KR102018322B1 - Adsorber system for adsorption process and method of separating mixture gas using its adsorption process - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 흡착 공정을 위한 흡착탑 시스템 및 흡착 공정을 이용한 혼합 가스 분리 방법에 관한 것으로, 특정 성분을 선택적으로 흡착하는 특성을 가지는 흡착제가 충진되고, 공급관으로 연결된 복수 개의 흡착탑; 을 포함하고, 상기 복수 개의 흡착탑의 양단에 형성된 원료(feed), 세정가스(purge gas) 및 린스가스(rinse gas) 공급부; 및 목적생성물, 세정가스 및 린스가스 배출부; 및 상기 복수 개의 흡착탑의 중간부에 형성된 탈착촉진부; 를 포함하는 것인, 흡착 공정을 위한 흡착탑 시스템 및 흡착 공정을 이용한 혼합 가스 분리 방법에 관한 것이다. The present invention relates to an adsorption tower system for an adsorption process and a mixed gas separation method using an adsorption process, comprising: a plurality of adsorption towers filled with an adsorbent having a characteristic of selectively adsorbing specific components and connected to a supply pipe; A feed, a purge gas, and a rinse gas supply unit formed at both ends of the plurality of adsorption towers ; And a target product, a cleaning gas and a rinse gas discharge unit. And a desorption accelerator formed at an intermediate portion of the plurality of adsorption towers. It relates to, the adsorption tower system for the adsorption process and to a mixed gas separation method using the adsorption process.

Description

흡착 공정을 위한 흡착탑 시스템 및 흡착 공정을 이용한 혼합 가스 분리 방법{ADSORBER SYSTEM FOR ADSORPTION PROCESS AND METHOD OF SEPARATING MIXTURE GAS USING ITS ADSORPTION PROCESS} Adsorption tower system for adsorption process and mixed gas separation method using adsorption process {ADSORBER SYSTEM FOR ADSORPTION PROCESS AND METHOD OF SEPARATING MIXTURE GAS USING ITS ADSORPTION PROCESS}

본 발명은, 흡착 공정을 위한 흡착탑 시스템 및 흡착 공정을 이용한 혼합 가스 분리 방법에 관한 것이다.The present invention relates to adsorption tower systems for adsorption processes and mixed gas separation methods using adsorption processes.

일반적으로, 흡착 분리 공정에서 제품 스트림(product gas stream)과 불순물가스 스트림(impurities gas stream)을 형성하기 위한 밸브는, 흡착탑의 최상단부 또는 최하단부에 위치하고 있다. 예를 들어, 흡착제에 대해 약흡착 성분이 제품인 경우에, 예를 들어, 거의 흡착하지 않는 수소 성분 이외의 불순물(예를 들어, 질소, 일산화탄소, 이산화탄소, 경질 탄화수소 성분 등)을 흡착한 후 불순물을 제거함으로써, 흡착하지 않는 수소 성분을 목적 생성물로 만드는 H2-VPSA 공정에 의한 수소 정제 방법에서, 한 사이클을 구성하는 단계들 중에서 추가감압단계(countercurrent blowdown step)를 진행하기 위해서는 최하단부로 가스를 배출하여 기 흡착된 성분들을 제거하거나 탈착을 유도하고 있다. 이때, 흡착탑에서의 압력강하(pressure drop)는 최대 탑 전체 길이에 의해 영향을 받게되므로, 흡착탑 상부에서는 기 흡착된 불순물이 충분히 탈착되지 않기 때문에 수소 제품의 순도, 회수율 그리고 생산성 등과 같은 공정성능을 저하시키는 요인이 될 수 있다.In general, a valve for forming a product gas stream and an impurities gas stream in an adsorptive separation process is located at the top or bottom of the adsorption tower. For example, in the case where the weak adsorption component is a product for the adsorbent, for example, impurities other than the hydrogen component which hardly adsorbs (for example, nitrogen, carbon monoxide, carbon dioxide, light hydrocarbon components, etc.) are adsorbed and then the impurities are removed. In the hydrogen purification method by the H 2 -VPSA process, which removes the hydrogen component that is not adsorbed, to the desired product, the gas is discharged to the bottom end in order to proceed with the countercurrent blowdown step among the steps constituting one cycle. To remove the adsorbed components or induce desorption. At this time, the pressure drop in the adsorption column is affected by the maximum length of the tower, and thus, since the previously adsorbed impurities are not sufficiently desorbed at the upper part of the adsorption column, process performance such as purity, recovery rate, and productivity of the hydrogen product is lowered. It can be a factor.

다른 예로, 흡착제에 대한 강흡착 성분이 제품인 경우에, 예를 들어, 강흡착 성분인 일산화탄소를 흡착한 후 목적 생성물로 만드는 CO-VPSA 공정에서, 한 사이클을 구성하는 단계들 중에서 제품탈착단계(product desorption/acquisition step, exhaust step)를 수행할 때, 흡착탑에서의 압력강하는 최대 탑 전체 길이에 영향을 받으므로, 흡착탑 상부에서는 기 흡착된 목적생성물이 충분히 탈착되지 않아서 단위 흡착제 중량당 일산화탄소의 회수율 및 생산성 등과 같은 공정성능을 저하시키는 요인이 될 수 있다. As another example, in the case where the strong adsorption component for the adsorbent is a product, for example, in a CO-VPSA process of adsorbing carbon monoxide, which is a strong adsorption component, to a desired product, a product desorption step (product) When the desorption / acquisition step and exhaust step are performed, the pressure drop in the adsorption column is affected by the maximum length of the tower, so that the target product adsorbed at the upper part of the adsorption column is not sufficiently desorbed to recover the carbon monoxide per unit adsorbent weight. It may be a factor that lowers process performance such as productivity.

본 발명은, 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 흡착탑의 공정 성능을 개선시키고, 흡착제의 재생효율을 향상시킬 수 있는, 흡착 공정을 위한 흡착탑 시스템을 제공하는 것이다. The present invention is to solve the problems described above, to provide an adsorption tower system for the adsorption process, which can improve the process performance of the adsorption tower, and improve the regeneration efficiency of the adsorbent.

본 발명은, 본 발명에 의한 흡착탑 시스템에 의한 흡착 공정을 이용한 혼합 가스 분리 방법을 제공하는 것이다. This invention provides the mixed gas separation method using the adsorption process by the adsorption tower system which concerns on this invention.

