TW565467B

Process for fabricating a gas storage and dispensing system

Abstract

A process for fabricating a gas storage and dispensing system including a dispenser container for holding a physical sorbent material having sorptive affinity for (i) a sorbable dispensing gas to be held in and subsequently selectively discharged from the dispenser container, and (ii) extraneous sorbables, in which the physical sorbent material, having extraneous sorbables sorbed thereon, is treated to desorb from the sorbent material at least part of said extraneous sorbables. The treated physical sorbent material is loaded in the container, sorbable dispensing gas is introduced into the dispensing container holding the physical sorbent material, for physical sorption of the dispensing gas on the physical sorbent material, and the dispenser container holding the dispenser gas on the physical sorbent material is sealed, so that the dispenser container thereafter contains the dispensing gas in a high purity form available for selective dispensing by desorption of the dispensing gas from the physical sorbent material and discharging of the dispensing gas from the container.

TW565467B, drawing sheet 1
Sheet 1 of 40

Term

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47 claims: 3 independent, 44 dependent

  1. 1
    A method for manufacturing a gas storage and distribution system, the system comprising a distribution container for containing a physical sorbent material having an adsorption affinity for the following substances, the physical sorbent being selected from the group consisting of carbon and bead activated carbon Ethnic groups:(i) sorbable distribution gas to be accommodated in a distribution container and subsequently selectively discharged from the distribution container, and (ii) foreign sorbable materials, the method includes: The physical sorbent material of the foreign sorbable material, so that at least a part of the foreign sorbable material is desorbed from the sorbent material. The foreign sorbable material includes at least one of carbon monoxide and carbon dioxide. Processing includes heating the sorbent material to a temperature exceeding 650 ° C;loading the physical sorbent material into the container;introducing a sorbable distribution gas into a distribution container containing the physical sorbent material to make the distribution gas physically Adsorb on the physical sorbent material;and seal a distribution container that contains the dispenser gas on the physical sorbent material, so that the distribution container thereafter contains a And the dispensing feed desorption gas discharged from the container for dispensing gaseous form by the selective distribution. 