RU2579448C2 - Способ и устройство адсорбции при переменном давлении и с использованием вакуума с промежуточным накоплением - Google Patents
Способ и устройство адсорбции при переменном давлении и с использованием вакуума с промежуточным накоплением Download PDFInfo
- Publication number
- RU2579448C2 RU2579448C2 RU2013122472/05A RU2013122472A RU2579448C2 RU 2579448 C2 RU2579448 C2 RU 2579448C2 RU 2013122472/05 A RU2013122472/05 A RU 2013122472/05A RU 2013122472 A RU2013122472 A RU 2013122472A RU 2579448 C2 RU2579448 C2 RU 2579448C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- vacuum
- adsorber
- vacuum pump
- gas mixture
- adsorption
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 61
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 title claims abstract description 39
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 title claims abstract description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 30
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 claims abstract description 15
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 claims abstract description 15
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 35
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 27
- 238000003795 desorption Methods 0.000 claims description 8
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 2
- 238000012432 intermediate storage Methods 0.000 claims 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 abstract description 7
- 238000010327 methods by industry Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 19
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 14
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 8
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 8
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 1
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 1
- 230000000274 adsorptive effect Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
- B01D53/04—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
- B01D53/047—Pressure swing adsorption
- B01D53/0476—Vacuum pressure swing adsorption
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
- B01D53/04—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
- B01D53/047—Pressure swing adsorption
- B01D53/053—Pressure swing adsorption with storage or buffer vessel
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
- B01D53/04—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
- B01D53/047—Pressure swing adsorption
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B13/00—Oxygen; Ozone; Oxides or hydroxides in general
- C01B13/02—Preparation of oxygen
- C01B13/0229—Purification or separation processes
- C01B13/0248—Physical processing only
- C01B13/0259—Physical processing only by adsorption on solids
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2256/00—Main component in the product gas stream after treatment
- B01D2256/12—Oxygen
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2259/00—Type of treatment
- B01D2259/40—Further details for adsorption processes and devices
- B01D2259/402—Further details for adsorption processes and devices using two beds
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2259/00—Type of treatment
- B01D2259/45—Gas separation or purification devices adapted for specific applications
- B01D2259/4533—Gas separation or purification devices adapted for specific applications for medical purposes
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
- Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
Abstract
Заявлены способ и устройство адсорбционного разделения газовой смеси посредством процесса адсорбции при переменном давлении и использовании вакуума, причем подлежащую разделению газовую смесь перед подачей в процесс адсорбции при переменном давлении и с использованием вакуума сжимают посредством по меньшей мере одного компрессора до давления адсорбции, а регенерацию адсорбера или адсорберов осуществляют посредством по меньшей мере одного вакуумного насоса. Согласно изобретению, в те моменты времени, когда газовую смесь не подают в процесс адсорбции при переменном давлении и с использованием вакуума, сжатую газовую смесь по меньшей мере временно и/или по меньшей мере частично подают на промежуточное накопление и/или направляют потребителю и/или в то время, когда не осуществляют регенерацию адсорбера посредством вакуумного насоса или по меньшей мере одного из вакуумных насосов, вакуумный насос или по меньшей мере один из вакуумных насосов, не являющихся необходимыми для регенерации, по меньшей мере временно используют для другого применения. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к способу адсорбционного разделения газовой смеси посредством процесса адсорбции при переменном давлении и с использованием вакуума, причем подлежащую разделению газовую смесь перед подачей в процесс адсорбции при переменном давлении и использовании вакуума сжимают посредством по меньшей мере одного компрессора до давления адсорбции, а регенерацию адсорбера или адсорберов осуществляют посредством по меньшей мере одного вакуумного насоса.
Кроме того, изобретение относится к устройству осуществления способа адсорбционного разделения газовой смеси посредством процесса адсорбции при переменном давлении и с использованием вакуума, имеющему по меньшей мере один компрессор, по меньшей мере один адсорбер и по меньшей мере один вакуумный насос.
