JP2001120990A - カリウムイオン交換ＣａＸ型ゼオライト及び酸素窒素分離方法 - Google Patents
カリウムイオン交換ＣａＸ型ゼオライト及び酸素窒素分離方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 窒素・酸素の吸着による分離比が高く、分離
効率の良いゼオライトを得るとともに、それを使用して
酸素・窒素を分離する方法の提供。 【解決手段】 ＣaＸ型ゼオライトの１〜４０％のカル
シウムイオンをカリウムイオンで交換して、出発原料Ｃ
aＸ型ゼオライトより優れた［窒素／酸素］分離比Ｓを
有するカリウムイオン交換ＣaＸ型ゼオライトを得、そ
してこれを使用してＰＳＡ法により酸素、窒素を含む気
体よりこれらを分離する方法。
効率の良いゼオライトを得るとともに、それを使用して
酸素・窒素を分離する方法の提供。 【解決手段】 ＣaＸ型ゼオライトの１〜４０％のカル
シウムイオンをカリウムイオンで交換して、出発原料Ｃ
aＸ型ゼオライトより優れた［窒素／酸素］分離比Ｓを
有するカリウムイオン交換ＣaＸ型ゼオライトを得、そ
してこれを使用してＰＳＡ法により酸素、窒素を含む気
体よりこれらを分離する方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、空気の如き酸素、
窒素を含有する気体から酸素と窒素を分離する方法とそ
れに使用する吸着剤に関する。
窒素を含有する気体から酸素と窒素を分離する方法とそ
れに使用する吸着剤に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、空気中の酸素と窒素を吸着分離す
るために、ゼオライトや分子ふるい炭素が使用されてい
る。このうちゼオライトは、窒素の吸着量が酸素の吸着
量よりも多い特性を利用しているものである。ゼオライ
トを吸着剤として空気から酸素と窒素を分離する方法
は、いわゆるＰＳＡ法［プレッシャー・スイング・アド
ソープション（圧力変動吸着法）、以下「ＰＳＡ法」と
いう。］として広く用いられている。そして、このＰＳ
Ａ法では、ゼオライトを充填した１又は１以上の数の吸
着塔に加圧空気または常圧空気を交互に供給し、ゼオラ
イトに選択的に窒素を吸着させ、難吸着成分である酸素
を製品として取り出し、一定時間後に吸着塔を圧力降下
せしめたり、減圧にしたりして、ゼオライトに吸着され
ている窒素を脱着せしめて排出して、ゼオライトを再生
する。そして、以後この操作を交互に繰り返して運転し
て、継続的に分離運転するものである。
るために、ゼオライトや分子ふるい炭素が使用されてい
る。このうちゼオライトは、窒素の吸着量が酸素の吸着
量よりも多い特性を利用しているものである。ゼオライ
トを吸着剤として空気から酸素と窒素を分離する方法
は、いわゆるＰＳＡ法［プレッシャー・スイング・アド
ソープション（圧力変動吸着法）、以下「ＰＳＡ法」と
いう。］として広く用いられている。そして、このＰＳ
Ａ法では、ゼオライトを充填した１又は１以上の数の吸
着塔に加圧空気または常圧空気を交互に供給し、ゼオラ
イトに選択的に窒素を吸着させ、難吸着成分である酸素
を製品として取り出し、一定時間後に吸着塔を圧力降下
せしめたり、減圧にしたりして、ゼオライトに吸着され
ている窒素を脱着せしめて排出して、ゼオライトを再生
する。そして、以後この操作を交互に繰り返して運転し
て、継続的に分離運転するものである。
【０００３】従来、この目的に使用されるゼオライト
は、［窒素／酸素］分離比が比較的良好であり、一応必
要な性能は具えているものの、必ずしも十分満足できる
ものではなく、より一層高い分離効率を示すゼオライト
が絶えず求められている。
