专利名称：气体分离方法和系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种从含多种组分的气体混合物中分离和回收有用气体的方法和系统，特别地，本发明涉及一种适合从空气中分离氧气和氮气或从含有贵重气体和氮气的气体混合物中分离贵重气体和氮气以及获得每种气体的产品的气体分离方法和系统。
背景技术：
低温空气分离方法已被广泛用于从空气为原料气中分离和回收空气中含有的氧气和氮气。在这些低温空气分离方法中，原料空气被液化，利用氮气和氧气的沸点差将氧气和氮气蒸馏出来。由于这种低温空气分离方法的系统费用高，它适合用于消耗大量产品的系统中。
利用吸附剂进行分离的变压吸附方法(Pressure Swing Adsorptionmethod，以下简称“PSA法”)最近被用于空气组分的分离和回收。当采用这种PSA法从空气中分离和回收氧气作为产品时，使用沸石作为吸附剂。当加压的空气进入填充沸石的吸附塔中时，易被沸石吸附的氮气被沸石吸附和保留，不易被沸石吸附的氧气通过吸附塔并流出(吸附步骤)。然后，当填充沸石吸附剂的吸附塔中的压力下降直到低于吸附步骤中吸附塔的压力时，吸附步骤中沸石吸附剂吸附和保留的氮气解吸，从吸附塔流出并回收(再生步骤)。
在PSA法中，在相对高的压力下进行的吸附步骤和在相对低的压力下进行的再生步骤在短时间内交替重复。因此，容易增加单位质量吸附剂的所需产品的回收量，PSA法的系统在规模上可减小。
例如，在PSA法中，当使用两个吸附塔交替进行吸附步骤和再生步骤时，所需的产品能够从两个吸附塔中连续回收。在几乎所有的PSA法中，不易被吸附剂吸附的、通过和流出吸附塔的组分能高纯度地回收。当易被吸附剂吸附的组分作为需要的产品被回收时，吸附剂吸附这个易吸附的组分，但吸附剂也同时吸附少量的不易吸附的其它组分。另外，不易吸附的其它组分停留在吸附剂间的空隙空间中。在降低吸附塔的压力的再生步骤中，使吸附塔中不易吸附的其它组分和解吸气体一起流出。因此，易吸附的产品组分中包含相当量的不易吸附的其它组分。而且再生步骤中从吸附塔流出的易吸附组分和不易吸附组分间的混合比依赖于所用吸附剂的性质而定。
因此，当易吸附的组分作为高纯度产品回收时，在吸附步骤前的再生步骤中，必需在吸附步骤末使用易被吸附和回收为产品的组分(在前面的步骤中解吸回收的产品)冲洗吸附塔。这导致分离和回收步骤的复杂性。另外，这也需要提供冲洗的附加设备，例如压缩机。
为了回收高纯度的需要的气体产品，基于PSA法分离气体的常规设备和方法主要以含有多种组分气体的气体混合物中仅仅一种组分为目标。
例如，未审查的日本专利申请、第一次公布号昭55-147119公开了从气体混合物中高纯度地分离和回收多组分中的每一种组分的PSA法。这个分离方法使用由一个填充有选择性吸附空气中H2O和CO2的吸附剂的预备塔和一个填充选择性吸附氮气而不是氧气的另一种吸附剂的主塔。这个分离方法提供富含氧气的空气和高纯度的氮气。
未审查的日本专利申请，第一次公布号昭55-147119公开的基于PSA法分离空气的常规方法参照图3解释如下。
PSA空气分离系统50包含填充有选择性吸附H2O和CO2的吸附剂的预备塔Y1和Y2和填充有选择性吸附氮气的另一种吸附剂如沸石的主塔Z1和Z2。这些塔组成两对包含预备塔Y1和主塔Z1、预备塔Y2和主塔Z2的处理系统。这些处理系统连接起来以便交替地被供应原料空气。当一个处理系统被供应原料空气和吸附氮气生产富含氧气的空气(吸附步骤)时，另一个处理系统解吸前面的吸附步骤中吸附剂吸附的氮气，提供高纯度的氮气(再生步骤)。