1.一種氣體儲存及分配系統之製造方法,此系統包括用於容納對下列物質具有吸著親和力之物理吸著劑材料之分配容器,此物理吸著劑係選自包括碳及珠粒活性碳之族群:(i)待容納於分配容器中,及後續選擇性地自分配容器排出之可吸著分配氣體,及(ii)外來的可吸著物,該方法包括:處理其上吸著有外來可吸著物之物理吸著劑材料,以使至少部分之該外來可吸著物自吸著劑材料脫附,該外來可吸著物包括一氧化碳及二氧化碳之至少一者,此處所謂之處理包含加熱吸著劑材料至超過650℃之溫度;將物理吸著劑材料裝填於該容器中;將可吸著分配氣體引入至容納物理吸著劑材料之分配容器中,以使分配氣體物理吸著於物理吸著劑材料上;及密封將分配器氣體容納於物理吸著劑材料上之分配容器,以致分配容器其後包含呈可經由使分配氣體自物理吸著劑材料脫附及使分配氣體自容器排出而供選擇性分配用之形態的分配氣體。 3辨6¾ Γ -τ-* f2'1修胸 杜錢Γ t^L 88 mm 六、 曰 —修正 範圍 i. -種氣體儲存及分 ^ 於容納對下列物質具有 二之^方法’此系統包 配容器、’此物理吸著劑係自:,物理吸著劑材料 ,(…寺容納於分配容器中自,=?$珠·活性碳之族刀 益排出之可吸著分配氣體,及(ii^k擇性地自分配容 法包括: )卜來的可吸著物,兮 處理其上吸著有外來可 至少部分之該外來可吸著物:=:里吸著劑材料,以使 吸著物包括-氧化碳及二/㈣材料脫附’該外來可 處理包含加熱吸著劑材料:至少-者’此處所謂之 將物理吸著劑材料裝填於今之溫度; 將可吸著分配氣體弓丨入二合為中; 器中,以使分配氣體物理吸:::理吸著劑材料之分配容 费封將分配器氣體容納;理吸著劑材料上;及 器,以致分配容器其後及著劑材料上之分配容 著劑材料脫附及使分配氣體 ^由使分配氣體自物理吸 之形態的分配氣體。 —各器排出而供選擇性分配用 2 ·如申請專利範圍第丨項之 材料,以使至少部分之該外來。去,其中處理物理吸著劑 之該步驟更進一步包括至少二^Γ吸著物自吸著劑材料脫附 (a) 使不可吸著的氣體與物一個下列步驟: 使外來的可吸著物自物理吸〜^及著劑材料流動接觸,以 吸著氣體中;及 者劑材料脫附至流動中的不可 、二條件,以使外來的可吸 C:\ 總檔\88\88113376\881 13376(替換)-2.ptc 第35頁 (b) 對物理吸著劑材料施加直* ^65467 號88〗1奶7只 .申請專利範圍 著物自物理吸著劑材料真空脫附。 3·如申請專利範圍第1項之方法, 材料,以使至少部分之該外來可\其中處理物理吸著劑 之該步驟更進一步包括使不可吸=物自吸著劑材料脫附 料流動接觸,以使外來的可吸著)氣體與物理吸著劑材 至流動中的不可吸著氣體中。 自物理吸著劑材料脫附 4·如申請專利範圍第1項之方、去 材料,以使至少部分之該外來可其中處理物理吸著劑 之該步驟更進一步包括對物理吸=物自吸著劑材料脫附 以使外來的可吸著物自物理吸剜材料施加真空條件, 5 ·如申請專利範圍第丨項之方、、背材料真空脫附。 材料,以使至少部分之該外來可法,其中處理物理吸著劑 之該步驟更進一步包括下列步驟吸著物自吸著劑材料脫附 (a) 使不可吸著的氣體與物理^ 使外來的可吸著物自物理吸 及者劑材料流動接觸,以 吸著氣體中;及 ”材料脫附至流動中的不可 (b) 對物理吸著劑材料施加真处 著物自物理吸著劑材料真空脫、卜二條件,以使外來的可吸 6·如申請專利範圍第1項^附° 材料,以使至少部分之該外去,其中處理物理吸著劑 之該步驟係在將物理吸著 I吸著物自吸著劑材料脫附 前進行。 ”材料裂填於該容器中之步驟之 7·如申請專利範圍第丨項之 材料,以使至少部分之該 去,其中處理物理吸著劑 __人/可吸著物自吸著劑材料脫附 匸:\總檔\88\88113376\881 13376(替換)-2. Ss_88im76 六、申請專利範圍 之該步驟係在將物理吸著劑材 後進行。 、+破填於該容器中之步驟之 8 ·如申凊專利範圍第1項之方法,甘 材料,以使至少部分之該外來可套/、中處理物理吸著劑 之該步驟係在將物理吸著劑材料』物自吸著劑材料脫附 前及之後進行。 y材枓裝填於該容器中之步驟之 9·如申請專利範圍第1項之 料係選自包括氧化銘、氧化去,其中該物理吸著劑材 合物、矽藻土、及碳。 、、⑺晶鋁矽酸鹽、巨網狀聚 1 〇 ·如申請專利範圍第丨項之 物包含選自包括水蒸氣、氧、^ L其中該外來的可吸著 素之氣體種類、及含有_或二二,氧化物、氮、烴、齒 11.如申請專利範圍第之:述種類之組成物。 物包括一氧化碳,及處理复上二丄其中該外來的可吸著 吸著劑材料,以使至少部;之兮1 =外來可吸著物之物理 料脫附之該步驟,當物理吸著5料J吸著物自吸著劑材 之重量計為50重量百分比之載入旦二1以物理吸著劑材料 C之溫度下負載胂氣體時,產生 托耳之壓力及2 2 20份(ppm v)之一氧化碳量值。 