JP2021107058A - Nitrogen gas separation method and nitrogen gas separation device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、窒素ガス分離方法および窒素ガス分離装置に関する。 The present invention relates to a nitrogen gas separation method and a nitrogen gas separation device.
近年、窒素ガスは金属の熱処理、半導体の製造、化学プラントの防爆シール等に用いる工業用ガスから食品保存用の充填ガスに至るまで多岐にわたる分野で使用されており、その使用量も年々増大している。この窒素ガスの製造方法として、速度分離型の吸着剤である分子ふるい炭素を充填した吸着槽に原料ガスである高圧の空気を送入し、前記吸着剤に酸素ガスを吸着させて窒素ガスを分離するいわゆる圧力変動吸着(Pressure Swing Adsorption:PSA)式製造方法が用いられている。このようなPSA方式による窒素ガス分離方法としては、例えば、特許文献1に記載されたものが知られている。 In recent years, nitrogen gas has been used in a wide range of fields from industrial gas used for heat treatment of metals, manufacturing of semiconductors, explosion-proof seals of chemical plants, etc. to filling gas for food preservation, and the amount used is increasing year by year. ing. As a method for producing this nitrogen gas, high-pressure air, which is a raw material gas, is sent into an adsorption tank filled with molecular sieve carbon, which is a speed-separating type adsorbent, and oxygen gas is adsorbed on the adsorbent to produce nitrogen gas. A so-called pressure fluctuation adsorption (PSA) type manufacturing method for separating is used. As such a nitrogen gas separation method by the PSA method, for example, the one described in Patent Document 1 is known.
特許文献1の窒素ガス分離方法は、常に安定して高純度の窒素ガス(例えば、99.99%)を供給することを目的としている。 The nitrogen gas separation method of Patent Document 1 aims to always stably supply high-purity nitrogen gas (for example, 99.99%).
一方、窒素ガスの純度は高純度でなくても多量の窒素ガスを取り出したいというユーザの要望がある。このようなユーザの要望に応えるため、製品ガスとして取り出す窒素ガスの流量を増加させることにより、低純度の窒素ガスを多量に得る方法が考えられる。 On the other hand, there is a demand from users who want to take out a large amount of nitrogen gas even if the purity of nitrogen gas is not high. In order to meet such demands of users, a method of obtaining a large amount of low-purity nitrogen gas by increasing the flow rate of nitrogen gas taken out as a product gas can be considered.
しかしながら、この場合、窒素ガスの取り出し量が増加するため、製品ガスとして取り出す窒素ガスの圧力が低下してしまい、ユーザが望む製品ガスの圧力が得られないという問題がある。 However, in this case, since the amount of nitrogen gas taken out increases, the pressure of the nitrogen gas taken out as the product gas decreases, and there is a problem that the pressure of the product gas desired by the user cannot be obtained.
そこで、本発明は、上記の課題に基づいてなされたものであり、その目的は、取り出す製品ガスの圧力が低下することを抑制しつつ、より多くの製品ガスを得ることができる窒素ガス分離方法および窒素ガス分離装置を提供することである。 Therefore, the present invention has been made based on the above-mentioned problems, and an object of the present invention is a nitrogen gas separation method capable of obtaining a larger amount of product gas while suppressing a decrease in the pressure of the product gas to be taken out. And to provide a nitrogen gas separator.
本発明に係る窒素ガス分離方法は、吸着剤が充填された2基以上の吸着塔に窒素ガスと酸素ガスとを含む原料ガスを加圧下で供給し、各吸着塔が吸着工程、均圧工程、脱着工程、均圧工程を繰り返し、前記原料ガスよりも高濃度の窒素ガスが含まれる製品ガスを得る窒素ガス分離方法である。第1流量よりも大きな流量である第2流量で製品ガスを製品槽から取り出す際に、前記吸着工程は、第1濃度の製品ガスを前記第1流量で取り出すための吸着工程の実施時間である第1時間よりも長い第2時間行う。 In the nitrogen gas separation method according to the present invention, a raw material gas containing nitrogen gas and oxygen gas is supplied under pressure to two or more adsorption towers filled with an adsorbent, and each adsorption tower has an adsorption step and a pressure equalizing step. This is a nitrogen gas separation method for obtaining a product gas containing a higher concentration of nitrogen gas than the raw material gas by repeating the desorption step and the pressure equalizing step. When the product gas is taken out from the product tank at a second flow rate, which is a flow rate larger than the first flow rate, the adsorption step is the implementation time of the adsorption step for taking out the product gas having the first concentration at the first flow rate. Perform the second hour, which is longer than the first hour.
本発明によれば、第1流量よりも大きな流量である第2流量で製品ガスを製品槽から取り出すので、第1濃度の製品ガスを取り出す場合に比べて低い濃度の製品ガスであっても多量の製品ガスを取り出したい、というユーザの要望に応えることができる。しかも、吸着工程は、第1濃度の製品ガスを第1流量で取り出すための吸着工程の実施時間である第1時間よりも長い第2時間行うので、第1濃度の製品ガスを取り出す場合に比べて、製品ガスの圧力が低下することを抑制することができる。 According to the present invention, since the product gas is taken out from the product tank at the second flow rate, which is a flow rate larger than the first flow rate, even a large amount of the product gas having a lower concentration than when the product gas having the first concentration is taken out. It is possible to meet the user's request to take out the product gas of. Moreover, since the adsorption step is performed for the second time, which is longer than the first time, which is the execution time of the adsorption step for taking out the product gas of the first concentration at the first flow rate, compared with the case of taking out the product gas of the first concentration. Therefore, it is possible to suppress a decrease in the pressure of the product gas.
上記構成において、前記吸着工程において、前記吸着工程に付されている吸着塔から前記脱着工程に付されている吸着塔へ前記製品ガスの一部を洗浄ガスとして送ってもよい。前記脱着工程に付されている吸着塔へ送られる前記洗浄ガスの流量は、前記第1時間に対する前記第2時間の長さの比または差に応じて小さくなる流量とされる。 In the above configuration, in the adsorption step, a part of the product gas may be sent as a cleaning gas from the adsorption tower attached to the adsorption step to the adsorption tower attached to the desorption step. The flow rate of the cleaning gas sent to the adsorption tower attached to the desorption step is set to a flow rate that decreases according to the ratio or difference of the length of the second time to the first time.
この構成によれば、吸着工程において、第1濃度の製品ガスを第1流量で取り出すための吸着工程の実施時間である第1時間よりも長い第2時間製品ガスを製品槽から取り出すが、洗浄ガスの流量を小さくするため、脱着工程に付されている吸着塔へ送られる洗浄ガスの量は多くならない。しかも、洗浄ガスの流量は、第1時間に対する第2時間の長さの比または差に応じて小さくなる流量とされるので、第1濃度の製品ガスの一部を洗浄ガスとして送るときの洗浄ガスの量と同等の量で済ますことができる。このため、吸着工程において、製品ガスの一部が洗浄ガスとして必要以上に排出されてしまうことを抑制することができる。 According to this configuration, in the adsorption step, the product gas is taken out from the product tank for a second time, which is longer than the first time, which is the execution time of the adsorption step for taking out the product gas of the first concentration at the first flow rate, but is washed. In order to reduce the gas flow rate, the amount of cleaning gas sent to the adsorption tower attached to the desorption process does not increase. Moreover, since the flow rate of the cleaning gas is set to be a flow rate that becomes smaller according to the ratio or difference of the length of the second time to the first time, cleaning when a part of the product gas having the first concentration is sent as the cleaning gas. It can be as much as the amount of gas. Therefore, in the adsorption step, it is possible to prevent a part of the product gas from being discharged as a cleaning gas more than necessary.
上記構成において、前記吸着工程において、前記吸着工程に付されている吸着塔から前記脱着工程に付されている吸着塔へ前記製品ガスの一部を洗浄ガスとして送る一方で、前記洗浄ガスを前記脱着工程に付されている吸着塔へ送ることを一時的に停止してもよい。前記停止する時間は、前記第1時間に対する前記第2時間の長さの差または比に応じて大きくなる時間とされてもよい。 In the above configuration, in the adsorption step, a part of the product gas is sent as a cleaning gas from the adsorption tower attached to the adsorption step to the adsorption tower attached to the desorption step, while the cleaning gas is sent. Sending to the adsorption tower attached to the desorption step may be temporarily stopped. The stop time may be a time that increases according to the difference or ratio of the length of the second time to the first time.
この構成によれば、吸着工程において、第1濃度の製品ガスを第1流量で取り出すための吸着工程の実施時間である第1時間よりも長い第2時間製品ガスを製品槽から取り出すが、脱着工程に付されている吸着塔へ洗浄ガスを送ることを一時的に停止するため、脱着工程に付されている吸着塔へ送られる洗浄ガスの量は多くならない。しかも、停止する時間は、第1時間に対する第2時間の長さの差または比に応じて大きくなる時間とされるので、洗浄ガスの量は、第1濃度の製品ガスの一部を洗浄ガスとして送るときの洗浄ガスの量と同等の量で済ますことができる。このため、吸着工程において、製品ガスの一部が洗浄ガスとして必要以上に排出されてしまうことを抑制することができる。 According to this configuration, in the adsorption step, the product gas is taken out from the product tank for the second hour, which is longer than the first time, which is the execution time of the adsorption step for taking out the product gas of the first concentration at the first flow rate, but is desorbed. Since the sending of the cleaning gas to the adsorption tower attached to the process is temporarily stopped, the amount of the cleaning gas sent to the adsorption tower attached to the desorption process does not increase. Moreover, since the stop time is set to be a time that increases according to the difference or ratio of the length of the second time to the first time, the amount of the cleaning gas is a cleaning gas for a part of the product gas having the first concentration. The amount can be the same as the amount of cleaning gas when it is sent as. Therefore, in the adsorption step, it is possible to prevent a part of the product gas from being discharged as a cleaning gas more than necessary.
