具有旋轉(zhuǎn)分配器和用于調(diào)節(jié)流量的裝置的吸附凈化單元的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種變壓吸附凈化單元（PSA單元），包括：N個(gè)吸附器，具有N個(gè)進(jìn)口和N個(gè)出口，其中N≥2；至少一個(gè)第一旋轉(zhuǎn)分配器，其藉由N個(gè)第一連接件連接至所述N個(gè)吸附器的N個(gè)進(jìn)口；至少一個(gè)第二旋轉(zhuǎn)分配器，其藉由N個(gè)第二連接件連接至所述N個(gè)吸附器的N個(gè)出口；所述N個(gè)第一連接件和/或N個(gè)第二連接件中的每一者均包括用于調(diào)節(jié)流量的裝置；所述第一旋轉(zhuǎn)分配器和所述第二旋轉(zhuǎn)分配器安裝在同一軸上。
【專利說(shuō)明】具有旋轉(zhuǎn)分配器和用于調(diào)節(jié)流量的裝置的吸附凈化單元
[0001]本發(fā)明涉及一種變壓吸附凈化單元(PSA單元)，尤其涉及在具有短持續(xù)時(shí)間的循環(huán)中使用的PSA單元。
[0002]循環(huán)時(shí)間(Tc)指的是吸附器經(jīng)歷完全吸附和再生循環(huán)并回到其初始狀態(tài)所花費(fèi)的時(shí)間。應(yīng)注意的是，對(duì)于包括以不一致的方式工作的N個(gè)吸附器的PSA單元而言，階段時(shí)間Tph大致上由Tc/N來(lái)限定。一階段時(shí)間可以包括一個(gè)或多個(gè)步驟(例如，2個(gè)連續(xù)的壓力平衡)，或者反過(guò)來(lái)一個(gè)步驟可以對(duì)應(yīng)若干階段時(shí)間(例如，吸附步驟可以延續(xù)3個(gè)階段時(shí)間)。
[0003]第一趨勢(shì)是減少PSA的循環(huán)時(shí)間，以“使吸附劑更快工作”和因而減小吸附器的尺寸，并且以此來(lái)減少投資。這種類型的單元習(xí)慣上被稱為RPSA (快速PSA)。為了限制負(fù)載損失、改善動(dòng)力學(xué)和防止顆粒的進(jìn)入運(yùn)動(dòng)，應(yīng)優(yōu)選地使用接觸器，即，含有結(jié)構(gòu)化吸附劑(例如，作為薄層沉積在隨后被輾軋的支承體上的吸附劑)的吸附器。
[0004]另一趨勢(shì)是使用更復(fù)雜的PSA循環(huán)，例如采用若干壓力平衡，使得若干吸附器同時(shí)處于生產(chǎn)和/或洗脫中。這種情況的目的通常是提高分離單元的性能，例如，提高產(chǎn)物的提取效率或降低能量消耗。
[0005]在這兩種情況中，使用常規(guī)的閥一其能夠以正確的量將多種流朝向正確的吸附器引導(dǎo)——變得困難，甚至成為問(wèn)題。
[0006]對(duì)于最復(fù)雜的循環(huán)，可能需要大約數(shù)百個(gè)閥，這導(dǎo)致與可靠性和維護(hù)性相關(guān)的明顯問(wèn)題。
[0007]對(duì)于最快的循環(huán)，所需的操縱時(shí)間(不到一秒)使得僅很少的特定閥仍可以部分地響應(yīng)于這些限制。
[0008]已知由于這些原因，良好的解決方法可在于使用多通道旋轉(zhuǎn)分配器。旋轉(zhuǎn)分配器意味著能夠借助靜子上的固定孔和轉(zhuǎn)子上的非固定孔來(lái)連續(xù)地使線路/回路接通的系統(tǒng)。所述固定孔通常連接至吸附器的一端。在這種情況下，轉(zhuǎn)子與供應(yīng)氣體和殘余氣體線路有關(guān)。優(yōu)選使用第二分配器，該第二分配器的靜子將連接至所述吸附器的第二端，該第二分配器的轉(zhuǎn)子將連接至產(chǎn)物線路。
[0009]圖1示意性示出具有6個(gè)吸附器和包含2個(gè)旋轉(zhuǎn)分配器的RPSA。
