DE3132758A1 - Absorptionsverfahren - Google Patents

Description

LINDE AKTIENGESELLSCHAFT

{Η 1256) H 81/52

Bü/fz 03.08.1981

Adsorptionsverfahren

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Zerlegen eines Gasgemisches nach dem Druckwechseladsorptionsverfahren, bei dem unter erhöhtem Druck stehendes Gasgemisch unter bevorzugter Adsorption mindestens einer ersten Komponente und Bildung eines an der ersten Komponente verarmten Produktgases im zyklischen Wechsel durch drei mit einem Adsorptionsmittel gefüllte Adsorber geführt wird, wobei jeder Adsorber zeitlich gegeneinander versetzte Schaltzyklen durchläuft und jeder Schaltzyklus eine Adsorptionsphase bei höchstem Verfahrensdruck, Entspannungsphasen, die zunächst im Gleichstrom und dann im Gegenstrom zur Adsorptionsrichtung durchgeführt werden, eine Desorptionsphase bei niedrigstem Verfahrensdruck und Druckaufbauphasen zur Wiederherstellung des Adsorptionsdrucks umfaßt, und wobei ein Druckausgleich zwischen einem in einer Gleich-Stromentspannungsphase und einem in einer Druckaufbauphase befindlichen Adsorber stattfindet.

Ein derartiges Verfahren ist bereits aus der DE-OS 27 24 bekannt. Dort wird eine mit drei Adsorbern betriebene Druckwechseladsorptionsanlagebeschrieben, bei der jedem Adsorber

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ein Reinigungsbett vorgeschaltet ist. Im Reinigungsbett werden mit Hilfe eines Adsorptionsmittels aus dem zu reinigenden oder zu zerlegenden Gasgemisch die Komponenten abgetrennt» die im Hauptadsorber zu Problemen führen könnten, insbesondere weil sie vom Adsorptionsmittel stark gebunden und nur schwer wieder abgetrennt werden können. Die Vorreinigung ist beispielsweise bei der Behandlung von Wasserdampf und Kohlendioxid enthaltenden Gasen wie Luft, Dampfreformiergas, Synthesegas usw. an zeolithischen Adsorptionsmitteln besonders zweckmäßig, da die genannten Verunreinigungen von Zeolithen sehr stark adsorbiert werden und möglichst von ihnen ferngehalten werden sollten.

Bei dem bekannten Verfahren durchläuft jeder Adsorber und das ihm zugeordnete Reinigungsbett den gleichen Zyklus. Vorzugsweise sind beide Bauteile sogar in einem einzigen Adsorptionsbehälter angeordnet. Im Anschluß an eine Desorptionsphase, die dort mittels Evakuierung auf einen unteratmosphärischen Druck durchgeführt wird, tritt ein während der Gleichstromentspannung anfallendes Entspannungsgas zwischen dem Reinigungsbett und dem Hauptadsorber in den Adsorber ein, um eine erste Druckaufbauphase durchzuführen. Ein Teil dieses Gases tritt im Gegenstrom zur Adsorptionsrichtung in das Reinigungsbett ein und drängt dadurch dessen Beladungsfront noch weiter zur Eintrittsseite zurück, während der restliche Teil dem Hauptadsorber im Gleichstrom aufgegeben wird.

Der Druckaufbau durch ein im Gleichstrom aufgegebenes Entspannungsgas wird als besonders günstig angesehen, weil es nicht erforderlich ist, auf große Reinheit des Entspannungsgases zu achten. Deshalb können die Adsorber während einer Adsorptionsphase auch bis zum Durchbruch der zu adsorbierenden Komponente bzw. der zu adsorbierenden Komponenten beladen werden. Für den Fall des Durchbruchs der Adsorp-

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tionsfront ist vorgesehen, daß das dann unrein abgezogene Produktgas noch durch einen anderen, zuvor wieder aufgedrückten Adsorber geführt und in ihm gereinigt wird. In dieser Betriebsphase sind also zwei Adsorber hintereinandergeschaltet.

