[發明專利]通過蒸汽運行的變壓吸附從還原性的有用氣體分離雜質氣體的方法和設備

無效

• 申請號: 200980107744.0
• 申請日: 2009-02-17
• 公開（公告）號: CN101959576A
• 公開（公告）日: 2011-01-26
• 發明（設計）人: T·馮特羅塔;V·劉;M·維紹夫斯基
• 申請（專利權）人: 猶德有限公司
• 主分類號: B01D53/047
• 分類號: B01D53/047;C01B3/56
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 董華林

技術領域

本發明涉及一種用于在使用所謂的噴射器的情況下通過變壓吸附來凈化還原性的有用氣體的方法，該噴射器通過處于壓力下的氣體驅動并產生真空，所述真空改善變壓吸附單元的解吸，其中，本發明利用通過用于制造有用氣體的加熱裝置產生的蒸汽作為處于壓力下的氣體。本發明還涉及一種帶有噴射器的設備，該噴射器通過蒸汽被驅動，并且該噴射泵的真空用于較強烈地解吸變壓吸附單元。

背景技術

在現有技術中，還原氣體的制造是一種經常進行的過程。還原氣體制造的一個例子是蒸汽重整過程。通過利用水蒸汽來加熱含碳水化合物的初始混合物例如能制造合成氣體，該合成氣體是由氫氣、一氧化碳和二氧化碳組成的混合物。合成氣體很經常地被用作可燃氣體或用作用于化學合成的原材料。另一種經常制造的還原氣體是一氧化碳。

對于大部分的應用，還原氣體必須不帶有伴生氣體。經常出現的伴生氣體是在燃燒或重整過程中產生的二氧化碳。如果人們通過所謂的CO轉化在存在水蒸汽的情況下轉化來自合成氣體的一氧化碳，則得到氫氣和二氧化碳的混合物。二氧化碳可通過不同的方法從合成氣體中除去。通過除去二氧化碳得到純氫氣，該純氫氣是用于許多合成和應用目的的重要的基礎材料。另外的在還原氣體不希望的并且必須被分離的、經常出現的伴生氣體或雜質氣體或雜質氣體成分是殘留氣體成分，如甲烷和氮。

對于許多目的，為了分離不希望的伴生氣體而使用適合于所述目的的洗氣過程。經常還使用所謂的變壓吸附裝置，該變壓吸附裝置通過吸附過程捕獲要分離的氣體。變壓吸附裝置可以通過吸附幾乎完全地除去雜質氣體，這通過洗氣過程僅在某些條件下是可能的。

變壓吸附裝置利用吸附材料的吸附能力。經常使用的吸附材料的例子是活性炭、分子篩、硅膠或沸石。為了氣體凈化的目的而將吸附材料包裝到合適的容器中，該容器在壓力下被要凈化的氣體穿流。在此，雜質氣體成分被吸附，人們得到被凈化的有用氣體。在一段確定的時間之后，吸附材料的吸收能力被耗盡。給容器降低壓力并被有用氣體沖洗，使得吸附材料釋放所吸附的雜質氣體。然后將該雜質氣體輸送至繼續利用裝置或清理裝置。吸附和解吸的過程以循環交替的方式進行，以便能夠持續地凈化所提供的有用氣體。

為了進一步改善吸附過程的效率，可在降低壓力之后通過施加真空來促進解吸過程。由此，可接近完全地從吸附材料除去所吸附的雜質氣體。然后，吸附材料再次完全用于吸附過程。為了避免通過應用較昂貴的壓縮機或其它類型的機械來產生真空，使用所謂的噴射器。該噴射器利用流出氣體的壓力通過充分利用文丘里效應來產生真空。通過合適的閥連接，在該閥連接時流出氣體流過噴射器，可以實現變壓吸附容器的充分的排真空。

EP?015413?B1描述一種用于變壓吸附的過程，該過程提供一種變壓吸附單元的布置結構，這些變壓吸附單元以循環交替的方式通過選擇性吸附一種成分或多種氣體成分從氣體混合物中除去所述氣體成分。為了逐步地解吸所吸附的雜質氣體而應用真空，該真空利用噴射器產生。噴射器通過由各變壓單元流出的氣體的壓力驅動，其中通過合適地聯接各變壓吸附單元和閥連接結構，既可以利用流出的有用氣體，也可以利用流出的、被解吸的雜質氣體。

EP?1101731?A1描述一種用于結合變壓吸附裝置來制造合成氣體的方法，通過該變壓吸附裝置使合成氣體清除夾帶的二氧化碳。用于解吸變壓單元的真空通過噴射器產生，其中，噴射器為了運行而充分利用加熱氣體在供給時所處的高壓。離開噴射器的氣體可再次被用作可燃氣體。通過接收容器系統可以使可燃氣體和真空都匹配于相應的生產能力。

但通過噴射器產生的真空經常不足。由于此原因，必須使用能使真空進一步提高的裝置。這是昂貴的并且經常與高的費用相關聯。流出氣體的壓力也并非總是高到足以驅動噴射器從而產生足夠的真空的程度。出于成本原因，壓縮氣體的應用也是不合適的。因此，尋求一種以改善的效率來運行噴射器的低成本的可行方案。因此，本發明的目的是，提供經濟的、處于高壓下的氣體，該氣體應盡可能通過有用氣體的制造過程來產生并且能夠經濟地運行噴射器。

發明內容

本發明通過產生熱蒸汽來實現所述目的，該熱蒸汽通過用于加熱氣體或有用氣體的制造過程產生并因此處于高壓下。該熱蒸汽能夠有利地用于驅動噴射器。在本發明的一種有利的實施方式中，在被解吸的雜質氣體中的蒸汽在穿過噴射器之后冷凝。冷凝水可被再次輸入給所述過程。