[其他]变压吸附法及其系统

说明书

介绍了一种用于从混合气中有选择地吸附至少一种气体成分的交变压力吸附法。混合气周期性变换地通过至少三个吸附器流动。在吸附阶段中，工作混合气总是被引入通过两个前后连通的部分吸附器。至少一个顺流减压阶段结束后，部分吸附器彼此分离，工作混合气首先流过的第一部分吸附器继续减压，而第二部分吸附器保持较高的压力。然后，此第二部分吸附器逆流减压，在这时排出的逆流减压气体用来吹洗第一部分吸附器。

本发明涉及一种从混合气中有选择地吸附至少一种气体成分的变压吸附法，工作混合气体周期性变换地通过至少三个吸附器流动，吸附器彼此交错地进行工作循环，在工作循环中工作混合气在一个吸附阶段中以提高了的压力进入一个吸附器，未被吸附的气体则从吸附器排出，一个吸附阶段结束后在顺流中进行部分减压，而这时所产生的顺流减压气体至少有一部分导向另一个吸附器重新部分升压，顺流减压结束后进行逆流减压和在最低的工作压力下用吹洗气体进行吹洗，此吸附器最后重新升压到吸附压力。

在一般的变压吸附法（以下简称PSA法）中，接在一个吸附阶段后面的，习惯上是一个多级的顺流减压，与此同时所产生的顺流减压气体引入一个或多个再生了的要重新升压的吸附器中，并被用来在那里通过压力平衡建立压力。经过一个或多个这类压力平衡后，紧接着在另一个顺流减压阶段，气体用于在最低的工作压力下吹洗另一个吸附器，究竟顺流减压到什么样的压力水平对一个已吸附了气体的吸附器才是恰当的，这要看被吸附成分的浓度、吸附压力和吸附剂装量的大小。吸附剂是用来在吸附器中顺流减压时推进吸附工作面的。

为得到高的产品生产率，在专利US-PS3986849所提出的PSA方法中力图使顺流减压进行到尽可能低的压力水平，以便回收在吸附器空隙空间中所含有的许多产品成分。所以在这种方法中就必须有一个比吸附阶段实际需要大得多的吸附器。为了避免产生这一缺点，所以在专利DE-PS3304227的PSA方法中顺流减压在较高的压力下结束，在后继的逆流减压中所产生气体的一部分在辅助吸附器中再净化，并重新输入主吸附器作吹洗气体用。这就意味着，在主吸附器中被吸附了的杂质，在辅助吸附器中必须再次被吸附，因此总是需要大量的吸附剂。

本发明的任务是提供一种本文开始所述的那种方法，使之可以以最合理的方式利用吸附剂。虽然此方法是可以广泛应用的，但特别适用于高的吸附压力和可吸附的成分处于较高温度的情况下。

在采用本文开始所述的那种方法的情况下，此任务是通过以下办法解决的，即在吸附阶段工作混合气引入两个串联连接的部分吸附器中，至少在一个顺流减压阶段结束后，部分吸附器彼此分开，其中工作混合气首先流过的第一部分吸附器继续减压，而第二部分吸附器保持在一个较高的压力，之后，此第二部分吸附器逆流减压，这时所排出之逆流减压气体用来吹洗第一部分吸附器。

本发明方法之主要特点在于将迄今为止通常是单个的吸附器分为前后相连接的两个部分吸附器。在吸附阶段和后继的顺流减压阶段中这两个部分吸附器是顺次相通的，就象一个单个的较大的吸附器那样进行工作，而在以后的再生过程中由于是分开的因而带来了很大的好处。第一部分吸附器通过后继的减压就已经可以释放一部分被吸附的成分，并在随后的吹洗阶段中，在利用由第二部分吸附器提供使用的吹洗气体的情况下，进行较彻底的解吸。第一部分吸附器在只吸附一种成分时比第二部分吸附器吸附浓度更大而在吸附各种成分时则吸附其中最易吸附的成分（“成分”这一概念在这里和以后总是指一种单一的成分，或者表示各种不同组成部分的集合体）。通过这样的工艺步骤，部分吸附器已经可以得到相当程度的再生，而不需要来自另一个进行顺流减压阶段的吸附器的减压气体或产品气体。这样做的结果是较少量不能吸收的成分作为吹洗气体引入吸附器，并因此直接导致适当地改善对未吸收成分的利用。如果不打算改善利用率，则此吸附过程便可以在一个较小的PSA设备中进行。

当第一部分吸附器与第二部分吸附器分开后，第一部分吸附器的继续减压是在以具有优点的方式至少部分地以处于与吸附阶段时的流动方向相反的逆流形式进行的。根据顺流减压结束后第一部分吸附器的饱和程度，必要时可以首先再来一次顺流减压，并在此时产生的气体可以输入另一个在适当的压力水平下进行压力建立阶段的吸附器中，如若第一部分吸附器饱和程度相当大，则一般来说立即进行逆流减压阶段直至最低的工作压力是适宜的。即使在事先进行了顺流减压阶段，通常也应该在逆流中将工作压力在结束时减到最低。