双产物压力回转吸附法及系统的制作方法

专利名称：双产物压力回转吸附法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及用压力回转吸附法及系统分离气体。更具体地说，本发明涉及由其中回收高纯度的双产物。
压力回转吸附(PSA)法及系统在很多工业应用中用来制造高纯气流。在这种方法中，通常是将含有较易被吸附的组分和不易被吸附的组分的进料气体混合物通入吸附剂床中，吸附剂床能在较高的吸附压力下吸附较易被吸附的组分。然后将吸附剂床减压到较低的解吸压力，以便从吸附剂材料中将较易吸附的组分解吸，并且从床中将其除掉，接着向床中补充加入进料气体混合物，继续床中的吸附一解吸循环操作。这种PSA方法通常在多床系统中进行，每个床都在循环的基础上按所要求的PSA操作程序操作，并且与系统中各床中进行的操作程序相互关连。
PSA系统通常在工业应用中用来从给定的进料气源中制得单种产物气流。就十分重要的空气分离而言，PSA系统实现了所要求的氧和氮的分离，因为所用的吸附剂对于氧或是氮有更大的选择性。任何特定的吸附剂材料的吸附能力都在较高的压力下增加，在较低的压力下减小。在用来制造高纯氧产物的PSA方法和系统中，所用的吸附剂可以对所希望的氧产物或氮产物有更大的选择性。在所用的吸附剂是对氮有选择性的材料(例如沸石型分子筛)的系统中，产物氧在较高吸附压力的吸附阶段作为从床中除掉的不易吸附的组分而制得。当氧是用对氧有选择性的材料(例如碳分子筛)的系统中所要的产物时，产物氧在吸附剂床减压到较低的解吸压力时作为较易吸附的组分制得。在氮是所要产物的PSA方法和系统中，取决于PSA系统使用的是对氧还是对氮有选择性的吸附剂，有着类似的结果。
本领域的技术人员会理解，PSA系统固有地不能将任何给定的进料气流组分与进料气流的其它组分完全分开。一般来说，PSA分离产生的产物气流含有高百分含量的某一组分和少量的其余组分。从PSA系统中除掉的其它气流，即废气流，将含有输入的所有进料气流组分。吸附系统不能将输入的进料气流中的任何组分与其它组分完全分离这一事实，常常是为什么在PSA操作中存在所谓废气流的原因。相当常见的是，这种非产物废气流不含有百分含量高得足以有实际工业应用的任何给定组分。因此，此气流对于气体分离操作的最终用户没有重要价值。
在具有工业重要性的PSA空气分离技术中，仍然希望以分离的高纯气流的形式将废气流中最重要的组分回收，不管是氧或氮。这样的回收将会提高在日益增长的具有重要工业应用的领域中使用PSA操作的技术与经济可行性。
因此，本发明的目的之一是提供一种双产物PSA空气分离方法和系统。
本发明的另一目的是提供一种PSA空气分离方法和系统，它能够在生产氧或氮产物的同时，生产出含有废气流中主要组分的高纯气流。
考虑到这些目的及其它目的，下面将详细说明本发明，本发明的新特点将在所附的权利要求中具体指出。
本发明适当地捕集PSA空气分离废气流中的某一部分，其中含有高浓度的非主产物废气流中的所要组分，从而制得富集的第二产物气流。本发明可用于PSA制氧系统和PSA制氮系统。
下面参照


本发明，其中图1是一个PSA制氧系统的工艺流程图，它由PSA废气中回收富集的氮产物;和图2是一个PSA制氮系统的工艺流程图，该系统由PSA废气中回收富集的氧产物。
本发明的目的是在PSA空气分离操作中通过回收废气流中含高浓度所要组分的那一部分作为富集的产物气流而实现的。这一方法是可行的，因为发现PSA废气流的即时纯度在废气流产生期间有变化。因此，捕集废气流中浓度最高的部分能得到一种高纯气流，其中富集着否则会与PSA废气流一起排放掉的组分。本发明可以用来在PSA制氧和PSA制氮系统中进行所希望的双产物回收。
