JP2002301329A - 酸素回収のためのサイクル式圧力スイング吸着方法及び装置 - Google Patents
酸素回収のためのサイクル式圧力スイング吸着方法及び装置Info
- Publication number
- JP2002301329A JP2002301329A JP2002035001A JP2002035001A JP2002301329A JP 2002301329 A JP2002301329 A JP 2002301329A JP 2002035001 A JP2002035001 A JP 2002035001A JP 2002035001 A JP2002035001 A JP 2002035001A JP 2002301329 A JP2002301329 A JP 2002301329A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- adsorption
- oxygen
- nitrogen
- adsorbent
- gas
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
- B01D53/04—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
- B01D53/047—Pressure swing adsorption
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
- B01D2253/10—Inorganic adsorbents
- B01D2253/106—Silica or silicates
- B01D2253/108—Zeolites
- B01D2253/1085—Zeolites characterized by a silicon-aluminium ratio
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
- B01D2253/25—Coated, impregnated or composite adsorbents
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2256/00—Main component in the product gas stream after treatment
- B01D2256/12—Oxygen
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2257/00—Components to be removed
- B01D2257/10—Single element gases other than halogens
- B01D2257/102—Nitrogen
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2257/00—Components to be removed
- B01D2257/10—Single element gases other than halogens
- B01D2257/11—Noble gases
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2259/00—Type of treatment
- B01D2259/40—Further details for adsorption processes and devices
- B01D2259/40011—Methods relating to the process cycle in pressure or temperature swing adsorption
- B01D2259/40028—Depressurization
- B01D2259/4003—Depressurization with two sub-steps
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2259/00—Type of treatment
- B01D2259/40—Further details for adsorption processes and devices
- B01D2259/40011—Methods relating to the process cycle in pressure or temperature swing adsorption
- B01D2259/40058—Number of sequence steps, including sub-steps, per cycle
- B01D2259/40064—Five
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2259/00—Type of treatment
- B01D2259/40—Further details for adsorption processes and devices
- B01D2259/402—Further details for adsorption processes and devices using two beds
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2259/00—Type of treatment
- B01D2259/40—Further details for adsorption processes and devices
- B01D2259/414—Further details for adsorption processes and devices using different types of adsorbents
- B01D2259/4141—Further details for adsorption processes and devices using different types of adsorbents within a single bed
- B01D2259/4145—Further details for adsorption processes and devices using different types of adsorbents within a single bed arranged in series
- B01D2259/4146—Contiguous multilayered adsorbents
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
- B01D53/04—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
- B01D53/047—Pressure swing adsorption
- B01D53/0476—Vacuum pressure swing adsorption
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S95/00—Gas separation: processes
- Y10S95/90—Solid sorbent
- Y10S95/902—Molecular sieve
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
- Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 酸素、窒素及びアルゴンを含む原料ガスから
高純度酸素を回収する圧力スイング吸着方法と装置を提
供する。 【解決手段】 本発明の方法は、（ａ）酸素及びアルゴ
ンよりも窒素の吸着について選択性である吸着剤を含む
第１の吸着帯域へ原料ガスを送って窒素の減少した中間
ガスを抜き出し、（ｂ）この中間ガスを、アルゴンより
も窒素の吸着について選択性であり且つ酸素よりもアル
ゴンの吸着について選択性である吸着剤を含む第２の吸
着帯域へ送り、（ｃ）第２の吸着帯域から酸素を富ませ
た製品ガスを抜き出し、（ｄ）原料ガスを停止して第２
の吸着帯域から酸素を富ませた脱圧ガスを（ｃ）と同じ
流動方向に抜き出すことを含み、第１の吸着帯域から窒
素の破過が起こり、そして窒素の破過後は、窒素を第２
の吸着帯域で吸着するものである。
高純度酸素を回収する圧力スイング吸着方法と装置を提
供する。 【解決手段】 本発明の方法は、（ａ）酸素及びアルゴ
ンよりも窒素の吸着について選択性である吸着剤を含む
第１の吸着帯域へ原料ガスを送って窒素の減少した中間
ガスを抜き出し、（ｂ）この中間ガスを、アルゴンより
も窒素の吸着について選択性であり且つ酸素よりもアル
ゴンの吸着について選択性である吸着剤を含む第２の吸
着帯域へ送り、（ｃ）第２の吸着帯域から酸素を富ませ
た製品ガスを抜き出し、（ｄ）原料ガスを停止して第２
の吸着帯域から酸素を富ませた脱圧ガスを（ｃ）と同じ
流動方向に抜き出すことを含み、第１の吸着帯域から窒
素の破過が起こり、そして窒素の破過後は、窒素を第２
の吸着帯域で吸着するものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、酸素、窒素及びア
ルゴンを含む原料ガスから高純度酸素を回収する圧力ス
イング吸着方法と装置に関する。
ルゴンを含む原料ガスから高純度酸素を回収する圧力ス
イング吸着方法と装置に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】圧力ス
イング吸着法は、空気を分離して窒素に富む又は酸素に
富むガス製品を回収するための周知の方法である。１つ
の特定の用途は、ゼオライト吸着剤を利用して空気から
酸素を回収し、最高９５体積％までの酸素を含有する製
品ガスを得るものである。商業的に入手可能な典型的な
ゼオライト吸着剤に対しアルゴンと酸素は窒素に比べて
同様の吸着特性を示すので、この製品純度では、製品ガ
ス中の残りの成分は本質的にアルゴンである。酸素と比
べたアルゴンの吸着特性は一般に、これらの吸着剤の場
合、１又はそれ未満である。
イング吸着法は、空気を分離して窒素に富む又は酸素に
富むガス製品を回収するための周知の方法である。１つ
の特定の用途は、ゼオライト吸着剤を利用して空気から
酸素を回収し、最高９５体積％までの酸素を含有する製
品ガスを得るものである。商業的に入手可能な典型的な
ゼオライト吸着剤に対しアルゴンと酸素は窒素に比べて
同様の吸着特性を示すので、この製品純度では、製品ガ
ス中の残りの成分は本質的にアルゴンである。酸素と比
べたアルゴンの吸着特性は一般に、これらの吸着剤の場
合、１又はそれ未満である。
【０００３】吸着による空気分離の分野における最近の
研究から、特定の銀交換したゼオライト、特に銀交換し
たＸタイプのゼオライトは、酸素に比べアルゴンに対し
て吸着特性を示すことが示されており、そしてこれは９
５体積％より高い純度の酸素の製造を可能にする。
研究から、特定の銀交換したゼオライト、特に銀交換し
たＸタイプのゼオライトは、酸素に比べアルゴンに対し
て吸着特性を示すことが示されており、そしてこれは９
５体積％より高い純度の酸素の製造を可能にする。
【０００４】銀交換したゼオライトを酸素の回収のため
の圧力スイング吸着プロセスで使用するのは、この分野
における多数の研究者により報告されている。米国特許
第５２２６９３３号明細書には、９５％の酸素と５％の
アルゴンとを含むガスから酸素を分けるために銀モルデ
ナイトの床を使用して少なくとも約９７％の酸素純度を
達成する圧力スイング吸着法が開示されている。米国特
許第５４７０３７８号明細書には、酸素とアルゴンを含
む原料ガス流からアルゴンを除去して高純度の酸素流を
得るための方法が記載されている。この方法では、利用
可能なイオン部位のうちの少なくとも８０％が銀によっ
て占められるＡｇイオン交換タイプのＸゼオライトを含
む床が使用される。
の圧力スイング吸着プロセスで使用するのは、この分野
における多数の研究者により報告されている。米国特許
第５２２６９３３号明細書には、９５％の酸素と５％の
アルゴンとを含むガスから酸素を分けるために銀モルデ
ナイトの床を使用して少なくとも約９７％の酸素純度を
達成する圧力スイング吸着法が開示されている。米国特
許第５４７０３７８号明細書には、酸素とアルゴンを含
む原料ガス流からアルゴンを除去して高純度の酸素流を
得るための方法が記載されている。この方法では、利用
可能なイオン部位のうちの少なくとも８０％が銀によっ
て占められるＡｇイオン交換タイプのＸゼオライトを含
む床が使用される。
【０００５】特開平１０−１５２３０５号公報（特願平
８−３１１０５１号）には、窒素、酸素及びアルゴンを
含有している原料ガスから窒素を選択的に吸着する窒素
吸着剤層を備えた吸着塔を使用する酸素製造用の圧力ス
イング吸着装置が開示されている。この窒素吸着剤層
は、少なくともＡｇイオン交換したＸタイプのゼオライ
トを含有する。吸着塔は、２層以上を含んでもよく、そ
して塔のガス出口側の層がＡｇイオン交換したＸタイプ
のゼオライトを含む。アルゴンは酸素よりもたやすく吸
着され、９５％以上の酸素を含有する製品ガスを得るこ
とができると主張されている。
８−３１１０５１号）には、窒素、酸素及びアルゴンを
含有している原料ガスから窒素を選択的に吸着する窒素
吸着剤層を備えた吸着塔を使用する酸素製造用の圧力ス
イング吸着装置が開示されている。この窒素吸着剤層
は、少なくともＡｇイオン交換したＸタイプのゼオライ
トを含有する。吸着塔は、２層以上を含んでもよく、そ
して塔のガス出口側の層がＡｇイオン交換したＸタイプ
のゼオライトを含む。アルゴンは酸素よりもたやすく吸
着され、９５％以上の酸素を含有する製品ガスを得るこ
とができると主張されている。
【０００６】空気から高純度酸素を製造するための装置
がヨーロッパ特許出願公開第０７６１２８２号明細書に
開示されており、この装置は、窒素を優先的に吸着する
吸着剤の第１の床がありそしてそれとの間隔をあけてア
ルゴンを優先的に吸着する吸着剤の第２の床がある圧力
容器を含む。
がヨーロッパ特許出願公開第０７６１２８２号明細書に
開示されており、この装置は、窒素を優先的に吸着する