[0010]旋轉(zhuǎn)分配器7使得能夠連續(xù)地向6個(gè)吸附器1、2、3、4、5和6供應(yīng)待被凈化的氣體70。
[0011]所述旋轉(zhuǎn)分配器還允許含有雜質(zhì)的殘余氣體72的流動(dòng)。
[0012]以相同的方式，旋轉(zhuǎn)分配器8使得能夠通過(guò)將吸附器置于相關(guān)聯(lián)的不同壓力下來(lái)移出產(chǎn)物71、執(zhí)行平衡步驟和供應(yīng)洗脫氣體的步驟。
[0013]流體一方面借助各連接件10到60、另一方面借助各連接件11到61在吸附器和旋轉(zhuǎn)分配器之間流動(dòng)。
[0014]圖2示出用于打開和關(guān)閉線路的原理。
[0015]將所述開口相繼地設(shè)置成面向彼此限定出用于氣態(tài)流體的多條流動(dòng)路徑。
[0016]轉(zhuǎn)子I的開口(此處在一平面中示出)在藉由連接件連接至相應(yīng)的吸附器的靜子的孔的前方經(jīng)過(guò)。
[0017]如果假設(shè)在被凈化氣體側(cè)上具有旋轉(zhuǎn)分配器，則只要靜子的孔10和轉(zhuǎn)子的孔至少部分地疊覆，吸附器10的產(chǎn)物就經(jīng)這兩個(gè)孔被排出。
[0018]吸附器20和50藉由孔20、b、轉(zhuǎn)子的連接兩個(gè)孔e和50的線路處于壓力平衡。
[0019]吸附器30藉由30、C、Cd、d和40將洗脫氣體供應(yīng)至吸附器40。
[0020]所述旋轉(zhuǎn)分配器能以不連續(xù)的方式(逐步地)或者連續(xù)地旋轉(zhuǎn)。優(yōu)選地，所述旋轉(zhuǎn)是連續(xù)的。
[0021]因?yàn)樗鲩_口(所述轉(zhuǎn)子和靜子中的開口)尺寸固定。所以分配器自身不提供常規(guī)閥類型的用于調(diào)整的裝置，通過(guò)該常規(guī)閥(針閥、蝶形閥等)，開口可以被調(diào)節(jié)。
[0022]然而，在PSA循環(huán)中，經(jīng)常要求調(diào)節(jié)內(nèi)部流量，例如在循環(huán)時(shí)間不是其額定值的情況下(減小的流量、產(chǎn)物純度變化等)。許多專利包含調(diào)節(jié)PSA的步驟，尤其是根據(jù)所述步驟的持續(xù)時(shí)間。
[0023]唯一易于干預(yù)的參數(shù)是旋轉(zhuǎn)速度，其能夠改變線路的打開時(shí)間。
[0024]單純的速度變化不能夠最佳地保持大多數(shù)PSA循環(huán)，如將在下面描述的。
[0025]為了解釋這點(diǎn)，本發(fā)明以一簡(jiǎn)單循環(huán)為例，該循環(huán)具有處于吸附壓力Pads的生產(chǎn)步驟(a)，吸附器之間的藉由它們的“產(chǎn)品”端的壓力平衡階段(b)，生產(chǎn)洗脫氣體的階段(C)，通過(guò)逆流流動(dòng)最終減壓至低循環(huán)壓力Preg的階段(d)，洗脫階段(e)，與步驟(b)相應(yīng)的壓力平衡階段(f)，以及最后地使用產(chǎn)品的最終再壓步驟(g)。
[0026]相應(yīng)的壓力循環(huán)在圖3中示出。
[0027]在這個(gè)循環(huán)中希望將平衡步驟(f)和最終再壓步驟(g)包含在同一階段內(nèi)，平衡步驟(f)的持續(xù)時(shí)間例如等于一個(gè)階段的一半。因?yàn)檫@是同時(shí)的，所以在減壓側(cè)上的相應(yīng)的平衡步驟(b)也等于階段時(shí)間除以2。因此，剩余的階段時(shí)間對(duì)應(yīng)于空閑時(shí)間I (Idle)。
[0028]生產(chǎn)洗脫氣體的階段(C)和最終減壓的階段之間的截?cái)鄩毫int對(duì)于獲得最佳的PSA性能是非常重要的。
