JP2006272325A

JP2006272325A - ガス分離方法およびそれに用いる装置

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Publication number: JP2006272325A
Application number: JP2006056252A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Miyamoto; 篤宮本; Masaru Ikeda; 勝池田; Takahiko Yasuda; 貴彦安田
Original assignee: Air Water Inc
Current assignee: Air Water Inc
Priority date: 2005-03-03
Filing date: 2006-03-02
Publication date: 2006-10-12
Anticipated expiration: 2026-03-02
Also published as: JP4685662B2

Abstract

【課題】消費動力を低減させることができ、吸着分離，減圧再生の効率を上げて吸着剤の有効吸着量を大きくすることができるガス分離方法を提供する。
【解決手段】圧力真空スイング吸着方式によるガス分離方法であり、原料ガス供給用ブロワと減圧再生用ブロワとの双方を兼用する２台のブロワ１，２を用いており、吸着分離工程および減圧再生工程において、上記両ブロワ１，２の圧縮比が所定の圧縮比より小さいときには、上記両ブロワ１，２を並列運転し、上記両ブロワ１，２の圧縮比が上記所定の圧縮比より大きくなると、上記両ブロワ１，２を直列運転するようにしている。
【選択図】図１

Description

本発明は、圧力真空スイング吸着（ＰｒｅｓｓｕｒｅＶａｃｕｕｍＳｗｉｎｇＡｄｓｏｒｐｔｉｏｎ、以下「ＰＶＳＡ」という）方式によるガス分離方法およびそれに用いる装置に関するものである。

従来から、空気等の混合ガスから酸素ガス等を分離するガス分離方法として、ＰＶＳＡ方式によるガス分離方法がよく用いられている。このガス分離方法を用いた酸素ガス発生装置は、一般に、２基の吸着塔と、原料空気供給用の単段式ルーツ型ブロワ（以下「原空ブロワ」という）と、減圧再生用の単段式ルーツ型ブロワ（以下「真空ブロワ」という）とから構成されており、基本的には、つぎの３つの工程を２つのサイクルで行うようにしている（図１４参照）。すなわち、原料空気（Ｎ₂＋Ｏ₂）を原空ブロワで圧縮して一方の吸着塔に供給しこの一方の吸着塔の吸着剤に窒素（Ｎ₂）を選択的に吸着させ、吸着しづらい酸素（Ｏ₂）を製品ガスとして取り出す吸着分離工程と、一方の吸着塔を真空ブロワにより減圧排気してこの一方の吸着塔の吸着剤に吸着している窒素を脱着させる減圧再生工程と、製品ガスの一部と大気を使って一方の吸着塔を大気圧付近まで昇圧させる復圧工程とからなり、２つのサイクル（１つのサイクルに、復圧工程と吸着分離工程とが組み込まれている）で、上記３つの工程をこの順で繰り返し行うようにしている。また、他方の吸着塔でも、２つのサイクルで上記３つの工程を所定の順で（この順は、一方の吸着塔の順に対応し、減圧再生工程，復圧工程，吸着分離工程の順となる）繰り返し行うようにしている。

また、減圧再生用として、２段式ルーツ型ブロワが多く用いられている。この場合には、容量の異なる２台の真空ブロワを用意し、減圧再生工程において、まず、容量の大きい真空ブロワのみで減圧排気したのち、圧縮比が高くなってきた時点で、両真空ブロワを直列に繋いだ状態で減圧排気しているため、単段式ブロワを使用したときよりも減圧再生圧力を低くすることができる（例えば、特許文献１参照）。

また、ＰＶＳＡ方式によるガス分離方法において、１塔式の（すなわち、吸着塔が１基である）場合には、原料空気供給用と減圧再生用との双方を兼用する単段式ルーツ型ブロワだけを用いることも行われている。このものでは、２基の吸着塔を用いたものに比べ、製造費をコストダウンすることができ、製品が安価になる。