본 발명의 하나의 양상은, One aspect of the present invention,

특정 성분을 선택적으로 흡착하는 특성을 가지는 흡착제가 충진되고, 공급관으로 연결된 복수 개의 흡착탑; 을 포함하고, 상기 복수 개의 흡착탑의 양단에 형성된 원료(feed), 세정가스(purge gas) 및 린스가스(rinse gas) 공급부; 및 목적생성물, 세정가스 및 린스가스 배출부; 및 상기 복수 개의 흡착탑의 중간부에 형성된 탈착촉진부; 를 포함하고, 상기 린스가스(rinse gas) 공급부 및 상기 세정가스 및 린스가스 배출부는, 선택적으로 린스 가스 및 세정 가스 중 적어도 하나 이상을 공급 및 배출하는 것인, 흡착 공정을 위한 흡착탑 시스템에 관한 것이다. A plurality of adsorption towers filled with an adsorbent having a characteristic of selectively adsorbing a specific component and connected to a supply pipe; A feed, a purge gas, and a rinse gas supply unit formed at both ends of the plurality of adsorption towers ; And a target product, a cleaning gas and a rinse gas discharge unit. And a desorption accelerator formed at an intermediate portion of the plurality of adsorption towers. Wherein the rinse gas supply unit and the rinsing gas and rinsing gas discharge unit selectively supply and discharge at least one or more of the rinse gas and the rinsing gas to an adsorption tower system for an adsorption process. .

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 탈착촉진부는, 추가감압단계 시 밸브를 개방할 수 있다. According to one embodiment of the invention, the desorption accelerator, may open the valve during the additional pressure reduction step.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 탈착촉진부는, 목적 생성물의 탈착 공정 시 밸브를 개방하여 목적 생성물 스트림을 배출하는 것일 수 있다. According to one embodiment of the invention, the desorption accelerator may be to discharge the target product stream by opening the valve during the desorption process of the target product.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 흡착탑의 높이는, 50 cm 내지 150 m 일 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the height of the adsorption tower may be 50 cm to 150 m.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 탈착촉진부는, 상기 흡착탑의 높이의 40 % 내지 60 % 영역에 위치될 수 있다. According to one embodiment of the invention, the desorption accelerator, it may be located in the area of 40% to 60% of the height of the adsorption tower.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 탈착촉진부는, 흡착탑 내에 형성되는 압력강하를 낮춤으로써 유체흐름저항을 줄일 수 있다.According to one embodiment of the invention, the desorption accelerator, it is possible to reduce the fluid flow resistance by lowering the pressure drop formed in the adsorption tower.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 흡착탑 시스템은, PSA(pressure swing adsorption), VPSA(vacuum pressure swing adsorption) 또는 VSA(vacuum swing adsorption) 공정을 위한 것일 수 있다. According to one embodiment of the invention, the adsorption tower system may be for a pressure swing adsorption (PSA), a vacuum pressure swing adsorption (VPSA) or a vacuum swing adsorption (VSA) process.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 흡착탑 시스템은, 수소분리정제용 VPSA (H2-VPSA), 질소분리용 VPSA (N2-VPSA), 산소분리용 VPSA (O2-VPSA) 또는 일산화탄소 분리용 VPSA (CO-VPSA) 공정을 위한 것일 수 있다. According to one embodiment of the invention, the adsorption tower system, hydrogen separation purification VPSA (H 2 -VPSA), nitrogen separation VPSA (N 2 -VPSA), oxygen separation VPSA (O 2 -VPSA) or carbon monoxide separation It may be for a VPSA (CO-VPSA) process.

본 발명의 다른 양상은, Another aspect of the invention,

특정 성분을 선택적으로 흡착하는 특성을 가지는 흡착제가 충진된 흡착탑으로 원료를 도입하여 목적 생성물을 배출하고, 목적 생성물 외의 물질 중 적어도 일부분은 상기 흡착제에 의해 흡착되는 흡착단계; 상기 흡착단계가 종료된 상기 흡착탑의 내부를 병류방향으로 대기압 이상의 일정 압력까지 낮추는 병류감압단계; 및 상기 병류감압단계가 종료된 흡착탑 내부의 압력을 병류감압단계의 압력보다 더 낮추어 흡착된 성분을 탈착 및 제거하는 추가감압단계; 를 포함하고, 상기 추가감압단계는, 흡착탑의 중간부에 위치한 추가감압밸브를 개방하여 압력을 낮추는 것인, 흡착 공정을 이용한 혼합 가스 분리 방법에 관한 것이다.An adsorption step of introducing a raw material into an adsorption tower packed with an adsorbent having a characteristic of selectively adsorbing a specific component to discharge a desired product, and at least a portion of a substance other than the desired product is adsorbed by the adsorbent; A cocurrent depressurization step of lowering the interior of the adsorption tower after the adsorption step is completed to a predetermined pressure above atmospheric pressure in a cocurrent direction; And a further decompression step of desorbing and removing the adsorbed components by lowering the pressure inside the adsorption tower after the cocurrent decompression step is lower than the pressure of the cocurrent decompression step. It includes, and the further depressurization step, to open the additional pressure reducing valve located in the middle of the adsorption tower to lower the pressure, relates to a mixed gas separation method using the adsorption process.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 목적 생성물은, 수소 또는 산소 가스이고, 상기 흡착제는, 수소 또는 산소 가스에 대한 낮은 흡착성을 갖는 것일 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the target product is hydrogen or oxygen gas, and the adsorbent may be one having low adsorption to hydrogen or oxygen gas.

본 발명의 다른 양상은, Another aspect of the invention,

특정 성분을 선택적으로 흡착하는 특성을 가지는 흡착제가 충진된 흡착탑으로 원료를 도입하여 목적 생성물을 상기 흡착제에 흡착시키는 흡착단계; 상기 흡착단계가 종료된 상기 흡착탑으로 린스가스를 도입하여 흡착탑 내부에서 목적생성물의 순도를 높이는 린스단계; 및 상기 린스단계가 종료된 흡착탑의 압력을 낮추어 목적 생성물을 배출하는 제품생산단계;를 포함하고, 상기 제품생산단계는, 흡착탑의 중간부에 위치한 감압밸브를 개방하여 압력을 낮추는 것인, 흡착 공정을 이용한 혼합 가스 분리 방법에 관한 것이다. An adsorption step of adsorbing a target product to the adsorbent by introducing a raw material into an adsorption tower filled with an adsorbent having a characteristic of selectively adsorbing a specific component; A rinsing step of introducing a rinse gas into the adsorption tower after the adsorption step is completed to increase the purity of the target product in the adsorption tower; And a product production step of discharging the target product by lowering the pressure of the adsorption tower after the rinsing step is completed, wherein the product production step is to lower the pressure by opening a pressure reducing valve located in the middle of the adsorption tower. It relates to a mixed gas separation method using.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 목적 생성물은, 일산화탄소 또는 질소 가스이고, 상기 흡착제는, 일산화탄소 또는 질소 가스에 대한 높은 흡착성을 갖는 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the target product is carbon monoxide or nitrogen gas, and the adsorbent may be one having high adsorption to carbon monoxide or nitrogen gas.

