NO874242L

NO874242L - PROCEDURE FOR CONCENTRATION OF GAS, AND APPARATUS FOR EXECUTION OF THE PROCEDURE.

Info

Publication number: NO874242L
Application number: NO874242A
Authority: NO
Inventors: Samuli Lehtinen
Original assignee: A Happi Oy
Priority date: 1986-02-12
Filing date: 1987-10-09
Publication date: 1987-12-11
Also published as: NO874242D0

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte ved konsentrering av gass slik som angitt i krav l's ingress og et gasskonsentreringsanlegg i henhold til ingressen til krav 5, spesielt for seperasjon av oksygen fra luft ved hjelp av absorpsj on. The present invention relates to a method for concentrating gas as stated in the preamble of claim 1 and a gas concentration plant according to the preamble of claim 5, especially for the separation of oxygen from air by means of absorption.

Industriell fremstilling av oksygen skjer idag hovedsaklig på to forskjellige måter: ved hjelp av destillasjon eller ved hjelp av absorpsjon. Industrial production of oxygen today mainly takes place in two different ways: by means of distillation or by means of absorption.

Den mest betydningsfulle fremgangsmåte idag er destillasjon ved høytrykk, vanligvis 20-30 MPa og lav temperatur, hvorved de forskjellige bestanddeler av luft (nitrogen, oksygen, argon etc.) destilleres som komprimerte væsker og separeres fra hverandre. The most important method today is distillation at high pressure, usually 20-30 MPa and low temperature, whereby the various constituents of air (nitrogen, oxygen, argon etc.) are distilled as compressed liquids and separated from each other.

Oksygen blir også separert fra luft ved hjelp av en fremgangsmåte kjent som selektiv absorpsjon som er basert på evnen for visse materialer, eksempelvis naturlige eller syntetiske zeolitter med en teoretisk porestørrelse på 4Å til og holde forskjellige molekyler, eks. oksygen med mole-kylstørrelse som er ca. 3,8 Å, tilstede i luften på forskjellige måter innen dets porøsitet ved fysisk addisjon. Denne type absorpsjonsprosess blir vanligvis utført såkalt sving-absorpsjon - PSA, hvor det absorberende materiale ved å føre gjennom det absorberende materialet en regenererende gasstrøm motsatt gasstrømmen som innmates for absorbering. Normalt innbefatter PSA-anlegget to tanker slik at i en tank separeres oksygen mens den andre tank regenereres. Et slikt anlegg for absorpsjonsprosessen er bl.a beskrevet i US patentene nr. 4.194.890 og 4.263.018, i GB patent nr. 2.109.266 og i FI-patentsøknad nr. 84.3014. Oxygen is also separated from air using a method known as selective absorption which is based on the ability of certain materials, for example natural or synthetic zeolites with a theoretical pore size of 4Å to hold different molecules, e.g. oxygen with a molecular size of approx. 3.8 Å, present in the air in various ways within its porosity by physical addition. This type of absorption process is usually carried out so-called swing absorption - PSA, where the absorbent material by passing through the absorbent material a regenerating gas flow opposite to the gas flow that is fed in for absorption. Normally, the PSA plant includes two tanks so that in one tank oxygen is separated while the other tank is regenerated. Such a plant for the absorption process is, among other things, described in US patents no. 4,194,890 and 4,263,018, in GB patent no. 2,109,266 and in FI patent application no. 84,3014.

Zeolittens evne til å holde oksygenmolekyler nedsettes merk- bart av vanndamp. Som følge av dette er det bl.a foreslått i DE-patentsøknadene nr. 1.265.144 og 1.259.857 så vel som 1 EP-patentpublikasjonene 123.911 og 128.545 og anvende en tørkeanordnlng før absorpsjonstrlnnet. The zeolite's ability to hold oxygen molecules is noticeably reduced by water vapour. As a result of this, it has been proposed, among other things, in the DE patent applications no. 1,265,144 and 1,259,857 as well as in the 1 EP patent publications 123,911 and 128,545 and to use a drying device before the absorption train.

De nevnte gass-seperasjonsmetoder er beheftet med et antall ulemper. Som en vesentlig ulempe vedrørende destillasjon kan nevnes stor størrelse og komplisert konstruksjon av destil-lasjonsutstyret slik at et anlegg i utgangspunktet er meget kostbart. I tillegg vil fordeling av gassen være meget dyr som følge av transport i det gassen for transportformål må være komprimert og holdt under et høyt trykk på ca. 20 MPa, selv om arbeidstrykket vanligvis er 500 kPa. Komprisjonen krever betydlig energi hvilket fører til hevede gassproduk-sjonsomkostninger. Ytterligere kan det nevnes at det alltid er tilstede en potentsiell fare for eksplosjon og brann som følge av det høye trykk og som følge av mulighet for gass-lekasjer av trykk-karet. The aforementioned gas separation methods are subject to a number of disadvantages. As a significant disadvantage regarding distillation can be mentioned the large size and complicated construction of the distillation equipment, so that a plant is initially very expensive. In addition, distribution of the gas will be very expensive as a result of transport as the gas for transport purposes must be compressed and kept under a high pressure of approx. 20 MPa, although the working pressure is usually 500 kPa. The compression requires significant energy, which leads to higher gas production costs. Furthermore, it can be mentioned that there is always a potential danger of explosion and fire as a result of the high pressure and as a result of the possibility of gas leaks from the pressure vessel.

Opptil nå har meget få absorpsjonsanlegg blitt satt i produksjon. Opptil har hovedulempene ved en slik drift vært at man ikke har oppnådd en tilstrekkelig høyt oksygeninnhold. Med kjente anlegg kan det oppnås oksygeninnhold på opptil ca. 60 % og maksimalt 80 <&. Slike innhold er helt utilstrekkelig eks. for anvendelse i et hospital eller når det anvendes for skjærebrenning, hvor det kreves et oksygeninnhold på minst 90 %. Until now, very few absorption plants have been put into production. Until now, the main disadvantages of such operation have been that a sufficiently high oxygen content has not been achieved. With known facilities, an oxygen content of up to approx. 60% and a maximum of 80 <&. Such content is completely inadequate, e.g. for use in a hospital or when used for cutting burns, where an oxygen content of at least 90% is required.

En annen bemerkelsesverdig ulempe utgjøres av det kompli-serte regulerings- og kontrollsystem som PSA-prosessen krever. I kjente anlegg blir det anvendte utstyr vanligvis kontrollert av en mikroprosessor og elektriske og magnetiske drevne funksjonselementer, så som soleoinideventiler som imidlertid ikke er egnet for anvendelse under fuktige og/eller kalde betingelser så som i off-shore eller fiske-oppdretningsanlegg. Another notable disadvantage is the complicated regulation and control system that the PSA process requires. In known plants, the equipment used is usually controlled by a microprocessor and electric and magnetically driven functional elements, such as solenoid valves which, however, are not suitable for use in humid and/or cold conditions such as in off-shore or fish-farming facilities.

Hovedhensikten med foreliggende oppfinnelse er å eleminere ulempene og svakhetene assosiert med de kjente seperasjonsmetoder og for å tilveiebringe en ny type gass. Absorpsjonsanlegg for gasskonsentrering, spesielt for fremstilling av oksygen fra luft. The main purpose of the present invention is to eliminate the disadvantages and weaknesses associated with the known separation methods and to provide a new type of gas. Absorption plant for gas concentration, especially for the production of oxygen from air.

Disse hensikter er oppnådd ved fremgangsmåte og anlegget i henhold til oppfinnelsen. Individuelle særpreg ved oppfinnelsen fremgår av de vedlagte krav. These purposes are achieved by the method and the plant according to the invention. Individual characteristics of the invention appear from the attached claims.

Oppfinnelsen er basert på den geniale tanke at anlegget innbefatter i kombinasjon: middel for å komprimere mateluften The invention is based on the ingenious idea that the plant includes in combination: means for compressing the supply air

til anlegget, en første absorpsjonsanordning for tørking av den komprimerte mateluft, en andre absorpsjonsanordning for å separere den foretrukne gasskomponent fra matelufte og at gass-strømmene så vel som de forskjellige deler av anlegget er kontrollert og regulert ved hjelp av pnaumatisk arbeidende elementer. to the plant, a first absorption device for drying the compressed feed air, a second absorption device for separating the preferred gas component from the feed air and that the gas flows as well as the different parts of the plant are controlled and regulated by means of pneumatically working elements.