[0029]過(guò)大的壓力造成洗脫氣體的減少，使得洗脫氣體不足以使吸附劑適當(dāng)?shù)卦偕?，相反，不足夠的壓力?duì)應(yīng)于通過(guò)產(chǎn)物端提取過(guò)量的氣體，使得雜質(zhì)被過(guò)遠(yuǎn)地驅(qū)向所述產(chǎn)物端。
[0030]利用安裝在同一軸上、以其100%速度旋轉(zhuǎn)的2個(gè)旋轉(zhuǎn)分配器執(zhí)行所述循環(huán)。
[0031]計(jì)算和可能地調(diào)節(jié)靜子和轉(zhuǎn)子的孔，以獲得如圖3所示的壓力循環(huán)。
[0032]現(xiàn)在假設(shè)出于某種原因而需要以減小的流量、假設(shè)以50%的流量操作。
[0033]為了處理相同量的氣體(和阻止相同量的雜質(zhì))，必須以兩倍的時(shí)間輸送供應(yīng)流量的 50%ο
[0034]所述分配器的旋轉(zhuǎn)速度因此將被減小為接近50%。
[0035]由此獲得了圖4的壓力循環(huán)。
[0036]在不對(duì)氣體線路進(jìn)行限制的情況下，吸附器之間的平衡將以與之前的時(shí)間相同的時(shí)間發(fā)生。在其余時(shí)間中，所述吸附器處于相同壓力下，不再發(fā)生任何過(guò)程。獲得了充足的空閑時(shí)間I’，這里等于31。對(duì)于大多數(shù)PSA循環(huán)(PSA H2、PSA CO2等)，這不是問(wèn)題。
[0037]然而，以雙倍持續(xù)時(shí)間，生產(chǎn)洗脫氣體的步驟(c’)將持續(xù)超過(guò)最佳壓力Pint，從而導(dǎo)致如上所述的吸附器中的雜質(zhì)增加。最終減壓步驟(d’)將因此被限制并甚至在計(jì)劃持續(xù)時(shí)間的一半之前完成。由于比正常情況具有更多雜質(zhì)，將需要通過(guò)過(guò)量的氣體來(lái)執(zhí)行洗脫步驟。隨后的平衡步驟(f’)將以100%流量迅速地發(fā)生，這不會(huì)引起任何特殊問(wèn)題。最終再壓縮步驟將在近似于與正常循環(huán)相同的時(shí)間內(nèi)發(fā)生。所采用的流量應(yīng)與100%的情況一致，但這里所采用的流量為流量的一半。在大多數(shù)情況中，這引起吸附壓力的下跌，結(jié)果是產(chǎn)物流量非常不規(guī)則，或甚至被暫時(shí)中斷，如圖(a’)所示。
[0038]另一方面，所述生產(chǎn)步驟中間的壓降對(duì)于PSA的性能是不利的，因?yàn)槠湓斐呻s質(zhì)的部分解吸。
[0039]為克服這些缺點(diǎn)所采用的解決方法在于利用特殊的循環(huán)、增加容量等。這使所述單元和分配器復(fù)雜，還必須使吸附器和這些容量循環(huán)地關(guān)聯(lián)。
[0040]氣體可從分配器被“移除”，安裝用于調(diào)節(jié)的部件，使氣體被放回所述分配器。這大大增加了旋轉(zhuǎn)分配器的復(fù)雜性。圖5示意性示出可涉及的變型的類型。為了使吸附器20和50關(guān)聯(lián)，替代采用路徑20、e、b-e、e和50，運(yùn)輸件e_j被用至出口 j的頂部，藉由孔70離開，經(jīng)過(guò)包括用于調(diào)節(jié)流量的裝置的外側(cè)線路75，藉由靜子的孔80返回，在經(jīng)過(guò)靜子的孔50返回以到達(dá)吸附器50之前經(jīng)過(guò)頂部k并藉由運(yùn)輸件b-k返回到轉(zhuǎn)子的孔b。增加了所述分配器的尺寸、摩擦面的尺寸、使用的密封件的數(shù)量等。
[0041]EP1340531通過(guò)使旋轉(zhuǎn)分配器復(fù)雜、即包括結(jié)合的用于調(diào)節(jié)的裝置來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。
