JP2744596B2 - 供給ガス混合物の比較的吸着力の弱い成分から比較的吸着力の強い成分を選択的に分離する方法 - Google Patents
供給ガス混合物の比較的吸着力の弱い成分から比較的吸着力の強い成分を選択的に分離する方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ガス混合物中の比較的
吸着力の強い成分を、比較的吸着力の弱い成分から、ほ
ぼ供給圧力で比較的吸着力の弱い成分を高い回収率をも
って分離する圧力変動吸着法に関する。
吸着力の強い成分を、比較的吸着力の弱い成分から、ほ
ぼ供給圧力で比較的吸着力の弱い成分を高い回収率をも
って分離する圧力変動吸着法に関する。
【０００２】
【従来の技術】酸素は産業用ガス業界では日常の化学製
品となっている。酸素は、廃水処理、ガラス溶融炉や製
鋼業を含む多数の用途がある。酸素生産の最も普通の方
法の１つは空気の極低温蒸留によるものである。しか
し、この技術は小型の酸素工場（１日当り酸素１００ト
ン未満）では競争力がない。この規模では吸着を利用す
る。市場では安い資本経費とエネルギーコストで、吸着
ガス分離による酸素生産の要望がある。
品となっている。酸素は、廃水処理、ガラス溶融炉や製
鋼業を含む多数の用途がある。酸素生産の最も普通の方
法の１つは空気の極低温蒸留によるものである。しか
し、この技術は小型の酸素工場（１日当り酸素１００ト
ン未満）では競争力がない。この規模では吸着を利用す
る。市場では安い資本経費とエネルギーコストで、吸着
ガス分離による酸素生産の要望がある。
【０００３】当業界では吸着法が広汎に利用され、小型
の酸素工場（１日当り酸素１００トン未満）でも空気か
ら酸素を生産している。これらの製法には２つの主なる
種類がある。すなわち、圧力変動吸着法（ＰＳＡ）と真
空変動吸着法（ＶＳＡ）の２つである。圧力変動吸着法
は吸着（供給）工程を周囲温度より遙かに高い温度で、
また吸着剤の再生を周囲温度に近い温度で行う。吸着床
は、２次工程例えば圧力均衡化、減圧、ブローダウンお
よびパージまたはこれらの様々な組合せの作業周期を行
う。
の酸素工場（１日当り酸素１００トン未満）でも空気か
ら酸素を生産している。これらの製法には２つの主なる
種類がある。すなわち、圧力変動吸着法（ＰＳＡ）と真
空変動吸着法（ＶＳＡ）の２つである。圧力変動吸着法
は吸着（供給）工程を周囲温度より遙かに高い温度で、
また吸着剤の再生を周囲温度に近い温度で行う。吸着床
は、２次工程例えば圧力均衡化、減圧、ブローダウンお
よびパージまたはこれらの様々な組合せの作業周期を行
う。
【０００４】これらの工程は、ともすればエネルギー高
消費型となりがちで、１日当り酸素４０トン未満生産の
比較的小さい酸素工場に一層適している。Ｏ2 ＰＳＡ法
の１分野が急速圧力変動吸着（ＲＰＳＡ）法である。そ
の名称が示すように、この方法はＰＳＡ法と同様の工程
を必要とするが、これらの工程を極めて急速に行う。こ
こでも、この方法がともすればエネルギー高消費型とな
りがちで、Ｏ2 ＰＳＡの場合よりも更に小さい酸素工場
に適している。
消費型となりがちで、１日当り酸素４０トン未満生産の
比較的小さい酸素工場に一層適している。Ｏ2 ＰＳＡ法
の１分野が急速圧力変動吸着（ＲＰＳＡ）法である。そ
の名称が示すように、この方法はＰＳＡ法と同様の工程
を必要とするが、これらの工程を極めて急速に行う。こ
こでも、この方法がともすればエネルギー高消費型とな
りがちで、Ｏ2 ＰＳＡの場合よりも更に小さい酸素工場
に適している。
【０００５】ＰＳＡ法におけるエネルギー高消費の主な
理由は：（１）これらの方法からのＯ2 回収率が低いこ
とと、（２）全供給物流れを吸着圧力まで圧縮する必要
があることである。これらの効率の悪さは真空変動吸着
（ＶＳＡ）法でいくぶん克服できる。これらの方法で
は、周囲圧力を僅かに上回る圧力で吸着を行い、また吸
着剤再生を大気圧以下のレベルで行う。吸着床は、酸素
回収率の増加と、生成ガス単位当りの吸着剤投資の減少
を主目的とするいくつかの２次工程の操作を受ける。
理由は：（１）これらの方法からのＯ2 回収率が低いこ