本発明に係る窒素ガス分離方法は、吸着剤が充填された2基以上の吸着塔に窒素ガスと酸素ガスとを含む原料ガスを加圧下で供給し、各吸着塔が吸着工程、均圧工程、脱着工程、均圧工程を繰り返し、前記原料ガスよりも高濃度の窒素ガスが含まれる製品ガスを得る窒素ガス分離方法である。前記窒素ガス分離方法では、前記製品ガスの流量を流量計により計測し、前記製品ガスの圧力を圧力計により検出し、前記流量計により計測された流量が前記吸着工程において第1濃度の製品ガスを製品槽から第1時間取り出すときの第1流量よりも大きく、かつ、前記圧力計により検出された圧力が前記第1時間の吸着工程を行ったときに製品槽から取り出される製品ガスの圧力である第1圧力よりも低い場合に、前記吸着工程の長さが前記第1時間よりも長い第2時間になるように吸着工程の時間を延長する。 In the nitrogen gas separation method according to the present invention, a raw material gas containing nitrogen gas and oxygen gas is supplied under pressure to two or more adsorption towers filled with an adsorbent, and each adsorption tower has an adsorption step and a pressure equalizing step. This is a nitrogen gas separation method for obtaining a product gas containing a higher concentration of nitrogen gas than the raw material gas by repeating the desorption step and the pressure equalizing step. In the nitrogen gas separation method, the flow rate of the product gas is measured by a flow meter, the pressure of the product gas is detected by the pressure gauge, and the flow rate measured by the flow meter is the product gas having the first concentration in the adsorption step. Is larger than the first flow rate when the gas is taken out from the product tank for the first hour, and the pressure detected by the pressure gauge is the pressure of the product gas taken out from the product tank when the adsorption step for the first hour is performed. When the pressure is lower than a certain first pressure, the time of the suction step is extended so that the length of the suction step becomes the second time longer than the first time.
本発明によれば、第1濃度の製品ガスを製品槽から取り出すときの製品ガスの第1流量よりも大きい流量で製品ガスを製品槽から取り出すので、取り出される製品ガス中の窒素ガス濃度が第1濃度よりも下がる。この製品ガスの取り出しに際し、流量計により計測された流量が吸着工程において第1濃度の製品ガスを製品槽から第1時間取り出すときの第1流量よりも大きく、かつ、圧力計により検出された圧力が第1時間の吸着工程を行ったときに製品槽から取り出される製品ガスの圧力である第1圧力よりも低い場合に、吸着工程の長さが第1時間よりも長い第2時間になるように吸着工程の時間を延長する。このため、第1圧力で第1濃度の製品ガスを取り出す場合に比べて、製品ガスの圧力が低下することを抑制しつつ、より多くの製品ガスを得ることができる。 According to the present invention, since the product gas is taken out from the product tank at a flow rate larger than the first flow rate of the product gas when the product gas having the first concentration is taken out from the product tank, the nitrogen gas concentration in the taken out product gas is the first. It is lower than 1 concentration. When taking out this product gas, the flow rate measured by the flow meter is larger than the first flow rate when taking out the product gas of the first concentration from the product tank for the first hour in the adsorption step, and the pressure detected by the pressure gauge. Is lower than the first pressure, which is the pressure of the product gas taken out from the product tank when the adsorption step is performed for the first hour, so that the length of the adsorption step is longer than the first hour in the second hour. Extend the time of the adsorption process. Therefore, as compared with the case where the product gas having the first concentration is taken out at the first pressure, a larger amount of product gas can be obtained while suppressing a decrease in the pressure of the product gas.
本発明に係る窒素ガス分離装置は、吸着剤が充填され、少なくとも窒素ガスと酸素ガスを含む原料ガスが導入される第1吸着塔と、吸着剤が充填され、少なくとも窒素ガスと酸素ガスを含む原料ガスが導入される第2吸着塔と、前記第1吸着塔及び第2吸着塔において吸着工程、均圧工程、脱着工程、均圧工程を繰り返し行うための制御を行う制御部と、前記第1吸着塔及び第2吸着塔において原料ガスから得られた窒素ガスを含む製品ガスが導入される製品槽と、前記製品ガスの流量を計測する流量計と、前記製品ガスの圧力を検出する圧力計と、を備える。前記制御部は、前記流量計により計測された流量が前記吸着工程において第1濃度の製品ガスを製品槽から第1時間取り出すときの第1流量よりも大きく、かつ、前記圧力計により検出された圧力が前記第1時間の吸着工程を行ったときに製品槽から取り出される製品ガスの圧力である第1圧力よりも低い場合に、前記吸着工程の長さが前記第1時間よりも長い第2時間になるように吸着工程の時間を延長する。 The nitrogen gas separator according to the present invention contains a first adsorption tower filled with an adsorbent and at least introduced with a raw material gas containing nitrogen gas and oxygen gas, and an adsorbent filled with at least nitrogen gas and oxygen gas. A second adsorption tower into which the raw material gas is introduced, a control unit that controls the first adsorption tower and the second adsorption tower to repeatedly perform the adsorption step, the pressure equalizing step, the desorption step, and the pressure equalizing step, and the first A product tank into which a product gas containing nitrogen gas obtained from a raw material gas is introduced in the first adsorption tower and the second adsorption tower, a flow meter for measuring the flow rate of the product gas, and a pressure for detecting the pressure of the product gas. It is equipped with a total. In the control unit, the flow rate measured by the flow meter was larger than the first flow rate when the product gas having the first concentration was taken out from the product tank for the first hour in the adsorption step, and was detected by the pressure gauge. When the pressure is lower than the first pressure, which is the pressure of the product gas taken out from the product tank when the adsorption step of the first hour is performed, the length of the adsorption step is longer than that of the first hour. Extend the time of the adsorption process so that it is time.
本発明によれば、第1濃度の製品ガスを製品槽から取り出すときの製品ガスの第1流量よりも大きい流量で製品ガスを製品槽から取り出すので、取り出される製品ガス中の窒素ガス濃度が第1濃度よりも下がる。この製品ガスの取り出しに際し、流量計により計測された流量が吸着工程において第1濃度の製品ガスを製品槽から第1時間取り出すときの第1流量よりも大きく、かつ、圧力計により検出された圧力が第1時間の吸着工程を行ったときに製品槽から取り出される製品ガスの圧力である第1圧力よりも低い場合、前記吸着工程の長さが前記第1時間よりも長い第2時間になるように吸着工程の時間が延長される。このため、第1圧力で第1濃度の製品ガスを取り出す場合に比べて、製品ガスの圧力が低下することを抑制しつつ、より多くの製品ガスを得ることができる。 According to the present invention, since the product gas is taken out from the product tank at a flow rate larger than the first flow rate of the product gas when the product gas having the first concentration is taken out from the product tank, the nitrogen gas concentration in the taken out product gas is the first. It is lower than 1 concentration. When taking out this product gas, the flow rate measured by the flow meter is larger than the first flow rate when taking out the product gas of the first concentration from the product tank for the first hour in the adsorption step, and the pressure detected by the pressure gauge. Is lower than the first pressure, which is the pressure of the product gas taken out from the product tank when the adsorption step of the first hour is performed, the length of the adsorption step becomes the second time longer than the first hour. As such, the time of the adsorption process is extended. Therefore, as compared with the case where the product gas having the first concentration is taken out at the first pressure, a larger amount of product gas can be obtained while suppressing a decrease in the pressure of the product gas.
上記構成において、前記制御部は、前記吸着工程において、前記吸着工程に付されている吸着塔から前記脱着工程に付されている吸着塔へ前記製品ガスの一部を洗浄ガスとして送るための制御を行ってもよい。前記脱着工程に付されている吸着塔へ送られる前記洗浄ガスの流量は、前記第1時間に対する前記第2時間の長さの比または差に応じて小さくなる流量とされてもよい。 In the above configuration, the control unit controls to send a part of the product gas as a cleaning gas from the adsorption tower attached to the adsorption step to the adsorption tower attached to the desorption step in the adsorption step. May be done. The flow rate of the cleaning gas sent to the adsorption tower attached to the desorption step may be a flow rate that becomes smaller depending on the ratio or difference of the length of the second time to the first time.
この構成によれば、吸着工程において、第1濃度の製品ガスを第1流量で取り出すための吸着工程の実施時間である第1時間よりも長い第2時間製品ガスを製品槽から取り出すが、洗浄ガスの流量を小さくするため、脱着工程に付されている吸着塔へ送られる洗浄ガスの量は多くならない。しかも、洗浄ガスの流量は、第1時間に対する第2時間の長さの比または差に応じて小さくなる流量とされるので、第1濃度の製品ガスの一部を洗浄ガスとして送るときの洗浄ガスの量と同等の量で済ますことができる。このため、吸着工程において、製品ガスの一部が洗浄ガスとして必要以上に排出されてしまうことを抑制することができる。 According to this configuration, in the adsorption step, the product gas is taken out from the product tank for a second time, which is longer than the first time, which is the execution time of the adsorption step for taking out the product gas of the first concentration at the first flow rate, but is washed. In order to reduce the gas flow rate, the amount of cleaning gas sent to the adsorption tower attached to the desorption process does not increase. Moreover, since the flow rate of the cleaning gas is set to be a flow rate that becomes smaller according to the ratio or difference of the length of the second time to the first time, cleaning when a part of the product gas having the first concentration is sent as the cleaning gas. It can be as much as the amount of gas. Therefore, in the adsorption step, it is possible to prevent a part of the product gas from being discharged as a cleaning gas more than necessary.
