專利名稱：用于空氣液化分離的純化裝置與方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)一種用于空氣液化分離的純化裝置與方法，其中所謂液化分離法是以低溫蒸餾法分離出空氣中的氮?dú)饧把鯕?。本發(fā)明特別是有關(guān)一種可以有效去除空氣原料中氮氧化物與/或碳水化合物的空氣純化裝置與方法。
在日本專利申請(qǐng)案早期公開公報(bào)第2000-107546號(hào)中，提及使用具有層合之三層吸附層的吸附筒，以除去空氣原料中的水氣、二氧化碳(CO2)及一氧化二氮(N2O)，其中第一至第三層吸附層分別由可吸附水氣、CO2及N2O的吸附劑所構(gòu)成?？扇コ齆2O的吸附劑包括鈣離子交換X型沸石、鈉絲光沸石(Na mordenite)、鋇離子交換沸石、無膠合劑(binderless)鈣離子交換沸石等等。另外，日本專利申請(qǐng)案早期公開公報(bào)第2000-140550號(hào)揭露一種可去除空氣中至少一部分的N2O的裝置，其使用八面沸石(faujasite)來吸附NO2。再者，于日本專利申請(qǐng)案早期公開公報(bào)第2000-129342號(hào)中，也揭露以吸附劑自己去除水氣及CO2的空氣中除去氮氧化物及碳水化合物的裝置。此案中所揭露的吸附劑為硅鋁比(Si/Al ratio)0.9～1.3的X型沸石，其含有鈣離子及其它離子。
然而，上述各公知方法皆不易有效去除空氣中的氮氧化物或碳水化合物，特別是不飽和碳水化合物以外的碳水化合物，因此業(yè)界急需一種可以有效除去氮氧化物或碳水化合物的方法。特別是就安全性而言，N2O的去除技術(shù)是最需要加強(qiáng)的地方。
本發(fā)明的用于空氣液化分離的純化裝置，包括一吸附器，其具有一吸附筒。此吸附筒具有一第一吸附層及一第二吸附層，其中第一吸附層是由可選擇性吸附空氣中水氣的吸附劑所構(gòu)成，且該第二吸附層是由可選擇性吸附流過第一吸附層的空氣中的氮氧化物與/或碳水化合物的吸附劑所構(gòu)成，其中構(gòu)成第二吸附層的吸附劑包括含有可交換鎂離子的X型沸石。此含有可交換鎂離子的X型沸石較佳是由NaX沸石經(jīng)離子交換而制成的，其中有部分或全部的鈉離子被鎂離子所取代，且其中鎂離子交換比例以高于40％者為佳。此含有可交換鎂離子的X型沸石亦可為含有可交換的鎂離子及鈣離子的X型沸石，其中鎂離子交換比例以高于5％者為佳。再者，構(gòu)成該第二吸附層的吸附劑也可以是含有可交換的鎂離子及鈣離子的A型沸石，而非含有可交換鎂離子的X型沸石，且此A型沸石中鎂離子的交換比例以高于5％者為佳。此外，此空氣純化裝置更可包括介于第一第二吸附層之間的第三吸附層，其可選擇性吸附空氣中的CO2。
本發(fā)明的用于空氣液化分離的純化方法包括下列步驟首先準(zhǔn)備一純化裝置，其包括一吸附器。此吸附器具有一吸附筒，其具有一第一吸附層及一第二吸附層，其中第一吸附層是由可選擇性吸附空氣中水氣的吸附劑所構(gòu)成，且第二吸附層是由可選擇性吸附流過第一吸附層的空氣中的氮氧化物與/或碳水化合物的吸附劑所構(gòu)成，且第二吸附層的吸附劑包括含有可交換鎂離子的X型沸石。該方法是利用第一吸附層吸附該空氣原料中的水氣以去除之，再利用第二吸附層吸附空氣原料中的氮氧化物與/或碳水化合物以去除之。另外，在此方法中，也可利用第二吸附層吸附空氣中的CO2。不過，此方法所用的純化裝置也可再包括介于第一及第二吸附層間的可選擇性吸附空氣中的二氧化碳的第三吸附層，且該方法更包括利用第三吸附層吸附經(jīng)過第一吸附層的該空氣原料中的二氧化碳以去除之。