とと、（２）全供給物流れを吸着圧力まで圧縮する必要
があることである。これらの効率の悪さは真空変動吸着
（ＶＳＡ）法でいくぶん克服できる。これらの方法で
は、周囲圧力を僅かに上回る圧力で吸着を行い、また吸
着剤再生を大気圧以下のレベルで行う。吸着床は、酸素
回収率の増加と、生成ガス単位当りの吸着剤投資の減少
を主目的とするいくつかの２次工程の操作を受ける。
【０００６】米国特許第４，９１７，７１０号は、生成
物貯蔵槽を用いる２床式Ｏ2 ＶＳＡ法を記述している。
作業周期工程は：吸着、並流減圧、同時の並流減圧と排
気、排気、生成物による真空パージ、並流減圧工程で得
られるガスによる真空パージ、同時の圧力均衡化と生成
物再加圧、および供給物と生成物の同時再加圧である。
生成物再加圧と生成物パージ用のガスは生成物貯蔵槽か
ら得る。圧力均衡化用ガスは同時並流減圧工程と排気工
程の吸着床から得る。
物貯蔵槽を用いる２床式Ｏ2 ＶＳＡ法を記述している。
作業周期工程は：吸着、並流減圧、同時の並流減圧と排
気、排気、生成物による真空パージ、並流減圧工程で得
られるガスによる真空パージ、同時の圧力均衡化と生成
物再加圧、および供給物と生成物の同時再加圧である。
生成物再加圧と生成物パージ用のガスは生成物貯蔵槽か
ら得る。圧力均衡化用ガスは同時並流減圧工程と排気工
程の吸着床から得る。
【０００７】米国特許第４，７８１，７３５号は、次の
工程を用いる３床式Ｏ2 ＶＳＡ法を記述している：すな
わち、吸着、供給から供給すなわち両端圧均衡化、並流
減圧、排気、並流減圧工程で得られるガスによる真空パ
ージ、供給工程の吸着床からの生成物再加圧、同時の供
給物再加圧、および供給物から供給物すなわち両端圧均
衡化である。
工程を用いる３床式Ｏ2 ＶＳＡ法を記述している：すな
わち、吸着、供給から供給すなわち両端圧均衡化、並流
減圧、排気、並流減圧工程で得られるガスによる真空パ
ージ、供給工程の吸着床からの生成物再加圧、同時の供
給物再加圧、および供給物から供給物すなわち両端圧均
衡化である。
【０００８】ヨーロッパ特許出願第０３５４２５９号
は、２床式Ｏ2 ＶＳＡ法の様々な選択を略述している；
すなわち、吸着、並流減圧、排気、並流減圧工程で得ら
れるガスを用いる圧力均衡化および供給物再加圧であ
る。任意に吸着工程で吸着床からの生成物ガスによる真
空パージを含む。
は、２床式Ｏ2 ＶＳＡ法の様々な選択を略述している；
すなわち、吸着、並流減圧、排気、並流減圧工程で得ら
れるガスを用いる圧力均衡化および供給物再加圧であ
る。任意に吸着工程で吸着床からの生成物ガスによる真
空パージを含む。
【０００９】米国特許第５，０１５，２７１号は、次の
工程を用いるＯ2 ＶＳＡ法を記述している：すなわち、
吸着、同時の並流減圧と向流排気または供給あるいは送
り、向流排気、生成物から生成物の同時の圧力均衡化と
供給物再加圧、または真空パージ、供給物と生成物の同
時の再加圧および供給物再加圧である。
工程を用いるＯ2 ＶＳＡ法を記述している：すなわち、
吸着、同時の並流減圧と向流排気または供給あるいは送
り、向流排気、生成物から生成物の同時の圧力均衡化と
供給物再加圧、または真空パージ、供給物と生成物の同
時の再加圧および供給物再加圧である。
【００１０】米国特許第５，１２２，１６４号は、次の
工程を用いるＯ2 ＶＳＡ法を記述している：すなわち、
吸着、同時の並流減圧と向流排気、向流排気、真空パー
ジ、並流減圧と生成物再加圧を受ける吸着床からのガス
を用いる圧力均衡化である。
工程を用いるＯ2 ＶＳＡ法を記述している：すなわち、
吸着、同時の並流減圧と向流排気、向流排気、真空パー
ジ、並流減圧と生成物再加圧を受ける吸着床からのガス
を用いる圧力均衡化である。
【００１１】米国特許第５，２２３，００４号は、次の
工程を用いるＯ2 ＶＳＡ法を記述している：すなわち、
吸着、同時の並流減圧と向流排気、向流排気、真空パー
ジ、生成物と他の吸着床からの並流減圧ガスを用いる再
加圧、生成物および供給物を用いる再加圧である。
工程を用いるＯ2 ＶＳＡ法を記述している：すなわち、
吸着、同時の並流減圧と向流排気、向流排気、真空パー