Процессы адсорбции при переменном давлении и с использованием вакуума, или VPSA-процессы, в достаточной степени известны из уровня техники. Они отличаются от процессов адсорбции при переменном давлении, или PSA-процессов, тем, что регенерация насыщенного адсорбера производится при давлении ниже атмосферного. Для достижения этого подлежащие регенерации адсорберы регенерируют посредством вакуумного насоса. Давление десорбции лежит обычно между 100 и 500 мбар. Адсорбция осуществляется главным образом при избыточном давлении. По этой причине, как правило, предусматривается компрессор, который сжимает подлежащую разделению газовую смесь до желаемого давления адсорбции перед подачей в процесс адсорбции при переменном давлении и с использованием вакуума.
Преимущества процессов адсорбции при переменном давлении и с использованием вакуума по сравнению с традиционными процессами адсорбции при переменном давлении состоят в том, что достигаются более высокие выходы и меньшее потребление энергии. Данные преимущества достигаются, однако, за счет того, что предусматривается вакуумный насос, результатом чего является увеличение инвестиционных затрат для VPSA- по сравнению с PSA-процессами, в частности в случае малых установок.
В ходе процесса адсорбции при переменном давлении и с использованием вакуума обычно имеются технологические этапы способа, такие как этап выравнивания давления или сброса, на которых компрессор и/или вакуумный насос не являются необходимыми. В ходе данных технологических этапов способа компрессор и/или вакуумный насос, однако, продолжают эксплуатироваться в байпасном режиме, так как выключение практически невозможно вследствие краткости технологических этапов способа.
VPSA-процессы уже давно применяются для получения кислорода в так называемых установках на месте использования и отличаются весьма выгодным потреблением энергии. В случае малых установок, под которыми в данной заявке следует понимать установки с производительностью менее 100 нм3/ч, таких, которые потребовались бы, например, для обслуживания больниц, VPSA-процессы до сих пор не применялись по причине более высоких инвестиционных затрат, которые являются результатом дополнительно необходимого вакуумного насоса и повышенной потребности в адсорбирующем веществе. Под термином “больница” следует в дальнейшем понимать также мобильные больницы (скорой помощи), амбулаторные отделения, частные врачебные кабинеты, оздоровительные центры и так далее.
Инфраструктура современной больницы охватывает среди прочего обеспечение пациентов так называемым “медицинским воздухом”, обогащенным кислородом воздухом, а также чистым кислородом. Под термином “медицинский воздух” обычно понимается газовая смесь, которая имеет приблизительно 20% кислорода и приблизительно 80% азота и отвечает соответствующим техническим условиям и/или предписаниям в отношении других компонентов, таких как, например, вода и монооксид углерода. Кроме того, инфраструктура больницы содержит, как правило, систему сжатого воздуха и вакуумную систему. В случае упомянутой последней системы речь идет о системе, которая посредством вакуумных насосов и буферных емкостей поддерживает вакуум в системе трубопроводов, которая имеется в распоряжении в больнице, например в операционных залах, для всевозможных вариантов применения в целях отсасывания. Для предоставления кислорода, сжатого воздуха, а также вакуума до сих пор, как правило, используются три разные, не связанные друг с другом установки.
Задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы предоставить способ вышеназванного рода, а также установку для адсорбционного разделения газовой смеси посредством процесса адсорбции при переменном давлении и с использованием вакуума, в котором, соответственно в которой, вышеупомянутые недостатки устраняются, и который, соответственно, которая, особенно предпочтительна для применения в больницах.
Для решения данной задачи предложен способ вышеназванного рода, отличающийся тем, что
- в те моменты времени, когда газовую смесь не подают в процесс адсорбции при переменном давлении и с использованием вакуума, сжатую газовую смесь по меньшей мере временно и/или по меньшей мере частично подают на промежуточное накопление и/или направляют потребителю и/или
- в те моменты времени, когда не осуществляют регенерацию адсорбера или одного адсорбера посредством вакуумного насоса или по меньшей мере одного из вакуумных насосов, вакуумный насос или по меньшей мере один из вакуумных насосов, не являющихся необходимыми для регенерации, по меньшей мере временно используют для другого применения.