例如，当预备塔Y1和主塔Z1的联合处于吸附步骤和预备塔Y2和主塔Z2的联合处于再生步骤时，包含这些联合的系统操作如下。
当包含预备塔Y1和主塔Z1的处理系统处于吸附步骤时，原料空气MA进入管线51、通过阀门51和送风机52，因此原料空气被加压到预定压力，加压的原料空气通过管线53、阀门52和管线54，供应给预备塔Y1。在预备塔Y1中，H2O和CO2被吸附并被从原料空气中除去。然后H2O和CO2被吸附除去的空气M通过阀门53，然后进入填充了沸石吸附剂的主塔Z1。当通过主塔Z1时，空气M中的氮气组分被沸石吸附剂吸附。不易被沸石吸附剂吸附的氧气被浓缩成为富含氧气的空气。富含氧气的空气被迫流进管线55，通过阀门54和管线56，回收在富含氧气的空气罐57中。此后，富含氧气的空气经管线58供应给使用点。
当包含预备塔Y2和主塔Z2的处理系统处于再生步骤时，打开阀门65，主塔Z2中累积的含氧氮气被迫流入管线65。接着含氧的氮气通过阀门65和管线69和60，回收在废气罐61中。废气用于预备塔Y1和Y2的再生清洗。此后，主塔Z2中的吸附剂吸附的氮气通过关闭阀门65、打开阀门63和66、运转真空泵62而解吸。解吸的氮气通过阀门63和预备塔Y2、管线64、阀门66、和经真空泵62的管线63和67，然后回收在氮气储存罐68中作为高纯度的氮气气体产品。此后氮气气体产品经管线70供应给使用点。
如上解释，包含预备塔Y1和主塔Z1、预备塔Y2和主塔Z2的处理系统通过操作阀门交替进行吸附步骤和再生步骤。在该方法中，为了生产高纯度的氮气气体产品，在吸附步骤之后和再生步骤之前，进行一个清洗步骤。在清洗步骤中，回收的氮气被迫流出氮气储存罐68，进入到管线71、阀门67、管线72、循环送风机73、管线74、阀门75和76，供应给主塔Z1或Z2。进入的氮气气体清洗主塔Z1或Z2，即，主塔Z1或Z2中的氮气浓度因氮气进入而增加。因此，增加氮气气体的纯度。
但是，在再生步骤中，用于解吸的氮气以吸附步骤中原料空气的流向的相反方向进入到主塔Z1或Z2中。换句话说，从主塔Z1或Z2中解吸的氮气具有较高的纯度，但在再生步骤中，由于该氮气通过吸附H2O和CO2的预备塔Y1或Y2，因此氮气和H2O和CO2一起流出。因此氮气包含较高百分比的H2O和CO2杂质。因此，除去这些杂质是必需的，这导致需要提供附加设备，例如另外的送风机、空气流动设备和精制设备例如干燥器。由于这个原因，分离系统变得复杂，系统费用也增加。
如上面的解释，在未审查的日本专利申请、第一次公布号Sho55-147119公开的空气分离方法中，使用氮气产品清洗主塔而废弃的含相当高浓度的氧气的废气经用于导入原料空气的管线回收。相比之下，未审查的日本专利申请、第一次公布号Hei 1-297119公开的空气分离方法中，含相当高浓度的氧气的废气作为富含氧气的空气产品的一部分回收。这些方法也存在着问题，氮气产品被H2O和CO2污染，系统复杂。
未审查的日本专利申请、第一次公布号Sho52-52181公开了一种99％的高纯度或更高的氧气的回收方法，其中，填充有分子筛炭(molecularsieve carbon，以下简称“MSC”)的吸附塔和填充有沸石的吸附塔连接，原料气被迫连续地接触性地流过这些塔。总的来说，当氧气用沸石从空气中回收时，沸石非常不吸附氩气，因此氧气产品被氩气污染。因此吸附和分离后的氧气浓度低于约95％。在这个方法中，为了生产浓度为95％或更高的氧气产品，根据原料气的组分，使用两种吸附剂。