Im Anschluß an die erste Druckaufbauphase folgt ein weiterer Druckanstieg bis auf Adsorptionsdruck durch Einleitung von Rohgas, das dem Reinigungsbett im Gleichstrom zur Adsorptionsrichtung zugeführt wird. Dieses Gas durchströmt also zunächst das Reinigungsbett und tritt dann in den Hauptadsorber ein.

Ein Nachteil des bekannten Verfahrens ist darin zu sehen, daß zufriedenstellende Produktausbeuten nur erzielt werden, falls die Desorption bei unteratmosphärischem Druck durchgeführt wird. Die zur Erzeugung des Unterdrucks erforderliche Vakuumpumpe stellt innerhalb der Adsorptionsanlage aber einen schwerwiegenden Kostenfaktor dar, der sich nicht nur bei der Investition, sondern auch im laufenden Betrieb wegen anfallender Energie-, Wartungs- und Reparaturkosten bemerkbar macht.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß zufriedenstellende Produktausbeutenauch dann noch erreicht werden, wenn die Desorption nicht bei unteratmosphärischem Druck durchgeführt wird.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß nach Beendigung der Adsorptionsphase eines ersten Adsorbers eine erste Gleichstromentspannungsphase folgt und das dabei anfallende Entspannungsgas zur Spülung eines in einer Desorptionsphase befindlichen zweiten Adsorbers verwendet wird, daß anschließend eine zweite Gleichstromentspannungsphase folgt

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und das dabei anfallende Entspannungsgas zum Aufdrücken des zweiten Adsorbers verwendet wird, daß danach eine Gegenstromentspannung folgt, während der ein Restgas vom Eintrittsende des ersten Adsorbers abgezogen wird, daß danach die Desorptionsphase folgt, während der eine Spülung mit einem ersten Gleichstromentspannungsgas aus dem dritten Adsorber durchgeführt wird, und daß schließlich zwei Druckaufbauphasen folgen, von denen die erste im Druckausgleich mit dem in der zweiten Gleichstromentspannungsphase befindlichen dritten Adsorber und die zweite durch Einleiten von Produktgas über das Austrittsende des Adsorbers erfolgt.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren handelt es sich um eine spezielle Kombination einer Reihe von Einzelmaßnähmen, deren Durchführung zu überraschend hohen Produktausbeuten führt. Die Ausbeuten liegen wesentlich über denen, die mit dem eingangs erwähnten bekannten Verfahren erreichbar sind, falls die Randbedingungen für beide Verfahren gleich gewählt werden und die Desorption ohne Erzeugung eines unteratmosphärischen Drucks durchgeführt wird.

Vorzugsweise wird beim erfindungsgemäßen Verfahren die Adsorptionsphase bei im wesentlichen konstantem Druck durchgeführt. Es können jedoch geringe Druckschwankungen auftreten, wenn aus einem in einer Adsorptionsphase be- · findlichen Adsorber neben dem Produktgas auch noch Gas zum Aufdrücken eines weiteren Adsorbers, der sich in seiner zweiten Druckaufbauphase befindet, abgezogen wird. Auch nach dem Umschalten eines mit Produktgas aufgedrückten Adsorbers auf Adsorptionsbetrieb ergibt sich umgekehrt ein geringer Druckanstieg, da bei konstanter Zuführung des zu zerlegenden oder zu reinigenden Gasgemisches zur Adsorptionsanlage zu diesem Zeitpunkt am Austrittsende des

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Ί Adsorbers nur Produktgas abgezogen wird.