上記構成において、前記制御部は、前記吸着工程において、前記吸着工程に付されている吸着塔から前記脱着工程に付されている吸着塔へ前記製品ガスの一部を洗浄ガスとして送るための制御を行う一方で、前記脱着工程に付されている吸着塔へ前記洗浄ガスを送ることを一時的に停止するための制御を行ってもよい。前記停止する時間は、前記第1時間に対する前記第2時間の長さの差または比に応じて大きくなる時間とされてもよい。 In the above configuration, the control unit controls to send a part of the product gas as a cleaning gas from the adsorption tower attached to the adsorption step to the adsorption tower attached to the desorption step in the adsorption step. On the other hand, control may be performed to temporarily stop sending the cleaning gas to the adsorption tower attached to the desorption step. The stop time may be a time that increases according to the difference or ratio of the length of the second time to the first time.
この構成によれば、吸着工程において、第1濃度の製品ガスを第1流量で取り出すための吸着工程の実施時間である第1時間よりも長い第2時間製品ガスを製品槽から取り出すが、脱着工程に付されている吸着塔へ洗浄ガスを送ることを一時的に停止するため、脱着工程に付されている吸着塔へ送られる洗浄ガスの量は多くならない。しかも、停止する時間は、第1時間に対する第2時間の長さの差または比に応じて大きくなる時間とされるので、洗浄ガスの量は、第1濃度の製品ガスの一部を洗浄ガスとして送るときの洗浄ガスの量と同等の量で済ますことができる。このため、吸着工程において、製品ガスの一部が洗浄ガスとして必要以上に排出されてしまうことを抑制することができる。 According to this configuration, in the adsorption step, the product gas is taken out from the product tank for the second hour, which is longer than the first time, which is the execution time of the adsorption step for taking out the product gas of the first concentration at the first flow rate, but is desorbed. Since the sending of the cleaning gas to the adsorption tower attached to the process is temporarily stopped, the amount of the cleaning gas sent to the adsorption tower attached to the desorption process does not increase. Moreover, since the stop time is set to be a time that increases according to the difference or ratio of the length of the second time to the first time, the amount of the cleaning gas is a cleaning gas for a part of the product gas having the first concentration. The amount can be the same as the amount of cleaning gas when it is sent as. Therefore, in the adsorption step, it is possible to prevent a part of the product gas from being discharged as a cleaning gas more than necessary.
本発明によれば、取り出す製品ガスの圧力が低下することを抑制しつつ、より多くの製品ガスを得ることができる。 According to the present invention, more product gas can be obtained while suppressing a decrease in the pressure of the product gas to be taken out.
以下、本発明の各実施形態について、図面を参照しながら説明する。但し、以下で参照する各図は、説明の便宜上、本発明の実施形態に係る窒素ガス分離装置を説明するために必要となる主要な構成要素を簡略化して示したものである。したがって、本発明の各実施形態に係る窒素ガス分離装置は、本明細書が参照する各図に示されていない任意の構成要素を備え得る。以下、図1を参照しながら、第1実施形態の窒素ガス分離装置について説明する。 Hereinafter, each embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. However, for convenience of explanation, each figure referred to below is a simplified representation of the main components required for explaining the nitrogen gas separator according to the embodiment of the present invention. Therefore, the nitrogen gas separator according to each embodiment of the present invention may include any component not shown in each of the figures referenced herein. Hereinafter, the nitrogen gas separation device of the first embodiment will be described with reference to FIG.
(第1実施形態)
窒素ガス分離装置10は、窒素ガスと酸素ガスとを含む原料ガスから窒素ガスを分離して、窒素ガスを含む製品ガスを得るものである。原料ガスとしては、例えば、空気を使用することができるが、これに限定されるものではなく、少なくとも窒素ガスと酸素ガスを含むガスであればよい。
(First Embodiment)
The nitrogen
窒素ガス分離装置10は、図1に示すように、原料ガス供給部2と、第1吸着塔3Aと、第2吸着塔3Bと、製品ガス取り出しラインL3と、製品槽4と、制御部20と、を備える。尚、第1及び第2吸着塔3A、3Bは、合計3基以上設けられてもよい。
As shown in FIG. 1, the nitrogen
原料ガス供給部2は、ガス供給機1と、ガス供給機1の吐出口に接続された原料ガス供給ラインL1と、原料ガス供給ラインL1と第1吸着塔3Aの入口とを接続する第1吸着塔入口ラインL1Aと、原料ガス供給ラインL1と第2吸着塔3Bの入口とを接続する第2吸着塔入口ラインL1Bと、を有する。
The raw material gas supply unit 2 is a first unit that connects the gas supply machine 1, the raw material gas supply line L1 connected to the discharge port of the gas supply machine 1, the raw material gas supply line L1 and the inlet of the
ガス供給機1は、原料ガスを吸入口から吸い込み、吸い込んだ原料ガスを加圧して吐出口から吐出し、原料ガス供給ラインL1および第1及び第2吸着塔入口ラインL1A、L1Bを介して第1及び第2吸着塔3A、3Bに所定圧力の原料ガスを供給する。尚、原料ガスとして空気が使用される場合は、ガス供給機1は、大気から空気を吸い込む。空気以外のガスを原料ガスとする場合は、例えば、ガス供給機1は、原料ガスを容器に入れた原料ガス源7に接続される(図1参照)。尚、ガス供給機1は、圧縮機、昇圧機またはブロワによって構成されてもよい。 The gas supply machine 1 sucks the raw material gas from the suction port, pressurizes the sucked raw material gas and discharges it from the discharge port, and passes through the raw material gas supply line L1 and the first and second adsorption tower inlet lines L1A and L1B. The raw material gas at a predetermined pressure is supplied to the first and second adsorption towers 3A and 3B. When air is used as the raw material gas, the gas supply machine 1 sucks air from the atmosphere. When a gas other than air is used as the raw material gas, for example, the gas supply machine 1 is connected to the raw material gas source 7 containing the raw material gas in a container (see FIG. 1). The gas supply machine 1 may be composed of a compressor, a booster, or a blower.
第1吸着塔入口ラインL1A上には、第1吸気バルブCV1が設けられている。第2吸着塔入口ラインL1Bには、第2吸気バルブCV3が設けられている。さらに、第1吸着塔入口ラインL1Aと第2吸着塔入口ラインL1Bとを接続する第1均圧ラインL7が設けられている。第1均圧ラインL7上には、第1均圧バルブCV7が設けられている。第1及び第2吸着塔入口ラインL1A、L1Bには、原料ガス排出ラインL2が接続されている。 A first intake valve CV1 is provided on the first suction tower inlet line L1A. A second intake valve CV3 is provided on the second suction tower inlet line L1B. Further, a first pressure equalizing line L7 connecting the first suction tower inlet line L1A and the second suction tower inlet line L1B is provided. A first pressure equalizing valve CV7 is provided on the first pressure equalizing line L7. The raw material gas discharge line L2 is connected to the first and second adsorption tower inlet lines L1A and L1B.
原料ガス排出ラインL2は、第1吸着塔入口ラインL1A上における第1吸気バルブCV1の下流側に接続された第1排出ラインL2Aと、第2吸着塔入口ラインL1B上における第2吸気バルブCV3の下流側に接続された第2排出ラインL2Bと、第1排出ラインL2Aと第2排出ラインL2Bとの合流点に接続された排出合流ラインL2Cと、を有する。 The raw material gas discharge line L2 includes a first discharge line L2A connected to the downstream side of the first intake valve CV1 on the first suction tower inlet line L1A and a second intake valve CV3 on the second suction tower inlet line L1B. It has a second discharge line L2B connected to the downstream side and a discharge merging line L2C connected to a confluence of the first discharge line L2A and the second discharge line L2B.
第1吸着塔3A及び第2吸着塔3Bは、酸素ガスを吸着する吸着剤が充填されている。第1吸着塔3A及び第2吸着塔3Bは、原料ガスが供給されると、原料ガス中の酸素ガスが吸着剤に吸着して、窒素ガスを高純度に含む製品ガスを生成する。第1及び第2吸着塔3A、3B内に充填される吸着剤としては、酸素ガスを吸着できるものであればいずれのものでもよく、例えば、分子篩炭素を使用することができる。
The
分子篩炭素とは、多数の細孔を備える木炭、石炭、コークス、やし殻、樹脂、ピッチなどの原料を高温で炭化し、細孔径を約3〜5オングストロームに調整した木質系、石炭系、樹脂系、ピッチ系などの吸着剤である。このような分子篩炭素は、窒素ガスよりも酸素ガスを吸着しやすい性質を有しており、空気等の窒素ガスと酸素ガスとを含む混合気体から、酸素ガスを選択的に吸着する性質を有する。また、分子篩炭素は、高圧条件下において酸素ガスの吸着能が増大する。そのため、分子篩炭素は、第1及び第2吸着塔3A、3B内を加圧することにより酸素ガスを多く吸着することができ、その後、第1及び第2吸着塔3A、3B内を減圧することにより酸素ガスを脱着させることができる。 Molecular sieve carbon is a wood-based or coal-based carbon whose pore diameter is adjusted to about 3 to 5 angstroms by carbonizing raw materials such as charcoal, coal, coke, coconut shell, resin, and pitch having a large number of pores at high temperature. It is a resin-based or pitch-based adsorbent. Such molecular sieve carbon has a property of adsorbing oxygen gas more easily than nitrogen gas, and has a property of selectively adsorbing oxygen gas from a mixed gas containing nitrogen gas such as air and oxygen gas. .. Further, the molecular sieve carbon has an increased ability to adsorb oxygen gas under high pressure conditions. Therefore, the molecular sieve carbon can adsorb a large amount of oxygen gas by pressurizing the insides of the first and second adsorption towers 3A and 3B, and then by depressurizing the insides of the first and second adsorption towers 3A and 3B. Oxygen gas can be desorbed.
