KR20210105425A - 분리 장치 및 분리 방법 - Google Patents

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Abstract

분리 장치(1) 및 분리 방법에 있어서, 분리 장치(1)는 막 분리 모듈(10), 흡착 모듈(20) 및 가스 유입 모듈(30)을 포함하고, 막 분리 모듈(10)은 제1 하우징(110) 및 제1 하우징(110) 내에 설치될 수 있는 막 어셈블리(130)를 포함하며, 제1 하우징(110)은 제1 가스 유입구(121), 제1 가스 배출구(122) 및 잔류 가스 배출구(123)를 구비하고, 막 어셈블리(130)는 제1 가스 배출구(122)와 연통되는 침투 가스 배출구를 구비하며; 흡착 모듈(20)은 제2 하우징(210) 및 제2 하우징(210) 내에 설치될 수 있는 흡착제층(230)을 포함하고, 제2 하우징(210)은 제1 하우징(110)에 설치되며, 여기서, 제2 하우징(210)은 제2 가스 유입구(221), 제2 가스 배출구(222) 및 탈착 가스 배출구(223)를 구비하고, 제2 가스 유입구(221)는 제1 가스 배출구(122)와 연통되며; 가스 유입 모듈(30)은 제1 가스 유입구(121)와 연통되는 제3 가스 배출구(321)를 구비한다. 상기 분리 장치(1)는 푸트프린트가 작고 무게가 가벼우며 제조 원가가 저렴한 등 장점을 가진다.

Description

분리 장치 및 분리 방법
본 발명은 분리 장치 및 분리 방법에 관한 것이다.
탑 분리, 막 분리, 흡착 분리 등 기술을 적용하여 고 순도 가스(몰 순도가 99.9 %보다 큰 가스)를 제조할 수 있다. 막 분리를 통해 고 순도 가스를 제조하려면 일반적으로 2단계 정제, 심지어 더 많은 정제 단계가 필요하므로, 고 순도 가스의 제조 원가가 높다. 특히, 원료 가스 중의 목표 가스 성분의 농도가 낮을 경우, 고 순도 가스의 제조 원가는 더 높으므로, 막 분리의 사용 범위를 제한하였다.
현재, 원료 가스 중의 목표 가스 성분의 농도 함량이 낮을 경우, 먼저 막 분리 장치를 통해 원료 가스를 조(crude) 정제할 수 있고, 조 정제 후의 가스를 다시 흡착 분리 장치에 유입시켜 고 순도 가스를 제조한다.
본 발명의 목적은 선행기술에 존재하는 문제를 해결하기 위하여 분리 장치 및 분리 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 구현하기 위해, 본 발명의 제1 양태는 분리 장치를 제공하되, 상기 분리 장치는, 제1 하우징 및 상기 제1 하우징 내에 설치될 수 있는 막 어셈블리를 포함하고, 상기 제1 하우징은 제1 가스 유입구, 제1 가스 배출구 및 잔류 가스 배출구를 구비하며, 상기 막 어셈블리는 상기 제1 가스 배출구와 연통되는 침투 가스 배출구를 구비하는 막 분리 모듈; 제2 하우징 및 상기 제2 하우징 내에 설치될 수 있는 흡착제층을 포함하고, 상기 제2 하우징은 상기 제1 하우징에 설치되며, 상기 제2 하우징은 제2 가스 유입구, 제2 가스 배출구 및 탈착 가스 배출구를 구비하고, 상기 제2 가스 유입구는 상기 제1 가스 배출구와 연통되는 흡착 모듈; 및 상기 제1 가스 유입구와 연통되는 제3 가스 배출구를 구비하는 가스 유입 모듈을 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 분리 장치는 푸트프린트가 작고 무게가 가벼우며 제조 원가가 저렴한 장점을 가진다.
선택 가능하게, 상기 제2 하우징은 상기 제1 하우징에 직접 설치된다.
선택 가능하게, 상기 제1 가스 유입구는 복수 개이고, 각각의 상기 제1 가스 유입구는 상기 제3 가스 배출구와 연통되며, 선택 가능하게, 상기 막 어셈블리는 복수 개이고, 상기 제1 가스 배출구는 복수 개이며, 상기 제2 가스 유입구는 복수 개이고, 여기서, 복수개의 상기 막 어셈블리의 상기 침투 가스 배출구는 복수개의 상기 제1 가스 배출구와 일대일로 대응되게 연통되며, 복수개의 상기 제1 가스 배출구는 복수개의 상기 제2 가스 유입구와 일대일로 대응되게 연통된다.
선택 가능하게, 상기 가스 유입 모듈은, 제4 가스 배출구를 구비하는 가스 유입 파이프; 및 버퍼 캐비티 및 복수개의 상기 제3 가스 배출구를 구비하고, 각각의 상기 제3 가스 배출구는 상기 버퍼 캐비티와 연통되며, 상기 제4 가스 배출구는 상기 버퍼 캐비티와 연통되고, 상기 제1 가스 유입구는 복수 개이며, 복수개의 상기 제3 가스 배출구는 복수개의 상기 제1 가스 유입구와 일대일로 대응되게 연통되는 가스 분배 디스크를 포함한다.
선택 가능하게, 상기 막 분리 모듈은 복수 개이고, 상기 흡착 모듈은 복수 개이며, 각각의 상기 막 분리 모듈의 상기 제1 가스 유입구는 상기 제3 가스 배출구와 연통되고, 복수개의 상기 제2 하우징은 복수개의 상기 제1 하우징에 일대일로 대응되게 설치되며, 복수개의 상기 막 분리 모듈의 상기 제1 가스 배출구는 복수개의 상기 흡착 모듈의 상기 제2 가스 유입구와 일대일로 대응되게 연통된다.
선택 가능하게, 상기 가스 유입 모듈은 복수 개이고, 복수개의 상기 가스 유입 모듈의 상기 제3 가스 배출구는 복수개의 상기 막 분리 모듈의 상기 제1 가스 유입구와 일대일로 대응되게 연통된다.
선택 가능하게, 상기 가스 유입 모듈은, 가스 유입 메인 파이프; 제3 가스 유입구 및 복수개의 상기 제3 가스 배출구를 구비하고, 상기 제3 가스 유입구는 복수개의 상기 제3 가스 배출구 중 어느 하나와 전환 가능하게 연통되며, 상기 가스 유입 메인 파이프는 상기 제3 가스 유입구와 연결되는 제어 밸브; 및 제1 단부는 복수개의 상기 제3 가스 배출구와 일대일로 대응되게 연결되고, 제2 단부는 복수개의 상기 막 분리 모듈의 상기 제1 가스 유입구와 일대일로 대응되게 연결되는 복수개의 가스 유입 분기 파이프를 포함한다.
선택 가능하게, 상기 가스 유입 모듈은, 제4 가스 배출구를 구비하는 가스 유입 파이프; 및 복수개의 버퍼 캐비티, 복수개의 제3 가스 유입구 및 복수개의 상기 제3 가스 배출구를 구비하고, 복수개의 상기 제3 가스 유입구는 복수개의 상기 버퍼 캐비티와 일대일로 대응되게 연통되며, 복수개의 상기 제3 가스 배출구는 복수개의 상기 버퍼 캐비티와 일대일로 대응되게 연통되고, 상기 제4 가스 배출구는 복수개의 상기 제3 가스 유입구 중 어느 하나와 전환 가능하게 연통되며, 복수개의 상기 제3 가스 배출구는 복수개의 상기 막 분리 모듈의 상기 제1 가스 유입구와 일대일로 대응되게 연통되는 가스 분배 디스크를 포함하고, 선택 가능하게, 상기 가스 분배 디스크는 환형이고, 복수개의 상기 제3 가스 유입구는 상기 가스 분배 디스크의 내주면에 설치되며, 여기서, 상기 가스 분배 디스크는 상기 가스 유입 파이프에서 상기 제4 가스 배출구가 설치된 부분에 씌움 설치될 수 있고, 상기 가스 유입 파이프는 상기 가스 분배 디스크에 대해 회전 가능하게 설치될 수 있으며, 선택 가능하게, 각각의 상기 제3 가스 배출구는 복수개의 서브 가스 배출구를 포함하고, 복수개의 상기 서브 가스 배출구는 상기 가스 분배 디스크의 원주 방향을 따라 이격 설치된 복수개의 서브 가스 배출구 그룹을 구성하며, 각각의 상기 서브 가스 배출구 그룹은 상기 가스 분배 디스크의 반경 방향을 따라 이격 설치된 복수개의 상기 서브 가스 배출구를 포함하고, 각각의 상기 막 분리 모듈은 복수개의 상기 제1 가스 유입구를 구비하며, 각각의 상기 막 분리 모듈의 복수개의 상기 제1 가스 유입구는 상응한 상기 제3 가스 배출구의 상기 복수개의 서브 가스 배출구와 일대일로 대응되게 연통된다.
선택 가능하게, 상기 가스 분배 디스크는 환형의 제1 디스크 본체 및 제2 디스크 본체를 포함하되, 상기 제1 디스크 본체는 제1 단면을 구비하고, 상기 제1 단면에는 복수개의 상기 버퍼 캐비티가 설치되며, 상기 버퍼 캐비티의 내측단은 상기 제3 가스 유입구가 형성되거나 상기 제3 가스 유입구가 상기 버퍼 캐비티의 내측 벽면에 설치되도록 개방되어 있고, 여기서, 상기 제1 디스크 본체는 상기 가스 유입 파이프에서 상기 제4 가스 배출구가 설치된 부분에 씌움 설치될 수 있으며, 상기 가스 유입 파이프는 상기 제1 디스크 본체에 대해 회전 가능하게 설치될 수 있고; 상기 제2 디스크 본체는 상기 제1 단면에 설치되고, 상기 제2 디스크 본체는 복수개의 상기 버퍼 캐비티를 커버하며, 상기 제3 가스 배출구는 상기 제2 디스크 본체에 설치되고, 상기 제3 가스 배출구는 상기 제2 디스크 본체의 두께 방향을 따라 상기 제2 디스크 본체를 관통한다.
선택 가능하게, 상기 가스 분배 디스크는 환형의 제1 디스크 본체 및 제2 디스크 본체와 환형의 제3 디스크 본체를 포함하되, 상기 제1 디스크 본체는 그 두께 방향에서 대향되는 제1 단면 및 제2 단면을 구비하고, 상기 제1 디스크 본체에는 복수개의 상기 버퍼 캐비티가 설치되며, 각각의 상기 버퍼 캐비티는 상기 제1 디스크 본체의 두께 방향을 따라 상기 제1 디스크 본체를 관통하고, 상기 버퍼 캐비티의 내측단은 상기 제3 가스 유입구가 형성되거나 상기 제3 가스 유입구가 상기 버퍼 캐비티의 내측 벽면에 설치되도록 개방되어 있으며; 상기 제2 디스크 본체는 상기 제1 단면에 설치되고, 상기 제3 디스크 본체는 상기 제2 단면에 설치되며, 상기 제2 디스크 본체 및 상기 제3 디스크 본체는 복수개의 상기 버퍼 캐비티를 커버하고, 여기서, 상기 제1 디스크 본체는 상기 가스 유입 파이프에서 상기 제4 가스 배출구가 설치된 부분에 씌움 설치될 수 있으며, 상기 가스 유입 파이프는 상기 제1 디스크 본체에 대해 회전 가능하게 설치될 수 있고, 상기 제3 가스 배출구는 상기 제2 디스크 본체에 설치되며, 상기 제3 가스 배출구는 상기 제2 디스크 본체의 두께 방향을 따라 상기 제2 디스크 본체를 관통한다.
선택 가능하게, 복수개의 상기 막 분리 모듈은 제1 원주 방향을 따라 배치되고, 상기 제1 하우징은, 제1 엔드 플레이트 및 제2 엔드 플레이트; 및 제1 측판, 제2 측판, 제1 내측판 및 제1 외측판을 포함하되, 상기 제1 측판, 상기 제1 내측판, 상기 제2 측판 및 제1 외측판은 순차적으로 서로 연결되어 제1 서라운드 플레이트를 형성하고, 상기 제1 서라운드 플레이트의 제1 단부는 상기 제1 엔드 플레이트와 연결되며, 상기 제1 서라운드 플레이트의 제2 단부는 상기 제2 엔드 플레이트와 연결되고, 여기서, 상기 제1 가스 유입구는 상기 제1 엔드 플레이트에 설치되며, 상기 제1 가스 배출구는 상기 제2 엔드 플레이트에 설치되고, 상기 잔류 가스 배출구는 상기 제1 서라운드 플레이트 및 상기 제1 엔드 플레이트 중 적어도 하나에 설치되며, 선택 가능하게, 복수개의 상기 막 분리 모듈의 상기 제1 엔드 플레이트는 일체로 성형되고, 복수개의 상기 막 분리 모듈의 상기 제2 엔드 플레이트는 일체로 성형되며, 선택 가능하게, 상기 제1 원주 방향에서 서로 인접한 2개의 상기 제1 하우징 중 하나의 상기 제1 하우징의 상기 제1 측판은 다른 하나의 상기 제1 하우징의 상기 제2 측판과 일체로 성형되고, 선택 가능하게, 복수개의 상기 막 분리 모듈의 상기 제1 내측판은 일체로 성형되며, 복수개의 상기 막 분리 모듈의 상기 제1 외측판은 일체로 성형되고, 선택 가능하게, 각각의 상기 막 어셈블리의 제1 단부는 상응한 상기 제1 엔드 플레이트와 연결되고, 각각의 상기 막 어셈블리의 제2 단부는 상기 침투 가스 배출구가 형성되도록 개방되어 있으며, 각각의 상기 막 어셈블리의 제2 단부는 상응한 상기 제2 엔드 플레이트에서의 상기 제1 가스 배출구와 연결되고, 선택 가능하게, 복수개의 상기 막 분리 모듈의 제1 내측판은 제1 직원기둥면 또는 제1 정각기둥면에 위치하고, 복수개의 상기 막 분리 모듈의 제1 외측판은 제2 직원기둥면 또는 제2 정각기둥면에 위치한다.
선택 가능하게, 복수개의 상기 흡착 모듈은 제1 원주 방향을 따라 배치되고, 상기 제2 하우징은, 제3 엔드 플레이트 및 제4 엔드 플레이트; 및 제3 측판, 제4 측판, 제2 내측판 및 제2 외측판을 포함하되, 상기 제3 측판, 상기 제2 내측판, 상기 제4 측판 및 제2 외측판은 순차적으로 서로 연결되어 제2 서라운드 플레이트를 형성하고, 상기 제2 서라운드 플레이트의 제1 단부는 상기 제3 엔드 플레이트와 연결되며, 상기 제2 서라운드 플레이트의 제2 단부는 상기 제4 엔드 플레이트와 연결되고, 여기서, 상기 제2 가스 유입구는 상기 제3 엔드 플레이트에 설치되며, 상기 제2 가스 배출구는 상기 제4 엔드 플레이트에 설치되고, 상기 탈착 가스 배출구는 상기 제2 서라운드 플레이트 및 상기 제3 엔드 플레이트 중 적어도 하나에 설치되며, 선택 가능하게, 복수개의 상기 흡착 모듈의 상기 제3 엔드 플레이트는 일체로 성형되고, 복수개의 상기 흡착 모듈의 상기 제4 엔드 플레이트는 일체로 성형되며, 선택 가능하게, 상기 제1 원주 방향에서 서로 인접한 2개의 상기 제2 하우징 중 하나의 상기 제2 하우징의 상기 제3 측판은 다른 하나의 상기 제2 하우징의 상기 제4 측판과 일체로 성형되고, 선택 가능하게, 복수개의 상기 흡착 모듈의 상기 제2 내측판은 일체로 성형되며, 복수개의 상기 흡착 모듈의 상기 제2 외측판은 일체로 성형되고, 선택 가능하게, 복수개의 상기 흡착 모듈의 상기 제2 내측판은 제3 직원기둥면 또는 제3 정각기둥면에 위치하고, 복수개의 상기 흡착 모듈의 상기 제2 외측판은 제4 직원기둥면 또는 제4 정각기둥면에 위치하며, 더 선택 가능하게, 상기 제1 직원기둥면 및 상기 제3 직원기둥면은 동일한 직원기둥면이고, 상기 제2 직원기둥면 및 상기 제4 직원기둥면은 동일한 직원기둥면이며, 상기 제1 정각기둥면 및 상기 제3 정각기둥면은 동일한 정각기둥면이고, 상기 제2 정각기둥면 및 상기 제4 정각기둥면은 동일한 정각기둥면이다.
