DE2258299A1 - Verfahren und vorrichtung zur fraktionierung eines gasgemisches durch adsorption - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur fraktionierung eines gasgemisches durch adsorption

Info

Publication number
DE2258299A1
DE2258299A1 DE19722258299 DE2258299A DE2258299A1 DE 2258299 A1 DE2258299 A1 DE 2258299A1 DE 19722258299 DE19722258299 DE 19722258299 DE 2258299 A DE2258299 A DE 2258299A DE 2258299 A1 DE2258299 A1 DE 2258299A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
adsorption
phase
pressure
zone
auxiliary
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE19722258299
Other languages
English (en)
Inventor
Claude Pivard
Guy Simonet
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Air Liquide SA
Original Assignee
Air Liquide SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Air Liquide SA filed Critical Air Liquide SA
Publication of DE2258299A1 publication Critical patent/DE2258299A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

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
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B21/00—Nitrogen; Compounds thereof
    • C01B21/02—Preparation of nitrogen
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
    • B01D2253/10—Inorganic adsorbents
    • B01D2253/104—Alumina
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
    • B01D2253/10—Inorganic adsorbents
    • B01D2253/106—Silica or silicates
    • B01D2253/108—Zeolites
    • 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
    • B01D2256/10—Nitrogen
    • 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
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/10—Single element gases other than halogens
    • B01D2257/102—Nitrogen
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/10—Single element gases other than halogens
    • B01D2257/104—Oxygen
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/50—Carbon oxides
    • B01D2257/504—Carbon dioxide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/80—Water
    • 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
    • B01D2259/40011—Methods relating to the process cycle in pressure or temperature swing adsorption
    • B01D2259/40043—Purging
    • B01D2259/4005—Nature of purge gas
    • B01D2259/40052—Recycled product or process gas
    • 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
    • B01D2259/40011—Methods relating to the process cycle in pressure or temperature swing adsorption
    • B01D2259/40058—Number of sequence steps, including sub-steps, per cycle
    • B01D2259/4006—Less than four
    • 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
    • B01D2259/40011—Methods relating to the process cycle in pressure or temperature swing adsorption
    • B01D2259/40058—Number of sequence steps, including sub-steps, per cycle
    • B01D2259/40062—Four
    • 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
    • B01D2259/401—Further details for adsorption processes and devices using a single bed
    • 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
    • B01D2259/403—Further details for adsorption processes and devices using three beds
    • 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
    • B01D2259/406—Further details for adsorption processes and devices using more than four beds
    • B01D2259/4062—Further details for adsorption processes and devices using more than four beds using six beds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2259/00—Type of treatment
    • B01D2259/65—Employing advanced heat integration, e.g. Pinch technology
    • B01D2259/655—Employing advanced heat integration, e.g. Pinch technology using heat storage materials
    • 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
    • B01D53/26—Drying gases or vapours
    • B01D53/261—Drying gases or vapours by adsorption
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
    • Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
    • Y02C20/40—Capture or disposal of greenhouse gases of CO2
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/151—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions, e.g. CO2

