KR20240006620A - 압력 스윙 흡착 장치와, 그 로터리 밸브 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 로터리 밸브, 이를 포함하는 압력 스윙 흡착 장치, 및 가스 혼합물로부터 가스 혼합물로부터 흡착성이 약한 성분을 회수하는 방법에 관한 것이다. 상기 로터리 밸브는 밸브 바디(51)를 포함하며, 제1 세트의 흐름 채널, 제2 세트의 흐름 채널 및 제3 세트의 흐름 채널은 밸브 바디(51) 내에 배치되고, 상기 제1 세트의 흐름 채널, 제2 세트의 흐름 채널 및 제3 세트의 흐름 채널의 포트들이 상기 밸브 바디(51)의 표면에 제공되는, 상기 밸브 바디(51); 및 상기 밸브 바디(51) 외측에 동축 밀폐식으로 슬리브 형성된 밸브 슬리브(52)로서, 상기 밸브 슬리브(52) 내에는 복수의 관통-구멍(520)이 균일하게 제공되며, 상기 밸브 슬리브(52)의 내벽을 따라 수직으로 연장되는 수직 홈(521)이 각 관통-구멍(520)의 내측 단부에 제공되고, 각 수직 홈(521)은 제1 세트의 흐름 채널, 제2 세트의 흐름 채널 및 제3 세트의 흐름 채널의 포트들과 연통하도록 수직방향으로 3개의 섹션으로 분할되고, 상기 제1 세트의 흐름 채널은 작동 상태에 있고, 각 관통-구멍(520)에는 전환 밸브(522)가 배치되고, 상기 전환 밸브(522)는 제2 세트의 흐름 채널 및 제3 세트의 흐름 채널 중 하나를 작동 상태로 전환하는데 사용된다. 그 구조에 의하면, 상이한 시간 시퀀스 공정의 온라인 전환이 성취되어, 장치의 통합 문제를 해결하고, 제조 유연성 및 효율성을 개선할 수 있다.
Description
본 발명은 압력 스윙 흡착 분리(pressure swing adsorption separation)의 기술 분야, 특히 압력 스윙 흡착 장치와, 그 로터리 밸브에 관한 것이다.
수소 에너지원에 대한 수요가 증가함에 따라 수소 정제 기술에 대한 요구 사항도 더욱 높아지고 있다. 종래의 압력 스윙 흡착 기술은 프로그램-제어식 밸브 그룹의 한계로 인해 제한되며, 긴 흡착 주기(일반적으로 1회 흡착, 압력 평형, 탈착, 가압 사이클을 위한 10분), 큰 설치 공간 등의 단점이 있다. 특히 수소충전소 등 소형화된 수소 공급의 경우, 수소 정화 장치의 통합에 대한 요구사항이 더욱 높아진다.
특허 문헌 CN101139088A호는 로터리 분자체 소형 압력 스윙 흡착 산소 발생기의 설계 개념을 제안한다. 그러나, 이러한 해결책은 분자체로 채워진 타워의 회전이 필요하므로 장치의 확장 및 작동 유연성이 제한된다. 실제로, 이러한 특허 문헌에서 제안한 회전 구조로는 압력 스윙 흡착 과정을 구현하지 못한다는 사실을 분석을 통해 알 수 있다.
특허 문헌 CN101446361A호는 회전자와 고정자를 갖는 로터리 밸브를 개시하며, 상기 로터리 밸브는 회전자와 고정자 사이에 접촉을 제공하기 위해 적어도 하나의 압축 스프링을 사용한다. 스프링은 회전자와 고정자를 분리하는 압력에 저항하고, 회전자와 고정자 사이의 누출을 방지하면서 밸브 내에서 회전자를 회전시키는데 필요한 토크의 양을 줄이도록 구성된다. 로터리 밸브를 회전 부품으로 사용하는 경우 흡착탑의 회전이 필요하지 않으나, 유지보수 및 교체 시 정지 작업이 필요하기 때문에 일반적으로 비장기적인 프로젝트에만 사용된다.
장기적인 프로젝트에서는, 한편으로는, 회전 부품의 장시간 작동으로 인해 마모가 발생하여 가스 누출 문제가 발생하며, 이때 교체를 위해 종료해야 하는 경우가 많고, 다른 한편으로는, 원유가스는 변동할 수 있는데, 원유가스의 중질 성분이 증가하면 흡착제 베드의 완전한 탈착을 달성하기 위해 내부 가스 퍼지 단계 또는 심지어 제품 가스 퍼지 단계를 추가해야 한다. 원유가스의 성분이 양호하면 보조 재생 단계를 추가할 필요가 없다. 종래 기술의 로터리 밸브를 이용한 압력 스윙 흡착 장치는 원유가스 적응성이 좋지 않고, 공정 조정 범위가 제한되는 등의 문제점이 있어 장기 프로젝트에 적용하기 어렵다.
본 배경기술 섹션에 개시된 정보는 단지 본 발명의 일반적인 배경에 대한 이해를 높이기 위한 것이며 해당 정보가 해당 기술 분야의 숙련자에게 잘 알려진 선행 기술을 구성한다는 어떤 형태의 인정이나 암시로 받아들여져서는 안 된다.
본 발명의 목적 중 하나는 종래 기술의 로터리 밸브 및 압력 스윙 흡착 장치에서의 작동 유연성 부족, 원유가스 변동 적응 불능 등의 문제를 개선할 수 있는 압력 스윙 흡착 장치 및 그 로터리 밸브를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 종래 기술의 로터리 밸브의 유지보수 및 교체의 불편함, 장기 프로젝트에 적합하지 않은 등의 문제점을 개선할 수 있는 압력 스윙 흡착 장치 및 그 로터리 밸브를 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 제1 관점에 따르면, 본 발명은 로터리 밸브로서,
제1 그룹의 흐름 채널, 제2 그룹의 흐름 채널 및 제3 그룹의 흐름 채널을 구비하는 밸브 바디로서, 상기 제1 그룹의 흐름 채널, 제2 그룹의 흐름 채널 및 제3 그룹의 흐름 채널의 포트들이 상기 밸브 바디의 표면에 배치되는, 상기 밸브 바디; 및
상기 밸브 바디 외측에 동축 밀폐식으로 슬리브 형성된 밸브 슬리브로서, 상기 밸브 슬리브는 복수의 관통-구멍으로 균일하게 개방되며, 각 관통-구멍의 내측 단부는 상기 밸브 슬리브의 내벽을 따라 상하로 연장되는 수직 홈을 구비하고, 상기 수직 홈은 수직 방향을 따라 상기 제1 그룹의 흐름 채널, 제2 그룹의 흐름 채널 및 제3 그룹의 흐름 채널의 포트들과 각각 연통하는 3가지 부분으로 분할되며, 상기 제1 그룹의 흐름 채널은 작동 상태에 있고, 상기 관통-구멍에는 전환 밸브가 제공되고, 상기 전환 밸브는 상기 제2 그룹의 흐름 채널 및 상기 제3 그룹의 흐름 채널 중 하나의 그룹을 작동 상태로 전환하는, 상기 밸브 슬리브
를 포함하고,
상기 밸브 바디는 상기 밸브 슬리브에 대해 회전축을 중심으로 회전하여, 상이한 공정 시퀀스를 달성하기 위해 사전결정된 조합을 사용하여 복수의 관통-구멍이 작동 상태에 있는 제2 그룹의 흐름 채널 및 제3 그룹의 흐름 채널 중 하나의 그룹 및 상기 제1 그룹의 흐름 채널의 포트들과 연통하고, 각 관통-구멍은 최소한 상기 제1 그룹의 흐름 채널, 상기 제2 그룹의 흐름 채널 또는 상기 제3 그룹의 흐름 채널 중 하나의 그룹의 포트들과 연통하는, 로터리 밸브를 제공한다.
바람직하게, 상기 제2 그룹의 흐름 채널은 복수의 흐름 채널을 구비하고, 상기 제3 그룹의 흐름 채널은 복수의 흐름 채널을 구비한다.
바람직하게, 상기 밸브 바디는 적어도 2개의 밸브 블록으로 구성되고, 상기 적어도 2개의 밸브 블록은 탈착가능하게 연결되며, 상기 제2 그룹의 흐름 채널과 제3 그룹의 흐름 채널은 상이한 밸브 블록에 배치된다.
바람직하게, 상기 제2 그룹의 흐름 채널과 상기 제3 그룹의 흐름 채널은 동일하거나 상이한 공정 시퀀스에 대응한다.
바람직하게, 상기 제1그룹의 흐름 채널의 하나의 포트는 상기 밸브 바디의 상면 중앙에 위치하고, 상기 제1그룹의 흐름 채널의 다른 포트는 상기 밸브 바디의 측벽에 위치하며 상기 밸브 바디의 외부 측벽을 따라 수평으로 연장되는 원호형 홈을 구비한다.
본 발명의 제2 관점에 따르면, 본 발명은 압력 스윙 흡착 장치(pressure swing adsorption device)로서,
제1항에 따른 로터리 밸브인 원유가스 밸브(crude gas valve)로서, 상기 원유가스 밸브의 포트는 상면 중심에 배치되는 공급 포트와, 바닥면 중심에 배치되는 배출 포트를 구비하는, 상기 원유가스 밸브;
제1항에 따른 로터리 밸브인 제품가스 밸브(product gas valve)로서, 상기 제품가스 밸브의 포트는 상면 중앙에 배치된 제품가스 포트를 구비하고, 상기 제품가스 밸브의 밸브 바디 및 상기 원유가스 밸브의 밸브 바디는 사전결정된 시퀀스에 따라 동시에 회전하는, 상기 제품가스 밸브; 및
하부 가스 파이프 및 상부 가스 파이프를 갖는 복수의 흡착탑으로서, 상기 하부 가스 파이프는 상기 원유가스 밸브의 관통-구멍과 각각 연통하고, 상부 가스 파이프는 상기 제품가스 밸브의 관통-구멍과 각각 연통하는, 압력 스윙 흡착 장치를 제공한다.
바람직하게, 상기 제품가스 밸브의 제1 그룹의 흐름 채널은 제품가스 채널이며, 상기 제품가스 채널의 하나의 포트는 제품가스 포트이고, 다른 포트는 상기 제품가스 밸브의 밸브 바디의 측벽에 위치하며 상기 제품가스 밸브의 밸브 바디의 외부 측벽을 따라 수평방향으로 연장되는 제1 원호형 홈을 구비하고, 상기 제1 원호형 홈은 상기 제품가스 포트와 상기 제1 원호형 홈과 정렬된 관통-구멍 사이에서 흐르도록 대응하는 흡착탑의 제품가스를 안내하는데 사용되고;
상기 제품가스 밸브의 제2 그룹의 흐름 채널은 제1 압력 평형 채널이고, 상기 제1 압력 평형 채널의 2개의 포트 모두는 상기 제품가스 밸브의 밸브 바디의 측벽에 배열되며, 상기 제1 압력 평형 채널은 상기 제1 압력 평형 채널의 2개의 포트와 정렬된 2개의 관통-구멍들 사이에서 흐르도록 상기 제품가스를 안내하는데 사용되고; 그리고
상기 제품가스 밸브의 제3 그룹의 흐름 채널은 제2 압력 평형 채널이고, 상기 제2 압력 평형 채널의 2개의 포트 모두는 상기 제품가스 밸브의 밸브 바디의 측벽에 배열되고, 상기 제2 압력 평형 채널은 상기 제2 압력 평형 채널의 2개의 포트와 정렬된 2개의 관통-구멍들 사이에서 흐르도록 상기 제품가스를 안내하는데 사용된다.
바람직하게, 상기 제1 압력 평형 채널의 개수는 2 내지 10이고, 인접한 제1 압력 평형 채널들 사이의 각도는 10° 내지 45°이고; 상기 제2 압력 평형 채널의 개수는 2 내지 10이고, 인접한 제2 압력 평형 채널들 사이의 각도는 10° 내지 45°이며; 상기 제1 압력 평형 채널의 배열은 상기 제2 압력 평형 채널의 배열과 동일하거나 상이하다.
바람직하게, 상기 제품가스 밸브의 밸브 바디는 상부 밸브 블록, 중간 밸브 블록 및 하부 밸브 블록으로 구성되고, 상기 제품가스 채널은 중간 밸브 블록에 배열되며 상기 상부 밸브 블록을 통과하고, 상기 제1 압력 평형 채널과 제2 압력 평형 채널은 상기 상부 밸브 블록과 하부 밸브 블록에 각각 배치되고, 상기 상부 밸브 블록과 하부 밸브 블록은 상기 중간 밸브 블록과 탈착가능하게 연결된다.