は、［窒素／酸素］分離比が比較的良好であり、一応必
要な性能は具えているものの、必ずしも十分満足できる
ものではなく、より一層高い分離効率を示すゼオライト
が絶えず求められている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このような事情に鑑み
本発明はなされたもので、本発明の課題は、［窒素／酸
素］分離比が高く、分離効率の良いゼオライトを得ると
ともに、それを使用して、より効率良く酸素・窒素を分
離する方法を得ることにある。
本発明はなされたもので、本発明の課題は、［窒素／酸
素］分離比が高く、分離効率の良いゼオライトを得ると
ともに、それを使用して、より効率良く酸素・窒素を分
離する方法を得ることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する
ため、本発明の請求項１に係わる発明として、ＣaＸ型
ゼオライトの１〜４０％のカルシウムイオンをカリウム
イオンで交換してなることを特徴とするカリウムイオン
交換ＣaＸ型ゼオライトとしたものである。そして請求
項２に係わる発明として、上記カリウムイオン交換Ｃa
Ｘ型ゼオライトを使用して、圧力変動吸着法（ＰＳＡ
法）によって、酸素、窒素を含む気体より酸素・窒素を
分離することを特徴とする酸素窒素分離方法としたもの
である。
ため、本発明の請求項１に係わる発明として、ＣaＸ型
ゼオライトの１〜４０％のカルシウムイオンをカリウム
イオンで交換してなることを特徴とするカリウムイオン
交換ＣaＸ型ゼオライトとしたものである。そして請求
項２に係わる発明として、上記カリウムイオン交換Ｃa
Ｘ型ゼオライトを使用して、圧力変動吸着法（ＰＳＡ
法）によって、酸素、窒素を含む気体より酸素・窒素を
分離することを特徴とする酸素窒素分離方法としたもの
である。
【０００６】
【発明の実施の形態】［ゼオライトの構造］本発明の対
象であるＸ型ゼオライトは、フォージャサイトを結晶基
本骨格とする結晶性アルミノケイ酸塩であり、結晶内部
の電荷のアンバランスを補うためにナトリウムイオン、
カルシウムイオン、その他のカチオンが存在する。それ
らカチオンは、その他のカチオンと可逆的にイオン交換
することができる。そしてこの交換可能な全量を理論交
換容量という。理論交換容量に対して、実際に交換され
た容量の比を交換率という。この構造を決定する、Ｓi
Ｏ2及びＡlＯ2の比によりフォージャサイト型ゼオライ
トは、Ｘ型とＹ型に区別される。
象であるＸ型ゼオライトは、フォージャサイトを結晶基
本骨格とする結晶性アルミノケイ酸塩であり、結晶内部
の電荷のアンバランスを補うためにナトリウムイオン、
カルシウムイオン、その他のカチオンが存在する。それ
らカチオンは、その他のカチオンと可逆的にイオン交換
することができる。そしてこの交換可能な全量を理論交
換容量という。理論交換容量に対して、実際に交換され
た容量の比を交換率という。この構造を決定する、Ｓi
Ｏ2及びＡlＯ2の比によりフォージャサイト型ゼオライ
トは、Ｘ型とＹ型に区別される。
【０００７】典型的なＸ型ゼオライトにおけるＳiＯ2/
ＡlＯ2比は１.２３である。下記に典型的なＸ型ゼオラ
イトであるＮaＸ型とＣaＸ型の組成式を示す。 ・ＮaＸ型： Ｎa86（ＳiＯ2）106（ＡlＯ2）86 ・ＣaＸ型： Ｃa43（ＳiＯ2）106（ＡlＯ2）86 ゼオライトは、それぞれの構造の型に応じてチャンネル
（通路）とケージ（空洞）からなる特有の細孔構造をも
ち、特有の窒素、酸素吸着性能を発現する。カルシウム
がカリウムで交換されると、チャンネルやケージが変化
し、窒素や酸素の吸着特性も変化する。