Description

Dr. Hans-Heinrich Willrath
Dr. Dieter Weber DipL-Phys. Klaus Seiffert
PATENTANWÄLTE
D - 62 WIESBADEN
Postfath 1327
Gustav-Freytag-Straße 25 @ (06121) 3727Ϊ0 Telegrammadresse: WILLPATENT
28.11.1972
I/Wh
Serie 1966
L'Äir Liquide Ste. Ame. pour I'Etude et 1'Exploitation des Procedes Georges Claude, 75, Quai d1Orsay, 75 Paris, Frankreich
Verfahren und Vorrichtung zur Fraktionierung eines Gasgemisches durch Adsorption
Priorität: EM 71 42.793 vom 30. Novem
ber 1971 in Frankreich
Bei jedem Verfahren zur Fraktionierung durch Adsorption erhält man aus einem behandelten Gasgemisch mindestens eine Gasfraktion, die im allgemeinen während oder nach einer Adsorptionsphase gewonnen wird und an mindestens einem Bestandteil des Gemisches verarmt ist, der bevorzugt an der eingesetzten Adsorbensmasse adsorbiert wird, und man erhält ferner mindestens
309823/0789
eine Oasfraktion, die an mindestens .diesem Bestandteil angereichert ist und im allgemeinen während einer Oesorptionsphase der eingesetzten Adsorbensmasse gewonnen wird. Im allgemeinen stellt die verarmte Gasfraktion das angestrebte Produkt dar, das dann aus der Adsorptionsanlage zur unmittelbaren Verwendung oder Speicherung abgezogen wird. Diese verarmte Gasfraktion kann auch zu einer anderen Fraktionierstufe der Anlage abgezogen v/erden, um sie noch waiter zu verarmen. Die angereicherte Gasfraktion stellt in allgemeinen ein aus der Anlage abgezogenes Nebenprodukt dar, das zurückgewonnen wird, wenn es verwertbar ist. Beispielsweise stellt bei einer Reinigung eines Gases durch Adsorption die an der adsorbierten Verunreinigung verarmte oder gereinigte Fraktion das gewünschte Produkt dar, während die an der desorbiarten Verunreinigung angereicherte oder unreine Fraktion ein !"lebenprodukt darstallt, das aus der Adsorptionsanlage abgezogen und. verworfen wird.
Bekannt ist insbesondere ein Fraktionierverfahren für eine Gar.·-· mischung, z.B. eine Mischung mit 95 bis 99 % Stickstoff und Helium mit Einsatz mindestens einer Adsorptionsleitung, die eine Adsorptionszone mit einer Adsorbensmasse aufweist, die im wesentlichen einen ersten Bestandteil, z.B. Stickstoff, aus dem Gemisch adsorbiert. Dieses Verfahren umfaßt mindestens einen elementaren Adsorptionszyklus unter Einsatz dieser Adsorptionsleitung und umfaßt eine Adsorptionsphase oder eine Phase des Druckwiederanstieges, während der man das Gasgemisch mindestens in diese Adsorptionszone vorzugsweise vom Eintritt desselben einführt und dabei den Druck,der in dieser Adsorptionszone herrscht, bis auf einen Adsorptionsdruck erhöht.
309823/0789
- 3 ■■·■
Are Schluß dieser Phase besteht die unter dem Adsorptionsdruck adsorbierte Phase im wesentlichen aus dem ersten Bestandteil, z.B. Stickstoff, während die nicht adsorbierte Gasphase, die in der Adsorptionszone unter dein Adsorptionsdruck verfügbar ist und den leeren Raum dieser letzteren (zwischen den Körnern der Adsorbensmasse usx-7.) einnimmt, im wesentlichen aus einem zweiten Pestandteil des Gasgemisches, z.B. Helium, besteht., der während der Adsorptionsphase nicht adsorbiert wurde.
Das bekannte Verfahren umfaßt außerdem eine Phase der Verlagerung der obigen nicht adsorbierten Phase, während der man vom Einlaß zum Auslaß der Adsorptionszone unter einem im wesentlichen dem Adsorptionsdruck gleichen Druck ein geeignetes Strömungsmittel umlaufen läßt. Während dieser Phase spielt das benutzte Verdrangungsmittel die Rolle eines Strömungsmittelkolbens, der unter einem zum Adsorptionsdruck identischen Druck die nicht adsorbierte Phase durch den Auslaß der Adsorptionsphase zurückdrängt. Der Umlauf dieses Stromungsmittels wird fortgesetzt, bis das Verdrängungsmittel den Auslaß der Adsorptionszone erreicht. Es soll jedoch nicht aus dieser ausgestoßen werden, d.h. also bis die an dem ersten Bestandteil, z.B. Helium, verarmte abgezogene Gasfraktion einen gewünschten Gehalt erreicht, der mit dem angestrebten Gehalt verträglich ist; das angestrebte Siel besteht nämlich in einer maximalen Rückgewinnung des nicht adsorbierten Produktes (Helium). Was das Verdrängungsmittel betrifft, so kann nan in gewissen Fällen Quecksilber oder eine nicht benetzende organische Flüssigkeit benutzen. Vorzugsweise verwendet man eine an den ersten Bestandteil, z.B. Stickstoff, wesentlich angerei- .
309823/07 8 9
cherte Gasfraktion, die man beispielsweise während der folgenden Desorptionspharse gewinnt.
Außardera umfaßt das Verfahren eine Desorptionsphase, während der man durch den Auslaß der Adsorptionszone mindestens eine an dem ersten Bestandteil, z.H. Stickstoff, angereicherte Gasfraktion abzieht, indem man den in dieser Zone herrschenden Druck bis auf einen Desorptionsdruck unterhalb des Adsorptionsdruckes senkt.
Mit einen derartigen Verfahren sieht ir.an aus der Anlage die an dem ersten Bestandteil verarmte Fraktion, z.B. unreines Helium, bzw. die an dem ersten Bestandteil angereicherte Fraktion, z.B. unreinen Stickstoff, als Produkt und Nebenprodukt ab. Der vorstehend erläuterte Aäsorptionszyklus läßt sich leicht an die Gewinnung der an de™ ersten Bestandteil angereicherten Gasfraktion (während der Hesorptionsphase) anstelle der an dem ersten Bestandteil verarmten Gasfraktion (während der Verdrängungsphase) als Produkt anpassen. Ein solcher Zyklus kann beispielsweise auf die Fraktionierung von Luft durch Adsorption zwecks Gewinnung von Stickstoff angev/endet werden, wobei letzterer die Rolle des ersten Bestandteiles spielt. Es ist jedoch in allgemeinen nicht möglich, auf diese Weise den ersten nestanrteil in praktisch reinem Zustand zu gewinnen, und zwar wegen des folgenden Problerrs,