선택 가능하게, 상기 분리 장치는 중심축을 더 포함하되, 복수개의 상기 막 분리 모듈은 상기 중심축의 원주 방향을 따라 배치될 수 있고, 복수개의 상기 흡착 모듈은 상기 중심축의 원주 방향을 따라 배치될 수 있으며, 여기서, 상기 막 분리 모듈의 상기 제1 내측판은 상기 중심축과 인접하거나 상기 막 분리 모듈의 상기 제1 내측판은 상기 중심축과 접촉하고, 각각의 상기 흡착 모듈의 상기 제2 내측판은 상기 중심축과 인접하거나 각각의 상기 흡착 모듈의 상기 제2 내측판은 상기 중심축과 접촉한다.
본 발명의 제2 양태는 본 발명의 제1 양태에 따른 분리 장치를 이용하여 수행되는 분리 방법을 제공하되, 상기 분리 방법은, 가스 유입 모듈을 이용하여 막 분리 모듈에 원료 가스를 제공하는 단계; 상기 막 분리 모듈을 이용하여 상기 원료 가스를 분리하여 조(crude) 정제 가스를 얻는 단계; 및 흡착 모듈을 이용하여 상기 조 정제 가스 중의 불순물 또는 목표 가스를 흡착하여 고 순도 가스를 얻는 단계를 포함한다.
선택 가능하게, 가스 유입 파이프의 제4 가스 배출구를 가스 분배 디스크의 한 그룹의 버퍼 캐비티의 제3 가스 유입구와 연통시켜 한 그룹의 상기 막 분리 모듈에 상기 원료 가스를 제공하되, 한 그룹의 상기 버퍼 캐비티는 적어도 하나의 상기 버퍼 캐비티를 포함하고, 한 그룹의 상기 막 분리 모듈은 적어도 하나의 상기 막 분리 모듈을 포함하며; 한 그룹의 상기 막 분리 모듈을 이용하여 상기 원료 가스를 분리하여 조 정제 가스를 얻고; 한 그룹의 상기 흡착 모듈을 이용하여 상기 조 정제 가스 중의 불순물 또는 목표 가스를 흡착하여 고 순도 가스를 얻되, 한 그룹의 상기 흡착 모듈은 적어도 하나의 상기 흡착 모듈을 포함하며; 한 그룹의 상기 흡착 모듈이 기설정 시간 동안 작동되거나 한 그룹의 상기 흡착 모듈이 기설정 양의 상기 조 정제 가스를 처리한 후, 상기 가스 유입 파이프의 상기 제4 가스 배출구를 상기 가스 분배 디스크의 다른 한 그룹의 상기 버퍼 캐비티의 상기 제3 가스 유입구와 연통시켜 다른 한 그룹의 상기 막 분리 모듈에 상기 원료 가스를 제공하되, 다른 한 그룹의 상기 버퍼 캐비티는 적어도 하나의 상기 버퍼 캐비티를 포함하고, 다른 한 그룹의 상기 막 분리 모듈은 적어도 하나의 상기 막 분리 모듈을 포함하며; 다른 한 그룹의 상기 막 분리 모듈을 이용하여 상기 원료 가스를 분리하여 상기 조 정제 가스를 얻고; 다른 한 그룹의 상기 흡착 모듈을 이용하여 상기 조 정제 가스 중의 불순물 또는 목표 가스를 흡착하여 고 순도 가스를 얻되, 다른 한 그룹의 상기 흡착 모듈은 적어도 하나의 상기 흡착 모듈을 포함하며; 한 그룹의 상기 흡착 모듈 중의 흡착제를 재생시킨다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 분리 장치의 부분 구조를 나타낸 도면이다.
도 2a는 본 발명의 실시예에 따른 분리 장치의 가스 유입 모듈의 구조를 나타낸 도면이다.
도 2b는 본 발명의 실시예에 따른 분리 장치의 가스 유입 모듈의 부분 구조를 나타낸 도면이다.
도 2c는 본 발명의 실시예에 따른 분리 장치의 가스 분배 디스크의 구조를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 분리 장치의 가스 유입 파이프의 구조를 나타낸 도면이다.
도 4a는 본 발명의 실시예에 따른 분리 장치의 막 분리 모듈의 부분 구조를 나타낸 도면이다.
도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 분리 장치의 막 분리 모듈의 부분 구조를 나타낸 도면이다.
도 5a는 본 발명의 실시예에 따른 분리 장치의 흡착 모듈의 부분 구조를 나타낸 도면이다.
도 5b는 본 발명의 실시예에 따른 분리 장치의 흡착 모듈의 부분 구조를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 흡착 모듈의 제4 엔드 플레이트의 구조를 나타낸 도면이다.
아래 본 발명의 실시예를 상세히 설명하되, 상기 실시예의 예시는 도면에 도시된다. 아래 도면을 참조하여 설명된 실시예는 예시적인 것으로, 본 발명을 해석하기 위한 것일 뿐, 본 발명을 한정하는 것으로 이해해서는 아니된다.
아래 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 분리 장치(1)를 설명한다. 도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 분리 장치(1)는 막 분리 모듈(10), 흡착 모듈(20) 및 가스 유입 모듈(30)을 포함한다.
막 분리 모듈(10)은 제1 하우징(110) 및 제1 하우징(110) 내에 설치될 수 있는 막 어셈블리(130)를 포함하고, 제1 하우징(110)은 제1 가스 유입구(121), 제1 가스 배출구(122) 및 잔류 가스 배출구(123)를 구비한다. 막 어셈블리(130)는 침투 가스 배출구를 구비하고, 상기 침투 가스 배출구는 제1 가스 배출구(122)와 연통된다. 흡착 모듈(20)은 제2 하우징(210) 및 제2 하우징(210) 내에 설치될 수 있는 흡착제층(230)을 포함하고, 제2 하우징(210)은 제1 하우징(110)에 설치되며, 즉 제1 하우징(110)은 제2 하우징(210)에 설치된다. 제2 하우징(210)은 제2 가스 유입구(221), 제2 가스 배출구(222) 및 탈착 가스 배출구(223)를 구비하고, 제2 가스 유입구(221)는 제1 가스 배출구(122)와 연통된다. 가스 유입 모듈(30)은 제3 가스 배출구(321)를 구비하고, 제3 가스 배출구(321)는 제1 가스 유입구(121)와 연통된다.
막 어셈블리(130)가 제1 하우징(110) 내에 설치될 수 있다는 것은, 분리 장치(1)를 이용하여 고 순도 가스를 제조할 경우, 막 어셈블리(130)가 제1 하우징(110) 내에 설치됨을 의미하고; 흡착제층(230)이 제2 하우징(210) 내에 설치될 수 있다는 것은, 분리 장치(1)를 이용하여 고 순도 가스를 제조할 경우, 흡착제층(230)이 제2 하우징(210) 내에 설치됨을 의미한다. 분리 장치(1)를 이용하지 않고 고 순도 가스를 제조할 경우, 막 어셈블리(130)는 제1 하우징(110) 내에 설치될 수 있고, 제1 하우징(110) 내에 설치되지 않을 수도 있으며, 흡착제층(230)은 제2 하우징(210) 내에 설치될 수 있고, 제2 하우징(210) 내에 설치되지 않을 수도 있다.
분리 장치(1)를 이용하여 고 순도 가스를 제조할 경우, 원료 가스(목표 가스를 포함한 가스 혼합물)는 가스 유입 모듈(30)의 제3 가스 배출구(321) 및 막 분리 모듈(10)의 제1 가스 유입구(121)를 순차적으로 통과하여 막 분리 모듈(10) 내로 유입되고, 막 분리 모듈(10)을 이용하여 상기 원료 가스를 분리(조 정제)하여 조 정제 가스를 얻는다. 여기서, 막 어셈블리(130)를 투과하는 가스는 상기 조 정제 가스이고, 막 어셈블리(130)를 투과하지 않은 가스는 잔류 가스이며, 상기 잔류 가스는 잔류 가스 배출구(123)를 통해 막 분리 모듈(10)로부터 배출될 수 있다. 상기 조 정제 가스는 막 분리 모듈(10)의 제1 가스 배출구(122) 및 흡착 모듈(20)의 제2 가스 유입구(221)를 순차적으로 통과하여 흡착 모듈(20) 내로 유입되고, 흡착 모듈(20)을 이용하여 상기 조 정제 가스 중의 불순물을 흡착하여 고 순도 가스를 얻는다.
고 순도 가스를 제조하기 위한 기존의 장치는 기존의 막 분리 장치와 흡착 장치를 재료 성질에 따라 앞뒤로 간단히 연결하여 조합한 것으로, 막 분리 장치와 흡착 장치 자체의 구조를 변화시키지 않는다.
본 발명의 실시예에 따른 분리 장치(1)는 막 분리 모듈(10)의 제1 하우징(110)과 흡착 모듈(20)의 제2 하우징(210)을 함께 설치함으로써, 막 분리 모듈(10)과 흡착 모듈(20)의 일체화를 구현할 수 있다. 이로써, 분리 장치(1)의 푸트프린트 및 무게를 크게 감소시킬 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 분리 장치(1)는 푸트프린트가 매우 작으므로, 가스 충전소(예를 들어, 수소 충전소) 내에서 사용하기에 특히 적합하고, 본 발명의 실시예에 따른 분리 장치(1)는 기존의 분리 장치가 비교 안 될 만큼 푸트프린트가 작은 장점을 가진다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 분리 장치(1)는 푸트프린트가 작고 무게가 가벼우며 제조 원가가 저렴한 등 장점을 가진다.
도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예에서, 분리 장치(1)는 막 분리 모듈(10), 흡착 모듈(20) 및 가스 유입 모듈(30)을 포함한다. 분리 장치(1)는 고 순도 가스의 제조에 광범위하게 사용될 수 있으며, 예를 들어, 분리 장치(1)는 고 순도의 아르곤 가스, 수소 가스, 산소 가스, 질소 가스, 일산화탄소, 이산화탄소, 메탄 등의 제조에 사용될 수 있다.
막 분리 모듈(10)은 제1 하우징(110) 및 제1 하우징(110) 내에 설치될 수 있는 막 어셈블리(130)를 포함하고, 제1 하우징(110)은 제1 가스 유입구(121), 제1 가스 배출구(122) 및 잔류 가스 배출구(123)를 구비한다. 흡착 모듈(20)은 제2 하우징(210) 및 제2 하우징(210) 내에 설치될 수 있는 흡착제층(230)을 포함하고, 제2 하우징(210)은 제2 가스 유입구(221), 제2 가스 배출구(222) 및 탈착 가스 배출구(223)를 구비한다.
막 어셈블리(130)는 무기 막 어셈블리일 수 있고, 유기 막 어셈블리일 수도 있다. 무기 막 어셈블리는 원료 가스에 액체가 포함되어 있고, 산성 가스가 함유되어 있거나 온도 및 압력이 변화가 발생할 때 응축액이 생성될 수 있는 상황에 적용된다. 무기 막 어셈블리의 무기 막은 탄소 분자체, LTA 분자체, DDR 분자체 막 등과 같은 중공 분자체 막일 수 있다. 유기 막 어셈블리는 원료 가스에 액체가 포함되지 않고, 온도 및 압력 변화로 인해 원료 또는 제품 가스에서 응축액이 생성되지 않는 상황에 적용되고, 유기 막 어셈블리의 유기 막은 중공 섬유 막일 수 있다.
조 정제 가스 중의 불순물 조성에 따르면, 흡착제층(230)은 다양한 불순물을 흡착할 수 있는 흡착제를 포함할 수 있다. 예를 들어, 흡착제층(230)은 활성 알루미나, 실리카겔, 제올라이트 분자체 및 활성탄 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
선택 가능하게, 도 1 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 제1 하우징(110)은 복수개의 제1 가스 유입구(121)를 구비할 수 있고, 각각의 제1 가스 유입구(121)는 제3 가스 배출구(321)와 연통되어 각각의 제1 가스 유입구(121) 모두에 원료 가스가 통과(유입)되도록 한다. 이로써, 원료 가스가 더 균일하게 제1 하우징(110) 내로 유입될 수 있도록 할 뿐만 아니라, 막 분리 모듈(10)의 단위 시간 내의 가스 처리량을 향상시킬 수도 있다.
도 1, 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 막 어셈블리(130)는 복수 개일 수 있고, 제1 하우징(110)은 복수개의 제1 가스 배출구(122)를 구비할 수 있으며, 복수개의 막 어셈블리(130)의 침투 가스 배출구는 복수개의 제1 가스 배출구(122)와 일대일로 대응되게 연통될 수 있다. 다시 말하면, 상기 침투 가스 배출구(막 어셈블리(130))의 개수는 제1 가스 배출구(122)의 개수와 같을 수 있고, 각각의 상기 침투 가스 배출구는 하나의 제1 가스 배출구(122)와 연통되며, 각각의 제1 가스 배출구(122)는 하나의 상기 침투 가스 배출구와 연통된다. 이로써, 막 분리 모듈(10)의 단위 시간 내의 가스 처리량을 더 향상시킬 수 있다.
대응되게, 도 1 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 제2 하우징(210)은 복수개의 제2 가스 유입구(221)를 구비하고, 복수개의 제1 가스 배출구(122)는 복수개의 제2 가스 유입구(221)와 일대일로 대응되게 연통된다. 다시 말하면, 제2 가스 유입구(221)의 개수는 제1 가스 배출구(122)의 개수와 같을 수 있고, 각각의 제2 가스 유입구(221)는 하나의 제1 가스 배출구(122)와 연통되며, 각각의 제1 가스 배출구(122)는 하나의 제2 가스 유입구(221)와 연통된다. 이로써, 흡착 모듈(20)의 단위 시간 내의 가스 처리량을 더 향상시킬 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에서, 제2 하우징(210)은 제1 하우징(110)의 상측에 직접 설치된다. 다시 말하면, 제1 하우징(110)과 제2 하우징(210) 사이에 어떠한 부재(예를 들어, 연결 디스크, 브라켓 등)도 설치되지 않고, 제1 하우징(110)과 제2 하우징(210)은 직접 접촉한다. 이로써, 분리 장치(1)의 구조를 더 간소화하고, 막 분리 모듈(10)과 흡착 모듈(20)의 일체화 정도를 더 향상시킬 수 있음으로써, 분리 장치(1)의 푸트프린트를 더 감소시키고, 분리 장치(1)의 무게 및 제조 원가를 더 감소시킬 수 있다. 물론, 다른 실시예에서, 제1 하우징(110)을 제2 하우징(210)의 상측에 설치할 수도 있다.