在未审查的日本专利申请、第一次公布号Sho52-52181公开的这种吸附分离方法中，从填充第一种吸附剂的第一个吸附塔流出和包含高百分比含量的主要气体组分的气体混合物，被用作填充有第二种吸附剂的第二个吸附塔的原料气，或作为气体产品回收。因此，需要一个泵单元从一个吸附塔输送解吸的气体到另一个吸附塔或在吸附塔中循环解吸的气体。系统复杂，系统费用增加。
如上面解释，基于PSA法的几乎所有常规气体分离方法和系统分离和回收粗气体混合物中的仅仅一种高纯度组分。需要能生产多种高纯度组分的分离方法和系统。
考虑到上述问题，本发明的一个目的是提供一种基于PSA法的气体分离方法和系统，包含在气体混合物中的多种组分能被高纯度地同时分离和回收，系统简单，系统费用低，操作容易。
发明内容
为了达到目的，本发明提供了一种权利要求1的气体分离方法，其中，采用压力变换吸附方法从包含至少两种主要气体组分的气体混合物中分离和回收至少两种主要气体组分，其中，该方法包括如下步骤加压气体混合物、交替重复用不易吸附第一种主要气体组分、易吸附第二种主要气体组分的第一种吸附剂分离第一种主要气体组分作为第一种气体产品的步骤；和用易吸附第一种主要气体组分、不易吸附第二种主要气体组分的第二种吸附剂分离第二种主要气体组分作为第二种气体产品的步骤，并由此从所述气体混合物中同时生产第一种和第二种产品。
权利要求2的气体分离方法是根据权利要求1所述的气体分离方法，其中，在第一种和第二种主要气体组分分离为第一种和第二种气体产品的步骤中，第一种和第二种气体产品储存在产品罐中；和在第一种和第二种主要气体组分分离为第一种和第二种气体产品的步骤后，用储存在产品罐中的第一种和第二种气体产品冲洗第一种和第二种吸附剂。
权利要求3的气体分离方法是根据权利要求1或2所述的气体分离方法，其中，气体混合物是空气。
权利要求4的气体分离方法是根据权利要求1或2所述的气体分离方法，其中，气体混合物包含氮气和氪气与氙气中的至少一种。
权利要求5的气体分离方法是根据权利要求1或2的气体分离方法，其中，第一种吸附剂是沸石，第二种吸附剂是分子筛炭。
权利要求6的气体分离方法是根据权利要求1或2的气体分离方法，其中，主要气体组分之一是包含氪气与氙气中至少一种的氮气；第一种吸附剂是选择性吸附氮气的Na-A型沸石；第二种吸附剂是选择性吸附氪气和氙气的活性炭。
权利要求7的气体分离系统是采用压力变换吸附系统从包含至少两种主要气体组分的气体混合物中分离至少两种主要气体组分的分离气体的系统，其中，系统包括气体加压设备、填充有不易吸附第一种主要气体组分、易吸附第二种主要气体组分的第一种吸附剂的第一个吸附塔；填充有易吸附第一种主要气体组分、不易吸附第二种主要气体组分的第二种吸附剂的第二个吸附塔；以及，将气体混合物交替地通到第一个和第二个塔以及第一种和第二种主要气体组分从第一个和第二个塔通过其流出的管线与阀门。
权利要求8的气体分离系统是根据权利要求7的气体分离系统，其中，系统进一步包括存储第一种主要气体组分、提供有与第一个吸附塔连接的管线的第一个产品罐；第一种主要气体组分通过其从第一个产品罐流回第一个吸附塔的管线；存储第二种主要气体组分、提供有与第二个吸附塔连接的管线的第二个产品罐；以及，第二种主要气体组分通过其从第二个产品罐流回第二个吸附塔的管线。