Im vorhergehenden Telspiel der Auftronnung eines Gemisches von "eliiim und stickstoff durch Adsorption findet sich der zweite Bestandteil, z.B. Helium, während der T^porptionsphase sozusagen nicht an der Adsorbensnasse in T'onkurrenz mit dem ersten Bestandteil adsorbiert. Dieses Peispiel stellt einen besonderen Fall dar,und unter den zahlreichen Trennungen durch Adsorption befin-
309823/0789
— Λ _
det sich praktisch ein zweiter Bestandteil des behandelten Gasgemisches sekundär auf der eingesetzten Adsorbensmasse während der Adsorptionsphase mit adsorbiert. Dies gilt z.B.-für eine Trennung von Sauerstoff und Stickstoff durch Adsorption an einem Zeolith 5A. Daraus folgt unmittelbar, daß es unmöglich ist, während der Desorptionsphase den ersten Bestandteil, z.B. Stickstoff, in praktisch reinem Zustand, zu erhalten.
Die Erfindung hat daher die Aufgabe der Definition eines Adsorptionszyklus ähnlich dem vorstehend vorgesehenen, wobei ein erster Bestandteil und ein zweiter Bestandteil eines behandelten Gasgemisches sich auf der eingesetzten Adsorbensmasse hauptsächlich bzw. sekundär adsorbiert finden, so daß man den ersten Bestandteil in praktisch reinem Zustand gewinnen kann.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Fraktionieren einer Gasmischung durch Adsorption unter Einsatz einer Adsorptionsleitung, die eine Adsorptionszone mit einer Adsorbensmasse aufweist, welche in erster Linie mindestens einen ersten Bestandteil des Gemisches und in zweiter·Linie mindestens einen zweiten Bestandteil des Gemisches adsorbiert, wobei das Verfahren mindestens einen Elernentaradsorptionszyklus umfaßt, der in dieser Adsorptionsleitung durchgeführt wird und das besteht aus:
Einer Adsorptionsphase, während der man das Gasgemisch in mindestens dieser Adsorptionszone vorzugsweise am Einlaß der Zone einführt und an deren Schluß unter einem Adsorptionsdruck die in dieser Zone adsorbierte Phase hauptsächlich aus dem ersten Bestandteil und in zweiter Linie aus dem zweiten Bestandteil besteht,
309823/0789
eine Eluierphase, während der man vom Einlaß zum Auslaß mindestens dar Adsorptionszone unter einem Eluier'druck in dieser fione unterhalb des Adsorptionsdruckes eine an mindestens dem ersten Bestandteil angereicherte Gasfraktion umlaufen läßt, wodurch die von dieser Zone abgezogene Gasfraktion mindestens an dem zweiten desorbierten Bestandteil angereichert wird,
eine Desorptionsphase, während der man vom Einlaß zum Auslaß der Adsorptionszone mindestens eine an mindestens dem ersten Bestandteil angereicherte Fraktion abzieht, indem man mindestens den in dieser Zone herrschenden Druck bis auf einen Desorptionsdruck unterhalb des Eluierdruck.es für die Zone absenkt,
eine Phase des Druckwiederanstieges, während der man mindestens den in der Adsorptionszone herrschenden Druck bis auf den Adsorptionsdruck für diese Zone wieder anhebt.
Gemäß der Erfindung können die Adsorptionsphase und die Druckwiederanstiegsphase verschmolzen werden.
Die Erfindung ist also durch die eben genannte Eluierphase gekennzeichnet. Während dieser Phase tritt ein Teil der an dem ersten Bestandteil angereicherten Gasfraktion,gegebenenfalls der erste Bestandteil in praktisch reinem' Zustand, den man beispiels-
der weise während der Desorptionsphase erhält und/an dem zweiten Bestandteil weniger reich ist, als die adsorbierte Phase, durch den Einlaß ein und wird aus der Adsorptionszone durch deren Auslaß abgezogen. Diese Fraktion trögt also zur Desorbierung des zweiten gemeinsam mit dem ersten während der Adsorptionsphase adsorbierten Bestandteil bei. Der Eluierdruck, der niedriger als
3 0 982 3/078 θ
der Adsorptionsdruck ist, begünstigt auch die Desorption des zweiten Pestandteiles. Während dieser Phase reichert sich die Fduierfraktion, die aus der Adsorptions zone abgezogen wird,
t ·
also allmählich an zweitem Bestandteil an, und am Schluß dieser Phase besteht die adsorbierte Phase im wesentlichen aus dem ersten Bestandteil. Wechselweise wird es dann während der Desorptionsphase möglich, den ersten Bestandteil in praktisch reinem "ustand zu erhalten und eine Höchstmenge des in erster Linie adsorbierten Produktes zu gewinnen.
Die Erfindung wird nachstehend in bevorzugter Ausführungsweise unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.
Fig. !"zeigt eine Anlage zur Durchführung eines Adsorptionszykius nach der Erfindung.
Fiq. 2 zeigt in einem Diagramm die Druckentvjicklung in der Adsorotionszone der in Fig. 1 dargestellten Anlage als Funktion der Seit. Die Drücke sind in ata ausgedrückt.
Fig. 3 zeigt eine Anlage zur Fraktionierung atmosphärischer Luft durch Adsorption mit drei Adsorptionszweigen, von denen jeder in einem Adsorptionszyklus gemäß der Erfindung arbeitet.
Für den Fall einer Luftfraktionierung durch Adsorption nach der Erfindung zur Gewinnung von Stickstoff zeigt Fig, 4 für ein TÜuiervolumen von 8 1 die Veränderung des Pauerstoffgehaltes des erzeugten Stickstoffs auf der Abszisse, ausgedrückt in Prozent/als Funktion des Desorptionsdruckes pQ auf der Ordinate f imr.gedrückt in r*illimeter Quecksilber, den man am Schluß der Deo erzielt.
3098 23/058