Установка согласно изобретению отличается тем, что
- предусмотрена по меньшей мере одна первая накопительная емкость, и она соединена с компрессором или по меньшей мере с одним из компрессоров так, что в те моменты времени, когда газовую смесь не подают в процесс адсорбции при переменном давлении и с использованием вакуума, сжатую газовую смесь по меньшей мере временно и/или по меньшей мере частично направляют в одну или по меньшей мере одну из первых накопительных емкостей и/или
- предусмотрена по меньшей мере одна вторая накопительная емкость и она соединена с вакуумным насосом или по меньшей мере с одним из вакуумных насосов так, что в те моменты времени, когда не осуществляют регенерацию адсорбера посредством вакуумного насоса или по меньшей мере одного из вакуумных насосов, вакуумный насос или по меньшей мере один из вакуумных насосов, не являющихся необходимыми для регенерации, по меньшей мере временно вакуумирует накопительную емкость или по меньшей мере одну из вторых накопительных емкостей.
Дополнительные предпочтительные варианты осуществления способа согласно изобретению, а также установки согласно изобретению для адсорбционного разделения газовой смеси посредством процесса адсорбции при переменном давлении и с использованием вакуума, раскрывающиеся в зависимых пунктах формулы изобретения, отличаются тем, что
- подлежащая адсорбционному разделению газовая смесь представляет собой воздух,
- сжатие подлежащей адсорбционному разделению газовой смеси осуществляется посредством одно- или многоступенчатого компрессорного агрегата,
- регенерация адсорбера или адсорберов осуществляется посредством одно- или многоступенчатого вакуумного насосного агрегата,
- по меньшей мере временно и/или по меньшей мере частично промежуточно накопленную, сжатую смесь подают в адсорбер, находящийся в фазе адсорбции, причем подачу осуществляют предпочтительно при превышении регулируемого значения давления в накопительной установке, применяемой для промежуточного накопления, и
- в том случае, если вакуумный насос, применяемый для регенерации адсорбера или адсорберов, по меньшей мере временно соединен с подлежащей вакуумированию накопительной емкостью, по меньшей мере временно подлежащая вакуумированию емкость соединяется с адсорбером, находящимся в фазе десорбции, причем данное соединение осуществляется предпочтительно при снижении давления в накопительной емкости ниже регулируемого значения.
Способ согласно изобретению, установка согласно изобретению, а также дополнительные предпочтительные варианты осуществления способа, соответственно установки, пояснены более подробно ниже на примере осуществления, проиллюстрированном на Фиг. 1.
На чертеже изображены два расположенных параллельно друг другу адсорбера A и A', которые со смещением во времени находятся в фазах адсорбции и десорбции. Способ согласно изобретению принципиально также может быть реализован также с одним либо более чем с двумя адсорберами. Ради наглядности винтили адсорбера, непосредственно подключенные перед и за адсорберами, функции которых общеизвестны специалисту, не изображены на Фиг. 1. VPSA-установка согласно изобретению имеет дополнительно компрессорный агрегат C, вакуумный насосный агрегат V, три накопительные емкости S1-S3, а также вентили, а именно обратные клапаны a и b.
Способ согласно изобретению пояснен ниже посредством адсорбционного разделения воздуха с получением богатого кислородом потока. По линии 1 воздух подают в одно- или многоступенчатый компрессорный агрегат C и в нем сжимают до желаемого давления адсорбции. Затем сжатый поток воздуха по линии 1' подают в тот из обоих адсорберов A, соответственно A', который находится в фазе адсорбции. Из верхней части адсорбера A, соответственно A', находящегося в фазе адсорбции, по линии 2 отводят богатый кислородом поток и при необходимости промежуточно накапливают его в S2. Из накопительной емкости S2 богатый кислородом поток может быть отобран по линии 2' и подан для его дальнейшего использования.
В случае регенерации адсорбера, насыщенного в фазе адсорбции, его соединяют по линии 3 с вакуумным насосным агрегатом V. Посредством вакуумного насосного агрегата V осуществляют регенерацию насыщенного адсорбера при желаемом, более низком, чем атмосферное, давлении десорбции. Газовую смесь, отведенную во время регенерации из подлежащего регенерации адсорбера, отводят по линии 4 и при необходимости подают для ее дальнейшего использования.
Во время тех технологических этапов VPSA-процесса, на которых в адсорбер не подают подлежащую обработке газовую смесь, согласно изобретению, в это же время компрессорный агрегат C соединяют по линии 5 с первой накопительной емкостью, соответственно накопителем S1 сжатого воздуха. В линии 5 предусмотрен обратный клапан a, который при достижении определенного давления открывается и тем самым предоставляет доступ в накопитель S1 сжатого воздуха. Давление, требуемое для открытия обратного клапана a, достигается тем, что расположенные перед адсорберами A и A' вентили адсорбера закрыты. Отбор сжатого потока воздуха из накопителя S1 сжатого воздуха осуществляют по линии 6. Альтернативно или дополнительно к промежуточному накоплению поток воздуха, сжатый посредством компрессора C, может быть также подан непосредственно потребителю (сжатого воздуха).
