KR930010762B1 - 분리용 공기의 예비정제 방법 - Google Patents

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Description

분리용 공기의 예비정제 방법
제1도는 본 발명에 따른 압력 스윙 흡착(pressure swing adsorption)(PSA) 예비정제 시스템의 도식적인 흐름도이고,
제2도는 본 발명에 따른 PSA 예비정제 시스템의 또 다른 태양의 도식적인 흐름도이다.
본 발명은 공기를 통상적인 분리 장치에 도입하기 전에 공기로부터 원치않는 가스성 불순물을 제거하는 것에 관한 것이다.
공기를 극저온 분리하므로써 질소와 산소를 생산하는 통상적인 공기 분리 장치(air separation units, ASUs)는 기본적으로 매우 저온에서 작동하는 2단계의 증류 컬럼으로 이루어진다. 극저온으로 인해, ASU로 공급되는 압축 공기로부터 수증기와 이산화탄소를 제거하는 것이 필수적이다. 만일 그렇게 하지 않으면, ASU의 저온 부분이 결빙되어, 생산을 멈추게 하고 냉동된 가스의 거슬리는 고형괴를 재증발 및 제거시키기 위해 막힌 부분을 가온시키는 것이 필요하게 된다. 이 공정은 경비가 매우 많이 들 수 있다. ASU의 결빙을 방지하기 위해서는, 일반적으로 압축 공기 공급 스트림중의 수증기 및 이산화탄소의 양이 각각 0.1ppm 및 1.0ppm 미만이어야 한다고 인식하고 있다.
공기 예비정제 방법 및 장치는 상기의 오염 수준을 항상 충족시키는, 바람직하게는 그를 능가하는 능력을 가져야 하며, 또한 효과적인 방법으로 그렇게 하여야 한다. 이는 예비정제 경비가 ASU의 가스 제품 비용에 직접 부가되기 때문에 특히 중요하다.
공기를 예비정제하기 위한 현재의 상업적인 방법은 역전 열 교환기(reversing heat exchangers), 온도 스윙 흡착법 및 압력 스윙 흡착법을 포함한다. 상기 접근방법중 역전 열 교환기 및 온도 스윙 흡착방법에 대해서는 윌슨(Wilson) 등이 문헌[IOMA BROADCASTER, Jan. -Feb., 1984, pp 15-20]에 기술하고 역전 열 교환기는 수증기와 이산화탄소를 교환기의 통로에서 교대로 냉동 및 증발시키므로써 이들을 제거한다. 이 시스템은 교환기의 통로를 세척, 즉 재생하는데 가스 제품의 다량, 전형적으로 50% 이상이 필요하다. 그러므로, 제품의 수율은 공급물의 약 50%까지 제한된다. 특징적인 기계 및 소음 문제와 함께 상기의 중요한 단점의 결과로, 예비정제 수단으로 역전 열 교환기의 사용은 최근 몇년간 점점 사양화되고 있다.
온도 스윙 흡착(TSA) 예비정제법에서는, 저온, 전형적으로 약 5℃에서 불순물을 제거하고, 승온, 예를 들면 약 150 내지 250℃에서 재생을 수행한다. 재생에 필요한 가스 제품의 양은 전형적으로 단지 약 12 내지 15%이며, 이는 역전 열 교환기보다 상당히 개선된 것이다. 그러나, TSA 공정은 공급 가스를 냉각시키는 냉장 장치 및 재생 가스를 가열시키는 가열 장치를 모두 필요로 한다. 그러므로, 이 방법은 자본 비용 및 에너지 소비면에서 모두 불리하다.
압력 스윙 흡착(PSA) 방법은 흡착 및 재생 모두가 주위 온도에서 수행되기 때문에 TSA보다 관심을 끄는 대안이다. PSA에서는 일반적으로 TSA보다 실질적으로 많은 양의 재생 가스가 필요하다. 이점은 극저온에 의해 분리된 생성물을 다량 회수하는 것이 필요할 때 불리할 수 있다. PSA 공기 예비정제 장치를 극저온 ASU 설비에 연결시킬 때는, 극저온 부분으로부터 나온 수증기 및 이산화탄소가 거의 없는 폐기 스트림을 재생 가스로 사용한다.
