JP2540137B2 - プレツシヤ−スイング吸着法による酸素製造方法 - Google Patents
プレツシヤ−スイング吸着法による酸素製造方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明はプレッシャースイング吸着法によって空気
から酸素ガスを分離製造する方法に関するものである。
から酸素ガスを分離製造する方法に関するものである。
「従来の技術」 従来、ゼオライトなどの窒素を吸着する吸着剤を用い
て空気より酸素ガスを製造する、いわゆるプレッシャー
スイング吸着法による酸素ガス製造方法が知られてい
る。このような酸素製造方法の１つとして、第５図およ
び第６図に示すバイエル法と呼ばれる方法がある。この
方法では、原料空気は管１より空気送風機２に送られ、
ここで2500mmAq程度に加圧された後、切換弁３を経て、
３基の吸着塔4a、4b、4cの内の第１の吸着塔4aに送り込
まれる。３基の吸着塔4a、4b、4cには各々ゼオライトな
どの窒素を優先的に吸着する吸着剤が充填されており、
加圧状態で導入された原料空気中の窒素が吸着され、吸
着塔4aの出口には酸素を主成分とする製品酸素ガスが得
られる。この製品酸素ガスは、切換弁５、弁６を経て酸
素圧縮機７に送られる。この酸素圧縮機７は、送られて
きた製品酸素ガスを所定の圧力まで加圧して、供給先に
送るようになっている。（吸着工程） このとき、第２の吸着塔4bでは、第１の吸着塔4aから
吐出した製品酸素ガスの一部が流量調節機構８、切換弁
９を経て第２の吸着塔4b内に導入され、この塔内の圧力
が製品酸素ガスによって高められる充圧工程が実施され
ており、また、第３の吸着塔4cでは、この塔内と真空ポ
ンプ10とが切換弁11、12を経て接続され、この塔内の吸
着剤が減圧状態で再生処理される再生工程が実施されて
いる。第６図は、各吸着塔4a、4b、4cで上記の各工程が
実施されている状態を示すものである。
て空気より酸素ガスを製造する、いわゆるプレッシャー
スイング吸着法による酸素ガス製造方法が知られてい
る。このような酸素製造方法の１つとして、第５図およ
び第６図に示すバイエル法と呼ばれる方法がある。この
方法では、原料空気は管１より空気送風機２に送られ、
ここで2500mmAq程度に加圧された後、切換弁３を経て、
３基の吸着塔4a、4b、4cの内の第１の吸着塔4aに送り込
まれる。３基の吸着塔4a、4b、4cには各々ゼオライトな
どの窒素を優先的に吸着する吸着剤が充填されており、
加圧状態で導入された原料空気中の窒素が吸着され、吸
着塔4aの出口には酸素を主成分とする製品酸素ガスが得
られる。この製品酸素ガスは、切換弁５、弁６を経て酸
素圧縮機７に送られる。この酸素圧縮機７は、送られて
きた製品酸素ガスを所定の圧力まで加圧して、供給先に
送るようになっている。（吸着工程） このとき、第２の吸着塔4bでは、第１の吸着塔4aから
吐出した製品酸素ガスの一部が流量調節機構８、切換弁
９を経て第２の吸着塔4b内に導入され、この塔内の圧力
が製品酸素ガスによって高められる充圧工程が実施され
ており、また、第３の吸着塔4cでは、この塔内と真空ポ
ンプ10とが切換弁11、12を経て接続され、この塔内の吸
着剤が減圧状態で再生処理される再生工程が実施されて
いる。第６図は、各吸着塔4a、4b、4cで上記の各工程が
実施されている状態を示すものである。
そして、所定量の窒素を吸着して飽和寸前となった吸
着塔4aは、切換弁３の切換えによって原料空気の導入が
停止されると共に、切換弁14の切換えによって塔内が真
空ポンプ10で排気されて減圧状態になり、吸着剤に吸着
された窒素が脱着され、吸着剤が再生される。（再生工
程） このとき、第２の吸着塔4bでは、原料空気が切換弁15
を経て導入され、この塔の出口から製品酸素ガスが吐出
し、この製品酸素ガスが切換弁16、弁６を経て酸素圧縮
機７に供給される吸着工程が実施されており、また、第
３の吸着塔4cでは、第２の吸着塔4bから吐出される製品
酸素ガスの一部が流量調節機構８、切換弁17を経て導入
され、この塔内の圧力を製品酸素ガスにより高める充圧
工程が実施されている。
着塔4aは、切換弁３の切換えによって原料空気の導入が
停止されると共に、切換弁14の切換えによって塔内が真
空ポンプ10で排気されて減圧状態になり、吸着剤に吸着
された窒素が脱着され、吸着剤が再生される。（再生工
