用于操作具有吸附装置的工业成套设备的方法和具有吸附装置的工业成套设备与流程

本发明涉及一种用于操作具有吸附装置的工业成套设备的方法，并且涉及一种具有吸附装置的工业成套设备。

背景技术：

气体或气体混合物可以接收、运输和再次释放可吸着物质。根据热力学参数，特别是温度和压力，气体混合物可以接收多达一定量的可吸着物质。气体混合物接收的可吸着物质的量通常被称为负荷。在这种气体混合物的工业加工过程中，可能的情况是，热力学参数从一个过程步骤到另一个过程步骤会有很大变化。其结果通常是气体混合物以可吸着物质饱和或过饱和状态存在。然后例如发生冷凝，其中过量的可吸着物质被气流释放并在界面处冷凝。

这方面的一个例子是，如果所述管道的温度低于相对于负载气流的露点，则过程气体中含有的湿气会在管道中冷凝。在这种情况下，可能会出现冷凝水导致管道腐蚀的问题。

特别地，压力变化吸附装置和温度变化吸附装置通常在过程气体中负荷有可吸着物质，这种负荷在各阶段中非常高，直到过程气体的该物质饱和。然后，即使温度和/或压力有微小变化，也可能发生冷凝。

dd200981a1公开了一种抑制流动介质中浓度周期性变化的方法。这里，介质被引导通过填充有吸着剂的设备，在该设备中，介质的各个组分的浓度(该浓度高于平均值)被吸附，并因此被保持，直到通过具有不同的(例如更低的)浓度的先前吸附组分的流入介质实现置换解吸，并因此实现到介质的近似均匀的释放。

因此，本发明的一个目的是提供一种改进的方法，用于在工业成套设备中气体混合物对可吸着物质的负荷的时间上的均匀化。

技术实现要素：

根据第一方面，所述目的通过一种用于操作工业成套设备的方法来实现。工业成套设备具有吸附装置，该吸附装置以预定的质量流量排放载有可吸着物质的气流，其中负载气流涉及负荷降低的阶段和负荷升高的阶段，这两个阶段以时间上交替的方式相继出现。该方法包括下列步骤：

将负载气流进给到吸着缓冲装置的入口；

将负载气流沿着吸着路径在吸着缓冲装置中引导通过吸着剂，该吸着剂适合于接收一定负荷的可吸着物质，该吸着路径从吸着缓冲装置的入口通向出口，其中，根据气流的载荷和吸着剂的载荷，可吸着物质从气流流向吸着剂，或者从吸着剂流向气流；和

在吸着缓冲装置的出口排出处理过的气流。

在气流对可吸着物质的负荷升高的阶段，形成了吸着剂对可吸着物质的负荷升高的区域，该区域从吸着缓冲装置的入口沿着吸着路径延伸。在气流的负荷降低的后续阶段，吸着剂的负荷升高的区域沿着吸着路径在朝向吸着缓冲装置的出口的方向上移动。这里，吸着路径的长度和吸着缓冲装置中的吸着剂的量被选择为使得吸着缓冲装置被设置成在工业成套设备操作期间沿着吸着路径容纳吸着剂的至少三个、优选至少四个、更优选至少五个不同的负荷升高的区域。

在实施例中，负荷降低的区域在空间上位于两个负荷升高的区域之间。优选确保吸着剂缓冲装置中的吸着剂从未完全载满。

这种方法使得能够提供处理过的气流，其负荷不超过可预先限定的上限值。上限值可以特别取决于处理过的气流被加工的过程步骤。

这可以例如是将处理过的气流引入在环境温度下操作的气体管道中。

在这种情况下，气流应理解为表示以气态存在的混合物或流体的流。这种流体可以具有不同的组成。例如，该混合物可以包括氢气(h2)、一氧化碳(co)、二氧化碳(co2)、甲烷(ch4)、挥发性有机化合物、氮气(n2)、氧气(o2)和/或惰性气体。气流的组成可能会经历随时间的变化。气流可以被认为是各个气体团的流。特别地，在下文中，来自气流的各个气体团将被用作示例性体积，以便解释状态变化。

这种气体团可以例如通过诸如压力、温度、粒子数量和组成的状态变量来表征。在这种情况下，巴被用作压力单位，其中1巴≈1.025hpa。温度以℃表示。粒子数量可以例如通过摩尔(由阿伏伽德罗常数定义，1摩尔≈6.022×10²³个粒子)以绝对值表示，或者基于基本量例如ppm(百万分之几)以相对值表示。组成可以基于体积、质量或粒子数量来表示。

气流还具有作为状态变量的流速。流速可以例如表示为质量流量。质量流量可以用标准立方米/单位时间表示，例如标准m³/h。标准立方米包括在标准条件下包含在一立方米气体混合物的体积中的气体混合物的量。标准条件例如是pn＝1.01325巴的标准压力和tn＝0℃的标准温度。