在实施本发明时，监测废气流的即时纯度，每当其纯度符合或超过最低可接受水平时即将此气流捕集。当废气流的纯度水平低于上述的最低可接受水平时，将废气流象通常对PSA空气分离操作的所有废气一样地排放掉。为此，可以使用两个控制阀以导引废气流的流动。两个控制阀彼此反向操作，一个阀用来捕集废气流，另一个用来排放该气流。根据废气的即时纯度读数来操作阀门。
因为废气中的所要组分是以间歇的方式回收，所以使用一个缓冲槽来保持所要的富集组分作为双产物气流连续地流向最终用户。在缓冲槽的下游将该双产物气流压缩到所要求的操作压力。
参照图1的PSA制氧系统，进料空气经由管线1和空气压缩机2通入到处在所要求的较高吸附压力水平的PSA床。如果需要，安装一根带有阀门4的管线3，以便使系统的压缩空气转换方向。管线1分成两个进料管线5和6，以便将进料空气在循环的基础上通到画出的PSA系统中两个床体的每一个。带有阀7的管线5通到吸附剂床8的底部或进料端，而带有阀9的管线6则通到吸附剂床10的底部或进料端。带阀12的管线11由吸附剂床8的上部或产物端通出。带阀门14的管线13由吸附剂床10的上端或产物端通出。管线11和13合在一起形成带阀门16的管线15，通到储槽17，富集的氧由储槽17经过管线18作为高纯产物气流回收。
在吸附剂床的底端，管线19和20分别由管线5和6延伸，并且分别带有阀21和22。上述管线19和20合在一起形成管线23，延伸到带真空泵25、阀26、储槽27和产物压缩机28的管线24上，富集的氮产物从压缩机28经由管线29回收。带阀门31的管线30由真空泵25和阀26之间的管线24延伸出去。
吸附剂床中排出的废气的纯度用纯度分析器32监测，响应取自管线24的输入信号33，取样部位处在真空泵25和管30由管线24延伸处之间。纯度分析器也适合通过输入信号34监测储槽27中的气体纯度。纯度分析器32适合向控制系统36输送输出信号35，该控制系统用来通过输出信号37和38分别地适当操作阀31和26，以便使管线24中的PSA废气或是通过管线30，或是继续通过管线24到达储槽27。控制系统36还通过输入信号39监测储槽27中存在的富气数量。
在图1的PSA系统的操作中，压缩的进料空气在循环的基础上以较高的吸附压力通过床8和10。吸附剂床8和10包含着平衡型的吸附剂材料，例如沸石型分子筛，它们能先择性地吸附氮，而氧或者氧和氩则通过床体，在管线15中被回收，通入到储槽17中作为富氧产物使用。在各床中吸附/解吸PSA操作程序的解吸期间，较易吸附的氮气，即，PSA制氧操作中的典型废气，由减压到较低的解吸压力的床体下部进料端流出，通入到排放管23中。当使用真空泵25降低压力以便解吸时，氮气流过阀21或22到达排放管23，由那里流到管线24、真空泵25和管线30，以便从系统中排放。
在实施本发明时，废氮气流不是连续地输送到管线30，而是通过控制阀26和31分成两股分离的气流。通过阀31和管线30的氮气代表本方法的净废气流。流过阀26的氮气含有从废气流中制得的富氮气体。从进行减压的PSA床流出的废气流的即时纯度用纯度分析器32监测，纯度分析器32的输出信号输往控制系统36，以便根据最终用户可接受的最低纯度，控制含氮气体经由带阀31的管线30排放或是经由阀26通往储槽27。当即时纯度低于可接受的水平时，流动被引向经过阀31和管线30以便作为“净”废气从系统中排放掉，例如排放到大气中。当即时纯度在此水平之上时，流动被引向经由阀26进入储槽27。该槽最好是与体积恒定型不同的软外壳型，以便减小对于实施本发明所需的体积。需要用储槽来维持富氮产物向最终用户恒定流动，因为经过阀26的流过将是不连续的。由于从PSA床流出的废气是处在较低的解吸压力下，所以通常需要将回收的富氮产物气流压缩。使用压缩机28将富氮产物以所要求的压力供应最终用户。