このようなものとして、図１５に示すような、単一床圧力変化式吸着システム及び方法が提案されている。このシステムは、単一吸着床３１と供給ブロワー／真空ブロワー兼用ブロワーユニット３２等を備え、加圧／生成物回収のプロセスでは、ブロワーユニット３２を通して単一吸着床３１に原料空気を供給し、真空排気およびパージのプロセスでは、単一吸着床３１内の気体をブロワーユニット３２を通して大気に放出するようにしている（例えば、特許文献２参照）。
特開平１０−２９６０３４号公報特開平７−９６１２８号公報

しかしながら、上記のように、２段式ルーツ型ブロワは、減圧再生用として用いられているが、吸着分離用としては用いられていないのが実情である。また、１塔式とし、単段式ルーツ型ブロワで原料空気供給用と減圧再生用との双方を兼用させる場合には、単段式ルーツ型ブロワの圧縮比が大きくなると、単段式ルーツ型ブロワに対する負荷が大きくなり、消費動力が増加する。一方、消費動力の低減を目指す場合には、原料空気供給時に圧力を低くし（すなわち、吸着塔内の加圧時の圧力を低くし）、減圧再生時に圧力を高くする（すなわち、吸着塔内の減圧時の圧力を高くする）必要があるが、上記加圧時の圧力を低くすると、吸着塔内の吸着剤の吸着圧力が低くなり、一方、上記減圧時に圧力を高くすると、上記吸着剤の再生圧力が高くなる。その結果、加圧時の吸着圧力と減圧時の再生圧力との圧力差が小さくなり、その分吸着剤の有効吸着量（この有効吸着量とは、吸着分離工程終了時に吸着剤に吸着しているガス量と減圧再生工程終了時に吸着剤に吸着しているガス量との差を意味している）が小さくなり、吸着剤を多量に充填する必要が生じる。また、単段式ルーツ型ブロワでは、設定圧力を機器仕様圧力の最大付近に設定しているため、運転に必要な消費動力も大きくなる。

本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、消費動力を低減させることができ、吸着分離，減圧再生の効率を上げて吸着剤の有効吸着量を大きくすることができるガス分離方法およびそれに用いる装置の提供をその目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明は、圧力真空スイング吸着方式によるガス分離方法であって、原料ガス供給用ブロワと減圧再生用ブロワとの双方を兼用する複数段式ブロワを用い、吸着分離工程および減圧再生工程において、上記各ブロワの圧縮比が所定の圧縮比より小さいときには、上記各ブロワを並列運転し、上記各ブロワの圧縮比が上記所定の圧縮比より大きくなると、上記各ブロワを直列運転するようにしたガス分離方法を第１の要旨とし、圧力真空スイング吸着方式によるガス分離装置であって、特定ガスを選択的に吸着する吸着剤を充填した吸着塔と、吸着分離工程において上記吸着塔に原料ガスを供給する原料ガス供給路と、減圧再生工程において上記吸着塔を減圧して排気する排気路とを備え、上記原料ガス供給路に、原料空気供給用ブロワと減圧再生用ブロワとの双方を兼用する複数段式ブロワを配設した流路を設け、この流路で上記排気路の一部を兼用し、上記流路を、上記各ブロワを並列に接続する並列状態と、上記各ブロワを直列に接続する直列状態とに切り換え可能に構成し、吸着分離工程および減圧再生工程において、上記各ブロワの圧縮比が所定の圧縮比より小さい状態では、上記流路を並列状態にし、上記各ブロワの圧縮比が上記所定の圧縮比より大きい状態では、上記流路を直列状態するように構成したガス分離装置を第２の要旨とする。

