СПОСОБ ИНЕРТИЗАЦИИ И СИСТЕМА ДЛЯ СНИЖЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ КИСЛОРОДА

1. Способ инертизации, в котором содержание кислорода, определенное заранее и сниженное в сравнении с обычным воздухом окружающей среды, устанавливают и поддерживают в атмосфере закрытого помещения (2), при этом способ содержит следующие процедурные этапы, на которых:
i) подают исходную газовую смесь из кислорода, азота и дополнительных элементов, если необходимо;
ii) производят сжатие исходной газовой смеси, поданной в систему (3) компрессоров;
iii) подают сжатую исходную газовую смесь в газоразделительную систему (10) и отделяют, по меньшей мере, часть кислорода, содержащегося в сжатой исходной смеси, чтобы подать газовую смесь, обогащенную азотом, на выход (10b) газоразделительной системы (10); и
iv) вводят, по меньшей мере, часть газовой смеси, обогащенной азотом, поданной на выход (10b) газоразделительной системы (10), в атмосферу закрытого помещения (2), чтобы установить и/или поддерживать содержание кислорода в атмосфере закрытого помещения (2), которое заранее определено и снижено в сравнении с обычным воздухом окружающей среды,
при этом если количество газовой смеси, обогащенной азотом, поданной в единицу времени на выход (10b) газоразделительной системы (10), требуется увеличить, степень сжатия, выполняемого на этапе ii) способа, повышают, в частности, до величины, зависящей от количества газовой смеси, обогащенной азотом, которую следует подавать в единицу времени,
при этом газоразделительная система (10) содержит первый и второй адсорбер (12, 13), каждый содержащий адсорбирующее вещество, причем адсорберы (12, 13) работают в противофазе, чтобы один из двух адсорберов (12, 13) находился в фазе адсорбции, во время которой адсорбирующее вещество адсорбера (12, 13) адсорбирует, по меньшей мере, часть кислорода из исходной газовой смеси, подаваемой на этапе iii) способа, а другой из двух адсорберов (13, 12) находился в фазе регенерации, во время которой кислород десорбируется из адсорбирующего вещества другого адсорбера (13, 12), при этом, в частности, предусматривается, что соответствующие выходы (12а, 13а) и соответствующие входы (12b, 13b) адсорберов (12, 13) на короткое время связаны по текучей среде при переключении между фазой адсорбции и фазой регенерации.
2. Способ инертизации по п. 1, в котором степень сжатия, выполняемого на этапе ii) способа, повышают в случае пожара или если содержание кислорода в атмосфере закрытого помещения (2) должно быть дополнительно быстро снижено по сравнению с содержанием кислорода, установленного и/или поддерживаемого на этапе iv) способа по другой причине, или если количество газовой смеси, обогащенной азотом, подаваемое в единицу времени на выход (10b) газоразделительной системы (10), требуется увеличить в силу повышения воздухообмена, или в силу отсутствия дополнительного источника инертного газа, размещенного в закрытом помещении (2), в частности, отсутствия дополнительной газоразделительной системы, размещенной в закрытом помещении (2); и/или
при этом степень сжатия, выполняемого на этапе ii) способа, предпочтительно постепенно повышают при необходимости, пока количество газовой смеси, обогащенной азотом, поданной на выходе (10b) газоразделительной системы 10 в единицу времени, соответствует количеству газовой смеси, обогащенной азотом, подаваемой в единицу времени; и/или при этом система (3) компрессоров выполнена с возможностью сжатия подаваемой исходной газовой смеси до различных, предпочтительно заранее определенных или определяемых диапазонов давления на этапе ii) способа, причем исходная газовая смесь предпочтительно сжимается автоматически, и более предпочтительно, избирательно автоматически, до одного из заранее определенных или определяемых диапазонов давления на этапе ii) способа, в зависимости от повода или причины необходимого увеличения газовой смеси, обогащенной азотом, которую следует подавать в единицу времени на выход (10b) газоразделительной системы (10).