如果下面提到气流的组成，其旨在表示气流在一段时间内具有所指示的组成。换句话说，气流携带具有所示组成的多个气体团。

基于体积，气流的一种可能组成是例如70％h2、20％ch4和10％co。可能存在组成在％范围内的差异或例如被称为痕量气体的其它成分。负载气流也负荷有可吸着物质。特别地，水和有机化合物是可吸着物质，并且可以构成气流的负荷。

吸着具体包括吸附、吸收和解吸过程。吸附是指例如存在于气体混合物中的可吸着物质的粒子在与另一种介质的界面处(例如在像管道一样的固体上)的积聚。吸收是指在另一种介质中接收粒子，例如将co2溶解在液态水中。解吸是指相反的过程。这例如是粒子从吸附状态转移到气相中。

气流的负荷可以例如相对于包含在气体团中的粒子来指示。气体团具有取决于其状态的最大负荷。如果气体团最大程度地载满物质，那么它也被称为相对于可吸着物质而言饱和。可以相对于最大负荷来指示当前负荷。这也可以称为相对含量。露点温度可以在恒定压力和预定负荷下限定。露点温度，也简称为露点，是气体团中可吸着物质的相对含量为100％的温度。如果温度下降到露点温度以下，则形成露水，也就是说，可吸着物质冷凝在冷凝核和/或与气体团接触的工业成套设备的元件表面上。

特别是，表面的温度可以低于气体团相对于可吸着物质的露点。然后，气体团或气体团的至少一部分被冷却，使得可吸着物质在表面上的冷凝能够发生。如果可吸着物质是水，并且气体团包含一部分co2，则冷凝(液体)水可能会从气体团中吸收co2，这导致水的ph值降低。这种酸性水可能构成金属管线腐蚀的原因。

气体团中包含的水也可以称为水蒸气、水分或湿气。例如，对于水，相对含量被称为相对湿度。在0％的相对湿度下，气体团可以被称为干燥的，在100％的相对湿度下，所述团可以被称为饱和的，并且在这两个极端之间的相对湿度下，气体团也可以被称为湿润的。

在下文中，可以简单地假设水是可吸着物质，而不丧失一般性，因此可以提及水分或湿气或相对湿度。

吸附装置具体可以包括压力变化吸附装置和/或温度变化吸附装置。这样的装置具有例如多个操作阶段，具体地吸附阶段和再生阶段。在这样的装置中，潮湿的气流可以在吸附阶段期间干燥，其中含水分的气流的负荷降低。因此，由这种吸附装置排放的负载气流在该阶段具有降低的水分负荷。特别地，在该阶段期间，排放的负载气流甚至可以是干燥的。在再生阶段期间，这样的吸附装置可以被再生，其中吸附装置排放带有负荷升高的水分的负载气流。特别地，在该阶段期间，排放的负载气流可以是饱和的。

这种吸附装置可以例如以周期性的方式或者以交替的方式以时间上不同长度的阶段操作，该阶段可以称为间隔。间隔长度可以包括例如几分钟或者几小时到几天。

有利地，气流的质量流量至少在各阶段中是恒定的，这简化了成套设备的连续操作。

将负载气流进给到吸着缓冲装置可以涉及将吸附装置的出口直接连接到吸着缓冲装置的入口，例如通过合适的管道。或者，可以提供过程步骤，例如借助于压缩机压缩负载气流，以及在气体冷却装置中冷却负载气流和/或压缩气流。在这些情况下，压缩和/或冷却的负载气流被进给到吸着缓冲装置的入口。

吸着缓冲装置特别地包括容器，该容器设有入口和出口，并且适于容纳一定量的吸着剂。此外，容器可以被设置成承受升高的气体压力，例如至少20巴，优选至少30巴。

容器包括体积。例如，容器可以具有圆柱体的形状，其中容器的直径和长度限定了体积。容器的体积的至少一部分可以填充吸着剂。吸着剂的量被体积的所述部分限制在最大值。

吸着剂特别地是适于负载可吸着物质的多孔介质。吸着剂对可吸着物质的负荷特别地通过吸附或吸收可吸着物质而发生。吸附或吸收的程度取决于气流的负荷和吸着剂的负荷，并且也取决于压力和温度的状态变量。特别地，解吸也可以发生。粒子的吸着方向特别取决于吸着剂的负荷与气流的负载的比率。这里，吸着方向应理解为指从气流到吸着剂的吸着，反之亦然。