바람직하게, 상기 원유가스 밸브의 제1 그룹의 흐름 채널은 원유가스 채널이고, 상기 원유가스 채널의 하나의 포트는 공급 포트이고, 다른 포트는 상기 밸브 바디의 측벽에 위치하며 상기 원유가스 밸브의 밸브 바디의 외부 측벽을 따라 수평방향으로 연장되는 제2 원호형 홈을 구비하며, 상기 제2 원호형 홈은 상기 제2 원호형 홈과 정렬된 관통-구멍 내로 공급 가스 흐름을 안내하는데 사용되고, 상기 제2 원호형 홈은 상기 제1 원호형 홈과 동일한 라디안을 갖고 상기 제1 원호형 홈에 수직방향 반대에 있고;
상기 원유가스 밸브의 제2 그룹의 흐름 채널은 제1 배기 채널이고, 상기 제1 배기 채널의 하나의 포트는 배출 포트이고, 다른 포트는 상기 원유가스 밸브의 밸브 바디의 측벽에 위치하는 제1 배기가스 입구이고, 제1 배기 채널은 상기 제1 배기가스 입구와 정렬된 관통-구멍으로부터 상기 배출 포트로 배기가스를 안내하는데 사용되고; 그리고
상기 원유가스 밸브의 제3 그룹의 흐름 채널은 상기 제1 배기 채널과 F-자형을 형성하는 제2 배기 채널이고, 상기 제2 배기 채널의 하나의 포트는 배출 포트이고, 다른 포트는 상기 원유가스 밸브의 밸브 바디의 측벽에 위치된 제2 배기가스 입구이고, 상기 제2 배기 채널은 상기 제2 배기가스 입구와 정렬된 관통-구멍으로부터 상기 배출 포트로 배기가스를 안내하는데 사용된다.
바람직하게, 상기 제1 배기가스 입구 및/또는 상기 제2 배기가스 입구는 상기 원유가스 밸브의 밸브 바디의 외부 측벽을 따라 수평방향으로 연장되는 제3 원호형 홈을 구비하고, 상기 제3 원호형 홈은 상기 제3 원호형 홈과 정렬된 관통-구멍으로부터 배출 포트로 배기가스를 안내하는데 사용된다.
바람직하게, 상기 제1 원호형 홈과 제2 원호형 홈의 라디안은 π/6~5π/6이다.
바람직하게, 상기 흡착탑의 개수는 4개 이상이다.
바람직하게, 상기 사전결정된 시퀀스는 압력 스윙 흡착의 공정 시퀀스이다.
바람직하게, 상기 제품가스 밸브의 밸브 바디와 상기 원유가스 밸브의 밸브 바디는 일정한 속도 또는 단차형 속도로 회전한다.
본 발명의 제3 관점에 따르면, 본 발명은 상술된 압력 스윙 흡착 장치를 이용하여 가스 혼합물로부터 흡착성이 약한 성분을 회수하는 방법으로서, 상기 복수의 흡착탑은 제1 흡착탑, 제2 흡착탑, 제3 흡착탑 및 제4 흡착탑을 포함하고, 상기 방법은 제1 공정 시퀀스 및 제2 공정 시퀀스 중 하나로 선택적으로 작동될 수 있는, 방법을 제공한다.
바람직하게, 상기 제1 공정 시퀀스는,
시퀀스 1: 상기 제1 흡착탑은 흡착 단계에 있고, 상기 제2 흡착탑은 제1 가압 단계에 있고, 상기 제3 흡착탑은 역-배출 재생 단계에 있고, 상기 제4 흡착탑은 제1 감압 단계에 있고;
시퀀스 2: 상기 제1 흡착탑은 흡착 단계에 있고, 상기 제2 흡착탑은 어떠한 작동도 수행하지 않는 컷아웃 상태에 있고, 상기 제3 흡착탑은 퍼지 재생 단계에 있고, 상기 제4 흡착탑은 퍼지 단계에 있고;
시퀀스 3: 상기 제1 흡착탑은 흡착+가압 단계에 있고, 상기 제2 흡착탑은 흡착-준비 가압 단계에 있고, 상기 제3 흡착탑은 제2 가압 단계에 있고, 상기 제4 흡착탑은 제2 감압 단계에 있고;
시퀀스 4: 상기 제1 흡착탑은 제1 감압 단계에 있고, 상기 제2 흡착탑은 흡착 단계에 있고, 상기 제3 흡착탑은 제1 가압 단계에 있고, 상기 제4 흡착탑은 역-배출 재생 단계에 있고;
시퀀스 5: 상기 제2 흡착탑은 흡착 단계에 있고, 상기 제3 흡착탑은 어떠한 작동도 수행하지 않는 컷아웃 상태에 있고, 상기 제4 흡착탑은 퍼지 재생 단계에 있고, 상기 제1 흡착탑은 퍼지 단계에 있고;
시퀀스 6: 상기 제1 흡착탑은 제2 감압 단계에 있고, 상기 제2 흡착탑은 흡착+가압 단계에 있고, 상기 제3 흡착탑은 흡착-준비 가압 단계에 있고, 상기 제4 흡착탑은 제2 가압 단계에 있고;
시퀀스 7: 상기 제1 흡착탑은 역-배출 재생 단계에 있고, 상기 제2 흡착탑은 제1 감압 단계에 있고, 상기 제3 흡착탑은 흡착 단계에 있고, 상기 제4 흡착탑은 제1 가압 단계에 있고;
시퀀스 8: 상기 제3 흡착탑은 흡착 단계에 있고, 상기 제4 흡착탑은 어떠한 작동도 수행하지 않는 컷아웃 상태에 있고, 상기 제1 흡착탑은 퍼지 재생 단계에 있고, 상기 제2 흡착탑은 퍼지 단계에 있고;
시퀀스 9: 상기 제1 흡착탑은 제2 가압 단계에 있고, 상기 제2 흡착탑은 제2 감압 단계에 있고, 상기 제3 흡착탑은 흡착+가압 단계에 있고, 상기 제4 흡착탑은 흡착-준비 가압 단계에 있고;
시퀀스 10: 상기 제1 흡착탑은 제1 가압 단계에 있고, 상기 제2 흡착탑은 역-배출 재생 단계에 있고, 상기 제3 흡착탑은 제1 감압 단계에 있고, 상기 제4 흡착탑은 흡착 단계에 있고;
시퀀스 11: 상기 제4 흡착탑은 흡착 단계에 있고, 상기 제1 흡착탑은 어떠한 작동도 수행하지 않는 컷아웃 상태에 있고, 상기 제2 흡착탑은 퍼지 재생 단계에 있고, 상기 제3 흡착탑은 퍼지 단계에 있고;
시퀀스 12: 상기 제1 흡착탑은 흡착-준비 가압 단계에 있고, 상기 제2 흡착탑은 제2 가압 단계에 있고, 상기 제3 흡착탑은 제2 감압 단계에 있고, 상기 제4 흡착탑은 흡착+가압단계에 있는 것을 구비한다.
바람직하게, 상기 제2 공정 시퀀스는,
시퀀스 1: 상기 제1 흡착탑은 흡착 단계에 있고, 상기 제2 흡착탑은 제1 가압 단계에 있고, 상기 제3 흡착탑은 역-배출 재생 단계에 있고, 상기 제4 흡착탑은 제1 감압 단계에 있고;
시퀀스 2: 상기 제1 흡착탑은 흡착 단계에 있고, 상기 제2 흡착탑, 제3 흡착탑 및 제4 흡착탑은 모두 어떠한 작동도 수행하지 않는 컷아웃 상태에 있고;
시퀀스 3: 상기 제1 흡착탑은 흡착+가압 단계에 있고, 상기 제2 흡착탑은 흡착-준비 가압 단계에 있고, 상기 제3 흡착탑은 제2 가압 단계에 있고, 상기 제4 흡착탑은 제2 감압 단계에 있고;
시퀀스 4: 상기 제1 흡착탑은 제1 감압 단계에 있고, 상기 제2 흡착탑은 흡착 단계에 있고, 상기 제3 흡착탑은 제1 가압 단계에 있고, 상기 제4 흡착탑은 역-배출 재생 단계에 있고;
시퀀스 5: 상기 제2 흡착탑은 흡착 단계에 있고, 상기 제1 흡착탑, 제3 흡착탑 및 제4 흡착탑은 모두 어떠한 작동도 수행하지 않는 컷아웃 상태에 있고;
시퀀스 6: 상기 제1 흡착탑은 제2 감압 단계에 있고, 상기 제2 흡착탑은 흡착+가압 단계에 있고, 상기 제3 흡착탑은 흡착-준비 가압 단계에 있고, 상기 제4 흡착탑은 제2 가압 단계에 있고;
시퀀스 7: 제1 흡착탑은 역-배출 재생 단계에 있고, 상기 제2 흡착탑은 제1 감압 단계에 있고, 상기 제3 흡착탑은 흡착 단계에 있고, 상기 제4 흡착탑은 제1 가압 단계에 있고;
시퀀스 8: 상기 제3 흡착탑은 흡착 단계에 있고, 상기 제1 흡착탑, 제2 흡착탑 및 제4 흡착탑은 모두 어떠한 작동도 수행하지 않는 컷아웃 상태에 있고;
시퀀스 9: 상기 제1 흡착탑은 제2 가압 단계에 있고, 상기 제2 흡착탑은 제2 감압 단계에 있고, 상기 제3 흡착탑은 흡착+가압 단계에 있고, 상기 제4 흡착탑은 흡착-준비 가압 단계에 있고;
시퀀스 10: 상기 제1 흡착탑은 제1 가압 단계에 있고, 상기 제2 흡착탑은 역-배출 재생 단계에 있고, 상기 제3 흡착탑은 제1 감압 단계에 있고, 상기 제4 흡착탑은 흡착 단계에 있고;
시퀀스 11: 상기 제4 흡착탑은 흡착 단계에 있고, 상기 제1 흡착탑, 제2 흡착탑 및 제3 흡착탑은 모두 어떠한 작동도 수행하지 않는 컷아웃 상태에 있고;
시퀀스 12: 상기 제1 흡착탑은 흡착-준비 가압 단계에 있고, 상기 제2 흡착탑은 제2 가압 단계에 있고, 상기 제3 흡착탑은 제2 감압 단계에 있고, 상기 제4 흡착탑은 흡착+가압 단계에 있는 것을 구비한다.
종래 기술과 비교하여, 본 발명은 다음과 같은 유익한 효과 중 하나 이상을 갖는다:
1. 본 발명은 로터리 밸브의 밸브 바디를 밸브 슬리브 구조 설계 및 흐름 채널 레이아웃과 일치시킴으로써 흐름 채널의 그룹들의 작동 상태를 전환할 수 있으므로, 상이한 시퀀스 공정의 온라인 전환을 실현하고, 현장 원유가스 변동으로 인한 공정 조건을 개선을 위한 요구를 충족시킬 수 있어, 제조 유연성을 향상시킨다; 또한 흐름 채널의 그룹이 마모되었을 때 다른 그룹의 흐름 채널로 전환하여, 장치의 서비스 수명을 연장시킬 수도 있다.
2. 로터리 밸브의 분할 설계를 작동 상태를 전환할 수 있는 흐름 채널 그룹들의 레이아웃과 일치시킴으로써, 밸브 블록(및 해당 흐름 채널 그룹)의 온라인 교체 및 유지 관리가 실현될 수 있어, 로터리 밸브의 온라인 작동 속도를 보장하고 생산 효율성을 향상시키며, 특히 장기 프로젝트에 적합하다.
3. 본 발명의 압력 스윙 흡착 장치는 종래의 압력 스윙 흡착의 복수의 프로그램-제어식 밸브 그룹 대신에, 고도로 통합된 로터리 밸브 설계를 채택하여, 10초 내지 10분의 흡착 사이클로 압력 스윙 흡착 공정을 실현할 수 있어 재료 소비를 절약할 수 있고, 그와 동시에, 본 발명의 압력 스윙 흡착 장치에서는 로터리 밸브의 밸브 바디만이 회전 부품이고, 흡착탑과 기타 파이프가 고정 배치되어 장치 통합의 문제를 더욱 해결한다.
위의 설명은 단지 본 발명의 기술방안의 개요일 뿐이다. 본 발명의 기술적 수단을 보다 잘 이해하고, 명세서의 내용에 따라 실시하며, 상기 및 기타 목적, 본 발명의 기술적 특징 및 이점을 보다 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위하여, 바람직한 하나 이상의 실시예를 열거하고, 첨부된 도면을 참조하여 상세한 설명을 후술한다.