3. Способ инертизации по п. 1 или 2, в котором чтобы подать исходную газовую смесь на этапе i) способа, часть воздуха окружающей среды внутри закрытого помещения (2) извлекают из помещения (2) регулируемым образом, и свежий воздух направляют регулируемым образом в извлеченную часть воздуха помещения,
при этом количество свежего воздуха, которое следует добавить к воздуху окружающей среды, извлеченному из помещения (2), предпочтительно выбирается, чтобы количество свежего воздуха, извлеченного из помещения (2), в единицу времени, было идентичным количеству газовой смеси, обогащенной азотом, вводимой в атмосферу помещения (2) на этапе iv) способа.
4. Способ инертизации по любому из пп. 1-2, в котором газоразделительная система (10) содержит, по меньшей мере, один адсорбер (12, 13), содержащий адсорбирующее вещество, при этом система (3) компрессоров присоединена к входу (12а, 13а) адсорбера (12, 13), чтобы подавать сжатую исходную газовую смесь на адсорбер (12, 13) в фазе адсорбции упомянутого адсорбера (12, 13), чтобы адсорбирующее вещество адсорбировало кислород из исходной газовой смеси, и газовая смесь, обогащенная азотом, подавалась на выходе (12b, 13b) адсорбера (12, 13), при этом источник (7) вакуума предпочтительно избирательно присоединен к входу (12а, 13а) адсорбера (12, 13), или источник сжатого воздуха предпочтительно избирательно присоединен к выходу (12b, 13b) адсорбера (12, 13), чтобы удалить, по меньшей мере, часть кислорода, поглощенного адсорбирующим веществом через вход (12а, 13а) адсорбера (12, 13) в фазе регенерации адсорбера (12, 13 и, следовательно, регенерировать адсорбирующее вещество.
5. Способ инертизации по п. 3, в котором газоразделительная система (10) содержит, по меньшей мере, один адсорбер (12, 13), содержащий адсорбирующее вещество, при этом система (3) компрессоров присоединена к входу (12а, 13а) адсорбера (12, 13), чтобы подавать сжатую исходную газовую смесь на адсорбер (12, 13) в фазе адсорбции упомянутого адсорбера (12, 13), чтобы адсорбирующее вещество адсорбировало кислород из исходной газовой смеси, и газовая смесь, обогащенная азотом, подавалась на выходе (12b, 13b) адсорбера (12, 13), при этом источник (7) вакуума предпочтительно избирательно присоединен к входу (12а, 13а) адсорбера (12, 13), или источник сжатого воздуха предпочтительно избирательно присоединен к выходу (12b, 13b) адсорбера (12, 13), чтобы удалить, по меньшей мере, часть кислорода, поглощенного адсорбирующим веществом через вход (12а, 13а) адсорбера (12, 13) в фазе регенерации адсорбера (12, 13) и, следовательно, регенерировать адсорбирующее вещество.
6. Способ инертизации по любому из пп. 1-2, при этом газоразделительная система (10) работает в режиме PSA, если количество газовой смеси, обогащенной азотом, которое следует подавать в единицу времени на выход (10b) газоразделительной системы (10), требуется увеличить, и при этом, в противном случае, газоразделительная система (10) работает в режиме VPSA, причем режим PSA соответствует режиму адсорбции с переменным давлением, а режим VPSA соответствует режиму адсорбции с переменным вакуумметрическим давлением.
7. Способ инертизации по п. 3, при этом газоразделительная система (10) работает в режиме PSA, если количество газовой смеси, обогащенной азотом, которое следует подавать в единицу времени на выход (10b) газоразделительной системы (10), требуется увеличить, и при этом, в противном случае, газоразделительная система (10) работает в режиме VPSA, причем режим PSA соответствует режиму адсорбции с переменным давлением, а режим VPSA соответствует режиму адсорбции с переменным вакуумметрическим давлением.