Hovedfordelen ved foreliggende oppfinnelse er at hele anlegget kan arbeide under alle omgivelser, også under fuktige og kalde betingelser på nøyaktig og sikker måte som følge av den geniale anvendelse av pnaumatisk logikk og pnaumatisk drevne elementer og ved anvendelse av et slikt anlegg kan det oppnås et vesentlig høyere oksygeninnhold i forhold tidligere kjente anlegg. The main advantage of the present invention is that the entire plant can work in all environments, even under damp and cold conditions in an accurate and safe manner as a result of the ingenious application of pneumatic logic and pneumatically driven elements and by using such a plant a significant higher oxygen content compared to previously known facilities.

I denne forbindelse er det grunn til å understreke at anvendelse av betegnelsen prematik er påtenkt å mene elementer som bare arbeider pnaumatisk. Kraftkilden kan derfor kunn være komprimert luft, at kontroll og reguleringsanord-ningene ikke innebefatter elektriske komponenter i noen form. Dette gjelder også logikken, kontrollsystemet, komponenter som innebefatter hukommelser og mekaniske klokkeanordninger som arbeider med trykkluft. In this connection, there is reason to emphasize that the use of the term prematic is intended to mean elements that only work pneumatically. The power source can therefore only be compressed air, that the control and regulation devices do not contain electrical components in any form. This also applies to the logic, the control system, components that include memories and mechanical clock devices that work with compressed air.

I henhold til en foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen så er kontrollsystemet av integrert konstruksjon og største-delen av dets komponenter er anordnet på et enkelt krets kort som er lukket i et forseilet omhylnlng. Ved å anvende hybrid krets kort-teknologi i kontrollsystemet kan det oppnås fordeler ved at flere millioner forbindelser kan gjøres og lang levetid oppnås. Fordelene som denne løsning gir er at kontrollsystemet er beskyttet mot fuktighet og kulde. I tillegg er behovet for pnaumatiske slanger nedsatt. Ytterligere kan det verifiseres at anvendelse av pnaumatik ikke forårsaker noen risiko for gnistring og heller ikke elek-trisitet nødvendig hvilket gjør bruk av anlegget sikkert. According to a preferred embodiment of the invention, the control system is of integrated construction and most of its components are arranged on a single circuit board which is closed in a sealed enclosure. By using hybrid circuit board technology in the control system, advantages can be achieved in that several million connections can be made and a long service life is achieved. The advantages that this solution provides are that the control system is protected against moisture and cold. In addition, the need for pneumatic hoses is reduced. Furthermore, it can be verified that the use of pneumatics does not cause any risk of sparking, nor is electricity necessary, which makes use of the system safe.

I henhold til den fordelaktige utførelsesform av foreliggende oppfinnelse blir den komprimerte matluft tørket ved hjelp av en dobbelttank absorpsjonstørker. Driften av anlegget blir derfor vesentlig forbedret sammenlignet med tidligere kjente løsninger, spesielt under fuktige betingelser. According to the advantageous embodiment of the present invention, the compressed food air is dried by means of a double-tank absorption dryer. The operation of the plant is therefore significantly improved compared to previously known solutions, especially under humid conditions.

For sikker seperasjon av den foretrukne gasskomponent, spesielt for seperasjon av oksygen fra luft, kan det anvendes forskjellige absorberende materialer, så som silicagel eller mere spesielt syntetiske naturlige zeolitter. Blant de naturlige zeolitter kan eks. nevnes mordenitt og mordenitt/clinoptilolite. Egnede syntetiske zeolitter er eks. A- og X-type natriumzeolitter, så som 5A og 13X. I zeo-ittens molekylkontruksjon kan det sammen med aluminim- eller natriumioner også være andre metallioner så som gallium-eller strontsiumioner. For safe separation of the preferred gas component, in particular for the separation of oxygen from air, different absorbent materials can be used, such as silica gel or more particularly synthetic natural zeolites. Among the natural zeolites, e.g. mention is made of mordenite and mordenite/clinoptilolite. Suitable synthetic zeolites are e.g. A- and X-type sodium zeolites, such as 5A and 13X. In the zeo-ite's molecular construction, together with aluminum or sodium ions, there can also be other metal ions such as gallium or strontium ions.

De mest iøyne fallende ved foreliggende oppfinnelse, sammenlignet med kjente løsninger, er de følgende: 1) Sammenlignet med destillasjon prisen for oksygen blir lavere (avhengig av renhetsgraden) helt ned til 1/5-1/10 av dagens markedspris transport av oksygen i trykkflaske kan unngås -kornprisjon av oksygen ved et høyt trykk kan unngås 2) Sammenlignet med kjent absorpsjon: -oppnås det av et høyere innhold eller renhet av en den foretrukne gasskomponent, spesielt oksygen (over 90 % og så høyt som til og med 98 %) -høyere utbytte: 1 nm<3>/oksygen ved lnm<3>/min komprimert luftinnmatning, eller ca. 8 % av den teoretiske oksygenmengde på 92 % og 2 nm<3>/time oksygen ved 1 nm<3>/min komprimert lufttilførsel eller ca. 16 % av den teoretiske oksygenmengde med et innhold på 87 %. The most striking features of the present invention, compared to known solutions, are the following: 1) Compared to distillation, the price for oxygen is lower (depending on the degree of purity) all the way down to 1/5-1/10 of the current market price transport of oxygen in a pressure bottle can be avoided -granulation of oxygen at a high pressure can be avoided 2) Compared to known absorption: -it is achieved by a higher content or purity of a preferred gas component, especially oxygen (above 90% and as high as and with 98%) -higher yield: 1 nm<3>/oxygen at lnm<3>/min compressed air feed, or approx. 8% of the theoretical oxygen amount of 92% and 2 nm<3>/hour oxygen at 1 nm<3>/min compressed air supply or approx. 16% of the theoretical amount of oxygen with a content of 87%.

I forbedrede virkningsgrad verdier nevnt ovenfor er alle funnet ved anvendelse av dobbel tank absorpsjonstørker av innmatningsluftstrømmen til anlegget. Tørkeren forøker luft-forbruket med ca. 10 %, hvilket betyr en liten forøkelse i driftsomkostningene når det er mulig å forøke utbytte med ca. 50 % og samtidig kan renhetsnivået økes vesentlig. For å øke driftsmulighetene kan utløpet fra anlegget forskynes med den treveisventil som virker som en tilførselsanordning for en ytterligere totrykksprosessenhet som enten anvendes ved lavt trykk på dagtid eller for å forøket trykket om natten for å fylle trykkflasker som er nødvendig ved toppforbruk. The improved efficiency values mentioned above are all found by using a double tank absorption dryer of the feed air flow to the plant. The dryer increases air consumption by approx. 10%, which means a small increase in operating costs when it is possible to increase dividends by approx. 50% and at the same time the purity level can be increased significantly. To increase the operational possibilities, the outlet from the plant can be shortened with the three-way valve which acts as a supply device for an additional two-pressure process unit which is either used at low pressure during the day or to increase the pressure at night to fill pressure bottles which are necessary at peak consumption.

I forsøk utført med et pnaumatisk operert og regulert anlegg i henhold til foreliggende oppfinnelse ble det fastslått feilfri drift i kaldt marint klima. For å sikre mekanisk varighet ble rustfritt stål i stor grad anvendt i anlegget i henhold til oppfinnelsen. In experiments carried out with a pneumatically operated and regulated plant according to the present invention, error-free operation in a cold marine climate was established. To ensure mechanical durability, stainless steel was largely used in the plant according to the invention.