본 발명은, 흡착탑의 중간부에 가스 배출을 위한 배관 및 밸브를 위치시켜 흡착탑 내부의 가스를 배출하고, 탑 상부에 흡착된 성분의 탈착량을 증가시키면 물질전달대(MTZ, mass transfer zone)의 개선을 유도할 수 있고, 그 결과로 인하여 흡착제의 운전용량(working capacity)을 높임으로써 공정성능(제품의 회수율, 순도, 그리고 생산성)을 향상시킬 수 있다.In the present invention, by placing a pipe and a valve for gas discharge in the middle of the adsorption tower to discharge the gas inside the adsorption tower, and increasing the desorption amount of the adsorbed components in the upper portion of the mass transfer zone (MTZ) Improvements can be induced and, as a result, process performance (product recovery, purity, and productivity) can be improved by increasing the working capacity of the adsorbent.

도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따라, 흡착탑 시스템의 흡착탑의 구성을 예시적으로 나타낸 것이다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따라, 본 발명에 의한 흡착탑 시스템의 탈착촉진부의 적용 단계를 예시적으로 나타낸 것이다.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따라, 본 발명에 의한 흡착탑 시스템의 탈착촉진부의 적용에 따른 물질전달대 개형의 변화를 예시적으로 나타낸 것이다.
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따라, 본 발명에 의한 탈착촉진부의 위치에 따른 흡착탑 내에서의 압력강하(pressure drop)를 예시적으로 나타낸 것이다.
FIG. 1 exemplarily shows a configuration of an adsorption tower of an adsorption tower system according to an embodiment of the present invention.
Figure 2, according to an embodiment of the present invention, by way of example shows an application step of the desorption accelerator of the adsorption tower system according to the present invention.
Figure 3, according to an embodiment of the present invention, by way of example shows a change in the mass transfer table reforming according to the application of the desorption accelerator of the adsorption tower system according to the present invention.
4 exemplarily shows a pressure drop in an adsorption tower according to a position of a desorption accelerator according to an embodiment of the present invention.

이하 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 용어들은 본 발명의 바람직한 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. In describing the present invention, when it is determined that detailed descriptions of related known functions or configurations may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. In addition, terms used in the present specification are terms used to properly express preferred embodiments of the present invention, which may vary according to user's or operator's intention or customs in the field to which the present invention belongs. Therefore, the definitions of the terms should be made based on the contents throughout the specification.

본 발명은, 흡착 공정을 위한 흡착 시스템에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 흡착 시스템은, 특정 성분을 분리하기 위하여 흡착과 탈착 과정을 반복하는 흡착분리공정 시스템에서 흡착 공정을 위한 것으로, 흡착탑 내에서 목적 생성물의 스트림 및/또는 불순물가스 스트림의 흐름 저항을 감소시키고, 물질전달대를 개선함으로써 회수율과 생산성 등과 같은 공정성능을 향상시킬 수 있다.The present invention relates to an adsorption system for an adsorption process. According to an embodiment of the present invention, the adsorption system is used for an adsorption process in an adsorption separation process system in which adsorption and desorption processes are repeated to separate specific components. By reducing the flow resistance of the stream of the desired product and / or impurity gas stream in the adsorption column, and improving the mass transfer zone, it is possible to improve the process performance, such as recovery and productivity.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 흡착탑 시스템은, 흡착제가 충진되고, 예를 들어, 특정 성분(들)에 대하여 선택적으로 흡착하는 선택성 흡착제가 충진되고, 공급관으로 연결된 복수 개의 흡착탑; 을 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the adsorption tower system includes a plurality of adsorption towers filled with an adsorbent, for example, filled with a selective adsorbent for selectively adsorbing specific component (s), and connected to a supply pipe; It may include.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 복수 개의 흡착탑은, 도 1을 참조하여 설명한다. 도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따라, 흡착탑 시스템 중 적어도 하나 이상의 흡착탑의 구성을 예시적으로 나타낸 것으로, 도 1의 (a) 및 (b)에서 상기 흡착탑은, 양단에 형성된 단일 또는 복수개의 공급부 및 배출부; 및 탈착촉진부; 를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the plurality of adsorption towers will be described with reference to FIG. 1. 1 is a view illustrating an exemplary configuration of at least one or more adsorption towers of an adsorption tower system according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1 (a) and (b), the adsorption tower may be formed at one or both ends. Supply and discharge portions; And a desorption accelerator; It may include.

본 발명의 일 예로, 상기 흡착제는, 목적 생성물 및 목적 생성물의 분리 공정에 따라 적절하게 선택될 수 있다. 예를 들어, 상기 흡착제는, 목적 생성물을 선택적으로 분리하기 위해 목적 생성물에 대해 강한 흡착성을 갖거나 또는 목성 생성물에 대해 흡착성이 없거나 또는 매우 약한 흡착성을 갖는 것일 수 있다. In one embodiment of the present invention, the adsorbent may be appropriately selected depending on the desired product and the separation process of the desired product. For example, the adsorbent may be one having strong adsorption to the desired product or no adsorption to the jupiter product or very weak adsorption to selectively separate the desired product.