Fig. ^ zr?icTt ebenfalls für den Fall einc^r Luftfraktionierung durch Airorption zur Gewinnung von Stickstoff die Veräncleruno der Extraktionsausbeute an Stickstoff auf der Ordinate ausgedrückt in Prozent als Funktion des Sauer— Gtoffgehaltes auf der Abszisse ausgedrückt in Prozent des erzeugten Stickstoffes.
Die Fral'tionieranlage nach Fig. 1 gestattet beispielsweise, vorher von Wasser und Kohlendioxid befreite Luft durch ,adsorption 2U fraktionieren, ^i öse Anlage uirfaßt eine Adsorptions I ei tuner mit eii'?;! Haiintadsorber oder einer Adsorptionszone, die mit einer Msorbcns^asse 15 beispielsweise aus Zeolith 5A beschickt ist und in erster Linie einen ersten Bestandteil (Stickstoff) und in zweiter Linie einen'zweiten Festandteil (Sauerstoff) aus den behandelten Gasaonisch adsorbiert. Der Finlaß 3a des Adsorbers 3 ist über das fertil 2 nit e'er Abstromsoite eines ersten Gas-umwiilzrvittelf! 1 (oder Luf tumwSlzars) und. mit der Aufstrotnsei te eines zweiten GasunwHlzruttels 9 (oder Vakuumpumpe) verbunden. D-? r AuRIaP 3'· (1CS Adsorbers 3 ist F'it önr rnsaugseitfi der Vakuunvnimpe 9 vornj ttd 1:: 'es rtel ].Iiahnes 5 um" Ventils Γ verbunden.
Fjn 1 .Ic '■ ^triradscrntjonszyklus r;ittnln der jn Fig. 1 dargerstoU · ten ^nlaao um" i"i1: einer < inzir-'on '-tTporpti^HR^Woig umfaPt:
"'in^ Hivoi vicdr'j anrtj oar.;11 r;c oC'W 7^ ri:ckv:cll phase von (Irr '"aucir T/3, ','TnmH i'i^r -or Auslad 3Ί '.1Ci ^.cr-orpi ionszoiu-1 " gi^i;"!]]<;^r:r«n ist
1 ι7 ι ' inlal5 .'Ja diesel -'ore arnschließ] ich nil der Lufi irr-'M- -nr 1 T.r: Car- οί rf»iui Vei^iil 2 V.c 'iiimizi/rt:. ' ar: H51Tt dann iiai' ■\ '-"''--VV ]i);(? ''-'i'Moi'iisc'j, 2.r. Luf i , durch d«:.n i'jnl;..ß 3ii (ir, \'iyif i ι i* f1 J >' srrpi ion.szono heiTrc'nivi"" Drucl von eiin":
3098 2 3/Ü7ö9
BAD ORIGINAL
Desorptionsdruck (ungefähr 0,1 Bar absolut) bis auf einen Adsorptionsdruck (1 Bar absolut) entsprechend.dem Förderdruck des Ventilators 1 ansteigt. Am Schluß dieser Phase entsprechend einer Adsorptionsphase, die durch denjenigen zu A3 der Fig. 2 wiedergegeben ist, foestaht die an der Adsorbensmasse 15 adsorbierte Phase hauptsächlich aus erstem Bestandteil (Stickstoff) und in zweiter Linie aus dem zweiten Bestandteil (Sauerstoff),
eine Verdünnungsphase von·der Dauer T/3, während der der Einlaß 3a der Adsorptionszone 3 ausschließlich mit dem Behälter 11 über das Ventil S und der Auslaß 3b dieser Eone mit der Ansaugseite der Vakuumpumpe 9 über den Stellhahn 5 und das Ventil in offener Verbindung steht. Die Vorderseite dar Vakuumpumpe 9 steht dann mit der Außenluft über das Ventil 10 in·offener Verbindung. Vom Einlaß' 3a zum Auslaß 3b der Adsorptionszone 3 läßt man unter einen Elutionsdruck, der etwas niedriger als dieser Adsorptionsdruck ist, d.h. etwas niedriger als der Luftdruck, eine an dem ersten Bestandteil (Stickstoff) angereicherte Gasfraktion strömen, die vom Behälter 11 kommt. Diese Eluierfraktion reichert sich durch Ausspülung der Adsorbensmasse 15 allmählich an dem desorbierten zweiten Bestandteil (Sauerstoff) an. Die an Sauerstoff angereicherte Eluierfraktion, die durch den Auslaß 3b abgegeben wird, wird aus der Anlage durch das Ventil 10 abgeführt. Diese Verdünnungsphase entspricht der Strecke BC der Fig. 2 und der durch .das Ventil 10 ausgestoßenen Strömungsmittel Q^. Wie vorstehend angegeben, gewährleistet diese Eluierphase die Entfernung des mit dem Sauerstoff zusammen während dar vorhergehenden Druckwiederanstiegs- oder Adsorptionsphase adsorbierten Sauerstoffes,
309823/0789
eine Desorotionsphuse von der Dauer T/3, während der der Auslaß 3h der Adsorptionsaone 3 geschlossen und der-Einlaß dieser "ons mit der Änsaugneite der Vakuumpumpe 9 über das Ventil 7 verbunden ist. Die Förderseite dieser Pumpe steht dann mit deren Beh'ilter 11 über das Ventil 13 in offener Verbindung. Letzteren steht mit einer Speiseleitung 12 über das Ventil 14 in Verbindung. Während dieser Phase wird eine am ersten Bestandteil (im wesentlichen reiner Stickstoff) angereicherte Fraktion durch der: Einlaß 3a aus der Adsorptionssone 3 abgezogen, indem man den in letzterer herrschenden Druck von dem Fluiddruck bis auf den Enddruck der Desorption Pß absenkt. Kin Teil der während dieser Phase erzeugten, mit Stickstoff angereicherten Fraktion wird in dem Behälter 11 gespeichert, um die Ausspülung der vorhergehenden Phase sicherzustellen, der andere Teil v/ird durch die Leitung 12 abgezogen und stellt die Strömungsmenge CU an verfügbarem reinem Stickstoff dar. Diese Desorptionszone entspricht der Strecke CD der Fig. 2.
In dem vorstehend beschriebenen Adsorptionszyklus von der Dauer T entspricht die Adsorptionsphase der Druckwiederanstiegs- oder Aufblähphase. In gewissen Fällen kann die Adsorptionsphase eine zusätzlich Isobare Abzugsphase zwischen der Druckwiederanstiegsphase und der Eluierphase umfassen, die unter dem Adsorptionsdruck von ungefähr 1 Bar erfolgt. Während dieser Isobaren Abzugsphase steht der Einlaß 3a der Adsorptionszone 3 ausschließlich mit dem Ventilator 1 und der Auslaß 3b dieser Zone ausschließlich mit dem Ventil 4 in Verbindung. Man läßt dann die behandelte Gasmischung (Luft unter dem Adsorptionsdruck) vom Ein-
309823/0783
