KR0140513B1 - 압력 순환 흡착용 흡착베드 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 바람직하게 낮은 산소 또는 질소 제조비용으로 공기분리를 수행하기 위해 진공 압력 스윙 흡착 조작을 할 수 있도록 종래의 13X 흡착제와 특별한 양이온 교환 흡착물질로 이루어진 합성(composite) 흡착베드에 관한 것이다.

Description

압력 순환 흡착용 흡착베드

제1도는 본 발명의 흡착베드와 제조비용간의 관계를 나타내는 그래프이다.

본 발명은 압력 순환 흡착 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 공기의 분리 작업을 위해 압력 순환 흡착 장치에 사용하기 위한 개선된 흡착 베드에 관한 것이다.

극저온 공기 분리 설비는 극저온을 이용하여 공기로부터 산소와 질소를 분리해낸다. 이러한 설비는 전형적으로 적은 양의 전력을 이용하지만 이와 관련된 비용은 높다. 이와 같은 많은 비용 때문에 극저온 공기 분리 설비는 흐름 용량이 높은 작업에 대해서만 경쟁력을 가지게 된다.

극저온 공기 분리 설비가 경제적으로 실행될 수 없는 저용량의 작업에 대해서는 압력 순환 흡착(PSA) 장치가 광범위한 중요성 상업용으로 특히 적합하다. 예를 들어, 다양한 산업상의 용도, 예컨대 화학물질 처리, 제강공장, 제지공장, 그리고 납과 기체의 제조 작업에는 고순도의 산소가 이용된다. 또한, 다수의 화학물질 처리, 제련, 제철 및 기타 산업상의 용도에는 질소가 사용된다.

PSA 공정에서는 흡착이 보다 용이한 성분과 흡착이 덜 용이한 성분, 예컨대 질소와 산소를 함유하는 공기와 같은 공급기체 혼합물을 보다 높은 흡착 압력에서 흡착성 성분을 더욱 용이하게 선택적으로 흡착할 수 있는 흡착 베드의 공급측 단부에 제공하게 된다.

흡착이 덜 용이한 성분은 베드를 통과하여 베드의 방출측 단부에서 회수된다. 이후, 순환적 흡착-탈착-재가압 작업이 베드에서 계속됨에 따라, 베드의 압력을 흡착이 보다 용이한 성분을 탈착시키기 위해 낮은 탈착 압력으로 낮추고, 재가압 및 흡착용으로 추가량의 공급기체 혼합물을 도입시키기에 앞서 베드의 공급측 단부로부터 상기 성분을 제거한다. 이와 같은 PSA 방법은 일반적으로 다중 베드 장치에서 수행되는데, 이 장치에서의 각각의 베드는 흡착 장치의 다른 베드들에서 이러한 공정이 수행되는 것과 밀접한 관계를 가지는 순환적 기준으로 PSA 처리 순서를 이용한다. 공기 중에서 흡착이 덜 용이한 성분으로서 고순도의 산소 생성물을 회수하기 위한 PSA 장치에 있어서, 각각의 흡착베드에는 흡착이 보다 용이한 성분으로서 질소를 선택적으로 흡착할 수 있는 흡착성 물질이 일반적으로 함유되는데, 이때 선택적으로 흡착된 질소는 이후 베드의 압력이 보다 높은 흡착 압력 수준에서 보다 낮은 탈착 압력 수준으로 저하될 때 베드로부터 탈착되어 회수된다. 이와 마찬가지로, 질소 생성물을 회수하기 위한 PSA 장치는 흡착이 보다 용이한 성분으로서 공기중의 질소를 택적으로 흡착하는 흡착제를 사용하는 것을 기본으로 한다.

초기의 PSA 공기분리 장치는 널리 공지된 분자체(molecular sieve), 즉 13X 제올라이트 분자체 물질이 흡착제로서 사용되는 2개 및 3개의 베드를 사용하였다. 이러한 제올라이트 분자체 물질과, 공기로부터 질소를 선택적으로 흡착할 수 있는 예컨대 5A 물질과 같은 기타 물질들이 평형 유형의 흡착제이다. 그러므로, 선택적으로 흡착된 질소의 흡착 전면(front)은 위와 같은 물질로 이루어진 베드의 공급 단부에서 형성되어, 공급 공기중의 흡착이 보다 용이한 질소 성분과 흡착이 덜 용이한 산소 성분간의 제올라이트 분자체 물질로 이루어진 베드에서 형성되는 평형 조건의 결과로서 배출측으로 또는 산소 생성물의 단부측으로 진행한다.