吸着剤の第１の床がありそしてそれとの間隔をあけてア
ルゴンを優先的に吸着する吸着剤の第２の床がある圧力
容器を含む。
【０００７】Ｎ．Ｄ．Ｈｕｔｓｏｎらは、ＡＩＣｈＥ
Ｊｏｕｒｎａｌ，Ａｐｒｉｌ １９９９，Ｖｏｌ．４
５，Ｎｏ．２，ｐｐ７２４−７３４に発表された“Ｍｉ
ｘｅｄＣａｔｉｏｎ Ｚｅｏｌｉｔｅｓ： ＬｉxＡｇy
−Ｘ ａｓ ａ Ｓｕｐｅｒｉｏｒ Ａｄｓｏｒｂｅｎ
ｔ ｆｏｒ Ａｉｒ Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ”と題した
論文において、銀交換したＬｉ−Ｎａ−Ｘゼオライトを
空気分離のために使用することを開示している。Ｓｉ／
Ａｌ比が１．０のＬｉ94.2Ｎａ0.7Ａｇ1.1−Ｘゼオライ
トの単一床を使って、標準的な５工程のＰＳＡプロセス
のシミュレーションが行われた。このシミュレーション
では酸素２２％及び窒素７８％の原料ガスが使用され
て、６２．７４％の酸素回収率において９６．４２％の
酸素製品純度が報告された。国際公開第００／４０３３
２号パンフレットにおいてＲ．Ｔ．Ｙａｎｇらは同様の
シミュレーションを開示している。
Ｊｏｕｒｎａｌ，Ａｐｒｉｌ １９９９，Ｖｏｌ．４
５，Ｎｏ．２，ｐｐ７２４−７３４に発表された“Ｍｉ
ｘｅｄＣａｔｉｏｎ Ｚｅｏｌｉｔｅｓ： ＬｉxＡｇy
−Ｘ ａｓ ａ Ｓｕｐｅｒｉｏｒ Ａｄｓｏｒｂｅｎ
ｔ ｆｏｒ Ａｉｒ Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ”と題した
論文において、銀交換したＬｉ−Ｎａ−Ｘゼオライトを
空気分離のために使用することを開示している。Ｓｉ／
Ａｌ比が１．０のＬｉ94.2Ｎａ0.7Ａｇ1.1−Ｘゼオライ
トの単一床を使って、標準的な５工程のＰＳＡプロセス
のシミュレーションが行われた。このシミュレーション
では酸素２２％及び窒素７８％の原料ガスが使用され
て、６２．７４％の酸素回収率において９６．４２％の
酸素製品純度が報告された。国際公開第００／４０３３
２号パンフレットにおいてＲ．Ｔ．Ｙａｎｇらは同様の
シミュレーションを開示している。
【０００８】Ｎ．Ｄ．Ｈｕｔｓｏｎらは、ＡＩＣｈＥ
Ｊｏｕｒｎａｌ，Ｎｏｖｅｍｂｅｒ２０００，Ｖｏｌ．
４６，Ｎｏ．１１，ｐｐ２３０５−２３１７に発表され
た“Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｎ Ａ
ｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｏｆＡｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ Ｇ
ａｓｅｓ ｉｎ Ｍｉｘｅｄ Ｌｉ，Ａｇ−Ｘ−Ｚｅｏ
ｌｉｔｅ”と題した論文において、空気分離のためのＬ
ｉ−Ａｇ−Ｘゼオライトの特性を説明している。
Ｊｏｕｒｎａｌ，Ｎｏｖｅｍｂｅｒ２０００，Ｖｏｌ．
４６，Ｎｏ．１１，ｐｐ２３０５−２３１７に発表され
た“Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｎ Ａ
ｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｏｆＡｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ Ｇ
ａｓｅｓ ｉｎ Ｍｉｘｅｄ Ｌｉ，Ａｇ−Ｘ−Ｚｅｏ
ｌｉｔｅ”と題した論文において、空気分離のためのＬ
ｉ−Ａｇ−Ｘゼオライトの特性を説明している。
【０００９】米国特許第４８８０４４３号明細書には、
空気から酸素を回収するための直列の２床式吸着装置が
開示されており、ここではゼオライトを収容する第１の
床で窒素を選択的に吸着し、カーボンモレキュラーシー
ブを収容する第２の床でアルゴンを選択的に吸着してい
る。
空気から酸素を回収するための直列の２床式吸着装置が
開示されており、ここではゼオライトを収容する第１の
床で窒素を選択的に吸着し、カーボンモレキュラーシー
ブを収容する第２の床でアルゴンを選択的に吸着してい
る。
【００１０】圧力スイング吸着により空気から９５体積
％より多くの酸素を含有する高純度酸素を相応して高い
酸素回収率で製造することが、工業的なガス産業におけ
る重要な目標になっている。特定の市場にとっては、９
７体積％以上の高純度酸素の製造が特に望ましい。以下
で説明しそして特許請求の範囲により定義される本発明
は、空気から９７％より高い純度で酸素を回収する圧力
スイング吸着法を用いるとともにこの多数帯域の装置の
選択的運転により吸着剤をうまく利用することで、この
必要に応えるものである。
％より多くの酸素を含有する高純度酸素を相応して高い
酸素回収率で製造することが、工業的なガス産業におけ
る重要な目標になっている。特定の市場にとっては、９
７体積％以上の高純度酸素の製造が特に望ましい。以下
で説明しそして特許請求の範囲により定義される本発明
は、空気から９７％より高い純度で酸素を回収する圧力
スイング吸着法を用いるとともにこの多数帯域の装置の
選択的運転により吸着剤をうまく利用することで、この
必要に応えるものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、酸素、窒素及
びアルゴンを含む原料ガスから酸素を回収するためのサ
イクル式の圧力スイング吸着法の一部である複合された
順流動方向の段階（ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｆｏｒｗａｒｄ
ｆｌｏｗ ｓｔａｇｅ）である。この複合順流動方向
の段階は、（ａ）酸素及びアルゴンよりも窒素の吸着に
ついて選択的である吸着剤を含む第１の吸着帯域へ原料
ガスを送り、そしてそこから窒素の減少した中間ガスを
抜き出すこと、（ｂ）この窒素の減少した中間ガスを、
アルゴンよりも窒素の吸着について選択的であり且つ酸
素よりもアルゴンの吸着について選択的である吸着剤を
含む第２の吸着帯域へ送ること、（ｃ）第２の吸着帯域
から酸素を富ませた製品ガスを抜き出すこと、そして
（ｄ）原料ガスを第１の吸着帯域へ送るのを停止して
（ｃ）と同じ流動方向に第２の吸着帯域から酸素を富ま
せた脱圧ガスを抜き出すこと、を含む。第１の吸着帯域
からは窒素の破過が起こり、そして窒素の破過後は、窒
素は第２の吸着帯域で吸着される。
びアルゴンを含む原料ガスから酸素を回収するためのサ
イクル式の圧力スイング吸着法の一部である複合された
順流動方向の段階（ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｆｏｒｗａｒｄ
ｆｌｏｗ ｓｔａｇｅ）である。この複合順流動方向
の段階は、（ａ）酸素及びアルゴンよりも窒素の吸着に
ついて選択的である吸着剤を含む第１の吸着帯域へ原料
ガスを送り、そしてそこから窒素の減少した中間ガスを
抜き出すこと、（ｂ）この窒素の減少した中間ガスを、
アルゴンよりも窒素の吸着について選択的であり且つ酸
素よりもアルゴンの吸着について選択的である吸着剤を
含む第２の吸着帯域へ送ること、（ｃ）第２の吸着帯域
から酸素を富ませた製品ガスを抜き出すこと、そして
（ｄ）原料ガスを第１の吸着帯域へ送るのを停止して
（ｃ）と同じ流動方向に第２の吸着帯域から酸素を富ま
せた脱圧ガスを抜き出すこと、を含む。第１の吸着帯域
からは窒素の破過が起こり、そして窒素の破過後は、窒
素は第２の吸着帯域で吸着される。
【００１２】第１の吸着帯域からの窒素の破過は、
（ａ）の間に起こることができ、そして窒素の破過後
は、窒素は第２の吸着帯域で吸着することができる。あ
るいは、第１の吸着帯域からの窒素の破過は、（ｄ）の
間に起こることができ、そして窒素の破過後は、窒素は
第２の吸着帯域で吸着することができる。
（ａ）の間に起こることができ、そして窒素の破過後
は、窒素は第２の吸着帯域で吸着することができる。あ
るいは、第１の吸着帯域からの窒素の破過は、（ｄ）の
間に起こることができ、そして窒素の破過後は、窒素は
第２の吸着帯域で吸着することができる。
【００１３】窒素の破過後に第１の吸着帯域から抜き出
される窒素の減少した中間ガス中の窒素の濃度は、約
０．５体積％と、第１の吸着帯域に入ってくる原料ガス
中の窒素濃度との間であることができる。好ましくは、
酸素に富ませた製品は少なくとも９７体積％の酸素を含
有する。
される窒素の減少した中間ガス中の窒素の濃度は、約
０．５体積％と、第１の吸着帯域に入ってくる原料ガス
中の窒素濃度との間であることができる。好ましくは、
酸素に富ませた製品は少なくとも９７体積％の酸素を含
有する。
【００１４】第１の吸着帯域の吸着剤は、ＮａＸ、Ｃａ
Ｘ、ＣａＡ、ＬｉＮａＫＸ、ＬｉＺｎＸからなる群より
選ばれる１種以上の吸着剤を含むことができ、ここでの
Ｘは、Ｓｉ／Ａｌ比が約１．０と約１．２５の間のＸゼ
オライトを表す。
Ｘ、ＣａＡ、ＬｉＮａＫＸ、ＬｉＺｎＸからなる群より
選ばれる１種以上の吸着剤を含むことができ、ここでの
Ｘは、Ｓｉ／Ａｌ比が約１．０と約１．２５の間のＸゼ
オライトを表す。
【００１５】第２の吸着帯域の吸着剤は、２３℃でのア
ルゴンのヘンリーの法則の定数の酸素のヘンリーの法則
の定数に対する比が少なくとも約１．０５で、且つまた
銀イオンの交換レベルがゼオライトの交換可能な全部位
の約０．７未満か又はそれに等しい、銀交換したＸゼオ
ライトを含むのが好ましい。このＸゼオライトのカチオ
ンは、好ましくはＬｉとＡｇを含み、イオン交換カチオ
ン組成はＬｉxＡｇyＭ zＸの形のものであって、ここで
は０．８５≦ｘ＋ｙ≦１、０．２≦ｙ≦０．７、そして
０．０≦ｚ≦０．１５である。Ｍは１種以上のカチオン
を表し、ｘ、ｙ、ｚはゼオライトの交換可能な全部位の
フラクション（分率）を表す。この吸着剤は、ケイ素／
アルミニウム比が約１．２５未満、そしてアルゴン／酸
素選択性が約１．０５より大であることができる。
ルゴンのヘンリーの法則の定数の酸素のヘンリーの法則
の定数に対する比が少なくとも約１．０５で、且つまた
銀イオンの交換レベルがゼオライトの交換可能な全部位
の約０．７未満か又はそれに等しい、銀交換したＸゼオ
ライトを含むのが好ましい。このＸゼオライトのカチオ
ンは、好ましくはＬｉとＡｇを含み、イオン交換カチオ
ン組成はＬｉxＡｇyＭ zＸの形のものであって、ここで
は０．８５≦ｘ＋ｙ≦１、０．２≦ｙ≦０．７、そして
０．０≦ｚ≦０．１５である。Ｍは１種以上のカチオン
を表し、ｘ、ｙ、ｚはゼオライトの交換可能な全部位の
フラクション（分率）を表す。この吸着剤は、ケイ素／
アルミニウム比が約１．２５未満、そしてアルゴン／酸
素選択性が約１．０５より大であることができる。
【００１６】原料ガスは好ましくは空気である。あるい
はまた、原料ガスは酸素、窒素及びアルゴンを含むこと
ができ、その場合の原料ガス中の酸素の濃度は約２０体
積％と約９５体積％の間であることができ、原料ガス中
のアルゴンの濃度は約１体積％と約５体積％の間である
ことができる。
はまた、原料ガスは酸素、窒素及びアルゴンを含むこと
ができ、その場合の原料ガス中の酸素の濃度は約２０体
積％と約９５体積％の間であることができ、原料ガス中
のアルゴンの濃度は約１体積％と約５体積％の間である
ことができる。
【００１７】第２の吸着帯域が占める容積は、第１及び
第２の吸着帯域が占める全容積の約３５％より大きく且
つ１００％未満であることができる。好ましくは、第２
の吸着帯域が占める容積は第１及び第２の吸着帯域が占
める全容積の５０％より大きく且つ１００％未満であ
る。より好ましくは、第２の吸着帯域が占める容積は第
１及び第２の吸着帯域が占める全容積の５０％より大き
く且つ約７５％以下である。第１及び第２の吸着帯域
は、単一の容器内において個々の吸着剤層を含むことが
できる。
第２の吸着帯域が占める全容積の約３５％より大きく且
つ１００％未満であることができる。好ましくは、第２
の吸着帯域が占める容積は第１及び第２の吸着帯域が占
める全容積の５０％より大きく且つ１００％未満であ
る。より好ましくは、第２の吸着帯域が占める容積は第
１及び第２の吸着帯域が占める全容積の５０％より大き
く且つ約７５％以下である。第１及び第２の吸着帯域
は、単一の容器内において個々の吸着剤層を含むことが
できる。
【００１８】１つの態様において、原料ガスは別の圧力
スイング吸着プロセスからのガス製品により供給するこ
とができ、ここでのガス製品は最高で約９５体積％まで
の酸素を含有する。
スイング吸着プロセスからのガス製品により供給するこ
とができ、ここでのガス製品は最高で約９５体積％まで
の酸素を含有する。
【００１９】本発明はまた、酸素、窒素及びアルゴンを
含む原料ガスから酸素を回収するための圧力スイング吸
着法で使用するための吸着装置でもある。この吸着装置
は、（ａ）入口端部と出口端部とを有する容器、（ｂ）
酸素及びアルゴンよりも窒素の吸着について選択性であ
る吸着剤を含む第１の吸着帯域、（ｃ）第１の吸着帯域
と上記の出口端部との間に配置された吸着帯域であり、
アルゴンよりも窒素の吸着について選択性であり且つ酸
素よりもアルゴンの吸着について選択性である吸着剤を
含む第２の吸着帯域であって、第２の吸着帯域が占める
容積が第１及び第２の吸着帯域が占める全容積の５０％
より大きく且つ１００％未満である第２の吸着帯域、
（ｄ）原料ガスを当該吸着装置へ送り込むための、上記
入口端部の配管手段、並びに、（ｅ）当該吸着装置から
酸素製品ガスを抜き出すための、上記出口端部の配管手
段、を含む。
含む原料ガスから酸素を回収するための圧力スイング吸
着法で使用するための吸着装置でもある。この吸着装置
は、（ａ）入口端部と出口端部とを有する容器、（ｂ）
酸素及びアルゴンよりも窒素の吸着について選択性であ
る吸着剤を含む第１の吸着帯域、（ｃ）第１の吸着帯域
と上記の出口端部との間に配置された吸着帯域であり、
アルゴンよりも窒素の吸着について選択性であり且つ酸
素よりもアルゴンの吸着について選択性である吸着剤を
含む第２の吸着帯域であって、第２の吸着帯域が占める
容積が第１及び第２の吸着帯域が占める全容積の５０％
より大きく且つ１００％未満である第２の吸着帯域、
（ｄ）原料ガスを当該吸着装置へ送り込むための、上記
入口端部の配管手段、並びに、（ｅ）当該吸着装置から
酸素製品ガスを抜き出すための、上記出口端部の配管手