laß 3a 3Tim Auslaß 3L· der "Mscrpticnszone 3 strömen? während diener isobaren Fono erhält manso vom Auslaß 3b eine'an erstem Bestandteil verarmte Fraktion (unreiner Sauerstoff), die durch Ventil β abgesogen wird und der Strömungsmenge Q entspricht. Diese is ob are *.bzugr>phase entspricht der Strecke BB' der Fig. 2, <venn man diese-Ergänzungsphase durchführt, so vermindert sich gnr-ψ.β Fig. 2 die Dauer der riuierphase derart; daß die Gssaratiauer der -"!luierung und der isobaren Entnahme die Dauer der vorhergehenden r'li:ierphase, d.h. die Seit T/3, nicht überschreitat. '
:>Tsnn iran mit der in Για, l dargestellten Anlage einen Ädsorp-
tions^yklus der vorstehend beschriebenen Art durchführt, um "tichfjtoff curch .Adsorption aus Luft zu erhalten, wobei die Adsorption π7.one 3 1,55 kg Molekularsieb 5a enthält, wird eine Verisuchsrcibe durchgeführt, deren Ergebnisse in den nachfolgenden '1C^! -] I--n I urd Ti ^usaroinsngofaet sir.", nie Zahlen be^iphen räicb a'if ciiu-ii T--"'r;nr'Atjons-zy]".lu-? rin^i' ^auer T in der Größen- or<"nunr> ve1! 2 "Hi1.
I) ίί !] ? 3 / 0 7 Il «J
BAD ORfOIHAt
I to ο
M ß +»
O O 0
iw ·Η OJ
t-! 4-> Λ
O ^ W
-P 13 3
to J-I ftf
CO
CM
co
OO
VO
^ pi u
C 3 Xi
C O O O C O O O
VTt LO in m m in O O
•~i
<tf ro AC
ο η I O
CnJ
CD O
in
in O O O O
ro in ro OO cn
O O C O
ro C"
Ό Cs! CM
Xi σ O
Ό C?
I 0
ro
Ul VD
in
CM
ro
ro
co
CO
in
co ro
VD
in in
O O O O
in
CNJ
O ro
i ♦»
-P
f-i
ld iH
O .
I O 		_J r'P I V
I 		VD 51,5 37,0 ■ in
«
CN
C r*"i
nT
ti 		in
C C Cn! in O C
ro
309823/0789
BAD
Q2 η I O2-Gehalt
des er
zeugten
Stick
stoffes		 Stick-
stoffex-
traktions-
ausbeute
1 (ΠΤΡ) Tabelle II % O0 (5.
Ό
7 Vakuum-
enddruck
Po		 1,9 52,7
1 (.1TTP) 7- nun Hg 1,3 49,3
O 7 10 1 40,9
O S 50 1,45 44,3
Γ) 8 100 1,20 43,8
O 3 10 1,00 43,7
O 8 2O 0,85 41
ο 8 30 0,70 40
O 8 40 0,60 37,4
O , 8 50 0,50 36,2
O 3 60 0,45 34,4
O 8 70 0,40 ; 31,4
O 3 80 0,30 29,4
O 3 90 0,30 25,3
O 8 100 0,20 24,3
O 3 110 Ό,20 23,3
O 8 120 0,25 21,1
O 10 140 1 22
O- 10 160 0,5 20,2
O IO 20 0,2 11,5
ο 8 50 1,4 41
O 8 80 1 36,6
2,5 10 30 0,50 24,5
2,5 10 50 0,90 29,6
2,5 50
2,5 30
3 0 9 δ 2 3/07 89
Aus den T-'urven rl er Fig. 4 und 5 l-ißt sich dor Einfluß der verschiedenen Parameter feststellen, die während das Msorptionszyklus auftreten. Die in Fig. 3 dargestellte £äsor?tionsfraktio-
nieranlage gestattet, den vorstehend beschriebenen Adsorptions
syklus für die kontinuierliche Urzeugung praktisch reinsu Stickstoffes aus atmosphärischer ungetrockneter und nicht von Kohlendioxid befreiter Luft einzusetzen.
Diesa Anlage umfaßt drei Msorptionszweige ähnlich den vorstehend beschriebenen. Jeder Adsorptionszweig umfaßt einen Hilfsadsorber 103, 105, 107 oder eine Hilfsadsorptionszone roit einer Hilfsadsorbensmassa 103A, 105A, 107A (aktivierte Tonerde), die bevorzugt zwei andere Bestandteile, nämlich Wasser und Kohlendioxid, aus dem behandelten Gasgemisch, nämlich atmosphärischer Luft, adsorbiert, sowie einen ilauptadsorber 101, 106, 103, der mit der in Fig. l vorgesehenen Adsorptionszone identisch ist und eine Hauptadsorbensmasse (Zeolith 5A) enthält, die in erster Linie einen ersten Bestandteil (Stickstoff) und in zweiter Linie einen zweiten Bestandteil (Sauerstoff) aus der behandelten Luft adsorbiert. Der Einlaß 104a, 106a bzw, 108a jedes Hauptadsorbers ist an dem Auslaß 103b, 105b bzw. 107b jedes Hilfsadsorbers angeschlossen. Der Einlaß 103a, lO5a bzw. 107a jedes ITilfsadsorbers ist einerseits mit der Förderseite einer ersten Gasumwälzeinrichtung oder eines Kompressors 101 vermittels Ventilen 109, 115 und 121 und andererseits mit der Ansaugseite einer anderen GasumwHlzeinrichtung oder eines anderen Ventilators 130 vermittels Ventilen 110, HC und 122 verbunden. Der ?unlaß LO'lb, 106b und 108b jedas Hauntadsorbers ist an den Auslaß io3b, LOr>b
309823/0789
w. 107b jedes IIilfsadsorbers über eine Außenleitung 141/ 143 bzw, 145 mit dem entsprechenden Hauptadsorber verbunden. Der Einlaß 104a, 106a bzw. 108a jedes Eauptadsorbers ist einerseits ir.it der Ansaugseite einer dritten Gasumwälzeinrichtung oder Vakuumpumpe 127 über Ventile 114, 120 bzw. 126 und andererseits mit einem Speicher 128 mittels Ventilen 113, 119 und 125 verr founclen. Sine Fntspannungseinrichtung 133, 134 und 135 ist zwischen de*n Auslaß jecles Hilfsadsorbers und dem Einlaß jedes HauptacTsorfcers angeordnet. Außerdemist eine Färmespeicherraasse, wie Bleikugeln 103B, 105B und. 107B-In jedem Hilfsadsorber zwischen c?er Ililfsadsorbensmasse 103A, 105A und 107A und der Eauptadsorbensmasse 104, 106 und 108 des entsprechenden Adsorptionszweiges angeordnet.
Atmosphärische Luft wird bei 131 durch den Kompressor 101 angesaugt, der die Luft unter einem Druck fördert, der zwischen 1 und 4 Bar absolut ,«schwanken kann. Der Kfihler-Fondensator 102 kühlt die. kom~primierte Luft auf Umgebungstemperatur und ein Teil das so erhaltenen ITaösers wird durch die automatische Spüllei" tuner 131S abgezogen. Die Druckluft wird dann zu einem der drei Adsorptionnzweige 103-104, 105-106 und 107-103 geschickt. Die drei :>auptadsorber 104, 106 und 109 sind identisch mit der Adsorptions- -cnc 3 der Fig. 1 unc1 arbeiten nach dem vorstehend beschriebenen "AdsorptionszykluSf der jedoch keine isobare Tüntnahmephase unfaßt (Fortlassunc der strecke τ>-η· der Fig. 2) .
Die Druckwiedrranstingphase (Πtrecke AB), die Eluierphase (^trocko BC) , die Desorptionsphaise (Strecke CD) haben gleiche Dauf-r von T/3 ur.rl Ca.n Fraktionierverfahren durch Adsorption
3098 2370789
BAD