종래의 제올라이트 분자체가 PSA 작업에 바람직하게 사용될 수 있지만, 목적에 따라 공급 공기로부터 질소를 선택적으로 흡착하고 산소나 질소를 목적하는 생성 기체로서 회수하기 위해서는 특별하게 개질된 물질을 사용할 수도 있다. 따라서, 최근에는 리튬 양이온 형태의 종래의 제올라이트 X가 PSA 처리용으로 개발되었다. 이러한 리튬, 즉 LiX 흡착제는 공기 또는 극성이 덜하거나 극성을 덜 가질 수 있는, 예컨대 산소와 같은 분자종을 함유하는 다른 스트림으로부터 질소를 흡착하는 것에 대해 매우 바람직한 용량과 선택성을 나타내는 것으로 밝혀졌다.

PSA 처리 작업용으로 제안된 LiX 흡착물질은, Si/Al₂구성상 몰비가 약 2.0 내지 약 3.0, 바람직하게는 2.0 내지 2.5 이고, AlO₂-4면체 단위의 약 88% 이상, 바람직하게는 90% 이상, 더욱 바람직하게는 95% 이상이 리튬 양이온과 결합되어 있는 리튬 양이온 형태의 제올라이트이다. 이와 같이 고도로 교환된 형태의 LiX의 질소 흡착성은 86 당량% 이하의 양이온이 리튬이고, 나머지는 주로 나트륨 양이온인 LiX 물질을 사용하여 얻을 수 있는 결과로 전혀 예측할 수 없는 것이다.

상기 13X 흡착물질을 2-베드 진공 PSA(VPSA) 장치와 결합시키는 경우, 전력 요구량과 소요 비용이 낮아져 바람직한 것으로 밝혀졌다. 이러한 진공 장치는 전형적으로 대기압 초과의 흡착압력과 대기압 아래의 탈착압력으로 작동된다. 앞에서 언급된 더 새롭고 특별하게 개질된 흡착물질은 VPSA 장치의 전력 요구량을 현격하게 낮추는 것으로 밝혀졌다. 그러나, 이와같이 특별하게 개질된 흡착물질을 제조하는에 요구되는 보다 복잡한 처리의 필요성으로 인해 특별한 흡착제로 언급되는 상기 물질의 사용과 관련된 비용은 매우 높다. 이와 같은 특별한 흡착제를 이용하는 VPSA 장치에 있어서, 약 6 피이트 길이의 2개의 베드는 종래의 13X 흡착제나 특별한 흡착물질로 채워져 있다. 특별한 흡착제를 이용하는 이 VPSA 장치는 종래의 13X 흡착제를 이용하는 경우보다 전력비용이 15% 정도 더 낮게 소요되는 반면, 이렇게 특별한 흡착 장치는 동일한 규모의 종래 VPSA 장치에 비해 흡착물질의 단가가 월등히 높다.

특별한 흡착물질은 VPSA 장치에 사용하기에 바람직한 특성을 가지는 반면, 이와 같이 특별하게 개질된 물질의 높은 비용은 실제 시판용 VPSA 장치에 상기 물질을 사용하기 어렵게 한다.

당해 업계에 있어서, VPSA 방법을 개선할 수 있도록 하는 개발, 특히 특별한 흡착물질의 사용과 결부된 비용상의 불리한 점 없이 상기 특별한 흡착물질이 VPSA 장치에 더욱 완전하게 사용될 수 있게 하는 개발이 절실하게 요구된다.

따라서, 본 발명의 목적은 개선된 VPSA 장치 및 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 전력 요구량의 저하와 감소된 비용의 바람직한 균형을 이룰 수 있는 VPSA 장치용 흡착베드를 제공하는 것이다.