이러한 PSA 예비정제 방법은 독일 특허 공보 DE 3,045,451(1981)에 기재되어 있다. 이 공정은 5°내지 10℃, 883KPa(9kg/㎠)의 흡착 압력 및 98KPa(latm)의 재생 압력에서 작동한다. 공급 공기를 다량의 수증기 및 이산화탄소를 제거하기 위해 13X 제올라이트 입자층을 통해 가압하에 통과시키고, 이어서 잔류하는 낮은 농도의 이산화탄소 및 수증기를 제거하기 위해 활성 알루미나 입자층을 통해 통과시킨다. 이러한 방식의 흡착층의 배열은 PSA 베드에서 온도 작용(즉, 탈착시 온도 강하)을 감소시킨다고 주장하고 있다. 상기 독일 특허의 방법과 유사한 방법이 도모무라(Tomomura) 등의 문헌[KAGAKU KOGAKU RONBUNSHU, 13(5), (1987), pp 548-553]에 기술되어 있다. 도모무라의 공정은 28℃ 내지 35℃, 0.65MPa의 흡착 압력 및 0.11MPa의 재생 압력에서 작동한다. 이 공정은 7.1S㎥/분/㎥의 체 특이성 생성물과 6.3%의 환기 가스 손실을 갖는다. 활성 알루미나는 베드의 약 40%를 차지한다. 사용된 흡착 입자의 상대적 크기는 13X 제올라이트의 경우 2.4 내지 4.8mm 및 활성 알루미나의 경우 2 내지 4mm이다.
일본국 공개 특허 공보 소화 59-4414(1984)는 수증기 및 이산화탄소를 제거하기 위해 별도의 베드와 흡착제를 사용하는 PSA 예비-정제공정을 기술한다. 활성 알루미나 또는 실리카겔을 함유하는 수증기 제거탑은 저압에서 퍼지시킴(low pressure purge)으로써 재생되지만, 13X 제올라이트를 함유하는 이산화탄소 제거탑은 퍼지하지 않고 단지 배기에 의해 재생된다. 제품 회수를 많이 하는 일부 방법에서 진공 펌프의 사용은 용인될 수 있다. 이 공정의 재생 가스 필요량(25%)은 통상적인 TSA 예비정제 장치(ppu)의 재생 가스 필요량에 비해 높다.
일본국 특허 공보 소화 57-99316(1982)은 공급 공기, 환기 가스 및 퍼지 가스를 열 교환기를 통과시켜 거의 동일한 온도에서 흡착 및 탈착이 일어나도록 하는 방법을 개시한다. 이 방법의 잇점은 재생 가스의 필요량을 감소시키는 것이라고 주장한다.
일본국 특허 공보 소화 55-95079(1980)에 개시된 방법에서는, PSA 장치로부터의 건조 공기 생성물을 사용하여 제1단계를 퍼지하고, ASU로부터의 불순한 질소 스트림을 사용하여 제2단계를 퍼지하는 2단계의 PSA에 의해 공기를 처리하여 수증기 및 이산화탄소를 제거한다. 이 공정은 총 질소 회수량면에서 유리하다고 주장한다.
유럽 특허 공보 제232,840호(1987)는 수증기를 제거하기 위해 활성 알루미나를 사용하고 이산화탄소를 제거하기 위해 제올라이트를 사용하는 PSA 방법을 개시한다. 활성 알루미나의 사용은 보다 저온에서 수증기를 제거시키므로, 보다 저온에서 이산화탄소의 흡착이 일어난다고 주장한다. 흡측 및 탈착은 모두 거의 주위온도에서 일어난다.