Ved foreliggende oppfinnelse beskrives det i det etterfølg-ende ved hjelp av enkelteksempler av den foretrukne utførel-sesformer under henvisning til de vedlagte tegninger, hvor The present invention is described in the following by means of individual examples of the preferred embodiments with reference to the attached drawings, where

Fig. 1 viser et generelt arrangement av en første foretrukne utførelsesform av en gasskonsentreringsanlegget for seperasjon av oksygen fra luft. Fig. 2 er en logikktegning av de pnaumatisk styrte ventiler i den første foretrukne utførelsesform. Fig. 3 viser et kretsdiagram for de pnaumatisk styrte ventiler i den første utførelsesform, Fig. 4 viser et generelt arrangement av en andre foretrukket utførelses av gasskonsentreringsanlegget for seperasjon av oksygen for luft, Fig. 5 viser logikktegningen for de pnaumatisk styrte Fig. 1 shows a general arrangement of a first preferred embodiment of a gas concentration plant for the separation of oxygen from air. Fig. 2 is a logic diagram of the pneumatically controlled valves in the first preferred embodiment. Fig. 3 shows a circuit diagram for the pneumatically controlled valves in the first embodiment, Fig. 4 shows a general arrangement of a second preferred embodiment of the gas concentration plant for the separation of oxygen from air, Fig. 5 shows the logic diagram for the pneumatically controlled

ventiler i den andre utførelsesform,valves in the second embodiment,

Fig. 6 viser kretsdiagrammer for de pnaumatisk styrte ventiler i den andre utførelsesform, Fig. 7 viser kjematisk enheten for trykkforøkelse av det produserte oksygen. Fig. 6 shows circuit diagrams for the pneumatically controlled valves in the second embodiment, Fig. 7 schematically shows the unit for increasing the pressure of the produced oxygen.

Som det fremgår av fig. 1 og 4 trekker kompressoren 1 luft fra den normale omgivende luft og innmater en viss luft-mengde per tidsenhet (= 100 %) ved et vist trykk (normalt 700-750 kPa). Denne luft innføres i en etterkjøler 2 som kan være innbefattet i kompressoren 1. Fuktigheten i luften begynner og kondensere hvorfor et kondensatavløp 3 er koblet til etterkjøleren 2. Luften føres deretter til trykk-karet 4 hvis størrelse bestemmes av størrelse og typen av kompressoren 1. As can be seen from fig. 1 and 4, the compressor draws 1 air from the normal ambient air and feeds in a certain amount of air per time unit (= 100%) at a certain pressure (normally 700-750 kPa). This air is introduced into an aftercooler 2 which can be included in the compressor 1. The moisture in the air begins to condense, which is why a condensate drain 3 is connected to the aftercooler 2. The air is then led to the pressure vessel 4 whose size is determined by the size and type of the compressor 1.

Luft kondensere også i trykk-karet med avkjøling av luften rundt så for å sikre feilfri drift av karet 4 er dette forskynt med et andre kondensatomløp 5. Luft føres av karet 4 gjennom et forfilter 6 for å fjerne vanndråper og gjennom et finfilter 7 for å fjerne olje fra en totankstype fuktighetsabsorberende tørker 14, 15. Forfilteret 6 og finfilteret 7 er forskynt henholdsvis med kondensatavløp 8 og oljeavløp 9. Hvis kompressoren 1 er oljefri kan filteret 7 og avløpet 6 utelates fra anlegget. Hvis kompressoren er oljesmurt er oljeseperasjonen fra luften som føres Inn i tørkeren 14, 15 viktig fordi effektiviteten av det fuktighetsabsorberende materiale nedsettes og levetiden nedsettes vesentlig hvis oljen for passere til filteret. Air also condenses in the pressure vessel with cooling of the air around it, so to ensure error-free operation of the vessel 4, this is accelerated with a second condensate circuit 5. Air is led from the vessel 4 through a pre-filter 6 to remove water droplets and through a fine filter 7 to remove oil from a two-tank type moisture-absorbing dryer 14, 15. The pre-filter 6 and the fine filter 7 are provided respectively with condensate drain 8 and oil drain 9. If the compressor 1 is oil-free, the filter 7 and the drain 6 can be omitted from the system. If the compressor is oil-lubricated, the oil separation from the air that is fed into the dryer 14, 15 is important because the efficiency of the moisture-absorbing material is reduced and the service life is reduced significantly if the oil passes to the filter.

Som nevnt tidligere føres den rensede luft til tørkeren, for å gi en innmatnlngsluft med duggpunkt som bør være ca. -40°C, og føres deretter ved hjelp av en første hovedventil 10 og en andre hovedventil 11 til henholdsvis den ene eller den andre av tankene 14 og 15 som begge er fylt med et fyktighetsabsorberende materiale så som silicagel eller er forskynt med en molekylsikt. Hovedventilene 10 og 11 kontro-leres av mikroprosessor basert programerbar automatikk 27 som i henhold til foreliggende oppfinnelse består av en pnaumatisk logikk. As mentioned earlier, the purified air is fed to the dryer, to provide an input air with a dew point which should be approx. -40°C, and is then led by means of a first main valve 10 and a second main valve 11 to one or the other of the tanks 14 and 15 respectively, both of which are filled with a moisture-absorbing material such as silica gel or are accelerated with a molecular sieve. The main valves 10 and 11 are controlled by microprocessor-based programmable automation 27 which, according to the present invention, consists of a pneumatic logic.

Hvis den første tank (eller tårn) 14 er tørketrinnet holdes den første ventil 10 åpen og den andre hovedventil forbundet med den andre tank 15 lukket. Under absorpsjonstrinnet i den første tank 14 er den andre tank 15 i et regenereringstrinn under hvilket fuktighet samlet i det indre fjernes. Når den første tank 14 er i fuktighetsabsorberingstrinnet holdes regenereringsventilen 12 forbundet med den første tank 14 lukket og regenereringstrinnet 13 forbundet med den andre tank 15 åpen. For å unngå støy er det fordelaktig at både regenereringsventilen 12 og regenereringstrinnet 13 er forbundet via en lyddemper 17, henholdsvis 16 til åpen luft. Den tørrede luft som føres ut av tanken 14 føres deretter gjennom en kontrollventil 20 til et filter 24 fordi kon-trollventilene 18 og 21 er i kontrollretning. Når luften kommer ut av den andre tank 15 strømmer også luften til filteret 24 men passerer gjennom sjekkventilen 21 fordi sjekkventilene 19 og 20 er i kontrollretning. Den tørrede luft strømmer til filteret fra tanken 14 og 15 i rekkefølge idet en av tankene er i fuktighetsabsorberende tilstand mens den andre tank underkastes regenerering. Det anvendes en liten del av den tørkede luft, fordelaktig 10-12 % 1 en varmefri type tørker og fordelaktig 2-4 % i en tørke som anvender varme for regenerering av den andre tank. Denne mengde tørket luft regulereres ved hjelp av strupeventilen 23 og taes fra hoveddelen av tørket luft gjennom fileret 22. If the first tank (or tower) 14 is the drying stage, the first valve 10 is kept open and the second main valve connected to the second tank 15 closed. During the absorption stage in the first tank 14, the second tank 15 is in a regeneration stage during which moisture collected in the interior is removed. When the first tank 14 is in the moisture absorption stage, the regeneration valve 12 connected to the first tank 14 is kept closed and the regeneration stage 13 connected to the second tank 15 is kept open. To avoid noise, it is advantageous that both the regeneration valve 12 and the regeneration stage 13 are connected via a silencer 17, respectively 16 to open air. The dried air which is led out of the tank 14 is then led through a control valve 20 to a filter 24 because the control valves 18 and 21 are in the control direction. When the air comes out of the second tank 15, the air also flows to the filter 24 but passes through the check valve 21 because the check valves 19 and 20 are in the control direction. The dried air flows to the filter from tanks 14 and 15 in sequence, one of the tanks being in a moisture-absorbing state while the other tank is being regenerated. A small portion of the dried air is used, advantageously 10-12% in a heat-free type of dryer and advantageously 2-4% in a dryer that uses heat for regeneration of the second tank. This quantity of dried air is regulated by means of the throttle valve 23 and is taken from the main part of dried air through the filer 22.