도 1은 본 발명에 따른 압력 스윙 흡착 장치의 단면 구조 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 공정 시퀀스에서 제품가스 밸브의 밸브 바디의 흐름 채널 배열의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 공정 시퀀스에서 제품가스 밸브의 밸브 바디의 흐름 채널 배열의 개략도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 공정 시퀀스의 원유가스 밸브의 밸브 바디의 흐름 채널 배열의 개략도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 공정 시퀀스의 원유가스 밸브의 밸브 바디의 흐름 채널 배열의 개략도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 스윙 흡착 장치의 작동 공정의 개략도로서, 압력 스윙 흡착 장치는 제1 공정 시퀀스로 전환되며, 제품가스 밸브 및 원유가스 밸브의 밸브 슬리브의 구조는 도시되지 않은 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 스윙 흡착 장치의 작동 공정의 개략도로서, 압력 스윙 흡착 장치는 제2 공정 시퀀스로 전환되며, 제품가스 밸브 및 원유가스 밸브의 밸브 슬리브의 구조는 도시되지 않은 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 스윙 흡착 장치의 개략적인 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 공정 시퀀스에서 제품가스 밸브의 밸브 바디의 흐름 채널 배열의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 공정 시퀀스에서 제품가스 밸브의 밸브 바디의 흐름 채널 배열의 개략도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 공정 시퀀스의 원유가스 밸브의 밸브 바디의 흐름 채널 배열의 개략도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 공정 시퀀스의 원유가스 밸브의 밸브 바디의 흐름 채널 배열의 개략도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 스윙 흡착 장치의 작동 공정의 개략도로서, 압력 스윙 흡착 장치는 제1 공정 시퀀스로 전환되며, 제품가스 밸브 및 원유가스 밸브의 밸브 슬리브의 구조는 도시되지 않은 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 스윙 흡착 장치의 작동 공정의 개략도로서, 압력 스윙 흡착 장치는 제2 공정 시퀀스로 전환되며, 제품가스 밸브 및 원유가스 밸브의 밸브 슬리브의 구조는 도시되지 않은 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 스윙 흡착 장치의 개략적인 사시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 특정 실시예를 상세히 설명하지만, 본 발명의 보호 범위가 특정 실시예에 의해 제한되는 것은 아니라는 점을 이해해야 한다.
달리 명시적으로 언급되지 않는 한, 명세서 및 청구범위 전반에 걸쳐 "포함하다" 또는 "구비하다" 혹은 "구비하는" 등과 같은 그 변형은 언급된 요소 또는 구성 부분을 포함하는 것으로 이해되지만, 다른 요소 또는 다른 구성 부분을 배제하는 것은 아니다.
본 명세서에서는, 설명의 편의를 위해, "아래", "밑", "하측", "상의", "위", "상측" 등 공간적으로 상대적인 용어를 사용하여 하나의 관계를 설명할 수 있다. 요소 또는 특징과 도면의 다른 요소 또는 특징. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시된 방향에 더하여 사용 또는 작동 중인 품목의 다양한 방향을 포괄하도록 의도된 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, 도면의 항목이 뒤집어지면 다른 요소나 특징의 "아래" 또는 "밑"으로 설명된 요소는 요소나 특징의 "위"에 배치된다. 따라서, "아래"라는 예시 용어는 아래 방향과 위 방향을 모두 포함할 수 있다. 항목은 달리 배향(90도 회전 등)될 수 있고, 본원에 사용된 공간적으로 상대적인 용어는 이에 따라 해석되어야 한다.
본 명세서에서, "제1", "제2" 등의 용어는 서로 다른 두 구성요소나 부분을 구별하기 위해 사용된 것이지, 특정 위치나 상대적인 관계를 제한하기 위해 사용된 것은 아니다. 즉, 일부 실시예에서, "제1", "제2" 등의 용어는 서로 교체될 수도 있다.
도 1은 본 발명에 따른 압력 스윙 흡착 장치를 도시하며, 이는 제품가스 밸브(50) 및 원유가스 밸브(60)를 구비하며, 제품가스 밸브(50)의 밸브 바디(51) 및 원유가스 밸브(60)의 밸브 바디(61)는 사전결정된 시퀀스에 따라 동축으로 동시에 회전된다. 본 실시예의 압력 스윙 흡착 장치는 4개의 흡착탑(10, 20, 30, 40)을 구비한다. 이에 대응하여, 제품가스 밸브(50)와 원유가스 밸브(60)는 각각 4개의 관통-구멍을 갖는다. 흡착탑의 개수가 제품가스 밸브(50) 및 원유가스 밸브(60)의 관통-구멍의 개수에 상응하는 한, 압력 스윙 흡착 장치에는 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않고서 임의 개수의 흡착탑이 제공될 수 있음을 이해해야 한다.
실시예 1
도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 제품가스 밸브(50)는 본 발명의 실시예 1에 따른 로터리 밸브이고, 제품가스 밸브(50)는 밸브 바디(51)와 밸브 슬리브(52)를 구비한다. 밸브 바디(51)는 밸브 슬리브(52)의 내부 공동에 수용된다. 밸브 바디(51)는 원통형 구조이고, 밸브 바디(51)의 내부에는 3가지 그룹의 흐름 채널, 즉 제1 그룹의 흐름 채널, 제2 그룹의 흐름 채널 및 제3 그룹의 흐름 채널을 구비한다. 제1 그룹의 흐름 채널, 제2 그룹의 흐름 채널 및 제3 그룹의 흐름 채널의 포트들은 밸브 바디(51)의 표면에 배열된다. 밸브 슬리브(52)는 밸브 바디(51) 외부에 동축 밀폐식으로 슬리브 형성된다. 밸브 슬리브(52)에는 복수의 관통-구멍(520)이 균등하게 개방되어 있다. 각 관통-구멍(520)의 내측 단부에는 밸브 슬리브의 내벽을 따라 상하로 연장되는 수직 홈(521)이 마련된다. 수직 홈(521)은 각각 제1 그룹의 흐름 채널, 제2 그룹의 흐름 채널 및 제3 그룹의 흐름 채널의 포트에 대응하여 수직방향을 따라 3개의 섹션으로 분할된다. 밸브 바디(51) 및 밸브 슬리브(52)의 내부 공동은 타원형 단면을 갖는 원주형, 원추형, 또는 로터리 밸브의 회전축에 수직인 원형 단면을 갖는 임의의 다른 형상일 수 있다는 것을 이해해야 한다. 밸브 바디(51)와 밸브 슬리브(52)의 내부 공동 사이에는 가스가 밸브 바디 사이로 흐르는 것을 방지하는데 적합한 패킹, O-링, 개스킷 또는 기타 탄성 재료(도시되지 않음)와 같은 시일이 수용된다. 패킹, O-링, 개스킷 또는 기타 엘라스토머 재료는 이러한 재료와 밸브 바디(51)의 외부 표면 및/또는 밸브 슬리브(51)의 내부 공동의 내부 표면 사이에 밀폐 슬라이딩 접촉을 허용하기 위해 낮은 마찰 계수를 가져야 한다.
관통-구멍(520)에는 전환 밸브(522)가 마련되고, 전환 밸브(522)는 제2 그룹의 흐름 채널 및 제3 그룹의 흐름 채널 중 하나의 그룹을 작동 상태로 전환시킨다. 밸브 바디(51)는 밸브 슬리브(52)를 기준으로 축을 중심으로 회전할 수 있어, 복수의 관통-구멍(520)은 공정 작동 모드를 변경하는 조합을 통해 작동 상태에 있는 제2 그룹의 흐름 채널 및 제3 그룹의 흐름 채널의 하나의 그룹의 포트들과 연통한다. 각각의 관통-구멍(520)은 최소한 밸브 바디(51)의 하나의 포트와 연통된다.
제품가스 밸브(50)의 3가지 그룹의 흐름 채널은 하나의 상시 개방 채널 그룹(제1 그룹의 흐름 채널)과 2개의 전환 채널 그룹(제2 그룹의 흐름 채널 및 제3 그룹의 흐름 채널)을 구비한다. 제1 그룹의 흐름 채널은 제품가스 채널(531)을 구비한다. 제품가스 채널(531)의 2개의 포트는 각각 밸브 바디(51)의 상부 표면 중앙에 위치하는 제품가스 포트(5311)와, 밸브 바디(51)의 측벽에 위치하는 포트(5312)이다. 포트(5312)에는 밸브 바디의 외부 측벽을 따라 수평으로 연장되는 제1 원호형 홈(5313)이 제공된다. 제2 그룹의 흐름 채널은 3개의 제1 압력 평형 채널(first pressure equalization channels)(541, 542, 543)을 구비하고, 제1 압력 평형 채널(541, 542, 543)의 포트들은 모두 밸브 바디(51)의 측벽에 배열되며; 제3 그룹의 흐름 채널은 2개의 제2 압력 평형 채널(551, 552)을 포함하고, 제2 압력 평형 채널(551, 552)의 포트들은 모두 밸브 바디(51)의 측벽에 배열된다. 본 실시예에서, 2개의 전환 그룹의 흐름 채널에 대응하는 공정 시퀀스는 상이하다. 본 발명은 개시된 특정 그룹의 흐름 채널에 제한되지 않는다는 것을 이해해야 한다. 당업자는 필요에 따라 흐름 채널 그룹의 임의의 적합한 개수 및 구조를 선택할 수 있다.
본 실시예에서, 밸브 바디(51)는 상부 밸브 블록(511), 중간 밸브 블록(512) 및 하부 밸브 블록(513)으로 구성된다. 제품가스 채널(531)은 중간 밸브 블록(512)에 배치되고 상부 밸브 블록을 통해 상측으로 통과한다. 상부 밸브 블록(511)에는 제1 압력 평형 채널(541, 542, 543)이 배치되고, 하부 밸브 블록(513)에는 제2 압력 평형 채널(551, 552)이 배치된다. 상부 밸브 블록(511)과 하부 밸브 블록(513)은 모두 분리가능하다. 전환 밸브(522)가 중간 밸브 블록(512)과 하부 밸브 블록(513)의 제3 그룹의 흐름 채널이 작동 상태에 있는 위치로 전환된 후, 상부 밸브 블록(511)이 분해될 수 있고; 전환 밸브(522)가 상부 밸브 블록(511)의 제2 그룹의 흐름 채널로 전환되고 중간 밸브 블록(512)이 작동 상태에 있는 후, 하부 밸브 블록(513)이 분해될 수 있다. 상부 밸브 블록(511) 또는 하부 밸브 블록(513)이 분해되는지 여부에 관계없이, 제품가스 채널(531)은 작동 상태를 유지할 수 있으므로 폐쇄할 필요가 없다.
실시예 2
도 1, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 원유가스 밸브(60)는 본 발명의 실시예 2에 따른 로터리 밸브로서, 원유가스 밸브(60)는 밸브 바디(61)와 밸브 슬리브(62)를 구비한다. 밸브 바디(61)는 밸브 슬리브(62)의 내부 공동에 수용된다. 밸브 바디(61)는 원통형 구조이고, 밸브 바디(61)의 내부에는 3가지 그룹의 흐름 채널, 즉 제1 그룹의 흐름 채널, 제2 그룹의 흐름 채널 및 제3 그룹의 흐름 채널이 제공된다. 제1그룹의 흐름 채널, 제2 그룹의 흐름 채널 및 제3 그룹의 흐름 채널의 포트들은 밸브 바디(61)의 표면에 배열된다. 밸브 슬리브(62)는 밸브 바디(61) 외부에 동축 밀폐식으로 슬리브 형성된다. 밸브 슬리브(62)에는 복수의 관통-구멍(620)이 균등하게 개방된다. 각 관통-구멍(620)의 내측 단부에는 밸브 슬리브의 내벽을 따라 상하로 연장되는 수직 홈(621)이 마련된다. 수직 홈(621)은 각각 제1 그룹의 흐름 채널, 제2 그룹의 흐름 채널 및 제3 그룹의 흐름 채널의 포트에 대응하여 수직방향을 따라 3개의 섹션으로 분할된다. 밸브 바디(61)와 밸브 슬리브(62)의 내부 공동은 타원형 단면을 갖는 원주형, 원추형, 또는 로터리 밸브의 회전축에 수직인 원형 단면을 갖는 임의의 다른 형상일 수 있다는 것을 이해해야 한다. 밸브 바디(61)와 밸브 슬리브(62)의 내부 공동 사이에는 가스가 밸브 바디(61)와 밸브 슬리브(62) 사이에서 흐르는 것을 방지하는데 적합한 패킹, O-링, 개스킷 또는 기타 탄성 재료(도시되지 않음)와 같은 시일이 수용된다. 패킹, O-링, 개스킷 또는 기타 탄성 재료는 이러한 재료와 밸브 바디(61)의 외부 표면 및/또는 밸브 슬리브(62)의 내부 공동의 내부 표면 사이에 밀폐된 슬라이딩 접촉을 허용하기 위해 낮은 마찰 계수를 가져야 한다.