Если соединение между адсорбером и вакуумным насосным агрегатом V прерывается за счет закрытия соответствующего вентиля адсорбера, предусмотренный в линии 8 обратный клапан b открывается, так что посредством вакуумного насосного агрегата V по линиям 4 и 8 осуществляют вакуумирование третьей накопительной емкости, а именно вакуумного буфера S3. Наполнение емкости S3 осуществляется по линии 7.
Давление в первой накопительной емкости, а именно в накопителе S1 сжатого воздуха, лежит предпочтительно выше максимального давления адсорбции, тогда как давление в третьей накопительной емкости, а именно вакуумном буфере S3, лежит ниже минимального давления десорбции.
Вместо изображенных на Фиг. 1 обратных клапанов a и b может быть использован любой альтернативный механизм, который в подходящий и/или желаемый промежуток времени производит соединение между первой накопительной емкостью, а именно накопителем S1 сжатого воздуха, и компрессором C, а также между третьей накопительной емкостью, а именно вакуумным буфером S3, и вакуумным насосом V. Лишь для примера названы переключающие вентили, которыми управляют путем регуляции VPSA-процесса или посредством измерения разности давлений.
Дополнительный предпочтительный вариант осуществления способа согласно изобретению отличается тем, что по меньшей мере временно и/или по меньшей мере частично промежуточно накопленную, сжатую газовую смесь подают в адсорбер, находящийся в фазе адсорбции, причем подачу осуществляют предпочтительно при превышении регулируемого значения давления в накопительной емкости S1, применяемой для промежуточного накопления. В случае слишком малого отбора сжатого воздуха давление в накопителе S1 сжатого воздуха повышается. При превышении определенного значения давления, например 8 бар, подают в подходящий момент времени, в таком случае сжатый воздух из накопителя S1 сжатого воздуха в находящийся в фазе адсорбции адсорбер A, соответственно A'. Тем самым увеличивается производительность VPSA-процесса, так как в наличии имеется больше впускного газа. Кроме того, может быть предотвращено излишне высокое потребление энергии компрессором и/или достижение неприемлемо высокого давления в накопителе S1 сжатого воздуха.
Если вакуумный насос, применяемый для регенерации адсорбера или адсорберов, по меньшей мере временно соединен с подлежащей вакуумированию накопительной емкостью, то согласно одному дополнительному предпочтительному варианту осуществления способа согласно изобретению по меньшей мере временно подлежащая вакуумированию емкость соединяется с адсорбером, находящимся в фазе десорбции, причем данное соединение осуществляется предпочтительно при снижении давления в накопительной емкости ниже регулируемого значения. В случае слишком малой потребности в вакууме давление в вакуумном буфере S3 снижается. При снижении ниже определенного давления, например 200 мбар, вакуумный буфер S3 в подходящий момент времени, непосредственно в обход обратного клапана b или эквивалентного устройства, может соединяться со стороной регенерационного газа адсорбера, находящегося в фазе десорбции. Тем самым повышается производительность VPSA-процесса, так как регенерация осуществляется эффективнее. Наряду с этим может быть предотвращено излишне высокое потребление энергии вакуумным насосом и/или снижение ниже неприемлемо низкого давления в вакуумном буфере S3.
Посредством способа согласно изобретению может быть произведен кислород, например, с чистотой 93% при производительности, равной 25 нм3/ч; одновременно может быть произведено 30 нм3/ч сжатого воздуха и предоставлена вакуумирующая мощность всасывания, равная 26 м3/ч.
Посредством способа согласно изобретению компрессор и вакуумный(е) насос(ы), которые необходимы для VPSA-процесса, могут быть дополнительно использованы для выработки сжатого воздуха и вакуума. Для этого используются неизбежно возникающие времена простоя данных машин. Благодаря этому компрессор и вакуумный(е) насос(ы) эффективнее используются и, по сравнению с уровнем техники, нет необходимости в тех отдельных машинах, которые в ином случае должны быть предусмотрены для производства сжатого воздуха и вакуума.