Hvis tanken 15 er under regenerering føres den tørkede luft fra strupeventilen 23 gjennom kontrollventilen 19, idet strupeventilen 23 reduserer trykket og etter kontrollventilen 18 er trykket ca. 700 kPa. Regenereringsluften føres deretter inn i tanken 15 fordi etter ventilen 21 er trykket ca. 700 kPa og fordi på den andre side er utløpsgventilen 13 ved bunnen av tanken 15 åpen og hovedventilen 11 lukket. Regenereringsluften renser således tanken 15 og strømnings- retningen er motsatt den som finner sted under absorpsjon i tanken 14. Under regenerering blir kondensatet ført til atmosfæren gjennom utløpsventilen 13 og lyddemperen 16. If the tank 15 is being regenerated, the dried air is fed from the throttle valve 23 through the control valve 19, as the throttle valve 23 reduces the pressure and after the control valve 18 the pressure is approx. 700 kPa. The regeneration air is then fed into the tank 15 because after the valve 21 the pressure is approx. 700 kPa and because on the other side the outlet valve 13 at the bottom of the tank 15 is open and the main valve 11 is closed. The regeneration air thus cleans the tank 15 and the flow direction is opposite to that which takes place during absorption in the tank 14. During regeneration, the condensate is led to the atmosphere through the outlet valve 13 and the silencer 16.

Trykket i tanken under absorpsjon er høyere og i det vesentlige konstant (eks. 700 kPa) og trykket i tanken under regenerering er senket (eks. fra 700 kPa til atmosvære-trykk). Etter et forhåndsbestemt tidspunkt, fordelaktig 9 min, etter at tørketrinnet har begynt i tanken 14 lukkes ventilen 13 hvilket forhindrer utstrømning fra tanken 15 hvoretter tanken 15 settes under trykk. Når begge tanker har nådd det samme trykk vil innstillingen av hovedventilene 10 og 11 byttes om, dvs. ventilen 10 og ventilen 11 åpnes. Luften som kommer fra kompressoren 10 begynner å strømme gjennom tanken 15. Etter et vist tidspunkt, fordel aktig 9 s åpnes utløpsventilen 12 hvoretter trykket i tanken 14 begynner å falle og regenerering kan påbegynnes. Således kan tørking av luft skje kontinuerlig ved alternativt å operere tankene 14 og 15. The pressure in the tank during absorption is higher and essentially constant (eg 700 kPa) and the pressure in the tank during regeneration is lowered (eg from 700 kPa to atmospheric pressure). After a predetermined time, advantageously 9 min, after the drying step has begun in the tank 14, the valve 13 is closed, which prevents outflow from the tank 15, after which the tank 15 is put under pressure. When both tanks have reached the same pressure, the setting of the main valves 10 and 11 will be reversed, i.e. valve 10 and valve 11 will be opened. The air coming from the compressor 10 begins to flow through the tank 15. After a certain time, about 9 s, the outlet valve 12 is opened, after which the pressure in the tank 14 begins to fall and regeneration can begin. Thus, drying of air can take place continuously by alternatively operating the tanks 14 and 15.

Filteret 24 funksjon er å fjerne fra den tørkede luft all støv etc. som er avgitt til den tørkede luft. Etter filteret 24 senkes innmatningsluftens trykk ved hjelp av en trykk-reduksjonsenhet 25 til en passende verdi som fordelaktig er ca. 500 kPa. Luftstrømmen blir deretter utlignet i tanken 26. The function of the filter 24 is to remove from the dried air all dust etc. that has been released into the dried air. After the filter 24, the pressure of the supply air is lowered by means of a pressure reduction unit 25 to a suitable value which is advantageously approx. 500 kPa. The air flow is then equalized in the tank 26.

I den første foretrukne utførelsesform av foreliggende oppfinnelse føres innmatningsluften etter tanken 26 til en totanks gassabsorpsjonenhet 34', 35 for kontinuerlig seperasjon av oksygen fra innmatningsluften. Tilførselsanord-ningen for gassabsorpsjonsenheten er konstruert på samme måte som den totanksfuktighetsabsorberende enhet. Ventilen 28 og 29 er hovedventiler som alternativt tillater passasje av innmatnlngsluft til den første tank 34' eller den andre tank 35, hvilke tanker ellers er identiske. På samme måte reguleres utførselen av den nitrogenrike avløpsgass fra tankene 34' og 35 ved utløpsventilene 30 og 31. In the first preferred embodiment of the present invention, the feed air is led after the tank 26 to a two-tank gas absorption unit 34', 35 for continuous separation of oxygen from the feed air. The supply device for the gas absorption unit is constructed in the same way as the two-tank moisture absorbing unit. Valves 28 and 29 are main valves which alternatively allow the passage of intake air to the first tank 34' or the second tank 35, which tanks are otherwise identical. In the same way, the output of the nitrogen-rich waste gas from the tanks 34' and 35 is regulated by the outlet valves 30 and 31.

Hvis det antas at den første tank 34' er i absorpsjonstrinnet så holdes hovedventilen 28 og utløpsventilen 31 åpne og hovedventilen 29 og utløpsventilen 30 er lukket, slik at tilførselsluften strømmer inn i tanken 34. I henhold til oppfinnelsen er absorpsjonsmaterilet valgt slik at gjennom-strømningen av oksygen skjer raskere enn gjennomstrømningen av nitrogen. Som tidligere nevnt er et egnet materiale naturlige eller syntetiske zeolitter med den porestørrelse som ikke overskrider 4Å. På utløpssiden hvor ventilen er åpen føres oksygenet ut fordi kontrollventilen 40 og 39 er i kontrollretningen gjennom kontrollventilen 38 til filteret 42. Deretter blir strømmen av oksygenanriket gass regulert ved hjelp av strupeventilen 44 og den oksygenanrikede gass lagret i tanken 45. If it is assumed that the first tank 34' is in the absorption stage, then the main valve 28 and the outlet valve 31 are kept open and the main valve 29 and the outlet valve 30 are closed, so that the supply air flows into the tank 34. According to the invention, the absorption material is chosen so that the through-flow of oxygen occurs faster than the flow of nitrogen. As previously mentioned, a suitable material is natural or synthetic zeolites with a pore size that does not exceed 4Å. On the outlet side where the valve is open, the oxygen is led out because the control valves 40 and 39 are in the control direction through the control valve 38 to the filter 42. The flow of oxygen-enriched gas is then regulated by means of the throttle valve 44 and the oxygen-enriched gas is stored in the tank 45.

Mens den første tank 34' produserer oksygen, dvs når ventilen 36 står åpen i en viss tidsrom mellom 10s til 30s, fordelaktig ca. 15s er hovedventilen 31 for den andre tank 35 også åpen, fra begynnelsen av oksygenproduksjonen i et tidsrom som typisk ligger mellom 5-10s, fordelaktig 8s, hvoretter den oksygenrike gass etter ventilen 36 får strømme gjennom avlastningsventilen 41 inn i den andre tank 35 og gjennom denne til utløpsventilen 31 til atmofæren og således ekstrahere og rense den nitrogenrike gass fra den andre tank 35. Naturligvis må avløp av oksygenrik gass gjennom lyddemperen 33 minimaliseres. Ved utløpet av den instilte tid, som for ekstraksjon av den nitrogenrikegass er 15-30s, fortrinnsvis 24s, hvilket kan sees fra fig. 2 blir utløpsven-tilen 31 lukket forved utblåsning fra den andre tank 35 avbrytes og trykksetning med oksygenrik gass påbegynner. Trykksetningen er typisk 5-10s, fordelaktig ca. 7s hvoretter produksjonstiden av oksygen i den første tank 34 avbrytes ved å lukke ventilen 36 og samtidig skiftes driften fra tanken 34' til 35 ved å åpne hovedventilen 29 og lukke hovedventilen 28. Den andre tank vil deretter trykksettes ved innmatningsluften som strømmer gjennom hovedventilen 29. Etter dette, typisk etter ca. Ils blir utløpsventilen 30 åpnet hvorved den første tank 34 blir tømt mot atmosfæren gjennom lyddemperen 32 hvorved den nitrogenrike gass fjernes fra den første tank 34'. Typisk etter 16s etter åpning av ventilen 29 har trykket i den andre tank 35 nådd sin høyeste verdi, fordelaktig ca. 500 kPa og samtidig er den første tank 34' tømt og klar for ny trykksetning. While the first tank 34' produces oxygen, i.e. when the valve 36 is open for a certain period of time between 10s to 30s, advantageously approx. 15s, the main valve 31 for the second tank 35 is also open, from the start of oxygen production for a period of time that is typically between 5-10s, advantageously 8s, after which the oxygen-rich gas after the valve 36 is allowed to flow through the relief valve 41 into the second tank 35 and through this to the outlet valve 31 to the atmosphere and thus extract and purify the nitrogen-rich gas from the second tank 35. Naturally, the discharge of oxygen-rich gas through the silencer 33 must be minimized. At the end of the set time, which for extraction of the nitrogen-rich gas is 15-30s, preferably 24s, which can be seen from fig. 2, the outlet valve 31 is closed before exhaust from the second tank 35 is interrupted and pressurization with oxygen-rich gas begins. The pressure setting is typically 5-10s, advantageously approx. 7s after which the production time of oxygen in the first tank 34 is interrupted by closing the valve 36 and at the same time the operation is changed from the tank 34' to 35 by opening the main valve 29 and closing the main valve 28. The second tank will then be pressurized by the supply air that flows through the main valve 29. After this, typically after approx. Ils the outlet valve 30 is opened whereby the first tank 34 is emptied towards the atmosphere through the silencer 32 whereby the nitrogen-rich gas is removed from the first tank 34'. Typically after 16s after opening the valve 29, the pressure in the second tank 35 has reached its highest value, advantageously approx. 500 kPa and at the same time the first tank 34' is emptied and ready for new pressurization.