段、を含む。
【００２０】第１及び第２の吸着帯域は、上記の容器内
のそれぞれ第１及び第２の吸着剤層を含むことができ
る。この吸着装置においては、第２の吸着剤層が占める
体積は、好ましくは、第１及び第２の吸着剤層が占める
全体積の５０％より大きく且つ約７５％以下である。
のそれぞれ第１及び第２の吸着剤層を含むことができ
る。この吸着装置においては、第２の吸着剤層が占める
体積は、好ましくは、第１及び第２の吸着剤層が占める
全体積の５０％より大きく且つ約７５％以下である。
【００２１】第１の吸着剤層の吸着剤は、ＮａＸ、Ｃａ
Ｘ、ＣａＡ、ＬｉＮａＫＸ、ＬｉＺｎＸからなる群より
選ばれる１種以上の吸着剤を含むことができ、ここでの
Ｘは、Ｓｉ／Ａｌ比が約１．０と約１．２５の間のＸゼ
オライトを表す。第２の層の吸着剤は、２３℃でのアル
ゴンのヘンリーの法則の定数の酸素のヘンリーの法則の
定数に対する比が少なくとも約１．０５で、且つ銀イオ
ンの交換レベルがゼオライトの交換可能な全部位の約
０．７未満か又はそれに等しい、銀交換したＸゼオライ
トを含むのが好ましい。第２の層の吸着剤は、好ましく
は、イオン交換カチオン組成がＬｉxＡｇyＭzＸの形の
Ｘゼオライトであって、０．８５≦ｘ＋ｙ≦１、０．２
≦ｙ≦０．７、そして０．０≦ｚ≦０．１５であり、Ｍ
が１種以上のカチオンを表し、ｘ、ｙ、ｚがゼオライト
の交換可能な全部位のフラクションを表すＸゼオライト
を含む。好ましくは、この吸着剤はケイ素／アルミニウ
ム比が約１．２５未満、そしてアルゴン／酸素選択性が
約１．０５より大きい。
Ｘ、ＣａＡ、ＬｉＮａＫＸ、ＬｉＺｎＸからなる群より
選ばれる１種以上の吸着剤を含むことができ、ここでの
Ｘは、Ｓｉ／Ａｌ比が約１．０と約１．２５の間のＸゼ
オライトを表す。第２の層の吸着剤は、２３℃でのアル
ゴンのヘンリーの法則の定数の酸素のヘンリーの法則の
定数に対する比が少なくとも約１．０５で、且つ銀イオ
ンの交換レベルがゼオライトの交換可能な全部位の約
０．７未満か又はそれに等しい、銀交換したＸゼオライ
トを含むのが好ましい。第２の層の吸着剤は、好ましく
は、イオン交換カチオン組成がＬｉxＡｇyＭzＸの形の
Ｘゼオライトであって、０．８５≦ｘ＋ｙ≦１、０．２
≦ｙ≦０．７、そして０．０≦ｚ≦０．１５であり、Ｍ
が１種以上のカチオンを表し、ｘ、ｙ、ｚがゼオライト
の交換可能な全部位のフラクションを表すＸゼオライト
を含む。好ましくは、この吸着剤はケイ素／アルミニウ
ム比が約１．２５未満、そしてアルゴン／酸素選択性が
約１．０５より大きい。
【００２２】
【発明の実施の形態】本発明は、酸素、窒素及びアルゴ
ンを含む原料ガスから高純度の酸素を回収するための圧
力スイング吸着（ＰＳＡ）方法である。この方法は、大
気圧より高い圧力及び低い圧力でサイクル工程を使って
運転することができ、そしてそれは時として、真空スイ
ング吸着（ＶＳＡ）あるいは減圧スイング吸着（ＶＰＳ
Ａ）として記載される。この明細書では、圧力スイング
吸着を、運転圧力レベルにかかわりなく全てのタイプの
サイクル式圧力スイング吸着を説明する一般的な用語と
して使用する。
ンを含む原料ガスから高純度の酸素を回収するための圧
力スイング吸着（ＰＳＡ）方法である。この方法は、大
気圧より高い圧力及び低い圧力でサイクル工程を使って
運転することができ、そしてそれは時として、真空スイ
ング吸着（ＶＳＡ）あるいは減圧スイング吸着（ＶＰＳ
Ａ）として記載される。この明細書では、圧力スイング
吸着を、運転圧力レベルにかかわりなく全てのタイプの
サイクル式圧力スイング吸着を説明する一般的な用語と
して使用する。
【００２３】典型的には、原料ガスは空気であり、ある
いはまた、原料ガスは酸素、窒素及びアルゴンを含有し
ている任意のガス混合物でよい。例えば、本発明の１つ
の態様では、原料ガスは、酸素を最高で約９５体積％ま
での純度で生産し残りは窒素とアルゴンである標準的な
酸素ＶＳＡ装置からの製品ガスであることができる。こ
の態様では、この原料ガス中の酸素の濃度は２０体積％
と９５体積％の間であることができ、そしてこの原料ガ
ス中のアルゴンの濃度は約１体積％と約５体積％の間で
あることができる。
いはまた、原料ガスは酸素、窒素及びアルゴンを含有し
ている任意のガス混合物でよい。例えば、本発明の１つ
の態様では、原料ガスは、酸素を最高で約９５体積％ま
での純度で生産し残りは窒素とアルゴンである標準的な
酸素ＶＳＡ装置からの製品ガスであることができる。こ
の態様では、この原料ガス中の酸素の濃度は２０体積％
と９５体積％の間であることができ、そしてこの原料ガ
ス中のアルゴンの濃度は約１体積％と約５体積％の間で
あることができる。
【００２４】この方法は、好ましくは、２つの吸着帯域
を直列にして使用し、ここで第１の帯域はアルゴン及び
酸素よりも窒素の吸着に対して選択性の吸着剤を含む。
第２の帯域は、アルゴンよりも窒素の吸着に対して選択
性であり且つ酸素よりもアルゴンの吸着に対して選択性
である吸着剤を含む。これらの帯域は、直列にした別個
の吸着容器であることができるが、好ましくは、これら
の帯域は単一の吸着容器内の吸着剤層を含む。以下の説
明では、吸着剤層を少なくとも２つ備えた単一の吸着容
器を使用する。所望ならば、この吸着容器の入口で、主
たる分離プロセスの前に空気原料から水分、二酸化炭素
及びその他の不純物を吸着するため、別の吸着剤層を使
用することができる。
を直列にして使用し、ここで第１の帯域はアルゴン及び
酸素よりも窒素の吸着に対して選択性の吸着剤を含む。
第２の帯域は、アルゴンよりも窒素の吸着に対して選択
性であり且つ酸素よりもアルゴンの吸着に対して選択性
である吸着剤を含む。これらの帯域は、直列にした別個
の吸着容器であることができるが、好ましくは、これら
の帯域は単一の吸着容器内の吸着剤層を含む。以下の説
明では、吸着剤層を少なくとも２つ備えた単一の吸着容
器を使用する。所望ならば、この吸着容器の入口で、主
たる分離プロセスの前に空気原料から水分、二酸化炭素
及びその他の不純物を吸着するため、別の吸着剤層を使
用することができる。
【００２５】第１の吸着帯域では、酸素及びアルゴンよ
りも窒素を選択的に吸着する任意の吸着剤を使用するこ
とができる。この用途向けの周知の吸着剤の例には、Ｎ
ａＸ、ＣａＸ、ＣａＡ、そしてＬｉＮａＫＸ、ＬｉＺｎ
Ｘが含まれ、ここでのＸは、Ｓｉ／Ａｌ比がおよそ１．
０〜１．２５のＸゼオライトを表す。第２の吸着帯域で
使用することができる吸着剤には、銀イオン交換したＸ
タイプのゼオライト、好ましくは銀イオン交換したリチ
ウム−Ｘタイプのゼオライトが含まれる。好ましい吸着
剤は銀交換したＸタイプのゼオライト、例えば、Ｌｉx
ＡｇyＭzＸの形のイオン交換組成を有する銀交換したリ
チウム−Ｘゼオライトであって、ここでは、０．８５≦
ｘ＋ｙ≦１、０．２≦ｙ≦０．７、そして０≦ｚ≦０．
１５である。Ｍは１種以上のカチオンを表し、そして
ｘ、ｙ及びｚはゼオライトの交換可能な全部位のフラク
ションを表す。Ｍは、アルカリもしくはアルカリ土類金
属、希土類、遷移金属、又はＩＩＩＡ族の金属から選ば
れる、カチオンの形をした１種以上の元素でよい。Ｍ
は、好ましくは、Ｎａ、Ｋ、Ｃｓ、Ｍｇ、Ｌａ、Ｃｅ、
Ｃａ、Ａｌ及びＺｎからなる群より選ばれる、カチオン
の形をした１種以上の元素である。好ましくは、この吸
着剤はケイ素／アルミニウム比が約１．２５未満であ
り、アルゴン／酸素選択性が約１．０５より大きい。
りも窒素を選択的に吸着する任意の吸着剤を使用するこ
とができる。この用途向けの周知の吸着剤の例には、Ｎ
ａＸ、ＣａＸ、ＣａＡ、そしてＬｉＮａＫＸ、ＬｉＺｎ
Ｘが含まれ、ここでのＸは、Ｓｉ／Ａｌ比がおよそ１．
０〜１．２５のＸゼオライトを表す。第２の吸着帯域で
使用することができる吸着剤には、銀イオン交換したＸ
タイプのゼオライト、好ましくは銀イオン交換したリチ
ウム−Ｘタイプのゼオライトが含まれる。好ましい吸着
剤は銀交換したＸタイプのゼオライト、例えば、Ｌｉx
ＡｇyＭzＸの形のイオン交換組成を有する銀交換したリ
チウム−Ｘゼオライトであって、ここでは、０．８５≦
ｘ＋ｙ≦１、０．２≦ｙ≦０．７、そして０≦ｚ≦０．
１５である。Ｍは１種以上のカチオンを表し、そして
ｘ、ｙ及びｚはゼオライトの交換可能な全部位のフラク
ションを表す。Ｍは、アルカリもしくはアルカリ土類金
属、希土類、遷移金属、又はＩＩＩＡ族の金属から選ば
れる、カチオンの形をした１種以上の元素でよい。Ｍ
は、好ましくは、Ｎａ、Ｋ、Ｃｓ、Ｍｇ、Ｌａ、Ｃｅ、
Ｃａ、Ａｌ及びＺｎからなる群より選ばれる、カチオン
の形をした１種以上の元素である。好ましくは、この吸
着剤はケイ素／アルミニウム比が約１．２５未満であ
り、アルゴン／酸素選択性が約１．０５より大きい。
【００２６】ここでの開示において、選択性とは、所定
の吸着剤についての１つの成分の吸着の度合いを別の成
分の吸着の度合いに対して比較したものとして一般的に
定義される。第１の成分の第２の成分に対する選択性と
は、ここでは、第１の成分のヘンリーの法則の定数の第
２の成分のヘンリーの法則の定数に対する比として具体
的に定義され、この場合ヘンリーの法則の定数は２３℃
の温度でのそれぞれの吸着等温線から求められる。ヘン
リーの法則の定数は、吸着質を少量含有した状態での純
粋ガスの吸着等温線の初期の傾きとして定義され、そこ
での等温線は直線である。第２の吸着帯域の吸着剤は、
好ましくは、２３℃でのアルゴンのヘンリーの法則の定
数の酸素のヘンリーの法則の定数に対する比が少なくと
も約１．０５であり、且つ銀交換レベルがゼオライトの
全交換部位の約０．７未満かあるいはそれと等しい、銀
交換したＸゼオライトである。
の吸着剤についての１つの成分の吸着の度合いを別の成
分の吸着の度合いに対して比較したものとして一般的に
定義される。第１の成分の第２の成分に対する選択性と
は、ここでは、第１の成分のヘンリーの法則の定数の第
２の成分のヘンリーの法則の定数に対する比として具体
的に定義され、この場合ヘンリーの法則の定数は２３℃
の温度でのそれぞれの吸着等温線から求められる。ヘン
リーの法則の定数は、吸着質を少量含有した状態での純
粋ガスの吸着等温線の初期の傾きとして定義され、そこ
での等温線は直線である。第２の吸着帯域の吸着剤は、
好ましくは、２３℃でのアルゴンのヘンリーの法則の定
数の酸素のヘンリーの法則の定数に対する比が少なくと
も約１．０５であり、且つ銀交換レベルがゼオライトの
全交換部位の約０．７未満かあるいはそれと等しい、銀
交換したＸゼオライトである。
【００２７】２つの吸着剤層を含む２つの吸着帯域を有
する吸着容器は、吸着、脱圧（圧抜き）、排気、パー
ジ、及び再昇圧という周知の圧力スイング吸着のサイク
ル処理工程を利用して運転される。これらのサイクル工
程の任意の適当な組み合わせと改変を利用することがで
きる。この方法は、単一の吸着容器を、サイクルの早い
方で製造されたガスをパージ及び／又は再昇圧のためサ
イクルの後の方で使用するために貯蔵するための１以上
のタンクとともに利用することができる。あるいはま
た、並列にした２以上の吸着容器を、サイクル工程を重
ならせながら順次運転することができ、この別法におい
ては、ガス貯蔵タンクは必要とされることもありあるい
は必要とされないこともある。
する吸着容器は、吸着、脱圧（圧抜き）、排気、パー
ジ、及び再昇圧という周知の圧力スイング吸着のサイク
ル処理工程を利用して運転される。これらのサイクル工
程の任意の適当な組み合わせと改変を利用することがで
きる。この方法は、単一の吸着容器を、サイクルの早い
方で製造されたガスをパージ及び／又は再昇圧のためサ
イクルの後の方で使用するために貯蔵するための１以上
のタンクとともに利用することができる。あるいはま
た、並列にした２以上の吸着容器を、サイクル工程を重
ならせながら順次運転することができ、この別法におい
ては、ガス貯蔵タンクは必要とされることもありあるい
は必要とされないこともある。
【００２８】吸着工程は、原料ガスを１又は２以上の吸
着容器へ導入しながらこの容器から原料成分のうちの１
つを富ませたガス、一般に製品ガスと定義されるものを
抜き出す、吸着サイクルにおける期間として定義され
る。この吸着工程のガスの流動方向は、原料流動方向又
は順流動方向と定義される。吸着工程の間の吸着容器の
圧力は一定であることができ、あるいは原料ガスの導入
と製品ガスの抜き出しの相対的な割合に応じて変動する
ことができる。吸着工程は、酸素、窒素及びアルゴンを
含有している原料ガスを、前もって再生されそして吸着
工程の初期圧力まで再昇圧されている吸着容器へ送るこ
とにより進行する。原料ガスは一般には、所望の圧力に
圧縮されている空気であるが、とは言え原料ガスは酸
素、窒素及びアルゴンを含有している任意のガス混合物
であることができる。
着容器へ導入しながらこの容器から原料成分のうちの１
つを富ませたガス、一般に製品ガスと定義されるものを
抜き出す、吸着サイクルにおける期間として定義され
る。この吸着工程のガスの流動方向は、原料流動方向又
は順流動方向と定義される。吸着工程の間の吸着容器の
圧力は一定であることができ、あるいは原料ガスの導入
と製品ガスの抜き出しの相対的な割合に応じて変動する
ことができる。吸着工程は、酸素、窒素及びアルゴンを
含有している原料ガスを、前もって再生されそして吸着
工程の初期圧力まで再昇圧されている吸着容器へ送るこ
とにより進行する。原料ガスは一般には、所望の圧力に
圧縮されている空気であるが、とは言え原料ガスは酸
素、窒素及びアルゴンを含有している任意のガス混合物
であることができる。
【００２９】原料ガスは、酸素及びアルゴンよりも窒素
を優先的に吸着する第１の吸着剤層を流れ、そして次
に、窒素の減少した中間ガスが酸素よりもアルゴンを優
先的に吸着する第２の吸着剤層を流れる。この窒素の減
少した中間ガスは、下記で説明するように、残留窒素を
含有してもよく、そしてこの場合には、残留窒素は吸着
工程の少なくとも一部分の間において第２の吸着剤層で
吸着される。高純度の、好ましくは少なくとも９７体積
％の酸素を含有している、酸素製品ガスは、第２の吸着
剤層の先へ進み、吸着容器から抜き出される。吸着工程
は、吸着容器への原料ガスの流れが停止されるときに終
了する。
を優先的に吸着する第１の吸着剤層を流れ、そして次