Как уже упомянуто, компрессор и вакуумный(е) насос(ы), если они во время определенных технологических этапов способа не используются, работают в ранее известных установках в байпасном режиме. Однако этот режим требует дополнительной системы трубопровода с линиями и клапанами байпасных линий, от которых в настоящем изобретении можно отказаться.
Посредством подходящего задания размеров машин, а также адсорберов способ согласно изобретению, а также установка согласно изобретению могут быть адаптированы к соответствующей потребности в продукте, или соответственно кислороде, сжатом воздухе и/или вакууме. Кроме того, способ согласно изобретению может быть использован для получения сжатого воздуха и/или вакуума в моменты времени, когда небольшой отбор продукта, или соответственно кислорода, усиливается. В данном случае этапы процесса, или соответственно этапы способа осуществления VPSA-процесса, предпочтительно соответственным образом удлиняются.
Способ согласно изобретению, а также установка согласно изобретению для адсорбционного разделения газовой смеси посредством процесса адсорбции при переменном давлении и с использованием вакуума, в частности, подходят для применения в больницах, так как они предоставляют возможность обеспечения кислородом, сжатым воздухом и вакуумом посредством одного единственного процесса, или соответственно единственной установки. В принципе, изобретение может находить применение также в любых производственных помещениях и (крупных) установках.
Claims (8)
1. Способ адсорбционного разделения газовой смеси посредством процесса адсорбции при переменном давлении и с использованием вакуума, причем подлежащую разделению газовую смесь перед подачей в процесс адсорбции при переменном давлении и с использованием вакуума сжимают посредством по меньшей мере одного компрессора до давления адсорбции, а регенерацию адсорбера или адсорберов осуществляют посредством по меньшей мере одного вакуумного насоса, отличающийся тем, что
- в те моменты времени, когда газовую смесь не подают в процесс адсорбции при переменном давлении и с использованием вакуума, сжатую газовую смесь (1, 5, 6) по меньшей мере временно и/или по меньшей мере частично подают на промежуточное накопление (S1), и/или направляют потребителю, и/или
- в те моменты времени, когда не осуществляют регенерацию адсорбера (A, A') посредством вакуумного насоса или по меньшей мере одного из вакуумных насосов (V), вакуумный насос или по меньшей мере один из вакуумных насосов (P), не являющихся необходимыми для регенерации, по меньшей мере временно используют для другого применения.
- в те моменты времени, когда газовую смесь не подают в процесс адсорбции при переменном давлении и с использованием вакуума, сжатую газовую смесь (1, 5, 6) по меньшей мере временно и/или по меньшей мере частично подают на промежуточное накопление (S1), и/или направляют потребителю, и/или
- в те моменты времени, когда не осуществляют регенерацию адсорбера (A, A') посредством вакуумного насоса или по меньшей мере одного из вакуумных насосов (V), вакуумный насос или по меньшей мере один из вакуумных насосов (P), не являющихся необходимыми для регенерации, по меньшей мере временно используют для другого применения.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что подлежащая адсорбционному разделению газовая смесь представляет собой воздух.
3. Способ по п. 1 , отличающийся тем, что сжатие подлежащей адсорбционному разделению газовой смеси осуществляется посредством одно- или многоступенчатого компрессорного агрегата (C).
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что регенерацию адсорбера или адсорберов (A, A') осуществляют посредством одно- или многоступенчатого вакуумного насосного агрегата (V).
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что по меньшей мере временно и/или по меньшей мере частично промежуточно накопленную, сжатую смесь (S1) подают в адсорбер (A, A'), находящийся в фазе адсорбции, причем подачу осуществляют предпочтительно при превышении регулируемого значения давления в накопительной установке (S1), применяемой для промежуточного накопления.
6. Способ по любому из пп. 1-5, причем вакуумный насос (V), применяемый для регенерации адсорбера или адсорберов (A, A'), по меньшей мере временно соединяют с подлежащей вакуумированию накопительной емкостью (S3), отличающийся тем, что по меньшей мере временно подлежащую вакуумированию накопительную емкость (S3) соединяют с адсорбером (A, A'), находящимся в фазе десорбции, причем данное соединение осуществляют предпочтительно при снижении давления в накопительной емкости (S3) ниже регулируемого значения.