ＡlＯ2比は１.２３である。下記に典型的なＸ型ゼオラ
イトであるＮaＸ型とＣaＸ型の組成式を示す。 ・ＮaＸ型： Ｎa86（ＳiＯ2）106（ＡlＯ2）86 ・ＣaＸ型： Ｃa43（ＳiＯ2）106（ＡlＯ2）86 ゼオライトは、それぞれの構造の型に応じてチャンネル
（通路）とケージ（空洞）からなる特有の細孔構造をも
ち、特有の窒素、酸素吸着性能を発現する。カルシウム
がカリウムで交換されると、チャンネルやケージが変化
し、窒素や酸素の吸着特性も変化する。
【０００８】［カリウムイオン交換法］ＣaＸ型ゼオラ
イトを出発原料とする場合には、これを、塩化カリウム
の水溶液、又は、これに塩化カルシウムや塩化ナトリウ
ムを加えた溶液に浸すことにより、カリウムイオン交換
することができる。カリウムイオン濃度とＣaＸゼオライ
トの量、処理温度や時間などを調節して、所望する目的
のカリウムイオン交換率にすることができる。水溶液中
のカリウムイオン濃度は１０〜３０００meq／ｌ、温度
は室温付近、時間は１〜７２時間程度の範囲の適宜な時
間で行うことにより、適宜なイオン交換率に調整するこ
とができる。
イトを出発原料とする場合には、これを、塩化カリウム
の水溶液、又は、これに塩化カルシウムや塩化ナトリウ
ムを加えた溶液に浸すことにより、カリウムイオン交換
することができる。カリウムイオン濃度とＣaＸゼオライ
トの量、処理温度や時間などを調節して、所望する目的
のカリウムイオン交換率にすることができる。水溶液中
のカリウムイオン濃度は１０〜３０００meq／ｌ、温度
は室温付近、時間は１〜７２時間程度の範囲の適宜な時
間で行うことにより、適宜なイオン交換率に調整するこ
とができる。
【０００９】［分離性能］このようなゼオライトを吸着
剤として使用したＰＳＡ操作には、種々の態様がある。
その典型的なものとしては、高い圧力状態下での吸着
と、低い圧力状態下にしての再生である。故に、吸着工
程における窒素吸着量ｑ（Ｎ2、Ａ）と減圧再生工程に
おける窒素吸着量ｑ（Ｎ2、Ｄ）との差が窒素の有効吸
着量となり、又吸着工程における酸素吸着量ｑ（Ｏ2、
Ａ）と減圧再生工程における酸素吸着量ｑ（Ｏ2、Ｄ）
との差が酸素の有効吸着量となる。そして、これらの有
効吸着量の比、 Ｓ＝［ｑ(Ｎ2、Ａ)ーｑ(Ｎ2、Ｄ)］／［ｑ(Ｏ2、Ａ)ー
ｑ(Ｏ2、Ｄ)］ ーーー（１）は、ＰＳＡ操作における［窒
素／酸素］の分離比Ｓとして、吸着の分離特性を表す指
標である。なお、上記式（１）において、符号Ａは吸着
工程の組成分の圧力状態を示し、符号Ｄは減圧再生工程
の組成分の圧力状態を示すものである。
剤として使用したＰＳＡ操作には、種々の態様がある。
その典型的なものとしては、高い圧力状態下での吸着
と、低い圧力状態下にしての再生である。故に、吸着工
程における窒素吸着量ｑ（Ｎ2、Ａ）と減圧再生工程に
おける窒素吸着量ｑ（Ｎ2、Ｄ）との差が窒素の有効吸
着量となり、又吸着工程における酸素吸着量ｑ（Ｏ2、
Ａ）と減圧再生工程における酸素吸着量ｑ（Ｏ2、Ｄ）
との差が酸素の有効吸着量となる。そして、これらの有
効吸着量の比、 Ｓ＝［ｑ(Ｎ2、Ａ)ーｑ(Ｎ2、Ｄ)］／［ｑ(Ｏ2、Ａ)ー
ｑ(Ｏ2、Ｄ)］ ーーー（１）は、ＰＳＡ操作における［窒
素／酸素］の分離比Ｓとして、吸着の分離特性を表す指
標である。なお、上記式（１）において、符号Ａは吸着
工程の組成分の圧力状態を示し、符号Ｄは減圧再生工程
の組成分の圧力状態を示すものである。
【００１０】代表的な例としては、吸着工程を８００Ｔ
orr（大気圧より稍高い圧力）で、減圧再生を２３０Ｔo
rrで行う。吸着工程、減圧再生工程ともに、吸着塔の気
相の成分を空気成分であると仮定すると、吸着工程にお