に、窒素の減少した中間ガスが酸素よりもアルゴンを優
先的に吸着する第２の吸着剤層を流れる。この窒素の減
少した中間ガスは、下記で説明するように、残留窒素を
含有してもよく、そしてこの場合には、残留窒素は吸着
工程の少なくとも一部分の間において第２の吸着剤層で
吸着される。高純度の、好ましくは少なくとも９７体積
％の酸素を含有している、酸素製品ガスは、第２の吸着
剤層の先へ進み、吸着容器から抜き出される。吸着工程
は、吸着容器への原料ガスの流れが停止されるときに終
了する。
【００３０】ここで使用する窒素の減少した中間ガスと
いう用語は、吸着工程の間に第１の吸着剤層から抜き出
されるガスを意味する。この窒素の減少した中間ガス
は、０体積％の窒素から最高で第１の吸着剤層への原料
ガス中の窒素の濃度までの濃度の範囲にあることができ
る。
いう用語は、吸着工程の間に第１の吸着剤層から抜き出
されるガスを意味する。この窒素の減少した中間ガス
は、０体積％の窒素から最高で第１の吸着剤層への原料
ガス中の窒素の濃度までの濃度の範囲にあることができ
る。
【００３１】脱圧（圧抜き）工程は、吸着工程に続くも
のであり、ブローダウン及び／又は排気工程（これらの
工程を使用するならば）に先立つものである。脱圧工程
の際に、吸着容器は一般に順流動方向、すなわち吸着工
程における原料ガスの流動と同じ方向に圧抜きされ、そ
して酸素を富ませた脱圧ガスが、再昇圧ガス及び／又は
パージガスとして使用するために、しだいに減少してゆ
く圧力で抜き出される。この酸素を富ませたガスはま
た、製品ガスとして利用してもよい。単一の吸着容器を
使用する場合には、この酸素を富ませたガスを吸着容器
を再昇圧及び／又はパージするため後に使用するために
１以上のガス貯蔵タンクで貯蔵することができる。重な
り合うサイクル工程を用いて並列の２以上の吸着容器を
次々に運転する場合には、ガス貯蔵容器は必要とされな
いことがあり、所定の吸着容器から抜き出される酸素を
富ませたガスを別の吸着容器で、再昇圧及び／又はパー
ジのために直接利用することができる。再昇圧のために
使用される酸素を富ませたガスのうちの有意の部分は、
次の吸着処理サイクルの吸着工程で製品として回収され
る。従って、再昇圧ガスとして使用するために抜き出さ
れる脱圧ガスの容量を最適化し且つその純度を最大限に
することが望ましい。
のであり、ブローダウン及び／又は排気工程（これらの
工程を使用するならば）に先立つものである。脱圧工程
の際に、吸着容器は一般に順流動方向、すなわち吸着工
程における原料ガスの流動と同じ方向に圧抜きされ、そ
して酸素を富ませた脱圧ガスが、再昇圧ガス及び／又は
パージガスとして使用するために、しだいに減少してゆ
く圧力で抜き出される。この酸素を富ませたガスはま
た、製品ガスとして利用してもよい。単一の吸着容器を
使用する場合には、この酸素を富ませたガスを吸着容器
を再昇圧及び／又はパージするため後に使用するために
１以上のガス貯蔵タンクで貯蔵することができる。重な
り合うサイクル工程を用いて並列の２以上の吸着容器を
次々に運転する場合には、ガス貯蔵容器は必要とされな
いことがあり、所定の吸着容器から抜き出される酸素を
富ませたガスを別の吸着容器で、再昇圧及び／又はパー
ジのために直接利用することができる。再昇圧のために
使用される酸素を富ませたガスのうちの有意の部分は、
次の吸着処理サイクルの吸着工程で製品として回収され
る。従って、再昇圧ガスとして使用するために抜き出さ
れる脱圧ガスの容量を最適化し且つその純度を最大限に
することが望ましい。
【００３２】脱圧工程は、ブローダウン工程及び排気工
程でのガスの流動は向流（すなわち原料の方向と逆）で
あり、そしてこれらの工程から抜き出されるガスは一般
に放出されるかあるいは副生物として利用されるという
点で、ブローダウン及び／又は排気工程とは異なる。
程でのガスの流動は向流（すなわち原料の方向と逆）で
あり、そしてこれらの工程から抜き出されるガスは一般
に放出されるかあるいは副生物として利用されるという
点で、ブローダウン及び／又は排気工程とは異なる。
【００３３】吸着工程と脱圧工程は、酸素を富ませたガ
スが吸着容器から並流方向（すなわち原料の方向）に抜
き出される、複合された順流動方向の段階として、一緒
にして定義することができる。
スが吸着容器から並流方向（すなわち原料の方向）に抜
き出される、複合された順流動方向の段階として、一緒
にして定義することができる。
【００３４】この順流動方向の段階のある時点におい
て、窒素吸着の物質移動帯域又は窒素脱着の物質移動帯
域の先頭端が第１の吸着剤層の末端に達しそして窒素が
第２の吸着剤層へ進む、ここで定義されるとおりの窒素
の破過が起きる。窒素の破過は、未吸着の窒素が吸着工
程の間に第２の吸着剤層へ進むときに発生し得る。吸着
工程の間に窒素の破過が起きない場合には、それは脱圧
工程の間に、第１の吸着剤層からの脱着窒素が第２の吸
着剤層へ進むときに起きる。破過の際に第２の吸着剤層
へ進むガス中の窒素の濃度は、一般には、約０．５体積
％の最小値から第１の吸着剤層へ入る原料ガス中の窒素
濃度の最大値までの範囲にある。窒素の破過後は、第１
の吸着剤層から先へ進む窒素は第２の吸着剤層で吸着さ
れるのが好ましい。吸着工程を第１の吸着剤層からの破
過後に十分長く続行させることが可能な場合には、第１
の層の吸着剤は窒素で飽和するに至ることができる。
て、窒素吸着の物質移動帯域又は窒素脱着の物質移動帯
域の先頭端が第１の吸着剤層の末端に達しそして窒素が
第２の吸着剤層へ進む、ここで定義されるとおりの窒素
の破過が起きる。窒素の破過は、未吸着の窒素が吸着工
程の間に第２の吸着剤層へ進むときに発生し得る。吸着
工程の間に窒素の破過が起きない場合には、それは脱圧
工程の間に、第１の吸着剤層からの脱着窒素が第２の吸
着剤層へ進むときに起きる。破過の際に第２の吸着剤層
へ進むガス中の窒素の濃度は、一般には、約０．５体積
％の最小値から第１の吸着剤層へ入る原料ガス中の窒素
濃度の最大値までの範囲にある。窒素の破過後は、第１
の吸着剤層から先へ進む窒素は第２の吸着剤層で吸着さ
れるのが好ましい。吸着工程を第１の吸着剤層からの破
過後に十分長く続行させることが可能な場合には、第１
の層の吸着剤は窒素で飽和するに至ることができる。
【００３５】順流動方向の段階の間の任意の時点での吸
着容器内の第１又は第２の吸着層における軸線方向の任
意の位置でのガス中の窒素濃度は、流動方向に対し垂直
な吸着剤床の断面での平均濃度として定義される。
着容器内の第１又は第２の吸着層における軸線方向の任
意の位置でのガス中の窒素濃度は、流動方向に対し垂直
な吸着剤床の断面での平均濃度として定義される。
【００３６】選ばれた運転条件について、吸着工程の開
始時点で窒素の濃度プロファイルが第１の吸着剤層にで
きている場合には、吸着工程の間に第１の吸着剤層を出
てゆくガス中の初期の窒素濃度は一般に、低レベルで、
例えば約０．５体積％未満で、比較的一定である。この
窒素濃度プロファイルは、所定の時点での吸着剤層中の
軸線方向の距離の関数としての窒素の濃度として定義さ
れる。窒素濃度プロファイルの先頭端がこの層の末端に
達した後に、破過が起き、そして第１の吸着帯域から抜
き出される窒素の濃度は急速に上昇する。すなわち、吸
着工程の間に破過が起きる。選ばれた運転条件につい
て、吸着工程の開始時点で窒素濃度プロファイルが第１
の吸着剤層にない場合には、第１の吸着剤層を出てゆく
ガス中の初期窒素濃度は即座に上昇し始める。この場合
には、吸着工程の開始の時点で破過が起きる。
始時点で窒素の濃度プロファイルが第１の吸着剤層にで
きている場合には、吸着工程の間に第１の吸着剤層を出
てゆくガス中の初期の窒素濃度は一般に、低レベルで、
例えば約０．５体積％未満で、比較的一定である。この
窒素濃度プロファイルは、所定の時点での吸着剤層中の
軸線方向の距離の関数としての窒素の濃度として定義さ
れる。窒素濃度プロファイルの先頭端がこの層の末端に
達した後に、破過が起き、そして第１の吸着帯域から抜
き出される窒素の濃度は急速に上昇する。すなわち、吸
着工程の間に破過が起きる。選ばれた運転条件につい
て、吸着工程の開始時点で窒素濃度プロファイルが第１
の吸着剤層にない場合には、第１の吸着剤層を出てゆく
ガス中の初期窒素濃度は即座に上昇し始める。この場合
には、吸着工程の開始の時点で破過が起きる。
【００３７】吸着工程は、（１）事前に選ばれた時間、
あるいは（２）第１の吸着剤層からの窒素破過が指定さ
れた度合いに達するまで、続行する。この時点で、吸着
容器への原料ガスの流動を停止し、吸着工程は終了す
る。吸着容器からの酸素を富ませたガスの抜き出しをし
だいに減少する圧力で継続し、そして脱圧工程を（３）
事前に選ばれた時間、あるいは（４）第１の吸着剤層の
末端における窒素破過の度合いが指定されたものになる
まで、続行する。実際の吸着装置の運転で（２）と
（４）を決定するのが難しい場合には、事前に選ばれた
時間（１）と（３）を、窒素の破過が吸着工程又は脱圧
工程の間に起きるように運転経験から決定することがで
きる。
あるいは（２）第１の吸着剤層からの窒素破過が指定さ
れた度合いに達するまで、続行する。この時点で、吸着
容器への原料ガスの流動を停止し、吸着工程は終了す
る。吸着容器からの酸素を富ませたガスの抜き出しをし
だいに減少する圧力で継続し、そして脱圧工程を（３）
事前に選ばれた時間、あるいは（４）第１の吸着剤層の
末端における窒素破過の度合いが指定されたものになる
まで、続行する。実際の吸着装置の運転で（２）と
（４）を決定するのが難しい場合には、事前に選ばれた
時間（１）と（３）を、窒素の破過が吸着工程又は脱圧
工程の間に起きるように運転経験から決定することがで
きる。
【００３８】吸着工程かあるいは脱圧工程の間に起きる
第１の層からの窒素の破過後に、第２の吸着剤層へ入っ
てくるガスは一般に、しだいに上昇する濃度の窒素を含
有している。この窒素は、第２の吸着剤層の最初の部分
で優先的に吸着され、そして吸着工程で先に吸着された
アルゴンを置換し始める。これは、より強く吸着する窒
素の移動してゆく前方端の先に吸着されたアルゴンの帯
域を形成させ、そしてこの帯域には、吸着工程において
先に第１の吸着剤層から第２の吸着剤層へ入ってきたガ
ス中に存在していたものより高いアルゴン気相濃度があ
る。このより高濃度のアルゴンを含有しているガスの波
は、第２の吸着剤層を通って移動し始め、この現象は
「アルゴンのロールアップ」と称される。このアルゴン
の気相濃度の局所的な上昇は、より多くのアルゴンを吸
着する原因となり、そしてそれは第２の吸着剤層でのア
ルゴンの物質移動帯域を活発化する。第２の吸着剤層で
のアルゴン除去のために吸着剤の利用を増進するので、
これは望ましい現象である。これはまた、脱圧工程のう
ちの最初の部分の間における酸素に富む脱圧ガスの回収
率と、吸着工程の間の製品ガスの全体的な回収率とを上
昇させる。従って、本発明においては、第１の吸着剤層
からの窒素の破過が吸着工程の間かあるいは脱着工程の
間に起きることが好ましい。
第１の層からの窒素の破過後に、第２の吸着剤層へ入っ
てくるガスは一般に、しだいに上昇する濃度の窒素を含
有している。この窒素は、第２の吸着剤層の最初の部分
で優先的に吸着され、そして吸着工程で先に吸着された
アルゴンを置換し始める。これは、より強く吸着する窒
素の移動してゆく前方端の先に吸着されたアルゴンの帯
域を形成させ、そしてこの帯域には、吸着工程において
先に第１の吸着剤層から第２の吸着剤層へ入ってきたガ
ス中に存在していたものより高いアルゴン気相濃度があ
る。このより高濃度のアルゴンを含有しているガスの波
は、第２の吸着剤層を通って移動し始め、この現象は
「アルゴンのロールアップ」と称される。このアルゴン
の気相濃度の局所的な上昇は、より多くのアルゴンを吸
着する原因となり、そしてそれは第２の吸着剤層でのア
ルゴンの物質移動帯域を活発化する。第２の吸着剤層で
のアルゴン除去のために吸着剤の利用を増進するので、
これは望ましい現象である。これはまた、脱圧工程のう
ちの最初の部分の間における酸素に富む脱圧ガスの回収
率と、吸着工程の間の製品ガスの全体的な回収率とを上
昇させる。従って、本発明においては、第１の吸着剤層
からの窒素の破過が吸着工程の間かあるいは脱着工程の
間に起きることが好ましい。
【００３９】第１の吸着剤層からの窒素の破過後の、吸
着工程を停止する時点、あるいは脱着工程を停止する時
点は、第１及び第２の吸着剤層の吸着剤の特性、各吸着
剤層の相対的な高さ又は容積、吸着容器の圧力と温度、
吸着剤層におけるガス空塔速度、及び必要とされる酸素
製品純度に依存する。これらのパラメーターが設定され
れば、破過後の運転の時間は吸着工程の期間と脱圧工程
の期間を選ぶことにより管理することができる。あるい
はまた、特定の時間の吸着工程と脱圧工程が好ましいと
される場合には、各吸着剤層の必要とされる高さ又は容
積を設定することができる。
着工程を停止する時点、あるいは脱着工程を停止する時
点は、第１及び第２の吸着剤層の吸着剤の特性、各吸着
剤層の相対的な高さ又は容積、吸着容器の圧力と温度、
吸着剤層におけるガス空塔速度、及び必要とされる酸素
製品純度に依存する。これらのパラメーターが設定され
れば、破過後の運転の時間は吸着工程の期間と脱圧工程
の期間を選ぶことにより管理することができる。あるい
はまた、特定の時間の吸着工程と脱圧工程が好ましいと
される場合には、各吸着剤層の必要とされる高さ又は容
積を設定することができる。
【００４０】吸着工程の間及び脱圧工程の間の第１の吸
着剤層からの窒素の破過後の運転時間を適切に選ぶこと
により、必要とされる酸素製品純度を目標として第１の
吸着剤層での窒素の吸着のため及び第２の吸着剤層での
アルゴンの吸着のために吸着剤を最もうまく利用するの
が可能になる。
着剤層からの窒素の破過後の運転時間を適切に選ぶこと
により、必要とされる酸素製品純度を目標として第１の
吸着剤層での窒素の吸着のため及び第２の吸着剤層での
アルゴンの吸着のために吸着剤を最もうまく利用するの
が可能になる。
【００４１】吸着剤層の上記の説明は、吸着剤の層を収
容した一般には円筒状の吸着容器を基にしており、この
場合ガスは容器の軸線方向に流動する。本発明の特徴と
利益をやはり実現することができる、例えば放射方向に