가스 유입 모듈(30)은 제3 가스 배출구(321)를 구비하고, 제3 가스 배출구(321)는 제1 가스 유입구(121)와 연통된다. 도 2a 내지 도 2c에 도시된 바와 같이, 가스 유입 모듈(30)은 가스 유입 파이프(310) 및 가스 분배 디스크(320)를 포함하고, 가스 유입 파이프(310)는 제4 가스 배출구(311)를 구비한다. 가스 분배 디스크(320)는 버퍼 캐비티(322) 및 복수개의 제3 가스 배출구(321)를 구비하고, 각각의 제3 가스 배출구(321)는 버퍼 캐비티(322)와 연통되며, 제4 가스 배출구(311)는 버퍼 캐비티(322)와 연통된다. 선택 가능하게, 가스 유입 파이프(310)의 상단부는 폐쇄된 것이다.
막 분리 모듈(10)은 복수개의 제1 가스 유입구(121)를 구비하고, 복수개의 제3 가스 배출구(321)는 복수개의 제1 가스 유입구(121)와 일대일로 대응되게 연통된다. 다시 말하면, 제3 가스 배출구(321)의 개수는 제1 가스 유입구(121)의 개수와 같을 수 있고, 각각의 제3 가스 배출구(321)는 하나의 제1 가스 유입구(121)와 연통되며, 각각의 제1 가스 유입구(121)는 하나의 제3 가스 배출구(321)와 연통된다.
원료 가스는 가스 유입 파이프(310)의 제4 가스 배출구(311)를 통과하여 버퍼 캐비티(322) 내로 유입되고, 버퍼 캐비티(322) 내의 원료 가스는 복수개의 제3 가스 배출구(321) 및 복수개의 제1 가스 유입구(121)를 순차적으로 통과하여 제1 하우징(110) 내로 유입된다. 가스 분배 디스크(320)에 제4 가스 배출구(311)와 연통되는 버퍼 캐비티(322) 및 버퍼 캐비티(322)와 연통되는 복수개의 제3 가스 배출구(321)를 설치함으로써, 버퍼 캐비티(322)를 이용하여 원료 가스의 유속을 늦출 수 있을 뿐만 아니라, 원료 가스가 더 균일하게 제1 하우징(110) 내로 유입될 수 있도록 하며, 막 분리 모듈(10)의 단위 시간 내의 가스 처리량을 향상시킬 수 있다.
도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 예시에서, 분리 장치(1)는 복수개의 막 분리 모듈(10) 및 복수개의 흡착 모듈(20)을 포함할 수 있다. 각각의 막 분리 모듈(10)의 제1 가스 유입구(121)는 제3 가스 배출구(321)와 연통되어, 원료 가스가 각각의 막 분리 모듈(10)의 제1 하우징(110) 내로 유입될 수 있도록 한다.
복수개의 제2 하우징(210)은 복수개의 제1 하우징(110)에 일대일로 대응되게 설치되며, 즉 막 분리 모듈(10)(제1 하우징(110))의 개수는 흡착 모듈(20)(제2 하우징(210))의 개수와 같을 수 있고, 각각의 제2 하우징(210)은 하나의 제1 하우징(110)에 설치된다. 선택 가능하게, 복수개의 제2 하우징(210)은 복수개의 제1 하우징(110)에 일대일로 대응되게 직접 설치된다.
복수개의 막 분리 모듈(10)의 제1 가스 배출구(122)는 복수개의 흡착 모듈(20)의 제2 가스 유입구(221)와 일대일로 대응되게 연통된다. 다시 말하면, 각각의 막 분리 모듈(10)의 제1 가스 배출구(122)는 하나의 흡착 모듈(20)의 제2 가스 유입구(221)와 연통되고, 각각의 흡착 모듈(20)의 제2 가스 유입구(221)는 하나의 막 분리 모듈(10)의 제1 가스 배출구(122)와 연통된다. 이로써, 서로 관련된 막 분리 모듈(10)과 흡착 모듈(20)은 고 순도 가스를 제조할 수 있는 하나의 분리 어셈블리를 구성할 수 있고, 분리 장치(1)는 복수개의 상기 분리 어셈블리를 포함할 수 있음으로써, 분리 장치(1)의 단위 시간 내의 가스 처리량을 크게 향상시킬 수 있다.
도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 복수개의 막 분리 모듈(10)은 제1 원주 방향을 따라 배치될 수 있으며, 즉 복수개의 막 분리 모듈(10)은 상기 제1 원주 방향을 따라 배열될 수 있다. 각각의 제1 하우징(110)은 제1 엔드 플레이트(111), 제2 엔드 플레이트(112), 제1 측판(113), 제2 측판(114), 제1 내측판(115) 및 제1 외측판(116)을 포함할 수 있다. 여기서, 안으로 향한다는 것은 상기 제1 원주 방향의 중부를 향하는 것을 의미하고, 밖으로 향한다는 것은 상기 제1 원주 방향의 중부에서 멀어지는(등지는) 것을 의미한다.
제1 측판(113), 제1 내측판(115), 제2 측판(114) 및 제1 외측판(116)은 순차적으로 서로 연결되어 제1 서라운드 플레이트(117)를 형성하고, 제1 서라운드 플레이트(117)의 제1 단부는 제1 엔드 플레이트(111)와 연결되며, 제1 서라운드 플레이트(117)의 제2 단부는 제2 엔드 플레이트(112)와 연결된다.
구체적으로, 제1 엔드 플레이트(111) 및 제2 엔드 플레이트(112)는 상하 방향을 따라 이격되게 설치되고, 제1 서라운드 플레이트(117)의 하단부는 제1 엔드 플레이트(111)와 연결되며, 제1 서라운드 플레이트(117)의 상단부는 제2 엔드 플레이트(112)와 연결되며, 즉 제1 측판(113), 제1 내측판(115), 제2 측판(114) 및 제1 외측판(116) 중 각각의 하단부는 제1 엔드 플레이트(111)와 연결되고, 제1 측판(113), 제1 내측판(115), 제2 측판(114) 및 제1 외측판(116) 중 각각의 상단부는 제2 엔드 플레이트(112)와 연결된다. 상하 방향은 도 1에서 화살표 A로 표시된다.
제1 엔드 플레이트(111), 제2 엔드 플레이트(112), 제1 측판(113), 제2 측판(114), 제1 내측판(115) 및 제1 외측판(116)은 제1 수용 캐비티(118)를 한정할 수 있으며, 즉 제1 하우징(110)은 제1 수용 캐비티(118)를 구비할 수 있다. 막 어셈블리(130)는 제1 수용 캐비티(118) 내에 설치되고, 제1 가스 유입구(121), 제1 가스 배출구(122) 및 잔류 가스 배출구(123) 중 각자은 모두 제1 수용 캐비티(118)와 연통될 수 있다.
여기서, 제1 가스 유입구(121)는 제1 엔드 플레이트(111)에 설치될 수 있고, 제1 가스 배출구(122)는 제2 엔드 플레이트(112)에 설치될 수 있으며, 잔류 가스 배출구(123)는 제1 서라운드 플레이트(117) 및 제1 엔드 플레이트(111) 중 적어도 하나에 설치된다. 선택 가능하게, 잔류 가스 배출구(123)는 제1 서라운드 플레이트(117)의 하부에 설치될 수 있다. 예를 들어, 잔류 가스 배출구(123)는 제1 외측판(116)의 하부에 설치될 수 있다.
복수개의 막 분리 모듈(10)의 제1 엔드 플레이트(111)는 일체로 성형될 수 있고, 복수개의 막 분리 모듈(10)의 제2 엔드 플레이트(112)는 일체로 성형될 수 있다. 이로써, 분리 장치(1)의 구조를 더 간소화하고, 분리 장치(1)의 일체화 정도 및 구조 강도를 더 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 분리 장치(1)의 조립 난이도를 더 감소시킬 수도 있다.
선택 가능하게, 상기 제1 원주 방향에서 서로 인접한 2개의 제1 하우징(110) 중 하나의 제1 하우징(110)의 제1 측판(113)은 다른 하나의 제1 하우징(110)의 제2 측판(114)과 일체로 성형된다. 다시 말하면, 상기 제1 원주 방향에서 서로 인접한 2개의 제1 하우징(110)에 있어서, 하나의 제1 하우징(110)의 제1 측판(113)은 다른 하나의 제1 하우징(110)의 제2 측판(114)과 일체로 성형되며, 즉 상기 제1 원주 방향에서 서로 인접한 2개의 제1 하우징(110)은 하나의 측판을 공유할 수 있다. 이로써, 분리 장치(1)의 구조를 더 간소화하고, 분리 장치(1)의 일체화 정도를 더 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 분리 장치(1)의 구조 강도를 더 향상시킬 수도 있다.
각각의 막 어셈블리(130)의 제1 단부(예를 들어, 하단부)는 상응한 제1 엔드 플레이트(111)와 연결된다. 각각의 막 어셈블리(130)의 제2 단부(예를 들어, 상단부)는 상기 침투 가스 배출구가 형성되도록 개방되어 있고, 각각의 막 어셈블리(130)의 제2 단부는 상응한 제2 엔드 플레이트(112)에서의 제1 가스 배출구(122)와 연결된다. 여기서, 상응한 제1 엔드 플레이트(111) 및 상응한 제2 엔드 플레이트(112)는 막 어셈블리(130)와 동일한 막 분리 모듈(10)에 속하는 제1 엔드 플레이트(111) 및 제2 엔드 플레이트(112)를 의미한다.
복수개의 막 분리 모듈(10)의 제1 내측판(115)은 제1 직원기둥면 또는 제1 정각기둥면에 위치하며, 즉 복수개의 막 분리 모듈(10)의 제1 내측판(115)은 동일한 직원기둥면 또는 동일한 정각기둥면에 위치한다. 복수개의 막 분리 모듈(10)의 제1 외측판(116)은 제2 직원기둥면 또는 제2 정각기둥면에 위치하며, 즉 복수개의 막 분리 모듈(10)의 제1 외측판(116)은 동일한 직원기둥면 또는 동일한 정각기둥면에 위치한다. 이로써, 분리 장치(1)의 구조가 더 합리적일 수 있다. 여기서, 직원기둥면은 직원기둥의 측면을 의미하고, 정각기둥면은 정각기둥의 측면을 의미한다.
선택 가능하게, 복수개의 막 분리 모듈(10)의 제1 내측판(115)은 일체로 성형될 수 있고, 복수개의 막 분리 모듈(10)의 제1 외측판(116)은 일체로 성형될 수 있다. 이로써, 분리 장치(1)의 구조를 더 간소화하고, 분리 장치(1)의 일체화 정도를 더 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 분리 장치(1)의 구조 강도를 더 향상시킬 수도 있다.
도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 복수개의 흡착 모듈(20)은 상기 제1 원주 방향을 따라 배치될 수 있으며, 즉 복수개의 흡착 모듈(20)은 상기 제1 원주 방향을 따라 배열될 수 있다. 각각의 제2 하우징(210)은 제3 엔드 플레이트(211), 제4 엔드 플레이트(212), 제3 측판(213), 제4 측판(214), 제2 내측판(215) 및 제2 외측판(216)을 포함한다. 제3 측판(213), 제2 내측판(215), 제4 측판(214) 및 제2 외측판(216)은 순차적으로 서로 연결되어 제2 서라운드 플레이트(217)를 형성하고, 제2 서라운드 플레이트(217)의 제1 단부는 제3 엔드 플레이트(211)와 연결되며, 제2 서라운드 플레이트(217)의 제2 단부는 제4 엔드 플레이트(212)와 연결된다.
구체적으로, 제3 엔드 플레이트(211) 및 제4 엔드 플레이트(212)는 상하 방향을 따라 이격되게 설치되고, 제2 서라운드 플레이트(217)의 하단부는 제3 엔드 플레이트(211)와 연결되며, 제2 서라운드 플레이트(217)의 상단부는 제4 엔드 플레이트(212)와 연결되며, 즉 제3 측판(213), 제2 내측판(215), 제4 측판(214) 및 제2 외측판(216) 중 각각의 하단부는 제3 엔드 플레이트(211)와 연결되고, 제3 측판(213), 제2 내측판(215), 제4 측판(214) 및 제2 외측판(216) 중 각각의 상단부는 제4 엔드 플레이트(212)와 연결된다.
제3 엔드 플레이트(211), 제4 엔드 플레이트(212), 제3 측판(213), 제4 측판(214), 제2 내측판(215) 및 제2 외측판(216)은 제2 수용 캐비티(218)를 한정할 수 있으며, 즉 제2 하우징(210)은 제2 수용 캐비티(218)를 구비할 수 있다. 흡착제층(230)은 제2 수용 캐비티(218) 내에 설치되고, 제2 가스 유입구(221), 제2 가스 배출구(222) 및 탈착 가스 배출구(223) 중 각자은 모두 제2 수용 캐비티(218)와 연통될 수 있다.
여기서, 제2 가스 유입구(221)는 제3 엔드 플레이트(211)에 설치될 수 있고, 제2 가스 배출구(222)는 제4 엔드 플레이트(212)에 설치될 수 있으며, 탈착 가스 배출구(223)는 제2 서라운드 플레이트(217) 및 제3 엔드 플레이트(211) 중 적어도 하나에 설치될 수 있다. 선택 가능하게, 탈착 가스 배출구(223)는 제2 서라운드 플레이트(217)의 하부에 설치될 수 있다. 예를 들어, 탈착 가스 배출구(223)는 제2 외측판(216)의 하부에 설치될 수 있다.
복수개의 흡착 모듈(20)의 제3 엔드 플레이트(211)는 일체로 성형되고, 복수개의 흡착 모듈(20)의 제4 엔드 플레이트(212)는 일체로 성형된다. 이로써, 분리 장치(1)의 구조를 더 간소화하고, 분리 장치(1)의 일체화 정도 및 구조 강도를 더 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 분리 장치(1)의 조립 난이도를 더 감소시킬 수도 있다.
선택 가능하게, 상기 제1 원주 방향에서 서로 인접한 2개의 제2 하우징(210) 중 하나의 제2 하우징(210)의 제3 측판(213)은 다른 하나의 제2 하우징(210)의 제4 측판(214)과 일체로 성형된다. 다시 말하면, 상기 제1 원주 방향에서 서로 인접한 2개의 제2 하우징(210)에 있어서, 하나의 제2 하우징(210)의 제3 측판(213)은 다른 하나의 제2 하우징(210)의 제4 측판(214)과 일체로 성형되며, 즉 상기 제1 원주 방향에서 서로 인접한 2개의 제2 하우징(210)은 하나의 측판을 공유할 수 있다. 이로써, 분리 장치(1)의 구조를 더 간소화하고, 분리 장치(1)의 일체화 정도를 더 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 분리 장치(1)의 구조 강도를 더 향상시킬 수도 있다.
복수개의 흡착 모듈(20)의 제2 내측판(215)은 제3 직원기둥면 또는 제3 정각기둥면에 위치하며, 즉 복수개의 흡착 모듈(20)의 제2 내측판(215)은 동일한 직원기둥면 또는 동일한 정각기둥면에 위치한다. 복수개의 흡착 모듈(20)의 제2 외측판(216)은 제4 직원기둥면 또는 제4 정각기둥면에 위치하며, 즉 복수개의 흡착 모듈(20)의 제2 외측판(216)은 동일한 직원기둥면 또는 동일한 정각기둥면에 위치한다. 이로써, 분리 장치(1)의 구조가 더 합리적일 수 있다. 더 선택 가능하게, 상기 제1 직원기둥면 및 상기 제3 직원기둥면은 동일한 직원기둥면일 수 있고, 상기 제2 직원기둥면 및 상기 제4 직원기둥면은 동일한 직원기둥면일 수 있으며, 상기 제1 정각기둥면 및 상기 제3 정각기둥면은 동일한 정각기둥면일 수 있고, 상기 제2 정각기둥면 및 상기 제4 정각기둥면은 동일한 정각기둥면일 수 있다.
선택 가능하게, 복수개의 흡착 모듈(20)의 제2 내측판(215)은 일체로 성형될 수 있고, 복수개의 흡착 모듈(20)의 제2 외측판(216)은 일체로 성형될 수 있다. 이로써, 분리 장치(1)의 구조를 더 간소화하고, 분리 장치(1)의 일체화 정도를 더 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 분리 장치(1)의 구조 강도를 더 향상시킬 수도 있다.
본 발명의 첫 번째 예시에서, 가스 유입 모듈(30)은 복수 개일 수 있고, 복수개의 가스 유입 모듈(30)의 제3 가스 배출구(321)는 복수개의 막 분리 모듈(10)의 제1 가스 유입구(121)와 일대일로 대응되게 연통된다. 다시 말하면, 가스 유입 모듈(30)의 개수는 막 분리 모듈(10)의 개수와 같을 수 있고, 각각의 가스 유입 모듈(30)의 제3 가스 배출구(321)는 하나의 막 분리 모듈(10)의 제1 가스 유입구(121)와 연통되고, 각각의 막 분리 모듈(10)의 제1 가스 유입구(121)는 하나의 가스 유입 모듈(30)의 제3 가스 배출구(321)와 연통된다.
본 발명의 두 번째 예시에서, 가스 유입 모듈(30)은 가스 유입 메인 파이프, 제어 밸브 및 복수개의 가스 유입 분기 파이프를 포함한다. 상기 제어 밸브는 제3 가스 유입구(323) 및 복수개의 제3 가스 배출구(321)를 구비하고, 상기 가스 유입 메인 파이프는 제3 가스 유입구(323)와 연결된다. 제3 가스 유입구(323)는 복수개의 제3 가스 배출구(321) 중 어느 하나와 전환 가능하게 연통되며, 즉 제3 가스 유입구(323)는 각각의 제3 가스 배출구(321)와 연통될 수 있고, 동일한 시간 내에 제3 가스 유입구(323)는 복수개의 제3 가스 배출구(321)의 일부와만 연통되며, 제3 가스 유입구(323)는 모든 제3 가스 배출구(321)와 동시에 연통될 수 없다. 예를 들어, 제3 가스 배출구(321)는 5개일 수 있고, 제3 가스 유입구(323)를 첫 번째 제3 가스 배출구(321)와 연통된 상태에서 세 번째 제3 가스 배출구(321) 및 네 번째 제3 가스 배출구(321) 중 적어도 하나와 연통된 상태로 전환시킬 수 있다.
복수개의 상기 가스 유입 분기 파이프의 제1 단부는 복수개의 제3 가스 배출구(321)와 일대일로 대응되게 연결되고, 복수개의 가스 유입 분기 파이프의 상기 제2 단부는 복수개의 막 분리 모듈(10)의 제1 가스 유입구(121)와 일대일로 대응되게 연결된다. 이로써, 원료 가스는 상기 가스 유입 메인 파이프, 상기 제어 밸브 및 상응한 상기 가스 유입 분기 파이프를 순차적으로 통과하여 상응한 막 분리 모듈(10)의 제1 하우징(110) 내로 유입될 수 있다.
도 2a 내지 도 2c에 도시된 바와 같이, 본 발명의 세 번째 예시에서, 가스 유입 모듈(30)은 가스 유입 파이프(310) 및 가스 분배 디스크(320)를 포함하고, 가스 유입 파이프(310)는 제4 가스 배출구(311)를 구비하며, 가스 분배 디스크(320)의 원주 방향은 상기 제1 원주 방향과 일치할 수 있다. 가스 분배 디스크(320)는 복수개의 버퍼 캐비티(322), 복수개의 제3 가스 유입구(323) 및 복수개의 제3 가스 배출구(321)를 구비하고, 복수개의 제3 가스 유입구(323)는 복수개의 버퍼 캐비티(322)와 일대일로 대응되게 연통되며, 복수개의 제3 가스 배출구(321)는 복수개의 버퍼 캐비티(322)와 일대일로 대응되게 연통된다. 선택 가능하게, 가스 유입 파이프(310)의 상단부는 폐쇄된 것이다.
복수개의 제3 가스 배출구(321)는 복수개의 막 분리 모듈(10)의 제1 가스 유입구(121)와 일대일로 대응되게 연통된다. 제4 가스 배출구(311)는 복수개의 제3 가스 유입구(323) 중 어느 하나와 전환 가능하게 연통되며, 즉 제4 가스 배출구(311)는 각각의 제3 가스 유입구(323)와 연통될 수 있고, 동일한 시간 내에 제4 가스 배출구(311)는 복수개의 제3 가스 유입구(323)의 일부와만 연통되며, 제4 가스 배출구(311)는 모든 제3 가스 유입구(323)와 동시에 연통될 수 없다. 예를 들어, 제3 가스 유입구(323)는 5개일 수 있고, 제4 가스 배출구(311)를 첫 번째 제3 가스 유입구(323)와 연통된 상태에서 세 번째 제3 가스 유입구(323) 및 네 번째 제3 가스 유입구(323) 중 적어도 하나와 연통된 상태로 전환시킬 수 있다.
분리 장치(1)를 이용하여 고 순도 가스를 제조할 경우, 가스 유입 파이프(310)의 제4 가스 배출구(311)와 가스 분배 디스크(320)의 한 그룹의 버퍼 캐비티(322)의 제3 가스 유입구(323)를 연통시켜 상기 한 그룹의 막 분리 모듈(10)에 원료 가스를 제공한다. 여기서, 상기 한 그룹의 버퍼 캐비티(322)는 적어도 하나의 버퍼 캐비티(322)를 포함하고, 상기 한 그룹의 막 분리 모듈(10)은 적어도 하나의 막 분리 모듈(10)을 포함한다.
상기 한 그룹의 막 분리 모듈(10)을 이용하여 상기 원료 가스를 분리하여 조 정제 가스를 얻는다. 다시 말하면, 하나의 막 분리 모듈(10)을 이용하여 상기 원료 가스를 분리할 수 있고, 복수개의 막 분리 모듈(10)을 이용하여 동시에 상기 원료 가스를 분리할 수도 있다. 다음, 한 그룹의 흡착 모듈(20)을 이용하여 상기 조 정제 가스 중의 불순물을 흡착하여 고 순도 가스를 얻되, 상기 한 그룹의 흡착 모듈(20)은 적어도 하나의 흡착 모듈(20)을 포함한다. 여기서, 상기 한 그룹의 흡착 모듈(20)의 적어도 하나의 흡착 모듈(20)은 상기 한 그룹의 막 분리 모듈(10)의 적어도 하나의 막 분리 모듈(10)과 일대일로 대응되게 가스 연통된다.
상기 한 그룹의 흡착 모듈(20)이 기설정 시간 동안 작동되거나 상기 한 그룹의 흡착 모듈(20)이 기설정 양의 상기 조 정제 가스를 처리한 후, 예를 들어, 가스 유입 파이프(310)를 회전시켜, 가스 유입 파이프(310)의 제4 가스 배출구(311)와 가스 분배 디스크(320)의 다른 한 그룹의 버퍼 캐비티(322)의 제3 가스 유입구(323)를 연통시켜, 상기 다른 한 그룹의 막 분리 모듈(10)에 상기 원료 가스를 제공한다. 상기 다른 한 그룹의 버퍼 캐비티(322)는 적어도 하나의 버퍼 캐비티(322)를 포함하고, 상기 다른 한 그룹의 막 분리 모듈(10)은 적어도 하나의 막 분리 모듈(10)을 포함한다.
상기 다른 한 그룹의 막 분리 모듈(10)을 이용하여 상기 원료 가스를 분리하여 상기 조 정제 가스를 얻는다. 다시 말하면, 하나의 막 분리 모듈(10)을 이용하여 상기 원료 가스를 분리할 수 있고, 복수개의 막 분리 모듈(10)을 이용하여 동시에 상기 원료 가스를 분리할 수도 있다. 다음, 다른 한 그룹의 흡착 모듈(20)을 이용하여 상기 조 정제 가스 중의 불순물을 흡착하여 고 순도 가스를 얻되, 상기 다른 한 그룹의 흡착 모듈(20)은 적어도 하나의 흡착 모듈(20)을 포함한다. 여기서, 상기 다른 한 그룹의 흡착 모듈(20)의 적어도 하나의 흡착 모듈(20)은 상기 다른 한 그룹의 막 분리 모듈(10)의 적어도 하나의 막 분리 모듈(10)과 일대일로 대응되게 가스 연통된다.
상기 한 그룹의 흡착 모듈(20) 중의 흡착제를 재생시켜, 상기 한 그룹의 흡착 모듈(20)이 상기 조 정제 가스 중의 불순물을 다시 흡착할 수 있도록 한다. 여기서, 상기 다른 한 그룹의 흡착 모듈(20)을 이용하여 상기 조 정제 가스 중의 불순물을 흡착할 경우, 상기 한 그룹의 흡착 모듈(20) 중의 흡착제를 재생시킬 수 있고; 다른 흡착 모듈(20)을 이용하여 상기 조 정제 가스 중의 불순물을 흡착할 때 또는 다른 시간에, 상기 한 그룹의 흡착 모듈(20) 중의 흡착제를 재생시킬 수도 있다. 여기서, 공지된 방식을 이용하여 흡착 모듈(20)의 재생을 수행할 수 있다.
이로써, 분리 장치(1)의 복수개의 흡착 모듈(20)이 흡착(작업) 및 재생을 번갈아 수행하고 복수개의 막 분리 모듈(10)이 번갈아 작업하도록 할 수 있으며, 즉 흡착 모듈(20)이 주기적인 작업 및 재생을 수행하고 막 분리 모듈(10)이 주기적으로 작업할 수 있도록 함으로써, 분리 장치(1)가 고 순도 가스를 연속적으로 제조할 수 있도록 하여, 분리 장치(1)의 작업 시간을 연장시키고, 분리 장치(1)의 단위 시간 내의 가스 처리량을 향상시킨다.
도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 가스 분배 디스크(320)는 환형이며, 즉 가스 분배 디스크(320)는 내주면, 외주면 및 중심 홀을 구비하고, 복수개의 제3 가스 유입구(323)는 가스 분배 디스크(320)의 상기 내주면에 설치된다. 가스 분배 디스크(320)는 가스 유입 파이프(310)에서 제4 가스 배출구(311)가 설치된 부분에 씌움 설치될 수 있으며, 즉 가스 유입 파이프(310)에서 제4 가스 배출구(311)가 설치된 부분은 가스 분배 디스크(320)의 상기 중심 홀 내에 위치할 수 있다. 이로써, 제4 가스 배출구(311)는 가스 분배 디스크(320)의 상기 중심 홀 내에 위치할 수 있으며, 즉 제4 가스 배출구(311)는 가스 분배 디스크(320)의 상기 내주면의 내측에 위치할 수 있어, 제4 가스 배출구(311)가 복수개의 제3 가스 유입구(323) 중 어느 하나와 전환 가능하게 연통될 수 있도록 한다.
가스 유입 파이프(310)는 가스 분배 디스크(320)에 대해 회전 가능하게 설치될 수 있고, 가스 유입 파이프(310)를 회전시켜 제4 가스 배출구(311)를 전환시킬 수 있어, 제4 가스 배출구(311)가 상이한 제3 가스 유입구(323)와 연통될 수 있도록 한다. 구체적으로, 구동 장치를 이용하여 가스 유입 파이프(310)가 회전되도록 구동시킬 수 있고, 가스 유입 파이프(310)가 회전되도록 구동시키는 구동 장치는 모터, 벨트 등일 수 있다.
가스 분배 디스크(320)가 가스 유입 파이프(310)에서 제4 가스 배출구(311)가 설치된 부분에 씌움 설치될 수 있다는 것은, 분리 장치(1)를 이용하여 고 순도 가스를 제조할 경우, 가스 분배 디스크(320)가 가스 유입 파이프(310)에서 제4 가스 배출구(311)가 설치된 부분에 씌움 설치됨을 의미한다. 가스 유입 파이프(310)가 가스 분배 디스크(320)에 대해 회전 가능하게 설치될 수 있다는 것은, 분리 장치(1)를 이용하여 고 순도 가스를 제조할 경우, 가스 유입 파이프(310)가 가스 분배 디스크(320)에 대해 회전 가능하게 설치됨을 의미한다. 분리 장치(1)를 이용하지 않고 고 순도 가스를 제조할 경우, 가스 분배 디스크(320)는 가스 유입 파이프(310)에서 제4 가스 배출구(311)가 설치된 부분에 씌움 설치될 수 있고, 가스 유입 파이프(310)에서 제4 가스 배출구(311)가 설치된 부분에 씌움 설치되지 않을 수도 있다.
도 2a 및 도 2c에 도시된 바와 같이, 각각의 제3 가스 배출구(321)는 복수개의 서브 가스 배출구(3211)를 포함하고, 복수개의 서브 가스 배출구(3211)는 복수개의 서브 가스 배출구 그룹을 구성하며, 복수개의 상기 서브 가스 배출구 그룹은 가스 분배 디스크(320)의 원주 방향을 따라 이격되게 설치될 수 있다. 각각의 상기 서브 가스 배출구 그룹은 복수개의 서브 가스 배출구(3211를 포함하고, 각각의 상기 서브 가스 배출구 그룹의 복수개의 서브 가스 배출구(3211)는 가스 분배 디스크(320)의 반경 방향을 따라 이격되게 설치된다.
각각의 막 분리 모듈(10)은 복수개의 제1 가스 유입구(121)를 구비하고, 각각의 막 분리 모듈(10)의 복수개의 제1 가스 유입구(121)는 상응한 제3 가스 배출구(321)의 복수개의 서브 가스 배출구(3211)와 일대일로 대응되게 연통된다. 선택 가능하게, 각각의 막 분리 모듈(10)의 복수개의 제1 가스 유입구(121)는 복수개의 가스 유입구 그룹을 구성할 수 있고, 복수개의 상기 가스 유입구 그룹은 가스 분배 디스크(320)의 원주 방향을 따라 이격되게 설치될 수 있다. 각각의 상기 가스 유입구 그룹은 복수개의 제1 가스 유입구(121)를 포함하고, 각각의 상기 가스 유입구 그룹의 복수개의 제1 가스 유입구(121)는 가스 분배 디스크(320)의 반경 방향을 따라 이격되게 설치된다. 더 선택 가능하게, 연통을 더 잘 구현하기 위해, 가스 분배 디스크(320)의 축방향(예를 들어, 상하 방향)에서 각각의 막 분리 모듈(10)의 복수개의 제1 가스 유입구(121)는 상응한 제3 가스 배출구(321)의 복수개의 서브 가스 배출구(3211)와 일대일로 대응된다.
도 2a 내지 도 2c에 도시된 바와 같이, 가스 분배 디스크(320)는 제1 디스크 본체(324) 및 제2 디스크 본체(325)를 포함하고, 제1 디스크 본체(324)는 환형이며, 즉 제1 디스크 본체(324)는 내주면, 외주면 및 중심 홀을 구비한다. 제1 디스크 본체(324)는 제1 단면(3241)(예를 들어, 상단면)을 구비하고, 제1 단면(3241)에는 복수개의 버퍼 캐비티(322)가 설치된다.
버퍼 캐비티(322)의 내측단은 제3 가스 유입구(323)가 형성되거나 제3 가스 유입구(323)가 버퍼 캐비티(322)의 내측 벽면에 설치되도록 개방되어 있고, 버퍼 캐비티(322)의 내측단은 버퍼 캐비티(322)에서 제1 디스크 본체(324)의 중부(중심 홀)와 인접하는(향하는) 단부를 의미하고, 버퍼 캐비티(322)의 내측 벽면은 버퍼 캐비티(322)에서 제1 디스크 본체(324)의 중부(중심 홀)와 인접하는(향하는) 측벽면을 의미한다. 다시 말하면, 각각의 버퍼 캐비티(322)의 내측단은 복수개의 제3 가스 유입구(323)가 형성되도록 모두 개방되어 있을 수 있고, 각각의 버퍼 캐비티(322)의 내측 벽면 모두에 제3 가스 유입구(323)가 설치될 수도 있으며, 복수개의 버퍼 캐비티(322) 중 일부 내측단은 제3 가스 유입구(323)가 형성되도록 개방되어 있고 복수개의 버퍼 캐비티(322) 중 나머지 부분의 내측 벽면에 제3 가스 유입구(323)가 설치될 수도 있다.
여기서, 제1 디스크 본체(324)는 가스 유입 파이프(310)에서 제4 가스 배출구(311)가 설치된 부분에 씌움 설치될 수 있으며, 즉 가스 유입 파이프(310)에서 제4 가스 배출구(311)가 설치된 부분은 제1 디스크 본체(324)의 상기 중심 홀 내에 위치할 수 있다. 이로써, 제4 가스 배출구(311)는 제1 디스크 본체(324)의 상기 중심 홀 내에 위치할 수 있으며, 즉 제4 가스 배출구(311)는 제1 디스크 본체(324)의 상기 내주면의 내측에 위치할 수 있어, 제4 가스 배출구(311)가 복수개의 제3 가스 유입구(323) 중 어느 하나와 전환 가능하게 연통될 수 있도록 한다.
가스 유입 파이프(310)는 제1 디스크 본체(324)에 대해 회전 가능하게 설치될 수 있고, 가스 유입 파이프(310)를 회전시켜 제4 가스 배출구(311)를 전환시킬 수 있어, 제4 가스 배출구(311)가 상이한 제3 가스 유입구(323)와 연통될 수 있도록 한다.
제1 디스크 본체(324)가 가스 유입 파이프(310)에서 제4 가스 배출구(311)가 설치된 부분에 씌움 설치될 수 있다는 것은, 분리 장치(1)를 이용하여 고 순도 가스를 제조할 경우, 제1 디스크 본체(324)가 가스 유입 파이프(310)에서 제4 가스 배출구(311)가 설치된 부분에 씌움 설치됨을 의미한다. 분리 장치(1)를 이용하지 않고 고 순도 가스를 제조할 경우, 제1 디스크 본체(324)는 가스 유입 파이프(310)에서 제4 가스 배출구(311)가 설치된 부분에 씌움 설치될 수 있고, 가스 유입 파이프(310)에서 제4 가스 배출구(311)가 설치된 부분에 씌움 설치되지 않을 수도 있다.
제2 디스크 본체(325)는 제1 단면(3241)에 설치되고, 제2 디스크 본체(325)는 복수개의 버퍼 캐비티(322)를 커버한다. 제3 가스 배출구(321)는 제2 디스크 본체(325)에 설치되고, 제3 가스 배출구(321)는 제2 디스크 본체(325)의 두께 방향(축방향)을 따라 제2 디스크 본체(325)를 관통한다. 예를 들어, 제3 가스 배출구(321)는 상하 방향을 따라 제2 디스크 본체(325)를 관통한다. 이로써, 버퍼 캐비티(322), 제3 가스 유입구(323) 및 제3 가스 배출구(321)의 가공 난이도를 감소시킬 수 있음으로써, 분리 장치(1)의 가공 난이도 및 가공 원가를 감소시킬 수 있다.
선택 가능하게, 제2 디스크 본체(325)와 복수개의 제1 하우징(110)의 제1 엔드 플레이트(111)는 일체로 성형될 수 있다. 이로써, 분리 장치(1)의 구조를 더 간소화하고, 분리 장치(1)의 일체화 정도 및 구조 강도를 더 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 분리 장치(1)의 조립 난이도를 더 감소시킬 수도 있다.
선택 가능하게, 복수개의 제1 하우징(110)의 제2 엔드 플레이트(112) 및 복수개의 제2 하우징(210)의 제3 엔드 플레이트(211)는 일체로 성형될 수 있다. 이로써, 분리 장치(1)의 구조를 더 간소화하고, 분리 장치(1)의 일체화 정도 및 구조 강도를 더 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 분리 장치(1)의 조립 난이도를 더 감소시킬 수도 있다.
가스 분배 디스크(320)는 디스크 본체, 제2 디스크 본체 및 제3 디스크 본체를 더 포함할 수 있고, 상기 제1 디스크 본체 및 상기 제3 디스크 본체는 모두 환형일 수 있다. 상기 제1 디스크 본체는 그 두께 방향에서 대향되는 제1 단면(예를 들어, 상단면) 및 제2 단면(예를 들어, 하단면)을 구비하고, 상기 제1 디스크 본체에는 복수개의 버퍼 캐비티(322)가 설치되며, 각각의 버퍼 캐비티(322)는 상기 제1 디스크 본체의 두께 방향(예를 들어, 상하 방향)을 따라 상기 제1 디스크 본체를 관통한다. 버퍼 캐비티(322)의 내측단은 제3 가스 유입구(323)가 형성되거나 제3 가스 유입구(323)가 버퍼 캐비티(322)의 내측 벽면에 설치되도록 개방되어 있다.
상기 제2 디스크 본체는 상기 제1 단면에 설치되고, 상기 제3 디스크 본체는 상기 제2 단면에 설치되며, 상기 제2 디스크 본체 및 상기 제3 디스크 본체는 복수개의 상기 버퍼 캐비티(322)를 커버한다. 제3 가스 배출구(321)는 상기 제2 디스크 본체에 설치되고, 제3 가스 배출구(321)는 상기 제2 디스크 본체의 두께 방향(축방향)을 따라 상기 제2 디스크 본체를 관통한다. 예를 들어, 제3 가스 배출구(321)는 상하 방향을 따라 상기 제2 디스크 본체를 관통한다. 이로써, 버퍼 캐비티(322), 제3 가스 유입구(323) 및 제3 가스 배출구(321)의 가공 난이도를 감소시킬 수 있음으로써, 분리 장치(1)의 가공 난이도 및 가공 원가를 감소시킬 수 있다.
상기 제1 디스크 본체는 가스 유입 파이프(310)에서 제4 가스 배출구(311)가 설치된 부분에 씌움 설치될 수 있고, 가스 유입 파이프(310)는 상기 제1 디스크 본체에 대해 회전 가능하게 설치될 수 있다. 가스 유입 파이프(310)를 회전시켜 제4 가스 배출구(311)를 전환시킬 수 있어, 제4 가스 배출구(311)가 상이한 제3 가스 유입구(323)와 연통될 수 있도록 한다. 선택 가능하게, 상기 제3 디스크 본체는 가스 유입 파이프(310)에서 제4 가스 배출구(311)가 설치된 부분에 씌움 설치될 수 있고, 가스 유입 파이프(310)는 상기 제3 디스크 본체에 대해 회전 가능하게 설치될 수 있다. 이로써, 가스 유입 모듈(30)의 구조가 더 합리적일 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 구체적인 예시에서, 분리 장치(1)는 중심축(40)을 더 포함하고, 복수개의 막 분리 모듈(10)은 중심축(40)의 원주 방향을 따라 배치될 수 있으며, 복수개의 흡착 모듈(20)은 중심축(40)의 원주 방향을 따라 배치될 수 있다. 다시 말하면, 복수개의 막 분리 모듈(10)은 중심축(40)을 둘러싸며 설치될 수 있고, 복수개의 흡착 모듈(20)은 중심축(40)을 둘러싸며 설치될 수 있다. 여기서, 중심축(40)의 원주 방향은 상기 제1 원주 방향과 일치할 수 있다. 예를 들어, 중심축(40)의 원주 방향, 상기 제1 원주 방향 및 가스 분배 디스크(320)(제1 디스크 본체(324))의 원주 방향은 서로 일치할 수 있다.
막 분리 모듈(10)의 제1 내측판(115)은 중심축(40)과 인접하거나 막 분리 모듈(10)의 제1 내측판(115)은 중심축(40)과 접촉한다. 다시 말하면, 각각의 막 분리 모듈(10)의 제1 내측판(115)은 모두 중심축(40)과 인접할 수 있고, 각각의 막 분리 모듈(10)의 제1 내측판(115)은 모두 중심축(40)과 접촉할 수도 있으며, 복수개의 막 분리 모듈(10)의 제1 내측판(115) 중 일부는 중심축(40)과 인접하고 복수개의 막 분리 모듈(10)의 제1 내측판(115) 중 나머지 부분는 중심축(40)과 접촉할 수도 있다.
각각의 흡착 모듈(20)의 제2 내측판(215)은 중심축(40)과 인접하거나 각각의 흡착 모듈(20)의 제2 내측판(215)은 중심축(40)과 접촉한다. 다시 말하면, 각각의 흡착 모듈(20)의 제2 내측판(215)은 모두 중심축(40)과 인접할 수 있고, 각각의 흡착 모듈(20)의 제2 내측판(215)은 모두 중심축(40)과 접촉할 수도 있으며, 복수개의 흡착 모듈(20)의 제2 내측판(215) 중 일부는 중심축(40)과 인접하고 복수개의 흡착 모듈(20)의 제2 내측판(215) 중 나머지 부분는 중심축(40)과 접촉할 수도 있다.
중심축(40)을 설치함으로써, 복수개의 막 분리 모듈(10) 및 복수개의 흡착 모듈(20)이 중심축(40)을 둘러싸며 설치되도록 하여, 복수개의 막 분리 모듈(10) 및 복수개의 흡착 모듈(20)의 신속한 장착과 점검 수리를 구현할 수 있다.
복수개의 막 분리 모듈(10)이 중심축(40)의 원주 방향을 따라 배치될 수 있다는 것은, 복수개의 막 분리 모듈(10)이 금방 장착되었을 때, 복수개의 막 분리 모듈(10)이 중심축(40)의 원주 방향을 따라 배치됨을 의미한다. 복수개의 막 분리 모듈(10)이 장착되기 전, 복수개의 막 분리 모듈(10)이 장착된 후, 분리 장치(1)를 이용하여 고 순도 가스를 제조하는 등 단계를 수행할 때, 복수개의 막 분리 모듈(10)은 중심축(40)의 원주 방향을 따라 배치될 수 있고, 중심축(40)이 복수개의 막 분리 모듈(10)로부터 탈리되도록 중심축(40)을 제거할 수도 있다.
복수개의 흡착 모듈(20)이 중심축(40)의 원주 방향을 따라 배치될 수 있다는 것은, 복수개의 흡착 모듈(20)이 금방 장착되었을 때, 복수개의 흡착 모듈(20)이 중심축(40)의 원주 방향을 따라 배치됨을 의미한다. 복수개의 흡착 모듈(20)이 장착되기 전, 복수개의 흡착 모듈(20)이 장착된 후, 분리 장치(1)를 이용하여 고 순도 가스를 제조하는 등 단계를 수행할 때, 복수개의 흡착 모듈(20)은 중심축(40)의 원주 방향을 따라 배치될 수 있고, 중심축(40)이 복수개의 흡착 모듈(20)로부터 탈리되도록 중심축(40)을 제거할 수도 있다.
선택 가능하게, 도 1에 도시된 바와 같이, 복수개의 막 분리 모듈(10)의 제1 엔드 플레이트(111)는 일체로 성형되어 밑판을 형성하고, 상기 밑판에는 장착 홀이 설치되며, 중심축(40)의 단부(예를 들어, 하단부)는 상기 장착 홀 내에 결합될 수 있다.
중심축(40)의 단부가 상기 장착 홀 내에 결합될 수 있다는 것은, 복수개의 막 분리 모듈(10) 및/또는 복수개의 흡착 모듈(20)이 장착될 때 및 복수개의 막 분리 모듈(10) 및/또는 복수개의 흡착 모듈(20)이 금방 장착되었을 때, 중심축(40)의 단부가 상기 장착 홀 내에 결합됨을 의미한다. 복수개의 막 분리 모듈(10) 및/또는 복수개의 흡착 모듈(20)이 장착되기 전, 복수개의 막 분리 모듈(10) 및/또는 복수개의 흡착 모듈(20)이 장착된 후, 분리 장치(1)를 이용하여 고 순도 가스를 제조하는 등 단계를 수행할 때, 중심축(40)의 단부는 상기 장착 홀 내에 결합될 수 있고, 중심축(40)의 단부는 상기 장착 홀로부터 탈리될 수도 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 제4 엔드 플레이트(212)에는 관통홀(2121)이 설치되고, 중심축(40)은 관통홀(2121)을 관통할 수 있다.
선택 가능하게, 복수개의 막 분리 모듈(10)의 중심축선과 복수개의 흡착 모듈(20)의 중심축선은 중첩될 수 있으며, 즉 복수개의 막 분리 모듈(10)과 복수개의 흡착 모듈(20)은 동축으로 설치될 수 있다.
본 발명은 고 순도 가스 제조 장치(분리 장치(1))를 공개한다. 상기 장치의 전체적인 외형 구조는 원통형 또는 정다각형체 모양이고; 가스 유동 방향을 따라, 상기 장치는 원료 가스 제어 분배기, 막 분리 모듈, 흡착 분리 모듈 및 제품 가스 제어기를 순차적으로 포함한다. 본 발명은 원료 가스 제어 분배기, 막 분리 모듈 및 흡착 분리 모듈을 모듈화적으로 설계함으로써, 막 분리와 흡착 분리 기술 설비의 일체화를 구현하였고; 원료 가스 제어 분배기의 계층화 설계와 가스 유입 파이프의 회전 프로세스 제어를 통해, 원료 가스가 막 분리 모듈과 흡착 분리 모듈을 순차적으로 통과하도록 제어하였다. 본 발명의 장치는 막 분리 모듈과 흡착 분리 모듈의 주기적인 작업과 재생을 보장하여 막과 흡착제 베드 각자의 특징과 정화 기능이 충분히 발휘하도록 하였다.
고 순도 가스 제조 장치의 전체적인 외형 구조는 원통형 또는 정다각형체 모양이고; 가스 유동 방향을 따라, 상기 장치는 원료 가스 제어 분배기, 막 분리 모듈, 흡착 분리 모듈 및 제품 가스 제어기를 순차적으로 포함한다.
상기 원료 가스 제어 분배기는 원료 가스 유입 파이프, 원료 가스 버퍼 디스크 및 원료 가스 분배 디스크를 포함하고; 상기 원료 가스 버퍼 디스크의 가스 유입측 단면은 폐쇄 구조이며, 가스 배출측은 2n개의 버퍼 영역을 포함하고, n은 정수이며; 상기 버퍼 영역은 버퍼 디스크에서 오목홈 모양이고, 각 버퍼 영역은 원통 또는 정다각형체의 중심을 둘러싸며 설치되며, 중심을 향한 위치에는 원료 가스 유입 파이프로부터의 원료 가스를 공급받기 위한 개구가 설치되고; 상기 원료 가스 유입 파이프는 원료 가스 버퍼 디스크를 관통하도록 설치되며; 원료 가스 유입 파이프에서 원료 가스 버퍼 디스크(부분)를 관통하는 파이프벽에는 개구가 설치되고, 상기 개구는 원료 버퍼 영역의 개구와 대응되며; 상기 원료 가스 분배 디스크는 원료 가스 버퍼 디스크의 가스 배출측 단면에 커버되고, 양자는 고정 연결되어, 원료 가스 버퍼 영역이 2n개의 서로 이격된 영역이 되도록 하며, 원료 가스는 분배 디스크에서의 관통홀을 통해서만 대응되는 막 블록 유닛으로 유입될 수 있다.
상기 막 분리 모듈은 막 분리 하우징, 양단의 막 파이프 지지판, 막 파이프 지지판 사이에 고정된 복수개의 막 파이프 어셈블리, 막 어셈블리 구역분할 격판을 포함하고, 상기 막 어셈블리 구역분할 격판은 막 파이프 어셈블리를 2n개의 막 블록 유닛으로 분할하며, 2n개의 막 블록 유닛은 2n개의 원료 가스 버퍼 영역과 상하 위치 대응된다.
상기 흡착 분리 모듈은 흡착 분리 모듈 하우징, 흡착제 모듈 분배 디스크, 흡착제 베드 및 흡착 구역분할 격판을 포함하고, 흡착 구역분할 격판은 흡착제 베드를 2n개의 흡착 유닛으로 분할하며, 2n개의 흡착 유닛은 2n개의 막 블록 유닛과 상하로 대응되고; 흡착제 베드의 타단은 제품 가스 제어기와 고정 연결된다.
상기 제품 가스 제어기는 판상 구조이고, 이에 2n개의 제품 가스 배출구가 분포되며, 2n개의 제품 가스 배출구는 흡착 유닛의 촉매 베드와 각각 대응되고, 연통을 유지한다.
막 분리 모듈 가스 유입측의 막 파이프 지지판과 상기 원료 가스 분배 디스크는 동일한 부재 또는 구조를 적용한다.
상기 원료 가스 유입 파이프와 원료 가스 버퍼 디스크 사이는 이동 가능하게 연결되고, 원료 가스 유입 파이프는 회전할 수 있다.
상기 원료 가스 유입 파이프에서의 개구의 폭은 대응한 버퍼 영역의 원심 측에서의 개구의 폭보다 크지 않다.
상기 장치는 원료 가스 유입 파이프가 프로세스에 따라 회전하도록 구동하기 위한 구동 장치를 더 포함한다.
상기 막 분리 모듈과 흡착 분리 모듈은 동축으로 설치된다.
상기 막 분리 하우징에서 2n개의 막 블록 유닛에 대응되는 위치에는 각각 잔류 가스 배출구가 설치된다.
상기 원료 가스 분배 디스크에는 복수개의 관통홀이 분포되고, 상기 복수개의 관통홀은 2n개의 막 분리 모듈과 각각 대응되는 2n개의 영역으로 나뉜다.
상기 막 분리 모듈 가스 유입측의 템플릿 지지판에는 복수개의 홀이 분포되고, 상기 복수개의 홀은 2n개의 흡착 분리 유닛과 각각 대응되고 서로 연통되는 2n개의 영역으로 나뉜다.
상기 흡착 분리 모듈 하우징에서 2n개의 흡착 유닛에 대응되는 위치에는 각각 탈착 가스 배출구가 설치된다.
상기 장치는 중심축을 더 포함하고, 상기 막 분리 모듈, 상기 흡착 분리 모듈 및 제품 가스 제어기는 모두 상기 중심축에 씌움 설치된다.
상기 막 분리 모듈 하우징, 흡착 분리 모듈 하우징은 원통형 구조이다.
상기 원료 가스 유입 파이프의 말단은 폐쇄된 것이다.
상기 버퍼 영역에서 중심 측을 향한 2n개의 개구는 서로 이격되어 서로 연통되지 않는다.
막 분리 모듈의 가스 배출단 막 파이프 지지판과 흡착제 모듈 분배 디스크는 동일한 어셈블리를 적용한다.
본 발명은 막 분리와 흡착 분리 기술을 통합함과 동시에 두 기술의 장치 구조와 공정을 혁신적으로 설계한 고 순도 가스 제조 장치를 제공한다.
본 발명의 기술적 해결수단은 하기와 같다.
고 순도 가스 제조 장치의 전체적인 외형 구조는 원통형 또는 정다각형체 모양이고; 원료 가스에서 제품 가스로의 방향을 따라, 상기 장치는 원료 가스 제어 분배기, 막 분리 모듈, 흡착 분리 모듈 및 제품 가스 제어기를 순차적으로 포함한다.
상기 원료 가스 제어 분배기는 원료 가스 유입 파이프, 원료 가스 버퍼 디스크 및 원료 가스 분배 디스크를 포함하고; 상기 원료 가스 버퍼 디스크의 가스 유입측 단면은 폐쇄 구조이며, 가스 배출측은 2n개의 버퍼 영역을 포함하고, n은 정수이며; 상기 버퍼 영역은 버퍼 디스크에서 오목홈 모양이고, 각 버퍼 영역은 원통 또는 정다각형체의 중심을 둘러싸며 설치되며, 중심을 향한 위치에는 원료 가스 유입 파이프로부터의 원료 가스를 공급받기 위한 개구(2n개의 개구는 서로 이격되어 서로 연통되지 않음)가 설치되고; 상기 원료 가스 유입 파이프는 원료 가스 버퍼 디스크를 관통하도록 설치되며; 원료 가스 유입 파이프에서 원료 가스 버퍼 디스크(부분)를 관통하는 파이프벽에는 개구가 설치되고, 상기 개구는 원료 버퍼 영역의 개구와 대응되며; 상기 원료 가스 분배 디스크는 원료 가스 버퍼 디스크의 가스 배출측 단면에 커버되고, 양자는 고정 연결되어, 원료 가스 버퍼 영역이 2n개의 서로 이격된 영역이 되도록 하며, 원료 가스는 분배 디스크에서의 관통홀을 통해서만 대응되는 막 블록 유닛으로 유입될 수 있다.
상기 막 분리 모듈은 막 분리 하우징, 양단의 막 파이프 지지판, 막 파이프 지지판 사이에 고정된 복수개의 막 파이프 어셈블리, 막 파이프 어셈블리 구역분할 격판을 포함하고, 상기 막 파이프 어셈블리 구역분할 격판은 막 파이프 어셈블리를 2n개의 막 블록 유닛으로 분할하며, 2n개의 막 블록 유닛은 2n개의 원료 가스 버퍼 영역과 상하 위치 대응된다.
상기 흡착 분리 모듈은 흡착 분리 모듈 하우징, 지지판, 흡착제 베드 및 흡착 구역분할 격판을 포함하고, 흡착 구역분할 격판은 흡착제 베드를 2n개의 흡착 유닛으로 분할하며, 2n개의 흡착 유닛은 2n개의 막 블록 유닛과 상하로 대응되고; 흡착제 베드의 타단은 제품 가스 제어기와 고정 연결된다.
상기 제품 가스 제어기는 판상 구조이고, 이에 2n개의 제품 가스 배출구가 분포되며, 2n개의 제품 가스 배출구는 흡착 유닛의 흡착제 베드와 각각 대응되고, 연통을 유지한다.
또한, 상기 원료 가스 유입 파이프와 원료 가스 버퍼 디스크 사이는 이동 가능하게 연결되고, 원료 가스 유입 파이프는 회전할 수 있다. 따라서, 본 발명의 장치는 구동 장치를 더 포함할 수 있고, 상기 구동 장치와 원료 가스 유입 파이프 사이는 고정 연결되어, 원료 가스 유입 파이프가 설정된 프로세스에 따라 회전 또는 정지하도록 구동한다.
상기 원료 가스 유입 파이프에서의 개구의 면적은 원료 가스를 공급받기 위한 대응되는 버퍼 디스크에서의 버퍼 영역의 개구의 면적보다 크지 않다. 상기 원료 가스 유입 파이프의 말단은 폐쇄 구조이고, 그 말단과 원료 가스 버퍼 디스크의 가스 배출단 단면은 같은 높이이다.
상기 원료 가스 분배 디스크에는 복수개의 관통홀이 분포되고, 상기 복수개의 관통홀은 2n개의 막 분리 모듈과 각각 대응되는 2n개의 영역으로 나뉜다. 상기 원료 가스 분배 디스크에서의 관통홀은 버퍼 영역을 경유하는 원료 가스를 막 분리 모듈에 균일하게 분배하기 위해 일반적으로 부채꼴로 분포된다.
상기 막 분리 모듈 가스 유입측의 템플릿 지지판에는 복수개의 홀이 분포되고, 상기 복수개의 홀은 2n개의 원료 가스 분배 버퍼 영역과 각각 대응되고 서로 연통되는 2n개의 영역으로 나뉜다.
상기 막 분리 모듈에서, 막 분리 모듈 가스 유입측의 막 파이프 지지판과 상기 원료 가스 분배 디스크는 동일한 부재 또는 구조를 적용한다.
상기 막 분리 모듈 하우징에서 2n개의 막 블록 유닛에 대응되는 위치에는 각각 잔류 가스 배출구가 설치된다.
상기 막 분리 모듈 하우징과 상기 흡착 분리 모듈 하우징은 모두 원통 또는 정다각형체 구조를 적용한다. 상기 막 분리 모듈과 흡착 분리 모듈은 동축으로 설치된다.
상기 막 분리 모듈은 원료 가스의 조 정제에 사용된다. 상기 막 분리 모듈에 설치된 막 어셈블리는 무기 막 또는 유기 막일 수 있다. 무기 막은 원료 가스에 액체가 포함되어 있고, 산성 가스가 함유되어 있거나 온도 및 압력이 변화가 발생할 때 응축액이 생성될 수 있는 상황에 적용된다. 무기 막은 탄소 분자체, LTA 분자체, DDR 분자체 막 등과 같은 중공 분자체 막을 적용할 수 있다. 유기 막은 원료 가스에 액체가 포함되지 않고, 온도 및 압력 변화로 인해 원료 또는 제품 가스에서 응축액이 생성되지 않는 상황에 적용된다. 유기 막은 일반적으로 중공 섬유 막이다.
상기 막 분리 모듈에서, 중공 분자체 막 파이프는 원통형 하우징 내에 패키징되고, 분자체 막 파이프를 패키징하는 원통형 하우징의 하단은 막 분리 모듈에 들어가는 가스 제어 분배기와 연결되며, 분자체 막 파이프는 2n개의 블록으로 균등하게 나뉘고, 각각의 블록은 동일한 양의 중공 분자체 막 파이프를 포함한다.
상기 흡착 분리 모듈 하우징에서 2n개의 흡착 유닛에 대응되는 위치에는 탈착 프로세스에서 탈착 가스를 배출하기 위한 탈착 가스 배출구가 각각 설치된다.
상기 흡착 분리 모듈에서, 흡착제는 원통형 하우징 내에 패키징된다. 원통형 하우징의 하단은 막 분리 모듈의 상단과 연결되고, 연결 측에는 원료 가스 분배 디스크와 유사한 구조의 가스 분배 디스크가 설치되며, 원통형 하우징의 상단은 제품 가스 제어기와 연결된다. 흡착제는 일반적으로 2n개의 블록으로 균등하게 나뉘고, 각각의 블록이 처리할 수 있는 가스량이 동일하다.
상기 막 분리 모듈에서 균등하게 나뉘어진 분자체 막 파이프 블록의 개수는 흡착 분리 모듈에서 균등하게 나뉘어진 흡착제 블록의 개수와 같다.
상기 흡착 분리 모듈은 막 분리에 의해 제조된 조 정제 가스를 추가적으로 정제하여 고 순도의 가스를 얻기 위한 것이다. 조 정제 가스 중 불순물의 조성에 따라, 흡착 분리 모듈에 다양한 불순물을 흡착하기 위한 흡착제를 층으로 쌓아 충진할 수 있는데, 일반적으로 활성 알루미나, 실리카겔, 제올라이트 분자체, 활성탄 등을 포함한다.
또한, 상기 제품 가스 제어기는 판상 구조이고, 이에2n개의 제품 가스 배출구가 분포되며, 2n개의 제품 가스 배출구는 흡착 유닛의 흡착제 베드와 각각 대응되고, 연통을 유지한다. 상기 제품 가스 배출구는 제품 가스의 배출 및 흡착제 베드 내부의 압력을 제어하기 위한 것이다.
본 발명의 장치는 중심축을 더 포함할 수 있고, 상기 막 분리 모듈, 흡착 분리 모듈 및 제품 가스 제어기는 모두 중심축 장착 홀을 통해 상기 중심축에 씌움 설치된다. 중심축의 설치는 제조 장치의 신속한 장착과 점검 수리를 구현하기 위한 것이다.
본 발명의 고 순도 가스 제조 장치는 고 순도 가스의 제조 분야에 광범위하게 사용될 수 있다. 예를 들어, 고 순도의 아르곤 가스, 수소 가스, 산소 가스, 질소 가스, 일산화탄소, 이산화탄소, 메탄 등의 제조에 사용될 수 있다.
선행기술에 비해, 본 발명의 고 순도 가스 제조 장치는 하기와 같은 장점을 가진다.
1. 원료 가스 제어 분배기, 막 분리 모듈 및 흡착 분리 모듈을 모듈화적으로 설계함으로써, 막 분리와 흡착 분리 기술 설비의 일체화를 구현하였다.
2. 원료 가스 제어 분배기의 계층화 설계와 가스 유입 파이프의 회전 프로세스 제어를 통해, 원료 가스가 막 분리 모듈과 흡착 분리 모듈을 순차적으로 통과하도록 제어하였다. 동시에, 막 분리 모듈과 흡착 분리 모듈의 주기적인 작업과 재생을 보장하여 막과 흡착제 베드 각자의 특점과 정화 기능이 충분히 발휘하도록 하였다.
3. 막 분리와 흡착 분리를 통합하는 혁신적인 설계를 통해, 설비의 푸트프린트와 무게를 효과적으로 감소시키고, 고 순도 가스의 제조를 위해 경제적이고 효율적인 설비와 기술을 제공하였다.
아래에서 도면과 결부하여 본 발명에 따른 고 순도 가스 제조 장치를 더 설명하고, 도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명은 고 순도 가스 제조 장치를 제공하며, 상기 장치는 가스 유입 파이프(310), 가스 분배 디스크(320), 막 분리 모듈(10), 흡착 모듈(20), 제품 가스 제어기 및 중심축(40)을 포함한다.