ける吸着塔の気相の窒素分圧は、８００×０.８＝６４
０Ｔorr＝８５.３kＰa、酸素分圧は、８００×０.２＝
１６０Ｔorr＝２１.３kＰaである。同様にして、減圧再
生工程における吸着塔の気相の窒素分圧は、２３０×
０.８＝１８４Ｔorr＝２４.５kＰa、酸素分圧は、２３
０×０.２＝４６Ｔorr＝６.１kＰaである。従って、上
記式（１）を用いて求められる分離比Ｓは、 Ｓ＝［ｑ(Ｎ2、 ８５.３kＰa)―ｑ(Ｎ2、 ２４.５kＰa)］／［ｑ(Ｏ2、 ２１. ３kＰa)―ｑ(Ｏ2、 ６.１kＰa)］ ---------- （２） となる。
orr（大気圧より稍高い圧力）で、減圧再生を２３０Ｔo
rrで行う。吸着工程、減圧再生工程ともに、吸着塔の気
相の成分を空気成分であると仮定すると、吸着工程にお
ける吸着塔の気相の窒素分圧は、８００×０.８＝６４
０Ｔorr＝８５.３kＰa、酸素分圧は、８００×０.２＝
１６０Ｔorr＝２１.３kＰaである。同様にして、減圧再
生工程における吸着塔の気相の窒素分圧は、２３０×
０.８＝１８４Ｔorr＝２４.５kＰa、酸素分圧は、２３
０×０.２＝４６Ｔorr＝６.１kＰaである。従って、上
記式（１）を用いて求められる分離比Ｓは、 Ｓ＝［ｑ(Ｎ2、 ８５.３kＰa)―ｑ(Ｎ2、 ２４.５kＰa)］／［ｑ(Ｏ2、 ２１. ３kＰa)―ｑ(Ｏ2、 ６.１kＰa)］ ---------- （２） となる。
【００１１】［カリウムイオン交換ＣaＸゼオライトの
吸着特性］本発明のカリウムイオン交換ＣaＸ型ゼオラ
イトは、カルシウムイオンの１〜４０％をカリウムイオ
ンで交換したことを特徴とし、好ましいカリウムイオン
交換率は３〜３５％であり、もっとも好ましいカリウム
イオン交換率は５〜３０％である。カリウムイオン交換
率が４０％を越えると、分離性能が低下する。カリウム
イオン交換率が１％未満であるものの分離性能は、事実
上カリウムイオンを交換しない元の出発原料のＣaＸゼ
オライトと同じである。前記カリウムイオン交換ＣaＸ
型ゼオライトは、酸素に対する窒素の吸着分離性能が向
上する特徴を有し、分離比は約６.８以上である。カリ
ウムイオン交換率が５〜３０％では約８.３以上であ
る。
吸着特性］本発明のカリウムイオン交換ＣaＸ型ゼオラ
イトは、カルシウムイオンの１〜４０％をカリウムイオ
ンで交換したことを特徴とし、好ましいカリウムイオン
交換率は３〜３５％であり、もっとも好ましいカリウム
イオン交換率は５〜３０％である。カリウムイオン交換
率が４０％を越えると、分離性能が低下する。カリウム
イオン交換率が１％未満であるものの分離性能は、事実
上カリウムイオンを交換しない元の出発原料のＣaＸゼ
オライトと同じである。前記カリウムイオン交換ＣaＸ
型ゼオライトは、酸素に対する窒素の吸着分離性能が向
上する特徴を有し、分離比は約６.８以上である。カリ
ウムイオン交換率が５〜３０％では約８.３以上であ
る。
【００１２】
【実施例】●カリウムイオン交換ＣaＸゼオライトの合
成 出発原料ゼオライトの試料は、市販のＣaＸゼオライト
を使用した。カリウムイオン交換は、試料５ｇを、塩化
カリウムの濃度を３２.５、１５０、３００、７５０並
びに１８７５meq/ｌに調整した水溶液４００ｍｌに浸漬
し、２５℃でバッチ法により４８時間反応させた。これ
らの反応により種々のイオン交換率の試料を合成した。
成 出発原料ゼオライトの試料は、市販のＣaＸゼオライト
を使用した。カリウムイオン交換は、試料５ｇを、塩化
カリウムの濃度を３２.５、１５０、３００、７５０並
びに１８７５meq/ｌに調整した水溶液４００ｍｌに浸漬
し、２５℃でバッチ法により４８時間反応させた。これ
らの反応により種々のイオン交換率の試料を合成した。
