RU2169605C2 - Способ разделения газа переменного состава короткоцикловой безнагревной адсорбцией - Google Patents
Способ разделения газа переменного состава короткоцикловой безнагревной адсорбцией Download PDFInfo
- Publication number
- RU2169605C2 RU2169605C2 RU96118597A RU96118597A RU2169605C2 RU 2169605 C2 RU2169605 C2 RU 2169605C2 RU 96118597 A RU96118597 A RU 96118597A RU 96118597 A RU96118597 A RU 96118597A RU 2169605 C2 RU2169605 C2 RU 2169605C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- oxygen
- enriched
- adsorbers
- nitrogen
- Prior art date
Links
Landscapes
- Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
- Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)
Abstract
Изобретение относится к технологии разделения газов на цеолитах короткоцикловой безнагревной адсорбцией и предназначено для разделения на кислородо- и азотообогащенные газы газа переменного состава с постоянно увеличивающейся концентрацией кислорода. Подобный процесс имеет место, например, в медицине при рекуперации газа после оксигенотерапии. Способ включает в себя повышение давления в адсорберах с цеолитом и продувку адсорберов газом переменного состава с получением кислородообогащенного газа, понижение в них давления с получением азотообогащенного газа, причем в качестве газа переменного состава используют газ с постоянно увеличивающейся концентрацией кислорода, а продувку дополнительно проводят атмосферным воздухом. Изобретение позволяет повысить степень разделения газа переменного состава. 3 з.п.ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к технологии разделения газов на цеолитах короткоцикловой безнагревной адсорбцией и может быть использовано для рекуперации кислорода, например, в медицине после оксигенотерапии.
Известен способ разделения газа постоянного состава (атмосферного воздуха) на кислород и азотообогащенные газы (US 4013423, 22.03.1977).
Наиболее близким к изобретению является способ разделения газа переменного состава короткоцикловой безнагревной адсорбцией, включающий повышение давления в адсорберах с цеолитом и продувку адсорберов газом переменного состава (газом, с постоянно возрастающей концентрацией азота) с получением кислородообогащенного газа, понижение давления с получением азотообогащеного газа (SU 874137, 23.10.1981).
Недостатком данного способа является необходимость предварительного получения газа переменного состава с постоянно возрастающей концентрацией азота из атмосферного воздуха.
Технической задачей изобретения является применение для разделения на кислородо- и азотообогащенные газы газа переменного состава с постоянно возрастающей концентрацией кислорода, без предварительного использования атмосферного воздуха.
Она достигается тем, что в адсорберах с цеолитом газом переменного состава с постоянно возрастающей концентрацией кислорода повышают давление и проводят продувку. Затем проводят дополнительную продувку атмосферным воздухом до формирования обрывного фронта выходных концентрационных кривых. При продувке получают кислородообогащенный газ. После продувки адсорберов в них понижают давление и получают азотообогащенный газ.
Для повышения концентрации кислорода в кислородообогащенном газе перед повышением давления в адсорберах газом переменного состава с постоянно увеличивающейся концентрацией кислорода их продувают частью ранее полученного кислородообогащенного газа и/или частью газа переменного состава с постоянно увеличивающейся концентрацией кислорода, или(и) предварительно повышают давление в адсорберах частью ранее полученного кислородообогащенного газа и/или частью газа переменного состава с постоянно увеличивающейся концентрацией кислорода.
Для повышение концентрации азота в азотообогащенном газе адсорберы перед понижением в них давления продувают частью ранее полученного азотообогащенного газа.
На чертеже изображена одна из возможных схем установки, реализующей изобретение.
Установка включает адсорбер с цеолитом 1, периодический источник кислородообогащенного газа переменного состава с постоянно возрастающей концентрацией кислорода 2, компрессор 3, вакуум-насос 4, ресивер кислородообогащенного газа 5, ресивер азотообогащенного газа 6, управляемые клапаны 7-15, обратные клапаны 16-17.
Установка работает циклично с периодическим продуцированием кислородо- и азотообогащенных газов.
Рассмотрение работы установки начинается с момента времени, соответствующего началу повышения давления в адсорбере 1. Указанный момент времени соответствует открытию клапана 7 при всех остальных закрытых клапанах.
Кислородообогащенный газ из источника 2 поступает в предварительно отвакуумированный адсорбер 1 и поднимает в нем давление. В результате преимущественной сорбции азота на цеолитах и постоянно возрастающей концентрации кислорода в газе, направляемом на разделение, газовая фаза в адсорбере обогащается кислородом с незначительным концентрационным градиентом по высоте слоя цеолита. При достижении в адсорбере 1 давления, равного атмосферному, открывают клапан 8 и кислородообогащенный газ поступает в ресивер 5 и через клапан 17 идет на потребление.