본 발명의 일 예로, 상기 공급부는, 원료(feed), 세정가스(purge gas) 및/또는 린스가스(rinse gas)를 공급하며, 배관 및 밸브로 구성되고, 상기 흡착탑의 하단부 및/또는 상단부에 단일 또는 복수 개로 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 1의 (a) 및 (b)에서 상기 공급부는, 하단부에 원료 공급부 및 상단부에 세정가스 공급부를 포함하고, 하단부에 린스가스 공급부를 포함할 수 있다. 상기 공급부는, 상기 복수 개의 흡착탑과 연결되어 각 흡착탑에서 진행되는 공정에 따라 원료, 세정가스 및/또는 린스가스를 공급할 수 있다. In one embodiment of the present invention, the supply unit, a feed, a purge gas (purge gas) and / or rinse gas (rinse gas) to supply, consisting of a pipe and a valve, the lower end and / or the upper end of the adsorption tower It can be formed in single or plural. For example, in FIGS. 1A and 1B, the supply unit may include a raw material supply unit and a cleaning gas supply unit at the lower end, and a rinse gas supply unit at the lower end. The supply unit may be connected to the plurality of adsorption towers to supply raw materials, cleaning gas, and / or rinse gas according to processes performed in each adsorption tower.

본 발명의 일 예로, 상기 배출부는, 상기 복수 개의 흡착탑과 연결되어 각 흡착탑에서 진행되는 공정에 따라 배출된 스트림, 예를 들어, 목적 생성물 스트림 및/또는 불순물가스 스트림을 배출하는 것으로, 각 공정에 따라 목적 생성물, 세정가스 및/또는 린스가스를 배출할 수 있다. In one embodiment of the present invention, the discharge unit is connected to the plurality of adsorption tower to discharge the stream, for example, the target product stream and / or impurity gas stream discharged in accordance with the process carried out in each adsorption tower, It is thus possible to discharge the desired product, cleaning gas and / or rinse gas.

예를 들어, 상기 배출부는, 배관 및 밸브로 구성되고, 상기 흡착탑의 하단부 및/또는 상단부에 단일 또는 복수 개로 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 1의 (a) 및 (b)에서 상기 배출부는, 하단부에 세정가스 배출부 및 상단부에 목적 생성물 배출부 및 린스가스 배출부를 포함할 수 있다. For example, the discharge unit may be formed of a pipe and a valve, and may be formed as a single or a plurality of lower ends and / or upper ends of the adsorption tower. For example, in FIGS. 1A and 1B, the discharge part may include a cleaning gas discharge part at a lower end and a target product discharge part and a rinse gas discharge part at an upper end.

예를 들어, 목적 생성물이 충진된 흡착제에 대해 흡착하지 않거나 또는 약하게 흡착하는 특성을 지니고 있다면, 흡착탑 내에서 불순물 등이 흡착되고, 목적 생성물의 스트림은 상기 목적 생성물 배출부로 통해 배출될 수 있다. 또한, 목적 생성물이 충진된 흡착제에 대해 강하게 흡착하는 특성을 지니고 있다면, 흡착탑 내에서 목적 생성물이 흡착되고 불순물 등을 포함하는 불순물가스 스트림은 상기 불순물가스 배출부로 배출되고, 목적 생성물은 린스가스가 공급되는 흡착탑의 최하부의 린스가스 공급부로 배출될 수 있다.For example, if the desired product does not adsorb or weakly adsorb to the packed adsorbent, impurities and the like may be adsorbed in the adsorption column, and the stream of the desired product may be discharged through the target product outlet. In addition, if the target product has the characteristic of strongly adsorbing the packed adsorbent, the target product is adsorbed in the adsorption tower and the impurity gas stream including impurities is discharged to the impurity gas discharge portion, and the target product is supplied by the rinse gas. It may be discharged to the rinse gas supply of the lowermost portion of the adsorption tower.

본 발명의 일 예로, 상기 린스가스(rinse gas) 공급부 및 상기 세정가스 및 린스가스 배출부는, 선택적으로 린스 가스 및 세정 가스 중 적어도 하나 이상을 공급 및 배출할 수 있다.As an example of the present invention, the rinse gas supply unit and the cleaning gas and the rinse gas discharge unit may selectively supply and discharge at least one of the rinse gas and the cleaning gas.

본 발명의 일 예로, 상기 탈착촉진부는, 상기 흡착탑의 중간부에 형성되고, 배관 및 밸브로 구성되고, 단일 또는 복수 개로 형성될 수 있다. 상기 탈착촉진부는, 흡착탑의 중간부에 형성되어 압력강하(pressure drop, ΔP)를 줄임으로써, 흡착탑의 길이에 따른 영향이 적고, 흡착탑 전체에 걸쳐 균일한 압력강하를 제공하고, 압력강하를 줄임으로써 유체의 흐름저항을 감소시켜 제품의 생산성을 개선시킬 수 있다. 또한, 흡착탑의 상부의 탈착량을 향상시켜 물질 전달대(MTZ, mass transfer zone)의 형태 변화에 의한 개선을 유도하여 결과적으로 목적 생성물의 회수율과 순도를 향상시킬 수 있다. In one embodiment of the present invention, the desorption accelerator is formed in the middle of the adsorption tower, consisting of a pipe and a valve, it may be formed in a single or a plurality. The desorption accelerator is formed in the middle of the adsorption tower to reduce the pressure drop (ΔP), less influence by the length of the adsorption tower, providing a uniform pressure drop throughout the adsorption tower, by reducing the pressure drop It is possible to improve the productivity of the product by reducing the flow resistance of the fluid. In addition, it is possible to improve the desorption amount of the upper portion of the adsorption column to induce improvement by the change of the shape of the mass transfer zone (MTZ), and consequently to improve the recovery and purity of the desired product.

본 발명의 일 예로, 상기 탈착촉진부는, 추가감압단계 시 밸브를 개방하여 압력을 낮춤으로써 흡착탑 내의 공극(voidage)에 존재하는 불순물가스와 흡착제에서 탈착되는 불순물가스를 배출하거나 또는 목적 생성물의 탈착단계 시 밸브를 개방하여 목적 생성물을 배출할 수 있다.As an example of the present invention, the desorption accelerator releases the impurity gas present in the voids in the adsorption tower and the adsorbent from the adsorbent by lowering the pressure by opening the valve during the additional decompression step, or desorption step of the target product. The valve can be opened to discharge the desired product.