应当指出，控制系统36还通过输入信号39监测储槽27中的富气数量。当储槽不能再装入气体时，信号39将超过纯度输入信号33，使气体经过阀31排放掉，不管其纯度如何。
作为一种可选择的操作方式，控制系统36可以利用输入信号34以储槽27中的气体纯度为根据，与上述的用信号33测得的即时纯度不同，如果槽中的纯度水平在可接受的水平之上，通过简单地增大阀门26的开启时间，用户即可回收到更多的废气。同样，阀门31将关闭较长的时间，以便使作为废气排放掉的气体较少。正如上面所指出的，如果储槽27中的气体体积达到了它的最大水平，则输入信号39将超过此纯度信号。
作为另一种操作控制的选择方式，在知道了即时的纯度分布之后，可以将系统设定以回收富氮产物气，而不是连续地监测即时纯度或储槽内的气体纯度。在这种情形下，根据废气回收所需的时间增量，在控制系统36内对控制阀预先设定。控制阀将根据这些预设时间操作，因此，它们的操作与那一种纯度均无直接关系。能压倒这些时间增量的唯一信号是信号39，表示储槽27已充满。
在典型的废气流分布型式中，可以将特定的PSA系统的废气纯度，例如以气流中氧的百分含量的形式，对时间作图，就象对于在整个吸附/解吸/再加压操作程序中使用的具体操作步骤一样。在这方面，应该指出，PSA操作程序通常采用压力平衡步骤，在该步骤中气体由一个床的产物端放出，通入到系统中另一个床体(即，图1的二床实施方案中的另一床)的产物端，以便使两个床中的压力相等。在此压力平衡步骤中，即不需要空气压缩机2，也不需要真空泵25。因此，在这段时间内二者均处于“卸载”状态。例如，压缩机2经由管线1吸入空气，将其压缩到稍微升高的压力，经由阀4把此空气排放到大气中。类似地，真空泵25经由阀41和管线42与24吸入空气，将其压缩到略微升高的压力，经由阀31把此空气排放到大气中。于是，在循环的卸载部分，即，在与床体之一的减压成压力平衡的期间，和在整个操作程序的后一部分与床体重新加压形成随后的压力平衡期间，空气经由泵25流动，与废气不同。在此卸载阶段中氧浓度最高，在这种情形下氧浓度上升到接近空气量的水平(21%)。一旦循环的再生部分紧接在特定床的同向减压一压力平衡过程之后开始，氧浓度立即减小。关于卸载阶段，应该指出，因为卸载阶段的时间短和操作线中的混合效应，氧的纯度达不到21%的水平。
应该理解，废气流的分布型式将随所用的具体的PSA系统而变，包括所用的吸附剂材料。所用的吸附剂床的数目、具体采用的PSA操作顺序、循环时间等。应该指出，与循环的卸载部分不同，在解吸阶段的早其部分废气中的氧浓度一般较高。
给定了回收的废气流中的最大可接受的氧浓度，容易确定回收富氮产物气的最佳持续时间。在基于图1的两床系统的说明性实例中，如果最大可接受的纯度为8%氧，业已确定在一个床约27秒的再生阶段的约11秒之后，废气流的氧浓度为8%或更小。在这一实例中，此状态将继续下去，氮产物气被捕集，直到卸载阶段、即两床之间的压力平衡化开始为止。此时，将废气象常规的PSA操作中一样地排放掉。在这方面应该强调，从PSA系统中作为富氮产物回收的废气的平均氧纯度显然将低于最大可接受水平。
正如上面所提出的，回收高纯度的或富氮的产物的最佳时间增量可以从上述类型任何给定的PSA制氧系统的这样一种废气流纯度分布图确定。最佳时间增量当然会随PSA操作程序和循环步骤时间的变化而变。一般来说，如果时间增量全都以相等的百分量变化，则作为富氮产物来回收废气的持续时间应以同样的百分量变化。在所有的情形里，准确的时间增量应该如上所述通过对废气纯度的即时监测来确定。