程） このとき、第２の吸着塔4bでは、原料空気が切換弁15
を経て導入され、この塔の出口から製品酸素ガスが吐出
し、この製品酸素ガスが切換弁16、弁６を経て酸素圧縮
機７に供給される吸着工程が実施されており、また、第
３の吸着塔4cでは、第２の吸着塔4bから吐出される製品
酸素ガスの一部が流量調節機構８、切換弁17を経て導入
され、この塔内の圧力を製品酸素ガスにより高める充圧
工程が実施されている。
その後、第３の吸着塔4cでは、切換弁18を経て原料空
気が導入され、製品酸素ガスが切換弁19、弁６を経て酸
素圧縮機７に供給される吸着工程が実施され、これと同
時に第１の吸着塔4aでは、第３の吸着塔4cから吐出され
る製品酸素ガスの一部が流量調節機構８、切換弁20を経
て導入され、この塔内の圧力が製品酸素ガスにより高め
られる。（充圧工程） このとき、第２の吸着塔4bでは、切換弁15の切換えに
より原料空気の供給が停止すると共に、切換弁21の切換
えにより塔内が真空ポンプ10で排気されて減圧状態にな
り、吸着剤の再生処理が行なわれる再生工程が実施され
ている。
気が導入され、製品酸素ガスが切換弁19、弁６を経て酸
素圧縮機７に供給される吸着工程が実施され、これと同
時に第１の吸着塔4aでは、第３の吸着塔4cから吐出され
る製品酸素ガスの一部が流量調節機構８、切換弁20を経
て導入され、この塔内の圧力が製品酸素ガスにより高め
られる。（充圧工程） このとき、第２の吸着塔4bでは、切換弁15の切換えに
より原料空気の供給が停止すると共に、切換弁21の切換
えにより塔内が真空ポンプ10で排気されて減圧状態にな
り、吸着剤の再生処理が行なわれる再生工程が実施され
ている。
以下同様に、この一連操作を３基の吸着塔4a、4b、4c
について交互に繰り返すことによって、製品酸素ガスが
連続して得られる。以上の工程をまとめると第１表のよ
うになる。
について交互に繰り返すことによって、製品酸素ガスが
連続して得られる。以上の工程をまとめると第１表のよ
うになる。
上記の製造方法により、吸着工程の吸着圧力を2500A
q、再生工程の到達圧力を190Torrの操作条件として純度
93％の製品酸素ガスを得るとき、酸素収率は36〜39％、
また、吸着剤1Kg当りの酸素採取量は0.011〜0.013Nm3/h
rであった。
q、再生工程の到達圧力を190Torrの操作条件として純度
93％の製品酸素ガスを得るとき、酸素収率は36〜39％、
また、吸着剤1Kg当りの酸素採取量は0.011〜0.013Nm3/h
rであった。
このような従来の酸素製造方法に対し、その酸素収率
の向上を目的として、第６図の図中、点線で示すよう
に、再生工程の終了直前にある吸着塔（第６図において
は吸着塔4c）内に、約５秒間、製品酸素ガスを導入し、
この酸素ガスで吸着剤のパージを行ない、これによって
酸素収率を向上させる方法も知られている。この改良に
より、酸素収率を一割程度向上させることができる。
の向上を目的として、第６図の図中、点線で示すよう
に、再生工程の終了直前にある吸着塔（第６図において
は吸着塔4c）内に、約５秒間、製品酸素ガスを導入し、
この酸素ガスで吸着剤のパージを行ない、これによって
酸素収率を向上させる方法も知られている。この改良に
より、酸素収率を一割程度向上させることができる。
このように、吸着剤を酸素ガスでパージすることによ
り酸素収率を向上させる方法としては、特開昭60-16130
8号公報、特開昭60-161309号公報、特開昭60-180903号
公報、特開昭60-193520号、特開昭60-221304号公報、特
開昭60-226401号公報等に記載された方法が知られてい
る。第７図は、これらの製造方法の１つである特開昭60
-161309号公報記載の製造装置を示すものである。この
方法では、吸着工程が終了した吸着塔内に残存する高濃
度酸素ガスを、再生工程を終了した状態にある吸着塔内
に充圧用酸素として使用し、その後、更に残存する高濃
度酸素ガスを再生工程を実施中の別の吸着塔内に導入
し、この酸素で吸着剤のパージを行なう方法である。第
８図の（ａ）は、原料空気の供給が停止され、塔内の高
濃度酸素ガスがいまだに圧力を保持している状態にある
第３の吸着塔4cから、その高濃度酸素ガスの一部が弁2
2、切換弁23、24、弁25を経て再生済みの第１の吸着塔4
aの製品側から導入され、第１の吸着塔4aが充圧されて