ジ、生成物と他の吸着床からの並流減圧ガスを用いる再
加圧、生成物および供給物を用いる再加圧である。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】先行技術にかかわら
ず、現在の方法より酸素回収率が更に高く（すなわち、
エネルギー費用が更に少ない）、また酸素生産単位当り
の吸着剤要求量が、更に少ないＯ2 ＶＳＡ法に対する要
望がなお存在する。
ず、現在の方法より酸素回収率が更に高く（すなわち、
エネルギー費用が更に少ない）、また酸素生産単位当り
の吸着剤要求量が、更に少ないＯ2 ＶＳＡ法に対する要
望がなお存在する。
【００１３】本発明の目的は、現在のＯ2 ＶＳＡ法より
更に高い酸素回収率と、酸素製品の単位当り更に少ない
吸着剤要求量で空気から酸素を生産する真空変動酸素吸
着（ＶＳＡ）法を提供することである。
更に高い酸素回収率と、酸素製品の単位当り更に少ない
吸着剤要求量で空気から酸素を生産する真空変動酸素吸
着（ＶＳＡ）法を提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明は、比較的吸着力
の強い成分に選択的な吸着剤を含む複数の吸着床で、供
給されるガス混合物のうち比較的吸着力の強い成分を比
較的吸着力の弱い成分から選択的に分離する方法であっ
て、 （ａ）比較的吸着力の強い成分と比較的吸着力の弱い成
分を含む昇圧された供給ガス混合物を、比較的吸着力の
強い成分に選択的な吸着剤を含む第１吸着床の入口から
第１の方向に導入し、該吸着剤で前記比較的吸着力の強
い成分を吸着すると共に、比較的吸着力の弱い成分を第
１吸着床を未吸着で通過させて製品および工程（ｄ）の
パージを受けている他の吸着床のパージガスとなし、そ
して前記比較的吸着力の強い成分の吸着先端が第１吸着
床の出口に接近するまで継続し、前記供給ガス混合物の
導入を終了する工程、 （ｂ）第１吸着床への供給ガス混合物導入の前記停止後
に、第１吸着床から前記第１方向にガス流を取出して第
１吸着床を減圧し、かつその取出したガス流を低圧で工
程（ｅ）の再加圧を受けている他の吸着床の出口に送っ
てその２つの吸着床を少なくとも部分的に等圧化すると
共に、第１吸着床を真空源に接続して前記第１方向と反
対の第２方向に減圧する工程、 （ｃ）第１吸着床を前記第２方向に真空条件下に減圧し
て前記比較的吸着力の強い成分を取出す工程、 （ｄ）第１吸着床を工程（ａ）を受けている他の吸着床
からの比較的吸着力の弱い成分の一部でパージして、第
１吸着床から比較的吸着力の強い成分をさらに追加的に
取出す工程、 （ｅ）第１吸着床を周囲圧の供給ガス混合物、昇圧され
た供給ガス混合物、および工程（ｂ）の減圧ガス流取出
を受けている他の吸着床からの前記第１方向の減圧ガス
流で再加圧する工程、 （ｆ）第１吸着床を昇圧された供給ガス混合物でさらに
再加圧する工程、および （ｇ）前記工程（ａ）〜（ｆ）を前記複数の吸着床の個
々の吸着床で遂時的に実施する工程を特徴とする供給ガ
ス混合物中の比較的吸着力の強い成分の比較的吸着力の
弱い成分からの選択分離方法である。ここにおいて、工
程（ｂ）（ｄ）（ｅ）の第１吸着床と異なる他の吸着床
は同一の吸着床である必要はない。複数の吸着床のサイ
クル中の工程（ｂ）（ｄ）（ｅ）にある何れかの吸着床
であればよい。
の強い成分に選択的な吸着剤を含む複数の吸着床で、供
給されるガス混合物のうち比較的吸着力の強い成分を比
較的吸着力の弱い成分から選択的に分離する方法であっ
て、 （ａ）比較的吸着力の強い成分と比較的吸着力の弱い成
分を含む昇圧された供給ガス混合物を、比較的吸着力の
強い成分に選択的な吸着剤を含む第１吸着床の入口から
第１の方向に導入し、該吸着剤で前記比較的吸着力の強
い成分を吸着すると共に、比較的吸着力の弱い成分を第
１吸着床を未吸着で通過させて製品および工程（ｄ）の
パージを受けている他の吸着床のパージガスとなし、そ
して前記比較的吸着力の強い成分の吸着先端が第１吸着
床の出口に接近するまで継続し、前記供給ガス混合物の
導入を終了する工程、 （ｂ）第１吸着床への供給ガス混合物導入の前記停止後