对于同样的最大允许氧含量，回收氮产物气体的时间增量可以随给定的PSA制氧系统的具体特点或长或短。另外，时间增量在一个PSA系统和方法的PSA操作程序中发生的时刻可以与在另一个中的不同。最佳回收时间将随在特定的PSA系统中采用的具体的吸附剂、循环程序和阶段时间增量而变。
在根据图1实施方案的特定的说明性实施例中，采用吸附、再生和再加压循环，从PSA床流出的废气的平均氧浓度一般为8-11%。考虑到废气流的即时纯度在其产生期间会有变化，通过回收特定部分的废气流，可以得到较高纯度的氮气流，即，氧气浓度较低的氮气流。例如，在以上实例中，利用只回收PSA废气中含氧8%或更少的那部分，将平均氧浓度降至约7.5%，可以提高所得氮产物的平均纯度。
图2表示一种适合实施本发明的两床PSA制氮系统。管线50中的进料空气通过阀51和管线52进入空气压缩机53。压缩过的空气由那里经过管线54流入带阀门56的管线55，以便通入PSA床57。该床与图1中的实施方案一样含有吸附剂材料，能够将氮作为进料空气中较易吸附的组分选择性吸附，而氧(即，氧和氩)则作为进料空气中不易吸附的组分通过。因此，富氧气流由床57经由带阀门59的管线58通入到储器95中。如果储器95中的压力达到了预定水平，管线61中的控制阀60将开启，以便将气体排放掉，例如排放到大气中。
在这样的于较高的吸附压力下的进料一吸附步骤之后，用高纯氮气从床的进料端吹洗床57。为此，氮气由储槽61经由管线62和63、阀64和管线52流到压缩机53，由那里经由阀56进入床57。富集的氧被从床中顶替出去并且继续由床的另一端流出，进入储器95或是经由管线61和阀60排空。
在床57进行吸附和吹洗期间，另一个床(即床65)进行整个PSA循环的再生部分。于是，从床65中经由管线66和阀67抽出富集的氮，经由管线68到达真空泵69。由该泵出发，氮气或是经过管线70到达储器61，或是穿过管线71到达压缩机72，在那里被压缩并通过管线73输往最终用户。在接近完成再生操作时，将床57中产生的富集的氧通过管线74和阀75送入床65作为吹洗气，以加强其再生操作。
在吹洗步骤之后，床57进行一个逆流减压或泄料步骤。气体经由管线76和阀77离开床体，并且通过管线78和阀79，以便流过管线62到达储槽61。在这段时间内，一小部分气体流过真空泵69以防止泵封闭运转。与此同时，床65用富集的氧进行再加压的步骤。为此，气体从储器95经由管线74和阀75进入床顶。另外，将压缩机53卸载。空气经由阀51和管线52进入压缩机，压缩到稍高一些的压力，压缩过的空气经由管线96和阀97排放。
一旦结束了这一步骤，操作循环程序的一半已经完成。然后床57开始一个放空和回填程序，而床65则进行PSA制氮操作中采用的特定操作程序的吸附、吹洗和泄料部分。这一特定的循环程序使得能在较高压力下产生连续的高纯氮气流。同时按常规措施将氧气排放到大气中。但是，根据本发明的实践。可以将氧气流分级，以便捕集其中含最高氧浓度的部分，从而以和上面对PSA制氧系统相类似的方式制得高纯度的富氧气流。
在图2的PSA制氮系统中，阀80将一部分含氧废气流通向最终用户，而阀81则能将净废气放空。纯度监测器82通过输入信号84监测管道83中的废气的即时纯度。回收到的具有最大可接受氮浓度的高纯度氧气流经由阀80和管线85流到储槽86，连续流动的高纯氧气从储槽流到压缩机87，经由管线88供应给最终用户。控制系统89利用输入信号90和91分别监测储槽95和86中的氧含量，利用来自纯度分析器82的输入信号92监测即时废气纯度，并且将输出信号93和94送往阀门80和81，从而控制阀门80和81的操作。