【００１３】次ぎに、反応後の溶液中のイオンと固体試
料の組成分析を行った。カリウムイオン交換したゼオラ
イトをテフロン（登録商標）容器に５０ｍｇ精秤し、濃
フッ化水素酸０.５ｍｌと濃塩酸１.０ｍｌを加えた。室
温で一夜放置し、４％ホウ酸水溶液１２ｍｌでマスキン
グした全量を１００ｍｌとした。試料溶液中のＣa2+、
Ａｌ3+、およびＳｉ4+についてはＩＣＰ高周波誘導結合
プラズマ発光分析法により定量した。Ｋ+については原
子吸光分析法により定量した。これらのデータから、カ
リウムイオン交換率を求めた。
料の組成分析を行った。カリウムイオン交換したゼオラ
イトをテフロン（登録商標）容器に５０ｍｇ精秤し、濃
フッ化水素酸０.５ｍｌと濃塩酸１.０ｍｌを加えた。室
温で一夜放置し、４％ホウ酸水溶液１２ｍｌでマスキン
グした全量を１００ｍｌとした。試料溶液中のＣa2+、
Ａｌ3+、およびＳｉ4+についてはＩＣＰ高周波誘導結合
プラズマ発光分析法により定量した。Ｋ+については原
子吸光分析法により定量した。これらのデータから、カ
リウムイオン交換率を求めた。
【００１４】●カリウムイオン交換ＣaＸゼオライトの
吸着特性の測定 上記した合成により得られた各試料を、６７３Ｋで１０
時間真空加熱処理した後、２９８Ｋにおいて容量法によ
り、ある圧力（kＰa）における窒素の吸着量ｑＮ2［ｍ
ｌ(STP)／ｇ］と、酸素の吸着量ｑＯ2［ｍｌ(STP)／
ｇ］を測定し、吸着等温線を作成した。測定は、出発原
料であるＣaＸゼオライト（カリウムイオン交換率０
％）、及びそのカルシウムイオンをカリウムイオンで交
換したゼオライト（交換率：１１％、３０％、５１％）
の試料で行い、各試料の窒素の吸着等温線を図１に、又
酸素の吸着等温線を図２に示した。図１及び図２中、
○、△、□、▽の各印は以下の通りのＣaＸゼオライト
を示す。 ○印：カリウムイオン交換率０％で出発原料ＣaＸゼオ
ライト、 △印：カリウムイオン交換率１１％のＣaＸゼオライ
ト、 □印：カリウムイオン交換率３０％のＣaＸゼオライ
ト、 ▽印：カリウムイオン交換率５１％のＣaＸゼオライ
ト、である。
吸着特性の測定 上記した合成により得られた各試料を、６７３Ｋで１０
時間真空加熱処理した後、２９８Ｋにおいて容量法によ
り、ある圧力（kＰa）における窒素の吸着量ｑＮ2［ｍ
ｌ(STP)／ｇ］と、酸素の吸着量ｑＯ2［ｍｌ(STP)／
ｇ］を測定し、吸着等温線を作成した。測定は、出発原
料であるＣaＸゼオライト（カリウムイオン交換率０
％）、及びそのカルシウムイオンをカリウムイオンで交
換したゼオライト（交換率：１１％、３０％、５１％）
の試料で行い、各試料の窒素の吸着等温線を図１に、又
酸素の吸着等温線を図２に示した。図１及び図２中、
○、△、□、▽の各印は以下の通りのＣaＸゼオライト
を示す。 ○印：カリウムイオン交換率０％で出発原料ＣaＸゼオ
ライト、 △印：カリウムイオン交換率１１％のＣaＸゼオライ
ト、 □印：カリウムイオン交換率３０％のＣaＸゼオライ
ト、 ▽印：カリウムイオン交換率５１％のＣaＸゼオライ
ト、である。
【００１５】上記した出発原料であるＣaＸゼオライト
とその各カリウムイオン交換率のＣaＸゼオライトの、
６.１kＰa、２１.３kＰa、２４.５kＰa、及び８５.３k
Ｐaの、それぞれにおける窒素と酸素の吸着量及び分離
比Ｓを求めた。この吸着圧力は、前記した空気を分離対
象とした場合の吸着工程時の圧力８００Ｔorrの窒素分
圧（６４０Ｔorr＝８５.３kＰa）と酸素分圧（１６０Ｔ
orr＝２１.３kＰa）、及び減圧再生工程時の圧力２３０
Ｔorrの窒素分圧（１８４Ｔorr＝２４.５kＰa）と酸素
分圧（４６Ｔorr＝６.１kＰa）にそれぞれ相当する圧力