7. Устройство для осуществления способа по любому из пп. 1-6, имеющее по меньшей мере один компрессор, по меньшей мере один адсорбер и по меньшей мере один вакуумный насос, отличающееся тем, что
- предусмотрена по меньшей мере одна первая накопительная емкость (S1), и она соединена с компрессором или по меньшей мере с одним из компрессоров (C) так, что в те моменты времени, когда газовую смесь не подают в процесс адсорбции при переменном давлении и с использованием вакуума, сжатую газовую смесь (1, 5, 6) по меньшей мере временно и/или по меньшей мере частично направляют в накопительную емкость или по меньшей мере одну из первых накопительных емкостей (S1) и/или
- предусмотрена по меньшей мере одна вторая накопительная емкость (S3), и она соединена с вакуумным насосом или по меньшей мере с одним из вакуумных насосов (V) так, что в те моменты времени, когда не осуществляют регенерацию адсорбера (A, A') посредством вакуумного насоса или по меньшей мере одного из вакуумных насосов (V), вакуумный насос или по меньшей мере один из вакуумных насосов (P), не являющихся необходимыми для регенерации, по меньшей мере временно вакуумирует накопительную емкость или по меньшей мере одну из вторых накопительных емкостей (S3).
- предусмотрена по меньшей мере одна первая накопительная емкость (S1), и она соединена с компрессором или по меньшей мере с одним из компрессоров (C) так, что в те моменты времени, когда газовую смесь не подают в процесс адсорбции при переменном давлении и с использованием вакуума, сжатую газовую смесь (1, 5, 6) по меньшей мере временно и/или по меньшей мере частично направляют в накопительную емкость или по меньшей мере одну из первых накопительных емкостей (S1) и/или
- предусмотрена по меньшей мере одна вторая накопительная емкость (S3), и она соединена с вакуумным насосом или по меньшей мере с одним из вакуумных насосов (V) так, что в те моменты времени, когда не осуществляют регенерацию адсорбера (A, A') посредством вакуумного насоса или по меньшей мере одного из вакуумных насосов (V), вакуумный насос или по меньшей мере один из вакуумных насосов (P), не являющихся необходимыми для регенерации, по меньшей мере временно вакуумирует накопительную емкость или по меньшей мере одну из вторых накопительных емкостей (S3).
8. Устройство по п. 7, отличающееся тем, что компрессорный агрегат (C) и/или вакуумный насосный агрегат (V) сконструированы одно- или многоступенчатым.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102010048774A DE102010048774A1 (de) | 2010-10-16 | 2010-10-16 | Vakuum-Druckwechseladsorptionsprozess |
| DE102010048774.0 | 2010-10-16 | ||
| PCT/EP2011/004969 WO2012048814A1 (de) | 2010-10-16 | 2011-10-05 | Verfahren und vorrichtung zur vakuum - druckwechseladsorption zwischenspeicherung |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2013122472A RU2013122472A (ru) | 2014-11-27 |
| RU2579448C2 true RU2579448C2 (ru) | 2016-04-10 |
Family
ID=44800977
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013122472/05A RU2579448C2 (ru) | 2010-10-16 | 2011-10-05 | Способ и устройство адсорбции при переменном давлении и с использованием вакуума с промежуточным накоплением |
Country Status (17)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8961653B2 (ru) |
| EP (1) | EP2627431B1 (ru) |
| JP (1) | JP6033228B2 (ru) |
| KR (1) | KR20130124327A (ru) |
| CN (1) | CN103228338A (ru) |
| AU (1) | AU2011316161B2 (ru) |