zu beschreiben, wie es mit der Anlage nach Fig. 3 durchgeführt wird, sei angenommen, daß während der ersten Periode T/3 der erste Adsorptions zv/eig 103-104 sich in der Druckwiederanstiegsphase befindet, der zweite Adsorptionszweig 105-106 in der EIuierphase steht und der dritte Adsorptionszweig 107-108 sich in der Desorptionsphase befindet. Mit Rücksicht auf den vorstehend beschriebenen Adsorptionselementarzyklus brauchen nachstehend nur die ergänzenden Merkmale dieses Zyklus beschrieben zu werden, die zur Anpassung des letzteren an das Vorhandensein der Hilfsadsorptionszone in dem Adsorptionszweig erforderlich sind.
Während der Druckwiederanstiegs- oder Aufblähphase des ersten Adsorptionszweiges steht der Einlaß 103a der Hilfsadsorptionszone 103 über das Ventil 109 ausschließlich mit dem Auslaß des Kühler-Kondensators 102 in offener Verbindung, und der Auslaß 104b der Hauptasdsorptionszone 104 ist geschlosen. Der Auslaß 103b der Hilfszone und der Einlaß 104a der Hauptzone kommunizieren untereinander über das Entspannungsventil 133 und das Ventil 111. Das behandelte Druckgasgeir.isch (atmosphärische Luft) wird in die Hilfsadsorptionszone 103 und dann nach Entspannung im Ventil 133 ir. die Hauptadsorptionszone 104 eingelassen. Gleichzeitig erhöht sich so der in der Hilfsadsorptionszone 103 herr^ sehende Druck von den Eluierdruck (Druck wenig unterhalb Luftdruck) bis auf einen Adsorptionsdruck gleich 4 Bar absolut (Förderdruck des Kompressors 101)rund es steigt der in der Hauptadsorptionszone 104 herrschende Druck von der.1 Desorptionsdruck P (0,1 Bar absolut) auf den iVisorptionsdruck (ungefähr 1 Dar absolut) . Andererseits adsorbiert man während dieser Phase des Druck-
309823/0789
Wiederanstieges oder -aufblähung an der Hilfsadsorbensmasse 1Q3A der Hilfszone 1Ο3 zwei andere Bestandteile, wie Waser und Kohlendioxid aus der behandelten Luft. Am Ende dieser Phase ist also der Hilfsadsorptionsdruck höher als der Adsorptionsdruck, der in der Ilauptzone 104 herrscht.
Während derselben Periode vollzieht sich in dem zweiten Adsorp-· tionszweig 105-106 die vorstehend erwähnte Hiluierphase. Zu diesem Sweck steht der Auslaß 106b der Hauptzone 106 mit dem Ausmaß 105b der Hilfszone 105 mittels der Äußenleitung 143 und Ventil 118 in offener Verbindung. Der Einlaß 105a der Hilfszone steht mit der Ansaugseite des Ventilators 130 über das Ventil 115 in Verbindung. Was den Einlaß 106'a der Hauptadsorptionszone 1OG betrifft, so steht er über das Ventil 119 mit einem Speicher 12S für eine an erster^ Bestandteil angereicherte Fraktion (praktisch reiner Stickstoff) in offener. Verbindung. Die am Auslaß der Adsorptionszone 1Ο6 erhaltene ^luiergasfraktion strömt vom Auslaß lO5b sum Einlaß 105a der Hilfsadsorptionszone 105 im Gegenstrom zum Adsorptionssinn während der vorstehend beschriebenen Phase unter dem Tuluierdruck (wenig unterhalb Luftdruck) . Man erhält so am Auslaß 105a der Hilfszone eine mit desorbiertem Wasser und Kohlendioxid angereicherte Gasfraktion. Letztere wird dann aus der Anlage durch Leitung 132 abgeführt. Die Wärmespeichermasse 105B dient für die thermische Reversibilität der Adsorption von Wasser und Kohlendioxid und deren Desorption, die in dem Adsorbensbett 105A erfolgen.
Während dieser selben Periode vollzieht sich in dem dritten Adsorptionszweig 107-108 die Desorptionsphase. Zu diesem Zweck
309823/0789
ist der Auslaß 108h der Hauptzone 10" geschlossen und der Einlaß 108a dieser '',one in offener Verbindung ausschließlich nit eier Ansaugseite eier Vakuumpumpe 127 vermittels des Ventils 126. Ehrend dieser vorstehend beschriebenen Phase zieht man ausschließlich von rinlaß 103a eina am ersten Bestandteil angereicherte Fraktion (praktisch reinen Stickstoff) ab. ^in Teil dieses Abzuges wird in den .Behälter 128 gespeichert, um die ^luiernhase eines Λ-dsorptionsZweiges zu liefern. Ein anderer Teil wir'·'. als Produkt durch Leitung 129 unter Luftdruck abgeführt.
Die Ventile 112, 113 und 124 ha1-en während sines Elementaradsorptionszyklus dieselbe Funktion.
-en sich
Ehrend der folgenden Periode T/3 vollzieh /in dem ersten Adsorptionszweig 103 bis ic die vorstehend beschriebene Eluierphase, in dem zweiten Acscrptionszweig 105-106 die vorstehend beschriebene Desorptionsphase und in d.en dritten Adsorptionszwaig die Druckwiederanstiegs- oder aufbl^hphase wie beschrieben. Wahrend der letzten Periode T/3 vollzieht sich in Dem ersten 2waig die Desorptionsphase, in dem zweiten 3weig die Druckwiederanstiegsoder -aufbliihphase und in den dritten "waig die Mluierphase. Die Dauer 'n l:ann in dar Größenordnung von 1,5 Minuten liegen.
In ähnlicher Weise wie hai dom anhand Fig. 1 beschriebenen Adsorptionszyklus kann die Adsorotionsphase eine isobare Abzugsphase umfassen, während der man beispielsweise durch den ersten 'dsorptionszweig das behandelte Gasgemisch, z.B. atmosphärische Luft, vom Einlaß 103 zum ^uslaß 103b der ililfsadsorptionszone
309823/0789
unter dem Hilfsadsorptionsdruck (4 Bar absolut) strömen läßt, in der Entspannungsöffnung 133 die am Auslaß 103b erhaltene Gas- ??ischung vom Hauptadsorptionsdruck (1 Ear absolut) entspannt und dann dieses Gasgemisch vom Einlaß 104a zum Auslaß 104b der Fauptadsorptionszone unter dem Hauptadsorptionsdruck strömen läßt. Man erhält so am Auslaß 104b eine Fraktion, die an dem ersten in der .Zone 104 zurückgehaltenen Bestandteil und an einem anderen in der Zone 103 zurückgehaltenen Bestandteil verarmt ist (im Falle der ßehandlungs von atmosphärischer Luft ist dies an Sauerstoff angereicherte Luft).
309823/07 89

Claims (1)

  1. PatentansOrüche
    1. Verfahren zur Fraktionierung einer Gasmischung durch Adsorption unter verwendung mindestens eines /dsorptionszweiges, der eine Adscrptionszone mit einer Adsorbensinassa enthält, die in der Hauptsache mindestens einen ersten Bestandteil des Gemisches adsorbiert, wobei das Verfahren mindestens einen Elenentaradsorptionssyklus,der den betreffenden Adsorptionszweig einsetzt, und auTerdeTi eine Adsorptionsphase, während der man da? Gasgemisch in mindestens dieser Adsorptionszon?; vorzugsweise von deren Eintritt aus einführt und an deren Schluß unter einer. Adsorptionsdruck die in dieser Zone adsorbierte Phase hauptsächlich aus dem ersten Bestandteil besteht, eine Desorptionsphase, während, der man mindestens aus dieser Adsorptionszone vorzugsv/eise von deren Einlaß mindestens eine an mindestens dem ersten Bestandteil angereicherte Fraktion abzieht, indem man zumindest den in dieser "cne herrschenden Truck bis auf einen nie.rlricaren Deoorptionsdruck als der Adsorptionsdruck für diese Zone absenkt, und eine Druc] vriedsranstiecfsphase aufweist, während der man mindestens den in dieser 'dsorptionszone herrschenden Druck bis auf den idsorptionsdruc1: für diese 7ono erhöht, dadurch gekennzeichnet, 'laß der ^lementaradsorptionszyklus außerder eine T'luiarphasq zv;ischen der Adsorntionsphane und der Oesorptionsphase umfaßt, während der man vom Finlaß zum Auslaß mindestens diese Adsorptionszone unter einem Eluierdruck in c~3r 2onf> zwischen dem Adsorptionsdruck und ^c""! nosorptionscruck eino Gasfraktion strömen läßt,
    309823 VQ78Q,,
    die an mindestens den ersten Bestandteil angereichert ist, indem man diese aus der Zone abgezogene Gasfraktion an mindestens einem Bestandteil des Gasgemisches anreichert, der in zweiter Linie von dieser Adsorbensmasse während der Adsorptionsphase adsorbiert und während der Eluierphase desorbiert wurde.
    2. Verfahren nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet t daß die Adsorptionsphase eine isobare Abzugsphase umfaßt, während der man das Gasgemisch vom Einlaß zum Auslaß mindestens dieser Adsorptionszone unter dem Adsorptiörisdruck in letzterer strömen läßt, Wobei man am Auslaß dieser Zone eine an mindestens dein ersten Bestandteil verarmte Fraktion erhält.
    3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet/ daß die Druckwiederanstiegsphase eine Aufblähphase umfaßt, während der man das Gasgemisch mindestens in die Adsorptionsphase einführt, wobei man mindestens den in dieser Zone herrschenden Druck bis auf den Adsorptionsdruck für diese Zone anhebt.
    4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß während der Aufblähphase der in der Adsorptionszone herrschende-Druck von dem Desorptionsdruck bis auf den Adsorptionsdruck angehoben V7ird. __ . . .
    5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Adsorptionsphase die Aufblähphase umfaßt.
    6. Verfahren nach Anspruch 1 in Anwendung auf die Fraktionierung von Luft, -lie von Wasser und Kohlendioxid gereinigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Bestandteil aus Stickstoff und der zweite Bestandteil aus Wasserstoff besteht. .
    7. Verfahren nach Anspruch 1, bei der Adsorptionszweig eine Hilfsadsorptionszone mit einer Hilfsadsorbensmasse aufweist, die bevorzugt mindestens einen anderen Bestandteil aus dein Gasgemisch adsorbiert, dadurch gekennzeichnet, daß man während der Adsorptionsphase das Gasgemisch im Adsorptionssinn zunächst in die Hilfsadsorptionszone und dann in die Desorptionszone einführt, wobei an der Hilfsadsorbensmasse mindestens ein anderer Fiestandteil des Gasgemisches adsorbiert wird und am Schluß dieser Phase der in der Filfsadsorptionszone herrschende Filfsadsorptionsdruck mindestens gleich dem Adsorptionsdruck ist, man während der Eluiornhase die am Auslaß der Adsorptionszone abgezogene Gasfraktion vom Auslaß zum Einlaß der Hilfsadsorptionszone im Ge-fenstrom zum Adsorptionssinn unter der ^luierdruck strömen läßt, wobei man am Auslaß dieser ^one eine an mindestens dem anderen desorbierten Bestandteil angereicherte Gasfraktion enthält, und man wrihrand der Desorptionsphase die an mindestens den ersten Bestandteil angereicherte Fraktion ausschließlich durch rlen Einlaß der Desorptionszone abzieht.
    8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß an Schluß .1er fo^cmtion.snhase r'.er Hilf sadsorptionsdruck höher als der rdsorptior.se]ruck ist.
    9. Verfahren nach Anspruch B, dadurch gekennzeichnet, ^aP tie: *'!- Rorptionsphaso eine isobare ibzugsphase umfaßt, v'uirerid ler mm das Gasgemisch voir. T:inlafl zum Auslaß der Iiilfsadaorption.'jzone unter de:ι Hilfsadnorptionsdruc]: und dann vom Einlaß zum 'luilaß der ?dsorptionszone unter dem AdsorptionsdrucV Strömen Tint, rio~
    309823/0789
    hei raan am Auslaß dieser !Jone eine an mindestens dem ersten Be~ standteil und dem anderen Bestandteil verarmte Fraktion erhält.
    n. !''erfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,, daß die Druckwiederanstiegsphase eine Aufblähphase umfaßt/ während der raan das Gasgemisch.in die Hilfsadsorptionszone und dann in die Adsorptionszone einführt,,. wobei man den in der Hilfsadsorptionszone herrschenden Druck bis auf den Hilfsadsorptionsdrucfc und in rlsr Adsorptionszone bis auf den Adsorptionsdruck anhebt.
    11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß man-während der ^ufbl'ähphase den in der Hilfsadsorptionszone herrschenden Druck von dem Eluierdruck und dem.'in der Adsorptionszone herrschenden Druck.von den -Desorptionsdruckanhebt. ; '
    12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch'gekennzeichnet, daß -ääs die MsorOtionsnhase die Aufblähphase'umfaßt; '
    13. Verfahren nach Anspruch 7, in Anwendung auf c"ie Trennung atmos- ^ phärischer Luft, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten, zweiten und anderen Restandteile Stickstoff, Sauerstoff bzw. Wasser sind.
    14. Vorrichtung zur Fraktionierung einer Gasmischung durch Adsorption, mit mindestens einer Adsorptionsleitung mit einem Hilfsadsorber mit einer Hilfsadsorbensmasse und einem Hauptadsorber mit einer Hauptadsorbensmasse, wobei der Eintritt des Hauptadsorbers mit dem Ausgang des Hilfsadsorbers verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der-Eintritt des T-TiIfsadsorbers zugleich verbunden ist mit der Abstropseite eines ersten gasförmigen Zirkulatiöns- -"ittols und mit der Aufstromseite eines zweiten gasförmigen Zir-'-ulationsmittols, raß der Ausgang des Hauptadsorbers mit dein
    3098 23/0789
    BAD ORIGINAL
    des ]1i] f r;ac!r>orbers durch oinr. Leitun/T außerhalb der; iorbcrn verbunden ist und rieß C1Or Av.p?anr dos U.auptadforbc.rrj 1Uf f?.or Aufstror.soite eines dritten cfasförmigen 7irl:ula-· tionsrjtte]s verbunden ist.
    ]r. Vorriclitv.no η an]) JVnsrruch 14, dadurc], aobennzeichnot, r'.aß eine Entspannungseinrichtung zwischen dem Tintritt des ■ auptadsorbers und dei11. Austritt des Hilfsadsorbers angeordnet ist.
    lo. Vorrichtung nacli Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß eine ■Ty.rmespeichermai5se in der Adsorptions leitung zwischen der liilfsadsorbensmacfso und der lauptadsorbensnasse angeordnet ist.
    17. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die
    manGo in dein Hilfsadsorber anaeordnet ist.
    309823/0789
    BAD
    Leerseite
DE19722258299 1971-11-30 1972-11-29 Verfahren und vorrichtung zur fraktionierung eines gasgemisches durch adsorption Pending DE2258299A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR7142793A FR2162732A5 (de) 1971-11-30 1971-11-30

