JP2020142982A - 窒素富化ガスの製造装置及び製造方法 - Google Patents
窒素富化ガスの製造装置及び製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2020142982A JP2020142982A JP2020033852A JP2020033852A JP2020142982A JP 2020142982 A JP2020142982 A JP 2020142982A JP 2020033852 A JP2020033852 A JP 2020033852A JP 2020033852 A JP2020033852 A JP 2020033852A JP 2020142982 A JP2020142982 A JP 2020142982A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- raw material
- nitrogen
- pipe
- material 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.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
Abstract
Description
〔1〕 原料ガスとなる空気から製品ガスとなる窒素を含む窒素富化ガスを分離して製造する窒素富化ガスの製造装置であって、
吸着剤が充填された吸着塔と、
前記吸着塔に前記原料ガスを加圧した状態で導入する原料ガス導入配管と、
前記吸着剤に酸素を吸着させながら、前記原料ガスから分離された前記窒素富化ガスを前記吸着塔から導出する製品ガス導出配管と、
前記原料ガス導入配管から分岐されて、前記製品ガス導出配管に接続された原料ガス分岐配管とを備え、
前記原料ガス分岐配管を通して前記製品ガス導出配管に前記原料ガスの一部を導入することを特徴とする窒素富化ガスの製造装置。
〔2〕 前記原料ガス分岐配管を開閉する開閉弁を備え、
前記開閉弁を開閉操作することによって、前記製品ガス導出配管に対する前記原料ガスの導入を切り替えることを特徴とする前記〔1〕に記載の窒素富化ガスの製造装置。
〔3〕 前記吸着塔から導出された前記窒素富化ガスを一時的に貯留する製品ガス貯留槽を備え、
前記原料ガス分岐配管は、前記製品ガス貯留槽よりも下流側の前記製品ガス導出配管と接続されていることを特徴とする前記〔1〕又は〔2〕に記載の窒素富化ガスの製造装置。
〔4〕 前記製品ガス導出配管に導入される前記原料ガスの流量を調整する流量調整部を備えることを特徴とする前記〔1〕〜〔3〕の何れか一項に記載の窒素富化ガスの製造装置。
〔5〕 前記窒素富化ガス中に含まれる酸素及びアルゴンの少なくとも1つの純度を測定する測定部を備え、
前記流量調整部は、前記測定部による測定結果に基づいて、前記製品ガス導出配管に導入される前記原料ガスの流量を調整する流量調整弁を有することを特徴とする前記〔4〕に記載の窒素富化ガスの製造装置。
〔6〕 前記流量調整部は、前記原料ガス分岐配管の一部に設けられて、前記製品ガス導出配管に導入される前記原料ガスの流量を調整する流量調整配管を有することを特徴とする前記〔4〕に記載の窒素富化ガスの製造装置。
〔7〕 レーザ加工機のアシストガスの製造用、加熱処理装置の雰囲気ガスの製造用、立体造形物製造装置の雰囲気ガスの製造用の何れかの製造に用いられることを特徴とする前記〔1〕〜〔6〕の何れか一項に記載の窒素富化ガスの製造装置。
〔8〕 原料ガスとなる空気から製品ガスとなる窒素を含む窒素富化ガスを分離して製造する窒素富化ガスの製造方法であって、
吸着剤が充填された吸着塔に原料ガス導入配管を通して前記原料ガスを加圧した状態で導入し、前記吸着剤に酸素を吸着させながら、前記吸着塔から製品ガス導出配管を通して前記原料ガスから分離された前記窒素富化ガスを導出する加圧吸着工程と、
前記原料ガス導入配管から分岐されて、前記製品ガス導出配管に接続された原料ガス分岐配管を通して前記製品ガス導出配管に前記原料ガスの一部を導入する製品ガス調整工程とを含むことを特徴とする窒素富化ガスの製造方法。
〔9〕 前記製品ガス調整工程において、前記原料ガス分岐配管を開閉する開閉弁を開閉操作することによって、前記製品ガス導出配管に対する前記原料ガスの導入を切り替えることを特徴とする前記〔8〕に記載の窒素富化ガスの製造方法。