である。
とその各カリウムイオン交換率のＣaＸゼオライトの、
６.１kＰa、２１.３kＰa、２４.５kＰa、及び８５.３k
Ｐaの、それぞれにおける窒素と酸素の吸着量及び分離
比Ｓを求めた。この吸着圧力は、前記した空気を分離対
象とした場合の吸着工程時の圧力８００Ｔorrの窒素分
圧（６４０Ｔorr＝８５.３kＰa）と酸素分圧（１６０Ｔ
orr＝２１.３kＰa）、及び減圧再生工程時の圧力２３０
Ｔorrの窒素分圧（１８４Ｔorr＝２４.５kＰa）と酸素
分圧（４６Ｔorr＝６.１kＰa）にそれぞれ相当する圧力
である。
【００１６】これらの圧力における吸着量、即ち吸着工
程の窒素吸着量ｑ（Ｎ2、８５.３kＰa）、酸素の吸着量
ｑ（Ｏ2、２１.３kＰa）、及び減圧再生工程の窒素吸着
量ｑ（Ｎ2、２４.５kＰa）と酸素吸着量ｑ（Ｏ2、６.１
kＰa）を図１及び図２より採取して、得られた値を前記
式（２）に導入して、［窒素／酸素］分離比Ｓ＝［ｑ
(Ｎ2、 ８５.３kＰa)―ｑ(Ｎ2、 ２４.５kＰa)］／［ｑ
(Ｏ2、 ２１.３kＰa)―ｑ(Ｏ2、 ６.１kＰa)］を求めて
表１に示した。そして、これで得られた、カリウムイオ
ン交換率と［窒素／酸素］分離比Ｓの関係を図３に示し
た。
程の窒素吸着量ｑ（Ｎ2、８５.３kＰa）、酸素の吸着量
ｑ（Ｏ2、２１.３kＰa）、及び減圧再生工程の窒素吸着
量ｑ（Ｎ2、２４.５kＰa）と酸素吸着量ｑ（Ｏ2、６.１
kＰa）を図１及び図２より採取して、得られた値を前記
式（２）に導入して、［窒素／酸素］分離比Ｓ＝［ｑ
(Ｎ2、 ８５.３kＰa)―ｑ(Ｎ2、 ２４.５kＰa)］／［ｑ
(Ｏ2、 ２１.３kＰa)―ｑ(Ｏ2、 ６.１kＰa)］を求めて
表１に示した。そして、これで得られた、カリウムイオ
ン交換率と［窒素／酸素］分離比Ｓの関係を図３に示し
た。
【００１７】
【表１】
【００１８】これらの結果から、カリウムイオン交換Ｃ
aＸゼオライトは、窒素と酸素の吸着分離比（選択性）
が向上する特徴をもつことが認められる。出発ＣaＸゼ
オライト（カリウムイオン交換率０％）の［窒素／酸
素］分離比Ｓは６.８２であった。それに対して、カリ
ウムイオン交換率が１１％のＣaＸゼオライトの分離比
Ｓは１０.７９であるから、約１.６倍になった。カリウ
ムイオン交換率３０％においても、出発ＣaＸゼオライ
ト（交換率０％）に比べて分離比は、約１.２倍以上に
なった。しかし、カリウムイオン交換率５１％では、出
発ＣaＸゼオライト（交換率０％）に比べて分離比は小
さくなった。カリウムイオン交換率３０％と５１％のの
点を内挿すると、カリウムイオン交換率４０％で、分離
比は出発ＣaＸゼオライト（交換率０％）と同じにな
る。
aＸゼオライトは、窒素と酸素の吸着分離比（選択性）
が向上する特徴をもつことが認められる。出発ＣaＸゼ
オライト（カリウムイオン交換率０％）の［窒素／酸
素］分離比Ｓは６.８２であった。それに対して、カリ
ウムイオン交換率が１１％のＣaＸゼオライトの分離比
Ｓは１０.７９であるから、約１.６倍になった。カリウ
ムイオン交換率３０％においても、出発ＣaＸゼオライ
ト（交換率０％）に比べて分離比は、約１.２倍以上に
なった。しかし、カリウムイオン交換率５１％では、出
発ＣaＸゼオライト（交換率０％）に比べて分離比は小
さくなった。カリウムイオン交換率３０％と５１％のの
点を内挿すると、カリウムイオン交換率４０％で、分離
比は出発ＣaＸゼオライト（交換率０％）と同じにな
る。
【００１９】本発明のカリウムイオン交換ＣaＸゼオラ
イトを使用すれば、カリウムイオン交換していないＣa
Ｘゼオライトを使用する場合に比べて、ＰＳＡ法による
吸着分離では、より効率良く酸素と窒素を分離すること
ができることが確認された。
イトを使用すれば、カリウムイオン交換していないＣa
Ｘゼオライトを使用する場合に比べて、ＰＳＡ法による
吸着分離では、より効率良く酸素と窒素を分離すること
ができることが確認された。
【００２０】
【発明の効果】本発明のカリウムイオン交換ＣaＸ型ゼ
オライトは、カリウムイオン交換していないＣaＸ型ゼ
オライトに比べて、窒素と酸素の吸着の分離比（選択
性）が大きい。本発明のカリウムイオン交換ＣaＸ型ゼ
オライトを使用してＰＳＡ法により効率良く酸素窒素の
分離を行うことができる。
オライトは、カリウムイオン交換していないＣaＸ型ゼ
オライトに比べて、窒素と酸素の吸着の分離比（選択
性）が大きい。本発明のカリウムイオン交換ＣaＸ型ゼ
オライトを使用してＰＳＡ法により効率良く酸素窒素の
分離を行うことができる。
【図１】 窒素吸着等温線である。
【図２】 酸素吸着等温線である。
【図３】 カリウムイオン交換率と［窒素／酸素］分離
比Ｓの関係である。
比Ｓの関係である。
Claims (2)
- 【請求項１】 ＣaＸ型ゼオライトの１〜４０％のカル
シウムイオンをカリウムイオンで交換してなることを特
徴とするカリウムイオン交換ＣaＸ型ゼオライト。 - 【請求項２】 請求項１記載のカリウムイオン交換Ｃa
Ｘ型ゼオライトを使用して、圧力変動吸着法（ＰＳＡ
法）によって、酸素、窒素を含む気体より酸素・窒素を
分離することを特徴とする酸素窒素分離方法。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30309499A JP2001120990A (ja) | 1999-10-25 | 1999-10-25 | カリウムイオン交換ＣａＸ型ゼオライト及び酸素窒素分離方法 |
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|---|---|---|---|
| JP30309499A JP2001120990A (ja) | 1999-10-25 | 1999-10-25 | カリウムイオン交換ＣａＸ型ゼオライト及び酸素窒素分離方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
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| JP2001120990A true JP2001120990A (ja) | 2001-05-08 |
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ID=17916831
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30309499A Withdrawn JP2001120990A (ja) | 1999-10-25 | 1999-10-25 | カリウムイオン交換ＣａＸ型ゼオライト及び酸素窒素分離方法 |
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| Country | Link |
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| JP (1) | JP2001120990A (ja) |
-
1999
- 1999-10-25 JP JP30309499A patent/JP2001120990A/ja not_active Withdrawn
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