상기 가스 분배 디스크(320)는 제1 디스크 본체(324) 및 제2 디스크 본체(325)를 포함한다. 상기 제1 디스크 본체(324)에는 오목홈 모양의 버퍼 캐비티(322)가 설치되고, 동시에 오목홈에는 중축을 향하고 가스 유입 파이프(310)로부터의 원료 가스를 공급받기 위한 제3 가스 유입구(323)(제3 가스 유입구(323)의 개수는 버퍼 캐비티(322)의 개수와 같고, 서로 이격됨)가 설치되며, 제2 디스크 본체(325)에는 관통되는 제3 가스 배출구(321)가 설치된다.
제2 디스크 본체(325)는 제1 디스크 본체(324)에 커버되어, 원료 가스가 제3 가스 유입구(323)를 통해서만 버퍼 캐비티(322)로 유입될 수 있도록 한 다음, 버퍼 캐비티(322)에 의해 제2 디스크 본체(325)에서의 제3 가스 배출구(321)를 경유하여 막 분리 모듈(10)로 균일하게 유입되도록 한다.
제3 가스 배출구(321)는 원료 가스가 막 분리 모듈(10)의 막 파이프 외측으로 균일하게 분배될 수 있도록 일반적으로 부채꼴로 배열된다.
가스 유입 파이프(310)는 중축 위치에 위치하고, 가스 유입 파이프(310)에는 원료 가스를 제3 가스 유입구(323)를 통해 버퍼 캐비티(322)로 분배하기 위한 제4 가스 배출구(311)가 설치되고, 제4 가스 배출구(311)가 하나의 제3 가스 유입구(323)와만 대응될 경우, 원료 가스는 상응한 버퍼 캐비티(322)로 유입된 다음, 대응되는 막 분리 모듈(10) 및 흡착 모듈(20)로 순차적으로 유입되고, 제4 가스 배출구(311)에 대응되지 않는 버퍼 캐비티(322)에는 원료 가스가 유입되지 않는다.
막 분리 모듈(10)은 막 어셈블리(130), 막 어셈블리 구역분할 격판(113, 114), 막 어셈블리 장착 하우징(115, 116), 가스 유입단 막 파이프 지지판(111), 가스 배출단 막 파이프 지지판(112), 및 장착 하우징의 (상)저부에 위치한 잔류 가스 배출구(123)(잔류 가스 배출구(123)의 개수는 막 분리 모듈(10)의 개수와 같을 수 있음)를 포함한다. 가스 유입단 막 파이프 지지판(111)은 제2 디스크 본체(325)와 완전히 동일한 구조를 적용할 수 있고, 이에 설치된 관통홀도 제2 디스크 본체(325)의 관통홀(제3 가스 배출구(321))과 일대일로 대응된다. 또는, 가스 유입단 막 파이프 지지판(111)과 제2 디스크 본체(325)는 동일한 부재를 적용한다. 가스 배출단 막 파이프 지지판(112)과 막 어셈블리 장착 하우징(115, 116)의 가장자리는 밀폐되게 연결되고, 이에 복수개의 관통홀이 설치되며, 복수개의 관통홀은 막 어셈블리(130)의 가스 배출구와 일대일로 대응된다.
상기 흡착 모듈(20)은 흡착제 베드(230), 흡착제 베드 구역분할 격판(213, 214), 흡착제 베드 하우징(215, 216), 흡착제 모듈 분배 디스크(211), 및 흡착제 베드 하우징(215, 216)의 (상)저부에 위치한 탈착 가스 배출구(223)(탈착 가스 배출구(223)의 개수는 흡착 모듈(20)의 개수와 같음)를 포함한다. 흡착제 모듈 분배 디스크(211)는 가스 배출단 막 파이프 지지판(112)과 완전히 동일한 구조를 적용할 수 있고, 이에 설치된 관통홀도 가스 배출단 막 파이프 지지판(112)에서의 관통홀과 일대일로 대응된다. 또는, 흡착제 모듈 분배 디스크(211)와 가스 배출단 막 파이프 지지판(112)은 동일한 부재를 적용한다.
제품 가스 제어기는 제품 가스 배출구 및 장치 중심축 장착 홀을 포함한다.
본 발명에 따른 고 순도 가스 제조 장치에서, 위에서 아래로의 순서로 가스 유입 파이프(310), 가스 분배 디스크(320), 막 분리 모듈(10), 흡착 모듈(20) 및 제품 가스 제어기(5)이고, 상기 부재 또는 모듈은 모두 원통형 또는 정다각형체이며, 모두 중심축(40)에 장착된다. 중심축(40)은 장치의 신속한 장착과 점검 수리를 구현할 수 있다.
막 분리 모듈(10)과 흡착 모듈(20)은 같은 개수인 2n개(n은 정수이며)의 블록으로 분할되고, 블록의 개수는 최소 2개이다.
상기 제품 가스 제어기는 장치의 최상부에 위치하고, 상기 제품 가스 제어기의 제품 가스 배출구의 개수는 흡착 모듈(20)의 개수와 같으며, 제품 가스의 배출과 흡착 모듈(20)의 흡착제층(230) 내부의 압력을 제어하기에 적용한다.
아래에서 고 순도 가스 제조 장치의 작업 과정을 간단히 설명하되, 막 분리 모듈(10) 및 흡착 모듈(20)이 각각 4개인 것을 예로 들어 설명하고, 고 순도 가스 제조 장치의 작업은 하기와 같은 단계를 포함한다.
(1) 장치를 작동시켜, 원료 가스가 가스 유입 파이프(310)를 경유하여, 연통된 제4 가스 배출구(311)와 제3 가스 유입구(323)에서 버퍼 캐비티(322)로 유입되며, 마지막으로 제2 디스크 본체(325)에서의 제3 가스 배출구(321)를 경유하여 막 분리 모듈(10)로 유입되도록 한다. 막 분리 모듈(10)의 하단은 밀폐되고, 원료 가스는 막 분리 모듈(10)의 하우징 측으로 유입되며, 막 어셈블리(130)를 투과하여 막 파이프 내부로 유입되고, 막 파이프를 투과한 가스는 조 정제 가스이며, 투과하지 않은 가스는 잔류 가스이다.
(2) 조 정제 가스는 제2 디스크 본체(325)와 유사한 가스 분배기를 경유한 후, 흡착 모듈(20)의 흡착제층(230)으로 유입되는데, 이때, 작업하는 흡착 모듈(20)은 작업하는 막 분리 모듈(10)과 대응된다. 흡착 모듈(20)을 통해 얻은 고 순도 가스는 제품 가스 배출구를 통해 장치로부터 배출된다.
(3) 흡착 모듈(20)의 흡착제층(230)이 흡착 피크에 도달한 후, 가스 유입 파이프(310)를 회전시켜, 이에서의 제4 가스 배출구(311)와 다음의 버퍼 캐비티(322)의 제3 가스 유입구(323)를 연통시키고, 단계 (1), 단계 (2)를 반복적으로 수행하여 고 순도 가스를 연속적으로 얻을 수 있다.
(4) 각각의 막 분리 모듈(10)에서 원료 가스가 통과하는 동시에, 잔류 가스는 모두 잔류 가스 배출구(123)를 통해 장치로부터 배출된다.
(5) 각각의 흡착 모듈(20)이 흡착을 완성한 후, 다른 막 분리 모듈(10)을 통해 얻은 조 정제 가스가 다른 흡착 모듈(20)로 유입되기 시작할 경우, 흡착을 완성한 흡착 모듈(20)은 탈착된 후의 흡착제층(230)의 퍼징 및 재생을 위해 압력을 낮추기 시작하고 제품 가스 배출구를 통해 베트 중 흡착된 고 순도 제품 가스를 배출시킨다.
(6) 흡착제층(230)이 흡착된 고 순도 제품 가스를 방출한 후, 제품 가스 배출구를 폐쇄하고, 탈착 가스 배출구(223)를 개방하여, 탈착을 완성한 후의 흡착제층(230)을 흡착을 완성한 다른 흡착제층(230)과 연결하여 흡착된 고 순도 제품 가스가 퍼징 및 재생되도록 하고, 추가적으로 제품 가스를 이용하여 압력을 높이고, 다음 번의 흡착 프로세스를 준비한다.
본 발명의 설명에서, 설명해야 할 것은, 용어 "중심”, "세로 방향”, "가로 방향”, "길이”, "폭”, "두께”, "상”, "하”, "전”, "후”, "좌”, "우”, "수직”, "수평”, "최상”, "바닥”, "내”, "외”, "시계 방향”, "시계 반대 방향”, "축방향”, "반경 방향”, "원주 방향” 등이 가리키는 방향 또는 위치 관계는 도면에 도시된 방위 또는 위치 관계에 기반된 것으로, 본 발명을 설명하고 설명을 간소화하기 위한 것일 뿐, 언급된 장치 또는 부재가 반드시 특정된 방위를 가지고 특정된 방위로 구성 및 작동되는 것으로 지시하거나 암시하는 것이 않이므로, 본 발명을 한정하는 것으로 이해해서는 아니된다.
이 밖에, 용어 "제1", "제2"는 설명을 위한 목적으로 사용될 뿐, 상대적인 중요성을 지시 또는 암시하거나 지시된 기술특징의 개수를 암시적으로 지적하는 것으로 이해해서는 아니된다. 따라서, "제1", "제2"로 한정된 특징은 적어도 하나의 상기 특징을 명확히 지시하거나 암시적으로 포함할 수 있다. 본 발명의 설명에서, 달리 명확하게 구체적으로 한정되지 않은 한, "복수 개”는 2개, 3개 등과 같이 적어도 2개를 의미한다.
본 발명에서, 달리 명확하게 규정 및 한정하지 않은 한, "장착", "서로 연결", "연결", "고정" 등 용어는 광의적으로 이해해야 하며, 예를 들어, 고정 연결일 수 있거나, 탈착 가능한 연결, 또는 일체적 연결일 수 있고; 기계적 연결일 수 있거나, 전기적 연결 또는 통신적 연결일 수 있고; 직접적 연결일 수 있거나, 중간 매체를 통한 간접적 연결일 수 있거나, 2개 부재 내부의 연통 또는 2개 부재의 상호 작용 관계일 수 있다. 본 기술분야의 통상의 기술자에게 있어서, 구체적인 상황에 따라 본 발명에서의 상기 용어의 구체적인 의미를 이해할 수 있다.
본 발명에서, 달리 명확하게 규정 및 한정하지 않은 한, 제1 특징이 제2 특징의 "상" 또는 "하"에 있다는 것은 제1 특징과 제2 특징이 직접적으로 접촉하거나, 제1 특징과 제2 특징이 중간 매체를 통해 간접적으로 접촉하는 것일 수 있다. 또한, 제1 특징이 제2 특징의 "위", "상측" 및 "상면"에 있다는 것은 제1 특징이 제2 특징의 바로 위 또는 대각선 위에 있을 수 있거나, 단지 제1 특징의 수평 높이가 제2 특징보다 높음을 의미할 수 있다. 제1 특징이 제2 특징의 "아래", "하측" 및 "하면"에 있다는 것은 제1 특징이 제2 특징의 바로 아래 또는 대각선 아래에 있을 수 있거나, 단지 제1 특징의 수평 높이가 제2 특징보다 낮음을 의미할 수 있다.
본 명세서의 설명에서, 참조 용어 "일 실시예", "일부 실시예", "예시", "구체적인 예시", 또는 "일부 예시” 등의 설명은 상기 실시예 또는 예시와 결부하여 설명한 구체적인 특징, 구조, 재료 또는 특점이 본 발명의 적어도 하나의 실시예 또는 예시에 포함됨을 의미한다. 본 명세서에서, 상기 용어의 예시적인 표현은 반드시 동일한 실시예 또는 예시에 대한 것이 아니다. 또한, 설명된 구체적인 특징, 구조, 재료 또는 특점은 임의의 하나 이상의 실시예 또는 예시에서 적합한 방식으로 결합될 수 있다. 이 밖에, 서로 모순되지 않은 경우, 본 기술분야의 통상의 기술자는 본 명세서에서 설명된 상이한 실시예 또는 예시 및 상이한 실시예 또는 예시의 특징을 결합 및 조합할 수 있다. 위에서 본 발명의 실시예를 보여주고 설명하였지만, 상기 실시예는 예시적일 뿐, 본 발명을 한정하는 것으로 이해해서는 아니되며, 본 기술분야의 통상의 기술자는 본 발명의 범위 내에서 상기 실시예에 대해 변경, 수정, 대체 및 변형을 진행할 수 있음을 이해할 수 있다.