〔10〕 前記製品ガス調整工程において、前記吸着塔から導出された前記窒素富化ガスを一時的に貯留する製品ガス貯留槽よりも下流側の前記製品ガス導出配管に、前記原料ガス分岐配管を通して前記原料ガスの一部を導入することを特徴とする前記〔8〕又は〔9〕に記載の窒素富化ガスの製造方法。
〔11〕 前記製品ガス調整工程において、前記製品ガス導出配管に導入される前記原料ガスの流量を調整することを特徴とする前記〔8〕〜〔10〕の何れか一項に記載の窒素富化ガスの製造方法。
〔12〕 前記製品ガス調整工程において、前記窒素富化ガス中に含まれる酸素及びアルゴンの少なくとも1つの純度を測定し、その測定結果に基づいて、流量調整弁により前記製品ガス導出配管に導入される前記原料ガスの流量を調整することを特徴とする前記〔11〕に記載の窒素富化ガスの製造方法。
〔13〕 前記製品ガス調整工程において、前記原料ガス分岐配管の一部に流量調整配管を設けることによって、前記製品ガス導出配管に導入される前記原料ガスの流量を調整することを特徴とする前記〔11〕に記載の窒素富化ガスの製造方法。
〔14〕 レーザ加工機のアシストガスの製造用、加熱処理装置の雰囲気ガスの製造用、立体造形物製造装置の雰囲気ガスの製造用の何れかの製造に用いることを特徴とする前記〔8〕〜〔13〕の何れか一項に記載の窒素富化ガスの製造方法。
なお、以下の説明で用いる図面においては、各構成要素を見やすくするため、構成要素によって寸法の縮尺を異ならせて示すことがあり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。
先ず、本発明の一実施形態として、例えば図1に示す圧力変動吸着装置(以下、PSA装置という。)1について説明する。なお、図1は、PSA装置1の一構成例を示す系統図である。
次に、本発明の第1の実施形態に係る窒素富化ガスの製造装置として、図6に示すPSA装置1Aについて説明する。
なお、図6は、PSA装置1Aの構成を示す系統図である。また、以下の説明では、上記PSA装置1と同等の部位については、説明を省略すると共に、図面において同じ符号を付すものとする。
次に、本発明の第2の実施形態に係る窒素富化ガスの製造装置として、図7に示すPSA装置1Bについて説明する。
なお、図7は、PSA装置1Bの構成を示す系統図である。また、以下の説明では、上記PSA装置1,1Aと同等の部位については、説明を省略すると共に、図面において同じ符号を付すものとする。
実施例1では、上記PSA装置1Aを用いて、製品ガスG2として、窒素の純度が99.9%、流量が45Nm3/hの窒素富化ガスを製造した。
実施例2では、上記PSA装置1Bを用いて、製品ガスG2として、窒素の純度が99.99%、流量が36Nm3/hの窒素富化ガスを製造した。
実施例3では、ある条件のPSA装置において、予め設定された窒素純度に対して、製品ガスの窒素純度の変動幅が、±0.2%変動する場合を想定する。すなわち、製品ガスに必要な窒素純度が99%である場合、従来は、窒素純度を99.2%に設定する。これにより、製品ガスの窒素純度が、99.4%(99.2%+0.2%)〜99.0%(99.2%−0.2%)間で変動しても対応可能な運転を行っている。
実施例4では、上記PSA装置1Aを用いて、製品ガスG2として、窒素の純度が99.9%、流量が45Nm3/hの窒素富化ガスを製造した。
動力原単位[%]=([本発明のPSA装置を用いたときの動力源単位]/[従来のPSA装置を用いたときの動力源単位])×100
また、表4中に示す窒素純度には、アルゴン等の微量の不純物も含まれる。
比較例1では、原料ガス分岐配管25を設けない従来のPSA装置を用いて、製品ガスとして、窒素の純度が99.9%、流量が45Nm3/hの窒素富化ガスを製造した。
具体的に、本発明は、上記PSA装置1,1A,1Bのように、4つの吸着塔2A〜2Dを備えた構成に必ずしも限定されるものではなく、例えば、2つ吸着塔を備えた構成や、6つ又は8つの吸着塔を備えた構成など、その吸着塔の数について適宜変更することが可能である。
〔1〕 原料ガスとなる空気から製品ガスとなる窒素を含む窒素富化ガスを分離して製造する窒素富化ガスの製造装置であって、
吸着剤が充填された吸着塔と、
前記吸着塔に前記原料ガスを加圧した状態で導入する原料ガス導入配管と、
前記吸着剤に酸素を吸着させながら、前記原料ガスから分離された前記窒素富化ガスを前記吸着塔から導出する製品ガス導出配管と、
前記吸着塔から導出された前記窒素富化ガスを一時的に貯留する製品ガス貯留槽と、
