[发明专利]使用带有高速永磁电动机的离心式压缩机的PSA气体分离系统和方法

权利要求书

1. 一种气体分离系统，包括：

至少一个容器，其容纳了包含至少一种吸附材料的至少一个吸附床；

至少一个离心式压缩机，其构造成由相关联的电动机驱动，所述相关联的电动机包括高速永磁变速电动机；以及

控制装置，其用于接收所述系统中状态的数据信号并且响应于所述状态传送给驱动所述至少一个离心式压缩机的高速永磁电动机，使得所述至少一个离心式压缩机能够在指定转速下运行；并且

其中，所述至少一个吸附床构造成在运行期间进行循环加压和减压。

2. 如权利要求1所述的系统，还包括由相关联的电动机驱动的至少一个第二压缩机，其中，所述至少一个第二压缩机是旋转叶片鼓风机并且所述相关联的电动机是感应电动机。

3. 如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述至少一个离心式压缩机的所述相关联的电动机与至少一个相关联的变频驱动器(VFD)通信，并且所述至少一个相关联的变频驱动器(VFD)与所述控制装置通信，并且其中，所述至少一个真空离心式压缩机的所述相关联的电动机与至少一个相关联的变频驱动器(VFD)通信，并且所述至少一个相关联的变频驱动器(VFD)与所述控制装置通信。

4. 如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统中的所述状态包括所述至少一个离心式压缩机的进口压力和出口压力、以及所述至少一个离心式压缩机的进口温度。

5. 如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述控制装置构造成确定所述至少一个离心式压缩机的压力比(出口压力/进口压力)。

6. 如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述控制装置在运行期间响应于所述至少一个离心式压缩机的压力比和进口温度，把要以之运行的转速传送给所述至少一个离心式压缩机的相关联的高速永磁电动机。

7. 如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述相关联的高速永磁电动机直接联接到所述至少一个离心式压缩机，使得所述至少一个离心式压缩机能够沿着预定效率线运行。

8. 如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述预定效率线是由与在不同转速和工艺条件下所述至少一个离心式压缩机的压缩机工作曲线的最高效率点相对应的点的轨迹所代表的最佳效率线。

9. 如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统包括用于回收从O₂、N₂、CO₂、H₂或氦气中选择的至少一种气体的变压吸附或真空变压吸附系统。

10. 如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述至少一个高速永磁电动机包括至少一个稀土高速永磁电动机。

11. 如权利要求1所述的一种气体分离系统，其特征在于，所述压缩机加压所述至少一个吸附床，并且真空压缩机抽空所述至少一个吸附床，并具有所述至少一个所述供给压缩机或所述至少一个真空压缩机作为由所述高速永磁变速电动机驱动的所述离心式压缩机。

12. 一种气体分离方法，该方法包括：

把供给气体引入到至少一个容器中，所述至少一个容器容纳了包含至少一种吸附剂材料的至少一个吸附剂床，所述供给气体包括至少一种较不容易吸附的成分和至少一种较容易吸附的成分；

让所述供给气体通过所述至少一种吸附剂材料，使得所述较容易吸附的成分被所述至少一种吸附剂材料吸附；以及

抽出富含所述较不容易吸附成分的产品气体；并且

其中，在所述方法期间使用由为变速运行而设计的高速永磁电动机驱动的至少一个离心式压缩机对所述至少一个吸附剂床进行循环加压和减压。

13. 如权利要求12所述的方法，还包括使用控制装置监测所述方法，所述控制装置用于接收系统中状态的数据信号并且响应于所述状态传送给与所述至少一个离心式压缩机相关联的高速永磁电动机，使得所述至少一个离心式压缩机能够在指定转速下运行。

14. 如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述系统中的所述状态包括所述至少一个离心式压缩机的进口压力P₁、出口压力P₂和进口温度，并且其中，所述控制装置构造成确定所述至少一个离心式压缩机的压力比P_2/P₁。