[0042]這種增加的復(fù)雜性使得分配器可靠性降低和更難執(zhí)行。
[0043]因此，所形成的一個(gè)問(wèn)題是提供改進(jìn)的吸附凈化單元，使得可以進(jìn)行內(nèi)部流量調(diào)節(jié)，而仍保留標(biāo)準(zhǔn)的旋轉(zhuǎn)分配器。
[0044]本發(fā)明的解決方案是提供一種變壓吸附凈化單元(PSA單元)，包括:
[0045]-N個(gè)吸附器，包括N個(gè)進(jìn)口和N個(gè)出口，其中N≥2 ;
[0046]-至少一個(gè)旋轉(zhuǎn)分配器，其藉由N個(gè)連接件連接至所述N個(gè)吸附器的N個(gè)進(jìn)口或N個(gè)出口；以及
[0047]所述變壓吸附凈化單元的特征在于，這N個(gè)連接件中的每一個(gè)均包括用于調(diào)節(jié)流量的裝置。
[0048]應(yīng)注意到PSA或RPSA表示這樣的吸附循環(huán)，即執(zhí)行在高壓下可最易吸附的氣體的吸附階段和主要藉由壓力的降低而發(fā)生的再生。再生壓力可以低于、高于或近似于大氣壓力。術(shù)語(yǔ)“PSA”因此覆蓋了能被稱為PSA、VSA、PVSA或MPSA的單元。
[0049]根據(jù)一替代方案，根據(jù)本發(fā)明的凈化單元可以包括藉由N個(gè)第一連接件連接至所述N個(gè)吸附器的N個(gè)進(jìn)口的第一旋轉(zhuǎn)分配器，以及藉由N個(gè)第二連接件連接至所述N個(gè)吸附器的N個(gè)出口的第二旋轉(zhuǎn)分配器；N個(gè)第一連接件和/或N個(gè)第二連接件中的每一者包括用于調(diào)節(jié)流量的裝置。
[0050]所述第一旋轉(zhuǎn)分配器和所述第二旋轉(zhuǎn)分配器更優(yōu)選地安裝在同一軸上。實(shí)際上，由于兩個(gè)分配器以同步方式操作，所以通常將它們安裝在由單一馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的單一軸上。
[0051]根據(jù)所述情況，根據(jù)本發(fā)明的凈化單元可以包括一個(gè)或多個(gè)下述特征:
[0052]-至少一個(gè)旋轉(zhuǎn)分配器是連續(xù)旋轉(zhuǎn)或非連續(xù)旋轉(zhuǎn)的分配器；如果使用2個(gè)旋轉(zhuǎn)分配器(所述第一旋轉(zhuǎn)分配器和所述第二旋轉(zhuǎn)分配器)，則各旋轉(zhuǎn)分配器優(yōu)選地是連續(xù)旋轉(zhuǎn)或非連續(xù)旋轉(zhuǎn)的分配器；
[0053]-至少一個(gè)旋轉(zhuǎn)分配器具有可變的速度；如果使用2個(gè)旋轉(zhuǎn)分配器(所述第一旋轉(zhuǎn)分配器和所述第二旋轉(zhuǎn)分配器)，則各旋轉(zhuǎn)分配器優(yōu)選地具有可變的速度；
[0054]-所述單元包括2-30個(gè)吸附器，優(yōu)選地包括6-20個(gè)吸附器。
[0055]-用于調(diào)節(jié)流量的裝置從氣動(dòng)閥、液壓閥或電動(dòng)閥中選擇。
[0056]-所述凈化單元從PSA H2、PSA 或 VSA CO2、PSA or VSA O2 和 PSAN2 中選擇。
[0057]本發(fā)明還涉及使用根據(jù)本發(fā)明的凈化單元的吸附凈化方法，其中各吸附器遵循少于60秒、優(yōu)選地少于20秒且更優(yōu)選地少于10秒的壓力循環(huán)。
[0058]根據(jù)這種情況，根據(jù)本發(fā)明的方法可以具有一個(gè)或多個(gè)下述特征:
[0059]-各用于調(diào)節(jié)流量的裝置每循環(huán)被操作至多2次；
[0060]-各用于調(diào)節(jié)流量的裝置根據(jù)所述旋轉(zhuǎn)分配器的旋轉(zhuǎn)速度被操作；