母百萬份體積低於 1 2·如申請專利範圍第1項之 物包括二氧化碳,及處理其上吸著有;=夕卜=可吸著 吸著劑材料,以使至少部分之該 J;來:吸者物之物理 料脫附之該步驟,當物理吸著劑=吸著物自吸著劑材 之重量計為50重量百分比之=枓二以物理吸著劑材料 戰入里、700托耳之壓力及22 565467 月 日 六、宇請專利範圍 °c之溫度下倉都M々 5 0份(ppmv)之二氧:,產生在胂中每百萬份體積低於 10 ^ ^ 乳化石厌量值。 外來可吸著物之和物$1 里圍及第J ::法,其中處理其上吸著有 可吸著物自吸著劑材=悧材料,以使至少部分之該外來 材料裝填於該容器中2二附之該步驟包括在將物理吸著劑 約650至約80〇 t :,將物理吸著劑材料加熱至在自 可吸著物自其之::圍内之溫度足夠的時間,以達成外來 =·如_請專利範圍第13項之方法, 者劑材料之該步驟 ,、中在加熱物理吸 動接觸。 彳 性氣體與物理吸著劑材料流 * 1 2 3 4 5 ·如申凊專利範圍第1 4項之方、去^ 虱。 万法,其中該惰性氣體為 # 2·如申請專利範圍第1 3項之方、去甘士 材料於裝填於容器中後進方法,其中該物理吸著劑 著劑材料、及% ,、 匕括更進一步加熱物理吸 驟。+及對物理吸者劑材料施加真空之至少一個步 13376(替換)-2.pt 第38頁 1 7 ·如申請專利範圍第j 3項 2 劑材料於袭填於容器中之後m’/中使該物理吸著 加熱。 在 加真空下進行更進一步 3 1 8 ·如申請專利範圍第i 4項 4 :材料於裝填於容器中之後,進 =又中使該物理吸著 5 :理吸著劑材料、及對物理吸著;2包括更進-步加熱 個步驟。 J材料施加真空之至少一 565467 _案號88113376 年月日 修正_ 六、申請專利範圍 1 9.如申請專利範圍第1 4項之方法,其中使該物理吸著 劑材料於裝填於容器中之後,在施加真空下進行更進一步 力口熱。 2 0.如申請專利範圍第1項之方法,其中該可吸著分配氣 體包含選自包括矽烷、二硼烷、胂、膦、氯、BC13、BF3、 B2 D6、六氟化鶴、(C H3 )3 S b、氟化氫、氯化氫、G e F4、 S i F4、氣化氫化物、蛾化氫、漠化氫、鍺院、氨、胁、硫 化氫、砸化氫、碲化氫、及NF3之氣體。 2 1.如申請專利範圍第1項之方法,其中該可吸著分配氣 體包括氫化物氣體。 2 2.如申請專利範圍第1項之方法,其中該可吸著分配氣 體包括肿。 2 3.如申請專利範圍第1項之方法,其中該可吸著分配氣 體包括膦。 2 4.如申請專利範圍第1項之方法,其中該可吸著分配氣 體包括三氟化硼。 2 5.如申請專利範圍第1項之方法,其中該可吸著分配氣 體包括二棚烧。 2 6.如申請專利範圍第1項之方法,其中該可吸著分配氣 體包括氘化酿)。 2 7. —種製造包括用於容納對下列物質具有吸著親和力 之珠粒活性碳物理吸著劑材料之分配容器之氣體儲存及分 配系統之方法:(i)待容納於分配容器中,及後續選擇性 地自分配容器排出之可吸著分配氣體,及(i i)外來的可吸 (:Λ 總檔\88\881 13376\881 13376(替換)-2.pt c 第39頁 ^ 4S_88n3376 /、、申請專利範圍 著物,該方法包括: 處理其上吸著有外 至少部分之該外來二物之物理吸著劑特料 理吸著劑材料加哉ΖΐΓ 著劑材料脫附,包括: 之溫度,及將、、.;、J在自約3 0 0 °C至約80〇t之第”將物 及將咖度在該 弟—耗圍内 期間,及在該加熱軛W内、准持自約1至15小時夕 流動接觸; °壬,使惰性氣體與物理吸著劑材料 ::,吸著劑材料裝填於該容 ; 250 t:之第二範圍及//材科加熱至在自約1 00 t至約 持自約1至1 0小時之至日„ β ^ ^ 隹/第一靶圍内維 ^ ir m ^ 了之,月間’及在该加熱過程中,斟六抑士 之物理吸著劑材料施加真空; T對心裔中 ^物理?著劑材料冷卻至低於該第二溫度範圍之、; 器中可^ Ϊ配氣體引入至容納物理吸著劑材料之;二 ^ 使刀配氣體物理吸著於物理吸著劑材料上;及 %、密封將分配器氣體容納於物理吸著劑材料上之分配容 致分配容器其後包含呈可經由使分配氣體自物理吸 者蜊材料脫附及使分配氣體自容器排出而供選擇性分配用 之形態的分配氣體。 —28·如申請專利範圍第27項之方法,其中該外來的可吸 著物包含選自包括水蒸氣、氧、氫、破氧化物、氮、烴、 提為該 者。 _素之氣體種類、及含有一或多種前述種類之組成物,前 外來的可吸著物包括一氧化碳及二氧化碳之至少一 第40頁 C:\ 總檔\88\88113376\88113376(替換)-2.ptc 565467 a 農正 _案號 88113376 六、申請專利範圍 29.如申請專利範圍第27項之方法,立 ^ 著物包括碳氧化物。 十該外來的可吸 如申請專利範圍第27項之方法,复 著物包括一氧化碳,及處理其上吸右、中該外來的可吸 理吸著劑材料,以使至少部分之該卜來可吸著物之物 材料脫附之該步驟,當物理著m吸著物自吸著劑 料之重量計為50重量百分比之以物理吸著劑材 22 °C之溫度下負載胂氣體時’產生^ ' 700 托耳之壓力及 於20份(ppmv)之一氧化碳量值。 每百萬份體積低 31.如申請專利範圍第27項之 著物包括二氧化碳,及處理其上吸有、中該外來的可吸 理吸著劑材料,以使至少部分之該外來可吸;::物,物 料之重量計為50重量百分比以广以 22C之溫度下負載胂氣體時,產生 乇之壓力及 於5 0份(ppmv)之二氧化碳量值。 