독일 공개 공보 DE 3,072,190 A1(1988)에 개시된 PSA 사이클에서는 흡착열의 적어도 80%가 베드에 보유되고 재생에 이용가능하다. PSA 베드에 흡착열을 보유하는 원리는 이 분야에 잘 확립되어 있다.
PSA를 기본으로 하는 많은 예비정제 방법론들이 문헌에 제안되어 있지만, 이 방법과 연관지어 자본 비용이 많이 필요하므로 상업적으로 실제 거의 사용되지 않고 있다.
일반적으로, 공지된 PSA 예비정제 방법은 퍼지 가스로 생성물의 최소한 25%, 전형적으로 40 내지 50%를 필요로 한다. 이 방법은 낮은 체(sieve) 특이성 생성물을 갖는 결과로 인해 자본 비용이 많이 필요하다. 예비정제 시스템 비용의 증가는 공장설비의 크기와 거의 비례하는 반면, 그 밖의 공장설비는 0.6 규정 출력율로 증가하므로 공기 예비정제 시스템의 자본 비용 감소는 거대한 공장 설비가 계획될때 특히 중요하다. 그러므로, 거대한 공장 설비의 경우, 예비정제 시스템 작업의 개선이 상당한 비용 절감을 야기시킬 수 있다는 것이 쉽게 생각될 것이다.
본 발명에 따라, 자본 비용 및 퍼지 가스 필요량면에서 선행기술보다 유리한, 수증기 및 이산화탄소를 효과적으로 제거하는 방법이 밝혀졌다.
대기로의 환기, 배기하의 환기 및 배기하의 퍼지로 이루어진 3단계로 재생되는 흡착 베드에 수증기 및 이산화탄소가 공기로부터 흡착되는 PSA 공정에 의해, 수증기 및 이산화탄소는 ASU에 도입되기 전에 공기로부터 제거된다. 작은 흡착제 입자의 사용으로 인한 높은 흡착 효율 및 진공 퍼지의 사용으로 야기된 높은 재생 효율은 보다 적은 베드 용량의 흡착 베드를 사용할 수 있게 하며 퍼지 가스 필요량을 감소시키므로써 공정의 경제적인 잇점을 전체적으로 개선시킨다.
본 발명은 흡착 베드가 대기로의 환기, 배기하의 환기 및 연속 배기하의 퍼지를 포함한 3단계로 재생되는, 압력 스윙 흡착(PSA) 사이클을 사용하는, 극저온 분리용 공기의 개선된 예비정제법에 관한 것이다. 재생 효율은 보다 작은 베드 용량을 필요로 하기 때문에, 자본 비용 뿐아니라 작업 비용(즉, 생산된 가스 생성물 단위당 소모된 힘)을 절감시킨다는 점이 특히 유리하다.
본 발명에 따라 공기를 예비정제하기 위한 개선된 PSA 공정을 제1도에 도식적으로 도시한다. 제1도에는, 공급물의 흐름 즉, 공기의 시스템으로의 흐름을 제어하는 밸브, 생성물의 회수를 제어하는 밸브 및 흡착 베드 A 및 B의 재생을 제어하는 밸브를 1에서 10까지 숫자로 나타낸다. 작업시에, 전형적으로 약 517KPa(75psia) 내지 1.14MPa(165psia)의 적당한 압력으로 압축시킨 후 약 15°내지 40℃의 온도로 냉각시킨 공기 공급물을 각각 밸브(1) 및 (2)중 하나를 개방하므로써 흡착 베드(A) 및 (B)중 하나에 도입한다.
흡착 베드(A) 및 (B)는 수증기를 제거하기 위한 흡착제, 즉 활성 알루미나 또는 실리카겔과 이산화탄소를 제거하기 위한 두번째 흡착제, 즉 전형적으로 제올라이트(예 : 13X 제올라이트)를 일반적으로 함유한다. 이 흡착제들은 별도의 구획 또는 심지어 별도의 용기내에 있을 수 있다. 그러나, 이들간의 혼합을 방지하기 위해 적합한 다공성 물질층을 사이에 두고 이들 모두를 하나의 용기내에 갖는 것이 바람직하다.