По мере сближения концентраций кислорода во входном и выходном газах адсорбера закрывают клапан 7 и открывают клапан 9. В адсорбере 1 осуществляют продувку атмосферным воздухом с помощью компрессора 3. При этом атмосферным воздухом вытесняют обогащенную кислородом газовую фазу и за счет преимущественной сорбции азота адсорбированная фаза обогащается азотом. С формированием обрывного фронта концентрационной кривой продувку адсорбера 1 воздухом прекращают. Закрывают клапаны 8, 9 и открывают клапаны 10 и 11.
В адсорбере 1 вакуум-насосом 4 понижают давление. Азотообогащенный газ на выходе из вакуум-насоса 4 направляют в ресивер 6 и далее через клапан 16 на потребление. При достижении в адсорбере 1 заданного остаточного давления закрывают клапаны 10 и 11 и открывают клапан 7. Цикл повторяют.
Для повышения концентрации кислородообогащенного газа перед повышением давления в адсорбере 1 открывают клапаны 8(15), 10, 12 и вакуум-насосом 4 продувают адсорбер 1 частью ранее полученного кислородообогащенного газа, находящегося в ресивере 5 или(и) частью газа переменного состава с высокой концентрацией кислорода из источника 2, или(и) при понижении давления после закрытия клапанов 10 и 11 открывают клапан 8(15) и в адсорбере 1 частью ранее полученного кислородообогащенного газа, находящегося в ресивере 5, или(и) частью газа переменного состава с высокой концентрацией кислорода из источника 2, предварительно повышают давление.
Для повышения концентрации азотообогащенного газа перед понижением давления в адсорбере 1 открывают клапаны 13 и 14 и частью ранее полученного азотообогащенного газа, находящегося в ресивере 6, продувают адсорбер 1.
Пример. Проверку способа осуществили на установке, представленной на чертеже. Объем адсорбера 5,8 л. Высота насыпного слоя 1,0 м. Адсорбер был засыпан цеолитом NaX фракции 2-3 мм. В качестве источника газа переменного состава с постоянно возрастающей концентрацией кислорода использовали модель медицинской барокамеры объемом 45 л, продуваемую баллонным кислородом концентрацией 99,8%. Величина остаточного давления в адсорбере составила 0,05 ата. Адсорбер работал в описанном режиме.
В первом цикле изменение концентрации кислорода в газе переменного состава было 21-75%. Концентрация кислорода в кислородообогащенном газе составила 68%. Концентрация азота в азотообогащенном газе - 91%.
Во втором цикле изменение концентрации кислорода в газе переменного состава было 75-95%. Концентрация кислорода в кислородообогащенном газе составила 90%. Концентрация азота в азотообогащенном газе - 90%.
При предварительном заполнении адсорбера частью кислородообогащенного газа, полученного после второго цикла до остаточного давления 0,6 ата, концентрация кислорода в кислородообогащенном газе после первого цикла составила 74%. Такая же концентрация была достигнута на первом цикле после продувки адсорбера 65% кислородообогащенного газа, полученного после второго цикла.
При предварительном заполнении адсорбера частью газа переменного состава с концентрацией кислорода 80-95% до остаточного давления 0,5 ата концентрация кислорода в кислородообогащенном газе после первого цикла составила 75%. При продувке адсорбера частью газа переменного состава с концентрацией кислорода 80-95% на первом цикле концентрация кислорода в кислородообогащенном газе составила 81%.
При продувке адсорбера 60% азотообогащенного газа, полученного после второго цикла, в первом цикле концентрация азота в азотообогащенном газе составила 95%.