예를 들어, 도 2를 참조하면, 도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른, 본 발명에 의한 흡착탑 시스템의 탈착촉진부의 적용 단계를 예시적으로 나타낸 것으로, 목적 생성물이 흡착제에 대해 약흡착성을 갖는 것이라면, 추가감압단계(additional depressurization step)에서 상기 탈착촉진부의 밸브를 개방하여 압력을 낮춤으로써, 흡착탑의 전체, 예를 들어, 흡착탑의 상부 영역에서 흡착된 성분의 제거 및/또는 탈착 효율을 높여 흡착제의 재생 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 목적 생성물이 흡착제에 대해 강한 흡착성을 갖는 것이라면, 제품생산단계(countercurrent product acquisition 또는 exhaust step)에서 상기 탈착촉진부의 밸브를 개방하여 압력강하를 유도하여, 흡착탑의 전체, 예를 들어, 흡착탑의 상부 영역에서 흡착된 목적 생성물의 탈착 및 배출 공정을 개선시켜 생산성을 향상시킬 수 있다.For example, referring to FIG. 2, FIG. 2 exemplarily illustrates an application step of a desorption accelerator of an adsorption tower system according to an embodiment of the present invention, in which a target product is weakly adsorbable to an adsorbent. In the case of having a depressurization step, the pressure of the desorption accelerator is opened to lower the pressure, thereby removing and / or desorption efficiency of the adsorbed components in the entire area of the adsorption tower, for example, the upper region of the adsorption tower. It is possible to improve the regeneration efficiency of the adsorbent. In addition, if the desired product has a strong adsorption to the adsorbent, in the product current stage (countercurrent product acquisition or exhaust step) by opening the valve of the desorption accelerator to induce a pressure drop, the entire absorption column, for example, Productivity can be improved by improving the desorption and discharge processes of the desired product adsorbed in the upper region.

예를 들어, 도 3을 참조하면, 도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른, 본 발명에 의한 흡착탑 시스템의 탈착촉진부의 적용에 따른 물질전달대의 변화에 의한 개선을 예시적으로 나타낸 것으로, 도 3의 (a)에서 목적 생성물이 흡착제에 대해 약흡착성을 갖는 것이라면, 병류감압단계 이후 추가감압단계에서 탈착촉진부의 밸브의 개방 시 흡착된 성분의 탈착에 유리하도록 물질전달대의 개형 변화가 유도되고, 목적 생성물이 흡착제에 대한 강한 흡착성을 갖는 것이라면, 린스단계 이후 제품생산단계에서 물질전달대의 개선이 유도될 수 있다. 이는, 압력강하를 위해 흡착탑의 하단부에 밸브가 형성된 기존의 흡착탑(도 3의 (b))에 비하여 물질전달대를 개선시킬 수 있다. For example, referring to FIG. 3, FIG. 3 exemplarily illustrates the improvement by the change of the material transfer zone according to the application of the desorption accelerator of the adsorption tower system according to the embodiment of the present invention. In (a) of FIG. 3, if the desired product has weak adsorption to the adsorbent, a change in the shape of the mass transfer zone is induced to favor the desorption of the adsorbed component when the valve of the desorption accelerator is opened in the additional decompression step after the cocurrent decompression step. If the desired product has strong adsorption to the adsorbent, improvement of the mass transfer zone may be induced in the product production stage after the rinse step. This can improve the material transfer zone compared to the existing adsorption tower (Fig. 3 (b)) in which the valve is formed at the lower end of the adsorption tower for the pressure drop.

본 발명의 일 예로, 상기 흡착탑의 높이는, 50 cm 내지 150 m 일 수 있고, 본 발명은, 흡착탑의 중간 영역에 탈착촉진부를 형성하므로, 상단 및 하단 간의 압력 강하의 차이를 줄임으로써, 결과적으로 공정성능을 향상시킬 수 있다. As an example of the present invention, the height of the adsorption tower may be 50 cm to 150 m, and the present invention forms a desorption accelerator in the middle region of the adsorption tower, thereby reducing the difference in pressure drop between the upper and lower ends, resulting in a process. It can improve performance.

본 발명의 일 예로, 상기 탈착촉진부는, 상기 흡착탑의 높이의 40 % 내지 60 % 영역에 위치될 수 있다. As an example of the present invention, the desorption accelerator may be located in an area of 40% to 60% of the height of the adsorption tower.

본 발명의 일 예로, 상기 탈착촉진부는, 탈착촉진부와 상단 및 탈착촉진부와 하단 간에 동일한 압력강하를 제공할 수 있다. 예를 들어, 도 4를 참조하여 설명하면, 도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따라, 본 발명에 의한 탈착촉진부의 위치에 따른 압력강하를 예시적으로 나타낸 것으로, 도 4의 (a)는, 하기의 식 1과 같이 흡착탑의 상단(PH,1)과 탈착촉진부(PM,1) 사이의 압력 강하 (PH,1 - PM,1) 및 하단(PL,1)과 탈착촉진부(PM,1) 사이의 압력 강하 (PL,1 - PM,1)를 생성하고, 이러한 압력 강하가 동일한 것일 수 있다. As an example of the present invention, the desorption accelerator may provide the same pressure drop between the desorption accelerator and the upper end and the desorption accelerator and the lower end. For example, referring to FIG. 4, FIG. 4 exemplarily shows a pressure drop according to a position of a desorption accelerator according to an embodiment of the present invention. The pressure drop between the upper end (P H, 1 ) and the desorption accelerator (P M, 1 ) of the adsorption column (P H, 1 -P M, 1 ) and the lower end (P L, 1 ) and promote desorption unit (P M, 1) the pressure drop between - generate (P L, P 1 M, 1), and it is this pressure drop be the same.

[식 1][Equation 1]

ΔP1 = PH,1 - PM,1 = PL,1 - PM,1 ΔP 1 = P H, 1 -P M, 1 = P L, 1 -P M, 1

(PH,1 = PL,1 또는 PH,1 ≠ PL,1)(P H, 1 = P L, 1 or P H, 1 ≠ P L, 1 )

반면에, 도 4의 (b)와 같이 압력강하를 위한 밸브가 하단에 형성된 경우에, 하기의 식 2와 같은 압력강하가 발생하므로, 흡착탑의 높이에 영향을 받고, 본 발명에 의한 압력강하(ΔP1)는, 기존의 흡착탑의 압력강하(ΔP2)에 비하여 상대적으로 낮은 값을 가질 수 있다. On the other hand, when the valve for the pressure drop is formed at the bottom as shown in Figure 4 (b), since a pressure drop occurs as shown in Equation 2 below, it is affected by the height of the adsorption column, the pressure drop according to the present invention ( ΔP 1 ) may have a relatively lower value than the pressure drop ΔP 2 of the existing adsorption tower.