8. Способ инертизации по любому из пп. 1-2, в котором способ дополнительно содержит следующие этапы, на которых:
- подают сжатую исходную газовую смесь на дополнительную газоразделительную систему и отделение, по меньшей мере, части кислорода, содержащегося в сжатой исходной газовой смеси, чтобы предоставить газовую смесь, обогащенную азотом, на выход дополнительной газоразделительной системы; и
- вводят, по меньшей мере, часть газовой смеси, обогащенной азотом, поданной на выход дополнительной газоразделительной системы, в атмосферу закрытого помещения (2),
при этом газоразделительная система (10) работает в режиме PSA, если газоразделительная система выходит из строя или если по какой-то другой причине газовая смесь, обогащенная азотом, не может быть подана на выход дополнительной газоразделительной системы или количество газовой смеси, обогащенной азотом, которое может быть подано на выход дополнительной газоразделительной системы в единицу времени, ниже заданного значения для упомянутой дополнительной газоразделительной системы, причем газоразделительная система (10) в противном случае работает в режиме VPSA, при этом переключение газоразделительной системы (10) из режима VPSA в режим PSA предпочтительно происходит автоматически, как только определяется, что количество газовой смеси, обогащенной азотом, которую можно подавать в единицу времени на выход дополнительной газоразделительной системы, ниже заданного значения для упомянутой газоразделительной системы.
причем режим PSA соответствует режиму адсорбции с переменным давлением, а режим VPSA соответствует режиму адсорбции с переменным вакуумметрическим давлением.
9. Способ инертизации по п. 6, в котором способ дополнительно содержит следующие этапы, на которых:
- подают сжатую исходную газовую смесь на дополнительную газоразделительную систему и отделение, по меньшей мере, части кислорода, содержащегося в сжатой исходной газовой смеси, чтобы предоставить газовую смесь, обогащенную азотом, на выход дополнительной газоразделительной системы; и
- вводят, по меньшей мере, часть газовой смеси, обогащенной азотом, поданной на выход дополнительной газоразделительной системы, в атмосферу закрытого помещения (2),
при этом газоразделительная система (10) работает в режиме PSA, если газоразделительная система выходит из строя или если по какой-то другой причине газовая смесь, обогащенная азотом, не может быть подана на выход дополнительной газоразделительной системы или количество газовой смеси, обогащенной азотом, которое может быть подано на выход дополнительной газоразделительной системы в единицу времени, ниже заданного значения для упомянутой дополнительной газоразделительной системы, причем газоразделительная система (10) в противном случае работает в режиме VPSA, при этом переключение газоразделительной системы (10) из режима VPSA в режим PSA предпочтительно происходит автоматически, как только определяется, что количество газовой смеси, обогащенной азотом, которую можно подавать в единицу времени на выход дополнительной газоразделительной системы, ниже заданного значения для упомянутой газоразделительной системы.
причем режим PSA соответствует режиму адсорбции с переменным давлением, а режим VPSA соответствует режиму адсорбции с переменным вакуумметрическим давлением.
10. Способ инертизации по любому из пп. 1-2, в котором, по меньшей мере, часть тепловой энергии, освобождаемая в газоразделительной системе (10) и/или в системе (3) компрессоров, используется для нагревания исходной газовой смеси, предпочтительно, чтобы исходная газовая смесь имела температуру от 10°С до 30°С и даже более предпочтительно, от 15°С до 25°С.; и/или при этом часть тепловой энергии, освобождаемая в газоразделительной системе (10) и/или в системе (3) компрессоров, используется для нагревания газовой смеси, обогащенной азотом, поданной на выходе (10b) газоразделительной системы (10).