| BR (1) | BR112013008756A2 (ru) |
| CA (1) | CA2812834A1 (ru) |
| DE (1) | DE102010048774A1 (ru) |
| DK (1) | DK2627431T3 (ru) |
| ES (1) | ES2624732T3 (ru) |
| MX (1) | MX2013004116A (ru) |
| NZ (2) | NZ608669A (ru) |
| PL (1) | PL2627431T3 (ru) |
| PT (1) | PT2627431T (ru) |
| RU (1) | RU2579448C2 (ru) |
| WO (1) | WO2012048814A1 (ru) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103830991B (zh) * | 2013-12-19 | 2016-06-29 | 赵胜 | 有机溶剂吸附回收的真空脱附系统及方法 |
| DE102014017600A1 (de) * | 2014-11-27 | 2016-06-02 | Linde Aktiengesellschaft | Verfahren und Vorrichtung zur Mengen- und Reinheitskontrolle bei Druckwechseladsorptionsanlagen |
| JP7236069B2 (ja) * | 2018-07-27 | 2023-03-09 | コフロック株式会社 | 圧力スイング吸着装置の制御方法及び圧力スイング吸着装置 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0654439A1 (en) * | 1993-11-17 | 1995-05-24 | Praxair Technology, Inc. | Improved vacuum pressure swing adsorption process |
| RU2063790C1 (ru) * | 1992-04-20 | 1996-07-20 | Берт Тау-Султанович Муллаев | Способ получения воздуха, обогащенного азотом |
| EP1078674A2 (en) * | 1999-05-27 | 2001-02-28 | Praxair Technology, Inc. | Pressure swing adsorption process and apparatus |
| WO2004052495A1 (en) * | 2002-12-11 | 2004-06-24 | Hydrotreat, Inc. | Methods and apparatus for supplying high concentrations of dissolved oxygen and ozone for chemical and biological processes |
| EP1114666B1 (en) * | 2000-01-07 | 2006-10-11 | PRAXAIR TECHNOLOGY, Inc. | Vacuum pressure swing adsorption plant tuning and balancing method |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6287222A (ja) * | 1985-09-25 | 1987-04-21 | Kobe Steel Ltd | 圧力変動式ガス製造装置 |
| JPS63206301A (ja) * | 1987-02-18 | 1988-08-25 | Nippon Sanso Kk | プレツシヤ−スイング吸着法による酸素製造方法およびその装置 |
| US5176722A (en) * | 1990-06-19 | 1993-01-05 | The Boc Group, Inc. | Pressure swing adsorption method for separating gaseous mixtures |
| US5207806A (en) * | 1991-10-08 | 1993-05-04 | Praxair Technology, Inc. | Dual product pressure swing adsorption and membrane operations |
| US5370728A (en) * | 1993-09-07 | 1994-12-06 | Praxair Technology, Inc. | Single bed pressure swing adsorption system and process |
| US5997612A (en) | 1998-07-24 | 1999-12-07 | The Boc Group, Inc. | Pressure swing adsorption process and apparatus |
| FR2806321B1 (fr) * | 2000-03-16 | 2002-10-11 | Air Liquide | Procede et reacteur de traitement d'un gaz au moyen d'un garnissage actif regenerable |
| JP2001276550A (ja) * | 2000-03-30 | 2001-10-09 | Nippon Sanso Corp | 圧力変動吸着分離方法及び装置 |
| JP2004261223A (ja) * | 2003-02-14 | 2004-09-24 | Teijin Ltd | 医療用酸素濃縮器 |
-
2010
- 2010-10-16 DE DE102010048774A patent/DE102010048774A1/de not_active Withdrawn
-
2011
- 2011-10-05 KR KR1020137012536A patent/KR20130124327A/ko not_active Application Discontinuation
- 2011-10-05 NZ NZ608669A patent/NZ608669A/en not_active IP Right Cessation
- 2011-10-05 CA CA2812834A patent/CA2812834A1/en not_active Abandoned
- 2011-10-05 JP JP2013533112A patent/JP6033228B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2011-10-05 WO PCT/EP2011/004969 patent/WO2012048814A1/de active Application Filing
- 2011-10-05 PT PT117700518T patent/PT2627431T/pt unknown
- 2011-10-05 US US13/879,033 patent/US8961653B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2011-10-05 BR BR112013008756A patent/BR112013008756A2/pt not_active IP Right Cessation
- 2011-10-05 DK DK11770051.8T patent/DK2627431T3/da active