当废气的氧浓度高于最低水平时，即，氮浓度不超过最大允许量时，控制系统89关闭阀81，打开阀80。富氧气体流到储槽86中。与图1中的实施方案一样，此储槽最好是体积可变的软外壳型，而不是固定体积的储槽。压缩机87从储槽86中连续抽取恒定数量的气体，将其压缩到所需的使用压力，经由管线88供应给最终用户。当纯度分析器82探知氧纯度已低于其最小可接受的水平时，控制系统89关闭阀门80并打开阀81，从而使气体能经由管线83作为系统的净废气排放。
与图1中的实施方案相同，每当可变体积槽86达到了它的最大体积，或是固定体积储槽达到其最大氧储量，将不再捕集一部分或全部PSA废气，即使它的氧纯度高于最低可接受的氧含量。在这种情形下，输入到控制系统89的信号91将压倒纯度分析器82的纯度信号84，从而关闭阀80，以防止更多的高纯度氧气通往储槽86。这时，阀81打开，从系统中排放掉PSA废气。
应当指出，有一段时间里废气既不流过阀81也不流过阀80。当储槽95的压力低于阀门60的开启压力设定点时就发生这种情形，阀门60是根据由储槽95输往控制系统89的信号90来开动的。
与图1实施方案所示的PSA制氧系统相同，控制系统可以监测储槽86中的气体纯度，这与从PSA床流出的气体的即时纯度不同或是它的补充。如果槽中的纯度高于最低可接受的氧纯度，则加大阀门80的开启时间以回收更多的废气，同时减少阀门81的开启时间。同样，纯度信号可以被信号91压倒。另外，与PSA制氧系统相同，可以根据给定的PSA制氮系统的纯度分布型式和其中的操作程序来设定控制系统的预设时间增量。
在图2示例说明的PSA制氮系统中，在进料空气步骤结束时开始产生富氧气体，并且在整个氮吹洗步骤中继续下去。此系统的纯度分布图表明，氧浓度从空气中的含量(21%)上升到85%以上，然后回到21%。最高的氧浓度是在吹洗步骤中形成的。所观察到的氧浓度的急剧起伏使得在实施本发明中能够回收到高纯度的氧气流。
一旦确定了最小氧浓度，就可以确定从净废气中回收高纯度氧气流的最佳时间。例如，如果希望截止氧浓度为82%，则可在说明性实施例的吹洗阶段以高纯度氧的形式回收废气流15秒钟。本领域的技术人员会理解，通过恰当地监测瞬时废气纯度或者储器86的纯度，容易改动过程中回收高纯度氧的临界时间。
回收废气的最佳时间当然与所用的具体的PSA制氮系统和其中进行的操作程序有关。对于相同的最低允许的氧浓度，回收所要求的气体的时间增量取决于这些条件可长可短，而且可以在操作程序的不同时刻回收高纯度的氧。最佳回收时间还与具体的吸附剂、PSA循环程序和采用的步骤时间增量有关。
将PSA方法的平均废气纯度与图2的PSA制氮系统说明性实施例中捕集的高纯度氧气产物的废气纯度相比较，可以体会到本发明的优点。在此说明性实施例中，废气流中的平均氧纯度低于60%。通过在实施本发明中按适当的顺序控制阀门，可以容易地回收到氧纯度为80%或更高的富氧气流。
当然，可以对本发明的细节作各种变动和修改，而不偏离在所附权利要求中陈述的本发明的范围。例如，可以使用能从进料空气中选择性地吸附氮或氧的任何商品吸附剂。于是，可以采用平衡型的吸附剂，例如沸石型分子筛材料，如13X、5A、10X和丝光沸石，它们将把氮作为进料空气中较易吸附的组分选择性吸附。也可以使用能从进料空气中选择性吸附氧的速度型选择性吸附剂，例如碳分子筛。还应该理解，具体采用的PSA操作程序可以变化，这是工艺中一般都了解的。虽然一般的吸附/解吸/再加压程序属于PSA操作，但是正如在PSA工艺中已知的，也可以采用各种其它的操作步骤作为操作程序的一部分。