(57)【要約】本発明は高純度の酸素を製造するための設備（好ましくは輸送可能なコンテナ（２１）内に設置される）に関し、この設備は、ゼオライトシーブを含む上流の圧力スイング吸着（ＰＳＡ）装置（Ａ1）と、炭素系ふるいを含む下流のＰＳＡ装置（Ａ2）と、２つの装置の間のループにおける、酸素をアルゴンから分離することが可能な透過装置（Ｐ）と、中圧酸素コンプレッサー（２０）とを有する。本発明は、現場で、一般的には孤立した場所において、高純度の酸素を製造するために用いられる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高純度酸素を製造するための設備であって、
−第１の入口（１）と第１の出口（５）とを有し、窒素を保持することが可能な少なくとも１つの吸着剤を含む第１の吸着ガス分離装置（Ａ1）と、
−第１の出口（５）に接続された第２の入口（８）と第２の出口（１０）とを有し、アルゴンを保持することが可能な少なくとも１つの吸着剤を含む第２の吸着ガス分離装置（Ａ2）と、
−第１の出口（５）と第２の入口（８）との間のループ（Ｂ）の分岐における、アルゴンから酸素を分離することが可能な少なくとも１つの膜（１５）を有し、第２の入口（８）に接続された第３の入口（１６）と第１の出口（５）に接続された酸素出口（１８）とを有する透過ガス分離装置（１４）と
を有する設備。
【請求項２】
ループ（Ｂ）に配置された酸素コンプレッサー（２０）を有する請求項１に記載の設備。
【請求項３】
酸素コンプレッサー（２０）が第１の出口（５）と第２の入口（８）との間に配置されている請求項２に記載の設備。
【請求項４】
酸素コンプレッサー（２０）が酸素出口（１８）と第１の出口（５）との間に配置されている請求項２に記載の設備。
【請求項５】
第１の入口（１）に接続された低圧空気コンプレッサーアセンブリ（３）を有する請求項１ないし４のいずれか１項に記載の設備。
【請求項６】
第２の出口（１０）の下流に酸素コンプレッサー（１２）をさらに有する請求項１ないし５のいずれか１項に記載の設備。
【請求項７】
第１の分離装置（Ａ1）の吸着剤が少なくとも１つのゼオライトを含むことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の設備。
【請求項８】
第２の分離装置（Ａ2）の吸着剤が少なくとも１つの炭素系モレキュラーシーブを含む請求項１ないし７のいずれか１項に記載の設備。
【請求項９】
輸送コンテナ（２１）に運転可能に設置されることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載の設備。
【発明の詳細な説明】
【発明の開示】
【０００１】
本発明は、現場で高純度酸素を製造するための設備に関し、これは特に孤立しているかまたはボトルの高純度酸素を供給するのが困難な消費現場に適している。
【０００２】
ＰＳＡタイプの吸着ガス分離装置は、単段の機器構成で、９５％を超えない純度で酸素を製造することを可能とする。少なくとも１つのＰＳＡタイプ吸着ガス分離装置が別のＰＳＡ装置または透過ガス分離装置に直列に連結されている、現場または車載の設備のためのシステムが提案されている。公知の装置は、非常にエネルギー効率が低く、操作に注意を要する。
【０００３】
本発明の主題は、９９．５％に達するか超える純度で酸素を供給することが可能で、操作が容易であり、したがって現場での容易な結合、特にコストの減少を可能にする下位構成要素のかなりの標準化を可能にし、かつ満足なエネルギー効率を有する設備を提供することにある。
【０００４】
本発明の１つの特徴によれば、これを行うために、設備は、
−一般的には加圧空気源に接続されうる第１の出口と第２の出口とを有し、窒素を保持することが可能な少なくとも１つの吸着剤を含む第１の吸着ガス分離装置と、
−第１の出口に接続された第２の入口と第２の出口とを有し、アルゴンを保持することが可能な少なくとも１つの吸着剤を含む第２の吸着ガス分離装置と、
−第１の出口と第２の入口との間のループの分岐における、アルゴンから酸素を分離することが可能な少なくとも１つの膜を有し、第２の入口に接続された第３の入口と第１の分離装置の第１の出口に接続された酸素出口とを有する透過ガス分離装置と
を有する。
本発明の他の特徴によれば、