すなわち、本発明のガス分離方法は、圧力真空スイング吸着方式によるガス分離方法であり、原料ガス供給用ブロワと減圧再生用ブロワとの双方を兼用する複数段式ブロワを用いるようにしている。そして、吸着分離工程および減圧再生工程において、上記各ブロワの圧縮比が所定の圧縮比より小さいときには、上記各ブロワを並列運転し、上記各ブロワの圧縮比が上記所定の圧縮比より大きくなると、上記各ブロワを直列運転するようにしている。このように、本発明のガス分離方法では、吸着分離工程において、上記各ブロワの圧縮比が所定の圧縮比より小さいときには、上記各ブロワを並列運転することにより、吸着塔内に供給する原料空気量を増大させ、短時間の運転で、吸着塔内の加圧時の圧力を高くすることができる。ついで、上記各ブロワの圧縮比が上記所定の圧縮比より大きくなると、上記各ブロワを直列運転することにより、小さな動力で吸着圧力を高くし、減圧再生圧力を低くすることができる。一方、減圧再生工程においても、上記各ブロワの圧縮比が所定の圧縮比より小さいときには、上記各ブロワを並列運転することにより、吸着塔からの排気量を増大させ、短時間の運転で、吸着塔内の減圧時の圧力を低くすることができる。

また、上記加圧時の圧力が高くなると、吸着塔内の吸着剤の吸着圧力も高くなるうえ（１６０ｋＰａ以上）、上記減圧時の圧力が低くなると、上記吸着剤の再生圧力が低くなり（４０ｋＰａ以下）、その結果、加圧時の吸着圧力と減圧時の再生圧力との圧力差が大きくなり、その分吸着剤の有効吸着量が増大し、吸着剤の充填量を削減することができる。また、上記並列運転と直列運転の時間を調整することで、ブロワ能力（原料空気の供給量および消費動力）の調整が可能となり、この点からも、消費動力を低減化することができる。このような本発明は、１塔式の場合に、好適に用いられ、つぎの効果を奏する。すなわち、通常、２塔式もしくはそれ以上の吸着塔を備えるガス分離装置においては、原空ブロワと真空ブロワとを個別に要し、真空ブロワによる減圧再生工程の時間により運転サイクルが決定されている。そのため、原空ブロワの能力、例えば容量の大きさは、先に真空ブロワの能力により決定された運転サイクルにより決定されている。これに対し、１塔式のガス分離装置においては、原空ブロワと真空ブロワとが兼用されており、原空ブロワによる吸着分離工程と真空ブロワによる減圧再生工程とが他の影響を受けない。そのため、各工程において並列運転から直列運転への切替時間および各々の運転時間を適宜設定することで、最適な吸着圧力および減圧再生圧力を設定することができる。一方、本発明のガス分離装置によっても、上記の優れた効果を奏する。

なお、本発明では、上記所定の圧縮比は、加圧時には、１．３０〜１．６０に設定され、好適には、１．４０程度に設定されており、減圧時には、１．４２〜２．４５に設定され、好適には、１．６５程度に設定されている。上記所定の圧縮比が加圧時に１．６０を、減圧時に２．４５を上回る場合には、ブロワへの負荷が大きくなり、消費動力が増大するという問題があり、加圧時に１．３０を、減圧時に１．４２を下回る場合には、ブロワの原料空気供給量もしくは排気ガス量が低下するため、製品発生量が減少するという問題がある。また、本発明において、「複数段式ブロワを用い」とは、複数台の単段式ブロワを用いる場合だけではなく、２段式一体型ブロワ（もしくは、複数段式一体型ブロワ）のように、１台で２段式ブロワ（もしくは、複数段式ブロワ）として作用するものを用いる場合や、単段式ブロワと２段式一体型ブロワ（もしくは、複数段式一体型ブロワ）とを組み合わせて用いる場合をも含むものである。

つぎに、本発明の実施の形態を図面にもとづいて詳しく説明する。ただし、本発明は、この実施の形態に限定されるわけではない。

図１は本発明のガス分離装置の一実施の形態を示している。この実施の形態では、ガス分離装置として、１塔式のＰＶＳＡ方式による酸素ガス発生装置が用いられている。図において、１，２は２段式ルーツ型ブロワであり、容量の大きい第１ブロワ１と容量の小さい第２ブロワ２とで構成されている。３は１基の吸着塔であり、原料空気中の窒素ガス（特定ガス）を選択的に吸着する吸着剤（図示せず）が充填されている。４は吸着塔３より回収した酸素富化ガスを貯める均圧塔であり、減圧再生工程を終了した吸着塔３に回収した酸素富化ガスを供給し吸着塔３を復圧する作用をする。５は吸着塔３から取り出した製品酸素ガスを貯める製品塔である。