[식 2][Equation 2]

ΔP2 = PH,2 - PL,2 ΔP 2 = P H, 2 -P L, 2

본 발명의 일 예로, 상기 흡착탑 시스템은, PSA(pressure swing adsorption), VPSA(vacuum pressure swing adsorption) 또는 VSA(vacuum swing adsorption) 공정을 위한 것일 수 있다. In one embodiment of the present invention, the adsorption tower system may be for a pressure swing adsorption (PSA), a vacuum pressure swing adsorption (VPSA) or a vacuum swing adsorption (VSA) process.

예를 들어, 상기 흡착탑 시스템은, 수소분리정제용 VPSA (H2-VPSA), 질소분리용 VPSA (N2-VPSA), 산소분리용 VPSA (O2-VPSA) 또는 일산화탄소 분리용 VPSA (CO-VPSA) 공정을 위한 것일 수 있다. For example, the adsorption tower system, hydrogen separation purification VPSA (H 2 -VPSA), nitrogen separation VPSA (N 2 -VPSA), oxygen separation VPSA (O 2 -VPSA) or carbon monoxide separation VPSA (CO-VPSA ) May be for the process.

본 발명의 일 예로, 상기 복수 개의 흡착탑 시스템은, 각각, 동일하거나 또는 상이한 공정을 반복적으로 수행될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the plurality of adsorption tower systems, respectively, may be repeatedly performed the same or different processes.

본 발명은, 본 발명에 의한 흡착탑 시스템을 포함하는 가스 분리 장치에 관한 것이다. 상기 분리 장치는, 목적 생성물이 약 흡착 성분인 경우와 강 흡착 성분인 경우에 따라 분리공정을 적절하게 구성할 수 있다.The present invention relates to a gas separation device comprising an adsorption tower system according to the present invention. The separation device can appropriately configure a separation step depending on the case where the target product is a weak adsorption component and a case where the target product is a strong adsorption component.

본 발명은, 흡착 공정을 이용한 혼합 가스 분리 방법에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 혼합 가스 분리 방법은, 압력강하를 낮추어 생산성을 향상시키고, 흡착제의 재생 효율 및 흡착공정의 성능을 개선시킬 수 있다. The present invention relates to a mixed gas separation method using an adsorption process, according to an embodiment of the present invention, the mixed gas separation method, by lowering the pressure drop to improve productivity, the regeneration efficiency of the adsorbent and the performance of the adsorption process Can be improved.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 혼합 가스 분리 방법은, 흡착단계; 병류감압단계; 및 추가감압단계;를 포함할 수 있다. According to one embodiment of the invention, the mixed gas separation method, the adsorption step; Cocurrent decompression step; And an additional decompression step.

본 발명의 일 예로, 상기 흡착단계는, 흡착제가 충진된 흡착탑으로 원료를 도입하여 목적 생성물을 배출하고, 목적 생성물 외의 물질 중 적어도 일부분은 상기 흡착제에 의해 흡착되는 단계일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the adsorption step may be a step of introducing a raw material into the adsorption tower filled with the adsorbent to discharge the target product, at least a portion of the material other than the target product is adsorbed by the adsorbent.

예를 들어, 상기 목적 생성물은, 수소 또는 산소 가스이고, 상기 흡착제는, 수소 또는 산소 가스에 대한 낮은 흡착성을 갖는 것일 수 있다.For example, the target product may be hydrogen or oxygen gas, and the adsorbent may have low adsorption to hydrogen or oxygen gas.

예를 들어, 상기 흡착단계는, 1 atm 내지 50 atm의 압력 및 -20 ℃ 내지 150 ℃의 온도 조건 하에서 수행될 수 있다. For example, the adsorption step may be performed under a pressure of 1 atm to 50 atm and a temperature condition of −20 ° C. to 150 ° C.

본 발명의 일 예로, 상기 병류감압단계는, 상기 흡착단계가 종료된 상기 흡착탑의 내부를 병류방향으로 대기압 이상의 일정 압력까지 낮추는 단계일 수 있다. 상기 병류갑압단계는, 흡착단계의 압력이 대기압보다 높을 때에 추가감압단계 이전에 흡착탑 내에 잔존하는 목적 생성물을 배출하고, 기 흡착된 불순물 가스의 일부가 탈착되도록 하는 단계이다. As an example of the present invention, the cocurrent decompression step may be a step of lowering the inside of the adsorption tower, in which the adsorption step is completed, to a predetermined pressure above atmospheric pressure in the cocurrent direction. In the cocurrent depressurization step, when the pressure of the adsorption step is higher than atmospheric pressure, the target product remaining in the adsorption tower is discharged before the additional decompression step, and a part of the pre-adsorbed impurity gas is desorbed.

본 발명의 일 예로, 상기 추가감압단계는, 상기 병류감압단계가 종료된 흡착탑 내부의 압력을 낮춤으로써 흡착된 성분을 탈착 및 제거하는 단계이다. 상기 진공펌프에 연결되어 최종 압력이 진공 상태가 될 수도 있는 추가감압단계는 는, 본 발명에 의한 흡착탑 시스템을 적용하여, 흡착탑의 중간부에 위치한 감압밸브를 개방하여 압력을 낮춤으로써 흡착된 성분의 탈착 및 제거 효율을 향상시키고, 흡착제의 재생 효율을 향상시킬 수 있다. As an example of the present invention, the additional decompression step is a step of desorbing and removing the adsorbed components by lowering the pressure in the adsorption tower in which the cocurrent decompression step is completed. The additional pressure reduction step may be connected to the vacuum pump and the final pressure may be in a vacuum state, by applying the adsorption tower system according to the present invention, by opening a pressure reducing valve located in the middle of the adsorption tower and lowering the pressure of the adsorbed component. The desorption and removal efficiency can be improved, and the regeneration efficiency of the adsorbent can be improved.

예를 들어, 상기 추가감압단계는, 0.01 atm 내지 30 atm의 압력 및 -20 ℃ 내지 150 ℃의 온도 조건 하에서 수행될 수 있다. For example, the additional decompression step may be performed under a pressure of 0.01 atm to 30 atm and a temperature condition of -20 ° C to 150 ° C.