只有当气流与吸着剂紧密接触时，才能进行转移。这特别地通过通流来实现。

吸着剂包括例如活性炭、活性焦、碳分子筛、其它含碳吸附剂、活性氧化铝、硅胶、沸石、浮石、其它氧化物吸附剂、聚合物吸附剂、有机金属吸附剂和/或它们的混合物。

进给到容器的入口的气流进入容器的内部，容器的内部填充有一定量的吸着剂。由于吸着剂的多孔性，气流能够沿着吸着路径流过吸着剂。因此，由气流携带的气体团在朝向容器的出口的方向上沿着吸着路径流动。在通流期间，气体团与布置在吸着路径的不同区段中的吸着剂紧密接触，其中如上所述，在每个区段中，可以发生负荷从气流向吸着剂的转移，反之亦然。特别地，这种转移可以发生多次，并且在每种情况下，在不同的方向上和/或在沿着吸着路径的不同位置处发生。

这在下面以气流携带的气体团为基础以举例方式进行描述。在进入填充有吸着剂的容器之前，气体团其状态变量来表征。特别地，它具有负荷。例如，它是水分饱和的。在该示例中，吸着剂具有负荷升高的区域，该区域例如位于吸着路径的中央区段。剩余的吸着剂是干燥的。如果饱和气体团进入容器，并沿着吸着路径流过吸着剂，那么它首先会撞击具有干吸着剂的区段。因此，特别有可能发生水分从气体团到吸着剂的吸着。这样，气体团的湿度降低，并且吸着剂在该区段中的负荷增加，其中吸着剂负荷升高的区域在该区段中形成。

气体团沿着吸着路径流过吸着剂，并被进一步干燥，直到其到达吸着剂负荷升高的区域。在该示例中，气体团由此具有非常低的湿度，因此，特别有可能发生从吸着剂到气体团的水分吸着。这样，吸着剂的负荷减少，气体团的湿度增加。

然后潮湿的气体团沿着吸着路径进一步流动。它离开吸着剂负荷的增加的区段，并流过吸着剂以干燥状态存在的另一区段。因此，有可能再次发生从气体团到吸着剂的吸着，由此气体团的湿度降低，吸着剂在该区段中的负荷增加。气体团然后到达容器的出口，并以降低的湿度离开容器。因此，在该示例中，吸着缓冲装置上游的以水分饱和状态存在的气体团已经转化成吸着缓冲装置下游的湿度降低的气体团。此外，在吸着剂中形成了具有升高的负荷的区域，该区域布置在容器的入口处，并且沿着吸着路径在朝向出口的方向上以一定宽度延伸。此外，吸着剂负荷升高的区域已经从吸着路径的中央区段沿吸着路径在朝向出口的方向上移动到另一区段。吸着的负荷升高区域的宽度取决于各个区域中可吸着材料的量和吸着剂的接收能力。

如果随后是气流负荷降低的阶段，也就是说，负荷降低的气体团流过吸着缓冲装置，那么布置在容器的入口处的吸着装置的负荷升高的区域沿着吸着路径移动到吸着路径的一区段，在该区段中，吸着剂在所述阶段开始时具有降低的负荷。此外，气体团在流过布置在中央区段中的吸着剂之后，将具有降低的负荷，该吸着剂最初具有降低的负荷。因此，当其到达邻接区段时，气体团可以接收水分。布置在邻接区段中的吸着剂具有在前一阶段形成的具有升高的负荷的区域。气体团接收一部分水分，因此其湿度增加。气体团然后离开容器。因此，在这一阶段，吸着剂内负荷升高的区域发生了移动。最初载有降低的负荷的气流已经转化成负荷较高的处理过的气流。

特别地，吸着剂的量和吸着缓冲装置中吸着路径的长度被选择为使得在两个阶段期间，处理过的气流的负荷不超过预定的极限值。在负载气流的负荷升高的阶段，相对于升高的负荷降低的处理过的气流的负荷低于极限值。在负载气流的负荷降低的阶段，相对于降低的负荷升高的处理过的气流的负荷低于极限值。因此，处理过的气流的负荷不必随时间恒定，而是可以在不同阶段不同。随着时间推移而平均化，其中平均周期覆盖升高阶段和降低阶段中的至少一些阶段，负载气体流的负荷和处理过的气流的负荷相等。

可以定义负荷前沿，其指示吸着剂在容器中沿着吸着路径的负荷。负载前沿可以例如在图中表示，其中一个轴表示沿着吸着路径的位置，另一个轴表示在相应位置的吸着剂的负荷。这样的图提供了吸着缓冲装置的功能的可理解的表示，特别是当负荷前沿在不同的时间被表示时。

