[其他]用于增加多組分混合氣體中的一種組分的濃度的工藝過(guò)程

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 85108746
• 申請(qǐng)日: 1985-11-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN85108746A
• 公開(kāi)（公告）日: 1987-02-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: W·韋斯·貝利
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 普魯格列斯·埃奎蒂斯有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C01B13/00
• 分類(lèi)號(hào): C01B13/00;B01D53/04
• 代理公司: 上海專(zhuān)利事務(wù)所
• 代理人: 吳淑芳

本發(fā)明涉及一個(gè)用于提高多組分氣體里所含的一種組分的濃度的工藝過(guò)程，更特別地，涉及一個(gè)通過(guò)增加空氣中的氧氣濃度來(lái)富集空氣的工藝過(guò)程。

工業(yè)上往往探尋不同于純氧的富氧空氣來(lái)改善燃燒，或者新近用在生物工藝學(xué)里加強(qiáng)作用。迄今，已經(jīng)通過(guò)用眾所周知的低溫技術(shù)產(chǎn)生的純氧與空氣混合或通過(guò)壓力變換吸附技術(shù)來(lái)獲得富氧空氣。

在通常的壓力變換技術(shù)里，空氣在壓力下通過(guò)一個(gè)固定床吸附系統(tǒng)。一般是使用諸如分子篩的吸附劑，分子篩優(yōu)先吸收氮。于是從床層排出的氣體的含氧量比輸入床層的氣體的含氧量高。在吸附以后，壓力降到大氣壓或者甚至低于大氣壓，而氮?jiǎng)t從床里解吸。然后床層回復(fù)到吸附氮的循環(huán)。

只要系統(tǒng)是比較簡(jiǎn)單，上述的技術(shù)適用于產(chǎn)生較少量的富集的空氣。然而，當(dāng)系統(tǒng)變得更復(fù)雜或者如果要求較高程度的富集時(shí)，應(yīng)用固定床系統(tǒng)的壓力變換技術(shù)以及其它技術(shù)就變得非常復(fù)雜，并且運(yùn)轉(zhuǎn)起來(lái)很昂貴。

其他合用的空氣富集系統(tǒng)，諸如隔膜分離系統(tǒng)，往往不需要那么復(fù)雜的裝置，但是由于它能處理的空氣的量受到限制，所以仍然是不理想的。

鑒于先有技術(shù)工藝過(guò)程的上述的局限性和缺點(diǎn)以及上面沒(méi)有逐一提到的其他缺點(diǎn)，很顯然，在工藝過(guò)程的技術(shù)里，尚有這樣一個(gè)要求，即對(duì)大量的空氣能連續(xù)并經(jīng)濟(jì)地富集氧分。因而，本發(fā)明的主要目的是通過(guò)提供一個(gè)利用先進(jìn)分離裝置（Advanced????Separation????Device或ASD）富集空氣的工藝過(guò)程來(lái)達(dá)到那個(gè)要求，先進(jìn)分離裝置（ASD）使得通過(guò)吸附技術(shù)富集空氣經(jīng)濟(jì)地切實(shí)可行。

本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一個(gè)用于富集空氣的工藝過(guò)程，它能將一個(gè)富氧氣流分成兩個(gè)分離的氣流，然后從第一個(gè)氣流里解吸氧以供同時(shí)并連續(xù)地荷載到第二個(gè)氣流里去，結(jié)果是得到一個(gè)氧氣濃度更大的氣流。

本發(fā)明的又一個(gè)目的是提供一個(gè)用于富集空氣的工藝過(guò)程，它能夠由實(shí)際的任意容積的空氣在比較低的壓力，也即低于4個(gè)大氣壓下進(jìn)行，因而使它令人滿(mǎn)意地與工藝過(guò)程的要求無(wú)關(guān)。

本發(fā)明的更進(jìn)一步的目的在于提供一個(gè)利用熱量變換方法來(lái)再生吸附劑床的工藝過(guò)程，改善了該技術(shù)的通用性。

簡(jiǎn)單地說(shuō)，本發(fā)明的那些以及其他目的是通過(guò)在一個(gè)包括許多吸附劑填充室的先進(jìn)分離裝置里實(shí)現(xiàn)工藝過(guò)程來(lái)達(dá)到的。這些吸附劑填充室與許多固定的進(jìn)料口和在填充室另一端的固定排料口相連，以周期性流動(dòng)的方式沿環(huán)路運(yùn)轉(zhuǎn)。由于從固定的排料口里排出的物料容易從系統(tǒng)清除，再循環(huán)到另一個(gè)進(jìn)料口，或者二個(gè)進(jìn)料口的結(jié)合處，借助于先進(jìn)分離裝置就有可能：

1.通過(guò)將壓力較低的空氣供給到一個(gè)或多個(gè)固定的吸附工序進(jìn)料口以輸送到填充室里而將空氣里所含的氧荷載到填充室里一種合適的吸附劑上;

2.通過(guò)將含空氣的較高溫度的氣流供給到一個(gè)或多個(gè)固定的解吸工序進(jìn)料口以輸送到含有荷載氧的吸附劑的填充室里而從吸附劑解吸氧，以便得到一個(gè)富氧的氣流;以及

3????將富氧的氣流分成兩個(gè)各別的氣流，冷卻第一個(gè)氣流，并將它供給到第二個(gè)吸附工序進(jìn)料口，在那里，它被輸送并荷載到吸附劑上，加熱第二個(gè)氣流，并將它供給到第二個(gè)解吸工序進(jìn)料口，在那里，它通過(guò)第一個(gè)富氧氣流解吸荷載氧的吸附劑，由此，結(jié)果是進(jìn)一步地富集了氣流。這個(gè)將富氧的氣流分成兩個(gè)各別的氣流并從其中一個(gè)里解吸氧而同時(shí)地并連續(xù)地進(jìn)一步富集另一個(gè)氣流的工藝過(guò)程能按需重復(fù)一次或多次。

圖1是說(shuō)明本發(fā)明整個(gè)工藝過(guò)程基本原理的工藝流程圖。

圖2是先進(jìn)分離裝置的透視圖。

圖3是沿圖2的Ⅰ-Ⅰ線和Ⅱ-Ⅱ線得到的橫截面圖，它分別地顯示固定的進(jìn)料口和固定的排料口;

圖4是在先進(jìn)分離裝置里進(jìn)行的工藝過(guò)程的圖解的說(shuō)明。

圖5是在先進(jìn)分離裝置里進(jìn)行的單通道氧氣富集工藝過(guò)程的示意圖。

本發(fā)明的工藝過(guò)程是在一個(gè)1985年3月19日提交的、在受讓人的流水號(hào)為713492的待批申請(qǐng)案里所詳細(xì)描述的先進(jìn)分離裝置里進(jìn)行的，參考文獻(xiàn)包括了它所披露的內(nèi)容。

圖1描述了本發(fā)明的整個(gè)工藝過(guò)程的基本原理。一般地，將溫度為T(mén)₁的環(huán)境空氣供給先進(jìn)分離裝置，在那里，其中所包含的氧同合適的吸附劑接觸并被它吸附。而現(xiàn)在貧氧（O₂）的排出氣從先進(jìn)分離裝置里作為廢氣排出。

然后，將可能包含一些來(lái)自后面工序的再循環(huán)空氣的第二個(gè)氣流供給到先進(jìn)分離裝置以輸向荷載氧的吸附劑。第二個(gè)氣流的溫度是T₂，它比第一個(gè)氣流的溫度T₁高，因此實(shí)現(xiàn)先所由吸附劑荷載的氧的解吸。這樣，排出的氣流是富氧的。