附图简述
图1是基于本发明的PSA法分离气体的第一种系统的示意图。
图2是基于本发明的PSA法分离气体的第二种系统的示意图。
图3是基于PSA法分离气体的常规方法的示意图。
具体实施例方式
本发明分离气体的方法和系统参照图进行解释。
第一种方案图1是表示基于第一种方案的PSA法分离气体的系统的示意图。在第一种方案中，空气MA被用作原料气体混合物M，空气的主要气体组分氧气和氮气作为气体产品被分离和回收。
本方案的系统包括压缩作为原料气体混合物M的空气MA的压缩机1、每个都填充了对空气主要气体组分氧气(O2)和氮气(N2)有不同吸附性质的吸附剂的吸附塔2A和2B。特别地，吸附塔2A填充有选择性吸附氮气、不易吸附氧气的沸石吸附剂，吸附塔2B填充有选择性吸附氧气、不易吸附氮气的MSC吸附剂。压缩机1和吸附塔2A和2B用管线和阀门连接起来，因此交替地进入吸附塔2A和2B的空气MA通过吸附塔2A和2B，从吸附塔2A和2B流出并被回收。
空气MA被压缩机1加压至100-1,000kPa(这是压缩机的计量压力，也称表压)，优选至200-800kPa。加压的空气MA被迫通过管线3和4和原料供应阀门5a，进入吸附塔2A。由于吸附塔2A填充了选择性吸附氮气的沸石吸附剂，如上面解释，氮气被优先吸附。不易被沸石吸附剂吸附的氧气被迫从吸附塔2A的出口流出，通过产品卸出阀门6a和管线7，生产为氧气体积浓度(以下的“％”表示“体积％”)为85-95％的富含氧气的气体MO。
特别地，在吸附塔2A中，吸附了氮气的沸石吸附剂的范围随时间的推移增加到吸附塔2A的出口。当从吸附塔2A流向管线7的富含氧气的气体中氮气量超过容许量时，吸附塔2A的吸附步骤完成。特别地，关闭原料供应阀门5a和产品卸出阀门6a，同时打开吸附塔2B配备的原料供应阀门5b和产品卸出阀门6b。
打开原料供应阀门5b和产品卸出阀门6b，空气通过管线8和原料供应阀门5b进入吸附塔2B，而不是吸附塔2A。由于吸附塔2B填充了选择性吸附氧气的MSC吸附剂，如上解释，氧气被选择性吸附。不易被MSC吸附的氮气被迫从吸附塔2B的出口流出，通过产品卸出阀门6b和管线9，生产为氮气浓度为99-99.99％的富含氮气的气体MN。
特别地，在吸附塔2B中，吸附了氧气的MSC的范围随时间的推移增加至吸附塔2B的出口。当从吸附塔2B的出口流向管线9的富含氮气的气体中的氧气量超过容许量时，关闭原料供应阀门5b和产品卸出阀门6b结束吸附塔2B中的吸附步骤。同时打开吸附塔2A配备的原料供应阀门5a和产品卸出阀门6a。然后空气MA进入其中前面吸附步骤使用的沸石吸附剂事先再生的吸附塔2A，因此再次生产出富含氧气的气体MO。
通过这种方式操作这些阀门，使到吸附塔2A和2B的空气进入交替地改变，富含氧气的气体MO作为产品从吸附塔2A生产出，富含氮气的气体MN作为产品从另一个吸附塔2B生产出。
如上面解释，吸附塔2A或2B中的吸附步骤中，由于填充在另一个吸附塔2B或2A中的吸附剂在前面的吸附步骤中被使用，吸附剂被容易被吸附的组分饱和。为了解吸易被吸附的该组分和再生该吸附剂，进行再生步骤。
在本方案中，再生步骤进行如下。
例如，当吸附步骤中使用的吸附塔2A再生时，关闭原料供应阀门5a和产品卸出阀门6a。吸附塔2A配备的废气阀门10a打开，吸附塔2A的内部和大气相通，吸附剂保留的和吸附塔2A中累积的气体通过管线11排放到大气中。当吸附塔2A的压力下降时，吸附剂(沸石)吸附的氮气解吸。因此沸石吸附剂再生。在再生步骤后，关闭废气阀门10a维持吸附塔2A直到下一个吸附步骤。