관통-구멍(620)에는 전환 밸브(622)가 마련되고, 전환 밸브(622)는 제2 그룹의 흐름 채널 및 제3 그룹의 흐름 채널 중 하나의 그룹을 작동 상태로 전환시킨다. 밸브 바디(61)는 밸브 슬리브(62)를 기준으로 축을 중심으로 회전할 수 있어, 복수의 관통-구멍(620)은 공정 작동 모드를 변경하는 조합에 의해 작동 상태에 있는 제2 그룹의 흐름 채널 및 제3 그룹의 흐름 채널 중 하나의 그룹의 포트들과 연통된다. 각 관통-구멍(620)은 기껏해야 밸브 바디(61)의 하나의 포트와 연통된다.
원유가스 밸브(60)의 제3 그룹의 흐름 채널은 하나의 하나의 상시 개방 채널 그룹(제1 그룹의 흐름 채널)과 2개의 전환 채널 그룹(제2 그룹의 흐름 채널 및 제3 그룹의 흐름 채널)을 구비한다. 제1 그룹의 흐름 채널은 원유가스 채널(631)을 구비하고, 원유가스 채널(631)의 2개의 포트는 각각 밸브 바디(61)의 상부 표면 중앙에 위치하는 공급 포트(6311)와, 밸브 바디(61)의 측벽에 위치하는 포트(6312)이다. 포트(6312)에는 밸브 바디의 외부 측벽을 따라 수평으로 연장되는 제2 원호형 홈(6313)이 제공된다. 제2 그룹의 흐름 채널은 제1 배기 채널(641)을 구비하며, 제1 배기 채널(641)의 2개의 포트는 각각 밸브 바디(61) 바닥면 중앙에 위치하는 배출 포트(6411)와, 밸브 바디(61)의 측벽에 위치하는 제1 배기가스 입구(6412)이다. 제1 배기가스 입구(6412)에는 밸브 바디의 외측 측벽을 따라 수평으로 연장되는 제3 원호형 홈(6413)이 마련된다. 제3 그룹의 흐름 채널은 제1 배기 채널(641)과 F-자형을 형성하는 제2 배기 채널(642)을 구비한다. 제2 배기 채널(642)의 2개의 포트는 각각 밸브 바디(61)의 바닥면 중앙에 위치하는 배출 포트(6411)와, 밸브 바디(61)의 측벽에 위치하는 제2 배기가스 입구(6422)이다. 본 실시예에서, 2개의 전환 그룹의 흐름 채널에 대응하는 공정 시퀀스는 상이하다. 본 발명은 개시된 특정 그룹의 흐름 채널에 제한되지 않는다는 것을 이해해야 한다. 당업자는 필요에 따라 흐름 채널 그룹의 임의의 적합한 개수 및 구조를 선택할 수 있다.
도 1 내지 도 8을 참조하면, 압력 스윙 흡착 장치는 제품가스 밸브(50)와 원유가스 밸브(60), 및 4개의 흡착탑(10, 20, 30, 40)을 구비한다. 흡착탑(10, 20, 30, 40)의 하부 가스 파이프(11, 21, 31, 41)는 각각 원유가스 밸브(60)의 관통-구멍(620)과 연통되고, 상부 가스 파이프(12, 22, 32, 42)은 각각 제품가스 밸브(50)의 관통-구멍(520)과 연통된다. 제품가스 밸브(50)의 제품가스 포트(5311)는 생성물 수집 파이프(70)에 연결되고, 원유가스 밸브(60)의 공급 포트(6311)는 원유가스 공급 파이프(80)와 연통되며, 배출 포트(6411)는 배기가스 수집 파이프와 연통된다. 제1 원호형 홈(5313)과 제2 원호형 홈(6313)은 동일한 라디안을 가지며 상하 방향이 완전히 반대이다.
본 실시예에서, 제1 원호형 홈(5313)과 제2 원호형 홈(6313)의 라디안은 모두 π/2이고, 제3 원호형 홈(6413)의 라디안은 π/6이다. 제품가스 밸브(50)의 제1 평형 채널(541)의 2개의 포트들 사이의 각도는 180°이고, 제1 평형 채널(542)의 2개의 포트들 사이의 각도는 90°이고, 제1 평형 채널(543)의 2개의 포트들 사이의 각도는 90°이고, 인접한 제1 평형 채널들 사이의 각도는 30°이고; 제2 평형 채널(551)의 2개의 포트들 사이의 각도는 180°이고, 제2 압력 평형 채널(552)의 2개의 포트들 사이의 각도는 90°이며, 인접한 제2 평형 채널들 사이의 각도는 60°이다. 제1 원호형 홈(5313), 제2 원호형 홈(6313) 및 제3 원호형 홈(6413)의 라디안과 제품가스 밸브(50)의 각각의 제1 압력 평형 채널(541, 542) 및 제2 압력 평형 채널(551, 552)의 2개의 포트들 사이의 각도는 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 임의의 다른 적절한 값을 취할 수 있다. 당업자는 특정 개수의 흡착탑 및 특정 공정 시퀀스 요건에 따라 적합한 값을 선택할 수 있다.
본 실시예에서, 제1 원호형 홈(5313)은 제품가스 포트(5311)와 제1 원호형 홈(5313)과 정렬된 관통-구멍(520) 사이에서 흐르도록 적어도 하나의 흡착탑의 제품가스를 안내하는데 사용되고; 제1 평형 채널(541, 542, 543)은 제1 압력 평형 채널(541, 542, 543)의 2개의 포트(520)와 정렬된 2개의 관통-구멍(520)들 사이에서 흐르도록 제품가스를 안내하는데 사용되며; 제2 압력 평형 채널(551, 552)은 제2 압력 평형 채널(551, 552)의 2개의 포트와 정렬된 2개의 관통-구멍(520)들 사이에서 흐르도록 제품가스를 안내하는데 사용된다.
본 실시예에서, 제2 원호형 홈(6313)은 제2 원호형 홈(6313)과 정렬된 관통-구멍(620)으로 원유가스를 안내하는데 사용되고; 제1 배기 채널(641)은 제1 배기가스 입구(6412)와 정렬된 관통-구멍(620)으로부터 배출 포트(6411)로 배기가스를 안내하는데 사용되며; 제2 배기 채널(642)은 제2 배기가스 입구(6422)와 정렬된 관통-구멍(620)으로부터 배출 포트(6411)로 배기가스를 안내하는데 사용되며; 제3 원호형 홈(6413)은 제3 원호형 홈(6413)과 정렬된 관통-구멍(620)로부터 배출 가스를 배출 포트(6411)로 배기가스를 안내하는데 사용된다.
본 실시예의 압력 스윙 흡착 장치는 2가지의 압력 스윙 흡착 공정 시퀀스, 즉 제1 공정 시퀀스와 제2 공정 시퀀스를 구현할 수 있다. 작동 공정 동안, 제품가스 밸브(50)의 밸브 바디(51) 및 원유가스 밸브(60)의 밸브 바디(61)만이 동시로 회전하고, 다른 구성 요소는 모두 정지된다.
제1 공정 시퀀스를 이용한 본 실시예의 압력 스윙 흡착 장치의 작동 공정을 도 6 및 표 1을 참조하여 이하에 설명한다.
제품가스 밸브(50)의 전환 밸브(522)는 제품가스 채널(531) 및 제1 압력 평형 채널(541, 542, 543)이 작동 상태에 있도록 하고, 원유가스 밸브(60)의 전환 밸브(622)는 원유가스 채널(631) 및 제1 배기 채널(641)이 작동 상태에 있게 한다. 각 흡착탑은 제1 공정 시퀀스의 하나의 공정 사이클에서 흡착, 제1 압력 평형, 퍼지 재생, 제2 압력 평형, 역-배출 재생(또는 역류 재생) 및 가압의 단계를 진행한다. 제품가스 밸브(50)의 밸브 바디(51) 및 원유가스 밸브(60)의 밸브 바디(61)는 30°의 시퀀스 간격으로 시계방향으로 동시에 회전한다.
표 1: 제1 공정 시퀀스의 각 단계 시퀀스에서의 각 흡착탑(10, 20, 30, 40)의 단계
단계 1 - 흡착 단계(adsorption step): 단계 1을 진행하는 흡착탑의 하부 가스 파이프에 원유가스를 도입하며, 흡착제에 의해 흡착성이 강한 성분을 제거하고, 제품가스로서 흡착탑의 상부 가스 파이프로부터 흡착성이 약한 성분을 추출한다. 이러한 제품가스는 모두 선택가능한 최종 제품가스 수집 탱크로 보내지고, 그곳에서 하류 사용자에게 이송되는 최종 제품가스이다.
단계 2 - 흡착+가압 단계(adsorption+pressurization step): 단계 2를 진행하는 흡착탑의 하부 가스 파이프에 원유가스를 계속 도입하며, 흡착제에 의해 흡착력이 강한 성분을 제거하고, 흡착성이 약한 성분은 제품가스로서 흡착탑의 상부 가스 파이프를 통과한다. 제품가스의 일부는 선택가능한 최종 제품가스 수집 탱크의 최종 제품가스로 보내지고, 그곳에서 하류 사용자로 보내지며, 제품가스의 다른 부분은 가압 단계(단계 10)를 진행하는 다른 흡착탑의 상부 가스 파이프로 도입된다.
단계 3 - 제1 감압 단계(first depressurization step): 단계 3을 진행하는 흡착탑의 상부 가스 파이프로부터 감압 가스를 추출하여, 흡착탑 내부의 압력이 제1 중간 압력으로 떨어질 때까지 단계 2의 압력으로부터 흡착탑을 감압하기 시작하며, 여기서 감압 가스는 제1 가압 단계(단계 9)를 진행하는 흡착탑의 상부 가스 파이프로 도입된다. 즉, 단계 3은 흡착 단계 후의 흡착탑의 압력이 제1 중간 압력으로 낮춰지는 제1 갑압 단계이다.
단계 4 - 퍼징 단계(purging step): 흡착탑의 상부 가스 파이프로부터 퍼지 가스를 추출하여, 흡착탑 내의 압력이 제2 중간 압력으로 떨어질 때까지 흡착탑을 제1 중간 압력에서 감압하며, 여기서 퍼지 재생(단계 7)을 진행하는 흡착탑의 상부 가스 파이프에 퍼지 가스를 역류로 도입한다. 즉, 단계 4는 퍼지 재생(단계 8)을 진행하는 흡착탑에 퍼지 가스를 도입하는 퍼지 단계이다.
단계 5 - 제2 감압 단계(second depressurization step): 단계 5를 진행하는 흡착탑의 상부 가스 파이프로부터 감압 가스를 추출하여, 흡착탑 내부의 압력이 제3 중간 압력으로 떨어질 때까지 흡착탑을 제2 중간 압력으로부터 감압하며, 여기서 제2 가압 단계(단계 8)를 진행하는 흡착탑의 상부 가스 파이프에 감압 가스를 도입한다. 즉, 단계 5는 흡착탑이 제2 중간 압력으로부터 제3 중간 압력으로 떨어지는 제2 감압 단계이다.
단계 6 - 역-배출 재생 단계(reverse-discharge regeneration step): 단계 6을 진행하는 흡착탑의 하부 가스 파이프는 제1 배기 채널(641)과 연통되며, 흡착탑에서 역-배출된 배기가스는 상부에서 하부로 배출되어 흡착탑의 역-배출 재생 단계를 구현한다.
단계 7 - 퍼지 재생 단계(purge regeneration step): 단계 7을 진행하는 흡착탑의 상부 가스 파이프에 퍼지 가스를 유입시켜, 흡착탑의 하부 가스 파이프가 제3 원호형 홈(6413)을 통해 제1 배기 채널(641)과 연통되고, 흡착탑으로부터 배출되도록 배기가스는 상부에서 하부로 퍼지되어, 흡착탑의 퍼지 재생 단계를 수행하며, 퍼지 단계(단계 4)를 진행하는 흡착탑의 상부 가스 파이프로부터 퍼지 가스가 공급된다.
단계 8 - 제2 가압 단계(second pressurization step): 단계 8을 진행하는 흡착탑의 상부 가스 파이프에 가압 가스를 도입하여, 흡착탑을 제3 중간 압력으로부터 제1 중간 압력 이하인 제4 중간 압력으로 가압하며, 제2 감압 단계(단계 5)를 진행하는 흡착탑의 제품 단부로부터 가압 가스가 제공된다.
단계 9 - 제1 가압 단계(first pressurization step): 단계 9를 진행하는 흡착탑 상부 가스 파이프에 가압 가스를 도입하여, 흡착탑을 제4 중간 압력에서 가압하며, 제1 감압 단계(단계 3)를 진행하는 흡착탑의 제품 단부로부터 가압 가스가 제공된다.