母百萬份體積低 32·如申請專利範圍第27項 甘士― t 著物包括-氧化碳及二氧化_ / -中s亥外來的可吸 吸著物之物理吸著劑材料,=^上吸著有外來可 物自吸著劑材料脫附之:步: = =可吸著 劑材料加熱至在自約10〇t至 C 物理吸者 度,及將溫度在該第-笳n咖 第一犯圍内之溫 間,及在該加熱過程中,對 了之期 真空之該步驟,當物理吸中之物理吸著劑材料施加 哪田物理及者劑材料在以物理吸著劑材料之 c:\ 總檔\88\881 13376\881 13376(替換)-2.ptc 第41頁 565467 b匕之載入量、700托耳之壓力;¢99 °Γ 之溫度下負載胂氣體時,一走 於⑷卿ν)之-氧化;^信起產/Λ申士中每百萬份體積低 於10份(ppmv)之二氧化碳量值。 積1- 3 3 ·如申請專利筋圍楚9 7 ε ~人、$ έ h 圍第27項方法,其中該可吸著分配 氣體包含選自包括砂炫、_ w 何7沉、一硼烷、胂、膦、氣、BC1,、 m::敗化鎢、(cH3)3Sb、氣化氫、氯化氫、㈣、 1二、Jil IL化物、峨化氫、漠化氫、錯烧、氨、胁、硫 化虱、硒化氫、碲化氫、及NF3之氣體。 其中該可吸著分配 其中該可吸著分配 其中該可吸著分配 3 4 ·如申請專利範圍第2 7項之方法 氣體包括氫化物氣體。 35·如申請專利範圍第27項之方法 氣體包括胂。 36·如申請專利範圍第27項之方法 氣體包括膦。 37·如申請專利範圍第27項之方法,其中該可吸著分配 氣體包括三氟化硼。 38·如申請專利範圍第27項之方法,其中該可吸著分氣 體包括二硼烷。 ' 3 9 ·如申請專利範圍第2 7項之方法,其中該可吸著分配 氣體包括氘化ft。 4 0.如申請專利範圍第1項之方法,其中在自(丨)處理物 理吸著劑材料,以使至少部分之外來可吸著物自吸著劑材 料脫附之步驟開始,及結束於(2)密封分配容器,以致1其 C: \總檔\88\88113376\881 13376(替換)-2. 第42頁 565467 曰 六 申請專利——^ — 之後包含g I 成之期間中2擇性分配用之形態之分配氣體之步驟完 41.如VV憲使物理吸著劑材料與大氣隔絕接觸。 在^期間中係與氧隔絕接觸。 …物理吸著劑 用作為V二專圍1項之方其中將活性碳材料使 外來可吸處理物理吸著劑材料,“自其去除 驟。 物匕括將吸者劑加熱至超過650 t之溫度之步 士申凊專利範圍第4 2項之方法,复φ 在該加熱至超之溫度之過程/,': = :劑材料 ^分配容器密封,以致其之後包含及在此處理後直 形悲的分西?洛駚 , 仏 擇性分配用之 44如申Λ 減水蒸氣隔絕接觸。 物包括一申氧\專/ = 礼化奴,及處理其上吸菩, 有 吸著劑材#,以使至少部分之該= = : =物,物理 料脫附之該步驟,當物理吸著劑材料在=吸著劑材 ,重量計為5。重量百分比之載」物耳理吸/劑村料 C之溫度下負載胂氣體時,產耳之堅力及22 5份(卿ν)之—氧化碳量值。在肿中母百萬份體積低於 45·如申請專利範圍第1項之方法, 物包括二氧化碳,及處理其上吸二七“外來的可吸著 吸著劑材料,以使至少部分之該外 Λ :吸著物之物理 料脫附之該步驟,當物理吸著劑松:吸著物自吸著劑材 之重量計為50重量百分比之載j枓二以,理吸著劑村料 里、700托耳之壓力及22 565467 曰 案號 88113376 六、申請專利範圍 °C之溫度下負載胂氣體時’產生在胂中每百萬份體積低於 10份(ppmv)之二氧化碳量值。 46.如申請專利範圍第27項之方法,其中該外來的可吸 著物包括一氧化碳,及處理其上吸著有外來可吸著物之 理吸著劑材料,以使至少部分之該外來可吸著物自吸 材料脫附之該步驟,當物理吸著劑材料在以物 料之重量計為50重量百分比之載入量、7 者Μ材 22 °C之溫度下負載胂氣體時,產生在 耳之壓力及 於1份(ppmv)之一氧化碳量值。 母百萬份體積低 如申請專利範圍第27項之方法 著物包括二氧化碳,及處理其上吸著有、中该外來的可吸 理吸著劑材料,以使至少部分之該未可吸耆物之物 材料脫附之該步驟,當物理吸著^ ^可吸著物自吸著劑 料之重量計為5 0重量百分比之載入息在以物理吸著劑材 溫度下負載胂氣體時,產生^肿^托耳壓力及 於1份(ppmv)之二氧化碳量值。 平母百萬份體積低
  2. 13
    For example, the method of claiming a patent scope item 1, wherein the step of processing a physical sorbent material having a foreign sorbable substance adsorbed thereon, so that at least a part of the foreign sorbable substance is desorbed from the sorbent material is this step Including heating the physical sorbent material to a temperature in a range from about 650 to about 800 ° C. for a sufficient time before the physical sorbent material is filled in the container, so as to reach a foreign sorbent therefrom. Desorption. 13.如申請專利範圍第1項之方法,其中處理其上吸著有外來可吸著物之物理吸著劑材料,以使至少部分之該外來可吸著物自吸著劑材料脫附之該步驟包括在將物理吸著劑材料裝填於該容器中之前,將物理吸著劑材料加熱至在自約650至約800℃之範圍內之溫度足夠的時間,以達成外來可吸著物自其之脫附。
  3. 27