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE2258299A1 true DE2258299A1 (de) 1973-06-07

Family

ID=9086618

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19722258299 Pending DE2258299A1 (de) 1971-11-30 1972-11-29 Verfahren und vorrichtung zur fraktionierung eines gasgemisches durch adsorption

Country Status (8)

Country Link
US (1) US3796022A (de)
JP (1) JPS4863972A (de)
BE (1) BE792039A (de)
CA (1) CA974462A (de)
DE (1) DE2258299A1 (de)
FR (1) FR2162732A5 (de)
GB (1) GB1421786A (de)
IT (1) IT971121B (de)

Families Citing this family (45)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2460513C3 (de) * 1974-12-20 1979-01-25 Linde Ag, 6200 Wiesbaden Verfahren und Vorrichtung zur Zerlegung von Gasgemischen durch adiabatische Ad- und Desorption
US4013429A (en) * 1975-06-04 1977-03-22 Air Products And Chemicals, Inc. Fractionation of air by adsorption
US4190424A (en) * 1975-07-17 1980-02-26 Boc Limited Gas separation
DE2604305A1 (de) * 1976-02-04 1977-08-11 Linde Ag Verfahren zum zerlegen von gasgemischen
US4077779A (en) * 1976-10-15 1978-03-07 Air Products And Chemicals, Inc. Hydrogen purification by selective adsorption
US4194890A (en) * 1976-11-26 1980-03-25 Greene & Kellogg, Inc. Pressure swing adsorption process and system for gas separation
DE2724763C2 (de) * 1977-06-01 1984-02-16 Linde Ag, 6200 Wiesbaden Verfahren zum Reinigen und Zerlegen eines Gasgemisches
US4263018A (en) * 1978-02-01 1981-04-21 Greene & Kellogg Pressure swing adsorption process and system for gas separation
US4171207A (en) * 1978-08-21 1979-10-16 Air Products And Chemicals, Inc. Separation of multicomponent gas mixtures by pressure swing adsorption
US4171206A (en) * 1978-08-21 1979-10-16 Air Products And Chemicals, Inc. Separation of multicomponent gas mixtures
US4197096A (en) * 1978-08-22 1980-04-08 Boc Limited Fluid supply system including a pressure-swing adsorption plant
US4264340A (en) * 1979-02-28 1981-04-28 Air Products And Chemicals, Inc. Vacuum swing adsorption for air fractionation
US4249915A (en) * 1979-05-30 1981-02-10 Air Products And Chemicals, Inc. Removal of water and carbon dioxide from air
JPS5681119A (en) * 1979-12-07 1981-07-02 Toray Ind Inc Separation of mixed gas
US4329158A (en) * 1980-06-13 1982-05-11 Air Products And Chemicals, Inc. Air fractionation by pressure swing adsorption
US4431432A (en) * 1980-12-26 1984-02-14 Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha Process and apparatus for separating a mixed gas such as air
US4386945A (en) * 1982-02-01 1983-06-07 Litton Systems, Inc. Process and compound bed means for evolving a first component enriched gas
US4452612A (en) * 1982-09-22 1984-06-05 Cubemco, Inc. Separation and purification of gases and vapors by continuous pressure-swing adsorption
FR2535981A1 (fr) * 1982-11-12 1984-05-18 Air Liquide Procede et installation de separation par adsorption d'un gaz composite
US4529416A (en) * 1983-02-11 1985-07-16 Air Products And Chemicals, Inc. Gas separation kinetics in commercial pellets
US4477264A (en) * 1983-03-30 1984-10-16 Air Products And Chemicals, Inc. Pressure swing adsorption process for a medical oxygen generator for home use
EP0129444B2 (de) * 1983-06-20 1995-04-19 Kawasaki Steel Corporation Verfahren zur Herstellung von hochreinem Kohlenmonoxid
US4539020A (en) * 1983-07-10 1985-09-03 Kawasaki Steel Corporation Methods for obtaining high-purity carbon monoxide
US4561865A (en) * 1983-11-01 1985-12-31 Greene & Kellogg, Inc. Single bed pressure swing adsorption gas separation system
US4726816A (en) * 1983-11-08 1988-02-23 Union Carbide Corporation Reformer-pressure swing adsorption process for the production of carbon monoxide
US4512780A (en) * 1983-11-08 1985-04-23 Union Carbide Corporation Pressure swing adsorption with intermediate product recovery
DE3433058A1 (de) * 1984-09-08 1986-03-20 Bergwerksverband Gmbh, 4300 Essen Verfahren und vorrichtung zur erzeugung von stickstoff
US4681602A (en) * 1984-12-24 1987-07-21 The Boeing Company Integrated system for generating inert gas and breathing gas on aircraft
US4685939A (en) * 1985-03-19 1987-08-11 Air Products And Chemicals, Inc. Production of oxygen enriched air
US4711645A (en) * 1986-02-10 1987-12-08 Air Products And Chemicals, Inc. Removal of water and carbon dioxide from atmospheric air
JPS63166702A (ja) * 1986-12-26 1988-07-09 Osaka Oxygen Ind Ltd 酸素ガス濃縮法
US4810265A (en) * 1987-12-29 1989-03-07 Union Carbide Corporation Pressure swing adsorption process for gas separation
US4948391A (en) * 1988-05-12 1990-08-14 Vacuum Optics Corporation Of Japan Pressure swing adsorption process for gas separation
FR2633847B1 (fr) * 1988-07-08 1991-04-19 Air Liquide Procede de traitement d'un melange gazeux par adsorption
DE3829584A1 (de) * 1988-09-01 1990-03-08 Bayer Ag Trennung von gasgemischen durch vakuum swing adsorption in einem zwei-adsorber-system
DE3842930A1 (de) * 1988-12-21 1990-06-28 Bayer Ag Verfahren zur adsorptiven sauerstoffanreicherung von luft mit mischungen aus ca-zeolith a molekularsieben mittels vakuum-swing-adsorption
US5042994A (en) * 1990-05-25 1991-08-27 Union Carbide Industrial Gases Technology Corporation Control of pressure swing adsorption operations
US5163978A (en) * 1991-10-08 1992-11-17 Praxair Technology, Inc. Dual product pressure swing adsorption process and system
US5232473A (en) * 1992-05-07 1993-08-03 The Boc Group, Inc. Pressure swing adsorption with countercurrent feed pressurization
US5620501A (en) * 1995-08-15 1997-04-15 The Boc Group, Inc. Recovery of trace gases from gas streams
US5674311A (en) * 1995-10-20 1997-10-07 Praxair Technology, Inc. Adsorption process and system using multilayer adsorbent beds
US5997611A (en) * 1998-07-24 1999-12-07 The Boc Group, Inc. Single vessel gas adsorption system and process
US6156100A (en) * 1999-02-01 2000-12-05 Fantom Technologies, Inc. Method and apparatus for concentrating a gas using a single stage adsorption zone
US6217635B1 (en) * 1998-11-09 2001-04-17 Fantom Technologies Inc. Method and apparatus for concentrating a gas using a single stage adsorption chamber
US6162283A (en) * 1999-02-01 2000-12-19 Fantom Technologies Inc. Method and apparatus for concentrating a gas using a single stage adsorption zone

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL286549A (de) * 1961-12-14
FR2070387A5 (de) * 1969-12-03 1971-09-10 Air Liquide
FR2097633A5 (de) * 1970-07-16 1972-03-03 Air Liquide
DE2055425B2 (de) * 1970-11-11 1979-09-06 Bayer Ag, 5090 Leverkusen Adsorptionsverfahren zum Zerlegen von Gasgemischen

Also Published As

Publication number Publication date
CA974462A (en) 1975-09-16
IT971121B (it) 1974-04-30
JPS4863972A (de) 1973-09-05
GB1421786A (en) 1976-01-21
BE792039A (fr) 1973-05-29
US3796022A (en) 1974-03-12
FR2162732A5 (de) 1973-07-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2258299A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur fraktionierung eines gasgemisches durch adsorption
DE2724763C2 (de) Verfahren zum Reinigen und Zerlegen eines Gasgemisches
DE3716898C2 (de)
EP0072496B1 (de) Verfahren zur adsorptiven Zerlegung eines Gasgemisches
DE2221379A1 (de) Verfahren und Anlage zur Fraktionierung eines Gasgemisches
DE1044127B (de) Verfahren zum Abscheiden von festem Kohlendioxyd aus Luft bei deren Zerlegung und Vorrichtung zur Durchfuehrung des Verfahrens
DE3327091A1 (de) Verfahren zum entfernen von stickstoffgas aus einer mischung aus n(pfeil abwaerts)2(pfeil abwaerts) und co oder aus n(pfeil abwaerts)2(pfeil abwaerts), co(pfeil abwaerts)2(pfeil abwaerts) und co
DE19513599C1 (de) Verfahren zur Druckänderungsadsorption mit Hohlraumgas-Rückführung
DE69724311T2 (de) Druckwechseladsorptionsverfahren zur Behandlung eines Gasgemisches
DE2532099A1 (de) Kryogenes luft-trennverfahren und vorrichtung zu seiner durchfuehrung
EP0012986A1 (de) Verfahren zum Abtrennen und Gewinnen gasförmiger Komponenten aus einem Gasgemisch durch physikalische Wäsche
EP0299364A2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Luftzerlegung durch Rektifikation
DE2051476A1 (de) Verfahren zur Herstellung von gas formigem und/oder flüssigem Stick stoff und Anlage zur Durchfuhrung dieses Verfahrens
DE3402533A1 (de) Verfahren zur gewinnung von sauerstoff mit einem argon-anteil unter o,5 % aus feuchter luft
WO1988009305A1 (en) Process for extraction of helium
DE3528374A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur erzeugung von stickstoff mit ueberatmosphaerischem druck
DE3045978A1 (de) Verfahren zum trennen eines gasgemisches
DE1444435B2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur adsorptiven Trennung eines binären Gasgemisches
EP1102954B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur tieftemperaturzerlegung von luft
EP0171711A2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Zerlegung von Rohargon
EP0015413B1 (de) Druckwechseladsorptionsverfahren zur Zerlegung oder Reinigung von Gasgemischen
DE3216510A1 (de) Verfahren zur gewinnung von gasfoermigem sauerstoff unter erhoehtem druck
CH620594A5 (en) Process and apparatus for separating the components of a gas mixture
DE60112518T2 (de) Druckwechseladsorptionsverfahren mit Produktgasabgabe bei sinkendem Druck im Adsorptionsbett
DE1939701A1 (de) Verfahren zur Trennung eines mindestens zwei Hauptbestandteile und eine Verunreinigungenthaltenden Gasgemisches durch Adsorption

Legal Events

Date Code Title Description
OHA Expiration of time for request for examination