11. Способ инертизации по любому из пп. 1-2, в котором система (3) компрессоров содержит первый компрессор (3.1) и, по меньшей мере, один второй компрессор (3.2), причем присоединение второго компрессора (3.2) к первому компрессору (3.1) повышает степень сжатия, выполняемого на этапе ii) способа.
12. Способ инертизации по любому из пп. 1-2, в котором если количество газовой смеси, обогащенной азотом, подаваемой в единицу времени, нужно увеличить, по меньшей мере, часть газовой смеси, поданной на этапе iii) способа на выходе (10b) газоразделительной системы (10), и обогащенной азотом, и/или часть воздуха окружающей среды, содержащегося в закрытом помещении (2), направляется в катализатор (16, 17), в котором смесь инертных газов вырабатывается из смеси, обогащенной азотом, или соответственно, из части подаваемого в помещение воздуха, путем химической конверсии восстановителя, причем смесь инертных газов, вырабатываемая в катализаторе (16, 17), затем вводится в атмосферу закрытого помещения (2), причем восстановителем предпочтительно является огнеопасное вещество, в частности, горючий газ, предпочтительно, окись углерода.
13. Система (1), в которой содержание кислорода, определенное заранее и сниженное в сравнении с обычным воздухом окружающей среды, устанавливается и поддерживается в атмосфере закрытого помещения (2), при этом система (1) содержит систему (3) компрессоров для сжатия исходной газовой смеси и газоразделительную систему (10), присоединенную к системе (3) компрессоров, в которой отделяется, по меньшей мере, часть кислорода, содержащегося в сжатой исходной газовой смеси, отличающаяся тем, что газоразделительная система (10) выполнена с возможностью избирательной работы либо в режиме VPSA, либо в режиме PSA, при этом блок (4) предпочтительно предусмотрен для селективного автоматического переключения газоразделительной системы (10) из режима VPSA в режим PSA, если требуется увеличить количество газовой смеси, обогащенной азотом, поданной в единицу времени на выходе (10b) газоразделительной системы (10), при этом отношение сжатия системы 3 компрессоров предпочтительно является регулируемым, чтобы исходную газовую смесь можно было избирательно сжимать в системе (3) компрессоров до первого низкого значения давления или до второго высокого значения давления, в частности, до давления 1,5-2,0 бар или 7,0-9,0 бар, и причем блок (4) управления выполнен с возможностью избирательной автоматической активизации системы (3) компрессоров, чтобы исходная газовая смесь сжималась до второго высокого значения давления в упомянутой системе (3) компрессоров, если требуется увеличить объем газовой смеси, обогащенной азотом, в единицу времени, причем система компрессоров содержит первый компрессор (3.1) и, по меньшей мере, один второй компрессор (3.2), управляемый независимо от первого компрессора (3.1), причем первый и второй компрессоры (3.1, 3.2) выполнены таким образом, чтобы степень сжатия увеличивалась при присоединении упомянутого второго компрессора (3.2), причем режим PSA соответствует режиму адсорбции с переменным давлением, а режим VPSA соответствует режиму адсорбции с переменным вакуумметрическим давлением.
14. Система (1) по п. 13, причем система (1) содержит, по меньшей мере, одну дополнительную газоразделительную систему для подачи газовой смеси, обогащенной азотом, при этом блок (4) управления выполнен с возможностью переключения газоразделительной системы (10) из режима VPSA в режим PSA, если дополнительная газоразделительная система выходит из строя или если по какой-то другой причине газовая смесь, обогащенная азотом, не может быть подана дополнительной газоразделительной системой или количество газовой смеси, обогащенной азотом, которая может быть подана дополнительной газоразделительной системой в единицу времени, ниже заданного значения для упомянутой дополнительной газоразделительной системы, при этом переключение газоразделительной системы (10) из режима VPSA в режим PSA предпочтительно происходит автоматически, как только определяется, что количество газовой смеси, обогащенной азотом, которую можно подавать в единицу времени дополнительной газоразделительной системой, ниже заданного значения для упомянутой дополнительной газоразделительной системы.
15. Система (1) по п. 13 или 14, в которой газоразделительная система (10) содержит следующее:
- вход (10а), присоединенный или присоединяемый к выходу (3b) системы (3) компрессоров для подачи сжатой исходной газовой смеси;
- первый выход (10b), присоединенный или присоединяемый к закрытому помещению (2) для подачи газовой смеси, обогащенной азотом в атмосферу закрытого помещения (2);
- второй выход (11) для удаления газовой смеси, обогащенной кислородом, из газоразделительной системы (10); и
- по меньшей мере, один первый и один второй адсорбер (12, 13) соответственно присоединяемые к входу (10а), первому выходу (10b) и/или второму выходу (11) газоразделительной системы (10) независимо друг о друга через систему клапанов (V1-V9), и причем второй выход (11) газоразделительной системы (10) избирательно присоединен к стороне (7а) всасывания источника (7) вакуума,
при этом предпочтительно предусмотрен блок (4) управления, выполненный с возможностью избирательного автоматического присоединения второго выхода (11) газоразделительной системы (10) к стороне (7а) всасывания источника (7) вакуума, если газоразделительная система (10) работает в режиме VPSA.
16. Система (1) по одному из пп. 13-14, в которой дополнительно предусмотрена система (14) теплообменника для передачи, по меньшей мере, части тепловой энергии, освобождаемой в газоразделительной системе (10) и/или в системе (3) компрессоров, в исходную газовую смесь для нагревания исходной газовой смеси предпочтительно до температуры от 10°С до 30°С и даже более предпочтительно, от 15°С до 25°С; и/или
причем дополнительно предусмотрена система (15) теплообменника для передачи, по меньшей мере, части тепловой энергии, освобождаемой в газоразделительной системе (10) и/или в системе (3) компрессоров, в газовую смесь, обогащенную азотом, поданную на выходе (10b) газоразделительной системы (10); и/или
причем дополнительно предусмотрена система (16, 17) катализатора, которая может быть снабжена, при необходимости, по меньшей мере, частью газовой смеси, обогащенной азотом, поданной на выходе (10b) газоразделительной системы (10) и/или частью воздуха окружающей среды закрытого помещения (2), чтобы вырабатывать смесь инертных газов путем химической конверсии восстановителя, причем выход системы (16, 17) катализатора присоединен или может быть присоединен к закрытому помещению (2), чтобы вводить смесь инертных газов, вырабатываемую в упомянутой системе (16, 17) катализатора, в атмосферу закрытого помещения (2).
17. Система (1) по п. 15, в которой дополнительно предусмотрена система (14) теплообменника для передачи, по меньшей мере, части тепловой энергии, освобождаемой в газоразделительной системе (10) и/или в системе (3) компрессоров, в исходную газовую смесь для нагревания исходной газовой смеси предпочтительно до температуры от 10°С до 30°С и даже более предпочтительно, от 15°С до 25°С; и/или
причем дополнительно предусмотрена система (15) теплообменника для передачи, по меньшей мере, части тепловой энергии, освобождаемой в газоразделительной системе (10) и/или в системе (3) компрессоров, в газовую смесь, обогащенную азотом, поданную на выходе (10b) газоразделительной системы (10); и/или
причем дополнительно предусмотрена система (16, 17) катализатора, которая может быть снабжена, при необходимости, по меньшей мере, частью газовой смеси, обогащенной азотом, поданной на выходе (10b) газоразделительной системы (10) и/или частью воздуха окружающей среды закрытого помещения (2), чтобы вырабатывать смесь инертных газов путем химической конверсии восстановителя, причем выход системы (16, 17) катализатора присоединен или может быть присоединен к закрытому помещению (2), чтобы вводить смесь инертных газов, вырабатываемую в упомянутой системе (16, 17) катализатора, в атмосферу закрытого помещения (2).