类似地，吸附塔2B进行再生。当吸附塔2B再生时，关闭原料供应阀门5b和产品卸出阀门6b。吸附塔2B配备的废气阀门10b打开，吸附塔2B的内部和大气相通，吸附剂保留的和吸附塔2B中累积的气体通过管线12排放到大气中。在再生步骤后，关闭废气阀门10b维持吸附塔2B直到下一个吸附步骤。
吸附塔2A和2B的吸附步骤和再生步骤的时间，即当吸附塔2A处于吸附步骤时吸附塔2B的再生时间和当吸附塔2A处于再生步骤时吸附塔2B的吸附时间，优选相等。但是，可能增加吸附步骤和再生步骤中的一个时间。当吸附步骤和再生步骤中的一个时间增加时，另一个步骤可能在继续也可能被停止，和通过关闭阀门得以维持。
在上面的方案中，空气MA被用作原料气体混合物M，富含氧气的气体MO和富含氮气的气体MN被分离和回收。但是，当氪气和氮气是主要气体组分时，这些气体组分能用另外的吸附剂组合，例如沸石吸附剂和活性炭吸附剂的组合，进行分离和回收，。
当用沸石吸附剂和活性炭吸附剂分离和回收氪气和氮气时，用压缩机压缩气体混合物至100-2,000kPa，优选至200-1,000kPa分离和生产氪气浓度为99-99.999％的富含氪气的气体产品和氮气浓度为99-99.999％的富含氮气的气体产品。
第二个方案第二个方案参照图2进行解释。在第二个方案中，图1表示的系统中产品罐13A和13B配备了管线7和9，吸附塔2A和2B的产品流经管线7和9。吸附塔2A和2B生产的产品储存在产品罐13A和13B中，这些产品在再生步骤中用于冲洗吸附塔2A和2B。这些操作将详细地进行解释。
而且，图2和图1的相同部分，使用图1中相同的参考数字。因此在本方案中忽略这些相同部分的解释。
在吸附塔2A的吸附步骤中，流过产品卸出阀门6a和管线7的富含氧气的气体MO进入并储存在富含氧气的气体罐13A中。储存的富含氧气的气体经管线14供应给使用点。在吸附塔2A的吸附步骤完成后，操作阀门使原料空气M进入吸附塔2B。然后吸附塔2B处于吸附步骤，吸附塔2A处于再生步骤。
在本方案的吸附塔2A的再生步骤中，富含氧气的气体MO被迫从富含氧气的气体罐13A经管线15和冲洗阀门16a流回吸附塔2A。因此富含氧气的气体MO解吸沸石吸附剂吸附的氮气，其被迫和氮气一起经废气阀门10a和管线11从系统中流出。由于这个原因，吸附塔2A中的吸附剂(沸石)吸附的组分(氮气)被不易吸附的在吸附步骤作为产品回收的组分(富含氧气的气体MO)冲洗。易被吸附的组分的解吸变得容易。
在吸附塔2B的再生步骤中，吸附塔2B中的MSC吸附剂经冲洗作为气体产品的富含氮气的气体MN进行类似的再生。特别地，富含氮气的气体MN被迫经管线18和冲洗阀门16b从富含氮气的气体罐13B流回吸附塔2B。因此，富含氮气的气体MN解吸MSC吸附剂吸附的氧气，这被迫和氧气一起经废气阀门10b和管线12从系统中流出。由于本原因，吸附塔2B中的吸附剂(MSC)吸附的组分(氧气)被不易吸附的在吸附步骤作为产品回收的组分(富含氮气的气体MN)冲洗。易吸附的组分的解吸变得容易，有效地进行再生。
在第一个和第二个方案中，吸附塔2A和2B的出口配备的管线7和9优选配备平衡罐(未表示在图中)，使吸附步骤后再生步骤前吸附塔2A和2B中的和具有类似的气体产品浓度的气体进入并储存在平衡罐中。再生步骤后，储存在平衡罐中的气体在低压条件下返回到吸附塔2A和2B中，使吸附塔2A和2B的压力与平衡罐的压力彼此相等。因此有效地使用原料气体和改进气体产品的回收百分比是可能的。