いるときの状態を示す図である。このとき、第２の吸着
塔4bでは再生工程が実施されている。
り酸素収率を向上させる方法としては、特開昭60-16130
8号公報、特開昭60-161309号公報、特開昭60-180903号
公報、特開昭60-193520号、特開昭60-221304号公報、特
開昭60-226401号公報等に記載された方法が知られてい
る。第７図は、これらの製造方法の１つである特開昭60
-161309号公報記載の製造装置を示すものである。この
方法では、吸着工程が終了した吸着塔内に残存する高濃
度酸素ガスを、再生工程を終了した状態にある吸着塔内
に充圧用酸素として使用し、その後、更に残存する高濃
度酸素ガスを再生工程を実施中の別の吸着塔内に導入
し、この酸素で吸着剤のパージを行なう方法である。第
８図の（ａ）は、原料空気の供給が停止され、塔内の高
濃度酸素ガスがいまだに圧力を保持している状態にある
第３の吸着塔4cから、その高濃度酸素ガスの一部が弁2
2、切換弁23、24、弁25を経て再生済みの第１の吸着塔4
aの製品側から導入され、第１の吸着塔4aが充圧されて
いるときの状態を示す図である。このとき、第２の吸着
塔4bでは再生工程が実施されている。
その後、第１の吸着塔4aでは、製品酸素ガスの吐出が
開始されて吸着工程が実施される。このとき、第３の吸
着塔4cと、再生工程を実施している第２の吸着塔4bとが
弁22、切換弁23、弁26、切換弁27を経て連通され、第３
の吸着塔4c内に残存する高濃度酸素ガスが第２の吸着塔
4b内に導入される。この酸素ガスにより、吸着塔4b内の
吸着剤がパージされ、吸着剤に吸着されていた窒素の脱
着が促進されると共に、この塔の製品側の酸素濃度が高
まる。第８図の（ｂ）は、このときの状態を示す図であ
る。
開始されて吸着工程が実施される。このとき、第３の吸
着塔4cと、再生工程を実施している第２の吸着塔4bとが
弁22、切換弁23、弁26、切換弁27を経て連通され、第３
の吸着塔4c内に残存する高濃度酸素ガスが第２の吸着塔
4b内に導入される。この酸素ガスにより、吸着塔4b内の
吸着剤がパージされ、吸着剤に吸着されていた窒素の脱
着が促進されると共に、この塔の製品側の酸素濃度が高
まる。第８図の（ｂ）は、このときの状態を示す図であ
る。
その後、第１の吸着塔4aが吸着工程を終了した時点
で、この塔内の高濃度酸素ガスは弁25、切換弁24、28、
弁29を経て再生済みの第２の吸着塔4b内に供給され、充
圧が行なわれる。その後、第１の吸着塔4aと、再生工程
にある第３の吸着塔4cとが弁25、切換弁24、弁26、切換
弁30を経て連通され、第３の吸着塔4c内が高濃度酸素ガ
スでパージされる。その後、第１の吸着塔4aでは再生工
程が実施され、吸着工程を終了した第２の吸着塔4b内の
高濃度酸素ガスが弁29、切換弁28、23、弁22を経て、酸
素によるパージが終了した状態にある第３の吸着塔4cに
供給され、充圧が行なわれる。その後、第２の吸着塔4b
と、第１の吸着塔4aとが弁29、切換弁28、弁26、切換弁
31を経て連通され、第１の吸着塔4aが高濃度酸素ガスで
パージされる。
で、この塔内の高濃度酸素ガスは弁25、切換弁24、28、
弁29を経て再生済みの第２の吸着塔4b内に供給され、充
圧が行なわれる。その後、第１の吸着塔4aと、再生工程
にある第３の吸着塔4cとが弁25、切換弁24、弁26、切換
弁30を経て連通され、第３の吸着塔4c内が高濃度酸素ガ
スでパージされる。その後、第１の吸着塔4aでは再生工
程が実施され、吸着工程を終了した第２の吸着塔4b内の
高濃度酸素ガスが弁29、切換弁28、23、弁22を経て、酸
素によるパージが終了した状態にある第３の吸着塔4cに
供給され、充圧が行なわれる。その後、第２の吸着塔4b
と、第１の吸着塔4aとが弁29、切換弁28、弁26、切換弁
31を経て連通され、第１の吸着塔4aが高濃度酸素ガスで
パージされる。
以下同様に、この一連操作を３基の吸着塔4a、4b、4c
について交互に繰り返すことによって、製品酸素ガスが
連続して得られる。
について交互に繰り返すことによって、製品酸素ガスが
連続して得られる。
上記の製造では、吸着圧力0.5Kgf/cm2G、再生時到達
圧力200Torrの操作条件で、純度92.9％の製品酸素ガス
を得るときに、酸素収率が48.8％、また、吸着剤1Kg当
りの製品採取量が0.0133Nm3/hrであったと記載されてい
る。
圧力200Torrの操作条件で、純度92.9％の製品酸素ガス
を得るときに、酸素収率が48.8％、また、吸着剤1Kg当
りの製品採取量が0.0133Nm3/hrであったと記載されてい
る。
「発明が解決しようとする問題点」 しかし、上述の特開昭60-161309号公報記載の方法
は、吸着工程が終了した状態の吸着塔に残存する酸素を
抜き出し、製品酸素ガス、充圧、更にパージに利用する
ことになり、パージに利用するときの酸素濃度は時間の
経過と共に低下してしまうために、パージの効果が良好
に得られ、しかもパージ後の吸着塔内の窒素混入を防ぐ
ことのできるパージ用高濃度酸素ガスが、ある限度内に
しか得られない問題があった。
は、吸着工程が終了した状態の吸着塔に残存する酸素を
抜き出し、製品酸素ガス、充圧、更にパージに利用する
ことになり、パージに利用するときの酸素濃度は時間の
経過と共に低下してしまうために、パージの効果が良好
に得られ、しかもパージ後の吸着塔内の窒素混入を防ぐ
ことのできるパージ用高濃度酸素ガスが、ある限度内に
しか得られない問題があった。
また、上記の方法は、各工程間のシーケンスが複雑な
ので、最適運転条件に調節するのが容易でないという問
題があった。
ので、最適運転条件に調節するのが容易でないという問
題があった。
この発明は、上記の問題点を解消し、好適なパージを
実施することにより空気処理能力を向上させることがで
き、しかも運転を簡便に行なうことのできる酸素の製造
方法を提供することを目的とするものである。
実施することにより空気処理能力を向上させることがで
き、しかも運転を簡便に行なうことのできる酸素の製造
方法を提供することを目的とするものである。
「問題点を解決するための手段」 この発明は、上述のようなプレッシャースイング吸着
法による酸素製造方法において、再生工程を、吸着塔内
を減圧状態にして再生処理を行なう真空再生工程と、そ
の後、該吸着塔内に吸着工程にある別の吸着塔から流出
している製品酸素ガスを導入して吸着剤のパージを行な
うパージ再生工程とから構成し、かつ、上記パージ再生
工程の所要時間を全再生工程の所要時間の10〜80％とす
るとともに、上記パージ再生工程で使用する製品酸素ガ
スの量を、１回の吸着工程で処理する原料空気量の0.5
〜10％とすることを特徴とするものである。
法による酸素製造方法において、再生工程を、吸着塔内
を減圧状態にして再生処理を行なう真空再生工程と、そ
の後、該吸着塔内に吸着工程にある別の吸着塔から流出
している製品酸素ガスを導入して吸着剤のパージを行な
うパージ再生工程とから構成し、かつ、上記パージ再生
工程の所要時間を全再生工程の所要時間の10〜80％とす
るとともに、上記パージ再生工程で使用する製品酸素ガ
スの量を、１回の吸着工程で処理する原料空気量の0.5
〜10％とすることを特徴とするものである。
以下、この発明を図面を参照して詳しく説明する。第
１図はこの発明を実施するに好適な装置の一例を示すも
ので、第５図に示した装置と共通する部分には同一符号
を付して説明を簡略化する。
１図はこの発明を実施するに好適な装置の一例を示すも
ので、第５図に示した装置と共通する部分には同一符号
を付して説明を簡略化する。
いま、第１の吸着塔4aは、原料空気が供給され、吐出
した製品酸素ガスを切換弁５、弁６を経て酸素圧縮機７
に供給する吸着工程が開始された状態にある。（吸着工
程） このとき、第２の吸着塔4bでは、製品酸素ガスの一部
が第１の流量調節機構８、切換弁９を経て導入され、塔
内の圧力を高める充圧工程が開始された状態にあり、ま
た、第３の吸着塔4cでは、切換弁11、12を経て真空ポン
プ10による排気が行なわれ、この塔内を減圧状態にして
吸着剤を再生する真空再生工程が開始された状態にあ
る。第２図の（ａ）は、このときの状態を示すものであ
る。
した製品酸素ガスを切換弁５、弁６を経て酸素圧縮機７
に供給する吸着工程が開始された状態にある。（吸着工
程） このとき、第２の吸着塔4bでは、製品酸素ガスの一部
が第１の流量調節機構８、切換弁９を経て導入され、塔
内の圧力を高める充圧工程が開始された状態にあり、ま
た、第３の吸着塔4cでは、切換弁11、12を経て真空ポン
プ10による排気が行なわれ、この塔内を減圧状態にして
吸着剤を再生する真空再生工程が開始された状態にあ