베드(A)를 사용하여 본 발명의 사이클을 예시하기 위해 베드(A)를 초기에 베드(B)로부터 되채움 한다. 베드(B)가 최종 생산 단계에 있는 동안 베드(A)를 되채움하기 위해, 밸브(2) 및 (4)는 이미 열려 있고 다른 밸브들은 닫혀 있는 상태에서 밸브(3)을 연다. 되채움의 마지막에, 밸브(2)와 (4)를 닫고 밸브(1)을 열어 그로부터 생산 단계 초기의 베드(A)에 가압하의 공기를 넣는다. 밸브(3)은 열려 있고, 수증기 및 이산화탄소가 거의 없는 공기는 ＂ASU로＂로 표시한 선을 통해 시스템 밖으로 흐른다. 수증기 0.1ppm 및 이산화탄소 1.0ppm 미만을 함유하는 생성물 스트림을 도시하지 않은 극저온 공기 분리 장치(ASU)에 도입한다. 생산 말기 즈음에, 밸브(4)를 열어 베드(A)로부터의 생성물을 베드(B)에 되채움한다.
사이클의 생산 단계 만료시에, 밸브(1) 및 (3)을 닫고 밸브(7) 및 (9)를 열어 베드(A)를 대기로 환기시킨다. 생산 사이클의 길이는 불순물의 전선(前線)이 흡착 베드 밖으로 흐르지 않도록 하는 시간, 즉 흡착 베드가 그들의 흡착 용량에 도달하지 않도록 하는 시간이다. 이는 이 분야에 통상의 기술을 가진자에게 잘 알려진 통상적인 방법에 의해 쉽게 결정된다. 마찬가지로, 통상적인 감지 및 조절장치를 사용하여, 유입되는 공기 공급물의 수증기 및 이산화탄소 함량과 관련하여 생산 단계를 자동적으로 결정 및 조정하는 것도 이 분야에 통상의 기술을 가진자에게 잘 알려져 있다.
베드(A)의 환기는 예정된 시간동안, 전형적으로 압력이 대기압 바로 위까지 감소되고 베드로부터의 흐름이 완만해질 때까지 계속될 것이다. 이 분야에 숙련된자에게 잘 알려진 수단을 사용하여 역시 쉽게 결정될 수 있는 이 시점에서, 밸브(9)를 닫고, 밸브(10)을 열고 진공 펌프를 활성화시켜 베드(A)를 배기시킨다. 베드(A)의 배기는 초기 환기시에 제거되지 않았던 불순물을 탈착시키는 작용을 한다.
베드(A)의 배기는 베드(A)내의 압력이 적합한 수준, 일반적으로 가벼운 진공 상태, 예를 들면 13.8KPa(2psia) 내지 41.4KPa(6psia), 바람직하게는 20.7KPa(3psia) 내지 34.5KPa(5psia)로 감소될 때까지 계속한다. 이때, 밸브(5)를 열고 퍼지 가스를 사용하여 진공하에서 베드(A)중의 흡착제를 소제시키므로써 탈착된 불순물을 효과적으로 제거하고 이들을 베드로부터 운반시킨다. 퍼지 가스는 수증기 및 이산화탄소의 양이 PSA 시스템의 가스 생성물중의 그의 함량과 같거나 또는 그 이하인 어떤 가스이다. 퍼지 가스는 ASU의 질소 고함량 폐기 가스 또는 ASU로부터의 질소 가스 생성물일 수 있다. 퍼지 가스가 베드(A)로 흐르는 동안 베드(A)의 배기를 유지시킨다. 퍼지 가스를 베드(A)로 도입하면 상기 베드가 씻김으로써 탈착된 불순물이 제거된다. 생산 단계의 조사 및 결정에 관해 상기에서 수행한 설명들을 퍼지 단계에도 똑같이 적용한다.
