[其他]利用吸附作用分离气体混合物的工艺方法和设备

说明书

本发明涉及一种利用吸附作用分离气体混合物的工艺方法。在这种方法中的一个下述的连续操作循环过程，至少对两个吸附器的每一个都起作用。这些循环过程靠等于一个循环期间除以吸附器数目的相位移而彼此错开。该连续操作循环过程包括：

a）在循环高压状态下的一个等压生产操作，称作顺流生产;

b）在所述的进行顺流减压的一个吸附器和进行逆流重新加压的另一个吸附器之间至少一次压力平衡操作;

c）一个向贮槽的局部排放操作;

d）在循环低压状态下的一个最终逆流减压操作;

e）一个在所述的低压状态下用取自贮槽的气体的逆流清除操作;

f）一个逆流重新加压的开始，借助于b）型式的压力平衡;

g）一个逆流重新加压的终止;用取自等压生产中的气流的气体流动，

本发明同这样的工艺方法的新的改进有关，这种改进在于以下措施的组合：

i）吸收器的总数最小值为4，并且小于3+x+y，x和y分别为同时处于等压生产的吸附器的数目和处于压力平衡数目，x+y至少等于3;

j）把按照c）进行的局部排放的气体的全部引入贮槽;

k）每次压力平衡是确保从一个正处于减压的吸附器来的气体直接和立即输送到一个处于重新加压的吸附器的“直接”的压力平衡。

从以下的参照附图所给出的实施例的说明中，将更加清楚地看出本发明的特点和优点。附图中：

图1是在一种采用5个吸附器的循环里，一个吸附器及其相应贮槽的作为时间函数的两个压力曲线图;

图2到图9是本发明的5种可供选择的实施方案中类似于图1的曲线图;

图10是成套的设备图;以及

图11到图18表示了其他可供选择的实施方案。

参见图1，一套设备包括5个吸附器，1号吸附器的压力变化已用粗实线画出，其他4个用数字序号2到5表示。

在通常的方式中，图中用箭头定向的直线指示气流的移动及目标：当箭头平行于纵坐标轴时，它们表示吸附器中的一个纵向循环;当箭头指向纵坐标的增大方向时，认为该流动在吸附器中是顺流，即按气流方向的生产操作期间;若朝上指向的箭头位于表示吸附中压力线的下面，这表示气流经过吸附器的入口端进入吸附器;若朝上指向的箭头位于表示吸附器中压力线的上面，表示气流经吸附器出口端从吸附器流出，入口和出口通常被分别定义为等压生产操作中待处理气体的进口和排出气体的出口;当箭头指向纵坐标减小的方向，认为该流动在吸附器中是逆流，即在同生产气流相反的方向。若朝下指向的箭头位于表示吸附器压力线的下面，则气流经吸附器的入口端从吸附器中流出;若朝下指向的箭头位于表示吸附器压力线的上面，表示气流经吸附器的出口端进入吸附器，当箭头从一条与一个吸附器或一个以字母R为标志的与贮槽气体出口相对应的流动线上引出时，指向横坐标增大方向的箭头表示从一个吸附器向另一个（在园括号内）用吸附器数字标誌的吸附器传输的定向气流。当箭头再次接入一条与吸附器中的气体流入通路相对应的气体流线时，表示气流来自（在园括号内）用吸附器数字标记的一个吸附器。在横坐标方向的箭头用虚线连接起来，表示气流朝向或来自除1号吸附器以外的一个吸附器。

在下面描述的方法中，那些单个来看都是公知的不同操作步骤被结合在一个循环里。循环的周期常用T来表示，它被分成一定数目的相数，相数等于在循环中的吸附器的个数，每个相的期间为S＝T/n（n是吸附器的个数），并用S₁，S₂，……S_n来表示。一个循环中每个操作的期间，依据不同情况可能大于、等于或小于一个相位的期间。操作可以一步完成也可以多步完成。若一个相位有许多步，每步的期间可通过把该指定相位细分，用1，2，3等序数表示。例如，若相位S_x有三步，每一步的期间就可用S_x·1，S_x·2，S_x·3来表示。

同时，用跟有一个表示操作形式的字母的字符f_p和在这次操作中被执行的步骤的序号数表示与某一步对应的气体流动。

构成本工艺方法的操作都属于下述六个步骤之一：