前記原料ガス導入配管から分岐されて、前記製品ガス貯留槽よりも下流側の前記製品ガス導出配管と接続された原料ガス分岐配管とを備え、
前記原料ガス分岐配管を通して前記製品ガス導出配管に前記原料ガスの一部を導入することを特徴とする窒素富化ガスの製造装置。
〔2〕 前記原料ガス分岐配管を開閉する開閉弁を備え、
前記開閉弁を開閉操作することによって、前記製品ガス導出配管に対する前記原料ガスの導入を切り替えることを特徴とする前記〔1〕に記載の窒素富化ガスの製造装置。
〔3〕 前記製品ガス導出配管に導入される前記原料ガスの流量を調整する流量調整部を備えることを特徴とする前記〔1〕又は〔2〕に記載の窒素富化ガスの製造装置。
〔4〕 前記窒素富化ガス中に含まれる酸素及びアルゴンの少なくとも1つの純度を測定する測定部を備え、
前記流量調整部は、前記測定部による測定結果に基づいて、前記製品ガス導出配管に導入される前記原料ガスの流量を調整する流量調整弁を有することを特徴とする前記〔3〕に記載の窒素富化ガスの製造装置。
〔5〕 前記流量調整部は、前記原料ガス分岐配管の一部に設けられて、前記製品ガス導出配管に導入される前記原料ガスの流量を調整する流量調整配管を有することを特徴とする前記〔3〕に記載の窒素富化ガスの製造装置。
〔6〕 レーザ加工機のアシストガスの製造用、加熱処理装置の雰囲気ガスの製造用、立体造形物製造装置の雰囲気ガスの製造用の何れかの製造に用いられることを特徴とする前記〔1〕〜〔5〕の何れか一項に記載の窒素富化ガスの製造装置。
〔7〕 原料ガスとなる空気から製品ガスとなる窒素を含む窒素富化ガスを分離して製造する窒素富化ガスの製造方法であって、
吸着剤が充填された吸着塔に原料ガス導入配管を通して前記原料ガスを加圧した状態で導入し、前記吸着剤に酸素を吸着させながら、前記吸着塔から製品ガス導出配管を通して前記原料ガスから分離された前記窒素富化ガスを導出する加圧吸着工程と、
前記原料ガス導入配管から分岐されて、前記製品ガス導出配管に接続された原料ガス分岐配管を通して前記製品ガス導出配管に前記原料ガスの一部を導入する製品ガス調整工程とを含み、
前記製品ガス調整工程において、前記吸着塔から導出された前記窒素富化ガスを一時的に貯留する製品ガス貯留槽よりも下流側の前記製品ガス導出配管と接続された前記原料ガス分岐配管を通して前記製品ガス導出配管に前記原料ガスの一部を導入することを特徴とする窒素富化ガスの製造方法。
〔8〕 前記製品ガス調整工程において、前記原料ガス分岐配管を開閉する開閉弁を開閉操作することによって、前記製品ガス導出配管に対する前記原料ガスの導入を切り替えることを特徴とする前記〔7〕に記載の窒素富化ガスの製造方法。
〔9〕 前記製品ガス調整工程において、前記製品ガス導出配管に導入される前記原料ガスの流量を調整することを特徴とする前記〔7〕又は〔8〕に記載の窒素富化ガスの製造方法。
〔10〕 前記製品ガス調整工程において、前記窒素富化ガス中に含まれる酸素及びアルゴンの少なくとも1つの純度を測定し、その測定結果に基づいて、流量調整弁により前記製品ガス導出配管に導入される前記原料ガスの流量を調整することを特徴とする前記〔9〕に記載の窒素富化ガスの製造方法。
〔11〕 前記製品ガス調整工程において、前記原料ガス分岐配管の一部に流量調整配管を設けることによって、前記製品ガス導出配管に導入される前記原料ガスの流量を調整することを特徴とする前記〔9〕に記載の窒素富化ガスの製造方法。
〔12〕 レーザ加工機のアシストガスの製造用、加熱処理装置の雰囲気ガスの製造用、立体造形物製造装置の雰囲気ガスの製造用の何れかの製造に用いることを特徴とする前記〔7〕〜〔11〕の何れか一項に記載の窒素富化ガスの製造方法。
Claims (14)
- 原料ガスとなる空気から製品ガスとなる窒素を含む窒素富化ガスを分離して製造する窒素富化ガスの製造装置であって、
吸着剤が充填された吸着塔と、
前記吸着塔に前記原料ガスを加圧した状態で導入する原料ガス導入配管と、
前記吸着剤に酸素を吸着させながら、前記原料ガスから分離された前記窒素富化ガスを前記吸着塔から導出する製品ガス導出配管と、
前記原料ガス導入配管から分岐されて、前記製品ガス導出配管に接続された原料ガス分岐配管とを備え、
前記原料ガス分岐配管を通して前記製品ガス導出配管に前記原料ガスの一部を導入することを特徴とする窒素富化ガスの製造装置。 - 前記原料ガス分岐配管を開閉する開閉弁を備え、