第1及び第2吸着塔3A、3Bにおいて生成された製品ガスは、製品ガス取り出しラインL3を通してユーザに供給される。製品ガス取り出しラインL3は、第1吸着塔3Aの出口に接続された第1吸着塔出口ラインL3Aと、第2吸着塔3Bの出口に接続された第2吸着塔出口ラインL3Bと、第1吸着塔出口ラインL3Aと第2吸着塔出口ラインL3Bとが合流する製品ガス合流ラインL3Cと、を有する。
The product gas generated in the first and second adsorption towers 3A and 3B is supplied to the user through the product gas take-out line L3. The product gas take-out line L3 includes a first suction tower outlet line L3A connected to the outlet of the
第1吸着塔出口ラインL3Aには、第1取出バルブCV5が設けられている。第2吸着塔出口ラインL3Bには、第2取出バルブCV6が設けられている。さらに、第1吸着塔出口ラインL3Aにおける第1取出バルブCV5の上流側と、第2吸着塔出口ラインL3Bにおける第2取出バルブCV6の上流側と、を接続する第2均圧ラインL8が設けられている。第2均圧ラインL8には、第2均圧バルブCV8が設けられている。これらのバルブCV1〜CV8は、開閉切り換え可能な弁によって構成されている。 A first take-out valve CV5 is provided on the first suction tower outlet line L3A. A second take-out valve CV6 is provided on the second suction tower outlet line L3B. Further, a second pressure equalizing line L8 is provided to connect the upstream side of the first take-out valve CV5 in the first suction tower outlet line L3A and the upstream side of the second take-out valve CV6 in the second suction tower outlet line L3B. ing. A second pressure equalizing valve CV8 is provided on the second pressure equalizing line L8. These valves CV1 to CV8 are composed of valves that can be opened and closed.
第2均圧ラインL8には、第2均圧ラインL8における第2均圧バルブCV8を迂回するように洗浄ガス流量調節ラインL5が接続されている。洗浄ガス流量調節ラインL5は、第2均圧ラインL8よりも管径が小さくなるように構成されている。すなわち、洗浄ガス流量調節ラインL5は洗浄ガス用のラインなので、製品ガスの一部として流す洗浄ガスの流量は、第2均圧ラインL8を流れる製品ガスの流量よりも小さくなるようにしている。 A cleaning gas flow rate adjusting line L5 is connected to the second pressure equalizing line L8 so as to bypass the second pressure equalizing valve CV8 in the second pressure equalizing line L8. The cleaning gas flow rate adjusting line L5 is configured to have a smaller pipe diameter than the second pressure equalizing line L8. That is, since the cleaning gas flow rate adjusting line L5 is a line for cleaning gas, the flow rate of the cleaning gas flowing as a part of the product gas is set to be smaller than the flow rate of the product gas flowing through the second pressure equalizing line L8.
洗浄ガス流量調節ラインL5には、洗浄ガス流量調節バルブ5が設けられている。洗浄ガス流量調節バルブ5は、吸着工程に付されている吸着塔から脱着工程に付されている吸着塔へ製品ガスの一部を洗浄ガスとして送り、脱着工程に付されている吸着塔内に残存する原料ガスの排出を促進するために設けられている。洗浄ガス流量調節バルブ5は、後述の制御部20の制御により洗浄ガス流量調節ラインL5の開度を調節可能に構成されている。尚、洗浄ガス流量調節バルブ5及び洗浄ガス流量調節ラインL5は省略されてもよい。すなわち、洗浄ガスを流さない構成にしてもよい。
The cleaning gas flow rate adjusting line L5 is provided with a cleaning gas flow rate adjusting valve 5. The cleaning gas flow rate adjusting valve 5 sends a part of the product gas as cleaning gas from the adsorption tower attached to the adsorption step to the adsorption tower attached to the desorption step, and enters the adsorption tower attached to the desorption step. It is provided to promote the discharge of residual raw material gas. The cleaning gas flow rate adjusting valve 5 is configured so that the opening degree of the cleaning gas flow rate adjusting line L5 can be adjusted by the control of the
製品ガス合流ラインL3Cには、製品槽4が配置されている。製品槽4は、供給された製品ガスを適宜貯留する一次貯留空間を有する容器によって構成されており、製品槽4内に貯留された製品ガス中の窒素ガス濃度を平準化するものである。 A product tank 4 is arranged on the product gas merging line L3C. The product tank 4 is composed of a container having a primary storage space for appropriately storing the supplied product gas, and leveles the nitrogen gas concentration in the product gas stored in the product tank 4.
製品ガス合流ラインL3Cにおける製品槽4の下流側には、酸素濃度計21、流量計22および製品ガス流量調節バルブCV9が設けられている。製品ガス流量調節バルブCV9は、開度を調節可能に構成されている。製品ガス流量調節バルブCV9の開度を調節することにより、製品槽4から取り出される製品ガスの流量を調節することができる。製品槽4から取り出される製品ガスの流量は、ユーザのニーズに応じて適宜設定することができる。
An
酸素濃度計21は、製品槽4から取り出される製品ガスに含まれる酸素ガス濃度を計測して製品ガス中の窒素ガス濃度を算出するためのものである。酸素濃度計21は、製品ガス合流ラインL3C上における製品槽4の下流側に配置されている。
The
流量計22は、製品槽4から取り出される製品ガスの流量を計測する。流量計22は、製品ガス合流ラインL3C上における酸素濃度計21と製品ガス流量調節バルブCV9との間に配置されている。流量計22は、製品槽4から取り出される製品ガスの流量を把握するためのものであり、製品槽4から取り出される製品ガス中の流量を計測する。尚、流量計22は、製品ガス合流ラインL3C上における製品槽4と酸素濃度計21との間に配置されてもよい。
The
制御部20は、バルブCV1〜CV8及び洗浄ガス流量調節バルブ5に電気的に接続されており、第1及び第2吸着塔3A、3Bにおいて吸着工程、均圧工程、脱着工程および均圧工程を繰り返し行うことができるようにバルブCV1〜CV8の開閉及び洗浄ガス流量調節バルブ5の開度を制御する。
The
具体的に、制御部20は、第1吸着塔3Aを吸着工程に、第2吸着塔3Bを脱着工程に付すときには、第1吸気バルブCV1と第1取出バルブCV5と第2排出バルブCV4とを開くとともに、第2吸気バルブCV3と第1取出バルブCV6と第1排出バルブCV2とを閉じる。
Specifically, when the
制御部20は、第1吸着塔3Aを脱着工程に、第2吸着塔3Bを吸着工程に付すときには、第1吸気バルブCV1と第1取出バルブCV5と第2排出バルブCV4を閉じるとともに、第2吸気バルブCV3と第2取出バルブCV6と第1排出バルブCV2とを開く。
When the
制御部20は、第1及び第2吸着塔3A、3Bを均圧工程に付すときには、第1吸気バルブCV1と第2吸気バルブCV3と第1取出バルブCV5と第2取出バルブCV6とを閉じるとともに、第1均圧バルブCV7と第2均圧バルブCV8とを開く。
When the first and second suction towers 3A and 3B are subjected to the pressure equalizing step, the
制御部20は、窒素ガス分離装置10が始動されると、予め設定された時間だけ、各工程が行われるようにバルブCV1〜CV8の開閉状態を維持する制御を行う。また、制御部20は、窒素ガス分離装置10が始動されると、予め設定された開度に洗浄ガス流量調節バルブ5を調節する制御を行う。
When the nitrogen
次に、上記のように構成された窒素ガス分離装置10を使用した窒素ガス分離方法について説明する。
Next, a nitrogen gas separation method using the nitrogen
まず、窒素ガス分離装置10が始動されると、予め設定された時間だけ吸着工程、均圧工程、脱着工程、均圧工程が繰り返し行われる。このとき、吸着工程において洗浄ガス流量調節バルブ5の開度も予め設定された開度に調節される。
First, when the nitrogen
例えば、第1吸着塔3Aにおいて吸着工程を行うときには、第2吸着塔3Bにおいて脱着工程が行われる。吸着工程は、原料ガスから窒素ガスを分離して窒素ガスを含む製品ガスを生成する工程である。脱着工程は、吸着剤に吸着している酸素ガスを吸着剤から脱着することによって吸着剤を再生する工程である。
For example, when the adsorption step is performed in the
第1吸着塔3Aの吸着工程と第2吸着塔3Bの脱着工程は、第1吸気バルブCV1と第1取出バルブCV5と第2排出バルブCV4と洗浄ガス流量調節バルブ5とを開き、第1排出バルブCV2と第2吸気バルブCV3と第1取出バルブCV6と第1及び第2均圧バルブCV7、CV8とを閉じることによって開始される。
In the suction step of the
第1吸着塔3Aの吸着工程では、まず、原料ガス源7から原料ガス供給ラインL1および第1吸着塔入口ラインL1Aを通して第1吸着塔3Aに原料ガスが供給される。第1吸着塔3Aに供給された原料ガスは、原料ガス中の酸素ガスが吸着剤に吸着されることにより、原料ガスから窒素ガスが分離して窒素ガスを含む製品ガスが生成される。第1吸着塔3Aにおいて生成した製品ガスは、第1吸着塔出口ラインL3Aおよび製品ガス合流ラインL3Cを通して製品槽4に供給されて平準化され、製品槽4から製品ガス合流ラインL3Cを通して流出される。第1吸着塔3Aにおいて生成した製品ガスの一部は、洗浄ガスとして洗浄ガス流量調節ラインL5を介して第2吸着塔3Bへ送られる。
In the adsorption step of the
一方、第2吸着塔3Bの脱着工程では、第2吸着塔入口ラインL1B、第2排出ラインL2B、排出合流ラインL2Cを介して第2吸着塔3B内の原料ガスが洗浄ガスとともに第2吸着塔3B内の圧力よりも低い外部へ圧力差によって排出される。これにより、第2吸着塔3B内の圧力が減圧され、吸着剤に吸着していた酸素ガスが吸着剤から脱着する。脱着した酸素ガスは、原料ガスと洗浄ガスとともに第1吸着塔3Bから排出される。これにより、第1吸着塔3B内の吸着剤が再生される。
On the other hand, in the desorption step of the
吸着工程および脱着工程が終了すると、第1吸着塔3A内のガスを第2吸着塔3Bへ移動させる均圧工程が開始される。均圧工程は、第1吸気バルブCV1と第1取出バルブCV5と第2排出バルブCV4と洗浄ガス流量調節バルブ5とを閉じ、第1及び第2均圧バルブCV7、CV8を開くことによって開始される。
When the adsorption step and the desorption step are completed, the pressure equalizing step of moving the gas in the
均圧工程では、第1吸着塔3A内に充満していたガスが第1均圧ラインL7および第2均圧ラインL8を通じて第2吸着塔3Bに移動する。
In the pressure equalizing step, the gas filled in the
均圧工程が終了すると、第1吸着塔3Aの脱着工程と第2吸着塔3Bの吸着工程が行われる。第1吸着塔3Aの脱着工程と第2吸着塔3Bの吸着工程は、第1排出バルブCV2と第2吸気バルブCV3と第2取出バルブCV6と洗浄ガス流量調節バルブ5とを開き、第1及び第2均圧バルブCV7、CV8を閉じることによって開始される。
When the pressure equalizing step is completed, the desorption step of the
第2吸着塔3Bの吸着工程では、原料ガス源7から原料ガス供給ラインL1および第2吸着塔入口ラインL1Bを通して原料ガスが第2吸着塔3Bに供給される。このとき、原料ガス中の酸素ガスが吸着剤に吸着し、原料ガスから窒素ガスが分離して窒素ガスを含む製品ガスが生成される。第2吸着塔3Bにおいて生成した製品ガスは、第2吸着塔出口ラインL3Bと製品ガス合流ラインL3Cとを通して製品槽4に供給されて平準化され、製品槽4から製品ガス合流ラインL3Cを通して流出される。第2吸着塔3Bにおいて生成した第2濃度の製品ガスの一部は、洗浄ガス流量調節ラインL5を介して第1吸着塔3Aへ送られる。
In the adsorption step of the
一方、第1吸着塔3Aの脱着工程では、第1吸着塔入口ラインL1A、第1排出ラインL2A、および、排出合流ラインL2Cを通して第1吸着塔3A内の原料ガスが洗浄ガスとともに第1吸着塔3A内の圧力よりも低い外部へ圧力差によって排出される。これにより、第1吸着塔3A内の圧力が減圧され、吸着剤に吸着していた酸素ガスが吸着剤から脱着する。脱着した酸素ガスは、原料ガスと洗浄ガスとともに第1吸着塔3Aから排出される。これにより、第1吸着塔3A内の吸着剤が再生される。
On the other hand, in the desorption step of the
第1吸着塔3Aの脱着工程および第2吸着塔3Bの吸着工程が終了すると、第2吸着塔3B内のガスを第1吸着塔3Aに移動させる均圧工程が行われる。
When the desorption step of the
均圧工程が終了すると、第1吸着塔3Aの吸着工程と第2吸着塔3Bの脱着工程が行われる。以後、第1及び第2吸着塔3A、3Bにおいて上記のサイクルが繰り返される。
When the pressure equalization step is completed, the suction step of the
窒素ガス分離装置10では、第1濃度の製品ガスを第1流量で製品槽4から取り出すことも、第1濃度よりも低い第2濃度の製品ガスを第1流量よりも大きい第2流量で製品槽4から取り出すこともできる。第1濃度は、例えば、99%以上99.999%以下の範囲の製品ガス中の窒素ガス濃度である。第1濃度は、例えば、99%よりも高く99.999%以下であってもよい。第2濃度は、第1濃度よりも低い濃度であり、例えば、90%以上99%以下の範囲の濃度である。第1流量および第2流量は、それぞれ窒素ガス分離装置10のサイズや性能等に応じて適宜設定すればよいが、第2流量は第1流量よりも大きい流量であり、例えば、第1流量の1.2倍〜10.0倍程度であってもよい。
In the
第1濃度の製品ガスを第1流量で製品槽4から取り出す場合には、制御部20は、窒素ガス分離装置10を第1濃度の製品ガスを第1流量で取り出すモードで始動するとともに、製品槽4から取り出される製品ガスの流量が第1流量となるように製品ガス流量調節バルブCV9の開度を第1開度に調節する。このとき、制御部20は、予め設定された時間である第1時間の吸着工程を行うとともに、予め設定された開度に洗浄ガス流量調節バルブ5を調節する。
When taking out the product gas of the first concentration from the product tank 4 at the first flow rate, the
一方、第2濃度の製品ガスを第2流量で製品槽4から取り出す場合には、制御部20は、窒素ガス分離装置10を第2濃度の製品ガスを第2流量で取り出すモードで始動するとともに、製品槽4から取り出される製品ガスの流量が第1流量よりも大きい第2流量となるように製品ガス流量調節バルブCV9の開度を第2開度に調節する。このとき、制御部20は、予め設定された時間である第2時間の吸着工程を行う。第2時間は、第1時間よりも長い時間である。同時に、制御部20は、予め設定された開度に洗浄ガス流量調節バルブ5を調節する。このとき、洗浄ガス流量調節バルブ5の開度は、第1時間の吸着工程を行うときの洗浄ガスの量と同程度の洗浄ガスの量となるように、第1時間の吸着工程を行う場合に比べて小さくなるように調節される。
On the other hand, when the product gas having the second concentration is taken out from the product tank 4 at the second flow rate, the
上記第1吸着塔3Aの吸着工程の初期の段階では、吸着剤に酸素ガスが十分に吸着されるため、高純度の窒素ガスを含む製品ガスが第1吸着塔3Aから製品槽4に供給される。
In the initial stage of the adsorption step of the
吸着工程においては、吸着剤に酸素ガスが吸着されていくことによって吸着剤の吸着能力が低下していくため、第1吸着塔3Aから製品槽4に供給される製品ガス中の窒素ガス濃度は徐々に低下していく。吸着工程において、窒素ガス濃度が許容できる濃度を下回らないところで吸着工程を終了するように設定された時間が第1時間である。第1流量で製品ガスを製品槽4から取り出す際に、吸着工程の時間を第1時間としたサイクルで窒素ガス分離装置10を運転した際に製品槽4から取り出される製品ガス中の窒素ガス濃度の平均濃度が第1濃度である。第1流量で製品ガスを製品槽4から取り出す際に、吸着工程の時間を第1時間としたサイクルで窒素ガス分離装置10を運転した際に製品槽4から取り出される製品ガスの平均圧力が第1圧力である。第1流量、第1時間および第1濃度は、ユーザの要望に応じて適宜設定することができる。
In the adsorption step, the adsorption capacity of the adsorbent decreases as the oxygen gas is adsorbed by the adsorbent, so the concentration of nitrogen gas in the product gas supplied from the
第1流量よりも大きな第2流量で製品ガスを製品槽4から取り出す場合、製品ガス中の窒素ガス濃度が低下するとともに、製品槽4内の製品ガスの圧力が低下しやすくなる。このため、第1時間よりも長い第2時間の吸着工程を行うことにより、製品槽4内の製品ガスの圧力は、第1圧力とほぼ同程度の圧力まで上昇させることが可能になる。したがって、第2流量で製品ガスを製品槽4から取り出すときは、第1時間よりも長い第2時間の吸着工程が行われる。これにより、製品槽4から第2流量で取り出される製品ガス中の窒素ガス濃度が第1流量で製品ガスを製品槽4から取り出す場合に比べて低くなるが、製品槽4から第2流量で取り出される製品ガスの圧力は、製品槽4から第1流量で取り出される製品ガスの第1圧力に比べて低下することを抑制することができる。 When the product gas is taken out from the product tank 4 at a second flow rate larger than the first flow rate, the nitrogen gas concentration in the product gas decreases and the pressure of the product gas in the product tank 4 tends to decrease. Therefore, by performing the adsorption step for the second time, which is longer than the first time, the pressure of the product gas in the product tank 4 can be raised to a pressure substantially equal to the first pressure. Therefore, when the product gas is taken out from the product tank 4 at the second flow rate, the adsorption step for the second time, which is longer than the first time, is performed. As a result, the concentration of nitrogen gas in the product gas taken out from the product tank 4 at the second flow rate is lower than that when the product gas is taken out from the product tank 4 at the first flow rate, but it is taken out from the product tank 4 at the second flow rate. It is possible to prevent the pressure of the product gas from being lowered as compared with the first pressure of the product gas taken out from the product tank 4 at the first flow rate.