圖1為本發(fā)明第一實(shí)施例的用于空氣液化分離的純化裝置；圖2為本發(fā)明第二實(shí)施例的用于空氣液化分離的純化裝置；圖3顯示NaMgX型沸石的鎂離子交換比例與N2O吸附量的關(guān)系；圖4顯示MgCaX型沸石的鎂離子交換比與N2O吸附量的關(guān)系；圖5顯示MgCaA型沸石的鎂離子交換比與N2O吸附量的關(guān)系；圖6顯示多種沸石的N2O等溫吸附曲線；圖7顯示NaX型沸石同時(shí)吸附CO2及N2O時(shí)的破出曲線(breakthrough curve)；圖8顯示NaX型沸石吸附N2O的破出曲線；圖9顯示NaX型沸石吸附CO2的破出曲線；圖10顯示NaMgX型沸石同時(shí)吸附CO2及N2O的破出曲線；圖11顯示NaMgX型沸石吸附N2O的破出曲線；圖12顯示NaMgX型沸石吸附CO2的破出曲線；圖13顯示MgCaA型沸石同時(shí)吸附CO2及N2O的破出曲線；圖14顯示MgCaA型沸石吸附N2O的破出曲線；圖15顯示MgCaA型沸石吸附CO2的破出曲線。
1空氣壓縮機(jī)2冷卻器3水分離器 4吸附器5加熱器6空氣液化分離裝置7、8吸附筒 7a、8a第一吸附層
7b、8b第二吸附層 7c、8c第三吸附層L1、L2a、L2b、L3a、L3b、L4、L5、L6、L7a、L7b、L8a、L8b、L9、L10管路RA空氣原料水分離器3用來凝結(jié)加壓的空氣中飽和的水氣，而會(huì)分離出液態(tài)水。吸附器4是由第一及第二吸附筒7、8所構(gòu)成，而空氣原料可導(dǎo)入吸附筒7、8的任一者。在此吸附器4中，當(dāng)一個(gè)吸附筒進(jìn)行吸附處理時(shí)，另一個(gè)即可同時(shí)接受再生處理，如此交替使用吸附筒7、8，即可連續(xù)地純化空氣原料。
第1/2吸附筒7/8是由第一吸附層7a/8a與第二吸附層7b/8b所構(gòu)成，其中第一吸附層7a、8a是由可選擇性吸附水氣的吸附劑所構(gòu)成，且第二吸附層7b/8b是由可選擇性吸附氮氧化物與/或碳水化合物的吸附劑所構(gòu)成，其就空氣流通的方向看來位于第一吸附層7a/8a下游。
第一吸附層7a、8a所使用的吸附劑例如是鋁膠(alumina gel)或硅膠，而第二吸附層7b、8b所使用的吸附劑較佳為含有可交換鎂離子的X型沸石。
此含有可交換鎂離子的X型沸石較佳由NaX沸石經(jīng)鎂離子交換處理而得，其中部分或全部的鈉離子為鎂離子所交換(即轉(zhuǎn)變成NaMgX型沸石或MgX沸石)，而鎂離子的交換比例(可交換的陽離子中鎂離子的比例)較佳在40％以上，其中離子交換比例的單位為重量百分比(wt％)。
上述吸附劑中的可交換陽離子更可包含鈣離子，即成為MgCaX沸石，其中鎂離子的交換比例以5％以上者為佳。
一般X型沸石的定義為骨架硅鋁比(Si/Al ratio)1.0～1.5的八面沸石(faujasite)，其中Si/Al比值在1.15以下者稱作低氧化硅X型沸石(LSX)。本發(fā)明并不特別限定所用的X型沸石的Si/Al比值，只要在1.0～1.5的范圍內(nèi)即可。
再者，第二吸附層7b、8b所使用的吸附劑也可以是含有可交換鈣離子及鎂離子的A型沸石，即MgCaA沸石，其中鎂離子的交換比例以5％以上者為佳。
綜合來說，第二吸附層7b、8b可以使用前述MgX型沸石、NaMgX型沸石、MgCaX型沸石、MgCaA型沸石中的一種作為吸附劑，但混用其中兩種或更多種也可以。
接下來說明的是本發(fā)明第一實(shí)施例的空氣純化方法，其是使用圖1所示的空氣純化裝置來進(jìn)行。首先，使用壓縮機(jī)1壓縮流過管路L1的空氣原料RA，再以冷卻器2冷卻至預(yù)設(shè)溫度，接著以水分離器3除去其中水分，然后再導(dǎo)入吸附器4中。在吸附器4中，空氣原料可導(dǎo)入第一及第二吸附筒7、8的任一者，但以下說明將以導(dǎo)入第一吸附筒7的情形為例。
空氣原料在經(jīng)由管路L2a導(dǎo)入相通的吸附筒7后，會(huì)先流經(jīng)上游的第一吸附層7a，使其中水氣被吸附除去。在經(jīng)過第一吸附層7a之后，空氣原料即會(huì)流過第二吸附層7b，使其中氮氧化物與/或碳水化合物被吸附除去，且此時(shí)CO2也會(huì)被吸附除去。此純化后的空氣原料即可經(jīng)由管路L3a及L4導(dǎo)入空氣液化分離裝置6，其將進(jìn)行低溫分餾以分離出氮?dú)?N2)、氧氣(O2)、氬氣(Ar)等等。
以下將詳細(xì)說明吸附器4的操作情形。在第一吸附筒7進(jìn)行吸附處理時(shí)，未導(dǎo)入原料空氣的第二吸附筒8即可接受再生處理。第二吸附筒8的再生處理是以得自液化空氣分離裝置的廢氣作為處理氣體。此廢氣是經(jīng)過管路L5并由加熱器5加熱至100～250℃，再經(jīng)由管路L6及L7b導(dǎo)入第二吸附筒8中以加熱吸附劑。如此吸附劑上所附著的水、CO2、氮氧化物及碳水化合物即可脫附，使吸附劑可重新使用。接著，流過第二吸附筒8的廢氣經(jīng)由管路L8b及L9排除。
在第二吸附筒8的吸附劑的再生處理結(jié)束后，使空氣液化分離裝置6的廢氣繞過加熱器5，而經(jīng)由管路10、L6及L7b導(dǎo)入第二吸附筒8中。由于此廢氣并不通過加熱器5而具有低溫，故可以冷卻先前在再生處理中被加熱的氣體。
當(dāng)?shù)谝晃剿?內(nèi)的吸附劑即將吸附飽和時(shí)，空氣原料即停止供應(yīng)至第一吸附筒7，而是經(jīng)由管路L2b導(dǎo)入第二吸附筒8中?？諝庠显趯?dǎo)入吸附筒8之后，其中水氣會(huì)被第一吸附層8a吸附除去，且氮氧化物與/或碳水化合物會(huì)被第二吸附層8b吸附除去。此純化后的空氣原料即可經(jīng)由管路L3b及L4導(dǎo)入空氣液化分離裝置6中。
在第二吸附筒8進(jìn)行吸附處理時(shí)，即可以加熱器5加熱空氣液化分離裝置6產(chǎn)生的廢氣，并經(jīng)由管路L6、L7a將其導(dǎo)入第一吸附筒7，以使其中吸附劑能重新使用。接著，流過第一吸附筒7的廢氣是經(jīng)由管路L8a及L9排除。在第一吸附筒7的吸附劑的再生處理結(jié)束后，空氣液化分離裝置6的廢氣即經(jīng)由管路L10、L6、L7a導(dǎo)入第一吸附筒7，以冷卻其中的吸附劑?？傊?，在此空氣純化方法中，當(dāng)一個(gè)吸附筒在進(jìn)行吸附處理時(shí)，另一個(gè)即同時(shí)進(jìn)行再生處理，如此交替使用吸筒7、8，即可連續(xù)地純化空氣原料。
如上所述，本實(shí)施例的空氣純化裝置是采用具有吸附筒7、8的吸附器4，其中吸附筒7/8中配置由可選擇性吸附水氣的吸附劑構(gòu)成的第一吸附層7a/8a，以及由可選擇性吸附氮氧化物與/或碳水化合物的吸附劑構(gòu)成的第二吸附層7b/8b。其中，第二吸附層7b、8b所用的吸附劑為MgX型沸石、NaMgX型沸石、MgCaX型沸石、MgCaA型沸石之一，或一種以上的組合，以有效去除空氣原料中的氮氧化物與/或碳水化合物。因此，本發(fā)明可以事先防范氮氧化物或碳水化合物被凝集在液態(tài)空氣的蒸餾物中，而可以增加空氣液化分離裝置6操作上的安全性。
請(qǐng)參照?qǐng)D2，其為本發(fā)明第二實(shí)施例的空氣純化裝置。在此純化裝置中，吸附筒7/8的第一吸附層7a/8a與第二吸附層7b/8b之間尚配置有可選擇性除去CO2的第三吸附層7c/8c，此為與圖1所示者相異之處。此純化裝置中的第2吸附層7b、8b與第一實(shí)施例相同，其所用的吸附劑可為MgX型沸石、NaMgX型沸石、MgCaX型沸石、MgCaA型沸石之一，或一種以上的組合。
另外，第三吸附層7c、8c所用的吸附劑例如為含鈉離子X型沸石(NaX型沸石)、含鈉離子A型沸石(NaA型沸石)，或是含鈣離子A型沸石(CaA型沸石)等等。
接下來說明的是本發(fā)明第二實(shí)施例的空氣純化方法，其使用圖2所示的純化裝置來進(jìn)行。在使用此純化裝置純化空氣原料RA時(shí)，是以第一吸附層7a、8a除去其中水氣，再以第三吸附層7c、8c除去其中的CO2，然后以第二吸附層7b、8b去除其中的氮氧化物與/或碳水化合物，再經(jīng)由管路L3a、L3b及L4導(dǎo)入空氣液化分離裝置6中。
本實(shí)施例的純化裝置與第一實(shí)施例所示者效果相同，其都可有效去除空氣中的氮氧化物與/或碳水化合物，因此可以事先防范氮氧化物或碳水化合物凝集在液態(tài)空氣的蒸餾物中，而可以增加空氣液化分離裝置6操作上的安全性。再者，由于本實(shí)施例的純化裝置在第一吸附層7a、8a與第二吸附層7b、8b之間尚配置有可選擇性除去CO2的第三吸附層7c、8c，所以流到第二吸附層7b、8b的空氣中的CO2已經(jīng)除去，而可以提高氮氧化物與/或碳水化合物的去除效率。
本發(fā)明的空氣純化裝置也可由公知純化裝置改裝而得，此公知純化裝置配備有一吸附筒，其中配置有可去除水氣的吸水層及可去除CO2的CO2吸附層，而本發(fā)明的裝置是在其下游配置一層由前述吸附劑(如NaMgX型沸石)所構(gòu)成的吸附層。如采用此種作法，則須在已有的純化裝置的吸附筒中額外填入前述的吸附劑(NaMgX型沸石)，以得到本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，其優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備成本較低。范例(實(shí)驗(yàn)1)將NaX型沸石浸入含有鎂離子的溶液中30分鐘以進(jìn)行離子交換處理，并重復(fù)3次，使得可交換的陽離子中鎂離子的含有比例(鎂離子的交換比例)達(dá)到65％，即得NaMgX型沸石吸附劑。此例為改變離子交換處理的次數(shù)與時(shí)間，而制作出鎂離子交換比例不同的數(shù)種NaMgX型沸石吸附劑。
請(qǐng)參照?qǐng)D3，其為使用鎂離子交換比例各異的數(shù)種NaMgX型沸石吸附劑吸附N2O的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。如圖3所示，當(dāng)鎂離子交換比例超過40％時(shí)，N2O吸附量即大幅增加，表示其吸附N2O的功效有大幅提高。(實(shí)驗(yàn)2)將CaX型沸石浸入含有鎂離子的溶液中30分鐘以進(jìn)行離子交換處理，并重復(fù)20次，使得可交換的陽離子中鎂離子的含有比例(鎂離子的交換比例)達(dá)到55％，即得MgCaX型沸石吸附劑。本例也改變離子交換處理的次數(shù)與時(shí)間，而制作出鎂離子交換比例不同的數(shù)種MgCaX型沸石吸附劑。
請(qǐng)參照?qǐng)D4，其為使用鎂離子交換比例各異的數(shù)種MgCaX型沸石吸附劑吸附N2O的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。如圖4所示，當(dāng)鎂離子交換比例增加時(shí)，N2O吸附量也隨之增加；而當(dāng)鎂離子交換比例超過5％時(shí)，N2O吸附量有顯著的增加，表示此時(shí)N2O吸附效能也有明顯提高。(實(shí)驗(yàn)3)將CaA型沸石浸入含有鎂離子的溶液中30分鐘以進(jìn)行離子交換處理，并重復(fù)20次，使得可交換的陽離子中鎂離子的含有比例(鎂離子的交換比例)達(dá)到55％，即得MgCaA型沸石吸附劑。本例也改變離子交換處理的次數(shù)與時(shí)間，而制作出鎂離子交換比例不同的數(shù)種MgCaA型沸石吸附劑。
請(qǐng)參照?qǐng)D5，其為使用鎂離子交換比例各異的數(shù)種MgCaA型沸石吸附劑吸附N2O的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。如圖5所示，當(dāng)鎂離子交換比例增加時(shí)，N2O吸附量也隨之增加；而當(dāng)鎂離子交換比例超過5％時(shí)，其N2O吸附量與交換率為0％的CaA相較下多出10％，表示其N2O吸附功能有明顯提高。(實(shí)驗(yàn)4)此實(shí)驗(yàn)是用以評(píng)量構(gòu)成第二吸附層7b、8b的可選擇性吸附氮氧化物與/或碳水化合物的吸附劑的吸附功效，其中用以測(cè)試的氮氧化物為N2O。N2O為空氣中的微量氣體，其濃度在0.3ppm上下，所以分壓很低。因此，此處N2O的吸附測(cè)定是在低壓下進(jìn)行。在分別令各種吸附劑于10℃下吸附N2O之后，各吸附劑對(duì)N2O的等溫吸附曲線為于圖6中。如圖6所示，與公知純化裝置所用的NaX型沸石相較，本發(fā)明所提出的NaMgX型沸石(鎂離子交換率65％)及MgCaX型沸石(鎂離子交換率55％)的N2O吸附量都比較高。
請(qǐng)繼續(xù)參照?qǐng)D6，與NaX型沸石相較，CaA型沸石及MgCaA型沸石(鎂離子交換率55％)的N2O吸附量都比較高。此外，如以CaA型沸石及MgCaA型沸石相較，則后者的N2O吸附量比較高。
再者，如圖6所示，與CaA型沸石相較，NaMgX型沸石在工業(yè)用純化處理?xiàng)l件的低壓下(平衡壓力1.5Pa以下)可以吸附較多量的N2O。
如上所述，本發(fā)明的以鎂離子為可交換陽離子的X型或A型沸石吸附劑對(duì)N2O都具有優(yōu)良的吸附性。(實(shí)驗(yàn)5)此例所進(jìn)行者為N2O及CO2的吸附實(shí)驗(yàn)，其使含有N2O及CO2的氣體與吸附層接觸，再測(cè)定流過吸附層的氣體中的N2O及CO2濃度。請(qǐng)參照?qǐng)D7～圖9，其為NaX型沸石的吸附實(shí)驗(yàn)結(jié)果，其中圖8為吸附N2O的破出曲線(adsorption breakthrough curve)，圖9為吸附CO2的破出曲線，且圖7為同時(shí)吸附CO2及N2O的破出曲線。首先請(qǐng)比較圖8、圖9，可見N2O的吸附破出時(shí)間短于CO2；同樣地，如圖7所示，當(dāng)N2O與CO2同時(shí)被吸附時(shí)，N2O的吸附破出時(shí)間點(diǎn)也比早。由此可見，公知在使用NaX型沸石除去二氧化碳時(shí)，很難有效地同時(shí)吸附CO2及N2O以去除之。(實(shí)驗(yàn)6)此例所進(jìn)行者也為N2O及CO2的吸附實(shí)驗(yàn)，其實(shí)驗(yàn)方法如同實(shí)驗(yàn)5。