前記開閉弁を開閉操作することによって、前記製品ガス導出配管に対する前記原料ガスの導入を切り替えることを特徴とする請求項1に記載の窒素富化ガスの製造装置。 - 前記吸着塔から導出された前記窒素富化ガスを一時的に貯留する製品ガス貯留槽を備え、
前記原料ガス分岐配管は、前記製品ガス貯留槽よりも下流側の前記製品ガス導出配管と接続されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の窒素富化ガスの製造装置。 - 前記製品ガス導出配管に導入される前記原料ガスの流量を調整する流量調整部を備えることを特徴とする請求項1〜3の何れか一項に記載の窒素富化ガスの製造装置。
- 前記窒素富化ガス中に含まれる酸素及びアルゴンの少なくとも1つの純度を測定する測定部を備え、
前記流量調整部は、前記測定部による測定結果に基づいて、前記製品ガス導出配管に導入される前記原料ガスの流量を調整する流量調整弁を有することを特徴とする請求項4に記載の窒素富化ガスの製造装置。 - 前記流量調整部は、前記原料ガス分岐配管の一部に設けられて、前記製品ガス導出配管に導入される前記原料ガスの流量を調整する流量調整配管を有することを特徴とする請求項4に記載の窒素富化ガスの製造装置。
- レーザ加工機のアシストガスの製造用、加熱処理装置の雰囲気ガスの製造用、立体造形物製造装置の雰囲気ガスの製造用の何れかの製造に用いられることを特徴とする請求項1〜6の何れか一項に記載の窒素富化ガスの製造装置。
- 原料ガスとなる空気から製品ガスとなる窒素を含む窒素富化ガスを分離して製造する窒素富化ガスの製造方法であって、
吸着剤が充填された吸着塔に原料ガス導入配管を通して前記原料ガスを加圧した状態で導入し、前記吸着剤に酸素を吸着させながら、前記吸着塔から製品ガス導出配管を通して前記原料ガスから分離された前記窒素富化ガスを導出する加圧吸着工程と、
前記原料ガス導入配管から分岐されて、前記製品ガス導出配管に接続された原料ガス分岐配管を通して前記製品ガス導出配管に前記原料ガスの一部を導入する製品ガス調整工程とを含むことを特徴とする窒素富化ガスの製造方法。 - 前記製品ガス調整工程において、前記原料ガス分岐配管を開閉する開閉弁を開閉操作することによって、前記製品ガス導出配管に対する前記原料ガスの導入を切り替えることを特徴とする請求項8に記載の窒素富化ガスの製造方法。
- 前記製品ガス調整工程において、前記吸着塔から導出された前記窒素富化ガスを一時的に貯留する製品ガス貯留槽よりも下流側の前記製品ガス導出配管に、前記原料ガス分岐配管を通して前記原料ガスの一部を導入することを特徴とする請求項8又は9に記載の窒素富化ガスの製造方法。
- 前記製品ガス調整工程において、前記製品ガス導出配管に導入される前記原料ガスの流量を調整することを特徴とする請求項8〜10の何れか一項に記載の窒素富化ガスの製造方法。
- 前記製品ガス調整工程において、前記窒素富化ガス中に含まれる酸素及びアルゴンの少なくとも1つの純度を測定し、その測定結果に基づいて、流量調整弁により前記製品ガス導出配管に導入される前記原料ガスの流量を調整することを特徴とする請求項11に記載の窒素富化ガスの製造方法。
- 前記製品ガス調整工程において、前記原料ガス分岐配管の一部に流量調整配管を設けることによって、前記製品ガス導出配管に導入される前記原料ガスの流量を調整することを特徴とする請求項11に記載の窒素富化ガスの製造方法。
- レーザ加工機のアシストガスの製造用、加熱処理装置の雰囲気ガスの製造用、立体造形物製造装置の雰囲気ガスの製造用の何れかの製造に用いることを特徴とする請求項8〜13の何れか一項に記載の窒素富化ガスの製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019035842 | 2019-02-28 | ||
JP2019035842 | 2019-02-28 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP6748321B1 JP6748321B1 (ja) | 2020-08-26 |
JP2020142982A true JP2020142982A (ja) | 2020-09-10 |
Family
ID=72146255
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020033852A Active JP6748321B1 (ja) | 2019-02-28 | 2020-02-28 | 窒素富化ガスの製造装置及び製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6748321B1 (ja) |