６は外部から原料空気を導入する第１開閉弁６ａ付き原料空気導入路であり、７，８は原料空気導入路６から分岐する分岐路であり、第１分岐路７に第１ブロワ１，第１逆止弁９が原料空気の流れの上流側からこの順で配設されている。また、第２分岐路８に第２逆止弁１０，第２ブロワ２が上記上流側からこの順で配設されている。１１は第１分岐路７のブロワ逆止弁間部分（第１ブロワ１と第１逆止弁９との間の部分）と第２分岐路８のブロワ逆止弁間部分（第２ブロワ２と第２逆止弁１０との間の部分）とを連結する第２開閉弁１１ａ付き連結路である。１２は上記両分岐路７，８が合流する合流路であり、第３開閉弁１３ａ付き原料空気用接続路１３を介して吸着塔３の入口路１４に接続している。１５は上記入口路１４の端部（原料空気の流れの上流側の端部）と第１分岐路７のブロワ上流側部分（第１ブロワ１の上流側部分）とを接続する第４開閉弁１５ａ付き排気用接続路である。１６は合流路１２の端部（原料空気の流れの下流側の端部）から延びる第５開閉弁１６ａ付き放出路である。

１７は吸着塔３の出口路であり、１８は上記出口路１７から延びる第３逆止弁１９，第６開閉弁１８ａ付き酸素ガス取出路である。２０は製品塔５から延びる酸素ガス流路であり、酸素ガス取出路１８の弁間部分（第３逆止弁１９と第６開閉弁１８ａとの間の部分）に接続している。２１は均圧塔４から延びる第７開閉弁２１ａ付き酸素ガス導入路であり、上記出口路１７に接続している。

上記の構成において、吸着分離工程を行う場合には、図２に示すように、第１，第３，第６開閉弁６ａ，１３ａ，１８ａを開弁し、第２，第４，第５，第７開閉弁１１ａ，１５ａ，１６ａ，２１ａを閉弁する。これにより、両ブロワ１，２が並列に接続した状態になり、両ブロワ１，２がともに負荷運転を行い（両ブロワ１，２がともに原料ガス供給用として運転され）、原料空気導入路６から原料空気を導入し、両分岐路７，８、合流路１２、原料空気用接続路１３、入口路１４を経由して吸着塔３に供給する（この並列運転は、両ブロワ１，２の圧縮比が１．４以下であるときに行われる）。そして、両ブロワ１，２の並列運転による原料空気の供給により、吸着塔３内の圧力が上昇し、両ブロワ１，２の圧縮比が大きくなる（１．４以上になる）と、図３に示すように、自動的に第２開閉弁１１ａを開弁する。これにより、両ブロワ１，２が直列に接続した状態になり、両ブロワ１，２がともに負荷運転を行い、原料空気導入路６から導入した原料空気を、第１分岐路７，連結路１１，第２分岐路８，合流路１２，原料空気用接続路１３，入口路１４を経由して吸着塔３に供給することを行う。

一方、減圧排気を行う場合には、図４に示すように、第４〜第６開閉弁１５ａ，１６ａ，１８ａを開弁し、第１〜第３，第７開閉弁６ａ，１１ａ，１３ａ，２１ａを閉弁する。これにより、両ブロワ１，２が並列に接続した状態になり、両ブロワ１，２がともに負荷運転を行い（両ブロワ１，２がともに減圧再生用として運転され）、吸着塔３内を入口路１４、排気用接続路１５、両分岐路７，８、合流路１２、放出路１６を介して減圧排気する（この並列運転は、両ブロワ１，２の圧縮比が１．６５以下であるときに行われる）。そして、両ブロワ１，２の並列運転による減圧排気により、吸着塔３内の圧力が下降し、両ブロワ１，２の圧縮比が大きくなる（１．６５以上になる）と、図５に示すように、自動的に第２開閉弁１１ａを開弁する。これにより、両ブロワ１，２が直列に接続した状態になり、両ブロワ１，２がともに負荷運転を行い、吸着塔３内を入口路１４，排気用接続路１５，第１分岐路７，連結路１１，第２分岐路８，合流路１２、放出路１６を介して減圧排気することを行う。