퍼지 단계의 말기에 밸브(5),(7) 및 (10)을 닫고 밸브(3)을 열어 베드(A)를 베드(B)에서 생성되는 가스 생성물로 되채움한다. 되채움 단계시에는, 밸브(4)를 열어놓고 베드(B)로부터의 가스 생성물을 시스템으로부터 계속 회수한다. 이 공정은 이런식으로 계속 작동할 수 있다.
되채움 단계의 종결시에, 밸브(2)와 (4)를 닫고 밸브(1),(3),(8) 및 (9)를 열어 또 다른 사이클을 시작한다. 상기 설명에서는, 공정 단계를 베드(A)와만 관련하여 기술했었다. 베드(B)는 베드(A)와 위상이 다르게 작동하므로 하나의 베드가 환기, 퍼지 및 되채움 단계를 수행하는 동안 다른 베드는 생성물을 생산한다. 제1도에 도시한 바와 같이 2-베드 시스템을 사용하는 본 발명의 공정에 대한 대표적인 사이클을 하기 표에 나타낸다.
Figure kpo00001
Figure kpo00002
제2도에 예시한, 공기를 예비정제하기 위한 개선된 PSA는 제1도에 도시한 것과 유사하지만, ASU로부터 나온 질소 생성물로 재생을 수행하면서, 베드의 생산/재생 및 퍼지 말기에 베드의 상부 및 하부를 평형화시킨다는 점이 다르다.
제2도에서는, 가압하에서 각각 밸브(12) 또는 (14)를 열어 공기를 흡착 베드(A) 또는 (B)로 도입한다. 베드(A)와 (B)는 제1도에서 언급한 바와 같은 흡착제를 함유한다. 베드(A)가 사이클의 생산 단계에 있다면, 밸브(12)와 (16)을 열고, 정압으로 유지되는 생성물 탱크에 생성물을 보내어 밸브(40)의 개방에 의해 가스 생성물이 ASU에 대한 적정 압력에서 회수될 수 있도록 한다. 생성물은 제1도에 정의한 바와 같다.
사이클의 생산 단계 말기에, 밸브(12)와 (16)을 닫고 밸브(20)을 열어 베드(A)가 대기로 환기되도록 한다. 생산 단계의 길이는 제1도와 관련하여 정의한 바와 같다. 베드(A)의 환기가 그 안의 압력을 대기압 바로 위까지 감소시킬 때 밸브(20)을 닫고, 밸브(24)를 열고 진공 펌프를 활성화시킨다. 베드(A)의 배기는 초기 환기시에 제거하지 못한 불순물을 탈착시킨다.
베드(A)의 환기는 그 안의 압력이 적합한 수준, 일반적으로 13.8KPa(2psia) 내지 41.4KPa(6psia), 바람직하게는 20.7KPa(3psia) 내지 34.5KPa(5psia)과 같은 가벼운 진공 상태로 감소될 때까지 계속된다. 이때, 밸브(28)과 (36)을 열고, 퍼지 가스, 바람직하게는 ASU로부터의 질소 생성물을 베드(A)에 흘려보내 베드(A)로부터 잔류 불순물을 세척한다. 제1도에서와 같이, 진공 펌프를 퍼지 단계중에 계속 작동시킨다.
퍼지 단계의 마지막에, 밸브(24), (28) 및 (36)을 닫는다. 이 단계는 또한 베드(B)의 경우 생산 단계의 마지막이므로, 생산을 위해 열려 있는 밸브(14)와 (18)도 역시 닫힐 것이다. 그 후, 밸브(32)와 (34)를 잠시 열어서 베드(A)와 (B)의 압력을 상부 및 하부 모두에서 평형화시킨다. 이것은 진공 퍼지가 바로 끝난 베드, 즉 베드(A)를 재가압시킨다.