Für den in einer Adsorptionsphase befindlichen Adsorber liegt eine Durchströmungsphase vor, es wird also gleichzeitig Gasgemisch über das Eintrittsende zugeführt und Produktgas vom Austrittsende abgezogen. Während der Adsorptionsphase wird dabei die Adsorptionsfront in Richtung des Austrittsendes des Adsorbers vorgeschoben. Die Adsorptionsphase wird beendet, bevor der Adsorber vollständig beladen ist, also bevor die Adsorptionsfront das Austrittsende erreicht hat. Dadurch verbleibt im Bereich des Austrittsendes noch eine unbeladene Zone, in die die Adsorptionsfront während der nachfolgenden Gleichstromentspannungsphase weiter vorgeschoben wird. Vorzugsweise wird dabei ein Durchbrechen am Austrittsende vermieden, weil dann auch während dieser Phasen ein Gas abgezogen werden kann, das an der zu adsorbierenden Komponente weitgehend verarmt ist.

Nach Beendigung der Adsorptionsphase wird ein Gleichstromentspannungsgas abgezogen, dessen Zusammensetzung noch weitgehend derjenigen des Produktgases entspricht und erst mit zunehmendem Druckabfall größere Anteile der zu adsorbierenden Komponenten enthält. Das zunächst im höchsten Druckbereich anfallende Entspannungsgas, dessen Zusammensetzung derjenigen des Produktgases am nächsten kommt, wird zur Spülung eines anderen Adsorbers, der gerade eine Desorptionsphase durchläuft,verwendet. Der Einsatz dieses qualitativ guten Entspannungsgases zur Spülung ermöglicht es, die Desorption mit relativ geringen Mengen an Spülgas durchzuführen. Der Verlust an Produktausbeute, der stets mit der Spülung einher geht, wird dadurch gering gehalten.

Nach Beendigung der Spülung wird weiterhin anfallendes Gleichstromentspannungsgas zum Aufdrücken des zuvor gespülten Adsorbers auf einen Zwischendruck verwendet. Dem auf-

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zudrückenden Adsorber kann dieses Gas, das üblicherweise nur geringe Adsorbatanteile aufweist, sowohl Über das Austrittsende als auch über das Eintrittsende zugeführt werden. Ein Aufdrücken über das Austrittsende ist insofern günstig, als dadurch die während der Spülung zum Eintrittsende zurückgedrängte Adsorptionsfront noch weiter zurückgeschoben wird. Diesem günstigen Effekt kann jedoch der Nachteil entgegen stehen, daß das Austrittsende des Adsorbers durch geringe Mengen an zu adsorbierenden Komponenten verunreinigt wird. Da diese Bestandteile während der nächsten Adsorptionsphase leicht aus dem Adsorber herausgetragen werden, muß eventuell mit einer geringeren Produktreinheit gerechnet werden.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird dieser Druckausgleich zwischen dem zu entspannenden und dem aufzudrückenden Adsorber deshalb so durchgeführt, daß das Entspannungsgas über das Eintrittsende in den aufzudrükkenden Adsorber eingeleitet wird. Wie sich gezeigt hat, wird dadurch nicht nur die Produktreinheit, sondern auch . die Produktausbeute verbessert.

Im Anschluß an den Druckaufbau mit Gleichstromentspannungsgas wird der Adsorber mit Produktgas aufgedrückt. Die Zufuhr des Produktgases erfolgt über das Austrittsende, wodurch die im Adsorber verbliebene Restbeladung in Richtung auf das Eintrittsende verschoben wird, ohne daß gleichzeitig eine Verunreinigung des Austrittsendes zu befürchten ist.

Gegenstromentspannungsgas, das nach Beendigung der Gleichstromentspannungsphase bei niedrigem Druck anfällt und einen erhöhten Anteil an desorbierten Komponenten enthält, wird üblicherweise als Restgas abgegeben, gegebenenfalls gemeinsam mit dem während der Spülung anfallenden desorbat-

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haltigen Spülgas.

Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich bei einer Vielzahl von Zerlegungs- oder Reinigungsprozessen einsetzten. S Geeignete Anwendungsgebiete sind unter anderem die Luftzerlegung, die Zerlegung von Dampfreformiergas oder Synthesegas, die Reinigung von Rohwasserstoff oder die Zerlegung von gasförmigen Kohlenwasserstoffgemischen. Wegen der Verwendung von nur drei Adsorbem eignet sich das Verfahren besonders für die Behandlung relativ kleiner Gasmengen, wie sie beispielsweise bei der Luftzerlegung zur Gewinnung von Sauerstoff oder an Sauerstoff angereicherter Luft für die Abwasserbehandlung nach dem Belebtschlamm-Verfahren benötigt werden.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eignen sich alle bekannten Adsorptionsmittel, also beispielsweise Aktivkohle, Silicagel, Aluminiumoxidgel oder Molekularsiebe. Die Auswahl des speziellen Adsorptionsmittels hängt im wesentlichen nur von der Art des jeweils zu behandelnden Gases und der abzutrennenden Komponenten ab.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand eines in den Figuren schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert.

Es zeigen:

Figur 1 eine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete Adsorptionsanlage und

Figur 2 ein Zeitablaufschema für die in Figur 1 dargestellte Adsorptionsanlage.

Die in Figur 1 gezeigte Anlage besteht aus drei Adsorbem 1,2 und 3, die Adsorptionsbetten 10, 20 und 30 und diesen

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vorgeschaltete Reinigungsbetten 11, 21 und 31 enthalten. In den Reinigungsbetten werden im zu zerlegenden Gasgemisch enthaltene Komponenten, die im eigentlichen Adsorptionsbett wegen starker Adsorption und schlechter Regenerierbarkeit stören würden, aus dem Gasgemisch abgetrennt. Derartige Komponenten sind bei Verwendung von zeolithischen Molekularsieben als Adsorptionsmittel beispielsweise Wasserdampf oder Kohlendioxid. Die Reinigurigsbetten und die Adsorptionsbetten sind in diesem Fall in einem gemeinsamen Adsorberbehälter untergebracht, so daß die beiden einander zugeordneten Betten jeweils in einer gleichen Betriebsphase stehen.

In einem Kompressor 4 wird das zu reinigende oder zu zerlegende Gasgemisch auf den für die Adsorption erforderlichen Druck komprimiert und durch eine Leitung 5 und ein Ventil 12 dem Reinigungsbett 11 des Adsorbers 1 zugeführt, wo störende Komponenten wie Wasserdampf, Kohlendioxid und gegebenenfalls andere Komponenten abgetrennt werden. Das so vorgereinigte Gas tritt unmittelbar darauf in das Adsorptionsbett 10 des Adsorbers 1 ein, wo eine oder mehrere Komponenten des Gasgemisches bevorzugt adsorbiert werden. Das von diesen Komponenten befreite Produktgas strömt durch ein Ventil 13 und eine Produktgasleitung 6 ab.

Die Adsorptionsphase des Adsorbers 1 wird beendet, bevor die Adsorptionsfront der bevorzugt adsorbierten Komponenten das Ende des Adsorptionsbettes 10 des Adsorbers 1 erreicht hat. Zuvor wird jedoch schon durch öffnen der Ventile 40 und 41 ein Teilstrom des Produktgases abgezweigt und über Leitung 7 und das geöffnete Ventil 24 zum Adsorber 2 geleitet, der durch dieses Gas im Gegenstrom zur Adsorptionsrichtung aufgedrückt wird. Die dem Adsorber 2 zugeordneten Ventile 22, 23, 25 und 26 sind während dieser Phase geschlossen. Da der in den Adsorber 1 über das geöffnete Ventil 12 eingespeiste Gasstrom zeitlich konstant bleibt, erfolgt nach dem öffnen

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der Ventile 40 und 41 ein geringer Druckabfall, da gleichzeitig Produktgas über Leitung 6 und Aufdrückgas über Leitung 7 abgezogen wird. Der dabei auftretende Druckabfall kann beispielsweise einem Adsorptionsdruck von etwa 4 bar in der Größenordnung von 0,5 bis 0,7 bar liegen.