第2流量で製品槽4から取り出す場合には、洗浄ガス流量調節バルブ5の開度が調節される。このとき、洗浄ガス流量調節バルブ5の開度は、第1流量で製品ガスを製品槽4から取り出す場合に吸着工程の全体で使用する洗浄ガスの量と同程度の洗浄ガスの量となるように、第1時間に対する第2時間の長さの比に応じて洗浄ガスの流量が小さくなるように調節される。 When taking out from the product tank 4 at the second flow rate, the opening degree of the cleaning gas flow rate adjusting valve 5 is adjusted. At this time, the opening degree of the cleaning gas flow rate adjusting valve 5 is such that the amount of cleaning gas is about the same as the amount of cleaning gas used in the entire adsorption process when the product gas is taken out from the product tank 4 at the first flow rate. In addition, the flow rate of the cleaning gas is adjusted to decrease according to the ratio of the length of the second hour to the first hour.
例えば、第1時間の吸着工程の長さが40秒に設定され、第2時間の吸着工程の長さが80秒に設定された場合には、第2時間の吸着工程の長さは、第1時間の吸着工程の長さの2倍である。このため、第2時間の吸着工程を行うときの洗浄ガス流量調節バルブ5の開度は、第1時間の吸着工程を行うときの洗浄ガス流量調節バルブ5の開度の1/2にされる。尚、第2時間の吸着工程を行うときの洗浄ガス流量調節バルブ5の開度は、第1時間の吸着工程を行うときの洗浄ガス流量調節バルブ5の開度の1/2になるように調節されなくてもよい。 For example, when the length of the adsorption process in the first hour is set to 40 seconds and the length of the adsorption process in the second hour is set to 80 seconds, the length of the adsorption process in the second hour is the second. It is twice the length of the one-hour adsorption process. Therefore, the opening degree of the cleaning gas flow rate adjusting valve 5 when performing the adsorption step for the second hour is halved from the opening degree of the cleaning gas flow rate adjusting valve 5 when performing the adsorption step for the first hour. .. The opening degree of the cleaning gas flow rate adjusting valve 5 when performing the adsorption step for the second hour is halved from the opening degree of the cleaning gas flow rate adjusting valve 5 when performing the adsorption step for the first hour. It does not have to be adjusted.
また、第1時間の吸着工程の長さが40秒に設定され、第2時間の吸着工程の長さが120秒に設定された場合には、第2時間の吸着工程の長さは、第1時間の吸着工程の長さの3倍である。このため、第2時間の吸着工程を行うときの洗浄ガス流量調節バルブ5の開度は、第1時間の吸着工程を行うときの洗浄ガス流量調節バルブ5の開度の1/3にされる。尚、この場合、第2時間の吸着工程を行うときの洗浄ガス流量調節バルブ5の開度は、第1時間の吸着工程を行うときの洗浄ガス流量調節バルブ5の開度の1/3になるように調節されなくてもよい。例えば、洗浄ガス流量調節バルブ5の開度は、第1時間に対する第2時間の長さの差に応じて洗浄ガスの流量が小さくなるように調節されてもよい。 Further, when the length of the adsorption step in the first hour is set to 40 seconds and the length of the adsorption step in the second hour is set to 120 seconds, the length of the adsorption step in the second hour is the second. It is three times the length of the one-hour adsorption process. Therefore, the opening degree of the cleaning gas flow rate adjusting valve 5 when performing the adsorption step for the second hour is set to 1/3 of the opening degree of the cleaning gas flow rate adjusting valve 5 when performing the adsorption step for the first hour. .. In this case, the opening degree of the cleaning gas flow rate adjusting valve 5 when performing the adsorption step for the second hour is 1/3 of the opening degree of the cleaning gas flow rate adjusting valve 5 when performing the adsorption step for the first hour. It does not have to be adjusted to be. For example, the opening degree of the cleaning gas flow rate adjusting valve 5 may be adjusted so that the flow rate of the cleaning gas becomes smaller according to the difference in length between the first time and the second time.
第1実施形態の窒素ガス分離方法では、第1流量よりも大きな流量である第2流量で製品ガスを製品槽4から取り出すことができるので、第1濃度の製品ガスを取り出す場合に比べて低い濃度の製品ガスであっても多量の製品ガスを取り出したい、というユーザの要望に応えることができる。しかも、吸着工程は、第1濃度の製品ガスを第1流量で取り出すための吸着工程の実施時間である第1時間よりも長い第2時間行うので、第1濃度の製品ガスを取り出す場合に比べて、製品ガスの圧力が低下することを抑制することができる。 In the nitrogen gas separation method of the first embodiment, the product gas can be taken out from the product tank 4 at a second flow rate, which is a flow rate larger than the first flow rate, so that it is lower than the case where the product gas having the first concentration is taken out. It is possible to meet the user's desire to take out a large amount of product gas even if the product gas has a high concentration. Moreover, since the adsorption step is performed for the second time, which is longer than the first time, which is the execution time of the adsorption step for taking out the product gas of the first concentration at the first flow rate, compared with the case of taking out the product gas of the first concentration. Therefore, it is possible to suppress a decrease in the pressure of the product gas.
第1実施形態の窒素ガス分離方法では、吸着工程において、第1濃度の製品ガスを第1流量で取り出すための吸着工程の実施時間である第1時間よりも長い第2時間製品ガスを製品槽から取り出すが、洗浄ガスの流量を小さくするため、脱着工程に付されている吸着塔へ送られる洗浄ガスの量は多くならない。しかも、洗浄ガスの流量は、第1時間に対する第2時間の長さの比または差に応じて小さくなる流量とされるので、第1濃度の製品ガスの一部を洗浄ガスとして送るときの洗浄ガスの量と同等の量で済ますことができる。このため、吸着工程において、製品ガスの一部が洗浄ガスとして必要以上に排出されてしまうことを抑制することができる。 In the nitrogen gas separation method of the first embodiment, in the adsorption step, the product gas is stored in the product tank for a second hour, which is longer than the first hour, which is the implementation time of the adsorption step for taking out the product gas having the first concentration at the first flow rate. However, since the flow rate of the cleaning gas is reduced, the amount of cleaning gas sent to the adsorption tower attached to the desorption step does not increase. Moreover, since the flow rate of the cleaning gas is set to be a flow rate that becomes smaller according to the ratio or difference of the length of the second time to the first time, cleaning when a part of the product gas having the first concentration is sent as the cleaning gas. It can be as much as the amount of gas. Therefore, in the adsorption step, it is possible to prevent a part of the product gas from being discharged as a cleaning gas more than necessary.
以上に説明した窒素ガス分離装置10を使用した窒素ガス分離方法は、本発明の一実施形態であり、その具体的構成については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。以下、第1実施形態の変形例に係る窒素ガス分離装置10を使用した窒素ガス分離方法について説明する。第1実施形態の変形例において上記第1実施形態と対応する要素は、上記第1実施形態と同様の符号を付して、その説明を省略する。以下、第1実施形態と相違する点について説明する。
The nitrogen gas separation method using the nitrogen
(第1実施形態の変形例)
上記第1実施形態では、洗浄ガスの流量は、第1時間に対する第2時間の長さの比または差に応じて小さくなる流量に制御されたが、洗浄ガスを脱着工程に付されている吸着塔へ送ることを一時的に停止するように制御してもよい。この場合、洗浄ガス流量調節バルブ5は、単なる開閉弁として構成されてもよい。停止する時間は、第1時間に対する第2時間の長さの差に応じて大きくなる時間に制御される。例えば、第1時間が40秒であり、第2時間が80秒に設定された場合、第1時間に対する第2時間の長さの差は40秒である。この場合、停止する時間は、40秒に設定される。また、第1時間が40秒であり、第2時間が120秒に設定された場合、第1時間に対する第2時間の長さの差は80秒である。この場合、停止する時間は、80秒に設定される。尚、洗浄ガスを脱着工程に付されている吸着塔に送ることを停止する時間は、厳密にこれらの時間に調節されなくてもよい。例えば、停止する時間は、第1時間に対する第2時間の長さの比に応じて大きくなるように調節されてもよい。
(Modified example of the first embodiment)
In the first embodiment, the flow rate of the cleaning gas is controlled to be smaller according to the ratio or difference of the length of the second time to the first time, but the cleaning gas is adsorbed in the desorption step. It may be controlled to temporarily stop sending to the tower. In this case, the cleaning gas flow rate adjusting valve 5 may be configured as a simple on-off valve. The time to stop is controlled to a time that increases according to the difference in length between the first time and the second time. For example, when the first time is 40 seconds and the second time is set to 80 seconds, the difference in length of the second time from the first time is 40 seconds. In this case, the stop time is set to 40 seconds. Further, when the first time is 40 seconds and the second time is set to 120 seconds, the difference in the length of the second time from the first time is 80 seconds. In this case, the stop time is set to 80 seconds. The time for stopping the sending of the cleaning gas to the adsorption tower attached to the desorption step does not have to be strictly adjusted to these times. For example, the time to stop may be adjusted to increase according to the ratio of the length of the second time to the first time.
第1実施形態の変形例では、吸着工程において、第1濃度の製品ガスを第1流量で取り出すための吸着工程の実施時間である第1時間よりも長い第2時間製品ガスを製品槽から取り出すが、脱着工程に付されている吸着塔へ洗浄ガスを送ることを一時的に停止するため、脱着工程に付されている吸着塔へ送られる洗浄ガスの量は多くならない。しかも、停止する時間は、第1時間に対する第2時間の長さの差または比に応じて大きくなる時間とされるので、洗浄ガスの量は、第1濃度の製品ガスの一部を洗浄ガスとして送るときの洗浄ガスの量と同等の量で済ますことができる。このため、吸着工程において、製品ガスの一部が洗浄ガスとして必要以上に排出されてしまうことを抑制することができる。 In the modified example of the first embodiment, in the adsorption step, the product gas is taken out from the product tank for the second hour, which is longer than the first hour, which is the implementation time of the adsorption step for taking out the product gas of the first concentration at the first flow rate. However, since the sending of the cleaning gas to the adsorption tower attached to the desorption step is temporarily stopped, the amount of the cleaning gas sent to the adsorption tower attached to the desorption step does not increase. Moreover, since the stop time is set to be a time that increases according to the difference or ratio of the length of the second time to the first time, the amount of the cleaning gas is a cleaning gas for a part of the product gas having the first concentration. The amount can be the same as the amount of cleaning gas when it is sent as. Therefore, in the adsorption step, it is possible to prevent a part of the product gas from being discharged as a cleaning gas more than necessary.