상기의 목적들에 대하여, 이하에서는 본 발명을 상세하게 설명할 것이며, 특히 그 신규한 특징에 대하여는 청구의 범위에서 요약될 것이다.

VPSA 공기 분리 장치에서는 복함 흡착베드가 제공되는데, 여기에서 베드의 공급단부측에는 특별한 흡착물질이 사용되고, 배출 단부에는 13X 흡착물질이 사용된다. 특별한 흡착물질의 공기분리 성능은 모든 특별한 흡착 PSA 장치를 이용하여 얻을 수 있는 비용보다 바람직하게 낮은 비용으로 수행된다.

이하에서는, 모든 13X 베드로부터 모든 특별한 흡착베드에 이르는 범위의 다양한 베드 조성물용 흡착베드 조성물 대 제조비용의 그래프를 나타내는 단일의 도면을 참조로 본 발명을 설명하기로 한다.

본 발명의 목적은 종래의 13X 흡착물질과 특별한 흡착물질을 함께 사용하는 복합(composite) 흡착베드의 이용에 의해서 달성된다. 특별한 흡착제를 사용하는 VPSA 장치는 전력소모는 낮지만 13X 장치에 비해서 흡착제의 비용이 훨씬 더 높다. 본 발명의 복합 흡착베드를 이용함으로써, 특별한 흡착제 VPSA 장치의 전력 요구량과 관련된 불리한 점은 거의 또는 전혀 없으며, 베드에 사용된 흡착물질의 양과 각 유형의 구성에 따라 특별한 흡착제 분자체의 비용이 상당히 절감될 수 있다.

본 발명의 복합막을 이용하여 얻을 수 있는 전력과 비용간의 바람직한 균형을 발견하려는 시험상의 목적을 위해, 특별한 흡착물질로서 2.5 LiX 물질을 이용하였고, 이것의 상부 또는 제품의 단부에 종래의 흡착제를 첨가하였다. 복합 흡착베드는 특별한 흡착제의 고성능 특성을 바람직하게 낮은 비용과 결부시키기에 유리하고 또한 탁월한 것으로 밝혀졌다.

본 발명의 장점을 확인하는 시험 결과를 하기 표에 나타내었으며, 산소 제조용의 전형적인 VPSA 공기분리 장치에 대한 투자, 전력 및 제조비용과 관련하여 쉽게 비교하기 위해 표준화시킨 원칙으로 나타내었다. 구체적인 복합 베드의 조합에 대한 생산비용은 첨부된 도면에 나타내었다.

이러한 대표적인 시험결과로부터, 특벌한 흡착제를 사용하여 시작할 때에는 유리한 상업적 VPSA 작업을 위해 베드의 상부 또는 제품측 단부에 13X 흡착제를 첨가하는 것이 매우 바람직하다는 것이 밝혀졌다. 따라서, 복합 흡착베드를 사용하면 전적으로 특별한 흡착베드를 사용하였을 때 얻을 수 있는 것 이상으로 표준화된 제조비용을 바람직하게 절감시킬 수 있으며, 표준화된 투자비용을 표준화된 전력비용 손실이 거의 또는 전혀없이 유리하게 절감시킬 수 있다.

본 발명을 실제 상업적 용도로 실시하는데 있어서, 전체 흡착베드의 공급측 단부에서 시작되는 특별한 흡착베드 부분은 전체 베드에 대하여 약 25% 내지 약 95% 일 수 있고, 특별한 흡착베드 부분은 본 발명의 바람직한 실현에 있어서 베드 전체의 약 50% 내지 약 75% 범위이다.