Ventilen 37 blir deretter åpnet hvorved oksygenproduksjonen i den andre tank 35 kan påbegynnes. Ved slutten av oksygen-produksj onen holdes utløpsventilen 30 fordelaktig oppe i 8s hvorved den første tank 34' vil være under regenerering. Deretter blir utløpsventilen 30 lukket hvoretter driften av den første tank 34 forløper slik som beskrevet ovenfor. The valve 37 is then opened whereby oxygen production in the second tank 35 can begin. At the end of the oxygen production, the outlet valve 30 is advantageously kept open for 8s, whereby the first tank 34' will be under regeneration. The outlet valve 30 is then closed, after which the operation of the first tank 34 proceeds as described above.

Under en syklus, dvs. fra begynnelsen av absorpsjonstrinnet i en tank til slutten av regenereringstrinnet i den andre tank utgjør typisk 50-100s, fordelaktig ca. 84s som vist i fig. 2. During a cycle, i.e. from the beginning of the absorption step in one tank to the end of the regeneration step in the other tank typically amounts to 50-100s, advantageously approx. 84s as shown in fig. 2.

Driftsskjema for hovedventilene 28 og 29 for komprimert innmatnlngsluft, for utløpsventilene 30 og 31 for nitrogenanriket avløpsgass og for utløpsventilene 36 og 37 for den oksygenanrikede produktgass er vist i kombinasjon i fig. 2 hvor referansen "1" betyr at ventilen er åpen og referensen "0" betyr at ventilen er lukket. Operasjonstidene vist i trinnløst regulert forproduksjon av oksygenanriket gass mer ønsket renhet. Operating diagram for the main valves 28 and 29 for compressed feed air, for the outlet valves 30 and 31 for nitrogen-enriched waste gas and for the outlet valves 36 and 37 for the oxygen-enriched product gas are shown in combination in fig. 2 where the reference "1" means that the valve is open and the reference "0" means that the valve is closed. The operation times shown in continuously regulated pre-production of oxygen-enriched gas more desired purity.

I henhold til den andre foretrukkede utførelsesform av foreliggende oppfinnelse vist i fig. 4 blir den tørkede luft innført til en enkelt tanks gassabsorpsjonstørker 34 for seperasjon av oksygen. Innløpssiden av tanken 34 er konstruert på samme måte som for tørkeren 14 og 15. Ventilen 28 er hovedventilen som kontrollerer passasje av innmatnlngsluft til absorpsjonstanken 34 og strøm av nitrogenanriket avløps-gass fra absorpsjonstanken til atmosfæren reguleres av ut-løpsventilen 30 og som vist gjennom lyddemperen 32. Absorp sjonstanken 34 er i rekkefølge enten 1 absorpsjonstrinnet eller i regenereringstrinnet. Det antas at tanken først er i absorpsjonstrinnet. Hovedventilen 28 forblir åpen og utløps-ventilen 30 er lukket. Det absorberende materiale som er tilstede i tanken 34 er valgt, på samme måte som i den første utførelsesform slik at gjennomstrømningshastigheten for oksygen skjer raskere enn strømmen av nitrogen. Egnede materiale er naturlige eller syntetiske zeolitter med en porestørrelse på ca. 4Å. Når utløpsventilen 36 er åpen føres den oksygenanrikede gass gjennom kontrollventilen 38 til filteret 32, hvoretter gassen reguleres ved hjelp av strupeventilen 33. Den oksygenanrikede gass flyter gjennom avlastningsventilen 41 til lagertanken 45. According to the second preferred embodiment of the present invention shown in fig. 4, the dried air is introduced into a single tank gas absorption dryer 34 for separation of oxygen. The inlet side of the tank 34 is constructed in the same way as for the dryer 14 and 15. The valve 28 is the main valve which controls the passage of input air to the absorption tank 34 and the flow of nitrogen-enriched waste gas from the absorption tank to the atmosphere is regulated by the outlet valve 30 and as shown through the silencer 32. The absorption tank 34 is in sequence either 1 the absorption stage or in the regeneration stage. It is assumed that the tank is first in the absorption stage. The main valve 28 remains open and the outlet valve 30 is closed. The absorbent material present in the tank 34 is chosen, in the same way as in the first embodiment, so that the flow rate of oxygen occurs faster than the flow of nitrogen. Suitable materials are natural or synthetic zeolites with a pore size of approx. 4 Å. When the outlet valve 36 is open, the oxygen-enriched gas is led through the control valve 38 to the filter 32, after which the gas is regulated using the throttle valve 33. The oxygen-enriched gas flows through the relief valve 41 to the storage tank 45.