なお、図２〜図５において、第１〜第７開閉弁６ａ，１１ａ，１３ａ，１５ａ，１６ａ，１８ａ，２１ａのうち、黒く塗りつぶしているものは、閉弁しており、黒く塗りつぶしていないものは、開弁していることを示している。また、各路６〜８，１１〜１８，２０，２１のうち、太線で表しているものは、ガスが流通しており、細線で表しているものは、ガスが流通していないことを示している。後述する図６〜図１３においても、同様である。

上記のように、この実施の形態では、両ブロワ１，２を用い、吸着分離工程および減圧再生工程において、両ブロワ１，２の圧縮比が小さいときには、並列運転を行い、両ブロワ１，２の圧縮比が大きいときには、直列運転を行っている。このため、加圧時の圧力が高くなって吸着剤の吸着圧力を高くすることができ、また、減圧時の圧力が低くなって吸着剤の再生圧力が低くすることができる。その結果、吸着圧力と再生圧力との圧力差が大きくなり、吸着剤の有効吸着量（窒素の）を増大することができる。しかも、両ブロワ１，２の圧縮比が大きいときには、直列運転を行っており、これにより、消費動力を低減させることができる。

図６〜図１３は上記実施の形態と同様構造のガス分離装置（１塔式のＰＶＳＡ方式による酸素ガス発生装置）を用いて行われるガス分離方法の一例を示している。

この例のガス分離方法では、まず、並列吸着分離工程（図６参照）を行う。この並列吸着分離工程では、上記実施の形態の吸着分離工程と同様に、第１，第３，第６開閉弁６ａ，１３ａ，１８ａを開弁し、第２，第４，第５，第７開閉弁１１ａ，１５ａ，１６ａ，２１ａを閉弁する。これにより、両ブロワ１，２が並列に接続した状態になり、両ブロワ１，２がともに負荷運転を行い（両ブロワ１，２がともに原料ガス供給用として運転され）、原料空気導入路６から原料空気を導入し、両分岐路７，８、合流路１２、原料空気用接続路１３、入口路１４を経由して吸着塔３に供給する（この並列運転は、両ブロワ１，２の圧縮比が１．４以下であるときに行われる）。このように、両ブロワ１，２を並列運転した状態で吸着塔３に原料空気を供給することで、原料空気の供給量を増大し、短時間で吸着塔３内の圧力を高めることができる。一方、製品塔５に貯めた製品酸素ガスを酸素ガス取出路１８から取り出す。

そして、両ブロワ１，２の並列運転による原料空気の供給により、吸着塔３内のガス圧力が上昇し、両ブロワ１，２の圧縮比が大きくなる（１．４以上になる）と、図７に示すように、自動的に第２開閉弁１１ａを開弁し、直列吸着分離工程を行う。この工程では、両ブロワ１，２が直列に接続した状態になり、原料空気導入路６から導入した原料空気を、第１分岐路７，連結路１１，第２分岐路８，合流路１２，原料空気用接続路１３，入口路１４を経由して吸着塔３に供給する。このように、両ブロワ１，２を直列運転した状態で吸着塔３に原料空気を供給することで、小さな動力で吸着塔３内の吸着剤の吸着圧力を高めることができる。また、第３逆止弁１９は、並列吸着分離工程もしくは直列吸着分離工程において（通常は、並列吸着分離工程において）、製品塔５内のガス圧力が吸着塔３内のガス圧力より低くなったときに開弁し、吸着塔３内の製品酸素ガスを製品塔５もしくは酸素ガス取出路１８に取り出す。