に、第１吸着床から前記第１方向にガス流を取出して第
１吸着床を減圧し、かつその取出したガス流を低圧で工
程（ｅ）の再加圧を受けている他の吸着床の出口に送っ
てその２つの吸着床を少なくとも部分的に等圧化すると
共に、第１吸着床を真空源に接続して前記第１方向と反
対の第２方向に減圧する工程、 （ｃ）第１吸着床を前記第２方向に真空条件下に減圧し
て前記比較的吸着力の強い成分を取出す工程、 （ｄ）第１吸着床を工程（ａ）を受けている他の吸着床
からの比較的吸着力の弱い成分の一部でパージして、第
１吸着床から比較的吸着力の強い成分をさらに追加的に
取出す工程、 （ｅ）第１吸着床を周囲圧の供給ガス混合物、昇圧され
た供給ガス混合物、および工程（ｂ）の減圧ガス流取出
を受けている他の吸着床からの前記第１方向の減圧ガス
流で再加圧する工程、 （ｆ）第１吸着床を昇圧された供給ガス混合物でさらに
再加圧する工程、および （ｇ）前記工程（ａ）〜（ｆ）を前記複数の吸着床の個
々の吸着床で遂時的に実施する工程を特徴とする供給ガ
ス混合物中の比較的吸着力の強い成分の比較的吸着力の
弱い成分からの選択分離方法である。ここにおいて、工
程（ｂ）（ｄ）（ｅ）の第１吸着床と異なる他の吸着床
は同一の吸着床である必要はない。複数の吸着床のサイ
クル中の工程（ｂ）（ｄ）（ｅ）にある何れかの吸着床
であればよい。
【００１５】工程（ｆ）で、周囲圧供給ガス混合物と昇
圧供給ガス混合物を用いて、前記第１吸着床を再加圧す
ることが好ましい。
圧供給ガス混合物を用いて、前記第１吸着床を再加圧す
ることが好ましい。
【００１６】また、工程（ｆ）で、先ず供給ガス混合
物、その後、比較的吸着力の弱い成分を用いて、前記第
１吸着床を再加圧することが好ましい。
物、その後、比較的吸着力の弱い成分を用いて、前記第
１吸着床を再加圧することが好ましい。
【００１７】別の例として、工程（ｆ）で、先ず比較的
吸着力の弱い成分を用い、その後、供給ガス混合物を用
いて前記吸着層を再加圧することが好ましい。
吸着力の弱い成分を用い、その後、供給ガス混合物を用
いて前記吸着層を再加圧することが好ましい。
【００１８】更に別の例として、比較的吸着力の弱い成
分と供給ガス混合物を同時に用いて前記吸着床を再加圧
することが好ましい。
分と供給ガス混合物を同時に用いて前記吸着床を再加圧
することが好ましい。
【００１９】前記供給ガスが空気であり、前記比較的吸
着力の強い成分が窒素であり、かつ前記比較的吸着力の
弱い成分が酸素であることが好ましい。
着力の強い成分が窒素であり、かつ前記比較的吸着力の
弱い成分が酸素であることが好ましい。
【００２０】更に別の例として、前記方法を２つの吸着
床で実施することが好ましい。
床で実施することが好ましい。
【００２１】前記工程（ｂ）の圧力均衡化で使用する前
記２つの吸着床の圧力を完全に均衡化することが好まし
い。
記２つの吸着床の圧力を完全に均衡化することが好まし
い。
【００２２】さらに、本発明は、窒素に選択的な吸着剤
を含む２つの吸着床で、空気中の酸素から窒素を選択的
に分離する方法であって、 （ａ）昇圧された原料空気を、窒素に選択的な吸着剤を
含む第１吸着床の入口に第１の方向に導入し、該吸着剤
で窒素を吸着すると共に、酸素を第１吸着床を未吸着で
通過させて製品酸素および工程（ｄ）のパージを受けて
いる第２吸着床のパージガスとなし、そして窒素の吸着
先端が第１吸着床の出口に接近するまで継続し、空気の
導入を終了する工程、 （ｂ）第１吸着床への空気導入の前記停止後に、第１吸
着床から前記第１方向にガス流を取出して第１吸着床を
減圧し、かつその取出したガス流を低圧で工程（ｅ）の
再加圧を受けている第２吸着床の出口に送って第１吸着
床および第２吸着床を少なくとも部分的に等圧化すると
共に、第１吸着床を真空源に接続して前記第１方向と反
対の第２方向に減圧する工程、 （ｃ）第１吸着床を前記第２方向に真空条件下に減圧し
て窒素を取出す工程、 （ｄ）第１吸着床を工程（ａ）を受けている他の吸着床
からの酸素の一部でパージして、第１吸着床から窒素を
さらに追加的に取出す工程、 （ｅ）第１吸着床を周囲圧の空気、昇圧された原料空