또한, 특별한 흡착제의 상류측에 있는 베드의 공급측 단부에 종래의 흡착 베드 부분을 사용하는 실시에 있어서, 본 발명의 복합 흡착베드를 사용하는 것도 또한 본 발명의 범위내에 속한다. 이와 같이, 바람직하지는 않지만 허용될 수는 있는 실시에 있어서, 공급측 단부 또는 베드에 있는 임의의 종래의 흡착베드 부분은 전체 조성의 약 5% 내지 약 30% 의 3-단(tier) 흡착베드를 포함하는 것이 일반적이다. 이러한 3-단의 구체예를 실시하는데 있어서, 특별한 흡착제 및 하류측에 사용되는 종래의 흡착제의 비율이나 베드 부분은 소정의 용도의 요구조건에 따라 조절되는 것으로 이해해야 할 것이다. 앞에서 설명된 바람직한 특별한 흡착제-종래의 흡착제 복합체를 사용하는 경우에 있어서와 같이, 베드 부분의 비율은 어떤 특별환 공기분리 용도의 요구조건에 따라 다양해지지만, 3단의 임의의 구체예에 있어서 베드의 하류측 생성물측 단부에 있는 종래의 흡착제 분획은 전체 베드에 대하여 전형적으로 약 25% 이상이다.

지금까지는 본 발명의 특정 구체예에 관하여 설명하였으나, 이하에 첨부된 청구범위에 기재된 본 발명의 범위이내에서 더욱 상세하게 다양한 변화와 변형이 이루어질 수 있는 것으로 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은, 공기 중에서 흡착이 덜 용이한 성분인 산소를 베드의 방출측 단부로부터 산소 생성물로서 전형적으로는 약 88 내지 약 93%의 순도록 회수 할 수도 있고, 본 발명의 복합 베드에 사용된 평형 유형의 흡착이 보다 용이한 성분을 탈착시에 베드의 공급측 단부로부터의 목적하는 기체 생성물로서 회수할 수 있는 공기 분리 작업에 이용될 수 있다. 마찬가지로, PSA 작업의 흡착-탈착-재가압 처리 순서는 예컨대 병류 감압-압력 균형화 단계와 같이 당해 기술분야에 공지된 기타 처리 단계가 포함되도록 변형시킬 수 있으며, 이러한 단계에서는 고압 흡착의 완료시에 어느 한 베드의 방출측 단부로부터 기체가 방출되어, 바람직한 전력 회수의 목적으로 베드들간에 압력 균등화를 이루기 위해 초기 압력이 낮은, 즉 낮은 탈착 압력 상태인 다른 베드의 방출측 단부로 간다. 또한 본 발명은 1개 이상의 흡착베드를 가지는 PSA 장치에서 실행될 수 있고, 본 발명의 실용적 상업용으로서는 다중-베드 장치가 바람직하며, 2-베드 장치가 가장 바람직하다.

본 발명의 복합 흡착베드 VPSA 장치에 사용된 압력조건은 장치와 작업의 전반적인 요구 조건에 따라 다양해질 수 있으나, 보다 높은 흡착압력은 대기압 초과의 압력범위에 있게 되고, 이 범위는 일반적으로 약 150 psia 이상에 이를 수 있다는 점에 유의하여야 한다. 보다 낮은 탈착압력은 대기압 이하의 압력 범위에 있게 되고, 약 3 psia 이하에 이를 수 있다.

지금까지는 본 발명을 특히 13X 물질에 관하여 설명하였으나, 기타 종래의 비이온 교환 제올라이트 분자체 물질도 본 발명의 특별한 흡착제, 즉 리튬 양이온 형태의 제올라이트 X인 LiX와 함께 사용될 수 있다.

앞에서 지적된 바와 같이, 본 발명의 실시에 있어서 흡착베드의 특별한 흡착분획용으로 바람직하게 사용되는 LiX 흡착물질은 리튬 양이온 형태의 제올라이트 X 로서, 이것의 Si/Al₂구성 몰비가 약 2.0 내지 약 3.0, 바람직하게는 2.0 내지 2.5 이고, AlO₂4면체 단위의 약 88% 이상, 바람직하게는 90% 이상, 더욱 바람직하게는 95% 이상이 리튬 양이온과 결합되어 있다. 또한, 제올라이트 X 구조체내의 AlO₂-4면체 단위의 상대적 비율이 총 4면체 단위체의 44.4% 로부터 상기 총 단위체의 50%로 증가되면, Li 이온, 즉 각각의 경우에 있어서 Li+ 이온의 동일한 당량 백분율이 증가하게 되어, LiX 물질내에 있는 양이온의 수적 증가에 단순 관련된 것보다 훨씬 더 질소에 대한 제올라이트의 흡착용량과 선택성을 증가시키는 데 기여하는 것으로 밝혀졌다.