본 발명의 일 예로, 세정단계(purge step)를 더 포함할 수 있으며, 상기 세정단계(purge step)는, 흡착제 재생하기 위해 세정가스(purge gas)를 도입하는 단계이다. 예를 들어, 세정가스는, 공정에 따라 적절하게 선택할 수 있고, H2-VPSA인 경우에 H2 가스 등을 적용할 수 있다.An example of the present invention may further include a purge step, wherein the purge step is a step of introducing a purge gas to regenerate the adsorbent. For example, the cleaning gas can be appropriately selected depending on the process, and H 2 gas or the like can be applied when H 2 -VPSA.

본 발명의 다른 실시예에 따라, 상기 혼합 가스 분리 방법은, 흡착단계; 린스단계; 및 제품생산단계; 를 포함할 수 있다. According to another embodiment of the present invention, the mixed gas separation method, the adsorption step; Rinse step; And product production step; It may include.

본 발명의 일 예로, 상기 흡착단계는, 흡착제가 충진된 흡착탑으로 원료를 도입하여 목적 생성물을 상기 흡착제에 흡착시키는 단계이다. In one embodiment of the present invention, the adsorption step is a step of adsorbing the target product to the adsorbent by introducing the raw material into the adsorption tower filled with the adsorbent.

예를 들어, 상기 목적 생성물은, 일산화탄소 또는 질소 가스이고, 상기 흡착제는, 일산화탄소 또는 질소 가스에 대한 높은 흡착성을 갖는 것일 수 있다.For example, the target product may be carbon monoxide or nitrogen gas, and the adsorbent may have high adsorption to carbon monoxide or nitrogen gas.

예를 들어, 상기 흡착단계는, 1 atm 내지 50 atm의 압력 및 -20 ℃ 내지 150 ℃의 온도 조건 하에서 수행될 수 있다. For example, the adsorption step may be performed under a pressure of 1 atm to 50 atm and a temperature condition of −20 ° C. to 150 ° C.

예를 들어, 상기 린스단계는, 1 atm 내지 50 atm의 압력 및 -20 ℃ 내지 150 ℃의 온도 조건 하에서 수행될 수 있다. 예를 들어, 상기 린스단계는, 공정에 따라 적절하게 선택할 수 있고, 예를 들어, CO-VPSA인 경우에, CO 가스 등과 같은 린스가스를 도입할 수 있다. For example, the rinsing step may be performed under a pressure of 1 atm to 50 atm and a temperature condition of −20 ° C. to 150 ° C. For example, the rinsing step may be appropriately selected according to the process, for example, in the case of CO-VPSA, a rinse gas such as CO gas may be introduced.

본 발명의 일 예로, 제품생산단계는, 상기 린스단계가 종료된 흡착탑의 압력을 대기압까지 낮추거나 또는 진공펌프에 연결하여 대기압 이하로 낮추어 목적 생성물을 탈착 및 배출하는 단계이다.In one embodiment of the present invention, the product production step is a step of lowering the pressure of the adsorption tower, the rinse step is completed to atmospheric pressure or connected to a vacuum pump to lower than the atmospheric pressure to desorb and discharge the target product.

예를 들어, 상기 제품생산단계는, 흡착탑의 중간부에 위치한 감압밸브를 개방하여 실시될 수 있다. 즉, 흡착탑 내의 압력을 낮춤으로써 목적 생성물(제품)을 배출시킬 수 있다. 유체의 흐름저항을 감소시켜, 결과적으로 흡착분리공정의 성능(회수율, 순도, 생산성)을 향상시킬 수 있다For example, the product production step may be performed by opening a pressure reducing valve located in the middle of the adsorption tower. In other words, the target product (product) can be discharged by lowering the pressure in the adsorption column. By reducing the flow resistance of the fluid, it is possible to improve the performance (recovery rate, purity, productivity) of the adsorptive separation process.

예를 들어, 상기 제품생산단계는, 0.01 atm 내지 50 atm의 압력 및 -20 ℃ 내지 150 ℃의 온도 조건 하에서 수행될 수 있다.For example, the product production step may be performed under a pressure of 0.01 atm to 50 atm and a temperature condition of -20 ° C to 150 ° C.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.As described above, the present invention has been described by way of limited embodiments and drawings, but the present invention is not limited to the above embodiments, and those skilled in the art to which the present invention pertains various modifications and variations from such descriptions. This is possible. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined not only by the claims below but also by the equivalents of the claims.

Claims (11)