밸브(32)와 (34)를 닫고 밸브(16)을 열어 생성물 탱크로부터 나온 가스로 베드(A)를 되채움한다. 되채움은 약 510KPa(74psia) 내지 1.13MPa(164psia)의 압력에서 수행하는 것이 편리하다. 되채움 및 압력 평형 단계 도중에, 가스를 생성물 탱크로부터 ASU에 보내 원하는 생성물을 분리시킨다.
되채움 단계의 종료시에, 밸브(12),(16) 및 (22)를 열어 또 다른 사이클을 시작한다. 제1도에 나타낸 바와 같이, 베드(B)는 베드(A)와 위상이 다르게 작동하므로 하나의 베드가 생성물을 생산하는 동안 다른 베드는 재생 단계를 수행한다.
2베드 시스템을 사용하는 본 공정의 전형적인 사이클을 하기 표에 나타낸다.
Figure kpo00003
Figure kpo00004
본 예비정제 공정의 잇점은 그의 개선된 베드 재생 효율에 있다. 또한, 퍼지 가스는 적당한 진공인 25.3 내지 33.3KPa(190 내지 250mmHg)에서 제공될 수 있으므로 동력을 절감시킨다. 진공하에서 퍼지 가스의 이용은 흡착 온도에서 증기 형태의 불순물, 즉 물을 함유하는 가스 혼합물에 대해 특히 유리하다. 증기 불순물을 제거하는데 필요한 퍼지 가스의 최소량은 다음과 같이 이론적으로 나타낼 수 있다 :
Figure kpo00005
상기식에서,
Pmin= 최소의 퍼지 흐름속도,
F = 공급물 흐름속도,
PL= 퍼지 가스 압력,
PH= 공급물 가스 압력,
PV= 흡착 온도에서 불순물의 증기압.
예로써, 공급물에 대한 퍼지의 비율(Pmin/F)을 827KPa(120psia) 흡착 압력 및 30℃ 흡착온도에서 여러 퍼지 가스압력(PL)에 대해 계산했다. 공급물 스트림은 50℃에서 물로 포화되는 것으로 추정된다. 결과는 하기 표에 나타낸다.
Figure kpo00006
필요한 퍼지 가스의 실제양은 1.1 내지 2.0×Pmin으로 변화한다(C.W. Skarstrom, in Recent Developments in Separation Science, Vol. 2, pp 95-106, CRC Press, Cleveland(1972)). 진공하에 퍼지 가스(PL＜14.7psia)를 제공하므로써, H2O 증기 제거에 필요한 퍼지 가스의 양을 실질적으로 감소시킬 수 있음을 상기 표로부터 알 수 있다.
상기에서 언급한 바와 같이, 일본국 공개 특허 공보(소) 59-4414(1984)는 배기하에서 이산화탄소 컬럼을 재생하고 대기압 퍼지에 의해 수증기 컬럼을 재생한다. 이에 의해, 퍼지 가스의 양은 25% 미만으로 감소시킬 수 없었다. 본 발명의 공정에서는, 수증기 및 이산화탄소 흡착제 모두가 진공하의 퍼지에 의해 재생되므로, 필요한 퍼지 가스의 양은 통상적은 TSA-예비정제 공정 평균 보다 적고 이미 알려진 모든 PSA-예비 정제 공정보다 실질적으로 적은 양인 9% 미만으로 감소될 수 있다. 본 공정의 매우 높은 생성물 회수율은 퍼지와 함께 진공 펌프의 사용을 용인한다.
본 공정에서 진공 퍼지와 함께 CO2제거 지역에 2mm 미만, 바람직하게는 0.6 내지 1.6mm의 평균 크기를 갖는 미립자인 13X 제올라이트 흡착 입자를 사용하면 체 특이성이 매우 높은 생성물이 생성된다. 0.4 내지 0.8mm의 특히 바람직한 평균 크기 범위를 갖는 제올라이트 입자를 사용하여 수득한 체 특이성이 높은 생성물(40 내지 60SCFM/ft3)은 자본 절감을 가능하게 할 뿐아니라 보다 적은 크기의 흡착 베드의 사용은 더 적은 용기, 더 적은 양의 흡착성 물질 등의 사용을 허용한다. 본 공정에서 수득한 체 특이성 생성물은 상기에서 도모무라 등이 기술한 통상적인 PSA 예비정제 공정에 제공된 양의 약 8배이다.