流動する床あるいは水平に横方向に流動する床などのよ
うに、他のタイプの吸着装置の構成を使用してもよい。
容した一般には円筒状の吸着容器を基にしており、この
場合ガスは容器の軸線方向に流動する。本発明の特徴と
利益をやはり実現することができる、例えば放射方向に
流動する床あるいは水平に横方向に流動する床などのよ
うに、他のタイプの吸着装置の構成を使用してもよい。
【００４２】吸着装置の設計への１つのアプローチで
は、２つの吸着剤層のおのおのの寸法を、所定の酸素製
品純度について酸素の生産量を最大にするように選ぶこ
とができる。ガスが容器の軸線方向に流動する吸着剤層
を収容した、直径が一般には軸線方向において一定であ
る円筒状の吸着容器では、高さかあるいは容積のいずれ
かを使って各層の相対的な寸法を規定することができ
る。ここでの開示においては、容積を基にするようにし
ており、そして各層が占める容積は２つの層が占める全
容積の体積百分率として記述される。容積を基にするの
は、例えば放射方向に流動する床あるいは水平に横方向
に流動する床にとっても適切である。
は、２つの吸着剤層のおのおのの寸法を、所定の酸素製
品純度について酸素の生産量を最大にするように選ぶこ
とができる。ガスが容器の軸線方向に流動する吸着剤層
を収容した、直径が一般には軸線方向において一定であ
る円筒状の吸着容器では、高さかあるいは容積のいずれ
かを使って各層の相対的な寸法を規定することができ
る。ここでの開示においては、容積を基にするようにし
ており、そして各層が占める容積は２つの層が占める全
容積の体積百分率として記述される。容積を基にするの
は、例えば放射方向に流動する床あるいは水平に横方向
に流動する床にとっても適切である。
【００４３】サイクル時間とそのほかの運転パラメータ
ーが決定されれば、第１の層からの窒素の破過後に所望
の期間の運転がなされるように各層の容積の割合を選ぶ
ことができる。第２の層の容積割合が小さ過ぎる場合に
は、第２の層への窒素の破過は起こらず、高純度の酸素
を実用的な生産量で提供することができない。逆に、第
２の層の容積割合が大き過ぎる場合には、第２の層の吸
着剤の経費が第１の層のそれに比べて場合により高くな
って、経済的に不利益となることがある。本発明におい
ては、高純度（すなわち９７体積％以上）の酸素の生産
は好ましくは、第２の層で少なくとも約３５体積％、よ
り好ましくは第２の層において５０体積％と約７５体積
％の間を使用することにより行われるということが分か
った。
ーが決定されれば、第１の層からの窒素の破過後に所望
の期間の運転がなされるように各層の容積の割合を選ぶ
ことができる。第２の層の容積割合が小さ過ぎる場合に
は、第２の層への窒素の破過は起こらず、高純度の酸素
を実用的な生産量で提供することができない。逆に、第
２の層の容積割合が大き過ぎる場合には、第２の層の吸
着剤の経費が第１の層のそれに比べて場合により高くな
って、経済的に不利益となることがある。本発明におい
ては、高純度（すなわち９７体積％以上）の酸素の生産
は好ましくは、第２の層で少なくとも約３５体積％、よ
り好ましくは第２の層において５０体積％と約７５体積
％の間を使用することにより行われるということが分か
った。
【００４４】順流動方向段階のいくつかの態様が可能で
ある。１つの態様では、吸着工程の後の方の期間の間に
第１の吸着剤層から窒素の破過が起きるようにプロセス
を実施する。もう１つの態様では、吸着工程の全体を通
じて第１の吸着剤層から破過を起こさせることができ
る。更にもう１つの態様では、脱着工程の間にのみ第１
の吸着剤層から破過を行わせる。
ある。１つの態様では、吸着工程の後の方の期間の間に
第１の吸着剤層から窒素の破過が起きるようにプロセス
を実施する。もう１つの態様では、吸着工程の全体を通
じて第１の吸着剤層から破過を起こさせることができ
る。更にもう１つの態様では、脱着工程の間にのみ第１
の吸着剤層から破過を行わせる。
【００４５】
【実施例】以下、本発明の実施例を示す。
【００４６】（例１）銀交換したリチウム低シリカのＸ
タイプのゼオライトを次の方法により調製した。出発物
質は、ビーズ状にした、０．９３Ｌｉ、０．０７Ｎａ＋
Ｋ、低シリカの、Ｘ（ＬＳＸ）ゼオライトで、そのＳｉ
／Ａｌ比は１．０であった。０．９３のフラクション
は、Ｌｉが占めるゼオライト中のイオン交換可能な全部
位のフラクションを表しており、０．０７のフラクショ
ンは、Ｎａ＋Ｋが占めるゼオライト中のイオン交換可能
な全部位のフラクションを表している。この物質を、ト
レイ上で薄い層にした１１．３５５リットルのＬｉＮａ
ＫＬＳＸを大気に４８時間暴露しておくことにより水和
させた。出発溶液を、１９リットル（５ガロン）のバケ
ツ中の４，６１３モルのＨＮＯ3へ２，８９３．２５ｇ
のＡｇＮＯ3を溶解させて調製した。次いでこのバケツ
へ１１．３５５リットルのビーズを素早く入れ、テフロ
ン（商標）の棒でかき混ぜて混合した。次に、溶液中の
ビーズを室温で２時間放置した。その後、バケツの内容
物をスクリーン上へ注いで溶液を取り除き、そしてビー
ズをバケツへ戻した。次に、７０℃の脱イオン水６．６
リットル（１．７５ガロン）をビーズに加え、室温で３
０分間静置した。このすすぎ液をスクリーンにかけ、そ
してビーズのすすぎ洗いを３０分ずつもう２回行った。
最終のすすぎ液をスクリーンにかけてから、ビーズを室
温で一晩放置した。
タイプのゼオライトを次の方法により調製した。出発物
質は、ビーズ状にした、０．９３Ｌｉ、０．０７Ｎａ＋
Ｋ、低シリカの、Ｘ（ＬＳＸ）ゼオライトで、そのＳｉ
／Ａｌ比は１．０であった。０．９３のフラクション
は、Ｌｉが占めるゼオライト中のイオン交換可能な全部
位のフラクションを表しており、０．０７のフラクショ
ンは、Ｎａ＋Ｋが占めるゼオライト中のイオン交換可能
な全部位のフラクションを表している。この物質を、ト
レイ上で薄い層にした１１．３５５リットルのＬｉＮａ
ＫＬＳＸを大気に４８時間暴露しておくことにより水和
させた。出発溶液を、１９リットル（５ガロン）のバケ
ツ中の４，６１３モルのＨＮＯ3へ２，８９３．２５ｇ
のＡｇＮＯ3を溶解させて調製した。次いでこのバケツ
へ１１．３５５リットルのビーズを素早く入れ、テフロ
ン（商標）の棒でかき混ぜて混合した。次に、溶液中の
ビーズを室温で２時間放置した。その後、バケツの内容
物をスクリーン上へ注いで溶液を取り除き、そしてビー
ズをバケツへ戻した。次に、７０℃の脱イオン水６．６
リットル（１．７５ガロン）をビーズに加え、室温で３
０分間静置した。このすすぎ液をスクリーンにかけ、そ
してビーズのすすぎ洗いを３０分ずつもう２回行った。
最終のすすぎ液をスクリーンにかけてから、ビーズを室
温で一晩放置した。
【００４７】この吸着剤の一部を、直径１．３ｃｍ
（０．５インチ）の鋼管内に９ｍｌを入れ、そしてそれ
を標準的な管式炉へ入れて、活性化させた。この床を通
して、窒素８０％及び酸素２０％の混合物を３８５ｍｌ
／ｍｉｎの速度で送り、その間に次の温度プログラムを
実行した。そのプログラムとは、吸着剤の管を３０℃で
３０分間保持し、次いで温度を４００℃まで１．２℃／
ｍｉｎの速度で上げ、次に吸着剤のカラムを４００℃で
４時間保持し、その後それを室温まで冷却させてから取
り出す、というものであった。冷却後、その後の取り扱
いにそなえ水分の吸着を防ぐために窒素パージした乾燥
ボックスへ移した。
（０．５インチ）の鋼管内に９ｍｌを入れ、そしてそれ
を標準的な管式炉へ入れて、活性化させた。この床を通
して、窒素８０％及び酸素２０％の混合物を３８５ｍｌ
／ｍｉｎの速度で送り、その間に次の温度プログラムを
実行した。そのプログラムとは、吸着剤の管を３０℃で
３０分間保持し、次いで温度を４００℃まで１．２℃／
ｍｉｎの速度で上げ、次に吸着剤のカラムを４００℃で
４時間保持し、その後それを室温まで冷却させてから取
り出す、というものであった。冷却後、その後の取り扱
いにそなえ水分の吸着を防ぐために窒素パージした乾燥
ボックスへ移した。
【００４８】この手順により調製したゼオライト吸着剤
を、ここではＡｇＬｉＮａＫＬＳＸと記載する。このゼ
オライト構造体におけるイオン交換可能な全部位のうち
の、Ｌｉ、Ａｇ及びＮａ＋Ｋが占めるフラクションは、
それぞれ０．５９、０．３９及び０．０３であった。吸
着剤を説明するのに先に使用した一般式（すなわちＬｉ
xＡｇyＭzＸ）に関して言えば、ｘ＝０．５９、ｙ＝
０．３９、そしてｚ＝０．０３であった。酸素、窒素及
びアルゴンについての純粋成分の吸着等温線を、この吸
着剤の試料について、Ｍｉｃｒｏｍｅｒｉｔｉｃｓ社の
ＡＳＡＰ ２０１０を使い０、２３、４５及び７０℃で
測定した。等温線データは図３、４及び５に示される。
を、ここではＡｇＬｉＮａＫＬＳＸと記載する。このゼ
オライト構造体におけるイオン交換可能な全部位のうち
の、Ｌｉ、Ａｇ及びＮａ＋Ｋが占めるフラクションは、
それぞれ０．５９、０．３９及び０．０３であった。吸
着剤を説明するのに先に使用した一般式（すなわちＬｉ
xＡｇyＭzＸ）に関して言えば、ｘ＝０．５９、ｙ＝
０．３９、そしてｚ＝０．０３であった。酸素、窒素及
びアルゴンについての純粋成分の吸着等温線を、この吸
着剤の試料について、Ｍｉｃｒｏｍｅｒｉｔｉｃｓ社の
ＡＳＡＰ ２０１０を使い０、２３、４５及び７０℃で
測定した。等温線データは図３、４及び５に示される。
【００４９】これらの等温線データからヘンリーの法則
の定数を求め、そして選択性を適当な定数の比として計
算した。計算された選択率は、アルゴン／酸素が１．
２、窒素／酸素が９．７、そして窒素／アルゴンが８．
３である。等温線データは、非線形最小自乗法を使っ
て、２部位のラングミュア吸着等温線モデルに対しフィ
ッティングされた。
の定数を求め、そして選択性を適当な定数の比として計
算した。計算された選択率は、アルゴン／酸素が１．
２、窒素／酸素が９．７、そして窒素／アルゴンが８．
３である。等温線データは、非線形最小自乗法を使っ
て、２部位のラングミュア吸着等温線モデルに対しフィ
ッティングされた。
【００５０】（例２）上記の等温線データと求められた
選択率を使用し、２床式の圧力スイング吸着サイクルを
吸着カラムシミュレーターＳＩＭＰＡＣを使って３つの
異なる原料組成についてモデル化した。原料温度は３８
℃（１００°Ｆ）であった。このシミュレーションで使
用したサイクルは、絶対圧３４ｋＰａ（５ｐｓｉａ）と
１３８ｋＰａ（２０ｐｓｉａ）の間で６０秒間運転する
というものであり、また次の工程（ａ）〜（ｅ）を含む
ものであった。 （ａ）原料供給（２３．５秒） （ｂ）脱圧（３．５秒） （ｃ）脱圧／排気（３秒） （ｄ）排気／パージ（２７秒） （ｅ）再昇圧（３秒）
選択率を使用し、２床式の圧力スイング吸着サイクルを
吸着カラムシミュレーターＳＩＭＰＡＣを使って３つの
異なる原料組成についてモデル化した。原料温度は３８
℃（１００°Ｆ）であった。このシミュレーションで使
用したサイクルは、絶対圧３４ｋＰａ（５ｐｓｉａ）と
１３８ｋＰａ（２０ｐｓｉａ）の間で６０秒間運転する
というものであり、また次の工程（ａ）〜（ｅ）を含む
ものであった。 （ａ）原料供給（２３．５秒） （ｂ）脱圧（３．５秒） （ｃ）脱圧／排気（３秒） （ｄ）排気／パージ（２７秒） （ｅ）再昇圧（３秒）
【００５１】シミュレーションにおける各床の容積に
は、入口の方に向かって、合計の床容積の２５％を構成
する商業的に入手可能なＬｉＬＳＸ吸着剤の床が含ま
れ、そして合計の床容積の残りの７５％を構成する例１
のＡｇＬｉＮａＫＬＳＸ吸着剤の層が含まれていた。上
記のサイクルを運転して９９体積％の酸素を含有する高
純度の製品を製造した。
は、入口の方に向かって、合計の床容積の２５％を構成
する商業的に入手可能なＬｉＬＳＸ吸着剤の床が含ま
れ、そして合計の床容積の残りの７５％を構成する例１
のＡｇＬｉＮａＫＬＳＸ吸着剤の層が含まれていた。上
記のサイクルを運転して９９体積％の酸素を含有する高
純度の製品を製造した。
【００５２】３つの原料組成のおのおのについて酸素回
収率と相対的な生産性を求めた。それらの結果は表１に
要約して示される。酸素回収率は、製品として回収され
る原料ガス中の酸素の割合として定義される。生産性
は、酸素の生産速度として定義される。
収率と相対的な生産性を求めた。それらの結果は表１に
要約して示される。酸素回収率は、製品として回収され
る原料ガス中の酸素の割合として定義される。生産性
は、酸素の生産速度として定義される。
【００５３】
【表１】
【００５４】このシミュレーションの結果から、酸素の
回収率も相対的な生産性も原料ガスが窒素を含まないと
きに最低になることが示された。これは、少なくともい
くらかの窒素を含有する原料ガスを手に入れるのが好ま
しいということを示している。
回収率も相対的な生産性も原料ガスが窒素を含まないと
きに最低になることが示された。これは、少なくともい
くらかの窒素を含有する原料ガスを手に入れるのが好ま
しいということを示している。
【００５５】特定の用途では、原料ガス（例えば空気の
ような）でのより高い窒素濃度が高酸素回収率にとって
好ましい。これは、原料ガスの圧縮に使われる動力を最
小限にすることが要望されるＰＳＡ装置の運転において
有益であろう。動力が比較的それほど重要でない状況
（例えばより小さなＰＳＡ装置におけるように）では、
より高い生産性が好ましく、そしてそれはより低い窒素
原料濃度で達成可能であろう。とは言え、原料ガス中に
窒素が存在しないと酸素の生産性が有意に低くなるとい
うのは、驚くべき結果である。
ような）でのより高い窒素濃度が高酸素回収率にとって
好ましい。これは、原料ガスの圧縮に使われる動力を最
小限にすることが要望されるＰＳＡ装置の運転において
有益であろう。動力が比較的それほど重要でない状況
（例えばより小さなＰＳＡ装置におけるように）では、
より高い生産性が好ましく、そしてそれはより低い窒素
原料濃度で達成可能であろう。とは言え、原料ガス中に
窒素が存在しないと酸素の生産性が有意に低くなるとい
うのは、驚くべき結果である。
【００５６】表１の酸素９０％の原料流は、例えば、空
気原料で運転するＰＳＡ又はＶＳＡ装置によって提供す
ることができよう。酸素９０体積％の原料流で運転する
場合には、８９．５体積％の酸素を含有する副生物流は
適度に純粋な酸素の副次的な製品流を提供することがで
