018-11-06 Praxair Technology, Inc. Method of thermally-stabilizing an oxygen transport membrane-based reforming system
US9938146B2 (en) 2015-12-28 2018-04-10 Praxair Technology, Inc. High aspect ratio catalytic reactor and catalyst inserts therefor
AU2017234450B2 (en) 2016-03-18 2020-02-06 Exxonmobil Upstream Research Company Apparatus and system for swing adsorption processes related thereto
CN109414641B (zh) 2016-03-31 2023-11-07 英万茨热科技有限公司 具有减少热导率的吸附气体分离器
JP2019513081A (ja) 2016-04-01 2019-05-23 プラクスエア・テクノロジー・インコーポレイテッド 触媒含有酸素輸送膜
CA3025615A1 (en) 2016-05-31 2017-12-07 Exxonmobil Upstream Research Company Apparatus and system for swing adsorption processes
CA3025699A1 (en) 2016-05-31 2017-12-07 Exxonmobil Upstream Research Company Apparatus and system for swing adsorption processes
WO2018026517A1 (en) * 2016-08-04 2018-02-08 Exxonmobil Research And Engineering Company Increasing scales, capacities, and/or efficiencies in swing adsorption processes with hydrocarbon gas feeds
US10434458B2 (en) 2016-08-31 2019-10-08 Exxonmobil Upstream Research Company Apparatus and system for swing adsorption processes related thereto
CA3033235C (en) 2016-09-01 2022-04-19 Exxonmobil Upstream Research Company Swing adsorption processes for removing water using 3a zeolite structures
US10328382B2 (en) 2016-09-29 2019-06-25 Exxonmobil Upstream Research Company Apparatus and system for testing swing adsorption processes
US10549230B2 (en) 2016-12-21 2020-02-04 Exxonmobil Upstream Research Company Self-supporting structures having active materials
US10710053B2 (en) 2016-12-21 2020-07-14 Exxonmobil Upstream Research Company Self-supporting structures having active materials
KR101773437B1 (ko) * 2017-02-13 2017-08-31 (주)원하이테크 흡착제가 복합 충진된 산소발생기용 흡착탑
US10946327B2 (en) 2017-03-31 2021-03-16 Uop Llc Use of a peak-dampening capacitor to improve adsorber separation performance
CN107930352B (zh) * 2017-11-02 2020-09-01 合肥通用机械研究院有限公司 一种含有组合阀的空气干燥系统
US10865668B2 (en) 2017-11-03 2020-12-15 Nio Usa, Inc. Four-way hydraulic valve flow control body
WO2019147516A1 (en) 2018-01-24 2019-08-01 Exxonmobil Upstream Research Company Apparatus and system for temperature swing adsorption
EP3758828A1 (en) 2018-02-28 2021-01-06 ExxonMobil Upstream Research Company Apparatus and system for swing adsorption processes
EP3797085A1 (en) 2018-05-21 2021-03-31 Praxair Technology, Inc. Otm syngas panel with gas heated reformer
US11318410B2 (en) 2018-12-21 2022-05-03 Exxonmobil Upstream Research Company Flow modulation systems, apparatus, and methods for cyclical swing adsorption
EP3904739A4 (en) * 2018-12-26 2022-09-21 Cosmo Koki Co., Ltd. FLUID CONTROL DEVICE
EP3962641A1 (en) 2019-04-30 2022-03-09 Exxonmobil Upstream Research Company (EMHC-N1-4A-607) Rapid cycle adsorbent bed
CN110259992B (zh) * 2019-06-18 2024-06-18 苏州思维医疗科技有限公司 旋转控制阀
WO2021071755A1 (en) 2019-10-07 2021-04-15 Exxonmobil Upstream Research Company Adsorption processes and systems utilizing step lift control of hydraulically actuated poppet valves
EP4045173A1 (en) 2019-10-16 2022-08-24 Exxonmobil Upstream Research Company (EMHC-N1-4A-607) Dehydration processes utilizing cationic zeolite rho
JP7303723B2 (ja) * 2019-10-17 2023-07-05 株式会社日立ハイテク 流路切替バルブシステムおよび液体クロマトグラフ
US11638896B2 (en) * 2019-10-18 2023-05-02 Adsorptech Llc Method to separate a gas mixture on a large scale using reversible blowers
CN112221301B (zh) * 2020-09-30 2022-12-23 武汉钢铁有限公司 活性炭烟气净化系统及其方法
US20230078460A1 (en) * 2021-06-04 2023-03-16 Vitesco Technologies USA, LLC Multi-port valve assembly
CN114642945B (zh) * 2022-03-24 2023-07-14 株洲飞庆医疗器械有限公司 一种基于阀门设计缓流组件的医用制氧仪

Family Cites Families (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2985589A (en) * 1957-05-22 1961-05-23 Universal Oil Prod Co Continuous sorption process employing fixed bed of sorbent and moving inlets and outlets
US3098960A (en) * 1959-06-22 1963-07-23 Huska Paul Motor driven rotary selector valve
US3166098A (en) * 1961-12-12 1965-01-19 United Aircraft Corp Ball valve
US3430418A (en) * 1967-08-09 1969-03-04 Union Carbide Corp Selective adsorption process
GB1550119A (en) * 1976-04-06 1979-08-08 Worcester Controls Ag Plug valve
US4272265A (en) * 1979-06-22 1981-06-09 Essex Cryogenics Of Missouri, Inc. Apparatus for pressure swing generation of oxygen
US4355659A (en) * 1981-01-08 1982-10-26 The Hilliard Corp. Rotary plug valve
US4406675A (en) * 1981-12-10 1983-09-27 Union Carbide Corporation RPSA Process
US4659501A (en) * 1984-01-30 1987-04-21 Chisso Corporation 2-cyano-4-halogenophenyl substituted-benzoates
GB8421962D0 (en) 1984-08-30 1984-10-03 Boc Group Plc Separation of gaseous mixture
US4614204A (en) * 1984-12-10 1986-09-30 Uop Inc. Rotary valve for interconnecting conduits in three groups
US4569371A (en) * 1984-12-28 1986-02-11 Uop Inc. Axial multiport rotary valve
GB2190014B (en) 1986-05-07 1990-04-11 Boc Group Inc Improved valving assembly for a pressure swing adsorption apparatus
JPH01159017A (ja) * 1987-12-15 1989-06-22 Nkk Corp Ｐｓａ切替バルブシステム
US4877429A (en) * 1989-03-06 1989-10-31 Hunter Donald W Valve device for P.S.A. or R.P.S.A. systems
EP0525521A1 (en) * 1991-08-01 1993-02-03 Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha Gas separator system
US5328503A (en) * 1992-11-16 1994-07-12 Air Products And Chemicals, Inc. Adsorption process with mixed repressurization and purge/equalization
US5470464A (en) * 1994-04-06 1995-11-28 Uop Small scale simulated moving bed separation apparatus and process
US5411578A (en) * 1994-05-10 1995-05-02 Air Products And Chemicals, Inc. Vacuum swing adsorption process with mixed repressurization and provide product depressurization
US6063161A (en) * 1996-04-24 2000-05-16 Sofinoy Societte Financiere D'innovation Inc. Flow regulated pressure swing adsorption system
US6176897B1 (en) * 1996-12-31 2001-01-23 Questor Industries Inc. High frequency pressure swing adsorption
US5911405A (en) * 1997-05-09 1999-06-15 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Multi-ported diverter valve assembly
US6143056A (en) * 1998-11-19 2000-11-07 Praxair Technology, Inc. Rotary valve for two bed vacuum pressure swing absorption system
US6311719B1 (en) * 1999-08-10 2001-11-06 Sequal Technologies, Inc. Rotary valve assembly for pressure swing adsorption system
CA2329475A1 (en) * 2000-12-11 2002-06-11 Andrea Gibbs Fast cycle psa with adsorbents sensitive to atmospheric humidity
US6471744B1 (en) * 2001-08-16 2002-10-29 Sequal Technologies, Inc. Vacuum-pressure swing absorption fractionator and method of using the same
US6755895B2 (en) * 2002-04-09 2004-06-29 H2Gen Innovations, Inc. Method and apparatus for pressure swing adsorption
CA2402094A1 (en) * 2002-09-10 2004-03-10 Silvano Breda Improvements to multiport diverter valve
US6889710B2 (en) 2002-11-15 2005-05-10 Air Products And Chemicals, Inc. Rotary sequencing valve with flexible port plate
US7066204B2 (en) * 2003-07-29 2006-06-27 Masco Corporation Of Indiana Multi-port diverter valve assembly with integral detent
US6936091B2 (en) * 2003-09-17 2005-08-30 Metso Automation Usa, Inc. System and method for treating fluid using a multi-port valve assembly
US6997213B1 (en) * 2003-12-19 2006-02-14 Uop Llc Low cost plate assembly for rotary valve
US7276107B2 (en) * 2003-12-23 2007-10-02 Praxair Technology, Inc. Indexing rotary dual valve for pressure swing adsorption systems
US7500490B2 (en) 2005-08-05 2009-03-10 Air Products And Chemicals, Inc. Rotary valve with internal leak control system

