[发明专利]吸附方法

说明书

本发明涉及一种借助于周期性地对吸附剂加载和卸载从而对至少由两种不同组分A和B组成的原料气体混合物（Einsatzgasgemisch）进行吸附分离的方法，该方法在回收基本上由气体组分A或气体组分B组成的气流时，所述原料气体混合物流过吸附剂，使之或者从富含A或B气体组分的气流中提取待回收的产品，或者在再生吸附剂期间从富含A或B气体组分的气流中制取待回收的产品，在这种情况下，将吸附剂装在吸附剂容器内，原料气体混合物经入口管道进入吸附剂容器中，此外，该容器还设有顺流出口管道和逆流出口管道。

近几十年来，分离或净化气体混合物的吸附分离方法已广为人知。根据原料流的组分及所需要的产品流组分，可选用活性炭、硅胶、碳分子筛或沸石作为吸附剂。事实证明特别是采用在吸附阶段增压而在再生阶段或解吸阶段降压的吸附分离方法从空气中吸附分离氮和氧时，其产量可达5000Nm³/h（参见例如技术与科学中的Linde报告“用变压吸附装置对气体进行分离”Nr.57/1985，26-35页，尤其请参见3.4和3.5段）。传统的从空气中分离氧和氮的变压吸附方法根据时间安排切换的时间周期较短（约一分钟），即以较短的周期从吸附阶段切换到再生阶段。用变压吸附方法制取氮、更确切地说精细净化氮的时间周期总共约60秒。当前所采用的时间控制常见的缺点是：不能对如吸附剂质量不稳、吸附剂老化、温度和压力波动、因盖不密封等之引起的渗漏之类的干扰因素进行控制。这意味着例如在盖不密封或阀门密封不严的情况下，产品纯度将受到影响。

本发明的目的是提供一种克服了上述缺点的吸附分离方法。

按照本发明，完成上述目的的技术方案是：

a）在吸附阶段连续测量顺流出口管道中气体组分A的浓度；

b）在超过或低于预先给定的气体组分A的浓度之后，使原料气体混合物流过的吸附器结束吸附阶段，并使该吸附器开始再生阶段；

c）在再生阶段连续测量逆流出口管道中气体组分A的浓度；

d）在低于或超过预先给定的气体组分A的浓度之后，使上述再生阶段结束。

采用本发明的方法，在吸附分离过程中，每台吸附器的容量能得到最充分的利用，同时提高了产量。

下面根据图1及两个实施例对本发明及其它的作较详细的说明。

实施例1

图1为一种变压吸附装置的示意图，该装置包括两台彼此平行设置的吸附器X和Y。所述两台吸附器按一定相移地进行相同的吸附/再生循环。本实施例中描述的是用吸附法从空气中制取氮的过程，其中选用碳分子筛作为吸附剂。在这种情况中，可将已压缩且经预净化的空气经管道1和阀门V₁送入处于吸附阶段的吸附器X中。由于存在于原料空气中的氧被吸附剂以很高的吸附速度吸附，富氮产品气流经阀V₅和管道2排出。用λ探头（Lambda-Sonde）4测量经管道2流出的富氮产品气流中的氧浓度。氧浓度超过给定值（例如1%）则吸附器X中止吸附阶段，即从中止时刻起原料空气经阀V₂流入吸附器Y，此时富氮产品气流经阀V₆和管道2排出。在吸附器X处于再生阶段时，通过开启阀V₃使其内压力为大气压力而对吸附剂进行再生，同时，富氧的剩余气体流经阀V₃和管道3排出。还可用λ探头5对所述的剩余气体管道3中的富氧剩余气的氧浓度连续进行测量。对此也预定一给定值（例如20%），低于给定值则吸附器X中止再生阶段，吸附器X再切换到吸附阶段。当连续测量出的氧浓度超过或低于预定值时，在某个吸附器中吸附或再生阶段也就中止。因此，吸附器就再不会“多少有些盲目地”继续运行而连细微的白天/夜晚的温度波动或夏天/冬天的温度变化也不能补偿。如果根据外界条件如温度波动、吸附剂老化等，被测气体组分A（在本实施例中该组分为氧）达到了给定浓度，在本发明的方法中首先中止吸附，并切换到再生阶段。

实施例2