[其他]用于增加多组分混合气体中的一种组分的浓度的工艺过程

说明书

本发明涉及一个用于提高多组分气体里所含的一种组分的浓度的工艺过程，更特别地，涉及一个通过增加空气中的氧气浓度来富集空气的工艺过程。

工业上往往探寻不同于纯氧的富氧空气来改善燃烧，或者新近用在生物工艺学里加强作用。迄今，已经通过用众所周知的低温技术产生的纯氧与空气混合或通过压力变换吸附技术来获得富氧空气。

在通常的压力变换技术里，空气在压力下通过一个固定床吸附系统。一般是使用诸如分子筛的吸附剂，分子筛优先吸收氮。于是从床层排出的气体的含氧量比输入床层的气体的含氧量高。在吸附以后，压力降到大气压或者甚至低于大气压，而氮则从床里解吸。然后床层回复到吸附氮的循环。

只要系统是比较简单，上述的技术适用于产生较少量的富集的空气。然而，当系统变得更复杂或者如果要求较高程度的富集时，应用固定床系统的压力变换技术以及其它技术就变得非常复杂，并且运转起来很昂贵。

其他合用的空气富集系统，诸如隔膜分离系统，往往不需要那么复杂的装置，但是由于它能处理的空气的量受到限制，所以仍然是不理想的。

鉴于先有技术工艺过程的上述的局限性和缺点以及上面没有逐一提到的其他缺点，很显然，在工艺过程的技术里，尚有这样一个要求，即对大量的空气能连续并经济地富集氧分。因而，本发明的主要目的是通过提供一个利用先进分离装置（Advanced    Separation    Device或ASD）富集空气的工艺过程来达到那个要求，先进分离装置（ASD）使得通过吸附技术富集空气经济地切实可行。

本发明的另一个目的是提供一个用于富集空气的工艺过程，它能将一个富氧气流分成两个分离的气流，然后从第一个气流里解吸氧以供同时并连续地荷载到第二个气流里去，结果是得到一个氧气浓度更大的气流。

本发明的又一个目的是提供一个用于富集空气的工艺过程，它能够由实际的任意容积的空气在比较低的压力，也即低于4个大气压下进行，因而使它令人满意地与工艺过程的要求无关。

本发明的更进一步的目的在于提供一个利用热量变换方法来再生吸附剂床的工艺过程，改善了该技术的通用性。

简单地说，本发明的那些以及其他目的是通过在一个包括许多吸附剂填充室的先进分离装置里实现工艺过程来达到的。这些吸附剂填充室与许多固定的进料口和在填充室另一端的固定排料口相连，以周期性流动的方式沿环路运转。由于从固定的排料口里排出的物料容易从系统清除，再循环到另一个进料口，或者二个进料口的结合处，借助于先进分离装置就有可能：

1.通过将压力较低的空气供给到一个或多个固定的吸附工序进料口以输送到填充室里而将空气里所含的氧荷载到填充室里一种合适的吸附剂上;

2.通过将含空气的较高温度的气流供给到一个或多个固定的解吸工序进料口以输送到含有荷载氧的吸附剂的填充室里而从吸附剂解吸氧，以便得到一个富氧的气流;以及

3    将富氧的气流分成两个各别的气流，冷却第一个气流，并将它供给到第二个吸附工序进料口，在那里，它被输送并荷载到吸附剂上，加热第二个气流，并将它供给到第二个解吸工序进料口，在那里，它通过第一个富氧气流解吸荷载氧的吸附剂，由此，结果是进一步地富集了气流。这个将富氧的气流分成两个各别的气流并从其中一个里解吸氧而同时地并连续地进一步富集另一个气流的工艺过程能按需重复一次或多次。

图1是说明本发明整个工艺过程基本原理的工艺流程图。

图2是先进分离装置的透视图。

图3是沿图2的Ⅰ-Ⅰ线和Ⅱ-Ⅱ线得到的横截面图，它分别地显示固定的进料口和固定的排料口;

图4是在先进分离装置里进行的工艺过程的图解的说明。

图5是在先进分离装置里进行的单通道氧气富集工艺过程的示意图。

本发明的工艺过程是在一个1985年3月19日提交的、在受让人的流水号为713492的待批申请案里所详细描述的先进分离装置里进行的，参考文献包括了它所披露的内容。

图1描述了本发明的整个工艺过程的基本原理。一般地，将温度为T₁的环境空气供给先进分离装置，在那里，其中所包含的氧同合适的吸附剂接触并被它吸附。而现在贫氧（O₂）的排出气从先进分离装置里作为废气排出。

然后，将可能包含一些来自后面工序的再循环空气的第二个气流供给到先进分离装置以输向荷载氧的吸附剂。第二个气流的温度是T₂，它比第一个气流的温度T₁高，因此实现先所由吸附剂荷载的氧的解吸。这样，排出的气流是富氧的。