[其他]變壓吸附法及其系統

在審

• 申請號: 101986000008064
• 申請日: 1986-12-06
• 公開（公告）號: CN1005611B
• 公開（公告）日: 1989-11-01
• 發明（設計）人: 克里斯蒂安·本克曼
• 申請（專利權）人: 林德股份公司
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 呂錫永

介紹了一種用于從混合氣中有選擇地吸附至少一種氣體成分的交變壓力吸附法。混合氣周期性變換地通過至少三個吸附器流動。在吸附階段中，工作混合氣總是被引入通過兩個前后連通的部分吸附器。至少一個順流減壓階段結束后，部分吸附器彼此分離，工作混合氣首先流過的第一部分吸附器繼續減壓，而第二部分吸附器保持較高的壓力。然后，此第二部分吸附器逆流減壓，在這時排出的逆流減壓氣體用來吹洗第一部分吸附器。

本發明涉及一種從混合氣中有選擇地吸附至少一種氣體成分的變壓吸附法，工作混合氣體周期性變換地通過至少三個吸附器流動，吸附器彼此交錯地進行工作循環，在工作循環中工作混合氣在一個吸附階段中以提高了的壓力進入一個吸附器，未被吸附的氣體則從吸附器排出，一個吸附階段結束后在順流中進行部分減壓，而這時所產生的順流減壓氣體至少有一部分導向另一個吸附器重新部分升壓，順流減壓結束后進行逆流減壓和在最低的工作壓力下用吹洗氣體進行吹洗，此吸附器最后重新升壓到吸附壓力。

在一般的變壓吸附法（以下簡稱PSA法）中，接在一個吸附階段后面的，習慣上是一個多級的順流減壓，與此同時所產生的順流減壓氣體引入一個或多個再生了的要重新升壓的吸附器中，并被用來在那里通過壓力平衡建立壓力。經過一個或多個這類壓力平衡后，緊接著在另一個順流減壓階段，氣體用于在最低的工作壓力下吹洗另一個吸附器，究竟順流減壓到什么樣的壓力水平對一個已吸附了氣體的吸附器才是恰當的，這要看被吸附成分的濃度、吸附壓力和吸附劑裝量的大小。吸附劑是用來在吸附器中順流減壓時推進吸附工作面的。

為得到高的產品生產率，在專利US-PS3986849所提出的PSA方法中力圖使順流減壓進行到盡可能低的壓力水平，以便回收在吸附器空隙空間中所含有的許多產品成分。所以在這種方法中就必須有一個比吸附階段實際需要大得多的吸附器。為了避免產生這一缺點，所以在專利DE-PS3304227的PSA方法中順流減壓在較高的壓力下結束，在后繼的逆流減壓中所產生氣體的一部分在輔助吸附器中再凈化，并重新輸入主吸附器作吹洗氣體用。這就意味著，在主吸附器中被吸附了的雜質，在輔助吸附器中必須再次被吸附，因此總是需要大量的吸附劑。

本發明的任務是提供一種本文開始所述的那種方法，使之可以以最合理的方式利用吸附劑。雖然此方法是可以廣泛應用的，但特別適用于高的吸附壓力和可吸附的成分處于較高溫度的情況下。

在采用本文開始所述的那種方法的情況下，此任務是通過以下辦法解決的，即在吸附階段工作混合氣引入兩個串聯連接的部分吸附器中，至少在一個順流減壓階段結束后，部分吸附器彼此分開，其中工作混合氣首先流過的第一部分吸附器繼續減壓，而第二部分吸附器保持在一個較高的壓力，之后，此第二部分吸附器逆流減壓，這時所排出之逆流減壓氣體用來吹洗第一部分吸附器。

本發明方法之主要特點在于將迄今為止通常是單個的吸附器分為前后相連接的兩個部分吸附器。在吸附階段和后繼的順流減壓階段中這兩個部分吸附器是順次相通的，就象一個單個的較大的吸附器那樣進行工作，而在以后的再生過程中由于是分開的因而帶來了很大的好處。第一部分吸附器通過后繼的減壓就已經可以釋放一部分被吸附的成分，并在隨后的吹洗階段中，在利用由第二部分吸附器提供使用的吹洗氣體的情況下，進行較徹底的解吸。第一部分吸附器在只吸附一種成分時比第二部分吸附器吸附濃度更大而在吸附各種成分時則吸附其中最易吸附的成分（“成分”這一概念在這里和以后總是指一種單一的成分，或者表示各種不同組成部分的集合體）。通過這樣的工藝步驟，部分吸附器已經可以得到相當程度的再生，而不需要來自另一個進行順流減壓階段的吸附器的減壓氣體或產品氣體。這樣做的結果是較少量不能吸收的成分作為吹洗氣體引入吸附器，并因此直接導致適當地改善對未吸收成分的利用。如果不打算改善利用率，則此吸附過程便可以在一個較小的PSA設備中進行。

當第一部分吸附器與第二部分吸附器分開后，第一部分吸附器的繼續減壓是在以具有優點的方式至少部分地以處于與吸附階段時的流動方向相反的逆流形式進行的。根據順流減壓結束后第一部分吸附器的飽和程度，必要時可以首先再來一次順流減壓，并在此時產生的氣體可以輸入另一個在適當的壓力水平下進行壓力建立階段的吸附器中，如若第一部分吸附器飽和程度相當大，則一般來說立即進行逆流減壓階段直至最低的工作壓力是適宜的。即使在事先進行了順流減壓階段，通常也應該在逆流中將工作壓力在結束時減到最低。