(第2実施形態)
次に、第2実施形態の窒素ガス分離装置200及び窒素ガス分離装置200を使用した窒素ガス分離方法について説明する。第2実施形態において上記第1実施形態と対応する要素については、第1実施形態と同様の符号を付して、第1実施形態の説明を援用する。以下、第2実施形態の窒素ガス分離装置200について第1実施形態と相違する点について説明していく。
(Second Embodiment)
Next, a nitrogen gas separation method using the nitrogen
第2実施形態の窒素ガス分離装置200は、図2に示すように、製品ガスの圧力を検出する圧力計201を更に備える点、流量計22により計測された流量と圧力計201により検出された圧力とに基づいて第1時間よりも長い第2時間の吸着工程を行うか否かが判断される点で第1実施形態の窒素ガス分離装置10と相違している。
As shown in FIG. 2, the
流量計22は、制御部20と接続されており、計測された流量を示す流量情報を制御部20に送信するように構成されている。
The
圧力計201は、製品槽4内の製品ガスの圧力を計測するように製品槽4に設置されている。尚、圧力計201は、製品ガス合流ラインL3Cにおける製品槽4の下流側に設置されてもよい。圧力計201は、制御部20と接続されており、検出された圧力を示す圧力情報を制御部20に送信するように構成されている。
The
制御部20は、流量計22から受信した流量情報が第1流量を示す場合、第1時間の吸着工程を行う制御をする。
When the flow rate information received from the
制御部20は、流量計22により計測された流量が第1流量よりも大きく、かつ、圧力計201により検出された圧力が第1圧力よりも低い場合に、吸着工程の長さが第2時間の長さになるように吸着工程の時間を延長する制御を行う。具体的には、制御部20は、第1時間の吸着工程を行うときのバルブCV1〜CV8の開閉状態を吸着工程が第2時間経過するまで維持する制御を行う。尚、洗浄ガス流量調節バルブ5の調節方法は、第1実施形態と同様なので、省略する。
In the
第2実施形態の窒素ガス分離装置200及び窒素ガス分離方法では、第1濃度の製品ガスを製品槽4から取り出すときの製品ガスの第1流量よりも大きい第2流量で製品ガスを製品槽4から取り出すので、取り出される製品ガス中の窒素ガス濃度が第1濃度よりも下がる。この製品ガスの取り出しに際し、流量計22により計測された流量が第1流量よりも大きく、かつ、圧力計201により検出された圧力が第1圧力よりも低い場合、吸着工程の長さが第2時間の長さになるように吸着工程の時間を延長する。このため、第1圧力で第1濃度の製品ガスを製品槽4から取り出す場合に比べて、製品ガスの圧力が低下することを抑制しつつ、より多くの製品ガスを得ることができる。
In the nitrogen
第2実施形態の窒素ガス分離装置200及び窒素ガス分離方法では、流量計22により計測された流量が第1流量よりも大きく、かつ、圧力計201により検出された圧力が第1圧力よりも低い場合に、吸着工程の長さが第2時間の長さになるように吸着工程の時間を延長したが、圧力計201により検出された圧力が第1圧力に達するまで吸着工程を行うように制御されてもよい。
In the nitrogen
このようにすると、第1流量よりも大きい第2流量で製品槽4から取り出される第2濃度の製品ガスの圧力は、第1流量で製品槽4から取り出される製品ガスの圧力と同等の圧力に保持される。このため、取り出す製品ガスの圧力が低下することを抑制しつつ、より多くの製品ガスを得ることが容易になる。 In this way, the pressure of the product gas of the second concentration taken out from the product tank 4 at the second flow rate larger than the first flow rate becomes the same as the pressure of the product gas taken out from the product tank 4 at the first flow rate. Be retained. Therefore, it becomes easy to obtain a larger amount of product gas while suppressing a decrease in the pressure of the product gas to be taken out.
吸着工程において製品槽4から取り出される製品ガスの圧力は、ガス供給機1から第1及び第2吸着塔3A、3Bに供給される原料ガスの流量と圧力が一定であることを前提とした場合、製品槽4から取り出される製品ガスの流量および吸着工程の時間に応じて変化する。以下、図1に示す窒素ガス分離装置10を用いて具体的に実施した例について説明する。
The pressure of the product gas taken out from the product tank 4 in the adsorption step is based on the assumption that the flow rate and pressure of the raw material gas supplied from the gas supply machine 1 to the first and second adsorption towers 3A and 3B are constant. , It changes according to the flow rate of the product gas taken out from the product tank 4 and the time of the adsorption step. Hereinafter, an example specifically carried out using the
(実施例1)
実施例1では、ガス供給機1から第1及び第2吸着塔3A、3Bに供給される原料ガスとしての空気の圧力と流量とがそれぞれ0.725MPaと5.75m3/minになるようにガス供給機1を設定した。吸着工程において流量計22より計測される第2流量が100Nm3/hになるように製品ガス流量調節バルブCV9を調節した。この流量は、第1流量(60Nm3/h)よりも大きい流量である。さらに、吸着工程の時間である第2時間を60秒に設定した。
(Example 1)
In the first embodiment, the pressure and the flow rate of the air as the raw material gas supplied from the gas supply machine 1 to the first and second adsorption towers 3A and 3B are 0.725 MPa and 5.75 m 3 / min, respectively. The gas supply machine 1 was set. The product gas flow rate adjusting valve CV9 was adjusted so that the second flow rate measured by the
(実施例2)
実施例2は、吸着工程の時間である第2時間が80秒に設定された点で実施例1と相違している。実施例2の他の条件は、実施例1と同じである。
(Example 2)
Example 2 is different from Example 1 in that the second time, which is the time of the adsorption step, is set to 80 seconds. Other conditions of Example 2 are the same as those of Example 1.
(実施例3)
実施例3は、第2流量が実施例1、2よりも大きな流量(125Nm3/h)に設定されている点、吸着工程の時間である第2時間が実施例1、2よりも長い時間(180秒)に設定されている点で実施例1、2と相違している。
(Example 3)
In Example 3, the second flow rate is set to a larger flow rate (125 Nm 3 / h) than in Examples 1 and 2, and the second time, which is the time of the adsorption step, is longer than in Examples 1 and 2. It differs from Examples 1 and 2 in that it is set to (180 seconds).
(比較例)
比較例では、吸着工程の時間である第2時間が第1時間と同じ長さ(40秒)に設定されている点で実施例1、2と相違している。比較例の他の条件は、実施例1、2と同じである。
(Comparison example)
The comparative example differs from Examples 1 and 2 in that the second time, which is the time of the adsorption step, is set to the same length (40 seconds) as the first time. Other conditions of the comparative example are the same as those of the first and second embodiments.
上記実施例1〜3および比較例において、それぞれ、酸素ガス濃度計21により計測された酸素ガス濃度から算出された窒素ガス濃度と製品槽4内の製品ガスの平均圧力を表1に示す。
Table 1 shows the nitrogen gas concentration calculated from the oxygen gas concentration measured by the oxygen
本試験では、基準として、製品ガスの第1流量を60Nm3/h、第1濃度を99.99%とし、吸着工程時間である第1時間を40秒とした。表1に示すように、実施例1では、製品ガスの流量を100Nm3/h(第2流量)とし、吸着工程時間を60秒(第2時間)としたサイクルで窒素ガス分離装置10を運転した際の製品窒素ガスの平均濃度は、99%であり、製品ガスの平均圧力は0.51MPaであった。このことから、実施例1では、製品槽4内における第2濃度の製品ガスの平均圧力は、第1流量(60Nm3/h)で第1濃度(99.99%)の製品ガスを第1時間(40秒)の吸着工程時間で取り出した際(基準時)の製品槽4内の平均圧力(0.55MPa)とほぼ同程度になることが分かる。 In this test, as a reference, the first flow rate of the product gas was set to 60 Nm 3 / h, the first concentration was set to 99.99%, and the first time, which is the adsorption process time, was set to 40 seconds. As shown in Table 1, in Example 1, the nitrogen gas separation device 10 is operated in a cycle in which the flow rate of the product gas is 100 Nm 3 / h (second flow rate) and the adsorption process time is 60 seconds (second time). The average concentration of the product nitrogen gas was 99%, and the average pressure of the product gas was 0.51 MPa. Therefore, in Example 1, the average pressure of the product gas having the second concentration in the product tank 4 is the product gas having the first concentration (99.99%) at the first flow rate (60 Nm 3 / h). It can be seen that the average pressure (0.55 MPa) in the product tank 4 at the time of taking out (reference time) in the adsorption process time of time (40 seconds) is almost the same.
実施例2では、製品槽4内の第2濃度の製品ガスの平均圧力は0.62MPaであり、基準時の製品ガスの平均圧力(0.55MPa)とほぼ同程度になることが分かる(表1参照)。 In Example 2, it can be seen that the average pressure of the product gas having the second concentration in the product tank 4 is 0.62 MPa, which is almost the same as the average pressure of the product gas at the reference time (0.55 MPa) (Table). 1).