例如，PSA制氧程序可以包括例如以下程序(1)在较高的吸附压力下吸附;(2)同向减压，从床体的非进料端释放气体，该气体用来提供另一个床的吹洗气;(3)同向减压一压力平衡化;(4)反向减压，从床的进料端放出气体，床减压到较低的解吸压力，包括在真空条件下减压到低于大气压力;(5)在较低的解吸压力下吹洗;(6)利用压力平衡部分地重新加压;和(7)用进料空气进一步重新加压到较高的吸附压力。一个具体的PSA制氮顺序见Werner等的专利，即，美国专利4，599，094。其中包括(1)将另一床排出的联产品排放气引入到床的排放端，以便将压力增加到中等水平;(2)用进料空气进一步重新加压到较高的吸附压力;(3)将较易吸附的氮作为同向吹洗气通入到在上述较高吸附压力下的床的进料端;(4)利用从床的进料端排放出较易吸附的氮气，将床反向减压到中等压力;(5)进一步将床反向减压到低于大气压的解吸压力;(6)将不易吸附的氧气引入到床的排放端，反向吹洗床体，以便从床的进料端排放出更多数量容易吸附的氮气;和(7)在循环的基础上重复步骤(1)-(6)，在步骤(2)中将更多数量的进料空气通过床体。
本发明可以在具有至少一个吸附剂床的吸附剂床中实施，以在有2到4个吸附剂床的体系中为佳，最好是有2或3个吸附剂床。
可以看出本发明增强了PSA空气分离操作在工业实施中的优点。由于能够回收到双产物，本发明大大提高了在适合使用高纯度氧和氮的应用场合采用PSA空气分离方法和系统的经济与技术可行性。
权利要求
1.一种压力回转吸附方法，用来在一种吸附系统中回收氧或氮产物，该系统有至少一个吸附剂床，其中含有能将氧或氮作为进料空气中容易吸附的组分选择性吸附的吸附剂材料，所述的方法包括各床中在循环基础上的吸附/解吸/再加压程序，其中从系统里回收所要的产物，废气流则从系统中排出，其改进包括(a)将一部分废气流与剩余的净废气部分分开，分离开的部分含有一种非产物组分，其纯度高于废气流中该组分的平均纯度水平，该纯度水平至少等于对所述非产物组分所要求的最低可接受水平；(b)回收到的部分非产物组分作为高纯度第二产物从系统中流出；和(c)将净废气部分从系统中排放掉，利用这一方法回收到高纯度的氧和氮，这种双产物回收强化了总的空气分离操作。
2.权利要求1的方法，其中容易吸附的组分含有氮，不易吸附的组分含有氧。
3.权利要求2的方法，其中氧是所要的产物，高纯度氮构成第二产物。
4.权利要求2的方法，其中氮是所要的产物，高纯度氧构成第二产物。
5.权利要求1的方法，其中监测废气流的即时纯度，当废气流的纯度符合或超过最低可接受水平时，就将它与净废气分离开。
6.权利要求5的方法，其中氧是所要的产物。
7.权利要求6的方法，其中吸附剂材料含有沸石型分子筛材料，它能将氮作为进料空气中容易吸附的组分选择性地吸附。
8.权利要求5的方法，其中氮是所要的产物。
9.权利要求8的方法，其中吸附剂材料含有沸石型分子筛材料，它能将氮作为进料空气中容易吸附的组分选择性吸附。
10.权利要求1的方法，其中分离出的部分废气流通入到储槽中，监测储槽中分离出的部分非产物组分的纯度，分离出的部分废气流流入储槽中一段时间，在此期间内分离出的部分非产物组分的纯度符合或超过最低可接受的水平。
11.权利要求10的方法，其中容易吸附的组分含有氮，不易吸附的组分含有氧。
12.权利要求11的方法，其中氧是所要的产物，高纯度氮构成第二产物。
13.权利要求11的方法，其中氮是所要的产物，高纯度氧构成第二产物。
14.权利要求1的方法，其中预先设定时间增量，在此期间内将一部分废气流从净废气中分离出来，以便使分离出的部分废气的纯度符合或超过最低可接受的水平。
15.权利要求14的方法，其中吸附剂材料含有沸石型分子筛材料，它能将氮作为进料空气中容易吸附的组分选择性地吸附。