본 발명을 실시하는 데 사용할 LiX 물질의 제조에 있어서, 통상적으로 입수할 수 있는 제올라이트 X 출발물질을 용이하게 사용할 수 있다. 두 가지 상기 물질은 SiO₂/Al₂O3 비가 2.5와 2.0 이고, 주로 나트륨 양이온을 가지는 제올라이트 X, 즉 NaX 물질이다. 2.5 NaX 물질은 밀톤(Milton)의 미합중국 특허 제 2,882,244 호의 교시에 따라 규산나트륨, 알루미늄산나트륨 및 물을 시약으로서 사용하여 약 100℃ 온도의 열수작용에 의해 합성될 수 있으며, 반응 혼합물은 다음과 같은 산화물 몰비의 조성을 가진다:

3.5 Na₂O : Al₂O₃: 3.0 SiO₂: 144 H₂O

2.0 NaX 물질은 우선 208g의 Al(OH)₃를 267g의 50% NaOH 수용액에 용해시키고, 가열 및 교반하여 최초의 용액, 즉 용액(a)을 형성시킴으로써 제조할 수 있다. 용액(b)은 287g의 85.3%의 KOH 펠릿을 1,000g의 물에 용해시킨 후, 형성된 용액을 671g의 50% NaOH 수용액과 혼합하여 제조한다. 용액(a)을 용액(b)에 천천히 부가하여 용액(c)을 제조하고 이것을 4°내지 12℃로 냉각시킨다. 용액(d)은 453.25g의 40-등급 규산나트륨(9.6% Na2O ; 30.9% SiO2)을 1,131.7g의 물로 희석시켜 제조한다. 최종 혼합에서 발생되는 과도한 양의 기계적 에너지를 냉각시켜 제거하는 것은 질이 높은 생성물을 제조하는데 있어서 중요한 인자이다. 약 4분 이후까지는 겔화가 일어나지 않아야 한다. 이 겔을 36℃로 2 내지 3일간 숙성시키고 70℃에서 16시간 동안 분해시킨다. 이후 목적하는 제올라이트를 여과에 의해서 단리시키고, 필터 케이크를 모액의 7배에 달하는 양의 NaOH 용액(pH 10)으로 다시 슬러리화시키고 나서, 여과에 의해 회수하고 물로 헹군다. 재슬러리화 공정을 바람직하게는 2회 이상 반복하고 단리된 생성물을 공기중에서 건조시킨다. 건조된 생성물을 100ml의 1% NaOH 용액내에서 슬러리화하고 슬러리 상태로 90℃에서 21시간 동안 유지시킨다. 여과 후, 케이크를 1,000ml의 NaOH용액(pH 12)으로 60℃에서 30분간 재슬러리화시켜서 여과한다. 재슬러리화 공정을 바람직하게는 2회 이상 반복하고, 고체를 여과에 의해 회수하고 NaOH 수용액(pH 9)으로 세척하고, 공기 중에서 건조시킨다.

위에서 제조된 바와 같은 2.5 NaX 를 이용하여, 제올라이트 예비형태 응집물은 출발 제올라이트 결정을 우선 pH 가 12 이고 필수적으로 수산화나트륨으로 이루어진 가성 알칼리 용액으로 세척하고 나서 pH 9가 될 때까지 물로 세척한다. 이후, 세척된 제올라이트 결정을 제올라이트가 80중량% 이고 점토가 20중량%인 시판되는 카올린 유형의 점토 애버리(Avery) 점토와 혼합한다. 이후, 제올라이트 점토 혼합물을 충분량의 물과 반죽하여 미처리 강도가 충분한 압출가능한 물질을 제조함으로써, 압출된 펠릿이 카올린성 점토를 약 650℃의 온도로 약 1시간 동안 활성 메타-카올린 형태로 변환시키게 되는 후속 소성 단계를 거칠 수 있도록 한다. 소성 단계 후, 결합된 응집물을 냉각시키고 가성 알칼리 용액내에서 약 100℃로 분해시켜서 메타-카올린의 대부분을 제올라이트 결정, 주로 제올라이트 X 결정체로 전환시킨다. 분해된 덩어리들을 가성 알칼리 분해 용액으로부터 제거하고, pH가 12인 새로운 NaOH 수용액으로 다시 세척하여 pH 가 9 내지 10이 되도록 한 후, 공기 중에서 건조시킨다. 건조된 제품 펠릿들을 분쇄하고 체로 처리하여 크기가 예컨대 16×40 메쉬(mesh)와 같이 적당한 입자들을 형성한다.