請(qǐng)參照第10～12圖，其為鎂離子交換比例65％的NaMgX型沸石的吸附實(shí)驗(yàn)結(jié)果，其中圖11為吸附N2O的破出曲線，圖12為吸附CO2的破出曲線，且圖10為同時(shí)吸附CO2及N2O的破出曲線。首先請(qǐng)比較圖11、圖12，可見N2O與CO2的吸附破出時(shí)間并沒有太大的差距，盡管N2O的吸附區(qū)間(adsorption zone)比較長(zhǎng)。如圖10所示，當(dāng)N2O與CO2同時(shí)被吸附時(shí)，各成分的吸附破出時(shí)間與其單獨(dú)附時(shí)相較下也相差不多，盡管N2O的吸附區(qū)間因CO2吸附作用的影響而略為縮短。
由此實(shí)驗(yàn)結(jié)果可見，如使用NaMgX型沸石來吸附CO2及N2O，即可同時(shí)除去此二者。因此，如在第一吸附層中使用可選擇性吸附水氣的吸附劑，并在第二吸附層中使用NaMgX型沸石作為吸附劑，即可有效地除去水氣、氮氧化物及CO2。(實(shí)驗(yàn)7)此例所進(jìn)行者也為N2O及CO2的吸附實(shí)驗(yàn)，其實(shí)驗(yàn)方法如同實(shí)驗(yàn)5。請(qǐng)參照?qǐng)D13～圖15，其為MgCaA型沸石的吸附實(shí)驗(yàn)結(jié)果，其中圖14為吸附N2O的破出曲線，圖15為吸附CO2的破出曲線，且圖13為同時(shí)吸附CO2及N2O的破出曲線。如圖13所示，當(dāng)N2O與CO2同時(shí)被吸附時(shí)，各成分的吸附破出時(shí)間與其單獨(dú)附時(shí)(請(qǐng)見圖14、圖15)相比下相差不多。由此可見，如使用MgCaA型沸石來吸附CO2及N2O，即可有效地同時(shí)吸附除去此二者。(范例1)此例是使用圖2所示的純化裝置，以下列步驟來純化空氣原料。在吸附筒7/8中，由上游至下游的各吸附層依序?yàn)橛射X膠構(gòu)成的第一吸附層7a/8a，由NaX型沸石構(gòu)成的第三吸附層7c/8c，以及由NaMgX型沸石構(gòu)的第二吸附層7b/8b。首先，空氣原料是由空氣壓縮機(jī)1壓縮至550kPa，再以冷卻器2冷卻至10℃，然后以吸附器4吸附空氣原料中的雜質(zhì)(水氣、CO2及氮氧化物)以去除之，其中空氣原料中的N2O濃度為0.3ppm，且吸附筒7、8切換的時(shí)間為4小時(shí)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在吸附器4所導(dǎo)出的氣體中并無法檢測(cè)出水氣、CO2及N2O。
如上所述，本發(fā)明的空氣純化裝置采用具有吸附筒的吸附器，其中吸附筒中配置有由可選擇性吸附水氣的吸附劑所構(gòu)成的第一吸附層，以及由可選擇性吸附氮氧化物與/或碳水化合物的吸附劑所構(gòu)成的第二吸附層。其中，第二吸附層所用的吸附劑為含有可交換鎂離子的X型沸石、其可有效除去空氣原料中的氮氧化物與/或碳水化合物。因此，本發(fā)明可以事先防止氮氧化物或碳水化合物被凝集在液態(tài)空氣的蒸餾物中，而可以增加空氣液化分離裝置操作上的安全性。
除此之外，由于第一吸附層與第二吸附層之間可加設(shè)可選擇性吸附除去CO2的第三吸附層，故流到第二吸附層的空氣中的CO2已被除去，使得氮氧化物與/或碳水化合物的去除效率更可提高。
權(quán)利要求