    A method of manufacturing a gas storage and distribution system including a distribution container for holding a bead activated carbon physical sorbent material having sorption affinity for:(i) to be contained in a distribution container, and subsequent selection The sorbent distribution gas discharged from the distribution container and (ii) foreign sorbable material, the method includes: processing a physical sorbent material having the foreign sorbable material adsorbed thereon, so that at least part of the Desorbing the foreign sorbent from the sorbent material includes heating the physical sorbent material to a temperature within a first range from about 300 ° C to about 800 ° C, and heating the temperature within the first range. Maintain the period from about 1 to 15 hours, and during the heating process, inert gas is brought into contact with the physical sorbent material;the physical sorbent material is filled in the container;the physical sorbent in the container The material is heated to a temperature within a second range from about 100 ° C to about 250 ° C, and the temperature is maintained within the second range from about 1 to 10 hours, and during the heating process, the Physical sorbent material applies a vacuum;The physical sorbent material is cooled to a temperature lower than the second temperature range;the sorbable distribution gas is introduced into the distribution container containing the physical sorbent material, so that the distribution gas is physically adsorbed on the physical sorbent material ;And sealing a distribution container that contains the distributor gas on the physical sorbent material, so that the distribution container thereafter includes a selective option for desorbing the distribution gas from the physical sorbent material and discharging the distribution gas from the container for selectivity Distribution gas in the form of distribution. 27.一種製造包括用於容納對下列物質具有吸著親和力之珠粒活性碳物理吸著劑材料之分配容器之氣體儲存及分配系統之方法:(i)待容納於分配容器中,及後續選擇性地自分配容器排出之可吸著分配氣體,及(ii)外來的可吸著物,該方法包括:處理其上吸著有外來可吸著物之物理吸著劑材料,以使至少部分之該外來可吸著物自吸著劑材料脫附,包括將物理吸著劑材料加熱至在自約300℃至約800℃之第一範圍內之溫度,及將溫度在該第一範圍內維持自約1至15小時之期間,及在該加熱過程中,使惰性氣體與物理吸著劑材料流動接觸;將物理吸著劑材料裝填於該容器中;將該容器中之物理吸著劑材料加熱至在自約100℃至約250℃之第二範圍內之溫度,及將溫度在該第二範圍內維持自約1至10小時之期間,及在該加熱過程中,對容器中之物理吸著劑材料施加真空;使物理吸著劑材料冷卻至低於該第二溫度範圍之溫度;將可吸著分配氣體引入至容納物理吸著劑材料之分配容器中,以使分配氣體物理吸著於物理吸著劑材料上;及密封將分配器氣體容納於物理吸著劑材料上之分配容器,以致分配容器其後包含呈可經由使分配氣體自物理吸著劑材料脫附及使分配氣體自容器排出而供選擇性分配用之形態的分配氣體。