- 2011-10-05 NZ NZ707197A patent/NZ707197A/en not_active IP Right Cessation
- 2011-10-05 AU AU2011316161A patent/AU2011316161B2/en not_active Ceased
- 2011-10-05 EP EP11770051.8A patent/EP2627431B1/de not_active Not-in-force
- 2011-10-05 PL PL11770051T patent/PL2627431T3/pl unknown
- 2011-10-05 CN CN2011800500505A patent/CN103228338A/zh active Pending
- 2011-10-05 ES ES11770051.8T patent/ES2624732T3/es active Active
- 2011-10-05 RU RU2013122472/05A patent/RU2579448C2/ru not_active IP Right Cessation
- 2011-10-05 MX MX2013004116A patent/MX2013004116A/es active IP Right Grant
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2063790C1 (ru) * | 1992-04-20 | 1996-07-20 | Берт Тау-Султанович Муллаев | Способ получения воздуха, обогащенного азотом |
| EP0654439A1 (en) * | 1993-11-17 | 1995-05-24 | Praxair Technology, Inc. | Improved vacuum pressure swing adsorption process |
| EP1078674A2 (en) * | 1999-05-27 | 2001-02-28 | Praxair Technology, Inc. | Pressure swing adsorption process and apparatus |
| EP1114666B1 (en) * | 2000-01-07 | 2006-10-11 | PRAXAIR TECHNOLOGY, Inc. | Vacuum pressure swing adsorption plant tuning and balancing method |
| WO2004052495A1 (en) * | 2002-12-11 | 2004-06-24 | Hydrotreat, Inc. | Methods and apparatus for supplying high concentrations of dissolved oxygen and ozone for chemical and biological processes |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP2627431A1 (de) | 2013-08-21 |
| NZ707197A (en) | 2016-10-28 |
| BR112013008756A2 (pt) | 2024-03-12 |
| EP2627431B1 (de) | 2017-02-22 |
| DK2627431T3 (da) | 2017-05-22 |
| US20130206004A1 (en) | 2013-08-15 |
| CA2812834A1 (en) | 2012-04-19 |
| CN103228338A (zh) | 2013-07-31 |
| US8961653B2 (en) | 2015-02-24 |
| RU2013122472A (ru) | 2014-11-27 |
| JP2013544637A (ja) | 2013-12-19 |
| PL2627431T3 (pl) | 2017-08-31 |
| DE102010048774A1 (de) | 2012-04-19 |
| AU2011316161A1 (en) | 2013-04-11 |
| AU2011316161B2 (en) | 2015-03-19 |
| PT2627431T (pt) | 2017-05-17 |
| WO2012048814A1 (de) | 2012-04-19 |
| JP6033228B2 (ja) | 2016-11-30 |
| MX2013004116A (es) | 2013-05-30 |
| ES2624732T3 (es) | 2017-07-17 |
| NZ608669A (en) | 2015-06-26 |
| KR20130124327A (ko) | 2013-11-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9403118B2 (en) | Nitrogen-enriched gas manufacturing method, gas separation method and nitrogen-enriched gas manufacturing apparatus | |
| JP3172646B2 (ja) | 改良された減圧スイング吸着方法 | |
| JP3899282B2 (ja) | ガス分離方法 | |
| RU2579448C2 (ru) | Способ и устройство адсорбции при переменном давлении и с использованием вакуума с промежуточным накоплением | |
| JP2006523592A (ja) | 酸素生成装置及びその制御方法 | |
| AU2011229503B2 (en) | Generation of oxygen in hospitals | |
| JP5518503B2 (ja) | 高圧且つ高純度の窒素ガス供給装置及び供給方法 | |
| RU2706653C2 (ru) | Способ получения кислорода посредством vpsa, предусматривающий применение четырех адсорберов | |
| JP2013544637A5 (ru) | ||
| JP2013078734A (ja) | 気体分離装置および方法 | |
| JP7122191B2 (ja) | ガス分離装置、ガス分離方法、窒素富化ガス製造装置及び窒素富化ガス製造方法 | |
| JP4673440B1 (ja) | 目的ガスの分離回収方法 | |
| JP7388731B2 (ja) | 圧力スイング吸着装置、および、ガス生成方法 | |
| CN111989148B (zh) | 经由o2 vsa生产氧气、最小化阀的打开和关闭的方法 | |
| JP7398108B2 (ja) | 圧力スイング吸着装置、および、圧力スイング吸着装置の制御方法 | |
| KR20000023604A (ko) | 공기의 흡착 분리법 | |
| JP2005040677A (ja) | ガス分離装置及びその運転方法 | |
| JP2014000241A (ja) | 酸素濃縮装置 | |
| JP2011167602A (ja) | ガス発生装置及びそのシステム | |
| JPH0312218A (ja) | 溶剤回収方法および装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20181006 |