단계 10 - 흡착-준비 가압 단계(adsorption-ready pressurization step): 단계 10을 진행하는 흡착탑의 상부 가스 파이프에 제품가스를 도입하여, 흡착탑을 가압하며, 제품가스는 단계 2를 진행하는 흡착탑의 상부 가스 파이프로부터 제공된다. 이러한 단계가 끝나면 흡착탑은 단계 1을 시작할 준비가 된다. 단계 1 내지 10를 순환 방식으로 반복한다. 일례로, 흡착성이 강한 성분은 질소가스이고, 흡착성이 약한 성분은 산소가스이다. 다른 예에서, 흡착성이 더 강한 성분은 질소가스이고, 흡착성이 약한 성분은 수소가스이다. 본 발명이 임의의 다른 적합한 가스 혼합물을 분리하는데 사용될 수 있음을 이해해야 한다.
시퀀스 1: 흡착탑(10)은 단계 1에 있고; 흡착탑(20)은 단계 9에 있고; 흡착탑(30)은 단계 6에 있고; 흡착탑(40)은 단계 3에 있다. 원유가스는 공급 포트(6311)로부터 원유가스 밸브(60)로 유입되고, 제2 원호형 홈(6313)과 하부 가스 파이프(11)을 거쳐 흡착탑(10)의 바닥으로 유입된다. 원유가스가 흡착탑(10) 내의 흡착제 베드를 하부에서 상부로 통과한 후, 불순물은 상기 베드에 흡착되고, 정제된 제품가스는 상부 가스 파이프(12)을 통해 관통-구멍으로 유입되고, 제1 원호형 홈(5313)의 안내에 따라 제품가스 밸브(50)의 제품가스 채널(531)로 유입되어 배출된다. 흡착탑(10)은 흡착 단계에 있다. 흡착탑(20)의 상부 가스 파이프(22)와 흡착탑(40)의 상부 가스 파이프(42)는 제1 평형 채널(541)를 통해 연통되고, 흡착탑(20)과 흡착탑(40)은 제1 평형 단계를 수행한다. 흡착탑(30)의 하부 가스 파이프(31)는 제1 배기 채널(641)과 연통되며, 흡착탑(30) 내의 역배출된 배기가스는 상부에서 하부로 배출되어 흡착탑(30)의 역-배출 재생 단계를 구현한다.
시퀀스 2: 흡착탑(10)은 단계 1에 있고; 흡착탑(20)은 어떠한 작동도 수행하지 않는 컷아웃 상태에 있고; 흡착탑(30)은 단계 6에 있고; 흡착탑(40)은 단계 3에 있다. 흡착탑(10)은 여전히 흡착 단계에 있다. 흡착탑(30)의 상부 가스 파이프(32)와 흡착탑(40)의 상부 가스 파이프(42)는 제1 평형 채널(543)을 통해 연통되고, 흡착탑(30)의 하부 가스 파이프(31)는 제3 원호형 홈(6413)을 통해 제1 배기 채널(641)과 연통된다. 퍼지 배기가스는 흡착탑(30)으로부터 상부에서 하부로 배출되며, 흡착탑(40)은 흡착탑(30)의 퍼지 재생 단계를 수행한다.
시퀀스 3: 흡착탑(10)은 단계 2에 있고; 흡착탑(20)은 단계 9에 있고; 흡착탑(30)은 단계 6에 있고; 흡착탑(40)은 단계 3에 있다. 흡착탑(10)은 여전히 흡착 단계에 있다. 동시에, 흡착탑(10)의 상부 가스 파이프(12)는 제1 원호형 홈(5313)을 통해 흡착탑(20)의 상부 가스 파이프(22)와 연통되며, 흡착탑(10)은 흡착탑(20)을 가압한다. 이러한 공정에서, 흡착탑(20)은 흡착 압력으로 가압되어 원유가스를 수용할 준비가 된다. 흡착탑(30)의 상부 파이프(32)는 제1 압력 평형 채널(542)을 통해 흡착탑(40)의 상부 파이프(42)와 연통되고, 흡착탑(30)과 흡착탑(40)은 제2 압력 평형 단계를 수행한다.
시퀀스 4: 흡착탑(10)은 단계 3에 있고; 흡착탑(20)은 단계 1에 있고; 흡착탑(30)은 단계 9에 있고; 흡착탑(40)은 단계 6에 있다. 원유가스는 공급 포트(6311)로부터 원유가스 밸브(60)로 유입되고, 제2 원호형 홈(6313)과 하부 가스 파이프(21)를 통해 흡착탑(20)의 하부로 유입된다. 원유가스가 흡착탑(20) 내의 흡착제 베드를 하부에서 상부로 통과한 후, 불순물이 상기 베드에 흡착되고, 정제된 제품가스는 제1 원호형 홈(5313)으로부터 상부 가스 파이프(22)를 통해 제품가스 밸브(50)로 유입되고 제품가스 채널(531)로부터 배출된다. 흡착탑(20)은 흡착 단계에 있다. 흡착탑(30)의 상부 가스 파이프(32)와 흡착탑(10)의 상부 가스 파이프(12)는 제1 압력 평형 채널(541)를 통해 연통되며, 흡착탑(30)과 흡착탑(10)은 제1 압력 평형 단계를 수행한다. 흡착탑(40)의 하부 가스 파이프(41)는 제1 배기 채널(641)과 연통되며, 흡착탑(40) 내의 역배출된 배기가스는 상부에서 하부로 배출되어 흡착탑(40)의 역-배출 재생 단계를 구현한다.
시퀀스 5: 흡착탑(10)은 단계 4에 있고; 흡착탑(20)은 단계 1에 있고; 흡착탑(30)은 어떠한 작동도 수행하지 않는 컷아웃 상태에 있고; 흡착탑(40)은 단계 7에 있다. 흡착탑(20)은 여전히 흡착 단계에 있다. 흡착탑(10)의 상부 가스 파이프(12)와 흡착탑(40)의 상부 가스 파이프(42)는 제1 압력 평형 채널(543)을 통해 연통되고, 흡착탑(40)의 하부 가스 파이프(41)는 제3 원호형 홈(6413)을 통해 제1 배기 채널(641)과 연통된다. 퍼지 배기가스는 흡착탑(40)으로부터 상부에서 하부로 배출되며, 흡착탑(10)은 흡착탑(40)의 퍼지 재생 단계를 수행한다.
시퀀스 6: 흡착탑(10)은 단계 5에 있고; 흡착탑(20)은 단계 2에 있고; 흡착탑(30)은 단계 10에 있고; 흡착탑(40)은 단계 8에 있다. 흡착탑(20)은 여전히 흡착 단계에 있다. 동시에, 흡착탑(20)의 상부 가스 파이프(22)는 제1 원호형 홈(5313)을 통해 흡착탑(30)의 상부 가스 파이프(32)와 연통되며, 흡착탑(20)은 흡착탑(30)을 가압하며, 이러한 공정에서, 흡착탑(30)은 흡착 압력으로 가압되어 원유가스를 수용할 준비가 된다. 흡착탑(10)의 상부 파이프(12)는 제1 압력 평형 채널(542)을 통해 흡착탑(40)의 상부 파이프(42)와 연통되고, 흡착탑(10)과 흡착탑(40)은 제2 압력 평형 단계를 수행한다.
시퀀스 7: 흡착탑(10)이 단계 6에 있고; 흡착탑(20)은 단계 3에 있고; 흡착탑(30)은 단계 1에 있고; 흡착탑(40)은 단계 9에 있다. 원유가스는 공급 포트(6311)로부터 원유가스 밸브(60)로 유입되고, 제2 원호형 홈(6313)과 하부 가스 파이프(31)를 통해 흡착탑(30)의 하부로 유입된다. 원유가스가 흡착탑(30) 내의 흡착제 베드를 하부에서 상부로 통과한 후, 불순물은 상기 베드에 흡착되고, 정제된 제품가스는 상부 가스 파이프(32)를 통해 관통-구멍으로 유입되어 제1 원호형 홈(5313)의 안내에 따라 제품가스 밸브(50)의 제품가스 채널(531)로 유입되어 배출된다. 흡착탑(30)은 흡착 단계에 있다. 흡착탑(20)의 상부 가스 파이프(22)와 흡착탑(40)의 상부 가스 파이프(42)는 제1 압력 평형 채널(541)을 통해 연통되고, 흡착탑(20)과 흡착탑(40)은 제1 압력 평형 단계를 수행한다. 흡착탑(10)의 하부 가스 파이프(11)는 제1 배기 채널(641)과 연통되며, 흡착탑(10) 내의 역배출된 배기가스는 상부에서 하부로 배출되어 흡착탑(10)의 역-배출 재생 단계를 구현한다.
시퀀스 8: 흡착탑(10)은 단계 7에 있고; 흡착탑(20)은 단계 4에 있고; 흡착탑(30)은 단계 1에 있고; 흡착탑(40)은 어떠한 작동도 수행하지 않는 컷아웃 상태에 있다. 흡착탑(30)은 여전히 흡착 단계에 있다. 흡착탑(20)의 상부 가스 파이프(22)는 제1 압력 평형 채널(543)을 통해 흡착탑(10)의 상부 가스 파이프(12)와 연통되고, 흡착탑(10)의 하부 가스 파이프(11)는 제3 원호형 홈(6413)을 통해 제1 배기 채널(641)와 연통된다. 퍼지 배기가스는 흡착탑(10)으로부터 상부에서 하부로 배출되며, 흡착탑(20)은 흡착탑(10)의 퍼지 재생 단계를 수행한다.
시퀀스 9: 흡착탑(10)은 단계 8에 있고; 흡착탑(20)은 단계 5에 있고; 흡착탑(30)은 단계 2에 있고; 흡착탑(40)은 단계 10에 있다. 흡착탑(30)은 여전히 흡착 단계에 있다. 동시에, 흡착탑(30)의 상부 가스 파이프(32)는 제1 원호형 홈(5313)을 통해 흡착탑(40)의 상부 가스 파이프(42)와 연통되며, 흡착탑(30)은 흡착탑(40)을 가압한다. 이러한 공정에서, 흡착탑(40)은 흡착 압력으로 가압되어 원유가스를 수용할 준비가 된다. 흡착탑(10)의 상부 파이프(12)는 제1 압력 평형 채널(542)을 통해 흡착탑(20)의 상부 파이프(22)와 연통되고, 흡착탑(10)과 흡착탑(20)은 제2 압력 평형 단계를 수행한다.
시퀀스 10: 흡착탑(10)이 단계 9에 있고; 흡착탑(20)은 단계 6에 있고; 흡착탑(30)은 단계 3에 있고; 흡착탑(40)은 단계 1에 있다. 원유가스는 공급 포트(6311)로부터 원유가스 밸브(60)로 유입되고, 제2 원호형 홈(6313)과 하부 가스 파이프(41)를 통해 흡착탑(40)의 하부로 유입된다. 원유가스가 흡착탑(40) 내의 흡착제 베드를 하부에서 상부로 통과한 후, 불순물이 상기 베드에 흡착되고, 정제된 제품가스는 제1 원호형 홈(5313)을 통해 제품가스 밸브(50)로 유입되어 제품가스 채널(531)로부터 배출된다. 흡착탑(40)은 흡착 단계에 있다. 흡착탑(30)의 상부 가스 파이프(32)와 흡착탑(10)의 상부 가스 파이프(12)는 제1 압력 평형 채널(541)을 통해 연통되고, 흡착탑(30)과 흡착탑(10)이 제1 압력 평형 단계를 수행한다. 흡착탑(20)의 하부 가스 파이프(21)는 제1 배기 채널(641)과 연통되고, 흡착탑(20) 내의 역배출된 배기가스는 상부에서 하부로 배출되어 흡착탑(20)의 역-배출 재생 단계를 구현한다.
시퀀스 11: 흡착탑(10)은 어떠한 작동도 수행하지 않는 컷아웃 상태에 있고; 흡착탑(20)은 단계 7에 있고; 흡착탑(30)은 단계 4에 있고; 흡착탑(40)은 단계 1에 있다. 흡착탑(40)은 여전히 흡착 단계에 있다. 흡착탑(20)의 상부 가스 파이프(22)와 흡착탑(30)의 상부 가스 파이프(32)는 제1 압력 평형 채널(543)을 통해 연통되고, 흡착탑(20)의 하부 가스 파이프(21)는 제3 원호형 홈(6413)을 통해 제1 배기 채널(641)과 연통된다. 퍼지 배기가스는 흡착탑(20)으로부터 상부에서 하부로 배출되며, 흡착탑(30)은 흡착탑(20)의 퍼지 재생 단계를 수행한다.