如示例中所述，在第一阶段期间，根据负载气流的负荷，在吸着剂中形成负荷升高的区域，该区域沿着吸着路径从容器的入口朝向容器的出口延伸一定宽度。这里，所述区域的宽度可以取决于在负荷升高阶段引入的可吸着物质的总量。该量可以例如根据阶段的持续时间、质量流量和气流的负荷来计算。在该阶段之后的阶段中，随着负载气流的负荷降低，吸着剂中负荷升高的区域沿着吸着路径在朝向出口的方向上移动。这通过可吸着物质的多次转移而发生，如上面进一步描述的示例中所述。也可以说，负荷前沿已经沿着吸着路径行进。在负荷降低的阶段期间由负荷前沿覆盖的距离可以特别取决于负载气流的降低阶段的持续时间、质量流量和负荷。在这两个阶段的周期序列期间，如果质量流量和在负荷升高的不同阶段中的负荷彼此相等或至少相似，并且在负荷降低的气流的不同阶段中的质量流量和负荷彼此相等或至少相似，则可以形成这样的负荷前沿，其中吸着剂的负荷升高的两个区域之间的距离在每种情况下都是恒定的。因此，负荷前沿能够由具有相对最大值和/或最小值的函数来描述，这些值以周期性的方式间隔开。

在吸着缓冲装置的出口处排出处理过的气流可以包括例如将气流引入在出口处连接的管道，特别是气体管道。气体管道应被理解为是指被设置用于在预定距离(例如10km或20km)上输送气流的装置。气体管道可以由例如管形成。特别地，气体管道可以在环境温度下操作。

根据该方法的一个实施例，该方法包括以下步骤：借助于相对于吸着缓冲装置在流出方向上布置的减压器使处理过的气流膨胀，其中在减压器中产生膨胀的气流；以及将膨胀的气流进给到布置在吸着缓冲装置下游的气体管道。

这种压力降低是特别有利的，因为由此可以实现露点降低。减压器也可称为减压阀、降压阀或压力阀。减压器被特别设置成用于在流入侧和流出侧之间建立预定的压差。或者，减压器可以被设置成使得不超过流出侧上的可预定的最大压力或者不低于流出侧上的可预定的最小压力。

根据该方法的另一个实施例，吸着缓冲装置和气体管道之间的气体压力差为5巴-10巴。

例如，吸着缓冲装置的容器出口处的气体压力可以是23巴，并且布置在下游的气体管道中的气体压力可以是17巴。气流然后膨胀6巴的压差。

根据该方法的另一个实施例，该方法包括以下步骤：借助于布置在吸着缓冲装置上游的气体冷却装置冷却负载气流，在气体冷却装置中产生冷却的气流。

气流的冷却允许被吸着物质的相对含量增加。如果在冷却之前气流已经处于饱和或接近饱和的状态，该冷却尤其会导致冷凝，从而导致气体冷却装置中被吸着物质的分离。为了减少气流的绝对负荷，这可能是有利的和理想的。特别地，如果处理过的气流被进给到在环境温度下操作的气体管道，并且环境温度较低，例如在冬季，则该步骤可能有助于处理过的气流的负荷不超过可预定的极限值。气体冷却装置也可称为冷却器或分离器。

根据该方法的另一个实施例，冷却的气流的气体温度为20℃-50℃。

根据该方法的另一个实施例，该方法包括以下步骤：借助于压缩机压缩负载气流，在压缩机中产生经受压力的气流。

这使得建立有利的过程压力成为可能。特别地，以这种方式可以确保，例如通过相对于吸着缓冲装置布置在流出侧的减压器，可以实现压差。还可以确保保持质量流量，因为由于摩擦损失，气流需要能量。这一点从沿着流的压力下降中尤其明显。特别地，因此可以确保通过吸着缓冲装置的流和通过可选的气体管道的流。

以这种方式还可以实现吸着缓冲装置中的压力随时间恒定且不依赖于进一步的过程的情况。

根据该方法的另一个实施例，承受该压力的气流的气体压力为20巴-30巴。

根据该方法的另一个实施例，吸附装置包括压力变化吸附装置和/或温度变化吸附装置。

这种吸附装置可以特别地以周期性方式操作。然后，负荷升高阶段和负荷降低阶段的间隔总是长度相等的。此外，在各个阶段期间负载气流的负荷在每种情况下可以相等或至少相似。在这种情况下，形成如上所述的周期性负荷前沿，其周期对应于间隔长度。

根据该方法的另一个实施例，气流包括气态氢、气态一氧化碳、气态二氧化碳、气态有机化合物、气态水、气态氮、气态氧和/或气态惰性气体，或者它们的组合。

气态有机化合物尤其具有类似cnh2n+2的经验公式。这种可吸着物质也被称为挥发性有机化合物或voc。

根据该方法的另一个实施例，负载气流的水量为0-4000摩尔ppm，处理过的气流的水量为500-2000摩尔ppm，优选750-1500摩尔ppm。

因此，有利地实现了气流负荷的均匀化。例如，负载气流的湿度在负荷升高阶段达到4000ppm，处理过的气流的湿度在所述阶段达到1500ppm。在负荷降低的阶段，负载气流的湿度达到例如0ppm，处理过的气流的湿度达到750ppm。

