KR920000616A - 개선된 막 질소 분리방법 및 시스템 - Google Patents

개선된 막 질소 분리방법 및 시스템 Download PDF

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Abstract

내용 없음

Description

개선된 막 질소 분리방법 및 시스템
본 내용은 요부공개 건이므로 전문내용을 수록하지 않았음
제1도는 초기 공기분리를 위해 막 시스템을 이웅한 건조, 고순도 질소의 제조를 위한 통상적 실시의 구현예의 흐름도,
제2도는 초기 공기분리를 위해 막 시스템을 이용하는 건조, 고순도 질소의 제조 및 고온 생성물 건조기 재생을 위한 본 발명의 바람직한 구현예의 흐름도,
제3도는 제2단계 막을 사용하여 생성물 건조기 재생을 위한 퍼어지(purge)로서 투과시키는 건조, 고순도 질소의 제조를 위한 다른 구현예의 흐름도.

Claims (31)

  1. 하기의 (a) (b), (c) 및 (d)로 구성되고, 건조기 재생에 사용되는 퍼어지 가스의 가옅을 위해 촉매연소 시스템에서 생성되는 열에너지를 이용함으로써 고온흡착 건조기 재생을 효율적으로 수행함을 특징으로 하는 건조,고순도 질소 생산공정 : (a) 공급 공기를 막시스템에 통과시켜 분리하고 잔류 산소를 함유하는 부분적으로 정제된 질소류를 회수하여: (b)수소와 산소와의 반웅의 발열성이 반응열을 생성하게 되는, 촉매 연소 시스템에서 상기 질소류중에 존재하는 잔류 산소를 수소와 반응시키고, 습윤, 고순도 질소류를 상기 시스템으로부터 회수하여; (c) 상기 습윤, 고순도 질소류를 낮은 건조온도로 홉착 건조기에서 건조시키고; (d)상기 촉매연소 시스템에서 생성된 반응열을 사용하여 바람직한 재생 온도로 가옅된 퍼어지 가스를 상승된 건조기 재생온도에서 통과시켜 상기 수분제거를 위한 흡착 건조기 베드를 재생시킨다.
  2. 제1항에 있어서, 건조기 재생 퍼어지가스는 촉매연소 시스템에서 회수된 습윤, 고순도 질소류로 구성되고, 상기 질소류는 낮은 건조온도로의 냉각 및 수분제거열이 상승된 온도에서 재생될 흡착 건조기 베드로 직접 통과하며, 상기 고순도 질소류는 재생되는 건조기 베드로 부터 낮은 건조온도에서 상기 습윤, 고순도 질소류의 건조를 위하여 사용되는 건조기 베드로 통과되는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 공정.
  3. 제2항에 있어서, 흡착 건조기 베드와 재생을 위해 퍼어지가스로 사용되는 고순도 질소류는 건조를 위해 흡착건조기 베드에 통과되기 전에 냉각기 및 수분 분리수단을 통과하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 공정.
  4. 제1항에 있어서, 상기 습윤, 고순도 질소류는 건조를 위해 상기 흠착 건조기 베드로 통과되기 전에 반응열의 제거를 위해 열교환기로 통과되고, 건조기 퍼어지가스는 상승된 건조기 재생온도에서 건조기베드로 통과되기 전에 상기 열교환기로 통과되는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 공정.
  5. 제4항에 있어서, 상기 막시스템은, 비투과 가스로서 부분적으로 정제된 질소류가 회수되고, 첫단계에 비해 높은 질소농도를 얻는 첫단계가 아닌 단계에서 다량의 투과 가스가 제거되며. 상기 건조기 퍼어지가스로 사용되는 상기 투과 가스의 일부는 열교환기로 통과되고, 그러한 투과가스는 비교적 큰 퍼어지/공급 비율로 건조기베드에 제공되는, 하나 이상의 막단계로 구성됨을 특징으로 하는 공정.
  6. 제5항에 있어서, 건조기 퍼어지가스로 사용되는 상기 투과성가스는 두번째 단계의 투과가스로 구성되고,막시스템은 두단계 시스템으로 구성됨을 특징으로 하는 공정.
  7. 제4항에 있어서, 건조, 고순도질소 생성물가스는 가열을 위해 상기 열교환기외 순환되고 상기 건조기 퍼어지 가스로 사용되는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 공정.
  8. 제4항에 있어서, 막시스템을 통과하는 압축된 공급공기의 일부는 상기 열교환기로 통과되어 상기 건조기 퍼어지가스로 사용됨을 특징으로 하는 공정.
  9. 4항에 있어서, 외부 공기가 압축되 어 상기 열교환기로 통과되고 상기 건조기 퍼어지가스로 사용됨을 특징으로하는 공정.
  10. 제6항에 있어서, 건조기베드로부터 재생되는 퍼어지 유출물이 재순환되어 압축되고 막시스템으로 통과되는 공정을 포항하는 것을 특징으로 하는 공정.