き、あるいはまた空気原料で運転するＰＳＡ又はＶＳＡ
装置のためのパージガスとして利用することができよ
う。
気原料で運転するＰＳＡ又はＶＳＡ装置によって提供す
ることができよう。酸素９０体積％の原料流で運転する
場合には、８９．５体積％の酸素を含有する副生物流は
適度に純粋な酸素の副次的な製品流を提供することがで
き、あるいはまた空気原料で運転するＰＳＡ又はＶＳＡ
装置のためのパージガスとして利用することができよ
う。
【００５７】（例３）例２におけるのと同じシミュレー
ション法及び吸着剤特性を使って、別のシミュレーショ
ンを行った。生産性（すなわち生産速度）を、２つの吸
着剤層のいろいろな相対容積について酸素９９体積％の
製品純度で、ＡｇＬｉＮａＫＬＳＸ層の体積％を両層の
合計の容積の０％から１００％まで変えて、求めた。
ション法及び吸着剤特性を使って、別のシミュレーショ
ンを行った。生産性（すなわち生産速度）を、２つの吸
着剤層のいろいろな相対容積について酸素９９体積％の
製品純度で、ＡｇＬｉＮａＫＬＳＸ層の体積％を両層の
合計の容積の０％から１００％まで変えて、求めた。
【００５８】結果を図１に示すが、これはＡｇＬｉＮａ
ＫＬＳＸ層は約３５体積％より多くなるべきであり、好
ましくは約５０体積％と約７５体積％の間であるべきで
あるということを示している。約３５体積％未満では、
酸素９９体積％という製品純度を実用的な生産量で得る
ことができない。約７５体積％より多くなると、ＬｉＬ
ＳＸに比べてＡｇＬｉＮａＫＬＳＸの値段が潜在的に高
いことを考慮する場合、所望の製品純度をたやすく得る
ことはできるが、但し経済的な不利益をこうむることが
ある。このシミュレーションから得られた濃度プロファ
イルは、ＡｇＬｉＮａＫＬＳＸ層が両層の合計容積の約
３５％未満である場合、この層での窒素の破過は起きな
いのに対し、ＡｇＬｉＮａＫＬＳＸの体積割合がより高
いところでは窒素の破過が起きるということを示してい
る。
ＫＬＳＸ層は約３５体積％より多くなるべきであり、好
ましくは約５０体積％と約７５体積％の間であるべきで
あるということを示している。約３５体積％未満では、
酸素９９体積％という製品純度を実用的な生産量で得る
ことができない。約７５体積％より多くなると、ＬｉＬ
ＳＸに比べてＡｇＬｉＮａＫＬＳＸの値段が潜在的に高
いことを考慮する場合、所望の製品純度をたやすく得る
ことはできるが、但し経済的な不利益をこうむることが
ある。このシミュレーションから得られた濃度プロファ
イルは、ＡｇＬｉＮａＫＬＳＸ層が両層の合計容積の約
３５％未満である場合、この層での窒素の破過は起きな
いのに対し、ＡｇＬｉＮａＫＬＳＸの体積割合がより高
いところでは窒素の破過が起きるということを示してい
る。
【００５９】（例４）例２で使用したのと同じシミュレ
ーション法及び吸着剤特性を使って、更に別のシミュレ
ーションを行った。酸素製品の純度と回収率を、ＡｇＬ
ｉＮａＫＬＳＸ層の体積％を両方の吸着剤層の合計の容
積の０％と１００％の間で変えて求めた。このシミュレ
ーションの結果を図２に示す。
ーション法及び吸着剤特性を使って、更に別のシミュレ
ーションを行った。酸素製品の純度と回収率を、ＡｇＬ
ｉＮａＫＬＳＸ層の体積％を両方の吸着剤層の合計の容
積の０％と１００％の間で変えて求めた。このシミュレ
ーションの結果を図２に示す。
【００６０】より低い製品純度（約９６体積％未満）で
は、好ましい吸着剤はＡｇＬｉＮａＫＬＳＸの第２層な
しのＬｉＬＳＸであることが分かる。この製品純度より
高くなると、ＬｉＬＳＸだけでは使用することができな
いことが分かり、そしてこれは、この吸着剤には酸素よ
りもアルゴンに対しての選択性がないことから予想され
るとおりである。約９６体積％より高い酸素濃度では、
ＡｇＬｉＮａＫＬＳＸの体積％に対する酸素回収率の関
係が逆転し、よりたくさんの容積のＡｇＬｉＮａＫＬＳ
Ｘが好ましくなる。ところが、７５体積％と１００体積
％のＡｇＬｉＮａＫＬＳＸの酸素回収率の差は取るに足
らないことが分かる。ＡｇＬｉＮａＫＬＳＸの好ましい
量は５０体積％と７５体積％の間であり、例３の結論と
同様の結論である。
は、好ましい吸着剤はＡｇＬｉＮａＫＬＳＸの第２層な
しのＬｉＬＳＸであることが分かる。この製品純度より
高くなると、ＬｉＬＳＸだけでは使用することができな
いことが分かり、そしてこれは、この吸着剤には酸素よ
りもアルゴンに対しての選択性がないことから予想され
るとおりである。約９６体積％より高い酸素濃度では、
ＡｇＬｉＮａＫＬＳＸの体積％に対する酸素回収率の関
係が逆転し、よりたくさんの容積のＡｇＬｉＮａＫＬＳ
Ｘが好ましくなる。ところが、７５体積％と１００体積
％のＡｇＬｉＮａＫＬＳＸの酸素回収率の差は取るに足
らないことが分かる。ＡｇＬｉＮａＫＬＳＸの好ましい
量は５０体積％と７５体積％の間であり、例３の結論と
同様の結論である。
【００６１】上に提示した結果に基づいて、２層式Ｌｉ
ＬＳＸ／ＡｇＬｉＮａＫＬＳＸ吸着装置においてより高
い体積％のＡｇＬｉＮａＫＬＳＸを用いることが９６体
積％より高い酸素純度の酸素製品を製造するのに好まし
く、またＬｉＬＳＸ層からの窒素の破過がこれらの高酸
素製品純度のＰＳＡ装置の全体的な性能にとって有益で
あると結論された。
ＬＳＸ／ＡｇＬｉＮａＫＬＳＸ吸着装置においてより高
い体積％のＡｇＬｉＮａＫＬＳＸを用いることが９６体
積％より高い酸素純度の酸素製品を製造するのに好まし
く、またＬｉＬＳＸ層からの窒素の破過がこれらの高酸
素製品純度のＰＳＡ装置の全体的な性能にとって有益で
あると結論された。
【００６２】本発明の本質的な特徴は、上述の開示中に
すっかり記載されている。当業者は、本発明を理解し、
そして本発明の基本的精神から逸脱することなしに、ま
た特許請求の範囲に記載された範囲及びそれと均等のも
のから逸脱することなしに、様々な改変を行うことがで
きる。
すっかり記載されている。当業者は、本発明を理解し、
そして本発明の基本的精神から逸脱することなしに、ま
た特許請求の範囲に記載された範囲及びそれと均等のも
のから逸脱することなしに、様々な改変を行うことがで
きる。
【図１】本発明により９９体積％の酸素製品を提供する
２床式の圧力スイング吸着法のシミュレーションから求
められた、比率化した生産性をＡｇＬｉＮａＫＬＳＸの
体積％に対しプロットした図である。
２床式の圧力スイング吸着法のシミュレーションから求
められた、比率化した生産性をＡｇＬｉＮａＫＬＳＸの
体積％に対しプロットした図である。
【図２】本発明による２床式の圧力スイング吸着法のシ
ミュレーションから求められた、酸素回収率をＡｇＬｉ
ＮａＫＬＳＸのいろいろな体積％で酸素製品純度に対し
プロットした図である。
ミュレーションから求められた、酸素回収率をＡｇＬｉ
ＮａＫＬＳＸのいろいろな体積％で酸素製品純度に対し
プロットした図である。
【図３】本発明で利用するＡｇＬｉＮａＫＬＳＸゼオラ
イトについていくつかの温度での窒素の等温線をプロッ
トした図である。
イトについていくつかの温度での窒素の等温線をプロッ
トした図である。
【図４】本発明で利用するＡｇＬｉＮａＫＬＳＸゼオラ
イトについていくつかの温度でのアルゴンの等温線をプ
ロットした図である。
イトについていくつかの温度でのアルゴンの等温線をプ
ロットした図である。
【図５】本発明で利用するＡｇＬｉＮａＫＬＳＸのＸタ
イプのゼオライトについていくつかの温度での酸素の等
温線をプロットした図である。
イプのゼオライトについていくつかの温度での酸素の等
温線をプロットした図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ダグラス ポール ディー アメリカ合衆国，ペンシルベニア 18051, フォーゲルスビル，ヘイフィールド コー ト 2154 (72)発明者 ロバート リン チャン アメリカ合衆国，ニュージャージー 07920，バスキング リッジ，ガバナー ドライブ 11 (72)発明者 エドウィン ジョン ミラー アメリカ合衆国，ペンシルベニア 18103, アレンタウン，バリー ビュー ドライブ 1244 (72)発明者 ロジャー ディーン ウィットレー アメリカ合衆国，ペンシルベニア 18104 −8501，アレンタウン，ホープウェル ド ライブ 311 Ｆターム(参考） 4D012 BA02 CA05 CB16 CD07 CE03 CF05 CF06 CF10 CG01 CJ03 4G042 BA15 BA18 BB02 4G066 AA61B AA62B CA27 CA39 DA03 FA37 GA14
Claims (21)
- 【請求項１】 酸素、窒素及びアルゴンを含む原料ガス
から酸素を回収するためのサイクル式の圧力スイング吸
着方法であって、 （ａ）酸素及びアルゴンよりも窒素の吸着について選択
性である吸着剤を含む第１の吸着帯域へ原料ガスを送
り、そしてそこから窒素の減少した中間ガスを抜き出す
こと、 （ｂ）この窒素の減少した中間ガスを、アルゴンよりも
窒素の吸着について選択性であり且つ酸素よりもアルゴ
ンの吸着について選択性である吸着剤を含む第２の吸着
帯域へ送ること、 （ｃ）第２の吸着帯域から酸素を富ませた製品ガスを抜
き出すこと、並びに、 （ｄ）原料ガスを第１の吸着帯域へ送るのを停止して、
第２の吸着帯域から酸素を富ませた脱圧ガスを（ｃ）と
同じ流動方向に抜き出すこと、を含む複合された順流動
方向の段階を含み、第１の吸着帯域から窒素の破過が起
こり、そして窒素の破過後は、窒素が第２の吸着帯域で
吸着される、酸素回収のためのサイクル式圧力スイング
吸着方法。 - 【請求項２】 第１の吸着帯域からの窒素の破過が
（ａ）の間に起き、そして窒素の破過後は、窒素が第２
の吸着帯域で吸着される、請求項１記載の方法。 - 【請求項３】 第１の吸着帯域からの窒素の破過が
（ｄ）の間に起き、そして窒素の破過後は、窒素が第２
の吸着帯域で吸着される、請求項１記載の方法。 - 【請求項４】 窒素の破過後に第１の吸着帯域から抜き
出される窒素の減少した中間ガス中の窒素の濃度が、約
０．５体積％と、第１の吸着帯域に入ってくる原料ガス
中の窒素濃度との間にある、請求項１から３までのいず
れか１つに記載の方法。 - 【請求項５】 前記酸素を富ませた製品ガスが少なくと
も９７体積％の酸素を含有する、請求項１から４までの
いずれか１つに記載の方法。 - 【請求項６】 第１の吸着帯域の吸着剤が、ＮａＸ、Ｃ
ａＸ、ＣａＡ、ＬｉＮａＫＸ及びＬｉＺｎＸ（これらの
式におけるＸはＳｉ／Ａｌ比が約１．０と約１．２５の
間にあるＸゼオライトを表す）からなる群より選ばれる
吸着剤を１種以上含む、請求項１から５までのいずれか
１つに記載の方法。 - 【請求項７】 第２の吸着帯域の吸着剤が、２３℃での
アルゴンのヘンリーの法則の定数の酸素のヘンリーの法
則の定数に対する比が少なくとも約１．０５で、且つ銀
イオンの交換レベルがゼオライトの交換可能な全部位の
約０．７未満か又はそれに等しい、銀交換したＸゼオラ
イトを含む、請求項１から６までのいずれか１つに記載
の方法。 - 【請求項８】 前記ＸゼオライトのカチオンがＬｉとＡ
ｇを含み、イオン交換カチオン組成がＬｉxＡｇyＭzＸ
（この式中、０．８５≦ｘ＋ｙ≦１、０．２≦ｙ≦０．
７、そして０．０≦ｚ≦０．１５であり、Ｍは１種以上
のカチオンを表し、ｘ、ｙ、ｚは当該ゼオライトの交換
可能な全部位のフラクションを表す）の形のものであ
り、そして前記吸着剤のケイ素／アルミニウム比が約
１．２５未満、且つアルゴン／酸素選択性が約１．０５
より大である、請求項７記載の方法。 - 【請求項９】 前記原料ガスが空気である、請求項１か
ら８までのいずれか１つに記載の方法。 - 【請求項１０】 前記原料ガスが酸素、窒素及びアルゴ
ンを含み、当該原料ガス中の酸素の濃度が約２０体積％
と約９５体積％の間にあり、当該原料ガス中のアルゴン
の濃度が約１体積％と約５体積％の間にある、請求項１
から８までのいずれか１つに記載の方法。 - 【請求項１１】 前記原料ガスが別の圧力スイング吸着
プロセスからのガス製品により供給され、且つこのガス
製品が最高で約９５体積％までの酸素を含有している、
請求項１から８までのいずれか１つに記載の方法。 - 【請求項１２】 第２の吸着帯域が占める容積が、第１
及び第２の吸着帯域が占める全容積の約３５％より大き
く且つ１００％未満である、請求項１から１１までのい
ずれか１つに記載の方法。 - 【請求項１３】 第２の吸着帯域が占める容積が、第１
及び第２の吸着帯域が占める全容積の５０％より大きく
且つ１００％未満である、請求項１２記載の方法。 - 【請求項１４】 第２の吸着帯域が占める容積が、第１
及び第２の吸着帯域が占める全容積の５０％より大きく
且つ約７５％以下である、請求項１３記載の方法。 - 【請求項１５】 第１及び第２の吸着帯域が単一の容器
内において個々の吸着剤層を含む、請求項１から１４ま
でのいずれか１つに記載の方法。 - 【請求項１６】 酸素、窒素及びアルゴンを含む原料ガ
スから酸素を回収するための圧力スイング吸着法で使用
するための吸着装置であって、 （ａ）入口端部と出口端部とを有する容器、 （ｂ）酸素及びアルゴンよりも窒素の吸着について選択
性である吸着剤を含む第１の吸着帯域、 （ｃ）第１の吸着帯域と上記の出口端部との間に配置さ
れた吸着帯域であり、アルゴンよりも窒素の吸着につい
て選択性であり且つ酸素よりもアルゴンの吸着について
選択性である吸着剤を含む第２の吸着帯域であって、こ
の第２の吸着帯域が占める容積が第１及び第２の吸着帯
域が占める全容積の５０％より大きく且つ１００％未満
である第２の吸着帯域、 （ｄ）原料ガスを当該吸着装置へ送り込むための、上記
入口端部の配管手段、並びに、 （ｅ）当該吸着装置から酸素製品ガスを抜き出すため
の、上記出口端部の配管手段、を含む吸着装置。 - 【請求項１７】 第１及び第２の吸着帯域が前記容器内
においてそれぞれ第１及び第２の吸着剤層を含む、請求
項１６記載の吸着装置。 - 【請求項１８】 第２の吸着剤層が占める容積が、第１
及び第２の吸着剤層が占める全容積の５０％より大きく
且つ約７５％以下である、請求項１７記載の吸着装置。 - 【請求項１９】 第１の吸着剤層の吸着剤が、ＮａＸ、
ＣａＸ、ＣａＡ、ＬｉＮａＫＸ及びＬｉＺｎＸ（これら
の式におけるＸはＳｉ／Ａｌ比が約１．０と約１．２５