[0061]-所述壓力循環(huán)包括吸附步驟、吸附器之間的壓力平衡步驟、供應(yīng)洗脫氣體的步驟，最終減壓步驟，洗脫步驟和重新加壓步驟；其中供應(yīng)洗脫氣體的步驟、洗脫步驟和重新加壓步驟具有藉由用于調(diào)節(jié)流量的裝置所調(diào)節(jié)的流量變化(? change)；
[0062]-各用于調(diào)節(jié)流量的裝置在來(lái)自旋轉(zhuǎn)分配器或者由所述旋轉(zhuǎn)分配器接收的流的流量減小超過(guò)30%時(shí)被操作。
[0063]下面將更詳細(xì)地描述本發(fā)明。
[0064]針對(duì)大多數(shù)循環(huán)開始描述，為了重新建立最佳循環(huán)，需要在有限數(shù)目的步驟(通常僅2個(gè)步驟，即，供應(yīng)洗脫氣體的步驟和重新加壓的步驟)期間限制流量，雖然所述循環(huán)、尤其是具有最佳性能的那些循環(huán)可以包括很多步驟或階段。
[0065]進(jìn)一步地，這兩個(gè)步驟不是相鄰的，并且在這些步驟之前設(shè)置時(shí)間允許的平衡步驟(這些步驟在相應(yīng)的階段結(jié)束前以減少的操作完成)。因此，可以在前一步驟的一部分期間操作閥，以使它們到達(dá)最佳打開點(diǎn)。能夠利用關(guān)閉系統(tǒng)然后抵靠適合的部分來(lái)迅速地實(shí)現(xiàn)完全打開。
[0066]圖6示出具有與圖1類似的6個(gè)吸附器和2個(gè)旋轉(zhuǎn)分配器的RPSA單元，除了在從所述吸附器的出口(生產(chǎn)側(cè))到旋轉(zhuǎn)分配器71生產(chǎn)側(cè)的各連接件11至61上放置一系列閥81 至 86。
[0067]圖7則示出能夠通過(guò)如上所述的系統(tǒng)獲得的循環(huán)。
[0068]仍假設(shè)僅處理供應(yīng)氣體的50%，為了完成這點(diǎn)，作為首要途徑，使所述旋轉(zhuǎn)分配器的速度減慢一半。
[0069]在雙倍時(shí)間期間引入標(biāo)準(zhǔn)供應(yīng)流量的50%。因此，在所述生產(chǎn)階段期間凈化相同量的氣體。僅取決于2個(gè)吸附器的相對(duì)壓力和連接線路的平衡以與額定流量所用時(shí)間相同的時(shí)間完成。實(shí)際上應(yīng)注意的是，根據(jù)通過(guò)使轉(zhuǎn)子上的孔經(jīng)過(guò)靜子上的孔而獲得的實(shí)際打開的變換時(shí)間，可以存在小的差異，但不會(huì)以任何方式改變本發(fā)明的解釋。
[0070]希望控制供應(yīng)洗脫氣體的步驟。這能夠以若干方式完成:通過(guò)限制提供氣體的吸附器出口處的流量、限制接收氣體的吸附器的進(jìn)口處的流量或通過(guò)干預(yù)兩個(gè)閥。
[0071]此處選則示出在吸附器接收方面完成流量的控制。進(jìn)行的最佳方式是根據(jù)具體情況對(duì)此進(jìn)行檢查。
[0072]為克服中間壓力的問(wèn)題，所述最終減壓持續(xù)與額定情況大致相同的時(shí)間。該步驟的末尾因而包括空閑時(shí)間i，可利用該空閑時(shí)間i來(lái)使用于調(diào)節(jié)洗脫的流量的裝置進(jìn)入所需位置。因?yàn)橄疵摬襟E以最佳方式進(jìn)行，所以平衡f按計(jì)劃進(jìn)行。由于平衡f在轉(zhuǎn)子的運(yùn)動(dòng)所分配的時(shí)間之前完成，因此在平衡與重新加壓之間存在另一少量的空閑時(shí)間。利用該空閑時(shí)間來(lái)操作用于調(diào)節(jié)的裝置，使其到達(dá)對(duì)應(yīng)于規(guī)則的重新加壓的新位置。
[0073]圖8示出針對(duì)6個(gè)吸附器的閥運(yùn)動(dòng)。它們藉由循環(huán)置換彼此推斷出來(lái)。