根据该方法的另一个实施例，负荷升高阶段持续2-10小时，负荷降低阶段相比负荷升高阶段持续至少两倍长，优选至少三倍长。

这优选地使得也可以将该方法用于具有长间隔的过程。

根据该方法的另一个实施例，气流的质量流量在500标准m³/h和20000标准m³/h之间，优选在8000标准m³/h和17000标准m³/h之间。

这有利地使得对不同规模的工业成套设备使用该方法成为可能。该方法也可用于随时间变化的气流。

该方法的另外的优点或该方法的实施例陈述如下。

吸着缓冲装置不需要自己的能量源。它的使用仅仅导致气流压力的降低。

此外，在负载气流的负荷至少在阶段中过高的过程中，可以使用具有均匀负荷的处理过的气流。这可以导致更有效地利用工业成套设备并节约原材料和能量。

也有可能实现气流负荷的均匀化，而不会将可吸着物质累积为废物，这例如可以节省能源成本。此外，吸着缓冲装置被设置用于永久连续操作。

此外，这种吸着缓冲装置可以具有非常简单的结构，因此它可以方便地生产，并且可能仅需要很少的维护工作量。

此外，由于总是提供足够量的吸着剂和足够长的吸着路径，因此即使在具有非常长间隔的工业过程中也可以应用该方法。

根据第二方面提出的是一种用于实施根据第一方面的方法或根据第一方面的实施例之一的工业成套设备。工业成套设备具有吸着缓冲装置，用于处理载有可吸着物质的气流。吸着路径的长度和吸着缓冲装置中的吸着剂的量被设置成使得吸着缓冲装置适合于在工业成套设备操作期间沿着吸着路径容纳吸着剂的至少三个、优选至少四个、更优选至少五个不同的负荷升高的区域。

根据工业成套设备的一个实施例，工业成套设备还被设置用于处理负载气流，使得处理过的气流相对于负载气流的升高的负荷具有降低的负荷，并且处理过的气流相对于负载气流的降低的负荷具有升高的负荷。

根据第三方面，提出了一种制造用于处理气流的吸着缓冲装置的方法。吸着缓冲装置特别适合于安装在根据第二方面的工业成套设备中，并且适合于根据第一方面的方法或该方法的一个实施例在工业成套设备中操作。所提出的吸着缓冲装置具有填充有吸着剂的容器，该容器具有入口和出口，使得进给到入口的气流沿着吸着剂路径流过吸着剂。吸着路径从容器的入口通向出口。吸着路径的长度和吸着缓冲装置中的吸着剂的量被选择为使得吸着缓冲装置适合于在工业成套设备操作期间沿着吸着路径容纳吸着剂的至少三个、优选至少四个、更优选至少五个不同的负荷升高的区域。

该方法的进一步可能的实施方式还包括没有明确指定的关于示例性实施例的上述或下述的特征或实施例的组合。本领域的技术人员还将在该方法的相应基本形式上增加单独的方面作为改进或补充。

针对该方法所述的实施例相应地适用于工业成套设备及其生产方法。

附图说明

该方法的其它有利配置和方面形成从属权利要求和下面描述的方法的示例性实施例的主题。下面将参照附图，基于优选示例性实施例更详细地解释该方法，其中：

图1示出了适于实施该方法的工业成套设备的第一示例性实施例的p&i图(管道和仪表图)；

图2示出了负载气流和处理过的气流的负荷随时间变化的分布的一个示例；

图3示出了在不同时间吸着剂在吸着缓冲装置中对可吸着物质的负荷的一个示例的多个图；

图4示出了适于实施该方法的工业成套设备的第二示例性实施例的p&i图；

图5示出了在一个时间吸着剂在吸着缓冲装置中对可吸着物质的负荷的一个示例的示意图；

图6示出了适于实施该方法的工业成套设备的第三示例性实施例的p&i图；和

图7示出了用于操作工业成套设备的方法的示例性实施例的流程图。

具体实施方式

图1示出了适于实施该方法的工业成套设备100的第一示例性实施例的p&i图。在图1的示例性实施例中，工业成套设备100包括吸附装置10和吸着缓冲装置40。在阶段p1(参见图2)期间，示例性实施例的吸附装置10排放负载气流g1大约18h，其负荷降低。在随后的阶段p2期间，所述吸附装置排放大约6h的负载气流g1，该气流载有1200-4000ppm的水。基于体积，负载气流g1包括70％h2、10％co和20％ch4，并且以8000–17000标准m³/h的质量流量流动。