시퀀스 12: 흡착탑(10)은 단계 10에 있고; 흡착탑(20)은 단계 8에 있고; 흡착탑(30)은 단계 5에 있고; 흡착탑(40)은 단계 2에 있다. 흡착탑(40)은 여전히 흡착 단계에 있다. 동시에, 흡착탑(40)의 상부 가스 파이프(42)는 제1 원호형 홈(5313)을 통해 흡착탑(10)의 상부 가스 파이프(12)와 연통되며, 흡착탑(40)은 흡착탑(10)을 가압한다. 이러한 공정에서, 흡착탑(10)은 흡착 압력으로 가압되어 원유가스를 수용할 준비가 된다. 흡착탑(20)의 상부 파이프(22)는 제1 압력 평형 채널(542)을 통해 흡착탑(30)의 상부 파이프(32)와 연통되고, 흡착탑(20)과 흡착탑(30)은 제2 압력 평형 단계를 수행한다.
이하, 제2 공정 시퀀스를 이용한 본 실시예의 압력 스윙 흡착 장치의 작동 공정을 도 7 및 표 2를 참조하여 설명한다.
제품가스 밸브(50)의 전환 밸브(522)는 제품가스 채널(531)과 제2 압력 평형 채널(551, 552)이 작동 상태에 있도록 하고, 원유가스 밸브(60)의 전환 밸브(622)는 원유가스 채널(631)과 제2 배기 채널(651)이 작동 상태에 있도록 한다. 각 흡착탑은 제2 공정 시퀀스의 하나의 공정 사이클에서 흡착, 제1 압력 평형, 제2 압력 평형, 역-배출 재생 및 가압의 단계들을 진행한다. 제품가스 밸브(50)의 밸브 바디(51)와 원유가스 밸브(60)의 밸브 바디(61)는 30°의 시퀀스 간격으로 시계방향으로 동시에 회전한다.
표 2: 제2 공정 시퀀스의 각 시퀀스에서의 각 흡착탑(10, 20, 30, 40)의 단계
단계 1 - 흡착 단계: 단계 1을 진행하는 흡착탑의 하부 가스 파이프에 원유가스를 도입하며, 흡착제에 의해 흡착성이 강한 성분을 제거하고, 제품가스로서 흡착성이 약한 성분을 흡착탑의 상부 가스 파이프에서 추출한다. 이러한 제품가스는 모두 선택가능한 최종 제품 가스 수집 탱크로 보내지고, 그곳에서 하류 사용자에게 이송되는 최종 제품가스이다.
단계 2 - 흡착+가압 단계: 단계 2를 진행하는 흡착탑 하부 가스 파이프에 원유가스를 계속 유입시키며, 흡착제에 의해 흡착력이 강한 성분을 제거하고, 제품가스로서 흡착성이 약한 성분을 흡착탑의 상부 가스 파이프를 통해 통과시킨다. 제품가스의 일부는 선택가능한 최종 제품가스 수집 탱크의 최종 제품가스로 보내지고, 그곳에서 하류 사용자로 보내지며, 제품가스의 다른 부분은 가압 단계(단계 8)를 진행하는 다른 흡착탑의 상부 가스 파이프로 유입된다.
단계 3 - 제1 감압 단계: 단계 3을 진행하는 흡착탑의 상부 가스 파이프에서 감압가스를 추출하여, 흡착탑 내부의 압력이 제1 중간 압력으로 떨어질 때까지 단계 2의 압력으로부터 흡착탑을 감압하기 시작하며, 감압가스는 제1 가압 단계(단계 7)를 진행하는 흡착탑의 상부 가스 파이프로 유입된다. 즉, 단계 3는 흡착 단계 이후 흡착탑의 압력을 제1 중간 압력으로 낮추는 제1 감압 단계이다.
단계 4 - 제2 감압 단계: 단계 4를 진행하는 흡착탑의 상부 가스 파이프에서 감압가스를 추출하여, 흡착탑 내부의 압력이 제3 중간 압력으로 떨어질 때까지 흡착탑을 제2 중간 압력에서 감압시키며, 제2 가압 단계(단계 6)를 진행하는 흡착탑의 상부 가스 파이프에 감압가스를 도입한다. 즉, 단계 4는 흡착탑이 제2 중간 압력에서 제3 중간 압력으로 떨어지는 제2 감압 단계이다.
단계 5 - 역-배출 재생 단계: 단계 5를 진행하는 흡착탑의 하부 가스 파이프는 제1 배기 채널(641)과 연통되며, 흡착탑에서 역배출된 배기가스는 상부에서 하부로 배출되어 흡착탑의 역-배출 재생 단계를 구현한다.
단계 6 - 제2 가압 단계: 단계 6을 진행하는 흡착탑의 상부 가스 파이프에 가압가스를 도입하여, 흡착탑을 제3 중간 압력에서 제1 중간 압력 이하의 제4 중간 압력으로 가압하며, 가압가스는 제2 감압 단계(단계 4)를 진행하는 흡착탑의 제품 단부에서 제공된다.
단계 7 - 제1 가압 단계: 단계 7을 진행하는 흡착탑 상부 가스 파이프에 가압가스를 도입하여, 흡착탑을 제4 중간 압력에서 가압하며, 가압가스는 제1 감압 단계(단계 3)를 진행하는 흡착탑의 제품 단부에서 공급된다.
단계 8 - 흡착-준비 가압단계: 단계 8을 진행하는 흡착탑의 상부 가스 파이프에 제품가스를 도입하여, 흡착탑을 가압하며, 제품가스는 단계 2를 진행하는 흡착탑의 상부 가스 파이프로부터 제공된다. 이러한 단계가 끝나면 흡착탑은 단계 1를 시작할 준비가 된다. 단계 1 내지 8를 순환 방식으로 반복한다. 일례로, 흡착성이 강한 성분은 질소가스이고, 흡착성이 약한 성분은 산소가스이다. 또 다른 예에서, 흡착성이 강한 성분은 질소가스이고, 흡착성이 약한 성분은 수소가스이다. 본 발명이 임의의 다른 적합한 가스 혼합물을 분리하는데 사용될 수 있음을 이해해야 한다.
시퀀스 1: 흡착탑(10)은 단계 1에 있고; 흡착탑(20)은 단계 7에 있고; 흡착탑(30)은 단계 5에 있고; 흡착탑(40)은 단계 3에 있다. 원유가스는 공급 포트(6311)로부터 원유가스 밸브(60)로 유입되고, 제2 원호형 홈(6313)과 하부 가스 파이프(11)을 통해 흡착탑(10)의 하부로 유입된다. 원유가스가 흡착탑(10) 내의 흡착제 베드를 하부에서 상부로 통과한 후, 불순물이 흡착층에 흡착되고, 정제된 제품가스는 제1 원호형 홈(5313)을 통해 제품가스 밸브(50)로 유입되어 제품가스 채널(531)로부터 배출된다. 흡착탑(10)은 흡착 단계에 있다. 흡착탑(20)의 상부 가스 파이프(22)와 흡착탑(40)의 상부 가스 파이프(42)는 제2 압력 평형 채널(551)을 통해 연통되고, 흡착탑(20)과 흡착탑(40)은 제1 압력 평형 단계를 수행한다. 흡착탑(30)의 하부 가스 파이프(31)는 제2 배기 채널(651)과 연통되며, 흡착탑(30)에서 역배출된 배기가스는 상부에서 하부로 배출되어 흡착탑(30)의 역-배출 재생 단계를 구현한다.
시퀀스 2: 흡착탑(10)은 단계 1에 있다. 흡착탑(10)은 여전히 흡착 단계에 있다. 흡착탑(20, 30, 40)은 어떠한 작동도 수행하지 않는 컷오프 상태에 있다.
시퀀스 3: 흡착탑(10)은 단계 2에 있고; 흡착탑(20)은 단계 8에 있고; 흡착탑(30)은 단계 6에 있고; 흡착탑(40)은 단계 4에 있다. 흡착탑(10)은 여전히 흡착 단계에 있다. 동시에, 흡착탑(10)의 상부 가스 파이프(12)는 제1 원호형 홈(5313)을 통해 흡착탑(20)의 상부 가스 파이프(22)와 연통되며, 흡착탑(10)은 흡착탑(20)을 가압한다. 이러한 공정에서, 흡착탑(20)은 흡착 압력으로 가압되어 원유가스를 수용할 준비가 된다. 흡착탑(30)의 상부 파이프(32)는 제2 압력 평형 채널(552)을 통해 흡착탑(40)의 상부 파이프(42)와 연통되고, 흡착탑(30)과 흡착탑(40)은 제2 압력 평형 단계를 수행한다.
시퀀스 4: 흡착탑(10)은 단계 3에 있고; 흡착탑(20)은 단계 1에 있고; 흡착탑(30)은 단계 7에 있고; 흡착탑(40)은 단계 5에 있다. 원유가스는 공급 포트(6311)로부터 원유가스 밸브(60)로 유입되고, 제2 원호형 홈(6313)과 하부 가스 파이프(21)를 통해 흡착탑(20)의 하부으로 유입된다. 원유가스가 흡착탑(20) 내의 흡착제 베드를 하부에서 상부로 통과한 후, 불순물이 흡착층에 흡착되고, 정제된 제품가스는 제1 원호형 홈(5313)을 통해 제품가스 밸브(50)로 유입되어 제품가스 채널(531)로부터 배출된다. 흡착탑(20)은 흡착 단계에 있다. 흡착탑(30)의 상부 가스 파이프(32)와 흡착탑(10)의 상부 가스 파이프(12)는 제2 압력 평형 채널(551)을 통해 연통되고, 흡착탑(30)과 흡착탑(10)은 제1 압력 평형 단계를 수행한다. 흡착탑(40)의 하부 가스 파이프(41)는 제2 배기 채널(651)과 연통되고, 흡착탑(40) 내의 역배출된 배기가스는 상부에서 하부로 배출되어 흡착탑(40)의 역-배출 재생 단계를 구현한다.
시퀀스 5: 흡착탑(20)은 단계 1에 있다. 흡착탑(20)은 여전히 흡착 단계에 있다. 흡착탑(10, 30, 40)은 모두 어떠한 작동도 수행하지 않는 컷오프 상태에 있다.
시퀀스 6: 흡착탑(10)은 단계 4에 있고; 흡착탑(20)은 단계 2에 있고; 흡착탑(30)은 단계 8에 있고; 흡착탑(40)은 단계 6에 있다. 흡착탑(20)은 여전히 흡착 단계에 있다. 동시에, 흡착탑(20)의 상부 가스 파이프(22)는 제1 원호형 홈(5313)을 통해 흡착탑(30)의 상부 가스 파이프(32)와 연통되고, 흡착탑(20)은 흡착탑(30)을 가압하며, 이러한 공정에서, 흡착탑(30)은 흡착 압력으로 가압되어 원유가스를 수용할 준비가 된다. 흡착탑(10)의 상부 파이프(12)는 제2 압력 평형 채널(552)을 통해 흡착탑(40)의 상부 파이프(42)와 연통되고, 흡착탑(10)과 흡착탑(40)은 제2 압력 평형 단계를 수행한다.
시퀀스 7: 흡착탑(10)은 단계 5에 있고; 흡착탑(20)은 단계 3에 있고; 흡착탑(30)은 단계 1에 있고; 흡착탑(40)은 단계 7에 있다. 원유가스는 공급 포트(6311)로부터 원유가스 밸브(60)로 유입되고, 제2 원호형 홈(6313)과 하부 가스 파이프(31)를 통해 흡착탑(30)의 하부로 유입된다. 원유가스가 흡착탑(30) 내의 흡착제 베드를 하부에서 상부로 통과한 후, 불순물이 상기 베드에 흡착되고, 정제된 제품가스는 제1 원호형 홈(5313)을 통해 제품가스 밸브(50)로 유입되어 제품가스 채널(531)로부터 배출된다. 흡착탑(30)은 흡착 단계에 있다. 흡착탑(20)의 상부 가스 파이프(22)와 흡착탑(40)의 상부 가스 파이프(42)는 제2 압력 평형 채널(551)을 통해 연통되고, 흡착탑(20)과 흡착탑(40)은 제1 압력 평형 단계를 수행한다. 흡착탑(10)의 하부 가스 파이프(11)는 제2 배기 채널(651)과 연통되며, 흡착탑(10)에서 역배출된 배기가스는 상부에서 하부로 배출되어 흡착탑(10)의 역-배출 재생 단계를 구현한다.
시퀀스 8: 흡착탑(30)은 단계 1에 있다. 흡착탑(30)은 여전히 흡착 단계에 있다. 흡착탑(10, 20, 40)은 모두 어떠한 작동도 수행하지 않는 컷아웃 상태에 있다.