の間にあるＸゼオライトを表している）からなる群より
選ばれる吸着剤を１種以上含む、請求項１７記載の吸着
装置。 - 【請求項２０】 第２の層の吸着剤が、２３℃でのアル
ゴンのヘンリーの法則の定数の酸素のヘンリーの法則の
定数に対する比が少なくとも約１．０５で、且つ銀イオ
ンの交換レベルがゼオライトの交換可能な全部位の約
０．７未満か又はそれに等しい、銀交換したＸゼオライ
トを含む、請求項１７から１９までのいずれか１つに記
載の吸着装置。 - 【請求項２１】 第２の層の吸着剤が、イオン交換カチ
オン組成がＬｉxＡｇyＭzＸの形のＸゼオライト（この
式中、０．８５≦ｘ＋ｙ≦１、０．２≦ｙ≦０．７、
０．０≦ｚ≦０．１５であり、Ｍは１種以上のカチオン
を表し、ｘ、ｙ、ｚはゼオライトの交換可能な全部位の
フラクションを表す）を含み、且つ当該吸着剤のケイ素
／アルミニウム比が約１．２５未満であり、アルゴン／
酸素選択性が約１．０５より大きい、請求項１７から１
９までのいずれか１つに記載の吸着装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/782,236 US6544318B2 (en) | 2001-02-13 | 2001-02-13 | High purity oxygen production by pressure swing adsorption |
| US09/782236 | 2001-02-13 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002301329A true JP2002301329A (ja) | 2002-10-15 |
Family
ID=25125438
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002035001A Pending JP2002301329A (ja) | 2001-02-13 | 2002-02-13 | 酸素回収のためのサイクル式圧力スイング吸着方法及び装置 |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6544318B2 (ja) |
| EP (1) | EP1230967B2 (ja) |
| JP (1) | JP2002301329A (ja) |
| CN (1) | CN1381300A (ja) |
| AT (1) | ATE292508T1 (ja) |
| CA (1) | CA2370873C (ja) |
| DE (1) | DE60203551T3 (ja) |
| ES (1) | ES2240584T5 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20190037140A (ko) * | 2017-09-28 | 2019-04-05 | 에어 프로덕츠 앤드 케미칼스, 인코오포레이티드 | 개선된 rho 흡착제 조성물, 이의 제조 및 사용 방법 |
Families Citing this family (31)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6780806B1 (en) * | 1998-12-30 | 2004-08-24 | The Regents Of The University Of Michigan | Lithium-based zeolites containing silver and copper and use thereof for selective absorption |
| US6824590B2 (en) * | 2000-11-07 | 2004-11-30 | Air Products And Chemicals, Inc. | Use of lithium-containing fau in air separation processes including water and/or carbon dioxide removal |
| US6432170B1 (en) * | 2001-02-13 | 2002-08-13 | Air Products And Chemicals, Inc. | Argon/oxygen selective X-zeolite |
| US6607100B2 (en) | 2001-11-26 | 2003-08-19 | Vin Valet, Inc. | Wine or champagne preservation and dispensing apparatus |
| US7022283B2 (en) * | 2001-11-26 | 2006-04-04 | Vin Valet, Inc. | Apparatus and method for preserving collectible items |
| DE10226485A1 (de) * | 2002-06-14 | 2005-06-23 | Infineon Technologies Ag | Halbleiterspeicher mit Adressdecodiereinheit |
| FR2853257B1 (fr) * | 2003-04-02 | 2006-05-26 | Air Liquide | Systeme embarque de production de flux gazeux enrichi en oxygene et procede pour alimenter les voies aeriennes d'occupants d'un aeronef |
| US7604005B2 (en) | 2005-02-09 | 2009-10-20 | Vbox Incorporated | Adsorbent cartridge for oxygen concentrator |
| US7954490B2 (en) | 2005-02-09 | 2011-06-07 | Vbox, Incorporated | Method of providing ambulatory oxygen |
| US7171963B2 (en) * | 2005-02-09 | 2007-02-06 | Vbox, Incorporated | Product pump for an oxygen concentrator |
| US7866315B2 (en) | 2005-02-09 | 2011-01-11 | Vbox, Incorporated | Method and apparatus for controlling the purity of oxygen produced by an oxygen concentrator |
| US20060174875A1 (en) * | 2005-02-09 | 2006-08-10 | Vbox, Incorporated | Ambulatory oxygen concentrator containing a power pack |
| US7431032B2 (en) * | 2005-02-09 | 2008-10-07 | Vbox Incorporated | Low power ambulatory oxygen concentrator |
| US7766010B2 (en) * | 2005-02-09 | 2010-08-03 | Vbox, Incorporated | Method of controlling the rate of oxygen produced by an oxygen concentrator |
| US8020553B2 (en) * | 2005-02-09 | 2011-09-20 | Vbox, Incorporated | Ambulatory oxygen concentrator containing a three phase vacuum separation system |
| US7121276B2 (en) * | 2005-02-09 | 2006-10-17 | Vbox, Incorporated | Personal oxygen concentrator |
| US7604683B2 (en) * | 2005-06-14 | 2009-10-20 | Canon Kabushiki Kaisha | Gas separation method using adsorbent |
| JP2009543752A (ja) | 2006-07-14 | 2009-12-10 | ザ ガヴァナーズ オブ ザ ユニヴァーシティー オブ アルバータ | 菱沸石型ゼオライト支持金属ナノドット |
| FR2906160B1 (fr) | 2006-09-25 | 2009-06-05 | Air Liquide | Procede psa a lit d'adsorption composite forme d'un adsorbant et d'agglomerats de mcp |
| CA2672342A1 (en) * | 2006-12-11 | 2008-06-19 | The Governors Of The University Of Alberta | Mercury adsorption using chabazite supported metallic nanodots |
| CA2625152A1 (en) | 2007-11-15 | 2009-05-15 | The Governors Of The University Of Alberta | Zeolite supported metallic nanodots |
| US8146896B2 (en) | 2008-10-31 | 2012-04-03 | Applied Materials, Inc. | Chemical precursor ampoule for vapor deposition processes |
| US8695600B2 (en) | 2009-07-22 | 2014-04-15 | Vbox, Incorporated | Method of separating and distributing oxygen |
| FR2973806B1 (fr) | 2011-04-08 | 2015-11-13 | Air Liquide | Particule d'un materiau a changement de phase avec couche d'enrobage |
| JP5908577B2 (ja) | 2011-04-08 | 2016-04-26 | レール・リキード−ソシエテ・アノニム・プール・レテュード・エ・レクスプロワタシオン・デ・プロセデ・ジョルジュ・クロード | 適合密度を有する吸着剤と相変化材料の混合物 |
| CN102784617B (zh) * | 2012-08-14 | 2014-05-07 | 洛阳市建龙化工有限公司 | 一种含银分子筛吸附剂及其制备方法和应用 |
| FR2995797B1 (fr) | 2012-09-21 | 2015-12-18 | Air Liquide | Melange adsorbant comprenant des particules d'adsorbant et des particules de materiau a changement de phase |
| US9708188B1 (en) * | 2016-02-22 | 2017-07-18 | Air Products And Chemicals, Inc. | Method for argon production via cold pressure swing adsorption |
| US9925514B2 (en) | 2016-02-22 | 2018-03-27 | Air Products And Chemicals, Inc. | Modified chabazite adsorbent compositions, methods of making and using them |
| CN113264538B (zh) * | 2021-05-29 | 2022-11-08 | 山西腾茂科技股份有限公司 | 一种基于LiNaKLSX分子筛吸附剂的制备方法及应用 |
| CN114132899A (zh) * | 2021-12-07 | 2022-03-04 | 中国船舶重工集团公司第七0四研究所 | 一种舰船用常温高纯氧制取装置 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5470378A (en) * | 1992-09-22 | 1995-11-28 | Arbor Research Corporation | System for separation of oxygen from argon/oxygen mixture |
| JPH08309139A (ja) * | 1994-10-07 | 1996-11-26 | Praxair Technol Inc | 改良された圧力スイング吸着方法 |
| EP0761282A2 (en) * | 1995-09-08 | 1997-03-12 | The BOC Group plc | Pressure swing adsorption apparatus |
| JPH10152305A (ja) * | 1996-11-21 | 1998-06-09 | Nippon Sanso Kk | 酸素ガス製造装置および酸素ガス製造方法 |
| JPH10225609A (ja) * | 1997-02-17 | 1998-08-25 | Kagaku Gijutsu Shinko Jigyodan | パラメトリックガスクロマトグラフィーによる気体のバルク分離方法 |