Ved absorpsjon vil tanken 34 begynne å produsere oksygenanriket gass, dvs. når ventilen 28 holdes åpen i et tidsrom på 10-30s, fordelaktig ca. 18s utløpsventilen 36 er også ved slutten av dette absorpsjonstrinn åpen i et viss tidsinter-vall fordelaktig ca. 7s hvorved strømmen gjennom avlastningsventilen 41 til lagertanken 45 tillates hvorved trykksetning av den oksygenrike gass kan få begynne. Etter trykk-setting under hvilket trykket i tanken 45 har fordelaktig steget til 500 kPa blir produksjonen av oksygenanriket gass avbrutt ved å lukke utløpsventilen 36. Deretter, typisk etter ca. Ils kan regenereringen av tanken 34 påbegynnes ved å åpne utløpstanken 30 hvilket vil være 15-30s, fordelaktig ca. 23s hvorved absorpsjonstanken 34 tillates å tømme seg gjennom lyddemperen 32 og den nitrogenanrikede gass som er oppsamlet inne i absrorpsjonstanken 34 for passere ut. Etter en viss tid, typisk etter 16s er absorpsjonstanken 34 uttømt. Ved slutten av regenereringstrinnet er både utstrøm-ningsventilen 30 og utløpsventilen 37 på lagertanken 45 åpne i et viss tidsrom, typisk ca. 7s, hvorved den oksygenanrikede gass for strømme fra lagertanken 45 gjennem avlastningsventilen 39, filteret 42, strupeventilen 43 og avlastningsventilen 10 og inn i absorpsjonstanken 34. Deretter blir ventilen 30 og 37 lukket og hovedventilen 28 åpnet hvorved den tørrede innmatnlngsluft begynner å strømme inn i absorpsjonstanken 34 og begynner å trykksette denne. Trykksetning til et trykk på 500 kPa varer typisk ca. Ils, hvoretter driften av absorpsjonstanken 34 forløper som ovenfor beskrevet. Varigheten av syklusen fra begynnelsen av absorpsjonstrinnet til slutten av regenereringstrinnet er typisk 30-60s, fordelaktig ca. 52s. Operasjonsskjemaet for hovedventilen 28 for innmatningsluften, for utstrømnings-ventilen 30, for anriket nitrogenavløpsgass, for utløps-ventilene 36 og 37 begge for oksygenanriket produksjonsgass og oksygenrik regenereringsgass er vist i fig. 5. Driftstid-ene vist på skjemaet er trinnløst regulerbart for produksjon av oksygenrik gass med ønsket renhet. Upon absorption, the tank 34 will begin to produce oxygen-enriched gas, i.e. when the valve 28 is kept open for a period of 10-30s, advantageously approx. 18's outlet valve 36 is also open at the end of this absorption step for a certain time interval advantageously approx. 7s whereby the flow through the relief valve 41 to the storage tank 45 is allowed whereby pressurization of the oxygen-rich gas can begin. After pressurization, during which the pressure in the tank 45 has advantageously risen to 500 kPa, the production of oxygen-enriched gas is interrupted by closing the outlet valve 36. Then, typically after approx. Then the regeneration of the tank 34 can be started by opening the outlet tank 30 which will take 15-30s, advantageously approx. 23s whereby the absorption tank 34 is allowed to empty through the muffler 32 and the nitrogen-enriched gas collected inside the absorption tank 34 to pass out. After a certain time, typically after 16s, the absorption tank 34 is exhausted. At the end of the regeneration step, both the outflow valve 30 and the outlet valve 37 on the storage tank 45 are open for a certain period of time, typically approx. 7s, whereby the oxygen-enriched gas flows from the storage tank 45 through the relief valve 39, the filter 42, the throttle valve 43 and the relief valve 10 and into the absorption tank 34. Then the valves 30 and 37 are closed and the main valve 28 is opened whereby the dried feed air begins to flow into the absorption tank 34 and begins to pressurize this. Pressurization to a pressure of 500 kPa typically lasts approx. Ils, after which the operation of the absorption tank 34 proceeds as described above. The duration of the cycle from the beginning of the absorption step to the end of the regeneration step is typically 30-60s, advantageously approx. 52 p. The operation diagram for the main valve 28 for the feed air, for the outflow valve 30, for enriched nitrogen waste gas, for the outflow valves 36 and 37 both for oxygen-enriched production gas and oxygen-rich regeneration gas is shown in fig. 5. The operating times shown on the form are continuously adjustable for the production of oxygen-rich gas with the desired purity.

I henhold til både den første og andre foretrukne utførel-sesform taes den produserte oksygenanrikede gass fra lagertanken 45 ved åpning av stengeventilen 46 og ved valg av enten lavtrykks direkteanvendelse eller høytrykksetting ved hjelp av treveisventilen 51. Ved direkte anvendelsestilstand (0-500kPa) føres den oksygenanrikede gass til den pnaumatisk kontrollerte pumpe 49 og ytterligere til fordelingsrørene 50. I høytrykksforsterket tilstand så heves trykket fra ca. 500 kPa for den oksygenanrikede gass som kommer fra lagertanken 45. Ved hjelp av en pnaumatisk kontrollert trykkhevende enhet 70 til det ønskede trykk eks. for å fylle oksygenflas-ker slik som vist i fig. 4. According to both the first and second preferred embodiment, the produced oxygen-enriched gas is taken from the storage tank 45 by opening the shut-off valve 46 and by selecting either low-pressure direct use or high-pressure setting by means of the three-way valve 51. In the direct use condition (0-500kPa) it is fed oxygen-enriched gas to the pneumatically controlled pump 49 and further to the distribution pipes 50. In the high-pressure boosted state, the pressure is raised from approx. 500 kPa for the oxygen-enriched gas coming from the storage tank 45. Using a pneumatically controlled pressure-raising unit 70 to the desired pressure e.g. to fill oxygen bottles as shown in fig. 4.

Som trykkhevende enhet 70 kan eksempelvis anvendes et system tilsvarende det vist i fig. 7, ved hjelp av hvilket trykket kan heves opp til til og med 70 mPa. Komponentene for slikt system er konversielt tilgjengelig fra Schmidth, Krantz og Co., GmbH og komponentene omtales i det følgende under henvisning til firmaets koder i parantes. Den viser trykkfor-sterker enhet bestående av: En første totrinns arbeidsylinder 71 (DLE 5-30) som arbeider i et lavere trykkområdet på 200 kPa-32mPa, As pressure raising unit 70, a system similar to that shown in fig. can be used, for example. 7, by means of which the pressure can be raised up to even 70 mPa. The components for such a system are convertibles available from Schmidth, Krantz og Co., GmbH and the components are described in the following with reference to the company's codes in parentheses. It shows a pressure booster unit consisting of: A first two-stage working cylinder 71 (DLE 5-30) working in a lower pressure range of 200 kPa-32mPa,

En andre totrinns arbeidsylinder 72 (DLE 75-1C) som arbeider ved et høydetrykkområdet på 3,5 mPa-70 mPa A second two-stage working cylinder 72 (DLE 75-1C) operating at an altitude pressure range of 3.5 mPa-70 mPa

En mellomliggende tank 74 virker som trykkakulator og som err forskynt med en avlastningsventil 73 og hvilken tank 74 er anordnet mellom i serie og i rekkefølge arbeidende sylin-dere 71 og 72, An intermediate tank 74 acts as a pressure accumulator and is equipped with a relief valve 73 and which tank 74 is arranged between cylinders 71 and 72 working in series and in sequence,

En kontroll luftenhet 75 kontrollerer driften av arbeids-sylinderene 71 og 72 i det trykket til kontrollmateluften typisk ligger mellom 100 kPa-1,1 mPa, A control air unit 75 controls the operation of the working cylinders 71 and 72 in that the pressure of the control supply air typically lies between 100 kPa-1.1 mPa,

En første avstengningsventil 76 som påvirker denførste arbeidsylindeer 71, A first shut-off valve 76 which affects the first working cylinder 71,

En andre avstengningsventil 77 og en trykkregulerende ventil 78 som begge påvirker den andre arbeidsylinder 72. A second shut-off valve 77 and a pressure regulating valve 78 which both affect the second working cylinder 72.

Pnaumatiske tidtagere og retningsventiler anvendes ved kontroll av ventilene 28, 29, 30, 31, 36 og 37 både i den første og andre foretrukkede utførelsesform. En avlastningsventil er også anvendt i kontrollen for å stoppe arbeidssyk-lusen hvis trykket i absorpsjonsenheten overstiger den tidligere innstilte høyeste verdi. Kontrollsystemet er intig-rert i det en større del av de pnaumatiske komponenter er montert i et kretskort slik at alle deres forbundende strøm-ningskanaler foreligger på kretskortet og separate pnaumatiske slanger er ikke nødvendige. Disse pnaumatiske komponenter er konversionelt tilgjengelig fra Oy Festo Ab i Finland og komponentene er i det følgende omtalt under henvisning til firmaets produktkode i parantes. Pneumatic timers and directional valves are used when controlling valves 28, 29, 30, 31, 36 and 37 in both the first and second preferred embodiments. A relief valve is also used in the control to stop the work cycle if the pressure in the absorption unit exceeds the previously set highest value. The control system is integrated in that a larger part of the pneumatic components are mounted in a circuit board so that all their connecting flow channels are present on the circuit board and separate pneumatic hoses are not necessary. These pneumatic components are available as conversions from Oy Festo Ab in Finland and the components are discussed below with reference to the company's product code in parentheses.