负载气流g1被进给到吸着缓冲装置40。吸着缓冲装置40具有载有吸着剂44的容器41，容器41具有入口42和出口43。容器41填充有吸着剂44，气流能够在吸着路径45上流过该吸着剂。示例性实施例的容器41具有圆筒的形状，其具有2.2m的内径和7.5m的高度，并且填充有大约22t硅胶作为吸着剂44。负载气流g1经由入口42进入容器41的填充有吸着剂44的内部，并沿着吸着路径45流过容器41，所述路径从入口41通向出口43。这里，气流g1的负荷变得更均匀，使得处理过的气流g4具有750ppm–1500ppm的负荷，并且实现露点降低10℃–15℃。

图2示出了负载气流g1和处理过的气流g4的负荷随时间变化的分布的一个示例，这可以发生在例如根据图1的示例性实施例的工业成套设备100中。这是描绘了时间轴t和负荷轴的图。第一阶段p1在时间t1开始，在此期间，负载气流g1具有降低的负荷阶段p1在时间t2结束，在该时间，负载气流g1的负荷增加到升高的负荷该负荷持续阶段p2的持续时间直到时间t3。该图仅显示了一小部分细节，包括具有降低的负荷的阶段p1和具有升高的负荷的阶段p2。如上所述，这个时间段之前有另外的阶段，之后有另外的阶段。这里，各个阶段的持续时间和气流的负荷可能不同于所示的示例。此外，在两个阶段之间，气流的负荷也可能逐渐发生变化。

在图2的图中另外示出了处理过的气流g4的负荷的分布(虚线)的一个示例。在阶段p1期间，当负载气流g1具有降低的负荷时，处理过的气流g4具有相对于降低的负荷升高的负荷在阶段p2期间，当负载气流g1具有升高的负荷时，处理过的气流g4具有相对于升高的负荷降低的负荷因此，总的来说，实现了气流负荷的均匀化，这通过在升高的负荷和降低的负荷之间的减小的差值来反映。

特别地，在负载气流g1的降低的负荷的阶段p1期间，处理过的气流g4可能具有负荷其趋向于例如以指数下降的方式缓慢地达到降低的负荷此外，特别可能的情况是，从降低的负荷的值来看，在负载气流g1的升高的负荷的阶段p2期间，处理过的气流g4的负荷趋于例如以指数方式缓慢地达到处理过的气流g4的升高的负荷

图3示出了在不同的时间t1–t5沿着吸着路径45的长度l＝x2–x1在吸着缓冲装置40中吸着剂44对可吸着物质的负荷ψ1的一个示例的多个图。这些图彼此对齐，x轴上的点彼此上下对应排列，这由贯穿的虚线示出。为了清楚起见，x轴的标记只能在图t5下面找到。在下面提到气流g的情况下，其旨在表示吸着缓冲装置中的气流。

第一时间是t1，并且可以与图2中的时间t1一致。在该时间t1，具有气流g1的升高的负荷的阶段p2刚刚结束。在该阶段p2期间，具有吸着剂44的升高的负荷ψ的区域b1已经形成在吸着路径45的区段a1中。所述区域b1的宽度特别取决于阶段p2的持续时间、质量流量和负载气流g1的负荷(参见图2)。接着在时间t1是具有负载气流g1的降低的负荷的阶段p1，该阶段持续到时间t2，例如如图2所示。

第二时间t2可以例如与图2中的时间t2重合。如图t2中所示，具有吸着剂44的升高的负荷ψ的区域b1已经在朝向出口x2的方向上从吸着路径45的区段a1移动到区段a2。这可以解释如下：在阶段p1期间，负载气流g1具有降低的负荷并且由于这个原因，可吸着物质从区段a1中以升高的负荷ψ存在的吸着剂45转移到气流g是可能的，通过该转移，区段a1中吸着剂45的负荷ψ降低。因此，在流过区段a1之后，气流g可以具有大于降低的负荷的负荷当气流g已经流过区域a1时，它沿着吸着路径45流过区域a2，在区域a2中吸着剂44最初具有降低的负荷ψ(根据图t1的图示)。因此，可吸着物质从气流g到吸着剂44的转移可以在区域a2中进行。因此，具有吸着剂44的升高的负荷ψ的区域b1沿着吸着路径45移动到区段a2。还可以说吸着剂45中的负荷前沿被移动。

第三时间t3对应于时间t2之后的时间，此时另一阶段p2刚刚结束。因此，在区段a1中已经形成具有吸着剂44的升高的负荷ψ的另一个区域b2，并且具有升高的负荷ψ的区域b1已经沿着吸着路径45从区段a2移动到区段a3。