上記と同様に、実施例3では、製品槽4内の第2濃度の製品ガスの平均圧力は0.55MPaであり、基準時の製品槽4内の平均圧力(0.55MPa)と同程度になっている(表1参照)。このことから、製品槽4内の第2濃度の製品ガスの平均圧力は、製品槽4から取り出す製品ガスの流量を大きくしても、吸着工程の長さを大きくすることにより、基準時の製品槽4内の平均圧力と同程度の圧力にできることが分かる。 Similarly to the above, in Example 3, the average pressure of the product gas having the second concentration in the product tank 4 is 0.55 MPa, which is about the same as the average pressure (0.55 MPa) in the product tank 4 at the time of reference. (See Table 1). From this, the average pressure of the product gas of the second concentration in the product tank 4 is the product at the time of reference by increasing the length of the adsorption process even if the flow rate of the product gas taken out from the product tank 4 is increased. It can be seen that the pressure can be set to the same level as the average pressure in the tank 4.
比較例では、製品槽4内の第2濃度の製品ガスの平均圧力は、0.37MPaであり、基準時の製品槽4内の平均圧力(0.55MPa)よりも低い圧力になっている(表1参照)。これは、比較例では、第1流量よりも大きな第2流量で製品ガスを製品槽4から取り出すにも関わらず、吸着工程時間が第1時間と同じ長さ(40秒)に設定されているため、製品槽4内の第2濃度の製品ガスの平均圧力が、基準時の製品槽4内の平均圧力と同程度の圧力まで上昇する前に吸着工程が終了したためであると考えられる。 In the comparative example, the average pressure of the product gas having the second concentration in the product tank 4 is 0.37 MPa, which is lower than the average pressure (0.55 MPa) in the product tank 4 at the time of reference (5). See Table 1). In the comparative example, the adsorption process time is set to the same length as the first hour (40 seconds) even though the product gas is taken out from the product tank 4 at a second flow rate larger than the first flow rate. Therefore, it is considered that the adsorption step was completed before the average pressure of the product gas having the second concentration in the product tank 4 rose to the same pressure as the average pressure in the product tank 4 at the reference time.
このことから、第1流量よりも大きな第2流量で製品ガスを製品槽4から取り出しても、実施例1〜3のように、吸着工程の長さを第1時間よりも大きな第2時間の長さに設定することにより、第1濃度の製品ガスを取り出す場合に比べて、製品ガスの圧力が低下することを抑制することができる。 From this, even if the product gas is taken out from the product tank 4 at a second flow rate larger than the first flow rate, the length of the adsorption step is longer than the first time in the second hour as in Examples 1 to 3. By setting the length, it is possible to suppress a decrease in the pressure of the product gas as compared with the case where the product gas having the first concentration is taken out.
3A 第1吸着塔
3B 第2吸着塔
4 製品槽
10 窒素ガス分離装置
20 制御部
22 流量計
201 圧力計
3A
Claims (7)
第1流量よりも大きな流量である第2流量で製品ガスを製品槽から取り出す際に、前記吸着工程は、第1濃度の製品ガスを前記第1流量で取り出すための吸着工程の実施時間である第1時間よりも長い第2時間行う、
窒素ガス分離方法。 A raw material gas containing nitrogen gas and oxygen gas is supplied under pressure to two or more adsorption towers filled with an adsorbent, and each adsorption tower repeats an adsorption step, a pressure equalizing step, a desorption step, and a pressure equalizing step. A nitrogen gas separation method for obtaining a product gas containing a higher concentration of nitrogen gas than the raw material gas.
When the product gas is taken out from the product tank at a second flow rate, which is a flow rate larger than the first flow rate, the adsorption step is the implementation time of the adsorption step for taking out the product gas having the first concentration at the first flow rate. Do the second hour, which is longer than the first hour,
Nitrogen gas separation method.
前記脱着工程に付されている吸着塔へ送られる前記洗浄ガスの流量は、前記第1時間に対する前記第2時間の長さの比または差に応じて小さくなる流量とされる、請求項1に記載の窒素ガス分離方法。 In the adsorption step, a part of the product gas is sent as a cleaning gas from the adsorption tower attached to the adsorption step to the adsorption tower attached to the desorption step.
The flow rate of the cleaning gas sent to the adsorption tower attached to the desorption step is set to a flow rate that becomes smaller according to the ratio or difference of the length of the second time to the first time, according to claim 1. The nitrogen gas separation method according to the above.
前記停止する時間は、前記第1時間に対する前記第2時間の長さの差または比に応じて大きくなる時間とされる、請求項1に記載の窒素ガス分離方法。 In the adsorption step, a part of the product gas is sent as a cleaning gas from the adsorption tower attached to the adsorption step to the adsorption tower attached to the desorption step, while the cleaning gas is attached to the desorption step. Temporarily stop sending to the adsorption tower
The nitrogen gas separation method according to claim 1, wherein the stop time is a time that increases according to the difference or ratio of the length of the second time to the first time.
前記製品ガスの流量を流量計により計測し、
前記製品ガスの圧力を圧力計により検出し、
前記流量計により計測された流量が前記吸着工程において第1濃度の製品ガスを製品槽から第1時間取り出すときの第1流量よりも大きく、かつ、前記圧力計により検出された圧力が前記第1時間の吸着工程を行ったときに製品槽から取り出される製品ガスの圧力である第1圧力よりも低い場合に、前記吸着工程の長さが前記第1時間よりも長い第2時間になるように吸着工程の時間を延長する、窒素ガス分離方法。 A raw material gas containing nitrogen gas and oxygen gas is supplied under pressure to two or more adsorption towers filled with an adsorbent, and each adsorption tower repeats an adsorption step, a pressure equalizing step, a desorption step, and a pressure equalizing step. A nitrogen gas separation method for obtaining a product gas containing a higher concentration of nitrogen gas than the raw material gas.
Measure the flow rate of the product gas with a flow meter and
The pressure of the product gas is detected by a pressure gauge,
The flow rate measured by the flow meter is larger than the first flow rate when the product gas having the first concentration is taken out from the product tank for the first hour in the adsorption step, and the pressure detected by the pressure gauge is the first. When the pressure of the product gas taken out from the product tank is lower than the first pressure when the time adsorption step is performed, the length of the adsorption step is set to the second time longer than the first time. A nitrogen gas separation method that extends the time of the adsorption process.
吸着剤が充填され、少なくとも窒素ガスと酸素ガスを含む原料ガスが導入される第2吸着塔と、
前記第1吸着塔及び第2吸着塔において吸着工程、均圧工程、脱着工程、均圧工程を繰り返し行うための制御を行う制御部と、
前記第1吸着塔及び第2吸着塔において原料ガスから得られた窒素ガスを含む製品ガスが導入される製品槽と、
前記製品ガスの流量を計測する流量計と、
前記製品ガスの圧力を検出する圧力計と、を備え、
前記制御部は、
前記流量計により計測された流量が前記吸着工程において第1濃度の製品ガスを製品槽から第1時間取り出すときの第1流量よりも大きく、かつ、前記圧力計により検出された圧力が前記第1時間の吸着工程を行ったときに製品槽から取り出される製品ガスの圧力である第1圧力よりも低い場合に、前記吸着工程の長さが前記第1時間よりも長い第2時間になるように吸着工程の時間を延長する、窒素ガス分離装置。 The first adsorption tower, which is filled with an adsorbent and introduces a raw material gas containing at least nitrogen gas and oxygen gas,
A second adsorption tower filled with an adsorbent and into which a raw material gas containing at least nitrogen gas and oxygen gas is introduced.
A control unit that controls to repeatedly perform the adsorption step, the pressure equalizing step, the desorption step, and the pressure equalizing step in the first suction tower and the second suction tower.
A product tank into which a product gas containing a nitrogen gas obtained from a raw material gas is introduced in the first adsorption tower and the second adsorption tower, and a product tank.
A flow meter that measures the flow rate of the product gas and
A pressure gauge for detecting the pressure of the product gas is provided.
The control unit
The flow rate measured by the flow meter is larger than the first flow rate when the product gas having the first concentration is taken out from the product tank for the first hour in the adsorption step, and the pressure detected by the pressure gauge is the first. When the pressure of the product gas taken out from the product tank is lower than the first pressure when the time adsorption step is performed, the length of the adsorption step is set to the second time longer than the first time. A nitrogen gas separator that extends the time of the adsorption process.
前記脱着工程に付されている吸着塔へ送られる前記洗浄ガスの流量は、前記第1時間に対する前記第2時間の長さの比または差に応じて小さくなる流量とされる、請求項5に記載の窒素ガス分離装置。 In the adsorption step, the control unit controls to send a part of the product gas as a cleaning gas from the adsorption tower attached to the adsorption step to the adsorption tower attached to the desorption step.
The flow rate of the cleaning gas sent to the adsorption tower attached to the desorption step is set to a flow rate that becomes smaller according to the ratio or difference of the length of the second time to the first time, according to claim 5. The nitrogen gas separator according to the description.
前記停止する時間は、前記第1時間に対する前記第2時間の長さの差または比に応じて大きくなる時間とされる、請求項5に記載の窒素ガス分離装置。
In the adsorption step, the control unit controls to send a part of the product gas as a cleaning gas from the adsorption tower attached to the adsorption step to the adsorption tower attached to the desorption step. , Control is performed to temporarily stop sending the cleaning gas to the adsorption tower attached to the desorption step.
The nitrogen gas separation device according to claim 5, wherein the stop time is a time that increases according to the difference or ratio of the length of the second time to the first time.
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