Som det fremgår av fig. 3 så er hovedventilene 28 og 29 så vel som utstrømningsventilene 30 og 31 anordnet for å opere-res i rekkefølge og tilbake. Utløpsventilene 36 og 37 er istedet anordnet for paralell drift. Ventilene er fordelaktig membranventiler (type "VLX-2"). Bryteende operasjonen for ventilene kontrolleres av flip-flop ventilen 52 ("type VL-5-PK-3"), som er forbundet med operasjonskretsen av impulsventilene 53 og 54 (type "J-3-3.3"), som er forskynt med et utløp og en hukommelse. Tidtagerenheten i kontrollsystemet består av fire tidsenheter 55, 56, 57 og 58 (type "VUZ"). Disse er forskynt med en pnaumatisk drevet mekanisk klokkeanordnlng hvilken en ønsket tidssekvens for produk-sjonsyklusen kan innstilles. De reguleres på en måte vist i kretsskjemaet, dvs. via medit av hukommelsesventilene 53 og 54 og ved direkte drift av utløpsventilene 36 og 37 av mem-brantypen. Impulsventilen 59 (Type "J-5-3.3") forskynt med to direkte utgangskontroll-tidsenheter 56 og 58 så vel som for drift av flip-flop ventilen 52. As can be seen from fig. 3 then the main valves 28 and 29 as well as the outflow valves 30 and 31 are arranged to operate in sequence and back. The outlet valves 36 and 37 are instead arranged for parallel operation. The valves are advantageously membrane valves (type "VLX-2"). The switching operation of the valves is controlled by the flip-flop valve 52 ("type VL-5-PK-3"), which is connected to the operating circuit of the impulse valves 53 and 54 (type "J-3-3.3"), which is provided with a expiration and a memory. The timer unit in the control system consists of four time units 55, 56, 57 and 58 (type "VUZ"). These are provided with a pneumatically driven mechanical clock device which can be set to a desired time sequence for the production cycle. They are regulated in a manner shown in the circuit diagram, i.e. via media of the memory valves 53 and 54 and by direct operation of the discharge valves 36 and 37 of the membrane type. The impulse valve 59 (Type "J-5-3.3") is provided with two direct output control timers 56 and 58 as well as for operation of the flip-flop valve 52.

Slik det kan sees av fig. 6 er hovedventilen 28 og utløps-ventilen 30 anordnet for alternativ operasjon. Utløpsventil-ene 36 og 37 er derimot anordnet for paralell drift. Disse ventiler er fordelaktig membrantype ventiler (type "VLX-2"). Drift av ventilene kontrolleres av en flip-flop ventil 52 (type "VLL-5-PK-3"), som arbeider som er ombytningsbryter og er forbundet til en impulsventil (type "J-3-3.3"), forskynt med en utgang og en operasjonssyklus-hukommelse. Tidsenheten for kontrollsystemet består av klokkeenheter 55, 56, 57 og 58 (type "VUZ"). Disse innholder pnaumatisk drevne mekanske klokkeanordninger hvor med de ønskede tidssekvenser kan innstilles. De reguleres som vist i kretsskjemaet, dvs. gjennom medit av hukommelsesventilen 53 og ved direkte drift av membrantype-utløpsventilene 36 og 37. Impulsventilen 59 (type As can be seen from fig. 6, the main valve 28 and outlet valve 30 are arranged for alternative operation. The outlet valves 36 and 37, on the other hand, are arranged for parallel operation. These valves are advantageously diaphragm type valves (type "VLX-2"). Operation of the valves is controlled by a flip-flop valve 52 (type "VLL-5-PK-3"), which works as a changeover switch and is connected to an impulse valve (type "J-3-3.3"), provided with an output and a duty cycle memory. The time unit for the control system consists of clock units 55, 56, 57 and 58 (type "VUZ"). These contain pneumatically driven mechanical clock devices where the desired time sequences can be set. They are regulated as shown in the circuit diagram, i.e. through meditation of the memory valve 53 and by direct operation of the membrane-type outlet valves 36 and 37. The impulse valve 59 (type

"J-5-3.3") er forskynt med to utgangskontrollklokke-enheter så vel som drift av flip-flop ventilen 53. For å sikre en sikker og eksakt drift av gassabsorpsjonsenheten både i den første og i den andre foretrukne utførelsesform vist i fig. 1 og 4 så er absorpsjonsenhetene forskynt med trykkfølere som er forbundet med den trykkregulerende ventil 62 (type "VD-3-3.3") i det den øvre trykkgrense fordelaktig velges til å 800 kPa. Trykkreguleringsventilen 62 er forbundet i paralell til en manuelt justerbar kontrollventil 63 (type "SV-3-M5-N-22-S") sammen med hovedlukkeventilen 61 (type "VL/0-3-3.3" ) som på sin side er forbundet med "eller" ventilen 60 (type "OS-6/3-3.3") hvilken er også forbundet en andre styreventil 64 (type "SV-3-M5-N-22-S"). "J-5-3.3") is provided with two output control clock units as well as operation of the flip-flop valve 53. To ensure a safe and accurate operation of the gas absorption unit in both the first and the second preferred embodiment shown in fig. 1 and 4, the absorption units are provided with pressure sensors which are connected to the pressure regulating valve 62 (type "VD-3-3.3") in which the upper pressure limit is advantageously chosen to be 800 kPa. The pressure regulation valve 62 is connected in parallel to a manually adjustable control valve 63 (type "SV-3-M5-N-22-S") together with the main shut-off valve 61 (type "VL/0-3-3.3") which in turn is connected with the "or" valve 60 (type "OS-6/3-3.3") which is also connected to a second control valve 64 (type "SV-3-M5-N-22-S").

Kontrollsystemet injiseres ved hjelp av kontrollventilen 63 (64) hvoretter systemet opererer automatisk og kontrollerer: ventilen 28, 29, 30, 31, 36, 37 og 38 i henhold til den oppsatte sekvens vist i fig. 2, eller ventilene 28, 30, 36 og 38 i henhold til den oppsatte sekvens vist i fig. 5. The control system is injected by means of control valve 63 (64) after which the system operates automatically and controls: valve 28, 29, 30, 31, 36, 37 and 38 according to the set sequence shown in fig. 2, or the valves 28, 30, 36 and 38 according to the arranged sequence shown in fig. 5.

Hvis trykket gassabsorpsjonsenheten stiger for meget vil lukkeventilen 61 på sin side stoppe syklusen. Syklusen kan imidlertid gjennoppstartes da styreventilene 64 eller ved trykkfall fra styreventilen 63. If the pressure in the gas absorption unit rises too much, the shut-off valve 61 will in turn stop the cycle. The cycle can, however, be restarted when the control valves 64 or when pressure drops from the control valve 63.

Kontrollsystemet opererer fullstendig pnaumatisk i det fordelaktig anvendes syklus ved 500-600 kPa. Den komprimerte luft erholdes til styreutstyret fra i for seg velkjente komprimerte luftkilder, eks. en kompressor (ikke vist på tegningen) og føres inn i systemet via styreventilene 63 og 64, slik det fremgår av fig. 3 og 6. The control system operates completely pneumatically in the advantageously used cycle at 500-600 kPa. The compressed air is obtained for the control equipment from well-known compressed air sources, e.g. a compressor (not shown in the drawing) and is introduced into the system via the control valves 63 and 64, as can be seen from fig. 3 and 6.

Som tidligere nevnt er de pnaumatiske komponenter 52-62 anordnet på et kretskort som er plassert i et forseilet hus 47 (27). Styreventilene 63 og 64 er fordelaktig montert på utsiden av huset. En fordel ved dette arrangement er at slangen for komprimert luft kunn er nødvendig mellom styreventilene og kretskortet så vel som mellom membranventilen og kretskortet. As previously mentioned, the pneumatic components 52-62 are arranged on a circuit board which is placed in a sealed housing 47 (27). The control valves 63 and 64 are advantageously mounted on the outside of the housing. An advantage of this arrangement is that the hose for compressed air is only necessary between the control valves and the circuit board as well as between the diaphragm valve and the circuit board.

Et kontrollsystem sammensatt av tilsvarende pnaumatiske komponenter 52-64 kan som ovenfor nevnt også med fordel anvendes til å kontrollere driften av den fuktighets-absorberende enhet, spesielt hovedventilene 10 og 11 såvel som utløpsventilene 12 og 13. A control system composed of corresponding pneumatic components 52-64 can, as mentioned above, also be advantageously used to control the operation of the moisture-absorbing unit, especially the main valves 10 and 11 as well as the outlet valves 12 and 13.

Oppfinnelsen har til nå vært beskrevet ved hjelp av noen foretrukne utførelsesformer. Det er naturligvis ikke ønske-lig å begrense foreliggende oppfinnelse på noen måte og foreliggende oppfinnelse og dens mangfoldige individuelle variasjoner er mulig innen rammen av de vedlagte krav. The invention has so far been described by means of some preferred embodiments. It is naturally not desirable to limit the present invention in any way and the present invention and its many individual variations are possible within the framework of the appended claims.