−設備は、第１の出口と第２の入口の間または酸素出口と第１の出口の間のループに配置された酸素コンプレッサーを有する。
−第１の分離装置の吸着剤は、少なくとも１つのゼオライト、一般的にはＸゼオライト、好ましくはＬｉＸゼオライトを含み、第２の分離装置の吸着剤は少なくとも１つの炭素系モレキュラーシーブを含む。
−設備は標準的な輸送コンテナに運転可能に設置される。
本発明の他の特徴および利点は、例として示されるが全く限定しない一実施形態の以下の記載から明らかとなるであろう。これを添付の図面と関連して提示する。
図１において、ゼオライトモレキュラーシーブを含む第１のＰＳＡタイプ吸着ガス分離装置Ａ1（大気圧空気入口２から圧縮空気が供給される入口１を有する）は、一般的には空気バッファータンク４を経由する低圧圧縮／ろ過および乾燥アセンブリ３によって区別される。
分離装置Ａ1は酸素富化混合物出口５を有し、これは酸素バッファータンク６に放出する。これは、ライン７を経由して炭素系モレクラーシーブを含む第２のＰＳＡタイプ吸着ガス分離装置Ａ2の入口８に接続されている。これは酸素出口１０を有し、外部のユーザー回路１１に酸素コンプレッサー１２（一般的には高圧のもの）を経由して接続することができる。
【０００５】
第１のガス分離装置Ａ1は少なくとも１つの、一般的には少なくとも２つの吸着装置を有し、これは少なくとも１つのＸタイプゼオライトモレキュラーシーブ、好ましくはＬｉＸリチウムゼオライトを有し、出口５で９４ないし９５％の純度の酸素を供給する。
第２の吸着ガス分離装置Ａ2はその一部に少なくとも１つの、一般的には少なくとも２つの吸着装置を有し、各々はライン７によって輸送される富化酸素から残存アルゴンを分離することができる少なくとも１つの炭素系モレキュラーシーブを有し、出口１０で約９９．５％の純度で酸素を供給する。
本発明によれば、ライン７は分岐１３を有するループＢを組み入れており、分岐１３はライン７と平行に第２の分離装置９の入口８と第１の分離装置１の出口５との間に延びており、一般的にはタンク６への第２の接続を経由する。
本発明の一態様によれば、分岐１３は透過ガス分離装置１４を含み、これはアルゴンから酸素を分離することが可能な少なくとも１つの透過膜１５、たとえばポリマー膜の束（アメリカ合衆国ウィルミントンのＭｅｄＡｌによって参照「タイプＣまたはＤファイバー」の下で販売されている）を備える。膜分離装置１４は、一般的にはパージガスバッファータンク１７を経由して第２の分離装置９の入口に接続される入口１６、酸素出口１８、および主にアルゴンからなるパージガスのための出口１９を有する。
【０００６】
本発明の一態様によれば、中圧酸素コンプレッサー２０を、提示した実施形態のように透過装置１４の酸素出口１８とバッファータンク６との間のループＢに配置するか、または変形例として第２の分離装置９の入口８とバッファータンク６との間のライン７に配置する（この場合、バッファータンク６は透過装置１４の酸素出口１８に直接接続される）。
【０００７】
実際の実施形態において、入口１で約６．５バールの供給空気圧力および出口５で約２０Ｓｍ3／ｈの中圧酸素流量の場合、出口１０において約６Ｓｍ3／ｈの高純度酸素の流量を約３．５バールの稼動圧力で供給するようにコンプレッサー２０の大きさを合わせる。
本発明の一態様によれば、主要な構成要素３、１、９、１２、１４および２０を標準的な流体入口／出口を有する個別の自己支持性の構造体の形態で製造し、タンク４、６および１７と同様に、輸送可能な形態の剛直な囲い２１、一般的には４０フィートＩＳＯ輸送コンテナ内に配置し、アセンブリを標準化し、輸送と現場での設備の配置を容易にする。これは特に、荒廃した地域での保健処置の状況における医療用酸素の供給のためである。
【０００８】
本発明を、１つの特定の実施形態と関連して説明したが、本発明はそれに限定されず、特許請求の範囲において当業者に明らかな修正および変形に対して開かれている。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】輸送可能な囲いに組み入れた本発明による設備の一実施形態を模式的に示す。
【図１】
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【国際調査報告】
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