16.权利要求15的方法，其中氧是所要的产物。
17.权利要求15的方法，其中氮是所要的产物。
18.权利要求1的方法，包括将分离出的部分废气流通入到储槽中，监测通入到储槽中的分离出的部分废气流的数量，当储槽中装满了分离出的部分废气流时，将另外的废气流转移以便排放。
19.一种压力回转吸附系统，用来在吸附系统中回收氧或氮，该吸附系统至少有一个吸附剂床，其中含有能将氧或氮作为进料空气中容易吸附的组分选择性吸附的吸附剂材料，该系统适合包括吸附、解吸和再加压等操作程序的操作，其中从系统中回收所要的组分，排放掉废气流，其改进包括(a)用来将一部分废气流与剩余的净废气流部分分开的控制装置，分离出的部分含有非产物组分，其纯度高于该组分在废气流中的平均纯度水平，该纯度水平至少等于对这种非产物组分规定的最低可接受水平;(b)导管装置，用来将分离出的部分非产物组分作为高纯度第二产物从系统中引出。(c)用来从系统中排放净废气部分的导管装置;利用此系统回收到高纯度的氧和氮，这种双产物回收强化了总的空气分离操作。
20.权利要求19的系统，其中吸附剂材料能将氮作为进料空气中容易吸附的组分选择性吸附。
21.权利要求19的系统，其中包括用来监测废气流即时纯度的分析器，以及控制装置，每当废气流的纯度符合或超过最低可接受水平时，控制装置就将部分废气流与净废气流分开。
22.权利要求21的系统，其中所要的产物含有氧。
23.权利要求21的系统，其中所要的产物含有氮。
24.权利要求21的系统，其中吸附剂材料含有沸石型分子筛材料，它能将氮气作为进料空气中容易吸附的组分选择性吸附。
25.权利要求19的系统，其中包括(1)一个供分离出的部分废气流用的储槽，(2)用来将分离出的部分废气流通向储槽的导管，(3)分析器，用来监测储槽中分离出的部分非产物组分的纯度，(4)控制装置，用来将分离出的部分废气流通入储槽中一段时间，在此期间内分离出的部分非产物组分的纯度符合或超过最低可接受的水平。
26.权利要求25的系统，其中进料空气中容易吸附的组分含有氮。
27.权利要求26的系统，其中所要的产物是氧。
28.权利要求26的系统，其中所要的产物是氮。
29.权利要求19的系统，其中包括用来预设时间增量的控制装置，在此时间增量内将一部分废气与净废气分离，使得分离出的部分废气流的纯度符合或超过最低可接受的水平。
30.权利要求29的系统，其中吸附剂材料含有沸石型分子筛材料，它能将氮气作为进料空气中容易吸附的组分选择性吸附。
31.权利要求19的系统，其中包括(1)用来将分离出的部分废气流通入储槽的导管装置，(2)监测装置，用来测定通入储槽的分离出的部分废气流的数量，和(3)控制装置，当储槽中装满了分离出的部分废气流时，用它将多余的废气流转移排放。
32.权利要求19的系统，其中吸附系统包括2到4个吸附剂床。
33.权利要求32的系统，其中吸附系统包括2个吸附剂床。
34.权利要求21的系统，其中吸附系统包括2到4个吸附剂床。
35.权利要求25的系统，其中吸附系统包括2个吸附剂床。
36.权利要求29的系统，其中吸附系统包括2到4个吸附剂床。
37.权利要求36的系统，其中吸附系统包括2个吸附剂床。
全文摘要
通过捕集PSA空气分离操作非主产物废气流中含高浓度的氧或氮的那一部分，可以得到高纯度的第二产物气流。
文档编号B01D53/22GK1071346SQ92111339
公开日1993年4月28日 申请日期1992年10月7日 优先权日1991年10月8日
发明者F·W·莱维特, J·施莫拉列克, D·A·拉吉里 申请人:普拉塞尔技术有限公司