る。第２図の（ａ）は、このときの状態を示すものであ
る。
その後、第３の吸着塔4cの真空再生工程が所定の所要
時間に達した時点で切換弁32を開の状態にする。これに
よって、第３の吸着塔4c内には、第２の流量調節機構3
3、切換弁32を経て製品酸素ガスの一部が導入され、こ
の塔内の吸着剤を酸素でパージするパージ再生工程が開
始される。第２図の（ｂ）はこの状態を示す図である。
時間に達した時点で切換弁32を開の状態にする。これに
よって、第３の吸着塔4c内には、第２の流量調節機構3
3、切換弁32を経て製品酸素ガスの一部が導入され、こ
の塔内の吸着剤を酸素でパージするパージ再生工程が開
始される。第２図の（ｂ）はこの状態を示す図である。
上記第２の流量調節機構33は、第３図（ａ）に示すよ
うに、第１の流量調節機構８と別に製品酸素ガスを取り
出すことのできるように配設された管路34に流量調節弁
35を設けたもの、第３図（ｂ）に示すように、この管路
34に上記流量調節弁35を設けると共に、この流量調節弁
35の供給側に流量計36を設けたもの、あるいは第３図
（ｃ）に示すように、管路34を流通する酸素の量を自動
流量調節弁38によって自動調節することができる流量調
節器37を設けたものなどを使用する。
うに、第１の流量調節機構８と別に製品酸素ガスを取り
出すことのできるように配設された管路34に流量調節弁
35を設けたもの、第３図（ｂ）に示すように、この管路
34に上記流量調節弁35を設けると共に、この流量調節弁
35の供給側に流量計36を設けたもの、あるいは第３図
（ｃ）に示すように、管路34を流通する酸素の量を自動
流量調節弁38によって自動調節することができる流量調
節器37を設けたものなどを使用する。
第１の吸着塔4aが吸着工程の所要時間に達した時点
で、切換弁３を閉じて原料空気の供給を停止し、吸着工
程を終了すると共に、切換弁14を開けて第１の吸着塔4a
内を真空ポンプ10により排気し、この塔内を減圧状態に
して吸着剤の再生処理を行なう真空再生工程が開始され
る。（真空再生工程） このとき、第２の吸着塔4bでは、切換弁15を経て原料
空気が供給され、製品酸素ガスが吐出する吸着工程が開
始され、また、パージ再生工程の終了した状態にある第
３の吸着塔4cでは、塔内に製品酸素ガスの一部が第１の
流量調節機構８、切換弁17を経て導入され、充圧工程が
開始される。
で、切換弁３を閉じて原料空気の供給を停止し、吸着工
程を終了すると共に、切換弁14を開けて第１の吸着塔4a
内を真空ポンプ10により排気し、この塔内を減圧状態に
して吸着剤の再生処理を行なう真空再生工程が開始され
る。（真空再生工程） このとき、第２の吸着塔4bでは、切換弁15を経て原料
空気が供給され、製品酸素ガスが吐出する吸着工程が開
始され、また、パージ再生工程の終了した状態にある第
３の吸着塔4cでは、塔内に製品酸素ガスの一部が第１の
流量調節機構８、切換弁17を経て導入され、充圧工程が
開始される。
その後、第１の吸着塔4aの真空再生工程が所要時間に
達した時点で切換弁39を開き、製品酸素ガスの一部を第
２の流量調節機構33、切換弁39を経て第１の吸着塔4a内
に導入し、この塔内の吸着剤を酸素でパージする。（パ
ージ再生工程） このとき、第２の吸着塔4b、第３の吸着塔4cでは各々
吸着工程、充圧工程が引き続き実施されている。
達した時点で切換弁39を開き、製品酸素ガスの一部を第
２の流量調節機構33、切換弁39を経て第１の吸着塔4a内
に導入し、この塔内の吸着剤を酸素でパージする。（パ
ージ再生工程） このとき、第２の吸着塔4b、第３の吸着塔4cでは各々
吸着工程、充圧工程が引き続き実施されている。
その後、第１の吸着塔4aでは、パージ再生工程が所要
時間に達した時点で切換弁14を閉じると共に、切換弁20
を開け、製品酸素ガスの一部が第１の流量調節機構８、
切換弁20を経てこの塔内の製品側から導入され、この酸
素ガスによって塔内の圧力が高まる。（充圧工程） このとき、吸着工程を終了した第２の吸着塔4bでは、
切換弁21が開けられて真空再生工程が開始され、また、
充圧済みの第３の吸着塔4cでは、原料空気の供給が開始
され、製品酸素ガスを吐出する吸着工程が開始される。
時間に達した時点で切換弁14を閉じると共に、切換弁20
を開け、製品酸素ガスの一部が第１の流量調節機構８、
切換弁20を経てこの塔内の製品側から導入され、この酸