시퀀스 9: 흡착탑(10)은 단계 6에 있고; 흡착탑(20)은 단계 4에 있고; 흡착탑(30)은 단계 2에 있고; 흡착탑(40)은 단계 8에 있다. 흡착탑(30)은 여전히 흡착 단계에 있다. 동시에, 흡착탑(30)의 상부 가스 파이프(32)는 제1 원호형 홈(5313)을 통해 흡착탑(40)의 상부 가스 파이프(42)와 연통되고, 흡착탑(30)은 흡착탑(40)을 가압한다. 이러한 공정에서, 흡착탑(40)은 흡착 압력으로 가압되어 원유가스를 수용할 준비가 된다. 흡착탑(10)의 상부 파이프(12)는 제2 압력 평형 채널(552)을 통해 흡착탑(20)의 상부 파이프(22)와 연통되고, 흡착탑(10)과 흡착탑(20)은 제2 압력 평형 단계를 수행한다.
시퀀스 10: 흡착탑(10)이 단계 7에 있고; 흡착탑(20)은 단계 5에 있고; 흡착탑(30)은 단계 3에 있고; 흡착탑(40)은 단계 1에 있다. 원유가스는 공급 포트(6311)로부터 원유가스 밸브(60)로 유입되고, 제2 원호형 홈(6313)과 하부 가스 파이프(41)를 통해 흡착탑(40)의 하부로 유입된다. 원유가스가 흡착탑(40) 내의 흡착제 베드를 하부에서 상부로 통과한 후, 불순물이 상기 베드에 흡착되고, 정제된 제품가스는 제1 원호형 홈(5313)을 통해 제품가스 밸브(50)로 유입되어 제품가스 채널(531)로부터 배출된다. 흡착탑(40)은 흡착 단계에 있다. 흡착탑(30)의 상부 가스 파이프(32)와 흡착탑(10)의 상부 가스 파이프(12)는 제2 압력 평형 채널(551)을 통해 연통되고, 흡착탑(30)과 흡착탑(10)은 제1 압력 평형 단계를 수행한다. 흡착탑(20)의 하부 가스 파이프(21)는 제2 배기 채널(651)과 연통되고, 흡착탑(20)에서 역배출된 배기가스는 상부에서 하부로 배출되어 흡착탑(20)의 역-배출 재생 단계를 구현한다.
시퀀스 11: 흡착탑(40)은 단계 1에 있다. 흡착탑(40)은 여전히 흡착 단계에 있다. 흡착탑(10, 20, 30)은 모두 어떠한 작동을 수행하지 않는 컷아웃 상태에 있다.
시퀀스 12: 흡착탑(10)이 단계 8에 있고; 흡착탑(20)은 단계 6에 있고; 흡착탑(30)은 단계 4에 있고; 흡착탑(40)은 단계 2에 있다. 흡착탑(40)은 여전히 흡착 단계에 있다. 동시에, 흡착탑(40)의 상부 가스 파이프(42)는 제1 원호형 홈(5313)을 통해 흡착탑(10)의 상부 가스 파이프(12)와 연통되고, 흡착탑(40)은 흡착탑(10)을 가압한다. 이러한 공정에서, 흡착탑(10)은 흡착 압력으로 가압되어 원유가스를 수용할 준비가 된다. 흡착탑(20)의 상부 파이프(22)는 제2 압력 평형 채널(552)을 통해 흡착탑(30)의 상부 파이프(32)와 연통되고, 흡착탑(20)과 흡착탑(30)은 제2 압력 평형 단계를 수행한다.
본 실시예의 압력 스윙 흡착 장치는 실제 프로젝트 요구에 따라 적합한 공정 시퀀스로 전환할 수 있으며, 원유가스 변동과 같은 현장 조건에 따라 공정 시퀀스를 중단하지 않고 온라인으로 전환할 수 있어 생산 유연성을 보장할 수 있다. 제2 공정 시퀀스에는 퍼지 단계가 없고 대응하는 퍼지 재생 단계가 없다. 원유가스에 무거운 성분이 더 많으면 제1 공정 시퀀스로 전환되고, 원유가스 성분이 더 좋으면(즉, 덜 무거운 성분) 제2 공정 시퀀스로 전환된다. 특정 공정 시퀀스에 해당하는 제품가스 밸브의 밸브 블록을 교체하거나 수리해야 하는 경우, 온라인 작업도 실현할 수 있어 로터리 밸브의 온라인 작업 속도와 생산 효율성이 향상되고 장기간 프로젝트의 연속 작업이 보장된다.
이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하였지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서, 각각의 특정한 기술적 특징을 임의의 적절한 방식으로 결합하는 것을 포함하여, 본 발명의 기술방안에 대해 다양하고 간단한 변형이 이루어질 수 있다. 불필요한 반복을 피하기 위해, 본 발명에서는 가능한 다양한 조합에 대해 더 이상 설명하지 않는다. 그러나, 이러한 단순한 변형 및 조합 역시 본 발명이 개시한 내용으로 간주되어야 하며, 이 모두는 본 발명의 보호범위에 속한다.
10, 20, 30, 40: 흡착탑
11, 21, 31, 41: 하부 가스 파이프
12, 22, 32, 42: 상부 가스 파이프
50: 제품가스 밸브
51: 밸브 바디
511: 상부 밸브 블록
512: 중간 밸브 블록
513: 하부 밸브 블록
52: 밸브 슬리브
520: 관통-구멍
521: 수직 홈
522: 전환 밸브
531: 제품가스 채널
5311: 제품가스 포트
5312: 포트
5313: 제1 원호형 홈
541, 542, 543: 제1 압력 평형 채널
551, 552: 제2 압력 평형 채널
60: 원유가스 밸브
61: 밸브 바디
62: 밸브 슬리브
620: 관통-구멍
621: 수직 홈
622: 전환 밸브
631: 원유가스 채널
6311: 공급 포트
6312: 포트
6313: 제2 원호형 홈
641: 제1 배기 채널
6411: 배출 포트
6412: 제1 배기가스 입구
6413: 제3 원호형 홈
642: 제2 배기 채널
6422: 제2 배기가스 입구
70: 생성물 수집 파이프
80: 원유가스 공급 파이프
90: 배기가스 수집 파이프
11, 21, 31, 41: 하부 가스 파이프
12, 22, 32, 42: 상부 가스 파이프
50: 제품가스 밸브
51: 밸브 바디
511: 상부 밸브 블록
512: 중간 밸브 블록
513: 하부 밸브 블록
52: 밸브 슬리브
520: 관통-구멍
521: 수직 홈
522: 전환 밸브
531: 제품가스 채널
5311: 제품가스 포트
5312: 포트
5313: 제1 원호형 홈
541, 542, 543: 제1 압력 평형 채널
551, 552: 제2 압력 평형 채널
60: 원유가스 밸브
61: 밸브 바디
62: 밸브 슬리브
620: 관통-구멍
621: 수직 홈
622: 전환 밸브
631: 원유가스 채널
6311: 공급 포트
6312: 포트
6313: 제2 원호형 홈
641: 제1 배기 채널
6411: 배출 포트
6412: 제1 배기가스 입구
6413: 제3 원호형 홈
642: 제2 배기 채널
6422: 제2 배기가스 입구
70: 생성물 수집 파이프
80: 원유가스 공급 파이프
90: 배기가스 수집 파이프
Claims (18)
- 로터리 밸브에 있어서,
제1 그룹의 흐름 채널, 제2 그룹의 흐름 채널 및 제3 그룹의 흐름 채널을 구비하는 밸브 바디로서, 상기 제1 그룹의 흐름 채널, 제2 그룹의 흐름 채널 및 제3 그룹의 흐름 채널의 포트들이 상기 밸브 바디의 표면에 배치되는, 상기 밸브 바디; 및
상기 밸브 바디 외측에 동축 밀폐식으로 슬리브 형성된 밸브 슬리브로서, 상기 밸브 슬리브는 복수의 관통-구멍으로 균일하게 개방되며, 각 관통-구멍의 내측 단부는 상기 밸브 슬리브의 내벽을 따라 상하로 연장되는 수직 홈을 구비하고, 상기 수직 홈은 수직 방향을 따라 상기 제1 그룹의 흐름 채널, 제2 그룹의 흐름 채널 및 제3 그룹의 흐름 채널의 포트들과 각각 연통하는 3가지 부분으로 분할되며, 상기 제1 그룹의 흐름 채널은 작동 상태에 있고, 상기 관통-구멍에는 전환 밸브가 제공되고, 상기 전환 밸브는 상기 제2 그룹의 흐름 채널 및 상기 제3 그룹의 흐름 채널 중 하나의 그룹을 작동 상태로 전환하는, 상기 밸브 슬리브
를 포함하고,
상기 밸브 바디는 상기 밸브 슬리브에 대해 회전축을 중심으로 회전하여, 상이한 공정 시퀀스를 달성하기 위해 사전결정된 조합을 사용하여 복수의 관통-구멍이 작동 상태에 있는 제2 그룹의 흐름 채널 및 제3 그룹의 흐름 채널 중 하나의 그룹 및 상기 제1 그룹의 흐름 채널의 포트들과 연통하고, 각 관통-구멍은 최소한 상기 제1 그룹의 흐름 채널, 상기 제2 그룹의 흐름 채널 또는 상기 제3 그룹의 흐름 채널 중 하나의 그룹의 포트들과 연통하는,
로터리 밸브.
- 제1항에 있어서,
상기 제2 그룹의 흐름 채널은 복수의 흐름 채널을 구비하고, 상기 제3 그룹의 흐름 채널은 복수의 흐름 채널을 구비하는,
로터리 밸브.
- 제1항에 있어서,
상기 밸브 바디는 적어도 2개의 밸브 블록으로 구성되고, 상기 적어도 2개의 밸브 블록은 탈착가능하게 연결되며, 상기 제2 그룹의 흐름 채널과 제3 그룹의 흐름 채널은 상이한 밸브 블록에 배치되는,
로터리 밸브.
- 제1항에 있어서,
상기 제2 그룹의 흐름 채널과 상기 제3 그룹의 흐름 채널은 동일하거나 상이한 공정 시퀀스에 대응하는,
로터리 밸브.
- 제1항에 있어서,
상기 제1그룹의 흐름 채널의 하나의 포트는 상기 밸브 바디의 상면 중앙에 위치하고, 상기 제1그룹의 흐름 채널의 다른 포트는 상기 밸브 바디의 측벽에 위치하며 상기 밸브 바디의 외부 측벽을 따라 수평으로 연장되는 원호형 홈을 구비하는,
로터리 밸브.
- 압력 스윙 흡착 장치(pressure swing adsorption device)에 있어서
제1항에 따른 로터리 밸브인 원유가스 밸브(crude gas valve)로서, 상기 원유가스 밸브의 포트는 상면 중심에 배치되는 공급 포트와, 바닥면 중심에 배치되는 배출 포트를 구비하는, 상기 원유가스 밸브;
제1항에 따른 로터리 밸브인 제품가스 밸브(product gas valve)로서, 상기 제품가스 밸브의 포트는 상면 중앙에 배치된 제품가스 포트를 구비하고, 상기 제품가스 밸브의 밸브 바디 및 상기 원유가스 밸브의 밸브 바디는 사전결정된 시퀀스에 따라 동시에 회전하는, 상기 제품가스 밸브; 및
하부 가스 파이프 및 상부 가스 파이프를 갖는 복수의 흡착탑으로서, 상기 하부 가스 파이프는 상기 원유가스 밸브의 관통-구멍과 각각 연통하고, 상부 가스 파이프는 상기 제품가스 밸브의 관통-구멍과 각각 연통하는,
압력 스윙 흡착 장치.
- 제6항에 있어서,
상기 제품가스 밸브의 제1 그룹의 흐름 채널은 제품가스 채널이며, 상기 제품가스 채널의 하나의 포트는 제품가스 포트이고, 다른 포트는 상기 제품가스 밸브의 밸브 바디의 측벽에 위치하며 상기 제품가스 밸브의 밸브 바디의 외부 측벽을 따라 수평방향으로 연장되는 제1 원호형 홈을 구비하고, 상기 제1 원호형 홈은 상기 제품가스 포트와 상기 제1 원호형 홈과 정렬된 관통-구멍 사이에서 흐르도록 대응하는 흡착탑의 제품가스를 안내하는데 사용되고;
상기 제품가스 밸브의 제2 그룹의 흐름 채널은 제1 압력 평형 채널이고, 상기 제1 압력 평형 채널의 2개의 포트 모두는 상기 제품가스 밸브의 밸브 바디의 측벽에 배열되며, 상기 제1 압력 평형 채널은 상기 제1 압력 평형 채널의 2개의 포트와 정렬된 2개의 관통-구멍들 사이에서 흐르도록 상기 제품가스를 안내하는데 사용되고; 그리고
상기 제품가스 밸브의 제3 그룹의 흐름 채널은 제2 압력 평형 채널이고, 상기 제2 압력 평형 채널의 2개의 포트 모두는 상기 제품가스 밸브의 밸브 바디의 측벽에 배열되고, 상기 제2 압력 평형 채널은 상기 제2 압력 평형 채널의 2개의 포트와 정렬된 2개의 관통-구멍들 사이에서 흐르도록 상기 제품가스를 안내하는데 사용되는,
압력 스윙 흡착 장치.