気、および工程（ｂ）の減圧ガス流取出を受けている第
２吸着床からの相対的に高い圧力の前記第１方向のガス
流で再加圧する工程、 （ｆ）第１吸着床を昇圧された原料空気でさらに再加圧
する工程、および （ｇ）前記工程（ａ）〜（ｆ）を前記２つの吸着床の個
々の吸着床で遂時的に実施する工程を特徴とする空気中
の窒素の酸素からの選択分離方法である。
を含む２つの吸着床で、空気中の酸素から窒素を選択的
に分離する方法であって、 （ａ）昇圧された原料空気を、窒素に選択的な吸着剤を
含む第１吸着床の入口に第１の方向に導入し、該吸着剤
で窒素を吸着すると共に、酸素を第１吸着床を未吸着で
通過させて製品酸素および工程（ｄ）のパージを受けて
いる第２吸着床のパージガスとなし、そして窒素の吸着
先端が第１吸着床の出口に接近するまで継続し、空気の
導入を終了する工程、 （ｂ）第１吸着床への空気導入の前記停止後に、第１吸
着床から前記第１方向にガス流を取出して第１吸着床を
減圧し、かつその取出したガス流を低圧で工程（ｅ）の
再加圧を受けている第２吸着床の出口に送って第１吸着
床および第２吸着床を少なくとも部分的に等圧化すると
共に、第１吸着床を真空源に接続して前記第１方向と反
対の第２方向に減圧する工程、 （ｃ）第１吸着床を前記第２方向に真空条件下に減圧し
て窒素を取出す工程、 （ｄ）第１吸着床を工程（ａ）を受けている他の吸着床
からの酸素の一部でパージして、第１吸着床から窒素を
さらに追加的に取出す工程、 （ｅ）第１吸着床を周囲圧の空気、昇圧された原料空
気、および工程（ｂ）の減圧ガス流取出を受けている第
２吸着床からの相対的に高い圧力の前記第１方向のガス
流で再加圧する工程、 （ｆ）第１吸着床を昇圧された原料空気でさらに再加圧
する工程、および （ｇ）前記工程（ａ）〜（ｆ）を前記２つの吸着床の個
々の吸着床で遂時的に実施する工程を特徴とする空気中
の窒素の酸素からの選択分離方法である。
【００２３】工程（ｆ）で前記第１吸着床を周囲圧空気
と昇圧供給空気を用いて再加圧することが好ましい。
と昇圧供給空気を用いて再加圧することが好ましい。
【００２４】また前記供給空気の圧力を約１５〜３０ps
ia（約１．０５〜２．１kg／cm2)にすることが好まし
い。
ia（約１．０５〜２．１kg／cm2)にすることが好まし
い。
【００２５】前記供給空気の圧力を約１５〜２４psia
（約１．０５〜１．７kg／cm2)にすることが更に好まし
い。
（約１．０５〜１．７kg／cm2)にすることが更に好まし
い。
【００２６】
【作用】好ましい実施例に基づいて本発明の作用を記述
する。
する。
【００２７】好ましい実施例は次の工程を含む。 １．生成物（製品）とパージガスを提供する吸着
（Ａ）。 ２．等圧化（圧力均衡化）ガスを提供する並流（吸着床
の入口から出口への方向の流れをいう。以下同じ。）減
圧（ＤＰ）と向流（吸着床の出口から入口への方向の流
れをいう。以下同じ。）排気の同時開始。 ３．向流排気（ＤＥＳ）。 ４．（Ａ）からの生成物を用いる向流パージ（ＰＵ）。 ５．（ＤＰ）からの並流減圧ガスを用いる圧力均衡化
（ＰＥ）と、周囲圧供給ガスと昇圧供給ガスを用いる再
加圧。 ６．昇圧供給ガスを用いる供給ガス再加圧（ＲＰ）また
は周囲圧供給ガスとの組合せ。
（Ａ）。 ２．等圧化（圧力均衡化）ガスを提供する並流（吸着床
の入口から出口への方向の流れをいう。以下同じ。）減
圧（ＤＰ）と向流（吸着床の出口から入口への方向の流
れをいう。以下同じ。）排気の同時開始。 ３．向流排気（ＤＥＳ）。 ４．（Ａ）からの生成物を用いる向流パージ（ＰＵ）。 ５．（ＤＰ）からの並流減圧ガスを用いる圧力均衡化
（ＰＥ）と、周囲圧供給ガスと昇圧供給ガスを用いる再
加圧。 ６．昇圧供給ガスを用いる供給ガス再加圧（ＲＰ）また
は周囲圧供給ガスとの組合せ。
【００２８】この選択の作業周期チャートを表１に略述
する。
する。
【００２９】
【表１】 Ａ−生成物を生産する（供給ガス混合物）吸着。 ＊−生成物とパージガスを生産する吸着。 ＤＰ−圧力均衡化ガスを提供する並流減圧と、同時に行