素ガスによって塔内の圧力が高まる。（充圧工程） このとき、吸着工程を終了した第２の吸着塔4bでは、
切換弁21が開けられて真空再生工程が開始され、また、
充圧済みの第３の吸着塔4cでは、原料空気の供給が開始
され、製品酸素ガスを吐出する吸着工程が開始される。
その後、第２の吸着塔4bの真空再生工程が所要時間に
達した時点で切換弁40が開けられ、製品酸素ガスの一部
が第２の流量調節機構33、切換弁40を経て第２の吸着塔
4b内に導入し、この酸素により塔内の吸着剤がパージさ
れる。
達した時点で切換弁40が開けられ、製品酸素ガスの一部
が第２の流量調節機構33、切換弁40を経て第２の吸着塔
4b内に導入し、この酸素により塔内の吸着剤がパージさ
れる。
以下同様に、この一連操作を３基の吸着塔4a、4b、4c
について交互に繰り返すことによって、製品酸素ガスが
連続的に得られる。以上の工程をまとめると第２表のよ
うになる。
について交互に繰り返すことによって、製品酸素ガスが
連続的に得られる。以上の工程をまとめると第２表のよ
うになる。
この発明の酸素製造方法は、上記のように再生工程に
ある吸着塔内に製品酸素ガスの一部を導入し、この酸素
により吸着剤のパージを行なうことにより、酸素製造能
力を向上させることができている。
ある吸着塔内に製品酸素ガスの一部を導入し、この酸素
により吸着剤のパージを行なうことにより、酸素製造能
力を向上させることができている。
すなわち、パージ再生工程終了時の吸着塔内の酸素分
布は、吸着塔の空気入口近くにまで酸素高濃度域が達し
ており、これによって、吸着工程における製品酸素ガス
の採取が容易になり、したがって、酸素収率の向上がも
たらされる。
布は、吸着塔の空気入口近くにまで酸素高濃度域が達し
ており、これによって、吸着工程における製品酸素ガス
の採取が容易になり、したがって、酸素収率の向上がも
たらされる。
また、酸素高濃度域が吸着塔内の全域に広がっている
ということは、吸着剤に吸着された窒素が充分に脱着さ
れたことを意味しており、これによって、次の吸着工程
における吸着剤の吸着容量が増大することになり、吸着
剤単位量当りの空気処理量を増加することができる。
ということは、吸着剤に吸着された窒素が充分に脱着さ
れたことを意味しており、これによって、次の吸着工程
における吸着剤の吸着容量が増大することになり、吸着
剤単位量当りの空気処理量を増加することができる。
このような性能向上を得るためには、パージ再生工程
の所要時間Ａと、全再生工程所要時間Ｂ（真空再生工程
とパージ再生工程との各々の所要時間の合計）との関係
が、 A/B＝0.1〜0.8 即ち10％から80％となる時間配分とし、この時間配分に
従って、最適なパージ用酸素量を与える必要がある。パ
ージ再生工程の所要時間Ａが、全再生工程所要時間Ｂの
10％より少ないと、パージ再生が不十分となり、酸素収
率が減少してしまう。またパージ再生工程の所要時間Ａ
が、全再生工程所要時間Ｂの80％より多くすると、パー
ジに使用する製品酸素量が増大してやはり酸素収率が低
下してしまう。
の所要時間Ａと、全再生工程所要時間Ｂ（真空再生工程
とパージ再生工程との各々の所要時間の合計）との関係
が、 A/B＝0.1〜0.8 即ち10％から80％となる時間配分とし、この時間配分に
従って、最適なパージ用酸素量を与える必要がある。パ
ージ再生工程の所要時間Ａが、全再生工程所要時間Ｂの
10％より少ないと、パージ再生が不十分となり、酸素収
率が減少してしまう。またパージ再生工程の所要時間Ａ
が、全再生工程所要時間Ｂの80％より多くすると、パー
ジに使用する製品酸素量が増大してやはり酸素収率が低
下してしまう。
また、このパージ再生工程に使用されるパージ用酸素
の量は、一回の吸着工程で処理する原料空気量の0.5〜1
0％の範囲、更に好ましくは１〜７％の範囲に設定され
る。このパージ用酸素の量を原料空気量の0.5％より少
なくすると、再生するべき吸着塔の酸素パージが不十分
となり、再生不十分で酸素収率が減少してしまう。また
パージ用酸素の量を原料空気量の10％より多くすると、
パージに使用する製品酸素量が増大してやはり酸素収率
が低下してしまう。
の量は、一回の吸着工程で処理する原料空気量の0.5〜1
0％の範囲、更に好ましくは１〜７％の範囲に設定され
る。このパージ用酸素の量を原料空気量の0.5％より少
なくすると、再生するべき吸着塔の酸素パージが不十分