Der Öffnungszeitpunkt der Ventile 4 0 und 41 wird so gewählt, daß der Adsorber 2 aufgedrückt ist, wenn die Adsorptionsphase des Adsorbers 1 beendet ist. Dann werden die Ventile

'** 12, 13, 40 und 41 geschlossen und das Rohgas durch öffnen der Ventile 22 und 23 durch das Reinigungsbett 21 und das Adsorptionsbett 20 des Adsorbers 2 geleitet, wo sich der Adsorptionsvorgang in gleicher Weise wie zuvor im Adsorber 1 wiederholt.

Der Adsorber 1 wird nunmehr im Gleichstrom entspannt. Da die Adsorptionsphase beendet wird, bevor die Adsorptionsfront das Austrittsende des Adsorptionsbettes 10 erreicht, tritt über das nunmehr geöffente Ventil 14 ein Gleichstrom-

*^ entspannungsgas in die Leitung 7, dessen Zusammensetzung weitgehend derjenigen des Produktgases entspricht. Das in einer ersten Gleichstromentspannungsphase anfallende Gas wird über das geöffnete Ventil 34 zur Austrittsseite des Adsorbers 3 geleitet. Nach Entspannung im Ventil 34 auf

** den niedrigsten Verfahrensdruck, vorzugsweise auf Atmosphärendruck, durchströmt dieses Gleichstromentspannungsgas den Adsorber 3 im Gegenstrom zur Adsorptionsrichtung, wobei die in einer vorausgegangenen Adsorptionsphase adsorbierten Komponenten desorbiert und aus dem Adsorber 3

"0 ausgespült werden. Das desorbathaltige Restgas wird über das geöffnete Ventil 35 der Restgasleitung 8 zugeführt und aus der Anlage abgezogen.

Nach Beendigung der Spülphase wird weiterhin Gleichstromentspannungsgas Über das geöffnete Ventil 14 aus dem Adsorber

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abgezogen. Dieses Gas wird dazu verwendet, den Adsorber 3 in einer ersten Druckaufbauphase aufzudrücken. Hierzu werden die zuvor geöffneten Ventile 34 und 35 geschlossen und das Ventil 36 geöffnet, wodurch das Entspannungsgas im Gleichstrom zur Adsorptionsrichtung in das Adsorptionsbett 30 des Adsorbers 3 eintritt. Das Entspannungsgas, das über das geöffnete Ventil 36 in den Adsorber 3 geleitet wird, tritt zwischen Sem Reinigungsbett 31 und dem Adsorptionsbett 30 ein. Hinsichtlich des Reinigungsbettes 31 erfolgt deshalb diese Druckaufbauphase im Gegenstrom zur Adsorptionsrichtung. Dadurch wird erreicht, daß eine dort nach der Desorption gegebenenfalls noch verbliebene Restbeladung in Richtung auf das Eintrittsende des Reinigungsbettes zurückgeschoben wird, wodurch die Wirkung der vorangegangenen Desorption noch"erhöht wird, was im Endeffekt zu einer Verkleinerung des Reinigungsbettes führt.

Die Gleichstromentspannungsphasen des Adsorbers 1 werden beendet, wenn die Adsorptionsfront das Austrittsende des Adsorbers 1 erreicht hat. Es folgt dann eine Entspannungsphase im Gegenstrom zur Adsorptionsrichtung. Hierzu wird das Ventil 14 geschlossen und das Ventil 15 geöffnet, wodurch eine Verbindung mit der Restgasleitung 8 hergestellt wird. Nach erfolgter Entspannung bis ■ aus Atmosphärendruck schließt sich die Desorptions- oder .Spülphase für den Adsorber 1 an. Hierzu wird Gleichstromentspannungsgas aus dem Adsorber 2, der gerade seine Adsorptionsphase beendet hat, über das geöffnete Ventil 24, Leitung 7 und das ebenfalls geöffnete Ventil 14 im Gegenstrom zur Adsorptionsrichtung in den Adsorber 1 geführt. Nach Beendigung der Desorptionsphase wird der Adsorber 1 in zwei Stufen wieder auf den Adsorptionsdruck aufgedrückt. In einer ersten Druckaufbaüphase wird dazu Gleichstromentspannungsgas aus dem Adsorber 2, der sich in seiner zweiten Gleichstromentspannungsphase befindet, verwendet. Der Adsorber 2 gibt dabei über das weiter-