Family Cites Families (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1544036C3 (de) * | 1966-03-11 | 1978-08-31 | Graeff, Roderich Wilhelm, Dr.-Ing., 6100 Darmstadt | Verfahren zur selektiven Adsorption von Bestandteilen eines Gas- oder Flüssigkeitsgemisches und Vorrichtung mit Adsorptionskammern zur Durchführung des Verfahrens |
| JPH0621006B2 (ja) * | 1985-12-23 | 1994-03-23 | 日本酸素株式会社 | 圧力変動吸着法による高濃度酸素ガス製造装置 |
| US4892567A (en) * | 1988-08-15 | 1990-01-09 | Mobil Oil Corporation | Simultaneous removal of mercury and water from fluids |
| US4880443A (en) | 1988-12-22 | 1989-11-14 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Molecular sieve oxygen concentrator with secondary oxygen purifier |
| US5624477A (en) * | 1991-05-09 | 1997-04-29 | The Boc Group Plc | Pressure swing adsorption plants |
| US5226933A (en) | 1992-03-31 | 1993-07-13 | Ohio State University | Pressure swing adsorption system to purify oxygen |
| US5529610A (en) * | 1993-09-07 | 1996-06-25 | Air Products And Chemicals, Inc. | Multiple zeolite adsorbent layers in oxygen separation |
| US5601634A (en) * | 1993-09-30 | 1997-02-11 | The Boc Group, Inc. | Purification of fluids by adsorption |
| DE19518407A1 (de) * | 1995-05-19 | 1996-11-21 | Bayer Ag | Verfahren zur adsorptiven Sauerstoffanreicherung von Luft mit Mischungen aus Molekularsieb-Zeolithen |
| DE19528188C1 (de) * | 1995-08-01 | 1996-12-05 | Bayer Ag | Verfahren zur Adsorption von Stickstoff aus Gasgemischen mittels Druckwechseladsorption mit Zeolithen |
| DE19529094A1 (de) * | 1995-08-08 | 1997-02-13 | Bayer Ag | Verfahren zur Adsorption von Stickstoff aus Gasgemischen mittels Druckwechseladsorption mit Zeolithen |
| US5674311A (en) * | 1995-10-20 | 1997-10-07 | Praxair Technology, Inc. | Adsorption process and system using multilayer adsorbent beds |
| FR2753108B1 (fr) * | 1996-09-06 | 1998-10-16 | Air Liquide | Procede pour la separation de melanges gazeux contenant de l'oxygene et de l'azote |
| US6027548A (en) * | 1996-12-12 | 2000-02-22 | Praxair Technology, Inc. | PSA apparatus and process using adsorbent mixtures |
| US5769928A (en) * | 1996-12-12 | 1998-06-23 | Praxair Technology, Inc. | PSA gas purifier and purification process |
| US6152991A (en) * | 1997-04-17 | 2000-11-28 | Praxair Technology, Inc. | Multilayer adsorbent beds for PSA gas separation |
| US6106593A (en) * | 1998-10-08 | 2000-08-22 | Air Products And Chemicals, Inc. | Purification of air |
| AU2053200A (en) | 1998-12-30 | 2000-07-24 | Regents Of The University Of Michigan, The | Lithium-based zeolites containing silver and copper and use thereof for selective adsorption |
-
2001
- 2001-02-13 US US09/782,236 patent/US6544318B2/en not_active Expired - Lifetime
-
2002
- 2002-02-06 CA CA002370873A patent/CA2370873C/en not_active Expired - Fee Related
- 2002-02-08 AT AT02002051T patent/ATE292508T1/de not_active IP Right Cessation
- 2002-02-08 DE DE60203551T patent/DE60203551T3/de not_active Expired - Lifetime
- 2002-02-08 EP EP02002051A patent/EP1230967B2/en not_active Expired - Lifetime
- 2002-02-08 ES ES02002051T patent/ES2240584T5/es not_active Expired - Lifetime
- 2002-02-10 CN CN02104675.1A patent/CN1381300A/zh active Pending
- 2002-02-13 JP JP2002035001A patent/JP2002301329A/ja active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5470378A (en) * | 1992-09-22 | 1995-11-28 | Arbor Research Corporation | System for separation of oxygen from argon/oxygen mixture |
| JPH08309139A (ja) * | 1994-10-07 | 1996-11-26 | Praxair Technol Inc | 改良された圧力スイング吸着方法 |
| EP0761282A2 (en) * | 1995-09-08 | 1997-03-12 | The BOC Group plc | Pressure swing adsorption apparatus |
| JPH10152305A (ja) * | 1996-11-21 | 1998-06-09 | Nippon Sanso Kk | 酸素ガス製造装置および酸素ガス製造方法 |
| JPH10225609A (ja) * | 1997-02-17 | 1998-08-25 | Kagaku Gijutsu Shinko Jigyodan | パラメトリックガスクロマトグラフィーによる気体のバルク分離方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20190037140A (ko) * | 2017-09-28 | 2019-04-05 | 에어 프로덕츠 앤드 케미칼스, 인코오포레이티드 | 개선된 rho 흡착제 조성물, 이의 제조 및 사용 방법 |
| KR102148567B1 (ko) | 2017-09-28 | 2020-08-26 | 에어 프로덕츠 앤드 케미칼스, 인코오포레이티드 | 개선된 rho 흡착제 조성물, 이의 제조 및 사용 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1230967A2 (en) | 2002-08-14 |
| ATE292508T1 (de) | 2005-04-15 |
| EP1230967B2 (en) | 2010-09-29 |
| DE60203551T3 (de) | 2011-02-24 |
| US6544318B2 (en) | 2003-04-08 |
| ES2240584T5 (es) | 2011-02-25 |
| CN1381300A (zh) | 2002-11-27 |
| EP1230967B1 (en) | 2005-04-06 |
| US20020144596A1 (en) | 2002-10-10 |
| EP1230967A3 (en) | 2003-01-15 |
| DE60203551T2 (de) | 2005-09-01 |
| CA2370873A1 (en) | 2002-08-13 |
| CA2370873C (en) | 2005-10-11 |
| DE60203551D1 (de) | 2005-05-12 |
| ES2240584T3 (es) | 2005-10-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2002301329A (ja) | 酸素回収のためのサイクル式圧力スイング吸着方法及び装置 | |
| KR0130764B1 (ko) | 2개의 흡착기로 구성되는 시스템에서 진공 스윙 흡착법에 의해 기체 혼합물을 분리하는 방법 | |
| EP0876994B1 (en) | Ozone recovery by zeolite adsorbents | |
| JP2634022B2 (ja) | 真空スイング吸着法によるガス成分の分離方法 | |
| JP3197436B2 (ja) | 単一床圧力変化式吸着方法及び装置 | |
| EP0324171B1 (en) | Pressure swing adsorption process and system for gas separation | |
| US7396387B2 (en) | Pressure swing adsorption process for large capacity oxygen production | |
| US6468328B2 (en) | Oxygen production by adsorption | |
| JP2002191925A (ja) | 原料ガス分離のための圧力スイング吸着方法 | |
| US6616732B1 (en) | Zeolite adsorbents, method for obtaining them and their use for removing carbonates from a gas stream | |
| JP3310249B2 (ja) | １つの吸着器と１つのブロワーを使用する酸素製造方法及び装置 | |
| JPH07265635A (ja) | 比較的吸着力の強い成分を供給材料ガス混合物の比較的吸着力の弱い成分から選択的に分離する方法 | |
| JPH08224428A (ja) | 圧力スイング吸着によってガス混合物の成分を分離するための連続法 | |
| JPH06198115A (ja) | 気体混合物からの窒素選択吸着法 | |
| JPH08266844A (ja) | ガス流からの二酸化炭素除去方法 | |
| CN109569506B (zh) | 改进的rho吸附剂组合物、制作和使用它们的方法 | |
| JPS61222905A (ja) | 酸素富化空気の製法 | |
| JPH0244569B2 (ja) | ||
| JP2002321913A (ja) | アルゴン／酸素選択性ｘゼオライト | |
| NO317783B1 (no) | Dekarbonering av gasstrømmer ved bruk av zeolittadsorbenter | |
| JP2005504626A (ja) | 窒素及び酸素を共製造するためのｐｓａプロセス | |
| EP0354259B1 (en) | Improved pressure swing adsorption process | |
| EP0128545A2 (en) | Air separation process | |
| JPH10272332A (ja) | ガス分離装置及びその運転方法 | |
| JPH06178933A (ja) | 酸素吸着剤及び酸素と窒素の分離方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050614 |
|
| A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20050913 |
|
| A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20050916 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060117 |