となり、再生不十分で酸素収率が減少してしまう。また
パージ用酸素の量を原料空気量の10％より多くすると、
パージに使用する製品酸素量が増大してやはり酸素収率
が低下してしまう。
パージ再生工程の所要時間Ａを、全再生工程所要時間
Ｂの10％〜80％の範囲に設定すること、及びパージ用酸
素の量を原料空気量の0.5〜10％の範囲に設定すること
により、従来例よりも酸素収率を大幅に向上させること
ができ、製品酸素採取量を増加させることができる。
Ｂの10％〜80％の範囲に設定すること、及びパージ用酸
素の量を原料空気量の0.5〜10％の範囲に設定すること
により、従来例よりも酸素収率を大幅に向上させること
ができ、製品酸素採取量を増加させることができる。
次に、この発明の実施例を示す。
「実施例」 第１図に示したこの発明に好適な装置において、以下
の操作条件で運転した。なお、第２の流量調節機構33
は、第２図の（ｂ）に示す構成のものとした。
の操作条件で運転した。なお、第２の流量調節機構33
は、第２図の（ｂ）に示す構成のものとした。
吸着剤・・・Ca-Na-A系ゼオライト、 吸着剤充填量・・・58.5Kg/塔 一吸着工程時間・・・80sec 吸着圧力・・・1000mmAq 再生圧力・・・190Torr 空気流量・・・24〜30Nm3/hr 酸素流量・・・1.9〜3.0Nm3/hr 酸素純度・・・93.5％O2 この操作条件により、パージ時間／吸着時間、およびパ
ージ酸素量／処理空気量をパラメータとした結果を第４
図に示す。
ージ酸素量／処理空気量をパラメータとした結果を第４
図に示す。
第４図からも明らかなように、上記操作条件で運転し
た場合、酸素収率は45％程度得られ、第５図に示す従来
の製造方法における酸素収率39％に比べ、約15％向上さ
せることができた。また、吸着剤1Kg当りの空気処理量
は、0.17Nm3/hrであり、従来法の0.14Nm3/hrに比べ、約
20％向上させることができた。
た場合、酸素収率は45％程度得られ、第５図に示す従来
の製造方法における酸素収率39％に比べ、約15％向上さ
せることができた。また、吸着剤1Kg当りの空気処理量
は、0.17Nm3/hrであり、従来法の0.14Nm3/hrに比べ、約
20％向上させることができた。
「発明の効果」 この発明の酸素製造方法は、再生工程を真空再生工程
と、その後、吸着塔内に製品酸素ガスを導入して吸着剤
のパージを行なうパージ再生工程とから構成し、パージ
用酸素ガスの使用量を自由に選択できるようにしたの
で、酸素製造装置の酸素収率を向上させることができ、
また、吸着剤当りの空気処理量を増大させることができ
る。
と、その後、吸着塔内に製品酸素ガスを導入して吸着剤
のパージを行なうパージ再生工程とから構成し、パージ
用酸素ガスの使用量を自由に選択できるようにしたの
で、酸素製造装置の酸素収率を向上させることができ、
また、吸着剤当りの空気処理量を増大させることができ
る。
また、製造工程のシーケンスが簡略なので、酸素製造
装置を最適な運転条件に調整するのを容易することがで
きる。
装置を最適な運転条件に調整するのを容易することがで
きる。
第１図はこの発明を実施するに好適な装置の一例を示す
構成図、第２図はこの発明の工程の一部を示す工程図、
第３図は第２の流量調節機構の構成図、第４図は第１図
の装置を運転した際の酸素収量および空気処理量を説明
するグラフである。 第５図および第６図は従来のプレッシャースイング吸着
法による酸素製造方法の一例を示す図であって、第５図
は従来の酸素製造方法の一例に使われていた装置の構成
図、第６図は工程図、第７図および第８図は従来のプレ
ッシャースイング吸着法による酸素製造方法の他の例を
示す図であって、第７図は従来の酸素製造方法の他の例
に使われていた装置の構成図、第８図は工程図である。 ２……空気送風機、4a、4b、4c……吸着塔、７……酸素
圧縮機、８……第１の流量調節機構、10……真空ポン
プ、33……第２の流量調節機構。
構成図、第２図はこの発明の工程の一部を示す工程図、
第３図は第２の流量調節機構の構成図、第４図は第１図
の装置を運転した際の酸素収量および空気処理量を説明
するグラフである。 第５図および第６図は従来のプレッシャースイング吸着
法による酸素製造方法の一例を示す図であって、第５図
は従来の酸素製造方法の一例に使われていた装置の構成
図、第６図は工程図、第７図および第８図は従来のプレ