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3 Ί 32758

hin geöffnete Ventil 24 Gleichstromentspannungsgas ab, das über das nunmehr geöffnete Ventil 16 zwischen dem Reinigungsbett 11 und dem Adsorptionsbett 10 in den Adsorber 1 eingedrückt wird. Die vorher geöffnetenVentile 14 und 15 werden wäh-

** rend dieser Phase geschlossen.

Nach erfolgtem Druckausgleich mit dem Adsorber 2 wird der Adsorber 1 schließlich mit Produktgas aus dem Adsorber 3 wieder bis auf den Adsorptionsdruck aufgedrückt. Der Adsor-

'" ber 3, der während dieser Phase gerade den letzten Teil seiner Adsorptionsphase durchläuft, gibt dabei über die geöffnten Ventile 40,.41 und 14 Produktgas an den Adsorber 1 ab, wobei das Aufdrücken des Adsorbers 1 im Gegenstrom zur Adsorptionsrichtung erfolgt. Nach erfolgtem Druckausgleich

^ hat der Adsorber 1 einen vollständigen Zyklus durchlaufen und kann wieder auf Adsorptionsbetrieb geschaltet werden. Da der Druckausgleich zwischen den Adsorbern üblicherweise mit einem geringen Druckabfall des in einer Adsorptionsphase befindlichen Adsorbers verbunden ist, wird beim

2Q Druckaufbau mit Produktgas auch nicht der volle Adsorptionsdruck erreicht. Die geringe Druckdifferenz bis zum vollen Adsorptionsdruck wird dann zu Beginn der Adsorptionsphase mittels Rohgas abgebaut, das über Ventil 12 eingedrückt

wird.
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Bei der in Figur 1 dargestellten Adsorptionsanlage dient eine gemeinsame Leitung 7 zum Druckaufbau, Druckausgleich und Spülen. Es ist jedoch ohne weiteres möglich, für diese unterschiedlichen Verfahrensströme getrennte Leitungen vorzusehen. Eine solche Trennung, der Verfahrensströme erfordert jedoch neben den zusätzlichen Leitungen auch weitere Ventile und, damit verbunden, einen erhöhten Regelaufwand.

In der Figur 2 ist ein Zeitablaufschema für den Betrieb der in Figur 1 dargestellten Adsorptionsanlage wiedergegeben.

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Die Balken 1, 2 und 3 geben den Ablauf der Verfahrensschritte in den Adsorbern 1,2 und 3 wieder. Zu gleichen Zeiten befinden sich die drei Adsorber in den senkrecht übereinanderliegenden Betriebszuständen, wobei die verwendeten Abkürzungen folgende Bedeutung haben:

ADS Adsorption

E 0 erste Gleichstromentspannung (Spülgas für S)

E 1 zweite Gleichstromentspannung (Gas für Druckauf-

bau B1)

E 2 Gegenstromentspannung (Restgas)

S Spülen (Gas aus E 0)

B 1 Druckaufbau im Gleichstrom (Gas aus E 1)

B 0 Druckaufbau im Gegenstrom (Gas aus ADS) 15

Die Dauer eines Schaltzyklus kann beim erfindungsgemäßen Verfahren verschieden sein. Im allgemeinen liegt sie in der Größenordnung von einigen Minuten, beispielsweise zwischen 2 und 20 Minuten. In extremen Fällen kann sie jedoch auch noch kürzer oder geringfügig länger sein.