Således kan deler av anlegget adskille seg fra den viste representasjon. Kompressorene kan erstattes med tidligere erholdt komprimert luft. Selv om anlegget fullstendig forblir det samme kan absorpsjonsenheten tilpasset forskjellige operasjonsverdier ved å endre driftssyklusene. I tillegg til to oksygenproduserende enheter kan disse dobles, Idet en enhet er mindre hvorved det oppnås en to-trinns seperasjon hvor den ønskede renhetsgrad kan heves ved å la strømme gjennom den større enhet en relativt større gassmengde. Et slikt arrangement er nyttig når en spesiell høy renhetsgrad er ønsket. Ved å endre gassabsorpsjonsmaterialet kan anlegget for seperasjon av oksygen anvendes for seperasjon av nitrogen eller andre luftbestanddeler. Thus, parts of the facility may differ from the representation shown. The compressors can be replaced with previously obtained compressed air. Although the plant remains completely the same, the absorption unit can be adapted to different operating values by changing the operating cycles. In addition to two oxygen-producing units, these can be doubled, since one unit is smaller, whereby a two-stage separation is achieved where the desired degree of purity can be raised by allowing a relatively larger amount of gas to flow through the larger unit. Such an arrangement is useful when a particularly high degree of purity is desired. By changing the gas absorption material, the plant for separation of oxygen can be used for separation of nitrogen or other air constituents.

Claims

1. Procedure for gas concentration by means of absorption, especially for the separation of oxygen from air, characterized by the following steps compress air to a pressure that is significantly higher than normal atmospheric pressure, remove water that condenses during compression and possibly dry the compressed air, lead the compressed air to an absorption unit containing an absorbent material, advantageously natural or synthetic zeolites suitable for the separation of gas into two components, lead at least a major part of the product gas, enriched with respect to oxygen from the absorption unit and forward this advantageously to a storage device or to a point of use, and return a smaller part of the product gas, enriched with oxygen to the absorption unit to regenerate it by removing gas, enriched with consideration of nitrogen bound to the absorption material in the absorption unit, and that the following gas streams: compressed air fed to the absorption unit, the main part of the product gas, enriched with respect to oxygen which is passed out of the absorption unit, the minor part of the product gas, enriched with respect to oxygen to be recycled to the absorption unit, the waste gas, enriched with respect to nitrogen, which is to be removed from the absorption unit, is controlled and regulated by means of pneumatically operating elements where, by separation of the gas portion, preferably oxygen from air, can be carried out in a safe and reliable way by means of absorption also under damp, cold and/or explosive conditions.

2. Method according to claim 1 which is carried out using a two-tank absorption unit, characterized in that the starting moment and the flow time for the smaller proportion of the production gas stream, which is led from an upper part or an outlet pipe in the absorption tank through the second absorption tank for its regeneration, is defined, controlled and regulated using pneumatically operated elements.

3. Method according to claim 1 which is carried out using a single tank absorption unit, characterized in that the starting moment and the flow time for the smaller proportion of the product gas stream, which is led from a temporary storage through the absorption tank for its regeneration, is defined, controlled and regulated using pneumatically operating elements.

4. Method according to any one of claims 1-3, characterized in that the compressed air, from which condensed water has been removed, is fed into at least a two-tank drier that includes moisture-absorbing material, advantageously silica gel or a molecular sieve, in order to dry the air to a desired humidity level, advantageous so that the dew point of the compressed air after drying is approx. -40°C and that the flow of compressed gas into the moisture-absorbing drying tank, the main part of the dried air flow from the moisture-absorbing drying tank into the absorption tank, the smaller part of the dried air flow from one moisture-absorbing tank into the other moisture-absorbing tank for regeneration of this to remove moisture bound to the moisture-absorbing material, and the outflow of air containing moisture from the moisture-absorbing tank during regeneration is controlled and regenerated by means of pneumatically operating elements.

5. Gas concentration plant, especially for the separation of oxygen from air, characterized in that the plant includes a combination of at least: an air supply device (1), advantageously a compressor for compressing supply air, separation device (2-9) advantageously used in combination with the air supply device to remove from the feed air at least condensed water formed during the air compression, a moisture-absorbing drying device advantageously consisting of two tanks (14, 15) which absorb moisture in two successive stages, each of which contains either suitable moisture-absorbing material, advantageously silica gel or including a molecular sieve, which dryer is arranged after the water separation device (2-9) and optimized with regard to the ratio between the drying material, the cycle times and other possible parameters for the formation of dried, compressed air whose dew point is preferably approx. -40°C, a gas absorption unit (34; 34, 35') containing a material suitable for the separation of gas by means of absorption into two components, advantageously natural or synthetic zeolite for the separation of oxygen and nitrogen present in the feed air, tank device (45, 47) for storing the gaseous product, advantageously oxygen-enriched gas, obtained from the gas absorption unit, pipelines which connect the parts of the plant to the flow connection with each other and which are used to carry gas flows between the feeding device (1), to the separation device (2-9) to the moisture-absorbing dryer (14, 15) , to the gas absorption unit (34, 34', 35) and the tank device (45, 47) and pneumatically operated regulation and control elements (10-13, 28-31, 36, 37, 52-64) to control the gas flows in the said parts of the plant as well as to the piping system, and possibly means for further treatment of separated gas components, advantageously oxygen-enriched gas, which device is placed after the gas device (45, 47) and advantageously includes a pneumatic pressure-raising unit (70) and a pressure bottle ( 80) to store gaseous product under high pressure.

6. The gas concentration plant according to claim 5, characterized in that gas absorption unit 1 consists of a single tank 34 which 1 sequence is either 1 absorption stage where the outflow time of oxygen-enriched gas is 10-30s, preferably approx. 18s, or in the regeneration step where the outflow step for nitrogen-enriched gas is in the range 15-30s, advantageously approx. 23s, the duration of the entire cycle from the beginning of the absorption step to the end of the regeneration step being 30-60s, advantageously approx.

52 p.

7. The gas concentration plant according to claim 5, characterized in that the gas absorption unit consists of two tanks (34', 35) is in an absorption stage, where the outflow time for oxygen-enriched gas is 10-30s, advantageously approx. 15s, or in the regeneration step where the outflow step for an enriched gas is 15-30s, advantageously 24s, the duration of the entire cycle from the beginning of the absorption step in one tank to the end of the regeneration step in the other tank being 50-100s, advantageously 84s.

8. The gas concentration plant According to any one of the preceding claims 5-7, characterized by pneumatic control elements for feeding in air, oxygen-enriched gas and nitrogen-enriched gas consists of several pneumatic membrane valves (10-13, 28-31, 36, 37) and that the elements for operating the aforementioned pneumatic diaphragm valves (10-13, 28-31, 36, 37) includes at least one pneumatic bell (55-58) and pneumatic impulse valves (53, 54 and 59).

9. The gas concentration plant according to any one of the preceding claims 5-8, characterized in that the pressure regulating valve 62 is connected to pressure sensors which are placed in each tank in the gas absorption unit (34, 34', 35) and the moisture absorption unit (14, 15 ) and on the other hand to a shut-off valve (61) in the pneumatic control system (52-64) and that the pneumatic control system is integrated in a common tightly closed housing so that the significant proportion of its components (52-64) are arranged inside in the housing and that the pressure regulating valve (62) can stop a work cycle if the pressure in the tank or the gas absorption unit or the moisture absorption unit exceeds a predetermined height value, advantageously approx. 800 kPa in the tank in the moisture absorbing unit or approx. 500 kPa in the tank in the gas absorbing unit.

10. Gas concentration plant according to any one of the preceding claims 5-9, characterized in that the pressure-raising unit (70) for raising the pressure of the produced oxygen-enriched gas up to 70 mPa consists of a first two-stage working cylinder 71 which works in the lower pressure range, a second two-stage working cylinder 72 operating in the higher pressure range, an intermediate tank 74 provided with the relief valve 73 arranged in series between the cylinders (71, 72) and working in sequence, a control air unit (75), a first shut-off valve (76) which affects the first working cylinder (71) and a second shut-off valve (77) and a pressure regulating valve (78) which affects the second working cylinder (72).