특정 성분을 선택적으로 흡착하는 특성을 가지는 흡착제가 충진되고, 공급관으로 연결된 복수 개의 흡착탑;
을 포함하고,
상기 복수 개의 흡착탑의 양단에 형성된 원료(feed), 세정가스(purge gas) 및 린스가스(rinse gas) 공급부; 및 목적생성물, 세정가스 및 린스가스 배출부; 및 상기 복수 개의 흡착탑의 중간부에 형성된 감압밸브를 포함하는 탈착촉진부; 를 포함하고,
상기 린스가스(rinse gas) 공급부 및 상기 세정가스 및 린스가스 배출부는,
선택적으로 린스 가스 및 세정 가스 중 적어도 하나 이상을 공급 및 배출하고,
상기 탈착촉진부는, 추가감압단계 시 밸브를 개방하여 압력을 낮추어 가스를 배출하거나 또는 상기 탈착촉진부는, 목적 생성물의 탈착 단계 시 밸브를 개방하여 목적 생성물 스트림을 배출하고,
상기 탈착촉진부는, 흡착탑 내에 형성되는 압력강하를 낮춤으로써 유체흐름저항을 줄이는 것인, 흡착 공정을 위한 흡착탑 시스템.
A plurality of adsorption towers filled with an adsorbent having a characteristic of selectively adsorbing a specific component and connected to a supply pipe;
Including,
A feed, purge gas, and rinse gas supply unit formed at both ends of the plurality of adsorption towers; And a target product, a cleaning gas and a rinse gas discharge unit. And a desorption accelerator including a pressure reducing valve formed at an intermediate portion of the plurality of adsorption towers. Including,
The rinse gas supply unit and the cleaning gas and the rinse gas discharge unit,
Optionally supplying and discharging at least one of the rinse gas and the cleaning gas,
The desorption accelerator releases the gas by lowering the pressure by opening the valve during the further depressurization step, or the desorption accelerator, by discharging the target product stream by opening the valve during the desorption step of the target product,
The desorption accelerator is to reduce the fluid flow resistance by lowering the pressure drop formed in the adsorption tower, adsorption tower system for the adsorption process.
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 탈착촉진부는, 상기 흡착탑의 높이의 40 % 내지 60 % 영역에 위치되는 것인, 흡착 공정을 위한 흡착탑 시스템.
The method of claim 1,
The desorption accelerator is located in the area of 40% to 60% of the height of the adsorption tower, adsorption tower system for the adsorption process.
삭제delete ◈청구항 6은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈Claim 6 has been abandoned upon payment of a setup registration fee. 제1항에 있어서,
상기 흡착탑 시스템은, PSA(pressure swing adsorption), VPSA(vacuum pressure swing adsorption) 또는 VSA(vacuum swing adsorption) 공정을 위한 것인, 흡착 공정을 위한 흡착탑 시스템.
The method of claim 1,
The adsorption tower system is for a pressure swing adsorption (PSA), vacuum pressure swing adsorption (VPSA) or vacuum swing adsorption (VSA) process.
제1항에 있어서,
상기 흡착탑 시스템은, 수소분리정제용 VPSA (H2-VPSA), 질소분리용 VPSA (N2-VPSA), 산소분리용 VPSA (O2-VPSA) 또는 일산화탄소 분리용 VPSA (CO-VPSA) 공정을 위한 것인, 흡착 공정을 위한 흡착탑 시스템.
The method of claim 1,
The adsorption tower system, hydrogen separation purification VPSA (H 2 -VPSA), nitrogen separation VPSA (N 2 -VPSA), oxygen separation VPSA (O 2 -VPSA) or carbon monoxide separation VPSA (CO-VPSA) process for Adsorption tower system for the adsorption process.
특정 성분을 선택적으로 흡착하는 특성을 가지는 흡착제가 충진된 흡착탑으로 원료를 도입하여 목적 생성물을 배출하고, 목적 생성물 외의 물질 중 적어도 일부분은 상기 흡착제에 의해 흡착되는 흡착단계;
상기 흡착단계가 종료된 상기 흡착탑의 내부를 병류방향으로 대기압 이상의 일정 압력까지 낮추는 병류감압단계; 및
상기 병류감압단계가 종료된 흡착탑 내부의 압력을 병류감압단계의 압력보다 더 낮추어 흡착된 성분을 탈착 및 제거하는 추가감압단계;
를 포함하고,
상기 추가감압단계는, 흡착탑의 중간부에 위치한 추가감압밸브를 개방하여 압력을 낮추는 것인,
제1항의 흡착 공정을 위한 흡착탑 시스템을 이용하는, 흡착 공정을 이용한 혼합 가스 분리 방법.
An adsorption step of introducing a raw material into an adsorption tower packed with an adsorbent having a characteristic of selectively adsorbing a specific component to discharge a desired product, and at least a portion of a substance other than the desired product is adsorbed by the adsorbent;
A cocurrent decompression step of lowering the interior of the adsorption tower after the adsorption step is completed to a predetermined pressure above atmospheric pressure in a cocurrent direction; And
An additional decompression step of desorbing and removing the adsorbed components by lowering the pressure inside the adsorption tower after the cocurrent decompression step is lower than the pressure of the cocurrent decompression step;
Including,
The additional decompression step is to lower the pressure by opening the additional decompression valve located in the middle of the adsorption tower,
Mixed gas separation method using the adsorption process, using the adsorption tower system for the adsorption process of claim 1.
◈청구항 9은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈Claim 9 was abandoned upon payment of a set-up fee. 제8항에 있어서,
상기 목적 생성물은, 수소 또는 산소 가스이고,
상기 흡착제는, 수소 또는 산소 가스에 대한 낮은 흡착성을 갖는 것인, 흡착 공정을 이용한 혼합 가스 분리 방법.
The method of claim 8,
The target product is hydrogen or oxygen gas,
The adsorbent has a low adsorption to hydrogen or oxygen gas, mixed gas separation method using the adsorption step.
특정 성분을 선택적으로 흡착하는 특성을 가지는 흡착제가 충진된 흡착탑으로 원료를 도입하여 목적 생성물을 상기 흡착제에 흡착시키는 흡착단계;
상기 흡착단계가 종료된 린스가스를 도입하여 흡착탑 내부에서 목적생성물의 순도를 높이는 린스단계; 및
상기 린스단계가 종료된 흡착탑의 압력을 낮추어 목적 생성물을 배출하는 제품생산단계;
를 포함하고,
상기 제품생산단계는, 흡착탑의 중간부에 위치한 감압밸브를 개방하여 압력을 낮추는 것인,
제1항의 흡착 공정을 위한 흡착탑 시스템을 이용하는, 흡착 공정을 이용한 혼합 가스 분리 방법.
An adsorption step of adsorbing a target product to the adsorbent by introducing a raw material into an adsorption tower filled with an adsorbent having a characteristic of selectively adsorbing a specific component;
Introducing a rinse gas after the adsorption step is completed to increase the purity of the target product in the adsorption tower; And
A product production step of discharging the desired product by lowering the pressure of the adsorption tower in which the rinsing step is completed;
Including,
The product production step is to lower the pressure by opening the pressure reducing valve located in the middle of the adsorption tower,
Mixed gas separation method using the adsorption process, using the adsorption tower system for the adsorption process of claim 1.
◈청구항 11은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈Claim 11 was abandoned upon payment of a set-up fee. 제10항에 있어서,
상기 목적 생성물은, 일산화탄소 또는 질소 가스이고,
상기 흡착제는, 일산화탄소 또는 질소 가스에 대한 높은 흡착성을 갖는 것인, 흡착 공정을 이용한 혼합 가스 분리 방법.
The method of claim 10,
The target product is carbon monoxide or nitrogen gas,
The adsorbent has a high adsorption to carbon monoxide or nitrogen gas, mixed gas separation method using the adsorption step.
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KR20230103092A (en) * 2021-12-31 2023-07-07 한국에너지기술연구원 Pressure swing adsorption device for the production of hydrogen from ammonia decomposition gas and hydrogen purification method using the same

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4761165A (en) * 1987-09-01 1988-08-02 Union Carbide Corporation Pressure swing adsorption control method and apparatus
US5738709A (en) * 1996-12-20 1998-04-14 Air Products And Chemicals, Inc. Nitrogen PSA with intermediate pressure transfer
JP3369424B2 (en) * 1997-01-30 2003-01-20 エア・ウォーター株式会社 Mixed gas separation method
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