ッシャースイング吸着法による酸素製造方法の他の例を
示す図であって、第７図は従来の酸素製造方法の他の例
に使われていた装置の構成図、第８図は工程図である。 ２……空気送風機、4a、4b、4c……吸着塔、７……酸素
圧縮機、８……第１の流量調節機構、10……真空ポン
プ、33……第２の流量調節機構。
Claims (1)
- 【請求項１】原料空気中の窒素を吸着する吸着剤が充填
された複数の吸着塔を、吸着・再生・充圧の各工程に順
次切換えることにより連続的に製品酸素ガスを製造する
方法において、 上記再生工程を、吸着塔内を減圧状態にして再生処理を
行なう真空再生工程と、その後、該吸着塔内に吸着工程
にある別の吸着塔から流出している製品酸素ガスを導入
して吸着剤のパージを行なうパージ再生工程とから構成
し、かつ、上記パージ再生工程の所要時間を全再生工程
の所要時間の10〜80％とするとともに、上記パージ再生
工程で使用する製品酸素ガスの量を、１回の吸着工程で
処理する原料空気量の0.5〜10％とすることを特徴とす
るプレッシャースイング吸着法による酸素製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61273630A JP2540137B2 (ja) | 1986-11-17 | 1986-11-17 | プレツシヤ−スイング吸着法による酸素製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61273630A JP2540137B2 (ja) | 1986-11-17 | 1986-11-17 | プレツシヤ−スイング吸着法による酸素製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63126518A JPS63126518A (ja) | 1988-05-30 |
| JP2540137B2 true JP2540137B2 (ja) | 1996-10-02 |
Family
ID=17530383
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61273630A Expired - Fee Related JP2540137B2 (ja) | 1986-11-17 | 1986-11-17 | プレツシヤ−スイング吸着法による酸素製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2540137B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2526936Y2 (ja) * | 1993-09-09 | 1997-02-26 | 大同ほくさん株式会社 | 入浴用移乗台付き浴室 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57106504A (en) * | 1980-12-22 | 1982-07-02 | Hitachi Ltd | Concentrating method for oxygen |
| JPS60161309A (ja) * | 1984-01-31 | 1985-08-23 | Showa Denko Kk | 富酸素ガスの製造法 |
| JPS60226401A (ja) * | 1984-04-21 | 1985-11-11 | Showa Denko Kk | 大気圧力下における圧力変動吸着法による富酸素ガスの製造法 |
-
1986
- 1986-11-17 JP JP61273630A patent/JP2540137B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63126518A (ja) | 1988-05-30 |
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Legal Events
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| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
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