[發明專利]將氣體中的氧富集的方法、適用于此的設備及其應用

無效

• 申請號: 200680004614.0
• 申請日: 2006-01-23
• 公開（公告）號: CN101115678A
• 公開（公告）日: 2008-01-30
• 發明（設計）人: S·韋特;B·科爾貝
• 申請（專利權）人: 猶德有限公司;博爾西希工業用熱交換器有限公司
• 主分類號: C01B13/02
• 分類號: C01B13/02;B01D53/22;B01D71/02
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 殷駿

1.一種在分離裝置中使含氧和氮的氣體中的氧含量富集的方法，該裝置具有被氧-傳導性陶瓷隔膜分成基質室和滲透室的內部空間，該方法包括以下步驟：

(a)將含氧氣體壓縮并且加熱成進料氣體，

(b)將壓縮和加熱的進料氣體引入分離裝置的基質室，

(c)將含氧和氮的沖掃氣體引入分離裝置的滲透室，

(d)在基質室中設置壓力以使得進料氣體的氧氣分壓造成氧氣通過氧-傳導性陶瓷隔膜進入滲透室中的轉移，

(e)從基質室中排出貧氧的進料氣體，和

(f)從滲透室中排出富集氧氣的沖掃氣體。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于含氧進料氣體是空氣。

3.如權利要求1所述的方法，其特征在于含氧沖掃氣體包含至少5體積％的氧氣，優選空氣。

4.如權利要求1所述的方法，其特征在于基質室中進料氣體的壓力為10^-2至100巴。

5.如權利要求1所述的方法，其特征在于基質室中進料氣體的溫度以及滲透室中沖掃氣體和滲透物的溫度為300-1500℃。

6.如權利要求1所述的方法，其特征在于滲透室中沖掃氣體的壓力小于基質室中進料氣體的壓力，并且為10^-3至100巴。

7.如權利要求1所述的方法，其特征在于從滲透室中排出并且富集氧氣的沖掃氣體被用于制備合成氣。

8.如權利要求7所述的方法，其特征在于該合成氣用于費-托合成或氨合成。

9.如權利要求1所述的方法，其特征在于從滲透室中排出并且富集氧氣的含氮沖掃氣體被用于制備硝酸或者用于烴，優選丙烷的氧化脫氫。

10.一種用于富集氣體中氧含量的設備，其包括以下元件：

A)分離裝置，其內部空間鋪設有多根彼此平行走向的由氧-傳導性陶瓷材料構成的中空纖維，在此該中空纖維的內部空間形成分離裝置的滲透室，該中空纖維的外部環境形成分離裝置的基質室，

B)至少一個由多根中空纖維組成的部件，其在端面與用于沖掃氣體的供給管和用于富集氧氣的滲透氣體的排放管連接，在此沖掃氣體和滲透氣體的供給管和排放管不與基質室相連，

C)至少一根用于含氧進料氣體的供給管，其接口于分離裝置的基質室，和

D)至少一根從分離裝置的基質室導出、用于從基質室中排出貧氧的進料氣體的排放管。

11.一種用于提高氣體中氧含量的設備，其包括以下元件：

A’)分離裝置，其的內部空間鋪設有多根彼此平行走向的由氧-傳導性陶瓷材料構成的中空纖維，在此該中空纖維的內部空間形成分離裝置的基質室，該中空纖維的外部環境形成分離裝置的滲透室，

B’)至少一個由中空纖維組成的部件，其由組合成束的中空纖維構成并且在端面與用于含氧進料氣體的供給管和用于貧氧的進料氣體的排放管連接，在此進料氣體和枯竭的進料氣體的供給管和排放管不與滲透室相連，

C’)至少一根用于沖掃氣體的供給管，其接口于分離裝置的滲透室，和

D’)至少一根從分離裝置的滲透室導出、用于從滲透室中排出富集氧氣的沖掃氣體的排放管。

12.一種用于提高氣體中氧含量的設備，其包括以下元件：

E)多個堆疊的由氧-傳導性陶瓷材料構成的片或層，其形成了多個垂直或水平且平行排列的空間，

F)一些空間組成滲透室并且另一些空間形成基質室，所述空間的至少一個維度小于10mm，基質室與滲透室之間的氧氣轉移通過由氧-傳導性陶瓷材料構成的共用板形成的至少一個共用室壁進行，

G)用于將含氧進料氣體送入與至少一個分配器單元相連的基質室中的供給管，在此該分配器單元與進料氣體的供給管相連，

H)用于從與至少一個收集器單元相連的基質室中排出貧氧的進料氣體的排放管，在此該收集器單元與貧氧的進料氣體的排放管相連，

I)用于將沖掃氣體送入與至少一個分配器單元相連的滲透室的供給管，在此該分配器單元與沖掃氣體的供給管相連，

J)用于從與至少一個收集器單元相連的滲透室中排出富集氧氣的沖掃氣體的排放管，在此該收集器單元與富集氧氣的沖掃氣體的排放管相連，和

K)不彼此相連的滲透室和基質室。