第四时间t4对应于时间t3之后的时间，此时另一阶段p1刚刚结束。因此，具有吸着剂44的升高的负荷ψ的两个区域b1、b2已经分别沿着吸着路径45移动到在每种情况中最近的区段a2和a4。

第五图示时间t5对应于时间t4之后的时间，此时另一阶段p2刚刚结束，并且因此在区段a1中已经形成具有吸着剂44的升高的负荷ψ的第三区域b3。具有吸着剂44的升高的负荷ψ的两个另外的区域b1、b2已再次分别沿着吸着路径45移动到在每种情况中最近的区段a3和a5。

在具有吸着剂44中的负荷前沿的快照的图示时间过程中，吸着缓冲装置40适合于容纳具有吸着剂44的升高的负荷ψ的三个不同区域b1、b2、b3。在所述区域b1、b2、b3之间，在每种情况中存在具有吸着剂44的降低的负荷ψ的区域。

图3显示了另一种效果。当该区域沿着吸着路径45通过吸着剂44时，吸着剂44在区域b1、b2、b3中的相对负荷ψ降低。在图3中，这由区域b1、b2、b3在不同时间t1–t5的负荷ψ的高度来示出。同时，由于保持了可吸着物质的总量，相应的区域b1、b2、b3变宽。

图4示出了适于实施该方法的工业成套设备200的第二示例性实施例的p&i图。在图4的示例性实施例中，工业成套设备200包括吸附装置10、压缩机20、气体冷却装置30、吸着缓冲装置40、减压器50和气体管道60。

来自吸附装置10的负载气流g1被进给到压缩机20并被压缩。例如，压缩气流g2的压力为25巴。以这种方式经受压力的气流g2被进给到气体冷却装置30，并且在那里被冷却到20℃-50℃的气体温度。这里，特别是在具有负载气流g1的升高的负荷的阶段p2期间，气体冷却装置30中的大量可吸着物质可能因此以冷凝状态被分离出来。因此，冷却的气流g3可能已经具有相对于负载气流g1的负荷降低的负荷冷却的气流g3然后被进给吸着缓冲装置40。示例性实施例的吸着缓冲装置40被配置成使得它适合于容纳具有吸着剂44的升高的负荷ψ的五个区域b1–b5(参见图5)。否则，吸着缓冲装置40的功能如上文基于图3所述那样。

在吸着缓冲装置40的下游，处理过的气流g4被进给到减压器50，减压器50将气体的压力降低到15巴。以这种方式膨胀的气流g5特别地具有低于气体管道60的温度的露点，膨胀的气流g5通过该气体管道被输送到例如另一个工业成套设备(未示出)。因此，有效地防止了气体管道60中的可吸着物质的冷凝，并且减少了负面影响，例如气体管道60的腐蚀。

图5示出了吸着缓冲装置40中吸着剂44的负荷前沿的一个示例的图，该吸着缓冲装置40可以用于例如工业成套设备100、200中的一个。这里，示出了在一个时间负荷前沿。在图5中的示例中，吸着缓冲装置40被设置用于容纳具有吸着剂44的升高的负荷ψ的总共五个区域b1–b5，吸着剂44的负荷ψ升高。五个区域b1–b5位于沿着吸着路径45的不同区段a1–a5中(参见图4)，并且每个区域具有吸着剂44的相对最大负荷ψ。图5中所示的时间对应于经过至少五个周期之后的时间，其中一个周期包括一个阶段p1和一个后续阶段p2的序列，例如根据图2。

图6示出了适于实施该方法的工业成套设备300的第三示例性实施例的p&i图。工业成套设备300特别设计用于分离合成气流gs，提供主要包含co的第一产物gp1和主要包含h2的第二产物gp2。在示例性实施例中，吸附装置10由温度变化吸附装置11、冷室12和压力变化吸附装置13形成。工业成套设备300还具有压缩机20、气体冷却装置30、吸着缓冲装置40和气体管道60。

合成气流gs首先流入温度变化吸附装置11，并在那里转化成主要包含co和h2的气流g01。合成气流gs的其它成分保留在温度变化吸附装置11中。气流g01被进给到冷室12，在冷室12中h2与co分离。在冷室12中，co作为产物gp1积聚，并且可以用于进一步的过程(未示出)。气流g02主要包含h2。如图所示，所述气流g02在各阶段中用于温度变化吸附装置11的再生。气流g1的升高的负荷特别地在所述再生期间出现。在图2中随时间变化的分布的示例中，这对应于阶段p2。气流g02被进给到压力变化吸附装置13。在那里，特别地，h2从气流g02中分离出来，并作为产物gp2提供。