う向流排気。 ＤＥＳ−向流排気。 ＰＵ−生成物を用いる向流減圧パージ。 ＰＥ−向流減圧ガスを用いる圧力均衡化と、周囲圧ガス
および昇圧供給ガス混合物を用いる再加圧。 ＲＰ−昇圧供給ガス混合物、任意に周囲圧空気も用いる
再加圧。 Ａｍｂ／ｆｅｅｄ−周囲圧供給ガス混合物と昇圧供給ガ
ス混合物。 Ｆｅｅｄ−昇圧供給ガス混合物、吸着床中の圧力が適当
である場合は周囲圧供給ガス混合物も可能である。
う向流排気。 ＤＥＳ−向流排気。 ＰＵ−生成物を用いる向流減圧パージ。 ＰＥ−向流減圧ガスを用いる圧力均衡化と、周囲圧ガス
および昇圧供給ガス混合物を用いる再加圧。 ＲＰ−昇圧供給ガス混合物、任意に周囲圧空気も用いる
再加圧。 Ａｍｂ／ｆｅｅｄ−周囲圧供給ガス混合物と昇圧供給ガ
ス混合物。 Ｆｅｅｄ−昇圧供給ガス混合物、吸着床中の圧力が適当
である場合は周囲圧供給ガス混合物も可能である。
【００３０】好ましい実施例の作業工程をここで詳細に
述べる： １．吸着工程（Ａ） ａ．１５〜３０psia（約１．０５〜２．１０kg／ｍ2)の
圧力と、０〜１５０°Ｆ（約−１７．７〜６５．６℃）
の温度にした大気を例とする昇圧供給ガス混合物を、空
気から水、二酸化炭素および窒素を選択的に吸着できる
１つ以上の吸着剤を充填した床に通して流し； ｂ．酸素生成物からなる流出ガス流れを供給圧力で引出
し、この流れの一部を工程４の吸着床のパージガスとし
て用い、残部が生成物酸素を構成し、かつ
述べる： １．吸着工程（Ａ） ａ．１５〜３０psia（約１．０５〜２．１０kg／ｍ2)の
圧力と、０〜１５０°Ｆ（約−１７．７〜６５．６℃）
の温度にした大気を例とする昇圧供給ガス混合物を、空
気から水、二酸化炭素および窒素を選択的に吸着できる
１つ以上の吸着剤を充填した床に通して流し； ｂ．酸素生成物からなる流出ガス流れを供給圧力で引出
し、この流れの一部を工程４の吸着床のパージガスとし
て用い、残部が生成物酸素を構成し、かつ
【００３１】ｃ．工程１（ａ）と１（ｂ）を、予め設定
した作業時間の間、あるいは前記流出ガス流れの窒素不
純物の濃度が設定限度に達するまで、継続する。この吸
着床をここで“古床”と称する。それは供給ガスから窒
素を除去する能力を使い果たしたからである。
した作業時間の間、あるいは前記流出ガス流れの窒素不
純物の濃度が設定限度に達するまで、継続する。この吸
着床をここで“古床”と称する。それは供給ガスから窒
素を除去する能力を使い果たしたからである。
【００３２】２．並流減圧工程（ＤＰ） ａ．前記古床を通る供給物流れを中断して、前記供給物
をもう１つのＶＳＡ床に移動させ； ｂ．古ＶＳＡ床の向流排気を同時に開始しながら、この
床の生成物端を作業周期の工程５のＶＳＡ床の生成物端
と接続することで、古ＶＳＡ床の圧力を吸着レベルか
ら、ほぼ“中間”レベルすなわち７．７〜２５psia（約
０．５４〜１．５５kg／cm2)に減圧させ；かつ ｃ．古ＶＳＡ床の圧力が前記予め設定した中間レベルの
圧力に達した時に上記工程を中断させる。
をもう１つのＶＳＡ床に移動させ； ｂ．古ＶＳＡ床の向流排気を同時に開始しながら、この
床の生成物端を作業周期の工程５のＶＳＡ床の生成物端
と接続することで、古ＶＳＡ床の圧力を吸着レベルか
ら、ほぼ“中間”レベルすなわち７．７〜２５psia（約
０．５４〜１．５５kg／cm2)に減圧させ；かつ ｃ．古ＶＳＡ床の圧力が前記予め設定した中間レベルの
圧力に達した時に上記工程を中断させる。
【００３３】３．向流排気工程（ＤＥＳ） ａ．前記古ＶＳＡ床の供給端を真空源例えば真空ポンプ
と接続することで、前記古床の圧力を比較的低いレベル
から“最低”レベルすなわち１．０〜１０psia（約０．
０７〜０．７０kg／cm2)に更に減圧し；かつ ｂ．前記工程を前記ＶＳＡ床の圧力が前記予め設定した
最低レベルに達するまで継続する。
と接続することで、前記古床の圧力を比較的低いレベル
から“最低”レベルすなわち１．０〜１０psia（約０．
０７〜０．７０kg／cm2)に更に減圧し；かつ ｂ．前記工程を前記ＶＳＡ床の圧力が前記予め設定した
最低レベルに達するまで継続する。
【００３４】４．向流パージ工程（ＰＵ） ａ．前記ＶＳＡ床の供給物端からの排気を継続し； ｂ．この床の生成物端を作業周期の工程１の別のＶＳＡ