  11. 제7항에 있어서, 건조기 베드로부터 재생되는 퍼어지 유출물이 부가적 공정을 위해 재순환되어 바람직한 부가량의 질소가 회수되는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 공정.
  12. 제11항에 있어서. 상기 퍼어지 유출물은 질소류와 함께 촉매 연소 시스템으로 부터 열교환기로의 통과를 위해 재순환 됨을 특징으로 하는 공정.
  13. 제11항에 있어서, 상기 퍼어지 유출물은 상기 촉매연소 시스템의 상향흐름에서 재순환됨을 특징으로 하는 공정.
  14. 제8항에 있어서, 부가량의 질소를 회수하기 위해 막시스템으로 부가량의 공급공기와 함께 통과시키기 위해, 재생되는 건조기베드로부터 퍼어지 유출물을 재순환시키는 공정을 포함하는 것을 륵징으로 하는 공정.
  15. 하기의 (a), (b), (c), (d), (e). (f)및 (9)로 구성되고, 고온 흡착기 재생이 감소된 열에너지 요구도로 효과적으로 수행됨을 특징으로 하는 건조, 고순도질소 질소 생산공정 ; (a) 하나이상의 막단계로 구성되는 막시스템에 공급 공기를 통과시켜 분리하여 잔류 산소를 함유하는 부분적으로 정제된 질소류를 회수하고: (b)수소와 산소 반응의 발열성이 반응열을 생성하게 되는 촉매연소 시스템에서 상기 질소류 중에 존재하는 잔류 산소를 수소와 반응시켜, 습윤, 고순도 질소류를 시스템으로부터 비-투과 가스로서 회수하고, (C)상기 질소류를 낮은 건조 온도로 냉각시켜 수분을 제거하고; (d) 상기 습윤, 고순도 질소류를 낮은 건조온도로 흡착 건조기층에서 건조시키며: (e)첫단계에 비해 높은 질소농도를 얻는 첫단계가 아닌 단계에서 다량의 투과가스를 제거하고; (f) 상기투과의 일부는 얼교환기를 통과하여 높은 건조기 재생온도로 가열되어, 상기 건조기 퍼어지가스로 비교적 큰 퍼어지/공급비율로 건조기 베드에 공급됨으로써, 건조기의 열에너지 요구도를 감소시키며 : 그리고 (9)가열된 투과가스는 상기 건조기베드의 재생을 위해 상기 상승된 온도에서 건조기베드로 통과된다.
  16. 제15항에 있어서, 상기 막시스템은 2-단계 시스템임을 특징으로 하는 공정.
  17. 제15항에 있어서, 건조기로 부터 퍼어지 유출물을 부가량의 질소회수를 위해 부가량의 공급공기와 함께 막시스템으로 통과시키는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 공정.
  18. 하기의 (a), (b), (c), (d), (e)및 (f)로구성되고, 촉매연소 시스템에서 생성되고 건조기시스템을 위한 퍼어지가스로 제거되는 습윤, 고순도 질소류에 함유되게 되는 열에너지를, 질소 생성물 회수율의 감소없이, 이용하여 고온 흡착 건조기 재생을 효율적으로 수행함을 특징으로 하는 건조, 고순도질소 생산시스템 : (a)공급공기를 분리하고 잔류산소를 함유하는 부분적으로 정제된 질소류를 회수하기 위한 막시스템: (b)상기 부분적으로 정제된 질소류중에 존재하는 잔류산소를 수소와 반응시켜, 반응열을 발생시키고, 습윤, 고순도 질소류를 회수하기 위해 사용되는 촉매연소 시스템 : (C) 낮은 건조온도에서 흡착 건조기 베드에 수분을 홉착하며 상기 습윤, 고순도질소를 건조시키기 위해 사용되고. 한 베드는 상기 질소류의 건조를 위해 이용되고 다른 베드는 상승된 베드 재생온도에서 흡착된 수분의 제거에 의한 재생에 이용되는 2개 이상의 베드를 포함하는 흡착 건조기 시스템 : (d) 상기 질소류를 상기 낮은 건조온도로 냉각시키기 위한 냉각수단으로의 통과없이, 상기 질소류를 촉매연소 시스템으로 부터 재생이 수행되는 상기 건조기 시스템으로 통과시키기 위한 밸브조절수단을 포함하는 도관수단: (e)낮은 건조온도에서 상기 질소류를 건조시키기 위한 상기 건조기 시스템의 베드에 상기 습윤, 고순도 질소류를 통과시키기 위한, 냉각 및 수분제거 수단을 포함하는 도관수단; 그리고 (f) 흡착 건조기 시스템 으로부터 건조 고순도질소 생성물의 제거.
  19. 제18항에 있어서, 상기 막시스템은 질소류가 비-투과 가스로 회수되는 1단계 이상을 포함하고, 투과가스를 첫번째 단계가 아닌 단계에서 부가량의 공급공기와 함께 통과시키기 위해 막시스템으로 재순환시키는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  20. 제19항에 있어서, 상기 막 시스템은 2-단계 시스템임을 특징으로 하는 시스템.
  21. 하기의 (a). (b), (c), (d) 및 (e)로 구성되고, 건조기 재생을 위해 사용되는 퍼어지가스의 가열에 촉매연소 시스템에서 생성되는 열에너지를 이용하여 고온 흡착건조기 재생을 효율적으로 수행함을 특징으로 하는 건조, 고순도질소 생산시스템 , (a)공급공기를 분리하고 잔류산소를 함유하는 부분적으로 정제된 질소류를 회수하기 위한 막시스템 ; (b)상기 부분적으로 정제된 질소류 중에 존재하는 잔류산소를 수소와 반응시켜, 반응열을 발생시키고, 습윤. 고순도 질소류를 회수하기 위해 사용되는 촉매연소 시스템; (C)상기 습윤, 고순도 질소류의 열을 상기 습윤. 고순도 질소류외 건조에 사용되는 퍼어지 가스류로 전달하기 위한 열교환수단; (d) 낮은 건조온도에서 흡착 건조기베드에 수분을 흡착하여 상기 습윤, 고순도질소를 건조시키기 위해 사용되고, 한 베드는 상기 질소류의 건조를 위해 이용되고 다른 베드는 상승된 베드 재생온도에서 홉착된 수분의 제거에 의한 재생에 이용되는 2개 이상의 베드를 포함하는 흡착 건조기 시스템; 그리고 (e) 상기 퍼어지 가스류를 열교환 수단으로 부터 상기 상승된 베드 재생 온도에서 재생되는 상기 흡착 건조기 시스템의 베드로 통과시키기 위한 도관수단.
  22. 제21항에 있어서, 상기 막 시스템은 부분적으로 정제된 질소류가 비 -투과 가스로 회수되는 하나의 막단계이상으로 구성되고. 첫번째 단계에 비해 고농도 질소를 얻는 첫단계가 아닌 단계에서 다량의 투과가스를 제거하기 위한 도관수단을 포함하며, 상기 투과가스의 일부를 흡착 건조기 시스템에 비교적 큰 퍼어지/공급비율로 공급 하기 위해 상기 열교환 수단으로 통과시키는 도관수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  23. 제22항에 있어서, 상기 막 시스템은 2개의 막단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  24. 제21항에 있어서, 건조, 고순도질소 생성물을 상기 퍼어지 가스류로서 상기 열교환수단으로 통과시키기위한 도관수단을 더욱더 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  25. 제21항에 있어서, 막시스템을 통과하는 공급공기의 일부를 바람직한 막압력에서 상기 퍼어지가스류로 상기 열교환 수단으로 통과시키기 위한 도관수단을 더욱더 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  26. 제21항에 있어서, 외부공기를 상기 퍼어지가스류로서 상기 열교환 수단으로 통과시키기 위한 도관수단을 더욱더 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  27. 제26항에 있어서, 상기 외부공기를 바람직한 퍼어지 가스압력으로 가압하기 위한 블로워수단을 더욱더 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  28. 하기의 (a), (b), (c), (d) 및 (e)로구성되고. 감소된 열에너지 요구도로고온흡착 건조기 재생을 효율적으로 수행함을 특징으로 하는 건조 고순도질소 생산 시스템 ; (a) 공급공기를 분리하고 잔류산소를 함유하는 부분적으로 정재된 질소류의 회수를 위한 하나이상의 막단계를 포함하는 막시스템 : (b) 상기 부분적으로 정제된 질소류 중에 존재하는 잔류산소를 수소와 반응시켜, 반응옅을 발생시키고, 습윤, 고순도 질소류를 회수하기 위해 사용되는 촉매연소 시스템 : (C) 낮은 건조온도에서 흡찬 건조기베드에 수분을 흡착하여 상기 습윤, 고순도질소를 건조 시키기 위해 사용되고, 한 베드는 상기 질소류의 건조를 위해 이용되고 다른 베드는 상승된 베드 재생온도에서 흡착된 수분의 제거에 의한 재생에 이용되는 2개 이상의 베드를 포함하는 흡착건조기 시스템: (d) 상기 습윤,고순도질소류의 열을 상기 젖은, 고순도질소류의 건조에 사용되는 베드의 흡착물질의 재생을 위해 사용되는 퍼어지가스류로 전달하기 위한 열교환수단;그리고 (e) 첫번째 단계에 배해 고농도질소가 얻어지는 첫 막단계가 아닌 단계에서 다량의 가스류를 제거하기 위해 사용되고, 상기 가스류의 일부를 흡착건조기 시스템에 비교적 높은 퍼어지/공급 비율로 제공하기 위하여 상기 열교환 수단으로 통과시키는 도관수단을 포함하는 도관 수단.
  29. 제28항에 있어서, 상기 막시스템은 2-단계 시스템으로 구성됨을 특징으로 하는 시스템.
  30. 제28항에 있어서, 흡착 건조기 시스템으로 부터의 재순환 유출물 가스를 부가량의 공급공기와 함께 상기 막시스템으로 통과시키기 위하여 재순환 시키는 도관수단을 더욱더 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  31. ※ 참고사항 : 최초출원 내용에 의하여 공개되는 것임.
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