하기 표는 제1도 및 제2도에 예시한 바와 같은 시스템을 사용한 일련의 실험의 결과를 나타낸다. 베드 평형화 단계는 제1도에 속하는 실험 A 및 B에서는 생략하고, 제2도에 속하는 실험 C 및 D에서는 포함시킨다. 사용한 베드는 3mm 크기의 상업적으로 입수할 수 있는 활성 알루미나 25용량% 및 0.4 내지 0.8mm 크기의 상업적으로 입수할 수 있는 13X 제올라이트 75용량%를 함유한다. 흡착은 22°내지 23℃의 온도, 780KPa(113psia)의 압력 및 6.0분의 총 사이클 시간에서 수행한다. 베드 평형화 단게의 이용이 본 발명의 바람직한 태양임을 하기 표에 나타낸 데이타로부터 인식할 수 있을 것이다.
Figure kpo00007
본 발명의 잇점은 흡착 베드 재생의 효율에 있다.
통상적인 PSA 예비정제 공정보다 본 공정이 보다 효율적인 이외에도, 본 공정은 체 특이성이 훨씬 더 높은 생성물을 가지며 더 적은 양의 재생 가스(필적할 수 있는 TSA 공정의 12% 내지 15%에 비해 8% 내지 10%)를 필요로하기 때문에 보통의 온도 스윙 흡착 공정에 비해 유리하다.
본 발명을 그의 바람직한 실시태양을 참고로 기술했다. 이 분야에 숙련된자들은 본 발명의 진의 및 범위를 벗어나지 않으면서 개시한 구체적인 설명으로부터 다양한 변화가 이루어질 수 있음을 인식할 것이다.

Claims (9)

  1. (a) 가압하에서 공기를 제1흡착 베드에 도입하므로써 그로부터 수증기 및 이산화탄소로 이루어진 가스성 불순물을 제거하고 가스 생성물을 형성하고 ; (b) 제거 단계의 말기에, 공기의 도입을 중지하고 상기 베드를 대기로 환기시키고 ; (c) 회수한 가스를 대기로 계속 환기시키면서 상기 베드를 배기시키고 ; (d) 계속 배기시키면서 퍼지 가스를 상기 베드에 도입하고 ; (e) 제1베드 및 제2베드중 하나가 단계(a)에 의해 가스 생성물을 생산하는 동안 다른 베드는 단계(b),(c) 및 (d)에 의해 재생되도록 제1베드와 위상이 다르게 작동하는 제2베드로부터의 가스 생성물을 상기 제1베드에 되채움하는 사이클 서열을 포함하는, 상기 가스성 불순물을 공기로부터 제거하기 위한 압력 스윙(swing) 흡착 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 베드가 활성 알루미나 또는 실리카겔 및 적합한 제올라이트를 함유하는 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제올라이트가 약 0.6 내지 1.6mm의 평균 입자 크기를 갖는 13X인 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제올라이트가 약 0.4 내지 0.8mm의 평균 입자 크기를 갖는 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 퍼지 가스가 (a)단계에서 생성된 가스 생성물인 방법.
  6. 제1항에 있어서, (e)단계 이전에, 상기 베드의 상부 및 하부를 통하게 놓으므로써 그 사이의 압력을 평형화시키는 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 생성물을 극저온 공기 분리 장치에 도입하는 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 퍼지 가스가 상기 장치로부터의 가스 생성물인 방법.
  9. 제7항에 있어서, 상기 퍼지 가스가 상기 장치로부터의 질소가 풍부한 폐기 스트림인 방법.
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