[发明专利]用于真空变压吸附暂时存储的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及通过真空变压吸附过程吸附分离气体混合物的方法，其中待分离的气体混合物在送入真空变压吸附过程之前利用至少一个压缩机压缩至吸附压力，并且利用至少一个真空泵使一个或多个吸附器再生。

此外，本发明涉及用于实施通过真空变压吸附过程吸附分离气体混合物的方法的装置，其具有至少一个压缩机、至少一个吸附器和至少一个真空泵。

背景技术

真空变压吸附过程或VPSA过程是现有技术中充分已知的。它们不同于变压吸附过程或PSA过程，其中负载的吸附剂的再生在低于大气压的压力下进行。为了实现该目的，待再生的吸附剂由真空泵再生。解吸压力通常在100至500mbara之间。吸附主要在低于过压下进行。因为这个原因，通常，提供压缩机，其在输送至真空变压吸附过程之前，压缩待分离的气体混合物至所需的吸附压力。

真空变压吸附过程相比传统的变压吸附过程的优点在于实现了较高的产量和较低的能量需求。但是，这些优点是通过花费真空泵的费用获得的，因而导致VPSA过程的投资费用相比于PSA过程增加，特别是在小型设备中。

在真空变压吸附过程中有常规方法步骤，例如压力补偿或卸料步骤，在这些方法步骤中不需要压缩机和/或真空泵。然而，在这些方法步骤中，压缩机和/或真空泵在旁路模式连续运行，由于方法步骤的简短，关闭是几乎不可能的。

VPSA过程长期用于已知的现场设备，以生成氧并具有很好的能耗。在小型设备中，其被理解为具有小于100Nm³/h生产能力的普通设备，例如供给医院所需，VPSA过程由于额外需要的真空泵和增加的吸附剂需要所带来的较高的投资费用至今不能获得接受。术语“医院”也理解为以下的普通移动(应急)医院，救护车，医生诊所，健康中心等。

现代医院的基础设施包括，特别是供给病人所谓的“医用空气”，具有富氧空气和纯氧。术语“医用空气”通常理解为气体混合物，其包括约20％的氧气和80％的氮，和其它成分，例如，水和一氧化碳，满足相应的规范和/或规定。而且，医院的基础设施通常包括压缩空气系统和真空系统。后者是一个系统，其中通过管道系统中的真空泵和缓冲罐维持医院中所有抽吸应用可用的真空，如手术室。提供氧，加压空气和真空迄今通常使用三个不同的设备，彼此并不连接。

发明内容

本发明的目的是提供通过真空变压吸附过程吸附分离气体混合物的方法和装置，其避免了上述缺点，尤其是对于在医院中的应用是有利的。

为了实现该目的，建议一种方法，其特征在于，

-在不将气体混合物送至真空变压吸附过程时，将压缩的气体混合物至少临时地和/或至少部分地暂时存储和/或送至消耗者，和/或

-在不利用真空泵或其中至少一个真空泵使所述的或一个吸附器再生时，将并非再生所需的真空泵或其中至少一个并非再生所需的真空泵至少临时地用于其他应用目的。

根据本发明的装置的特征在于，

-提供至少一个第一存储容器，并与压缩机或其中至少一个压缩机相连接，使得在不将气体混合物送至真空变压吸附过程时，将压缩的气体混合物至少临时地和/或至少部分地送入所述第一存储容器或其中至少一个所述第一存储容器，和/或

-提供至少一个第二存储容器，并与真空泵或其中至少一个真空泵相连接，使得在不利用所述真空泵或其中至少一个所述真空泵使所述的或一个吸附器再生时，利用并非再生所需的真空泵或其中至少一个并非再生所需的真空泵至少临时地对所述第二存储容器或其中至少一个所述第二存储容器抽真空。

通过真空变压吸附过程吸附分离气体混合物的根据本发明的方法和根据本发明的装置的其他有利的实施方案构成从属权利要求的主题，其特征在于，

-待吸附分离的气体混合物是空气，

-利用单级或多级压缩机单元压缩待吸附分离的气体混合物，

-利用单级或多级真空泵单元使一个或多个吸附器再生，

-将至少临时地和/或至少部分地暂时存储的压缩的气体混合物输送至所述的或一个处于吸附阶段的吸附器，其中优选在超过用于暂时存储的存储装置中的可调节的压力值时进行所述输送，及

-在用于使一个或多个吸附器再生的真空泵至少临时地与待抽真空的存储容器相连接时，待抽真空的存储容器至少临时地与所述的或一个处于解吸阶段的吸附器相连接，其中优选在低于存储容器中的可调节的压力值时进行所述连接。

具体实施方式

下面依照附图中所示的实施例更详细地阐述根据本发明的方法、根据本发明的装置及其其他有利的实施方案。