188675. lajstromszámú szabadalom • Eljárás a levegőből nitrogéngáz főtermék és oxigéndús melléktermék kinyerésére
1 188 675 A példa szerint megvalósított esetben az oxigén és a nitrogén elválasztásának főbb adatait az 5. táblázat mutatja. Az elválasztási tényező: N2/02 = 2,25. Levegő betöltési nyomás: 2 bar; vákuumnyomás: 0,03 bar; a termékek nyonlásá: 1 bar (légköri) 5. táblázat Komponens Anyagáramok, tf% N2 termék 02 termék n2 99,94 15,00 o2 0,06 85,00 Kihozatal, % 53,6 41,5 A példa szerinti megoldás előnye az alapciklus (2. táblázat) lassítása, ami a lassú kineükájú adszorbensek esetében előnyös, valamint, hogy a nagy teljesítményfelvételű N2 -elvételi berendezések a műveleti ciklus nagyobbik részében működnek aktívan. Az automatika a 17. műveleti lépésekkel indul és a 16. lépéssel fejeződik be a ciklus. 4. példa g A négy párhuzamos adszorpción ciklusos eljárás (4. ábra) esetében az előző példák szerinti eljárásoknak megfelelően járunk el, de négy, A, B, C és D adszorber oszlopot alkalmazunk; az ezekhez tartozó készülékek tételszámait A, B,C illetve D jellel jelezzük. jQ A műveleti sorrend mind a négy, A, B, C és D adszorber oszlopban az előző példák szerint folyik le, de azzal a különbséggel, hogy a közbenső nitrogén elvételt és a közbenső nitrogén recirkulációt, valamint a közbenső oxigén elvételt és a közbenső oxigén recirkulációt a négy jg adszorber oszlop között ciklikusan végezzük; mind a közbenső nitrogén elvétel, műid a közbenső oxigén elvétel átvezetése a következő adszorber oszlopba egyaránt a 7 oxigénszelepeken át történik. Itt a 8 oxigéntartály is feleslegessé válik. 2Q A teljes műveleti ciklust tizenkét műveleti lépésben folytatjuk le; a termék nitrogén elvétel három lépésen át tart. A teljes ciklust a 6. táblázat tartalmazza. 6. táblázat 2 Műveleti lépés sorszáma „A” adszorber oszlopban „B” adszorber oszlopban „C” adszorber oszlopban „D” adszorber oszlopban 11 termék 02 recirk. termék N2 elvétel maradék 02 lefuv. termék 02 elvétel 12 D közbenső 02 rec. termék N2 elvétel termék 02 recirk. közbenső 02 elvét. A 1 levegő betáplálás termék N2 elvétel közbenső N2 elv. közbenső N2 recirk. 2 termék 02 elvétel termék 02 recirk. termék N2 elvét. maradék 02 lefúvás 3 közbenső 02 elv. közbenső 02 rec. termúk N2 elvét. terméle N2 recirk. 4 D közbenső N2 rec. levegő betáplál. termék N2 elvét. közbenső N2 elvét. A 5 maradék 02 lefuv. termék 02 elvét. term ék 02 recirk. termék N2 elvétel 6 termék N2 recirk. közbenső 02 elv. közbenső 02 recirk. terméle N2 elvétel 7 közbenső N2 elv. közbenső N2 rec. levegő betáplál. termék N2 elvétel 8 termék N2 elvét. maradék 02 lefuv. termék 02 elvét. termék 02 recirk. 9 termék N2 elvét. termék 02 recirk. közbenső 02 elv. közbenső 02 recirk. 10 termék N2 elvét. közbenső N2 elv. közbenső N2 rec. levegő betáplálás Ennek a megoldásnak az előnye a 8 oxigéntartály, valamint a 9 oxigénszelepek és a 12 nitrogénszelepek 45 elmaradásán kívül, hogy a gázáramok térfogatsebessége ebben a változatban a legegyenletesebb eloszlású. A tizenkét lépéses automatika a 11. műveleti lépéssel indul és a 10. műveleti lépéssel fejeződik be. A találmány szerinti eljárás főbb előnyei a követ- 50 kezőkben foglalhatók össze: Az oxigénnek az adszorpciós folyamatból több lépésben való elvétele a gázfrakciók récirkulációja szempontjából összehangolt nyomásviszonyokat tesz lehetővé, ami energiamegtakarítást eredményez a belső 55 (recirkulációs) anyagáramokat önmagában (sűrítés nélkül) biztosító nyomáseloszlás alapján. Enélkül ugyanis — csupán a végtermékek recirkulációjával - az általában alkalmazott zeolit-tipusú adszorbensekkel nem lehet megfelelő kihozatalt elérni, mert az adszoprciós fron- 60 tok nem eléggé élesek. Az eljárás az ismert eljárásokhoz képest kevesebb szelepet igényel; a nyomásról való vezérlés által az önműködő szabályozás nagymértékben egyszerűsödik és az időprogram szerinti vezérlésnél előadódó elcsúszás lehetősége kiküszöbölődik. Az adszorber oszlopok és a tárolótartályok kisebbek és egyszerűbbek lehetnek illetve a: utóbbiak részben vagy teljesen feleslegessé válnak. Az adszorpciós ciklusokban általánosságban alkalmazható adszorbensek esetében a gázfázis átáramoltatásos cseréje állandó nyomáson, a csereadszorpciós folyamatok lassúsága miatt, hosszabb időt vesz igénybe, mint a nyomásváltoztatásos feltöltés illetve leürítés. Ezért egy lépésben — noha a termékáram csökkentésével a terméktisztaság növelhető - nem érhető el kellő kihozatal. Ezt a hátrányt a kaszkád-rendszerhez hasonló, több ciklusban lejátszódó eljárásunk kiküszöböli. Szabadalmi igénypontok 1. Eljárás levegővel legalább 99 tf% tisztaságú nitrogén főtermék és oxigéndús melléktermék kinyerésére nitrogént erősebben megkötő adszorpcióval, a termékek recirkulaltatásával, egy vagy egynél több párhuzamos, de 65 5