残余气流形成负载气流g1，该负载气流g1流经压缩机20、气体冷却装置30和吸着缓冲装置40这些其它部件，并最终被引入气体管道60。这里，在这些装置中的每一个中，气流被转换成具有改变的状态变量的气流，例如如根据图4的工业成套设备200的示例性实施例中所描述的。气流g1–g4适用于例如发电厂(未示出)中的燃烧。

图7示出了用于操作工业成套设备的方法的第一示例性实施例的框图，例如图1中示例性实施例的工业成套设备100。所示方法包括以下步骤：

将负载气流g1进给710到吸着缓冲装置40。在这种情况下，气流g1由吸附装置10提供。进给710可以意味着负载气流g1通过管道从吸附装置10引导到吸着缓冲装置40的入口42。

将负载气流g1沿着吸着路径45在吸着缓冲装置40中引导720通过吸着剂44。这里，特别是通过吸附，气流g1的负荷和吸着剂44的负荷ψ的变化可以在沿着吸着路径45的各个区段中发生。特别地，形成了具有吸着剂44的负荷ψ升高的多个区域b1–b5的负荷前沿，该前沿根据负载气流g1的负荷和负载气流g1的质量流量沿吸着路径45移动。这里，各个区域b1–b5的特征在于吸着剂44的负荷ψ中的局部最大值，并且通过负荷ψ中的局部最小值彼此分离。在各个区域b1–b5的移动过程中，吸着剂45的负荷ψ变得更加均匀，使得振幅沿着吸着路径45减小，该振幅例如可以由在局部最大值处的吸着剂44的负荷ψ与相邻局部最小值处的负荷之差来确定。

在吸着缓冲装置40的出口43排出730处理过的气流g4。排出730特别地包括引入连接到出口43的管道中，以便将处理过的气流g4进给到进一步的过程中。

图8示出了用于操作工业成套设备的方法的第二示例性实施例的框图，例如图1、4和6中的示例性实施例的工业成套设备100、200、300之一。该示例性实施例的方法包括与前述示例性实施例相同的方法步骤710、720、730(参见图7)，其中各种方法子步骤与各个方法步骤相关联。

因此，进给710包括通过合成气流gs穿过711吸附装置10，以提供负载气流g1。随后压缩712负载气流g1，以便提供承受压力的气流g2。此外，压缩气流g2经受冷却713，以提供冷却的气流g3。冷却的气流g3然后被进给到吸着缓冲装置40的入口42。

气流的传导720的方法步骤至少包括以下子步骤：在吸着缓冲装置40中选择721吸着路径45的长度和吸着剂44的数量，使得吸着缓冲装置40适于容纳沿着吸着路径45的至少三个、优选四个、更优选五个具有吸着剂44的升高的负荷ψ的不同区域b1–b5；以及为了在吸着缓冲装置40的出口43处提供处理过的气流g4，通过负载气流g1沿着吸着路径45流过722吸着剂44。

排出730的方法步骤特别包括为了提供膨胀气流g5而膨胀731处理过的气流g4，以及为了将膨胀气流g5输送到另一装置或工业成套设备而将膨胀气流g5进给732到气体管道60。

使用的附图标记

100工业成套设备

200工业成套设备

300工业成套设备

10吸附装置

11温度变化吸附装置

12冷室

13压力变化吸附装置

20压缩机

30气体冷却装置

40吸着缓冲装置

41容器

42入口

43出口

44吸着剂

45吸着路径

50减压器

60气体管道

710方法步骤(进给)

711方法步骤(引导通过吸附装置)

712方法步骤(压缩)

713方法步骤(冷却)

720方法步骤(引导)

721方法步骤(选择)

722方法步骤(流过)

730方法步骤(排出)

731方法步骤(膨胀)

732方法步骤(进给到气体管道)

a1区段

a2区段

a3区段

a4区段

a5区段

b1具有吸着剂的升高的负荷的区域

b2具有吸着剂的升高的负荷的区域

b3具有吸着剂的升高的负荷的区域

b4具有吸着剂的升高的负荷的区域

b5具有吸着剂的升高的负荷的区域

g吸着缓冲装置中的气流

g01用于进给到冷室中的气流

g02用于进给到压力变化吸附装置中的气流

g1负载气流

g2压缩气流

g3冷却的气流

g4处理过的气流

g5膨胀气流

gp1产物1

gp2产物2

gs合成气流

l吸着路径的长度

p1阶段

p2阶段

t时间

t1时间

t2时间

t3时间

t4时间

t5时间

x位置

x1位置(入口)

x2位置(出口)

气流的负荷

负载气流的降低的负荷

负载气流的升高的负荷

处理过的气流的降低的负荷

处理过的气流的升高的负荷

ψ吸着剂的负荷

ψ1吸着剂的最大负荷

ψ2吸着剂的最小负荷