床と接続し、別の例として、生成物サージタンク使用の
場合はパージガスを生成物サージングタンクから入手で
きる。
床と接続し、別の例として、生成物サージタンク使用の
場合はパージガスを生成物サージングタンクから入手で
きる。
【００３５】ｃ．この床の圧力が“低”レベルすなわち
１〜１２psia（約０．０７〜０．８４kg／cm2)に達する
まで前記工程を継続する。
１〜１２psia（約０．０７〜０．８４kg／cm2)に達する
まで前記工程を継続する。
【００３６】５．圧力均衡化工程（ＰＥ） ａ．前記床の排気を中断し、他のＶＳＡ床の排気を開始
し、この床を“再生床”と称する。それは空気からのＮ
2 ，Ｈ2 ＯとＣＯ2 のような比較的強力な吸着成分を除
去する能力が回復されたからである。
し、この床を“再生床”と称する。それは空気からのＮ
2 ，Ｈ2 ＯとＣＯ2 のような比較的強力な吸着成分を除
去する能力が回復されたからである。
【００３７】ｂ．床の生成物端を作業周期の工程２の前
記再生床の生成物端に接続し、前記床の供給物端を周囲
圧供給ガス混合物と昇圧供給ガス混合物と接続し： ｃ．予め設定した時間の間、あるいは前記再生床の圧力
が前記予め設定した比較的低いレベルに達するまで、前
記工程を継続し、工程５のＰＥの端で、前記２床の圧力
はずっと接近し、前記２床の圧力差は一般に２psia（約
０．１４kg／cm2)未満、なるべくなら１psia（約０．０
７kg／cm2)未満が好ましい。
記再生床の生成物端に接続し、前記床の供給物端を周囲
圧供給ガス混合物と昇圧供給ガス混合物と接続し： ｃ．予め設定した時間の間、あるいは前記再生床の圧力
が前記予め設定した比較的低いレベルに達するまで、前
記工程を継続し、工程５のＰＥの端で、前記２床の圧力
はずっと接近し、前記２床の圧力差は一般に２psia（約
０．１４kg／cm2)未満、なるべくなら１psia（約０．０
７kg／cm2)未満が好ましい。
【００３８】６．再加圧工程は、次の工程からなる； ａ．再生床の圧力均衡化を中断させる。
【００３９】Ａ．再加圧工程（ＲＰ） ｉ）圧力均衡化再生床の供給物端を昇圧供給ガス混合物
に接続する。この工程を周囲圧供給ガス混合物で行うこ
とも可能である。
に接続する。この工程を周囲圧供給ガス混合物で行うこ
とも可能である。
【００４０】ii) 前記再生床の圧力が予め設定した吸着
圧力に接近するか、または等しくなるまで、前記工程を
継続する。あるいは、 Ｂ．生成物と供給物の同時再加圧工程（ＰＲＰ／ＦＲ
Ｐ） ｉ）前記再生床の生成物端を生成物貯槽に接続し、前記
再生床の供給物端を供給ブロアーに開放する。周囲圧供
給ガス混合物に開放することが可能である。
圧力に接近するか、または等しくなるまで、前記工程を
継続する。あるいは、 Ｂ．生成物と供給物の同時再加圧工程（ＰＲＰ／ＦＲ
Ｐ） ｉ）前記再生床の生成物端を生成物貯槽に接続し、前記
再生床の供給物端を供給ブロアーに開放する。周囲圧供
給ガス混合物に開放することが可能である。
【００４１】ii) 前記再生床の圧力が予め設定した吸着
圧に等しくなるまで、上記工程を継続する。あるいは、 Ｃ．生成物の供給物の逐次再加圧工程（ＰＲＰ／ＦＲ
Ｐ） ｉ）前記再生床の生成物端を生成物貯槽に接続し； ii) 前記生成物再加圧を中断し、前記再生床の供給物端
を前記供給ブロアーに対し開放し、この工程で周囲圧供
給ガス混合物に開放することも可能である。
圧に等しくなるまで、上記工程を継続する。あるいは、 Ｃ．生成物の供給物の逐次再加圧工程（ＰＲＰ／ＦＲ
Ｐ） ｉ）前記再生床の生成物端を生成物貯槽に接続し； ii) 前記生成物再加圧を中断し、前記再生床の供給物端
を前記供給ブロアーに対し開放し、この工程で周囲圧供
給ガス混合物に開放することも可能である。
【００４２】iii) 前記再生床の圧力が予め設定した吸
着圧に等しくなるまで上記工程を、継続する。あるい
は、
着圧に等しくなるまで上記工程を、継続する。あるい
は、
【００４３】Ｄ．供給物と生成物の逐次再加圧工程は ｉ）前記再生圧平衡化された、床の供給物端を前記供給