이와 같은 메쉬 입자들은 약 2.5시간 동안 375℃의 온도로 진공 내에서 가열함으로써 활성화될 수 있다. 이 활성화는, 제올라이트 NaX 결정체가 흡장(occluded) 및/또는 흡착된 물로부터 형성된 증기에 의한 과도한 열수작용의 영향을 받지 않도록 하면서 조심스럽게 수행된다. 이렇게 형성된 활성화 물질은 2.5 Nax 활성화 물질이다.

LiX 물질의 제조에 있어서, 반응하지 않은 메쉬 입자들을 이온 교환 공정으로 처리하여, 유리 컴럼내에서 80℃의 온도에서 LiOH 를 사용하여 pH가 9.0으로 조절된 수성 염화리튬 1.0몰의 스트림에 접촉시킨다. 다량의 염화리튬 용액을 사용하여, 제올라이트 입자를 약 14시간에 걸쳐서 4배의 화학량론적 초과량의 리튬 이온과 접촉시키는 것이 바람직하다. 컬럼을 이탈하는 이온 교환 용액은 재순환시키지 않는다. 형성된 이온 교환 생성물을 물로 세척하고, LiOH를 이용하여 pH를 9로 조절하였으며, 이것은 94%가 이온 교환된 것으로 밝혀졌다.

전술된 바와 같이 제조된 실리카 함량이 적은 2.0 NaKX 물질을 이용하여, 알칼리 금속 양이온은 필요에 따라, 염화리튬 수용액(LiOH로 조절됨, pH 9)으로 이온 교환시킴으로써 99 당량%를 초과하는 정도로 리튬 양이온 교체될 수 있다. 분말화된 형태의 이 물질은 2.0 LiX(99%) 물질을 포함한다.

당업자는 본 발명의 일부를 구성하는 LiX 제조 공정의 상세한 내용 이내에서 다양한 변화와 변형이 이루어질 수 있다는 것을 쉽게 인식할 수 있을 것이다. 이러한 사실을 인식함으로써, 4배량 초과 또는 미만의 LiCl을 사용하는 염화리튬 수용액(pH 9, LiOH로 조절)으로 전술한 용량 기술을 이용하여 다양한 양의 리튬 양이온을 가지는 생성물을 형성시킴으로써, 예컨대 2.5 NaX 물질을 이온 교환시킬 수 있다는 사실에 주목해야 한다. 또한, 리튬 카보네이트를 이용하거나 리튬 카보네이트 대신에 리튬염과 같은 것을 이용하는 이온 교환에 의해서 목적하는 LiX 물질을 제조할 수 있다는 점도 인식하여야 한다.

본 발명은 PSA 기술분야에 바람직한 진보를 제공하는 것이다. VPSA 작업과 관련된 제품 비용을 특별한 흡착제의 사용과 결부된 비용상의 결점없이 현저하게 절감시키므로써, 본 발명은 VPSA 방법이 광범위하게 다양한 실제 상업용 작업에서 산소와 질소에 대해 증가하는 요구조건을 더욱 효과적으로 충족시킬 수 있도록 수행될 수 있게 한다.