1.一種用于空氣液化分離的純化裝置，其中該空氣液化分離法是以低溫蒸餾法分離出空氣中的氮?dú)饧把鯕猓涮卣魇?，該裝置包括一吸附器，其具有一吸附筒，該吸附筒具有一第一吸附層及一第二吸附層，其中該第一吸附層是由可選擇性吸附空氣中水氣的吸附劑所構(gòu)成，且該第二吸附層是由可選擇性吸附流過該第一吸附層的空氣中的氮氧化物與/或碳水化合物的吸附劑所構(gòu)成，其中構(gòu)成第二吸附層的吸附劑包括一含有可交換鎂離子的X型沸石。
2.如權(quán)利要求1所述的用于空氣液化分離的純化裝置，其特征是，該含有可交換鎂離子的X型沸石是由一NaX沸石經(jīng)離子交換而制成者，其中該NaX沸石有部分或全部的鈉離子被鎂離子所取代。
3.如權(quán)利要求2所述的用于空氣液化分離的純化裝置，其特征是，該含有可交換鎂離子的X型沸石的陽離子中的鎂離子交換比例高于40％。
4.如權(quán)利要求1所述的用于空氣液化分離的純化裝置，其特征是，構(gòu)成該第二吸附層的吸附劑包括一含有可交換鎂離子及鈣離子的X型沸石。
5.如權(quán)利要求4所述的用于空氣液化分離的純化裝置，其特征是，該含有可交換鎂離子及鈣離子的X型沸石的陽離子中的鎂離子交換比例高于5％。
6.如權(quán)利要求1所述的用于空氣液化分離的純化裝置，其特征是，構(gòu)成該第二吸附層的吸附劑并非該含有可交換鎂離子的X型沸石，而是一含有可交換鎂離子及鈣離子的A型沸石。
7.如權(quán)利要求6所述的用于空氣液化分離的純化裝置，其特征是，該含有可交換鎂離子及鈣離子的A型沸石的陽離子中的鎂離子交換比例高于5％。
8.如權(quán)利要求1所述的用于空氣液化分離的純化裝置，其特征是，更包括介于該第一及該二吸附層間的一第三吸附層，該第三吸附層可選擇性吸附空氣中的二氧化碳。
9.一種用于空氣液化分離的純化方法，該空氣液化分離法是以低溫蒸餾法分離出空氣中的氮?dú)饧把鯕?，其特征是，該方法包括?zhǔn)備一純化裝置，其包括一吸附器，該吸附器具有一吸附筒，且該吸附筒具有一第一吸附層及一第二吸附層，其中該第一吸附層是由可選擇性吸附空氣中水氣的吸附劑所構(gòu)成；并且該第二吸附層是由可選擇性吸附流過該第一吸附層的空氣中的氮氧化物與/或碳水化合物的吸附劑所構(gòu)成，且該吸附劑包括一含有可交換鎂離子的X型沸石；以及利用該第一吸附層吸附一空氣原料中的水氣以去除之，再利用該第二吸附層吸附該空氣原料中的氮氧化物與/或碳水化合物以去除之。
10.如權(quán)利要求9所述的用于空氣液化分離的純化方法，其特征是，該第二吸附層更可吸附該空氣原料中的二氧化碳以去除之。
11.如權(quán)利要求9所述的用于空氣液化分離的純化方法，其特征是，該純化裝置更包括介于該第一及該第二吸附層間的可選擇性吸附空氣中二氧化碳的一第三吸附層，且該方法更包括利用該第三吸附層吸附經(jīng)過該第一吸附層的該空氣原料中的二氧化碳以去除之。
全文摘要
一種用于空氣液化分離的純化裝置與方法，其可有效去除氮氧化物與/或碳水化合物。此空氣純化裝置包括一吸附器，其具有一吸附筒。此吸附筒具有一第一吸附層及一第二吸附層，其中第一吸附層是由可選擇性吸附空氣中水氣的吸附劑所構(gòu)成，且第二吸附層是由可選擇性吸附流過第一吸附層的空氣中氮氧化物與/或碳水化合物的吸附劑所構(gòu)成，其中構(gòu)成第二吸附層的吸附劑包括含有可交換鎂離子的X型沸石。
文檔編號(hào)B01J20/18GK1414328SQ0212048
公開日2003年4月30日 申請(qǐng)日期2002年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月7日
發(fā)明者中村守光, 藤江和彥, 巽泰郎, 川井雅人 申請(qǐng)人:日本酸素株式會(huì)社