在第一个和第二个方案中，解释了分离包含两种主要气体组分的气体混合物的方法和系统。但是，本发明并不局限于这些方案。本发明能用于包含多种气体的气体混合物。特别地，通过包含对气体混合物中每一种组分有合适的吸附性质的吸附剂的多个吸附塔，彼此不同的多种组分能同时被回收。
实施例实例1在图1所示的系统中，吸附塔2A填充有Na-X型沸石吸附剂，另一个吸附塔2B填充有MSC吸附剂。另外，活性氧化铝也填充在吸附塔2A和2B的入口部分以吸附和除去水分。空气MA经压缩机1加压至700kPa，准备原料气体混合物M。然后原料气体混合物M供应给吸附塔2A和2B。填充了Na-X型沸石吸附剂的吸附塔2A中生产氧气浓度为93％的富含氧气的气体，填充了MSC吸附剂的吸附塔2B中生产氮浓度为99％的富含氮气的气体。
在本实例中，用其它碱金属离子或碱土金属离子交换Na-X型沸石中的全部或部分Na离子的沸石吸附剂、Ca-A型沸石、发光沸石等可替代Na-X型沸石吸附剂被使用。
实例2在图1所示的系统中，吸附塔2A填充有Na-A型沸石吸附剂，吸附塔2B填充有活性炭吸附剂。包含干燥的氮气和干燥的氪气的原料气体混合物M经压缩机1加压至700kPa，供应给吸附塔2A和2B。氪气浓度为99.99％的富含氪气的气体从填充Na-A型沸石吸附剂吸附塔2A生产。氮气浓度为99.5％的富含氮气的气体从填充活性炭吸附剂的吸附塔2B生产。
另外，原料气体混合物M以和上面的过程相同的方式分离，不同之处是包含氮气和氪气的原料气体混合物M改变为包含氮气和氙气的原料气体混合物M。氙气浓度为99.99％的富含氙气的气体以和氪气相同的方式从填充了Na-A型沸石吸附剂的吸附塔2A生产。氮气浓度为99.5％的富含氮气的气体从填充了活性炭吸附剂的吸附塔2B生产。
而且，由于实例2中分离的氪气和氙气极其稀有，将它们排放到系统外在经济上是不可取的。因此，图1所示的废气的管线11和12和与压缩机1配置的原料气进入管连接，因此包含氪气和氙气的废气在系统中循环。有效地减少分离中稀有的氪气和氙气的损失。
工业应用性本发明的气体分离方法和系统按照上面解释的方式进行，它们具有下面的工业应用性。
在本发明中，包含多种组分气体的原料气体混合物进入填充了不同吸附性质的吸附剂的吸附塔中，每种组分被分离和回收。因此，使用基于PSA法的这种简单系统从原料气体混合物中富集和回收两种组分作为气体产品。
另外，这些气体产品作为吸附步骤中不易被吸附剂吸附的组分被回收。也就是说，这些气体产品在被加压以维持原料气体混合物进入吸附塔的压力时生产。因此本发明不需要压缩机加压和输送气体产品给使用点。由于这个原因，系统费用和运转费用减少。
由于本发明中引入原料气体混合物的压缩机交替地供应原料气体给两个吸附塔，操作中不需要暂停，压缩机可有效地使用。
在PSA型的塔中使用的供应原料气体混合物的压缩机进行额外操作，致使压缩和排放交替重复。但是，本发明中的压缩机不必进行这样的额外操作。由于这一点，压缩机总是在持续操作，增加了该设备的寿命。
在本发明中，产品罐配备了产品进入管，吸附步骤回收的气体产品储存在产品罐中。储存的气体产品在再生步骤中被用作用于解吸易被吸附剂吸附的组分的冲洗气体。因此气体产品的生产百分比被明显地提高。