一方、減圧排気を行う場合には、まず、回収工程を行う（図８参照）。この回収工程では、第４〜第７開閉弁１５ａ，１６ａ，１８ａ，２１ａを開弁し、第１〜第３開閉弁６ａ，１１ａ，１３ａを閉弁する。これにより、両ブロワ１，２が並列に接続した状態になり、両ブロワ１，２がともに負荷運転を行い（両ブロワ１，２がともに減圧再生用として運転され）、吸着塔３内を入口路１４、排気用接続路１５、両分岐路７，８、合流路１２、放出路１６を介して減圧排気する（この並列運転は、両ブロワ１，２の圧縮比が１．６５以下であるときに行われる）。一方、吸着塔３に残存している製品酸素ガスを酸素ガス導入路２１を介して均圧塔４に回収し、製品酸素ガスの回収率を高め、製品塔５に貯めた製品酸素ガスを酸素ガス取出路１８から取り出す。

ついで、並列減圧再生工程を行う（図９参照）。この並列再生工程では、図８に示す状態から第７開閉弁２１ａを閉弁し、製品酸素ガスの回収を止める。一方、吸着塔３内の減圧排気を継続する。これにより、並列減圧再生工程の開始時には、両ブロワ１，２を並列運転した状態で減圧排気を行い、吸着塔３からの排気量を増大し、短時間で吸着塔３内の圧力を低くすることができる。

そして、両ブロワ１，２の並列運転による減圧排気により、吸着塔３内のガス圧力が下降し、両ブロワ１，２の圧縮比が大きくなる（１．６５以上になる）と、図１０に示すように、自動的に第２開閉弁１１ａを開弁し、直列減圧再生工程を行う。この工程では、両ブロワ１，２が直列に接続した状態になり、吸着塔３内を入口路１４，排気用接続路１５，第１分岐路７，連結路１１，第２分岐路８，合流路１２、放出路１６を介して減圧排気する。このように、両ブロワ１，２を直列運転した状態で減圧排気することで、小さな動力で吸着塔３内の吸着剤の減圧再生圧力を低くすることができる。

つぎに、均圧工程を行う（図１１参照）。この均圧工程では、図１０に示す状態から第７開閉弁２１ａを開弁し、回収工程で均圧塔４に回収した酸素リッチガス（製品酸素ガス）を吸着塔３内に復圧用ガスとして導入し、製品酸素ガスの回収率を高める。

つぎに、リンス工程を行う（図１２参照）。このリンス工程では、第１，第５，第６開閉弁６ａ，１６ａ，１８ａを開弁し、第２〜第４，第７開閉弁１１ａ，１３ａ，１５ａ，２１ａを閉弁する。これにより、両ブロワ１，２が並列に接続した状態になり、両ブロワ１，２がともに無負荷運転を行い、原料空気を原料空気導入路６から導入し、両分岐路７，８、合流路１２、放出路１６を経由して大気に放出する。このようにして両分岐路７，８、合流路１２、放出路１６内に残留している窒素リッチガスを原料空気に置換する。

そののち、復圧工程（図１３参照）を行う。この復圧工程では、図１２に示す状態から第３開閉弁１３ａを開弁し、両ブロワ１，２がともに負荷運転を行い（両ブロワ１，２が、並列に接続した状態で、ともに原料ガス供給用として運転され）、原料空気導入路６から導入した原料空気を両分岐路７，８、合流路１２、原料空気用接続路１３、入口路１４を経由して吸着塔３に供給し、吸着塔３を復圧する。また、大気を放出路１６から合流路１２に導入し、原料空気用接続路１３、入口路１４を経由して吸着塔３に供給し、大気によっても吸着塔３を復圧する。また、これまでの回収工程〜復圧工程で、第３逆止弁１９は閉弁している。