Claims (4)
1. Способ разделения газа переменного состава короткоцикловой безнагревной адсорбцией, включающий повышение давления в адсорберах с цеолитом и продувку адсорберов газом переменного состава с получением кислородообогащенного газа, понижение в них давления с получением азотообогащенного газа, отличающийся тем, что в качестве газа переменного состава используют газ с постоянно увеличивающейся концентрацией кислорода, а продувку дополнительно проводят атмосферным воздухом.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед повышением давления в адсорберах газом переменного состава с постоянно увеличивающейся концентрацией кислорода их продувают частью ранее полученного кислородообогащенного газа и/или частью газа переменного состава с постоянно увеличивающейся концентрацией кислорода.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед повышением давления в адсорберах газом переменного состава с постоянно увеличивающейся концентрацией кислорода его предварительно повышают частью ранее полученного кислородообогащенного газа и/или частью газа переменного состава с постоянно увеличивающейся концентрацией кислорода.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед понижением давления в адсорберах их продувают частью ранее полученного азотообогащенного газа.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU96118597A RU2169605C2 (ru) | 1996-09-18 | 1996-09-18 | Способ разделения газа переменного состава короткоцикловой безнагревной адсорбцией |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU96118597A RU2169605C2 (ru) | 1996-09-18 | 1996-09-18 | Способ разделения газа переменного состава короткоцикловой безнагревной адсорбцией |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU96118597A RU96118597A (ru) | 1998-12-10 |
| RU2169605C2 true RU2169605C2 (ru) | 2001-06-27 |
Family
ID=20185542
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU96118597A RU2169605C2 (ru) | 1996-09-18 | 1996-09-18 | Способ разделения газа переменного состава короткоцикловой безнагревной адсорбцией |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2169605C2 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017095268A1 (ru) * | 2015-12-02 | 2017-06-08 | Леонид Федорович ШЕСТИПЕРСТОВ | Разделение многокомпонентных газовых смесей способом короткоцикловой безнагревной адсорбцией |
| RU2750076C2 (ru) * | 2016-12-15 | 2021-06-21 | ШЕВРОН ФИЛЛИПС КЕМИКАЛ КОМПАНИ ЭлПи | Сочетание мембранного способа и адсорбции с переменным давлением в установке получения изобутана и азота |
-
1996
- 1996-09-18 RU RU96118597A patent/RU2169605C2/ru active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| DE 2618510 А1, 25.II.1976. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017095268A1 (ru) * | 2015-12-02 | 2017-06-08 | Леонид Федорович ШЕСТИПЕРСТОВ | Разделение многокомпонентных газовых смесей способом короткоцикловой безнагревной адсорбцией |
| RU2750076C2 (ru) * | 2016-12-15 | 2021-06-21 | ШЕВРОН ФИЛЛИПС КЕМИКАЛ КОМПАНИ ЭлПи | Сочетание мембранного способа и адсорбции с переменным давлением в установке получения изобутана и азота |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6425938B1 (en) | Single bed pressure swing adsorption process | |
| US4449990A (en) | Method and apparatus for fractioning oxygen | |
| US4222750A (en) | Oxygen enrichment system for medical use | |
| US4880443A (en) | Molecular sieve oxygen concentrator with secondary oxygen purifier | |
| US5906672A (en) | Closed-loop feedback control for oxygen concentrator | |
| US6156101A (en) | Single bed pressure swing adsorption process and system | |
| US6641644B2 (en) | Pressure swing adsorption gas separation method and apparatus | |
| KR0130764B1 (ko) | 2개의 흡착기로 구성되는 시스템에서 진공 스윙 흡착법에 의해 기체 혼합물을 분리하는 방법 | |
| US5766310A (en) | Single stage secondary high purity oxygen concentrator | |
| AU662455B2 (en) | The separation of gaseous mixtures | |
| CA1337593C (en) | Separation of gas mixtures | |
| CN100536992C (zh) | 氧气和氮气的并行分离方法和并行分离系统 | |
| CA2267938A1 (en) | Method and apparatus for manufacturing high concentration ozone gas | |
| EP0609620A1 (en) | Gas separation | |
| JP2000157828A (ja) | １つの吸着器と１つのブロワ―を使用する酸素製造方法及び装置 | |
| JPH08168631A (ja) | 圧力変化と吸着による気体混合物の処理方法 | |
| RU2169605C2 (ru) | Способ разделения газа переменного состава короткоцикловой безнагревной адсорбцией | |
| US6585804B2 (en) | Pressure swing adsorption process operation at turndown conditions | |
| US6270556B1 (en) | PSA or VSA unit having jointly-controlled production output and production pressure | |
| US5549733A (en) | Process for the production of a gas by adsorption | |
| GB2073043A (en) | Separation of a gaseous mixture | |
| JPH0977502A (ja) | 酸素濃縮装置 | |
| SU1666165A1 (ru) | Устройство разделени атмосферного воздуха | |
| CA2182641A1 (en) | Process for the absorption of nitrogen from gas mixtures using pressure-swing adsorption with zeolites | |
| US6332915B1 (en) | PSA plant using valves having long and heterogeneous operating times |