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101444881B1 (ko) * 2013-04-12 2014-09-26 한국과학기술연구원 수 처리 모듈용 밸브

Also Published As

Publication number Publication date
TWI328468B (en) 2010-08-11
US20110023712A1 (en) 2011-02-03
US9101872B2 (en) 2015-08-11
BRPI0702800A (pt) 2008-02-19
MX2007008104A (es) 2009-02-18
EP1872845B1 (en) 2012-09-05
PL1872845T3 (pl) 2013-01-31
EP1872845A1 (en) 2008-01-02
ES2391856T3 (es) 2012-11-30
TW200812689A (en) 2008-03-16
US20130299023A1 (en) 2013-11-14
US20080000353A1 (en) 2008-01-03
US7854793B2 (en) 2010-12-21
KR100939055B1 (ko) 2010-01-28
US8603220B2 (en) 2013-12-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100939055B1 (ko) 회전형 인덱싱 멀티 포트 밸브를 구비하는 압력 변동 흡착장치
US7276107B2 (en) Indexing rotary dual valve for pressure swing adsorption systems
US5891217A (en) Process and apparatus for gas separation
EP1992396B1 (en) Containerized gas separation system
US7250073B2 (en) Life support oxygen concentrator
KR100964854B1 (ko) 고순도 생성물의 회수가 향상된 압력 변동 흡착 방법
CA2320551C (en) Compact pressure swing adsorption apparatus
US5807423A (en) Process and apparatus for gas separation
US5820656A (en) Process and apparatus for gas separation
EP3352884B1 (en) Adsorbent regeneration method in a combined pressure and temperature swing adsorption process
US6143056A (en) Rotary valve for two bed vacuum pressure swing absorption system
WO2001041900A3 (en) Process and apparatus for pressure swing adsorption separation of a gas mixture
US20100077920A1 (en) Multi-port indexing drum valve for vpsa
EP1752204A1 (en) Rotary valve with internal leak control system
EP1219338A2 (en) Argon purification process
AU3822002A (en) Layered manifold pressure swing adsorption device and method
EP0988882A2 (en) Pressure swing adsorption process and apparatus
CN1201708A (zh) 气体分离的过程和装置
EP0832679A2 (en) Process and apparatus for gas separation
EP0177173B1 (en) Improved apparatus for the separation of a gaseous mixture
ZA200704991B (en) Pressure swing adsorption system with indexed rotatable multi-port valves
WO2017184289A1 (en) Pressure swing adsorption for oxygen production
BRPI0702800B1 (pt) Sistema de adsorção por modulação de pressão com válvulas rotativas de múltiplas aberturas escalonadas, e método para recuperação de um componente menos intensamente passível de adsorção de uma mistura gasosa de alimentação
CN118049504A (zh) 变压吸附装置及其旋转阀组
TW202243721A (zh) 變壓吸附裝置及其旋轉閥

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20121227

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20131227

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141230

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151230

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161229

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171228

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181227

Year of fee payment: 10