この例のガス分離方法でも、上記実施の形態と同様の作用・効果を奏する。

つぎに、本発明の実施例および比較例を説明する。

［実施例および比較例］
図６〜図１３に示す例において、下記の装置を用い、実施例では、吸着分離工程と減圧再生工程との双方において、並列運転と直列運転との切り替えを行い、比較例１では、上記双方において並列運転のみを行い、比較例２では、吸着分離工程において並列運転のみを行い、減圧再生工程において並列運転と直列運転との切り替えを行った。

上記の装置では、吸着塔３として、吸着塔口径：６００Ａ（内径：６０９．６ｍｍ）、吸着剤充填高さ：１３５９ｍｍ、吸着剤充填量：２４０ｋｇであるものを用いた。また、容量：０．９ｍ³の均圧槽４を用い、容量：１．５ｍ³の製品槽５を用いた。また、ブロワ１，２として、型式：２段式一体型ルーツ型ブロワ、風量：１７．５ｍ³／ｍｉｎａｔ４０℃大気圧（２段式一体型ルーツ型ブロワの並列運転時）、モーター容量：３０ｋＷのものを用い、吸着圧力（最大），減圧再生圧力（最小），電力原単位等を測定した。その測定結果を表１に示す。この表１では、運転条件として、ブロワ１，２の電流値が１００Ａを越えないように運転サイククの調整を実施している。また、ΔＰは、吸着圧力（最大）−減圧再生圧力（最小）の値である。また、製品発生量，電力原単位の、「Ｎｍ³」は「ｍ³（Ｎｏｒｍａｌ）」を示している。

上記の表１から明らかなように、ΔＰの値は、実施例の方が両比較例１，２よりも高くなっており、吸着剤の吸着圧力が高くなっていることが判る。また、電力原単位の値は、実施例の方が両比較例１，２よりも低くなっており、消費動力が低減していることが判る。

本発明のガス分離装置の一実施の形態を示す説明図である。上記ガス分離装置の作用を示す説明図である。上記ガス分離装置の作用を示す説明図である。上記ガス分離装置の作用を示す説明図である。上記ガス分離装置の作用を示す説明図である。本発明のガス分離方法の一例を示す説明図である。上記ガス分離方法を示す説明図である。上記ガス分離方法を示す説明図である。上記ガス分離方法を示す説明図である。上記ガス分離方法を示す説明図である。上記ガス分離方法を示す説明図である。上記ガス分離方法を示す説明図である。上記ガス分離方法を示す説明図である。２基の吸着塔を用いた場合の工程説明図である。従来例を示す構成図である。

符号の説明

１，２ブロワ

Claims

圧力真空スイング吸着方式によるガス分離方法であって、原料ガス供給用ブロワと減圧再生用ブロワとの双方を兼用する複数段式ブロワを用い、吸着分離工程および減圧再生工程において、上記各ブロワの圧縮比が所定の圧縮比より小さいときには、上記各ブロワを並列運転し、上記各ブロワの圧縮比が上記所定の圧縮比より大きくなると、上記各ブロワを直列運転するようにしたことを特徴とするガス分離方法。
圧力真空スイング吸着方式が１塔式である請求項１記載のガス分離方法。
圧力真空スイング吸着方式によるガス分離装置であって、特定ガスを選択的に吸着する吸着剤を充填した吸着塔と、吸着分離工程において上記吸着塔に原料ガスを供給する原料ガス供給路と、減圧再生工程において上記吸着塔を減圧して排気する排気路とを備え、上記原料ガス供給路に、原料空気供給用ブロワと減圧再生用ブロワとの双方を兼用する複数段式ブロワを配設した流路を設け、この流路で上記排気路の一部を兼用し、上記流路を、上記各ブロワを並列に接続する並列状態と、上記各ブロワを直列に接続する直列状態とに切り換え可能に構成し、吸着分離工程および減圧再生工程において、上記各ブロワの圧縮比が所定の圧縮比より小さい状態では、上記流路を並列状態にし、上記各ブロワの圧縮比が上記所定の圧縮比より大きい状態では、上記流路を直列状態するように構成したことを特徴とするガス分離装置。
圧力真空スイング吸着方式が１塔式である請求項３記載のガス分離装置。