而且本发明中，由于吸附塔配备了平衡罐，吸附步骤后再生步骤前吸附塔排放的废气进入在再生步骤后的低压吸附塔。因此再生步骤后的低压吸附塔的压力增加使得吸附塔的压力和平衡罐的压力相等。原料气体混合物并不浪费地排放，被有效地利用。增加了气体产品的生产百分比。
权利要求
1.一种气体分离方法，其中，采用压力变换吸附方法从包含至少两种主要气体组分的气体混合物中分离和回收至少两种主要气体组分，其中，该方法包括如下步骤加压气体混合物；交替重复其中用不易吸附第一种主要气体组分、易吸附第二种主要气体组分的第一种吸附剂分离第一种主要气体组分作为第一种气体产品的步骤；和其中用易吸附第一种主要气体组分、不易吸附第二种主要气体组分的第二种吸附剂分离第二种主要气体组分作为第二种气体产品的步骤，并由此从所述气体混合物中同时生产第一种和第二种气体产品。
2.根据权利要求1所述的气体分离方法，其中，在第一种和第二种主要气体组分分离为第一种和第二种气体产品的步骤中，第一种和第二种气体产品储存在产品罐中；和在第一种和第二种主要气体组分分离为第一种和第二种气体产品的步骤后，用储存在产品罐中的第一种和第二种气体产品冲洗第一种和第二种吸附剂。
3.根据权利要求1或2所述的气体分离方法，其中，气体混合物是空气。
4.根据权利要求1或2所述的气体分离方法，其中，气体混合物包含氮气、和选自氪气与氙气中的至少一种气体。
5.根据权利要求1或2的气体分离方法，其中，第一种吸附剂是沸石，第二种吸附剂是分子筛炭。
6.根据权利要求1或2的气体分离方法，其中，气体混合物包含氮气、和选自氪气与氙气中的至少一种气体；第一种吸附剂是选择性吸附氮气的Na-A型沸石；第二种吸附剂是选择性吸附氪气和氙气的活性炭。
7.采用压力变换吸附系统从包含至少两种主要气体组分的气体混合物中分离至少两种主要气体组分的气体分离系统，其中，该系统包括气体加压设备；填充有不易吸附第一种主要气体组分、易吸附第二种主要气体组分的第一种吸附剂的第一个吸附塔；填充有易吸附第一种主要气体组分、不易吸附第二种主要气体组分的第二种吸附剂的第二个吸附塔；以及，将气体混合物交替地通到第一个和第二个塔以及第一种和第二种主要气体组分从第一个和第二个塔通过其流出的管线与阀门。
8.根据权利要求7的气体分离系统，其中，该系统进一步包括存储第一种主要气体组分、提供有与第一个吸附塔连接的管线的第一个产品罐；第一种主要气体组分通过其从第一个产品罐流回第一个吸附塔的管线；存储第二种主要气体组分、提供有与第二个吸附塔连接的管线的第二个产品罐；以及，第二种主要气体组分通过其从第二个产品罐流回第二个吸附塔的管线。
全文摘要
本发明的目的是提供一种基于PSA方法分离气体的方法和系统，气体混合物含有的多种组分能高纯度地同时被分离和回收，系统简单，系统费用低，操作容易。分离气体的方法包括以下步骤加压包含两种或更多种主要气体组分的原料气体混合物，例如，空气MA，被压缩机1加压。交替地重复用不易吸附第一种主要气体组分(氧气)和易吸附第二种主要气体组分(氮气)的第一种吸附剂将第一种主要气体组分的富含氧气的气体MO分离的步骤和用易吸附第一种主要气体组分(氧气)和不易吸附第二种主要气体组分(氮气)的第二种吸附剂将第二种主要气体组分的富含氮气的气体MN分离的步骤，由此从气体混合物中同时生产第一种和第二种气体产品。
文档编号B01D53/047GK1503687SQ0280823
公开日2004年6月9日 申请日期2002年3月20日 优先权日2001年4月16日
发明者川井雅人, 中村章宽, 飞弹野龙也, 宽, 龙也 申请人:日本酸素株式会社