[0074]可以看到，每循環(huán)僅需要2次運(yùn)動(dòng)，以完全優(yōu)化所述方法。此外，每次階段時(shí)間的一部分是可利用的，以操作閥(在閥的情況下)到其打開位置，所述閥仍能夠使用常規(guī)的或現(xiàn)有的材料。
[0075]由于在供應(yīng)側(cè)上和在生產(chǎn)側(cè)上的旋轉(zhuǎn)分配器(例如，第一和第二旋轉(zhuǎn)分配器)以同步方式操作，所以通常將它們安裝在由單個(gè)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的單一軸上。
[0076]優(yōu)選地，旋轉(zhuǎn)分配器連續(xù)地旋轉(zhuǎn)，如已經(jīng)示出的，所述驅(qū)動(dòng)應(yīng)優(yōu)選地以可變速度發(fā)生，因此希望其具有用于調(diào)節(jié)的第一裝置。
[0077]該系統(tǒng)尤其應(yīng)用到RPSAs，這意味著通常所述循環(huán)時(shí)間將少于60秒，在示例所示的情況下循環(huán)時(shí)間對(duì)應(yīng)于10秒的階段時(shí)間。
[0078]對(duì)于更快的RPSA，具有例如等于12秒的循環(huán)時(shí)間，各階段將是2秒?？梢钥闯瞿軌蚓哂屑s一秒鐘的時(shí)間來(lái)將閥引入其所需位置，所需位置在甚至用于大直徑(數(shù)百毫米)的可執(zhí)行范圍內(nèi)。
[0079]吸附器的數(shù)量能夠根據(jù)待處理的流量和保持的循環(huán)變化。大多數(shù)單元將具有2到30個(gè)吸附器，但是可以考慮并行的吸附器組可以以該吸附器數(shù)目乘以2-3倍。
[0080]更優(yōu)選地，將使用約6到20個(gè)吸附器以得到簡(jiǎn)單的系統(tǒng)。
[0081]鑒于循環(huán)的迅速，吸附器將通常是接觸器。接觸器意味著包括結(jié)構(gòu)化吸附劑(例如，作為薄層沉積在隨后被輾軋的支承體的兩側(cè)上的吸附劑)的吸附器?？墒褂酶鞣N類型的墊圈來(lái)保持用于氣體的常規(guī)通路。
[0082]被添加至位于供應(yīng)側(cè)/吸附器進(jìn)口側(cè)或吸附器出口側(cè)(生產(chǎn)側(cè))/旋轉(zhuǎn)分配器生產(chǎn)側(cè)的旋轉(zhuǎn)分配器連接件中的至少一個(gè)的、用于調(diào)節(jié)的附加裝置可以是能夠控制在所述連接件中的流量的任何類型。通常，這將會(huì)或多或少限制通路的截面。最常見(jiàn)的裝置是任意類型的閥，但是可以考慮各種閉合件。可以不同方式操作這些裝置:氣動(dòng)的、液壓的、電的、磁的。
[0083]可希望將閥的移動(dòng)與分配器之一的位置(例如旋轉(zhuǎn)角度)或電機(jī)或旋轉(zhuǎn)軸聯(lián)接起來(lái)。位置的指示可以藉由任何方法(視覺(jué)的、機(jī)械的、電的、磁的等)完成。
[0084]由于旋轉(zhuǎn)速度影響所述循環(huán)，所以有利地是將用于調(diào)節(jié)的裝置的開啟值與旋轉(zhuǎn)速度聯(lián)系起來(lái)。這種聯(lián)系可以直接地或通過(guò)任何控制系統(tǒng)形成。
[0085]這些用于調(diào)節(jié)的裝置將優(yōu)選地在用于分配器的減小的速度下使用，但是它們也可以作為用于使壓力循環(huán)最佳化的裝置在額定條件下使用。
[0086]當(dāng)停止時(shí)，這些用于調(diào)節(jié)的裝置可以被用作隔離吸附器的裝置，尤其是在氣體可含有不希望其與吸附器接觸的雜質(zhì)的供應(yīng)側(cè)上。
【權(quán)利要求】