Claims (17)

1. 공기로부터 산소 또는 질소를 회수하기 위한 진공 압력 순환 흡착 장치에 있어서, 상기 장치가 대기압보다 높은 흡착 압력과 대기압보다 낮은 탈착 압력 사이에서 주기적으로 순환하도록 작동되고, 상기 장치에는 공급 공기로부터 흡착이 보다 용이한 성분으로서 질소를 선택적으로 흡착할 수 있는 1개 이상의 흡착베드가 포함되어 있고, 각각의 흡착베드가 베드의 공급측 단부에 리튬 교환된 제올라이트 X 흡착물질과, 반대쪽의 생성물측 단부에 종래의 비이온 교환 제올라이트 X 흡착물질을 포함하는 복합베드로서 혼입되는 것을 개선으로 하며, 상기 리튬 교환된 제올라이트 X 흡착물질이 전체 흡착베드의 25% 내지 95%로 포함되는 상기 공급측 단부로부터 연장되고, 구성상 Si/Al₂몰비가 2.0 내지 3.0 이고, 88% 내지 100%의 AlO₂-4면체 단위가 리튬 양이온과 결합되어 있는 리튬 양이온 형태의 제올라이트 X를 포함하므로써, 전체가 리튬 교환된 제올라이트 X 흡착제인 장치에 비해 전력 요구량이 현저한 증가 없이, 제조 비용을 바람직하게 절감시킬 수 있음을 특징으로 하는 진공 압력 순환 흡착 장치.
2. 제1항에 있어서, 리튬 교환된 제올라이트 X 흡착물질의 베드 부분이 베드 전체의 50% 내지 75% 임을 특징으로 하는 진공 압력 순환 흡착 장치.
3. 제1항에 있어서, 종래의 흡착물질이 13X을 포함함을 특징으로 하는 진공 압력 순환 흡착 장치.
4. 제3항에 있어서, 리튬 교환된 제올라이트 X 흡착물질에 90% 내지 100%의 AlO₂-4면체 단위가 리튬 양이온과 결합되어 있음을 특징으로 하는 진공 압력 순환 흡착 장치.
5. 제4항에 있어서, 95% 내지 100%의 AlO₂-4면체 단위가 리튬 양이온과 결합되어 있음을 특징으로 하는 진공 압력 순환 흡착 장치.
6. 제5항에 있어서, 리튬 교환된 제올라이트 X 흡착물질의 베드 부분이 베드 전체의 50% 내지 75%임을 특징으로 하는 진공 압력 순환 흡착 장치.
7. 제1항에 있어서, 장치가 산소 생성물을 제조하도록 되어 있음을 특징으로 하는 진공 압력 순환 흡착 장치.
8. 제1항에 있어서, 장치가 질소 생성물을 제조하도록 되어 있음을 특징으로 하는 징공 압력 순환 흡착 장치.
9. 제7항에 있어서, 장치가 순도가 88% 내지 93%인 산소 생성물을 제조하도록 도어 있음을 특징으로 하는 진공 압력 순환 흡착 장치.
10. 제1항에 있어서, 리튬 교환된 제올라이트 X 흡착물질과 종래의 흡착물질의 복합 베드의 상류측의 공급측 단부에 종래의 비이온 교환 제올라이트 X 흡착물질이 포함되고, 리튬 교환된 제올라이트 X 흡착물질이 베드의 각 단부에서 종래의 흡착물질 사이에 상기 베드의 중간부분을 형성함을 특징으로 하는 진공 압력 순환 흡착 장치.
11. 제1항에 있어서, 베드의 공급측 단부에 있는 종래의 흡착제가 베드 전체의 5% 내지 30%의 베드 부분을 가짐을 특징으로 하는 진공 압력 순환 흡착 장치.
12. 제10항에 있어서, 종래의 흡착제가 13X를 포함함을 특징으로 하는 진공 압력 순환 흡착 장치.
13. 제11항에 있어서, 종래의 흡착제가 13X를 포함함을 특징으로 하는 진공 압력 순환 흡착 장치.
14. 제13항에 있어서, 95% 내지 100%의 AlO₂-4면체 단위가 리튬 양이온과 결합되어 있음을 특징으로 하는 진공 압력 순환 흡착 장치.
15. 제6항에 있어서, 장치가 2개의 흡착베드를 포함함을 특징으로 하는 진공 압력 순환 흡착 장치.
16. 제3항에 있어서, 장치가 2개의 흡착베드를 포함함을 특징으로 하는 진공 압력 순환 흡착 장치.
17. 제10항에 있어서, 장치가 2개의 흡착베드를 포함함을 특징으로 하는 진공 압력 순환 흡착 장치.