1: 분리 장치
10: 막 분리 모듈
110: 제1 하우징
111: 제1 엔드 플레이트
112: 제2 엔드 플레이트
113: 제1 측판
114: 제2 측판
115: 제1 내측판
116: 제1 외측판
117: 제1 서라운드 플레이트
118: 제1 수용 캐비티
121: 제1 가스 유입구
122: 제1 가스 배출구
123: 잔류 가스 배출구
130: 막 어셈블리
20: 흡착 모듈
210: 제2 하우징
211: 제3 엔드 플레이트
212: 제4 엔드 플레이트
2121: 관통홀
213: 제3 측판
214: 제4 측판
215: 제2 내측판
216: 제2 외측판
217: 제2 서라운드 플레이트
218: 제2 수용 캐비티
221: 제2 가스 유입구
222: 제2 가스 배출구
223: 탈착 가스 배출구
230: 흡착제층
30: 가스 유입 모듈
310: 가스 유입 파이프
311: 제4 가스 배출구
320: 가스 분배 디스크
321: 제3 가스 배출구
3211: 서브 가스 배출구
322: 버퍼 캐비티
323: 제3 가스 유입구
324: 제1 디스크 본체
3241: 제1 단면
325: 제2 디스크 본체
40: 중심축

Claims (15)

  1. 분리 장치로서,
    제1 하우징 및 상기 제1 하우징 내에 설치될 수 있는 막 어셈블리를 포함하고, 상기 제1 하우징은 제1 가스 유입구, 제1 가스 배출구 및 잔류 가스 배출구를 구비하며, 상기 막 어셈블리는 상기 제1 가스 배출구와 연통되는 침투 가스 배출구를 구비하는 막 분리 모듈;
    제2 하우징 및 상기 제2 하우징 내에 설치될 수 있는 흡착제층을 포함하고, 상기 제2 하우징은 상기 제1 하우징에 설치되며, 상기 제2 하우징은 제2 가스 유입구, 제2 가스 배출구 및 탈착 가스 배출구를 구비하고, 상기 제2 가스 유입구는 상기 제1 가스 배출구와 연통되는 흡착 모듈; 및
    상기 제1 가스 유입구와 연통되는 제3 가스 배출구를 구비하는 가스 유입 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는, 분리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 하우징은 상기 제1 하우징에 직접 설치되는 것을 특징으로 하는, 분리 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 가스 유입구는 복수 개이고, 각각의 상기 제1 가스 유입구는 상기 제3 가스 배출구와 연통되며, 선택 가능하게, 상기 막 어셈블리는 복수 개이고, 상기 제1 가스 배출구는 복수 개이며, 상기 제2 가스 유입구는 복수 개이고, 복수개의 상기 막 어셈블리의 상기 침투 가스 배출구는 복수개의 상기 제1 가스 배출구와 일대일로 대응되게 연통되며, 복수개의 상기 제1 가스 배출구는 복수개의 상기 제2 가스 유입구와 일대일로 대응되게 연통되는 것을 특징으로 하는, 분리 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 가스 유입 모듈은,
    제4 가스 배출구를 구비하는 가스 유입 파이프; 및
    버퍼 캐비티 및 복수개의 상기 제3 가스 배출구를 구비하고, 각각의 상기 제3 가스 배출구는 상기 버퍼 캐비티와 연통되며, 상기 제4 가스 배출구는 상기 버퍼 캐비티와 연통되고, 상기 제1 가스 유입구는 복수 개이며, 복수개의 상기 제3 가스 배출구는 복수개의 상기 제1 가스 유입구와 일대일로 대응되게 연통되는 가스 분배 디스크를 포함하는 것을 특징으로 하는, 분리 장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 막 분리 모듈은 복수 개이고, 상기 흡착 모듈은 복수 개이며, 각각의 상기 막 분리 모듈의 상기 제1 가스 유입구는 상기 제3 가스 배출구와 연통되고, 복수개의 상기 제2 하우징은 복수개의 상기 제1 하우징에 일대일로 대응되게 설치되며, 복수개의 상기 막 분리 모듈의 상기 제1 가스 배출구는 복수개의 상기 흡착 모듈의 상기 제2 가스 유입구와 일대일로 대응되게 연통되는 것을 특징으로 하는, 분리 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 가스 유입 모듈은 복수 개이고, 복수개의 상기 가스 유입 모듈의 상기 제3 가스 배출구는 복수개의 상기 막 분리 모듈의 상기 제1 가스 유입구와 일대일로 대응되게 연통되는 것을 특징으로 하는, 분리 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 가스 유입 모듈은,
    가스 유입 메인 파이프;
    제3 가스 유입구 및 복수개의 상기 제3 가스 배출구를 구비하고, 상기 제3 가스 유입구는 복수개의 상기 제3 가스 배출구 중 어느 하나와 전환 가능하게 연통되며, 상기 가스 유입 메인 파이프는 상기 제3 가스 유입구와 연결되는 제어 밸브; 및
    제1 단부는 복수개의 상기 제3 가스 배출구와 일대일로 대응되게 연결되고, 제2 단부는 복수개의 상기 막 분리 모듈의 상기 제1 가스 유입구와 일대일로 대응되게 연결되는 복수개의 가스 유입 분기 파이프를 포함하는 것을 특징으로 하는, 분리 장치.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 가스 유입 모듈은,
    제4 가스 배출구를 구비하는 가스 유입 파이프; 및
    복수개의 버퍼 캐비티, 복수개의 제3 가스 유입구 및 복수개의 상기 제3 가스 배출구를 구비하고, 복수개의 상기 제3 가스 유입구는 복수개의 상기 버퍼 캐비티와 일대일로 대응되게 연통되며, 복수개의 상기 제3 가스 배출구는 복수개의 상기 버퍼 캐비티와 일대일로 대응되게 연통되고, 상기 제4 가스 배출구는 복수개의 상기 제3 가스 유입구 중 어느 하나와 전환 가능하게 연통되며, 복수개의 상기 제3 가스 배출구는 복수개의 상기 막 분리 모듈의 상기 제1 가스 유입구와 일대일로 대응되게 연통되는 가스 분배 디스크를 포함하고,
    선택 가능하게, 상기 가스 분배 디스크는 환형이고, 복수개의 상기 제3 가스 유입구는 상기 가스 분배 디스크의 내주면에 설치되며, 상기 가스 분배 디스크는 상기 가스 유입 파이프에서 상기 제4 가스 배출구가 설치된 부분에 씌움 설치될 수 있고, 상기 가스 유입 파이프는 상기 가스 분배 디스크에 대해 회전 가능하게 설치될 수 있으며,
    선택 가능하게, 각각의 상기 제3 가스 배출구는 복수개의 서브 가스 배출구를 포함하고, 복수개의 상기 서브 가스 배출구는 상기 가스 분배 디스크의 원주 방향을 따라 이격 설치된 복수개의 서브 가스 배출구 그룹을 구성하며, 각각의 상기 서브 가스 배출구 그룹은 상기 가스 분배 디스크의 반경 방향을 따라 이격 설치된 복수개의 상기 서브 가스 배출구를 포함하고, 각각의 상기 막 분리 모듈은 복수개의 상기 제1 가스 유입구를 구비하며, 각각의 상기 막 분리 모듈의 복수개의 상기 제1 가스 유입구는 상응한 상기 제3 가스 배출구의 상기 복수개의 서브 가스 배출구와 일대일로 대응되게 연통되는 것을 특징으로 하는, 분리 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 가스 분배 디스크는 환형의 제1 디스크 본체 및 제2 디스크 본체를 포함하며,
    상기 제1 디스크 본체는 제1 단면을 구비하고, 상기 제1 단면에는 복수개의 상기 버퍼 캐비티가 설치되며, 상기 버퍼 캐비티의 내측단은 상기 제3 가스 유입구가 형성되거나 상기 제3 가스 유입구가 상기 버퍼 캐비티의 내측 벽면에 설치되도록 개방되어 있고, 상기 제1 디스크 본체는 상기 가스 유입 파이프에서 상기 제4 가스 배출구가 설치된 부분에 씌움 설치될 수 있으며, 상기 가스 유입 파이프는 상기 제1 디스크 본체에 대해 회전 가능하게 설치될 수 있고,
    상기 제2 디스크 본체는 상기 제1 단면에 설치되고, 상기 제2 디스크 본체는 복수개의 상기 버퍼 캐비티를 커버하며, 상기 제3 가스 배출구는 상기 제2 디스크 본체에 설치되고, 상기 제3 가스 배출구는 상기 제2 디스크 본체의 두께 방향을 따라 상기 제2 디스크 본체를 관통하는 것을 특징으로 하는, 분리 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 가스 분배 디스크는 환형의 제1 디스크 본체 및 제2 디스크 본체와 환형의 제3 디스크 본체를 포함하며,
    상기 제1 디스크 본체는 그 두께 방향에서 대향되는 제1 단면 및 제2 단면을 구비하고, 상기 제1 디스크 본체에는 복수개의 상기 버퍼 캐비티가 설치되며, 각각의 상기 버퍼 캐비티는 상기 제1 디스크 본체의 두께 방향을 따라 상기 제1 디스크 본체를 관통하고, 상기 버퍼 캐비티의 내측단은 상기 제3 가스 유입구가 형성되거나 상기 제3 가스 유입구가 상기 버퍼 캐비티의 내측 벽면에 설치되도록 개방되어 있으며,
    상기 제2 디스크 본체는 상기 제1 단면에 설치되고, 상기 제3 디스크 본체는 상기 제2 단면에 설치되며, 상기 제2 디스크 본체 및 상기 제3 디스크 본체는 복수개의 상기 버퍼 캐비티를 커버하고, 상기 제1 디스크 본체는 상기 가스 유입 파이프에서 상기 제4 가스 배출구가 설치된 부분에 씌움 설치될 수 있으며, 상기 가스 유입 파이프는 상기 제1 디스크 본체에 대해 회전 가능하게 설치될 수 있고, 상기 제3 가스 배출구는 상기 제2 디스크 본체에 설치되며, 상기 제3 가스 배출구는 상기 제2 디스크 본체의 두께 방향을 따라 상기 제2 디스크 본체를 관통하는 것을 특징으로 하는, 분리 장치.
  11. 제5항에 있어서,
    복수개의 상기 막 분리 모듈은 제1 원주 방향을 따라 배치되고,
    상기 제1 하우징은,
    제1 엔드 플레이트 및 제2 엔드 플레이트; 및
    제1 측판, 제2 측판, 제1 내측판 및 제1 외측판을 포함하며,
    상기 제1 측판, 상기 제1 내측판, 상기 제2 측판 및 제1 외측판은 순차적으로 서로 연결되어 제1 서라운드 플레이트를 형성하고, 상기 제1 서라운드 플레이트의 제1 단부는 상기 제1 엔드 플레이트와 연결되며, 상기 제1 서라운드 플레이트의 제2 단부는 상기 제2 엔드 플레이트와 연결되고, 상기 제1 가스 유입구는 상기 제1 엔드 플레이트에 설치되며, 상기 제1 가스 배출구는 상기 제2 엔드 플레이트에 설치되고, 상기 잔류 가스 배출구는 상기 제1 서라운드 플레이트 및 상기 제1 엔드 플레이트 중 적어도 하나에 설치되며,
    선택 가능하게, 복수개의 상기 막 분리 모듈의 상기 제1 엔드 플레이트는 일체로 성형되고, 복수개의 상기 막 분리 모듈의 상기 제2 엔드 플레이트는 일체로 성형되며, 선택 가능하게, 상기 제1 원주 방향에서 서로 인접한 2개의 상기 제1 하우징 중 하나의 상기 제1 하우징의 상기 제1 측판은 다른 하나의 상기 제1 하우징의 상기 제2 측판과 일체로 성형되고, 선택 가능하게, 복수개의 상기 막 분리 모듈의 상기 제1 내측판은 일체로 성형되며, 복수개의 상기 막 분리 모듈의 상기 제1 외측판은 일체로 성형되고,
    선택 가능하게, 각각의 상기 막 어셈블리의 제1 단부는 상응한 상기 제1 엔드 플레이트와 연결되고, 각각의 상기 막 어셈블리의 제2 단부는 상기 침투 가스 배출구가 형성되도록 개방되어 있으며, 각각의 상기 막 어셈블리의 제2 단부는 상응한 상기 제2 엔드 플레이트에서의 상기 제1 가스 배출구와 연결되고,
    선택 가능하게, 복수개의 상기 막 분리 모듈의 제1 내측판은 제1 직원기둥면 또는 제1 정각기둥면에 위치하고, 복수개의 상기 막 분리 모듈의 제1 외측판은 제2 직원기둥면 또는 제2 정각기둥면에 위치하는 것을 특징으로 하는, 분리 장치.
  12. 제5항 또는 제11항에 있어서,
    복수개의 상기 흡착 모듈은 제1 원주 방향을 따라 배치되고,
    상기 제2 하우징은,
    제3 엔드 플레이트 및 제4 엔드 플레이트; 및
    제3 측판, 제4 측판, 제2 내측판 및 제2 외측판을 포함하며,
    상기 제3 측판, 상기 제2 내측판, 상기 제4 측판 및 제2 외측판은 순차적으로 서로 연결되어 제2 서라운드 플레이트를 형성하고, 상기 제2 서라운드 플레이트의 제1 단부는 상기 제3 엔드 플레이트와 연결되며, 상기 제2 서라운드 플레이트의 제2 단부는 상기 제4 엔드 플레이트와 연결되고, 상기 제2 가스 유입구는 상기 제3 엔드 플레이트에 설치되며, 상기 제2 가스 배출구는 상기 제4 엔드 플레이트에 설치되고, 상기 탈착 가스 배출구는 상기 제2 서라운드 플레이트 및 상기 제3 엔드 플레이트 중 적어도 하나에 설치되며,
    선택 가능하게, 복수개의 상기 흡착 모듈의 상기 제3 엔드 플레이트는 일체로 성형되고, 복수개의 상기 흡착 모듈의 상기 제4 엔드 플레이트는 일체로 성형되며, 선택 가능하게, 상기 제1 원주 방향에서 서로 인접한 2개의 상기 제2 하우징 중 하나의 상기 제2 하우징의 상기 제3 측판은 다른 하나의 상기 제2 하우징의 상기 제4 측판과 일체로 성형되고, 선택 가능하게, 복수개의 상기 흡착 모듈의 상기 제2 내측판은 일체로 성형되며, 복수개의 상기 흡착 모듈의 상기 제2 외측판은 일체로 성형되고,
    선택 가능하게, 복수개의 상기 흡착 모듈의 상기 제2 내측판은 제3 직원기둥면 또는 제3 정각기둥면에 위치하고, 복수개의 상기 흡착 모듈의 상기 제2 외측판은 제4 직원기둥면 또는 제4 정각기둥면에 위치하며, 더 선택 가능하게, 상기 제1 직원기둥면 및 상기 제3 직원기둥면은 동일한 직원기둥면이고, 상기 제2 직원기둥면 및 상기 제4 직원기둥면은 동일한 직원기둥면이며, 상기 제1 정각기둥면 및 상기 제3 정각기둥면은 동일한 정각기둥면이고, 상기 제2 정각기둥면 및 상기 제4 정각기둥면은 동일한 정각기둥면인 것을 특징으로 하는, 분리 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    중심축을 더 포함하며, 복수개의 상기 막 분리 모듈은 상기 중심축의 원주 방향을 따라 배치될 수 있고, 복수개의 상기 흡착 모듈은 상기 중심축의 원주 방향을 따라 배치될 수 있으며, 상기 막 분리 모듈의 상기 제1 내측판은 상기 중심축과 인접하거나 상기 막 분리 모듈의 상기 제1 내측판은 상기 중심축과 접촉하고, 각각의 상기 흡착 모듈의 상기 제2 내측판은 상기 중심축과 인접하거나 각각의 상기 흡착 모듈의 상기 제2 내측판은 상기 중심축과 접촉하는 것을 특징으로 하는, 분리 장치.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 분리 장치를 이용하여 수행되는 분리 방법으로서,
    가스 유입 모듈을 이용하여 막 분리 모듈에 원료 가스를 제공하는 단계;
    상기 막 분리 모듈을 이용하여 상기 원료 가스를 분리하여 조(crude) 정제 가스를 얻는 단계; 및
    흡착 모듈을 이용하여 상기 조 정제 가스 중의 불순물을 흡착하여 고 순도 가스를 얻는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 분리 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    가스 유입 파이프의 제4 가스 배출구를 가스 분배 디스크의 한 그룹의 버퍼 캐비티의 제3 가스 유입구와 연통시켜 한 그룹의 상기 막 분리 모듈에 상기 원료 가스를 제공하며, 한 그룹의 상기 버퍼 캐비티는 적어도 하나의 상기 버퍼 캐비티를 포함하고, 한 그룹의 상기 막 분리 모듈은 적어도 하나의 상기 막 분리 모듈을 포함하며;
    한 그룹의 상기 막 분리 모듈을 이용하여 상기 원료 가스를 분리하여 조 정제 가스를 얻고;
    한 그룹의 상기 흡착 모듈을 이용하여 상기 조 정제 가스 중의 불순물을 흡착하여 고 순도 가스를 얻으며, 한 그룹의 상기 흡착 모듈은 적어도 하나의 상기 흡착 모듈을 포함하며;
    한 그룹의 상기 흡착 모듈이 기설정 시간 동안 작동되거나 한 그룹의 상기 흡착 모듈이 기설정 양의 상기 조 정제 가스를 처리한 후, 상기 가스 유입 파이프의 상기 제4 가스 배출구를 상기 가스 분배 디스크의 다른 한 그룹의 상기 버퍼 캐비티의 상기 제3 가스 유입구와 연통시켜 다른 한 그룹의 상기 막 분리 모듈에 상기 원료 가스를 제공하며, 다른 한 그룹의 상기 버퍼 캐비티는 적어도 하나의 상기 버퍼 캐비티를 포함하고, 다른 한 그룹의 상기 막 분리 모듈은 적어도 하나의 상기 막 분리 모듈을 포함하며;
    다른 한 그룹의 상기 막 분리 모듈을 이용하여 상기 원료 가스를 분리하여 상기 조 정제 가스를 얻고;
    다른 한 그룹의 상기 흡착 모듈을 이용하여 상기 조 정제 가스 중의 불순물을 흡착하여 고 순도 가스를 얻으며, 다른 한 그룹의 상기 흡착 모듈은 적어도 하나의 상기 흡착 모듈을 포함하며;
    한 그룹의 상기 흡착 모듈 중의 흡착제를 재생시키는 것을 특징으로 하는, 분리 방법.
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