-
2020
- 2020-02-28 JP JP2020033852A patent/JP6748321B1/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6748321B1 (ja) | 2020-08-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101681543B1 (ko) | 질소 농축 가스 제조 방법, 가스 분리 방법 및 질소 농축 가스 제조 장치 | |
US6752851B2 (en) | Gas separating and purifying method and its apparatus | |
EP2314366A1 (en) | Pressure swing adsorption system with multiple-vessel beds | |
JPS62241524A (ja) | 純度安定化に優れる一酸化炭素の分離精製方法 | |
ZA200702064B (en) | Combined cryogenic distillation and PSA for argon production | |
JP5902920B2 (ja) | 窒素ガス製造方法、ガス分離方法および窒素ガス製造装置 | |
JP2013056810A (ja) | オゾンガスの濃縮方法及びその装置 | |
TWI680791B (zh) | 氦氣之純化方法及純化系統 | |
CN108367923A (zh) | 氖气回收/净化系统和氖气回收/净化方法 | |
WO2017170983A1 (ja) | 圧力変動吸着式ガス製造装置 | |
GB1572532A (en) | Method for separation of a gaseous mixture | |
JP2022054755A (ja) | 圧力変動吸着装置 | |
JP6748321B1 (ja) | 窒素富化ガスの製造装置及び製造方法 | |
JPS58151304A (ja) | プレツシヤ−スイング法による酸素製造方法 | |
TWI626214B (zh) | 二氧化碳之純化方法及純化系統 | |
JP7195887B2 (ja) | 圧力変動吸着装置 | |
JP7013338B2 (ja) | 圧力変動吸着装置 | |
JP2020142180A (ja) | 高酸素ガスの供給装置および方法 | |
JP2017202447A (ja) | ガス分離装置 | |
JPS6238219A (ja) | 気体精製方法 | |
JP2003119009A (ja) | 窒素ガスの製造方法および製造装置 | |
JP2003040606A (ja) | 酸素濃縮器 | |
JPH04247211A (ja) | 窒素ガス分離装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20200228 |
|
A871 | Explanation of circumstances concerning accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871 Effective date: 20200228 |
|
A975 | Report on accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005 Effective date: 20200317 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20200602 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200703 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20200728 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20200806 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6748321 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |