KR930008422A - 저온압력진동흡착 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 압력진동흡착 가스분리조작은 외부에서 공급되는 냉각없이 내부 냉각효과를 유지하고 사용하는 것에 의해 보다 개선된 시스템 및 공정을 제공한다.

Description

저온 압력진동흡착
본 내용은 요부공개 건이므로 전문내용을 수록하지 않았음
제1도는 본 발명의 자기-냉각 PSA 흡착베드의 구현예의 개략도,
제2도는 전형적인 2베드 흡착시스템의 공정 흐름도.

Claims (60)

  1. 보다 쉽게 흡착할 수 있는 성분과 쉽게 흡착할 수 없는 성분을 포함하는 원료가스 혼합물의 보다 쉽게 흡착할 수 있는 성분의 분리를 위한 하기의 (a) 내지 (f)로 구성되는, 흡착용기의 재생구역과 절연수단의 결합으로 용기내에서 내부적으로 생성된 자기-냉각의 유지가 가능하고, 흡착베드의 평균온도가 외부적으로 공급되는 냉각없이 순환적 흡착/탈착 조작동안에 감소될 수 있는 것을 특징으로 하는 압력진동흡착시스템 : (a) 상기 원료혼합물의 보다 쉽게 흡착 될 수 있는 성분을 선택적으로 흡착할 수 있는 평형-형태 흡착물질, 상기 흡착물질은 상기 보다 쉽게 흡착할 수 있는 성분에 대한 비교적 강한 흡착제이고 ㎏당 25g이하의 물 부하를 가지는, 의 베드, 상기 흡착물질의 베드는 외부로부터 공급되는 냉각을 위한 수단을 가지지 않는, 틀 포함하는 하나 이상의 흡착용기; (b) 원료가스 혼합물을 흡착용기의 공급단부로 통과시키고 흡착물질의 베드로부터의 탈착으로 보다쉽게 흡착할 수 있는 성분을 제거하기 위한 도관수단; (c) 용기의 반대편 단부로부터 쉽게 흡착할 수 없는 성분을 제거하기위한 도관수단; (d) 상기 도관수단들에 근접한 공급단부 및 흡착용기의 반대편 단부에 위치한 것으로, 이들 사이에 상기 흡착베드의 위치한 분배수단들; (e) 상기 흡착용기내의 흡착물질의 베드와 상기 흡착용기의 공급단부에 위치한 상기 분배수단 사이에 위치한것으로, 배드에서 수행되는 흡착/탈착 공정 순서의 탈착부분동안 후진 스트리임에서 냉각을 저장하기위해 사용되는 도관요소로 구성되는, 재생 구역; 및 (f) 흡착용기의 외부로부터 벽을 통해 용기내의 흡착물질의 베드나 재생구역으로 열이 유입되는 것에 의해 순환적 흡착/탈착조작동안 생성된 자기-냉각이 손실되는 것을 방지하기 위해 사용되는, 흡작용기벽의 절연수단.
  2. 제1항에 있어서, 상기 흡착물질의 베드는 2.0 내지 2.6의 실리카/알루미늄비를 가지는 Na-X 제올라이트로 구성되는 것을 특징으로 하는 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 실리카/알루미늄비는 2.0 내지 2.4임을 특징으로 하는 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 흡착물질의 베드는 5A 형태의 제올라이트로 구성되는 것을 특징으로 하는 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 상기 흡착물질의 베드는 4A 형태의 제올라이트로 구성되는 것을 특징으로 하는 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 상기 재생구역은 금속입자로 구성되는 것을 특징으로 하는 시스템.
  7. 제1항에 있어서, 상기 재생구역은 250 내지 0.5BTU/°F/ft/ft3/hr의 열전도성을 가지는 입자로 구성되는 것을 특징으로 하는 시스템.
  8. 제7항에 있어서, 상기 열전도성은 150 내지 15BTU/°F/ft/ft2/hr인것을 특징으로 하는 시스템.
  9. 제1항에 있어서, 상기 물 부하는 ㎏ 당 10g이하인 것을 특징으로 하는 시스템.
  10. 제1항에 있어서, 상기 시스템은 상기 흡착물질의 베드, 원료가스 혼합물을 시스템으로 통과시키고 시스템으로부터 보다 쉽게 흡착할 수 있는 성분을 제거하기 위한 상기 도관수단, 및 각 베드에서 순환기저로 수행되는 흡착/탈착 압력진동흡착공정을 가능하게하기 위해 사용되는 시스템으로부터 쉽게 흡착할 수 없는 성분을 제거하기 위한 도관수단을 포함하는 둘 이상의 흡착용기로 구성되는 것을 특징으로 하는 시스템.
  11. 제1항에 있어서, 흡착용기의 공급단부에 위치한 분배수단은 그곳의 공극부피를 감소시키기 위한 입자로 채워지는 것을 특징으로 하는 시스템.
  12. 제11항에 있어서, 상기 입자는 전도성 입자인 것을 특징으로 하는 시스템.
  13. 흡착용기내의 상기 재생구역과 흡착물질의 베드 사이에 위치하고, 원료가스 혼합물로부터 수증기, 이산화탄소 및 무거운 탄화수소류를 제거할 수 있는 건조제로 구성되며, 그 일부가 상기 흡착물질의 베드 근처에서 두 번째 재생구역의 역할을 수행하는, 건조구역을 포함하는 제1항의 시스템.
  14. 제13항에 있어서, 상기 흡착물질의 베드는 2.0 내지 2.6의 실리카/알루미늄비를 가지는 Na-X 제올라이트로 구성된는 것을 특징으로 하는 시스템.
  15. 제14항에 있어서, 상기 실리카/알루미늄비는 2.0 내지 2.4임을 특징으로 하는 시스템.
  16. 제13항에 있어서, 상기 흡착물질의 베드는 5A형태의 제올라이트로 구성되는 것을 특징으로 하는 시스템.
  17. 제13항에 있어서, 상기 흡착물질의 베드는 4A형태의 제올라이트로 구성되는 것을 특징으로 하는 시스템.
  18. 제13항에 있어서, 상기 재생구역은 금속입자로 구성되는 것을 특징으로 하는 시스템.
  19. 제13항에 있어서, 상기 재생구역은 250 내지 0.5BTU/°F/ft/ft2/hr의 열전도성을 가지는 입자로 구성되는 것을 특징으로 하는 시스템.
  20. 제19항에 있어서, 상기 열전도성은 150 내지 15BTU/OF/Ft/Ft2인것을 특징으로 하는 시스템.
  21. 제13항에 있어서, 상기 시스템은 상기 흡착물질의 베드, 원료가스 혼합물을 시스템으로 통과시키고 시스템으로부터 보다 쉽게 흡착할 수 있는 성분을 제거하기위한 상기 도관수단, 및 각 베드에서 순환기저로 수행되는 흡착/탈착 압력 진동흡착공정을 가능하게 하기위해 사용되는 시스템으로부터 쉽게 흡착할 수 없는 성분을 제거하기 위한 도관수단을 포함하는 둘 이상의 흡착용기로 구성되는 것을 특징으로 하는 시스템.
  22. 제13항에 있어서, 흡착용기의 공급단부에 위치한 분배수단은 그곳의 공극부피를 감소시키기 위한 입자로 채워지는 것을 특징으로 하는 시스템.
  23. 제22항에 있어서, 상기 입자는 전도성 입자인 것을 특징으로 하는 시스템.
  24. 하기의 (a) 내지 (c)로 구성되는 순환적 흡착/탈착 공정에서 보다 쉽게 흡착할 수 있는 성분과 쉽게 흡찰할 수 없는 성분을 포함하는 원료가스 혼합물의 보다 쉽게 흡착할 수 있는 성분의 분리를 위한, 흡착용기의 재생구역과 절연수단의 결합으로 용기내에서 내부적으로 생성된 자기-냉각의 유지가 가능하고, 흡착베드의 평균온도가 외부적으로 공급되는 냉각없이 순환적 흡작/탈착 조작동안에 감소될 수 있는 것을 특징으로 하는, 압력진동흡착공정 : (a) 상기 원료가스 혼합물은, 상기 원료혼합문의 보다쉽게 흡착할 수 있는 성분을 선택적으로 흡착할 수있는 평형-형태 흡착물질, 상기 흡착물질은 상기 보다 쉽게 흡착할 수 있는 성분에 대한 비교적 강한 흡착제이고 ㎏당 25g이하의 물 부하를 가지는, 의 베드, 상기 흡착물질의 베드는 외부로부터 공급되는 냉각을 위한 수단을 가지지 않는, 틀 포함하는 하나 이상의 흡착 용기로 통과하고, 상기 도관수단들에 근접한 공급단부에 위치한 분배수단 및 흡착물질의 베드와 상기 분배수단 사이에 위치한 것으로, 베드에서 수행되는 흡착/탈착 공정순서의 탈착부분동안 후진 스트리임에서 냉각을 저장하기위해 사용되는 도관 요소로 구성되는, 재상 구역을 통과하며, 상기 흡착용기는 흡착 용기의 외부로부터 벽을 통해 용기내의 흡착물질의 베드나 재생구역으로 열이 유입되는 것에 의해 순환적 흡착/탈착조작동안 생성된 상당량의 자기-냉각이 손실되는 것을 방지하기 위해 사용되는, 흡착용기벽의 절연수단을 포함하고; (b) 높은 흡착압력에서 용기의 반대편 단부의 분배수단으로부터 쉽게 흡착할 수 없는 성분을 제거하고; 그리고 (c) 높은 흡착압력/낮은 탈착압력 비가 1.25/1 내지 5.0/1인, 0.4 내지 1.2기압의 낮은 탈착압력으로 베드를 감압하여 베드의 공급단부로부터 원료가스 혼합물의 보다 쉽게 흡착할 수 있는 성분을 제거한다.
  25. 제24항에 있어서, 상기 낮은 탈착압력은 0.4 내지 0.7기압이고 상기 높은 흡착압력/낮은 탈착압력 비는 1.4/1 내지 5.0/1인 것을 특징으로 하는 공정.
  26. 제25항에 있어서, 상기 높은 흡착압력/낮은 탈착압력 비가 1.7/1 내기 3.0/1인것을 특징으로 하는 공정.
  27. 제24항에 있어서, 상기 낮은 탈착압력은 1 내지 1.2기압이고 상기 높은 흡착압력/낮은 탈착압력 비는 1.25 내지 3.5/1인 것을 특징으로 하는 공정.
  28. 제27항에 있어서, 상기 높은 흡착압력/낮은 탈착압력 비가 1.4/1 내지 2.5/1인것을 특징으로 하는 공정.
  29. 제24항에 있어서, 상기 재생구역 입자의 열전도성은 250 내지 0.5BTU/°F/ft/ft2/hr인것을 특징으로 하는 공정.
  30. 제29항에 있어서, 상기 열전도성은 150 내지 15BTU/°F/ft/ft2/hr인것을 특징으로 하는 공정.
  31. 제24항에 있어서, 상기 물 부하는 ㎏당 10g이하인것을 특징으로 하는 공정.
  32. 제24항에 있어서 상기 흡착물질의 베드는 2.0 내지 2.6의 실리카/알루미늄비를 가지는 Na-X 제올라이트로 구성되는 것을 특징으로 하는 공정.
  33. 제32항에 있어서, 상기 실리카/알루미늄비는 2.0 내지 2.4임을 특징으로 하는 공정.
  34. 제24항에 있어서, 상기 흡착물질의 베드는 5A 형태의 제올라이트로 구성되는 것을 특징으로 하는 공정.
  35. 제24항에 있어서, 상기 흡착물질의 베드는 4A 형태의 제올라이트로 구성되는 것을 특징으로 하는 공정.
  36. 제24항에 있어서, 흡착용기의 공급단부에 위치한 분배수단은 그곳의 공극부피를 감소시키기 위한 입자를 함유하는 것을 특징으로 하는 공정.
  37. 상기 원료가스 혼합물이 흡착용기내의 상기 재생구역과 흡착물질의 베드사이에 위치하고, 원료가스 혼합물로부터 수증기, 이산화탄소 및 무거운 탄화수소류를 제거할 수 있는 건조제로 구성되며, 그 일부가 상기 흡착물질의 베드 근처에서 두번째 재생구역의 역활을 수행하는, 건조구역을 통과하는 것을 포함하는 제24항의 공정.
  38. 제37항에 있어서, 상기 낮은 탈착압력이 0.4 내지 0.7기압이고 상기 높은 흡착압력/낮은 탈착압력 비가 1.4/1 내지 2.5/1인 것을 특징으로 하는 공정.
  39. 제37항에 있어서, 상기 낮은 탈착압력은 1/내지 1.2기압이고 상기 높은 흡착압력/낮은 탈착압력 비는 1.25 내지 3.5/1인것을 특징으로 하는 공정.
  40. 제38항에 있어서, 상기 재생구역 입자의 열전도성은 250 내지 0.5BTU/°F/ft/ft2/hr 인것을 특징으로 하는 공정.
  41. 제40항에 있어서, 상기 열전도성은 150 내지 15BTU/°F/ft/ft2/hr 인것을 특징으로 하는 공정.
  42. 제37항에 있어서, 상기 물 부하는 ㎏당 10g이하인것을 특징으로 하는 공정.
  43. 제37항에 있어서, 상기 흡착물질의 베드는 2.0 내지 2.6의 실리카/알루미늄비를 가지는 Na-X 제올라이트로 구성되는 것을 특징으로 하는 공정.
  44. 제43항에 있어서, 상기 실리카/알루미늄비는 2.0 내지 2.4임을 특징으로 하는 공정.
  45. 제37항에 있어서, 상기 흡착물질의 베드는 5A 형태의 제올라이트로 구성되는 것을 특징으로 하는 공정.
  46. 제37항에 있어서, 상기 흡착물질의 베드는 4A 형태의 제올라이트로 구성되는 것을 특징으로 하는 공정.
  47. 제37항에 있어서, 흡착용기의 공급단부에 위치한 분배수단은 그곳의 공극부피를 감소시키기 위한 입자를 함유하는 것을 특징으로 하는 공정.
  48. 제24항에 있어서, 원료가스 혼합물은 공기로 구성되는 것을 특징으로 하는 공정.
  49. 제48항에 있어서, 상기 베드의 반대편 단부에서 회수되는 쉽게 흡착할 수 없는 성분은 산소 및 아르곤 생성물 가스로 구성되는 것을 특징으로 하는 공정.
  50. 제24항에 있어서, 베드의 공급단부에서 회수되는 보다쉽게 흡착할수 있는 성분은 질소 생성물 가스로 구성되는 것을 특징으로 하는 공정.
  51. 제24항에 있어서, 원료가스 혼합물은 보다쉽게 흡착할 수 있는 성분인 질소와 쉽게 흡착할 수 없는 성분인 헬륨으로 구성되는 것을 특징으로 하는 공정.
  52. 제24항에 있어서, 원료가스 혼합물은 보다쉽게 흡착할 수 있는 성분인 질소와 쉽게 흡착할 수 없는 성분인 수소으로 구성되는 것을 특징으로 하는 공정.
  53. 제24항에 있어서, 상기 원료가스 혼합물은, 순환기저로, 둘 이상의 흡착용기를 통과하는 것을 특징으로 하는 공정.
  54. 제37항에 있어서, 원료가스 혼합물은 공기로 구성되는 것을 특징으로 하는 공정.
  55. 제54항에 있어서, 상기 베드의 반대편 단부에서 회수되는 쉽게 흡착할 수 없는 성분은 산소 및 아르곤 생성물 가스로 구성되는 것을 특징으로 하는 공정.
  56. 제54항에 있어서, 베드의 공급단부로부터 회수되는 보다쉽게 흡착할 수 있는 성분은 질소 생성물 가스로 구성되는 것을 특징으로 하는 공정.
  57. 제37항에 있어서, 원료가스 혼합물은 보다쉽게 흡착할 수 있는 성분인 질소와 쉽게 흡착할 수 없는 성분인 헬륨으로 구성되는 것을 특징으로 하는 공정.
  58. 제37항에 있어서, 원료가스 혼합물은 보다쉽게 흡착할 수 있는 성분인 질소와 쉽게 흡착할 수 없는 성분인 수소로 구성되는 것을 특징으로 하는 공정.
  59. 제37항에 있어서, 상기 원료가스 혼합물은, 순환가지로, 둘 이상의 흡착용기를 통과하는 특징으로 하는 공정.
  60. ※ 참고사항 : 최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임.
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