Abschließend sollen die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand eines konkreten Ausführungsbeispiels gezeigt werden. Dieses Ausführungsbeispiel bezieht sich auf die Gewinnung von Sauerstoff aus Luft durch Adsorption von Stickstoff an einem zeolithischen Molsieb vom Typ 13 X. Die Luftzerlegung wurde bei einem Adsorptionsdruck von 3,8 bar und einem Desorptionsdruck von 1,0 bar und bei einer Temperatur von 295 K durchgeführt. Der Schaltzyklus hatte eine Dauer von 3 Minuten. Der Adsorptionsanlage wurde ein Sauerstoff-Produktstrom abgezogen, der zu 90 Vol.% aus Sauerstoff bestand.

In einerersten Ausführung des erfindungsgemäßenVerfahrens,das sich von demin den Figuren dargestellten Verfahren nur dadurch unForm. 8729 7.78

¹ terschied, daß der Druckaufbau BO im Gegenstrom zur Adsorptionsphase erfolgte, lag die Sauerstoffausbeute bei 41%. In einer zweiten Ausführung, die dem in den Figuren beschriebenen Verfahren entsprach, wobei also der Druckauf-5 bau B 0 im Gleichstrom zur Adsorptionsrichtung erfolgte, lag die Sauerstoffausbeute bei 45,6%. Demgegenüber ließen sich mit dem aus der DE-OS 27 24 763 bekannten Verfahren unter sonst gleichen Verfahrensbedingungen lediglich Sau er stoff ausbeuten von 31,6% erreichen. 10

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Claims (4)

(H 1256)H 81/52 Bü/fz 03.08.1981 Patentansprüche

1. Verfahren zum Zerlegen eines Gasgemisches nach dem Druckwechsel-Adsorptionsverfahren, bei dem unter erhöhtem Druck stehendes Gasgemisch unter bevorzugter Adsorption mindestens einer ersten Komponente und Bildung eines an der ersten Komponente verarmten Produktgases im zyklischen Wechsel durch drei mit einem Adsorptionsmittel gefüllte Adsorber geführt wird, wobei jeder Adsorber zeitlich gegeneinander versetzte Schaltzyklen durchläuft und jeder Schaltzyklus eine Adsorptionsphase bei höchstem Verfahrensdruck, Entspannungsphasen, die zunächst im Gleichstrom und dann im Gegenstrom zur Adsorptionsrichtung durchgeführt werden, eine Desorptionsphase bei niedrigstem Verfahrensdruck und Druckaufbauphasen zur Wiederherstellung des Adsorptionsdrucks umfaßt, und wobei ein Druckausgleich zwischen einem in einer Gleichstromentspannungsphase und einem in einer Druckaufbauphase befindlichen Adsorber stattfindet, dadurchgekennzeichnet, daß nach Beendigung der Adsorptionsphase eines ersten Adsorbers eine erste Gleichstromentspannungsphase folgt und das dabei anfallende Entspannungsgas zur Spülung eines in

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einer Desorptionsphase befindlichen zweiten Adsorbers verwendet wird, daß anschließend eine zweite Gleichstromentspannungsphase folgt und das dabei anfallende Entspannungsgas zum Aufdrücken des zweiten Adsorbers verwendet wird, daß danach eine Gegenstromentspannung folgt, während der ein Restgas vom Eintrittsende des ersten Adsorbers abgezogen wird, daß danach die Desorptionsphase folgt, während der eine Spülung mit einem ersten Gleichstromentspannungsgas aus dem dritten Adsorber durchgeführt wird, und daß schließlich zwei Druckaufbauphasen folgen, von denen die erste im Druckausgleich mit dem in der zweiten Gleichstromentspannungsphase befindlichen dritten Adsorber und die zweite durch Einleiten von Produktgas Über das Austrittsende des Adsorbers erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß während der ersten Druckaufbauphase Gleichstromentspannungsgas zum Eintrittsende des aufzudrückenden Adsorbers geleitet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Adsorptionsphass im wesentlichen bei konstantem Druck durchgeführt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Desorptionsphase bei atmosphärischem Druck durchgeführt wird.

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