1.一種變壓吸附凈化單元(PSA單元)，包括: -N個(gè)吸附器，包括N個(gè)進(jìn)口和N個(gè)出口，其中N≥2 ; -至少一個(gè)第一旋轉(zhuǎn)分配器，其藉由N個(gè)第一連接件連接至所述N個(gè)吸附器的N個(gè)進(jìn)口 ； -至少一個(gè)第二旋轉(zhuǎn)分配器，其藉由N個(gè)第二連接件連接至所述N個(gè)吸附器的N個(gè)出口 ； 所述N個(gè)第一連接件和/或所述N個(gè)第二連接件中的每一者均包括用于調(diào)節(jié)流量的裝置；所述第一旋轉(zhuǎn)分配器和所述第二旋轉(zhuǎn)分配器安裝在同一軸上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吸附凈化單元，其特征在于，至少一個(gè)旋轉(zhuǎn)分配器是連續(xù)旋轉(zhuǎn)或非連續(xù)旋轉(zhuǎn)的分配器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的吸附凈化單元，其特征在于，至少一個(gè)旋轉(zhuǎn)分配器具有能變化的速度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的吸附凈化單元，其特征在于，所述單元包括2-30個(gè)吸附器、更優(yōu)選地6-20個(gè)吸附器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的吸附凈化單元，其特征在于，用于調(diào)節(jié)的裝置從氣動(dòng)閥、液壓閥或電動(dòng)閥中選擇。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的吸附凈化單元，其特征在于，所述凈化單元從PSAH2、PSA 或 VSA C02、PSA 或 VSA 02 和 PSA N2 中選擇。
7.一種使用根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的凈化單元的吸附凈化方法，其中各吸附器遵循少于60秒、優(yōu)選地少于20秒且更優(yōu)選地少于10秒的壓力循環(huán)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的凈化方法，其特征在于，各用于調(diào)節(jié)流量的裝置每壓力循環(huán)被操作至多2次。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的凈化方法，其特征在于，根據(jù)所述旋轉(zhuǎn)分配器的旋轉(zhuǎn)速度來(lái)操作各用于調(diào)節(jié)流量的裝置。
10.根據(jù)權(quán)利要求7-9中任一項(xiàng)所述的凈化方法，其特征在于，所述壓力循環(huán)包括吸附步驟、使所述吸附器之間的壓力平衡的步驟、供應(yīng)洗脫氣體的步驟、最終減壓步驟、洗脫步驟和重新加壓步驟；其中所述供應(yīng)洗脫氣體的步驟、洗脫步驟和重新加壓步驟具有藉由用于調(diào)節(jié)流量的裝置而被調(diào)節(jié)的流量變化。
11.根據(jù)權(quán)利要求7-10中任一項(xiàng)所述的凈化方法，其特征在于，在來(lái)自所述旋轉(zhuǎn)分配器或由所述旋轉(zhuǎn)分配器接收的流量具有超過(guò)30%的流量下降時(shí)，操作各用于調(diào)節(jié)流量的裝置。
【文檔編號(hào)】B01D53/047GK103534003SQ201280022531
【公開日】2014年1月22日 申請(qǐng)日期:2012年4月20日 優(yōu)先權(quán)日:2011年5月9日
【發(fā)明者】C·莫內(nèi)羅, B·索尼耶 申請(qǐng)人:喬治洛德方法研究和開發(fā)液化空氣有限公司