- 제7항에 있어서,
상기 제1 압력 평형 채널의 개수는 2 내지 10이고, 인접한 제1 압력 평형 채널들 사이의 각도는 10° 내지 45°이고; 상기 제2 압력 평형 채널의 개수는 2 내지 10이고, 인접한 제2 압력 평형 채널들 사이의 각도는 10° 내지 45°이며; 상기 제1 압력 평형 채널의 배열은 상기 제2 압력 평형 채널의 배열과 동일하거나 상이한,
압력 스윙 흡착 장치.
- 제7항에 있어서,
상기 제품가스 밸브의 밸브 바디는 상부 밸브 블록, 중간 밸브 블록 및 하부 밸브 블록으로 구성되고, 상기 제품가스 채널은 중간 밸브 블록에 배열되며 상기 상부 밸브 블록을 통과하고, 상기 제1 압력 평형 채널과 제2 압력 평형 채널은 상기 상부 밸브 블록과 하부 밸브 블록에 각각 배치되고, 상기 상부 밸브 블록과 하부 밸브 블록은 상기 중간 밸브 블록과 탈착가능하게 연결되는,
압력 스윙 흡착 장치.
- 제7항에 있어서,
상기 원유가스 밸브의 제1 그룹의 흐름 채널은 원유가스 채널이고, 상기 원유가스 채널의 하나의 포트는 공급 포트이고, 다른 포트는 상기 밸브 바디의 측벽에 위치하며 상기 원유가스 밸브의 밸브 바디의 외부 측벽을 따라 수평방향으로 연장되는 제2 원호형 홈을 구비하며, 상기 제2 원호형 홈은 상기 제2 원호형 홈과 정렬된 관통-구멍 내로 공급 가스 흐름을 안내하는데 사용되고, 상기 제2 원호형 홈은 상기 제1 원호형 홈과 동일한 라디안을 갖고 상기 제1 원호형 홈에 수직방향 반대에 있고;
상기 원유가스 밸브의 제2 그룹의 흐름 채널은 제1 배기 채널이고, 상기 제1 배기 채널의 하나의 포트는 배출 포트이고, 다른 포트는 상기 원유가스 밸브의 밸브 바디의 측벽에 위치하는 제1 배기가스 입구이고, 제1 배기 채널은 상기 제1 배기가스 입구와 정렬된 관통-구멍으로부터 상기 배출 포트로 배기가스를 안내하는데 사용되고; 그리고
상기 원유가스 밸브의 제3 그룹의 흐름 채널은 상기 제1 배기 채널과 F-자형을 형성하는 제2 배기 채널이고, 상기 제2 배기 채널의 하나의 포트는 배출 포트이고, 다른 포트는 상기 원유가스 밸브의 밸브 바디의 측벽에 위치된 제2 배기가스 입구이고, 상기 제2 배기 채널은 상기 제2 배기가스 입구와 정렬된 관통-구멍으로부터 상기 배출 포트로 배기가스를 안내하는데 사용되는,
압력 스윙 흡착 장치.
- 제10항에 있어서,
상기 제1 배기가스 입구 및/또는 상기 제2 배기가스 입구는 상기 원유가스 밸브의 밸브 바디의 외부 측벽을 따라 수평방향으로 연장되는 제3 원호형 홈을 구비하고, 상기 제3 원호형 홈은 상기 제3 원호형 홈과 정렬된 관통-구멍으로부터 배출 포트로 배기가스를 안내하는데 사용되는,
압력 스윙 흡착 장치.
- 제10항에 있어서,
상기 제1 원호형 홈과 제2 원호형 홈의 라디안은 π/6~5π/6인,
압력 스윙 흡착 장치.
- 제6항에 있어서,
상기 흡착탑의 개수는 4개 이상인,
압력 스윙 흡착 장치.
- 제6항에 있어서,
상기 사전결정된 시퀀스는 압력 스윙 흡착의 공정 시퀀스인,
압력 스윙 흡착 장치.
- 제6항에 있어서,
상기 제품가스 밸브의 밸브 바디와 상기 원유가스 밸브의 밸브 바디는 일정한 속도 또는 단차형 속도로 회전하는,
압력 스윙 흡착 장치.
- 제10항에 따른 압력 스윙 흡착 장치를 이용하여 가스 혼합물로부터 흡착성이 약한 성분을 회수하는 방법에 있어서,
상기 복수의 흡착탑은 제1 흡착탑, 제2 흡착탑, 제3 흡착탑 및 제4 흡착탑을 포함하고,
상기 방법은 제1 공정 시퀀스 및 제2 공정 시퀀스 중 하나로 선택적으로 작동될 수 있는,
방법.
- 제16항에 있어서,
상기 원유가스 밸브의 전환 밸브는 상기 원유가스 밸브의 제2 그룹의 흐름 채널이 작동 상태에 있도록 하고, 상기 제품가스 밸브의 전환 밸브는 상기 제품가스 밸브의 제2 르룹의 흐름 채널이 작동 상태에 있도록 하고, 상기 방법은 제1 공정 시퀀스로 작동되고;
상기 제1 공정 시퀀스는,
시퀀스 1: 상기 제1 흡착탑은 흡착 단계(adsorption step)에 있고, 상기 제2 흡착탑은 제1 가압 단계(first pressurization step)에 있고, 상기 제3 흡착탑은 역-배출 재생 단계(reverse-discharge regeneration step)에 있고, 상기 제4 흡착탑은 제1 감압 단계(first depressurization step)에 있고;
시퀀스 2: 상기 제1 흡착탑은 흡착 단계에 있고, 상기 제2 흡착탑은 어떠한 작동도 수행하지 않는 컷아웃 상태(cut-out state)에 있고, 상기 제3 흡착탑은 퍼지 재생 단계(purge regeneration step)에 있고, 상기 제4 흡착탑은 퍼지 단계(purge step)에 있고;
시퀀스 3: 상기 제1 흡착탑은 흡착+가압 단계에 있고, 상기 제2 흡착탑은 흡착-준비 가압 단계에 있고, 상기 제3 흡착탑은 제2 가압 단계에 있고, 상기 제4 흡착탑은 제2 감압 단계에 있고;
시퀀스 4: 상기 제1 흡착탑은 제1 감압 단계에 있고, 상기 제2 흡착탑은 흡착 단계에 있고, 상기 제3 흡착탑은 제1 가압 단계에 있고, 상기 제4 흡착탑은 역-배출 재생 단계에 있고;
시퀀스 5: 상기 제2 흡착탑은 흡착 단계에 있고, 상기 제3 흡착탑은 어떠한 작동도 수행하지 않는 컷아웃 상태에 있고, 상기 제4 흡착탑은 퍼지 재생 단계에 있고, 상기 제1 흡착탑은 퍼지 단계에 있고;
시퀀스 6: 상기 제1 흡착탑은 제2 감압 단계에 있고, 상기 제2 흡착탑은 흡착+가압 단계에 있고, 상기 제3 흡착탑은 흡착-준비 가압 단계에 있고, 상기 제4 흡착탑은 제2 가압 단계에 있고;
시퀀스 7: 상기 제1 흡착탑은 역-배출 재생 단계에 있고, 상기 제2 흡착탑은 제1 감압 단계에 있고, 상기 제3 흡착탑은 흡착 단계에 있고, 상기 제4 흡착탑은 제1 가압 단계에 있고;
시퀀스 8: 상기 제3 흡착탑은 흡착 단계에 있고, 상기 제4 흡착탑은 어떠한 작동도 수행하지 않는 컷아웃 상태에 있고, 상기 제1 흡착탑은 퍼지 재생 단계에 있고, 상기 제2 흡착탑은 퍼지 단계에 있고;
시퀀스 9: 상기 제1 흡착탑은 제2 가압 단계에 있고, 상기 제2 흡착탑은 제2 감압 단계에 있고, 상기 제3 흡착탑은 흡착+가압 단계에 있고, 상기 제4 흡착탑은 흡착-준비 가압 단계에 있고;
시퀀스 10: 상기 제1 흡착탑은 제1 가압 단계에 있고, 상기 제2 흡착탑은 역-배출 재생 단계에 있고, 상기 제3 흡착탑은 제1 감압 단계에 있고, 상기 제4 흡착탑은 흡착 단계에 있고;
시퀀스 11: 상기 제4 흡착탑은 흡착 단계에 있고, 상기 제1 흡착탑은 어떠한 작동도 수행하지 않는 컷아웃 상태에 있고, 상기 제2 흡착탑은 퍼지 재생 단계에 있고, 상기 제3 흡착탑은 퍼지 단계에 있고;
시퀀스 12: 상기 제1 흡착탑은 흡착-준비 가압 단계에 있고, 상기 제2 흡착탑은 제2 가압 단계에 있고, 상기 제3 흡착탑은 제2 감압 단계에 있고, 상기 제4 흡착탑은 흡착+가압단계에 있는
것을 구비하는,
방법.
- 제16항에 있어서,
상기 원유가스 밸브의 전환 밸브가 상기 원유가스 밸브의 제3 그룹의 흐름 채널이 작동 상태에 있도록 하고, 상기 제품가스 밸브의 전환 밸브가 제3 그룹의 흐름 채널을 작동 상태에 있도록 하는 경우, 상기 방법은 제2 공정 시퀀스로 작동되고;
상기 제2 공정 시퀀스는,
시퀀스 1: 상기 제1 흡착탑은 흡착 단계에 있고, 상기 제2 흡착탑은 제1 가압 단계에 있고, 상기 제3 흡착탑은 역-배출 재생 단계에 있고, 상기 제4 흡착탑은 제1 감압 단계에 있고;
시퀀스 2: 상기 제1 흡착탑은 흡착 단계에 있고, 상기 제2 흡착탑, 제3 흡착탑 및 제4 흡착탑은 모두 어떠한 작동도 수행하지 않는 컷아웃 상태에 있고;
시퀀스 3: 상기 제1 흡착탑은 흡착+가압 단계에 있고, 상기 제2 흡착탑은 흡착-준비 가압 단계에 있고, 상기 제3 흡착탑은 제2 가압 단계에 있고, 상기 제4 흡착탑은 제2 감압 단계에 있고;
시퀀스 4: 상기 제1 흡착탑은 제1 감압 단계에 있고, 상기 제2 흡착탑은 흡착 단계에 있고, 상기 제3 흡착탑은 제1 가압 단계에 있고, 상기 제4 흡착탑은 역-배출 재생 단계에 있고;
시퀀스 5: 상기 제2 흡착탑은 흡착 단계에 있고, 상기 제1 흡착탑, 제3 흡착탑 및 제4 흡착탑은 모두 어떠한 작동도 수행하지 않는 컷아웃 상태에 있고;
시퀀스 6: 상기 제1 흡착탑은 제2 감압 단계에 있고, 상기 제2 흡착탑은 흡착+가압 단계에 있고, 상기 제3 흡착탑은 흡착-준비 가압 단계에 있고, 상기 제4 흡착탑은 제2 가압 단계에 있고;
시퀀스 7: 제1 흡착탑은 역-배출 재생 단계에 있고, 상기 제2 흡착탑은 제1 감압 단계에 있고, 상기 제3 흡착탑은 흡착 단계에 있고, 상기 제4 흡착탑은 제1 가압 단계에 있고;
시퀀스 8: 상기 제3 흡착탑은 흡착 단계에 있고, 상기 제1 흡착탑, 제2 흡착탑 및 제4 흡착탑은 모두 어떠한 작동도 수행하지 않는 컷아웃 상태에 있고;
시퀀스 9: 상기 제1 흡착탑은 제2 가압 단계에 있고, 상기 제2 흡착탑은 제2 감압 단계에 있고, 상기 제3 흡착탑은 흡착+가압 단계에 있고, 상기 제4 흡착탑은 흡착-준비 가압 단계에 있고;
시퀀스 10: 상기 제1 흡착탑은 제1 가압 단계에 있고, 상기 제2 흡착탑은 역-배출 재생 단계에 있고, 상기 제3 흡착탑은 제1 감압 단계에 있고, 상기 제4 흡착탑은 흡착 단계에 있고;
시퀀스 11: 상기 제4 흡착탑은 흡착 단계에 있고, 상기 제1 흡착탑, 제2 흡착탑 및 제3 흡착탑은 모두 어떠한 작동도 수행하지 않는 컷아웃 상태에 있고;
시퀀스 12: 상기 제1 흡착탑은 흡착-준비 가압 단계에 있고, 상기 제2 흡착탑은 제2 가압 단계에 있고, 상기 제3 흡착탑은 제2 감압 단계에 있고, 상기 제4 흡착탑은 흡착+가압 단계에 있는
것을 구비하는,
방법.
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