发明名称 氧气及氮气之并行分离方法及其并行分离系统
摘要 本发明之目的系提供一种可以藉着PSA气体分离装置而由空气等来分离及取得高纯度氧气同时由该PSA气体分离装置所连续供应之脱合气体来连续且效率良好地分离及取得高纯度氮气之方法以及系统。本发明系包括在PSA气体分离装置1之PSA气体分离制程以及在膜式气体分离器2之膜式气体分离制程。在PSA气体分离制程,藉由使用将优先地吸附氮之吸附剂予以填充之吸附塔所进行之压力变动吸附式气体分离法,而由空气等之含氧、氮之气体,来取出氧富化气体以及主要包括氮并且也包括氧脱合气体。在膜式气体分离制程,使得优先地透过氧之气体分离膜2A之透过侧,减压至未满大气压之压力,并且,藉由气体分离膜2,而将脱合气体,分离成为透过气体分离膜2A之气体以及不透过气体分离膜2A之气体(氮富化气体)。
申请公布号 TWI277438 申请公布日期 2007.04.01
申请号 TW094126529 申请日期 2005.08.04
申请人 住友精化股份有限公司 发明人 春名一生;野广昭
分类号 B01D53/047(2006.01);B01D53/22(2006.01) 主分类号 B01D53/047(2006.01)
代理机构 代理人 洪澄文 台北市大安区信义路4段279号3楼
主权项 1.一种氧气及氮气之并行分离方法,用以由包括氧 和氮之混合气体来并行分离氧气及氮气, 其特征在于包括: 用以藉由使用将用以优先地吸附氮之吸附剂予以 填充之吸附塔所进行之压力变动吸附式气体分离 法,而在前述吸附塔内呈相对地成为高压之状态下 ,在前述吸附塔,导入前述混合气体,使得该混合气 体中之氮,吸附于前述吸附剂,由该吸附塔,来导出 氧富化气体,并且,在前述吸附塔内呈相对地成为 低压之状态下,由前述吸附剂,来脱合前述氮,由该 吸附塔,来导出将残留于前述吸附塔内之氧和该氮 予以包括之含氧脱合气体之压力变动吸附式气体 分离制程;以及 用来将用以优先地透过氧之气体分离膜之透过侧, 减压至未满大气压之压力,并且,藉由该气体分离 膜,而将前述含氧脱合气体,分离成为透过前述气 体分离膜之透过气体以及不透过前述气体分离膜 之非透过氮富化气体之膜式气体分离制程。 2.如申请专利范围第1项之氧气及氮气之并行分离 方法,其中,还包括:用以在前述含氧脱合气体附加 于前述膜式气体分离制程之前,来压缩该含氧脱合 气体之压缩制程。 3.如申请专利范围第2项之氧气及氮气之并行分离 方法,其中,在前述压缩制程,压缩前述含氧脱合气 体,成为0.6MPa以上之压力。 4.如申请专利范围第1项之氧气及氮气之并行分离 方法,其中,在由前述压力变动吸附式气体分离制 程之前述吸附塔来导出前述含氧脱合气体时之该 吸附塔内之减压以及前述膜式气体分离制程之前 述透过侧之前述减压系藉由单一之减压装置而实 现。 5.如申请专利范围第1项之氧气及氮气之并行分离 方法,其中,构成在前述膜式气体分离制程,不透过 前述气体分离膜而将前述含氧脱合气体之一部分, 来导入至前述气体分离膜之透过侧。 6.一种氧气及氮气之并行分离系统,用以由包括氧 和氮之混合气体来并行分离氧气及氮气, 其特征在于包括: 压力变动吸附式气体分离装置,用以藉由使用将用 以优先地吸附氮之吸附剂予以填充之吸附塔所进 行之压力变动吸附式气体分离法,而在前述吸附塔 内呈相对地成为高压之状态下,在前述吸附塔,导 入前述混合气体,使得该混合气体中之氮,吸附于 前述吸附剂,由该吸附塔,来导出氧富化气体,并且, 在前述吸附塔内呈相对地成为低压之状态下,由前 述吸附剂,来脱合前述氮,由该吸附塔,来导出将残 留于前述吸附塔内之氧和该氮予以包括之含氧脱 合气体; 膜式气体分离器,具有用以优先地透过氧之气体分 离膜,用以将前述含氧脱合气体,分离成为透过前 述气体分离膜之透过气体以及不透过前述气体分 离膜之非透过氮富化气体,来进行导出;以及 减压装置,用以使得前述膜式气体分离器之前述气 体分离膜之透过侧,减压成为未满大气压之压力。 7.如申请专利范围第6项之氧气及氮气之并行分离 系统,其中,还包括:用以在前述含氧脱合气体来供 应至前述膜式气体分离器之前而压缩该含氧脱合 气体之压缩装置。 8.如申请专利范围第6项之氧气及氮气之并行分离 系统,其中,前述减压装置系在由前述压力变动吸 附式气体分离装置之前述吸附塔来导出前述含氧 脱合气体时,也一并发挥作为用以减压该吸附塔内 之装置之功能。 9.如申请专利范围第6项之氧气及氮气之并行分离 系统,其中,还包括:用以迂回前述含氧脱合气体之 一部分而不透过前述气体分离膜来导入至前述气 体分离膜之透过侧之迂回装置。 图式简单说明: 图1系显示本发明之第1实施形态之氧氮并行分 离系统之概略构造。 图2系就由图1所示之压力变动吸附式气体分离装 置所排出之含氧脱合气体而显示压力时间变化之 某一例子。 图3系关于使用及执行图1所示之氧氮并行分离 系统之本发明之氧氮并行分离方法之膜式气体 分离制程,正如图2所示而将经过由PSA气体分离装 置来排出含氧脱合气体之状态下之脱合初期(脱合 制程开始时)、脱合中期(经过10秒钟时)及脱合末 期(经过30秒钟时)之各个物理量之变化之某一例子 予以整理之表。 图4系关于不减压图1所示之氧氮并行分离系统 之膜式气体分离器之气体分离膜之透过侧而执行 之膜式气体分离制程,正如图2所示而将经过由PSA 气体分离装置来排出含氧脱合气体之状态下之脱 合初期(脱合制程开始时)、脱合中期(经过10秒钟 时)及脱合末期(经过30秒钟时)之各个物理量之变 化之某一例子予以整理之表。 图5系表示本发明之第2实施形态之氧氮并行分 离系统之概略构造。 图6系表示本发明之第3实施形态之氧氮并行分 离系统之概略构造。 图7系表示本发明之第4实施形态之氧氮并行分 离系统之概略构造。 图8系表示习知之氧氮并行分离系统之概略构造 。
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