ブロアーに接続し、この工程で、周囲圧供給ガス混合物
に接続することも可能である。
ブロアーに接続し、この工程で、周囲圧供給ガス混合物
に接続することも可能である。
【００４４】ii) 前記再生床が前記吸着圧よりも低い予
め設定した圧力レベルに達するまで前記供給物再加圧工
程を継続し； iii) 前記供給物再加圧工程を中断して、前記再生床の
生成物端を生成物貯槽に接続し； iv) 前記再生床の圧力が予め設定した圧力に等しくなる
まで上記の工程を継続する。
め設定した圧力レベルに達するまで前記供給物再加圧工
程を継続し； iii) 前記供給物再加圧工程を中断して、前記再生床の
生成物端を生成物貯槽に接続し； iv) 前記再生床の圧力が予め設定した圧力に等しくなる
まで上記の工程を継続する。
【００４５】ここで吸着床は工程１（ａ）から出発する
新しい作業周期を行う準備ができる。
新しい作業周期を行う準備ができる。
【００４６】
【実施例】フローチャートおよびハードウェアは、本発
明の各作業選択によっては多少相違する。図１は供給物
と周囲圧空気の再加圧を用いる第１の好ましい実施例の
略図を示す。表２は典型的な周期時間に対応する弁の開
閉を略説する。図１ならびに表１および２に図示説明さ
れた作業選択の典型的作業条件で前記作業周期の詳細な
説明を下記に示す。供給ブロアー１１１により供給圧す
なわち２１psia（約１．４８kg／cm2)に圧縮された周囲
空気は、昇圧供給ガス混合物を含み、マニホールド１０
０と開放弁１を通り、既に吸着圧に加圧されている第１
吸着床Ａに入る。この床に、空気からの水、二酸化炭素
と窒素を除去する選択的な吸着剤を充填してある。生成
物酸素を開放弁８とマニホールド１０４により生成物貯
槽１０９に引き出す。吸着床Ａにおける酸素生産の後半
期中に、生成物酸素の一部分をマルホールド１０６と開
放弁６を通し吸着床Ｂのパージガスとして除去する。予
め設定した時間の後または吸着床Ｂからの流出ガス中の
窒素濃度が設定限度に達するか、もしくは吸着前端が床
出口に達すると、直ちに供給物流を中断する。弁８の閉
鎖、弁７の開放、および吸着床Ａと吸着床Ｂのマニホー
ルド１０７による接続により吸着床Ａの圧力を低下させ
る。吸着床Ａを開放弁２およびマニホールド１０２を経
て真空源例えば真空ポンプ１１０により同時に排気す
る。弁７を閉鎖し、吸着床Ａが排気レベル圧の約４psia
（約０．２８kg／cm2)に達するまで弁２を開放したまま
にしておく。弁２を予め設定した時間の間、開放しつづ
ける一方、弁６を開放し、マニホールド１０６を通し吸
着床Ｂからの生成物酸素を用い吸着床Ａの真空パージを
行う。そこで弁２と６を閉鎖し、弁１，５，７を開放し
て、周囲圧供給ガス混合物（空気）、昇圧供給空気およ
び吸着床Ｂの並流減圧ガスの再加圧を、それぞれマニホ
ールド１０３，１００，１０７に通す。吸着床Ａの圧力
が周囲圧に達するまで弁５を開放しておく。この時点で
弁５を閉鎖し、ここで、吸着床Ａをマニホールド１００
からの昇圧供給空気を用いて吸着圧の約２１psia（約
１．４８kg／cm2)まで加圧する。弁８を開放して生成物
酸素をマニホールド１０４を通して取出す。ここで吸着
床Ａは新しい作業周期開始の準備ができる。両床は同様
の作業順序を行うが、互いに位相を異にする。供給ブロ
アー１１１と真空ポンプ１１０が連続作動して、操作の
単純化と装置の小型化を可能にする。
明の各作業選択によっては多少相違する。図１は供給物
と周囲圧空気の再加圧を用いる第１の好ましい実施例の
略図を示す。表２は典型的な周期時間に対応する弁の開
閉を略説する。図１ならびに表１および２に図示説明さ
れた作業選択の典型的作業条件で前記作業周期の詳細な
説明を下記に示す。供給ブロアー１１１により供給圧す
なわち２１psia（約１．４８kg／cm2)に圧縮された周囲
空気は、昇圧供給ガス混合物を含み、マニホールド１０
０と開放弁１を通り、既に吸着圧に加圧されている第１
吸着床Ａに入る。この床に、空気からの水、二酸化炭素
と窒素を除去する選択的な吸着剤を充填してある。生成
物酸素を開放弁８とマニホールド１０４により生成物貯
槽１０９に引き出す。吸着床Ａにおける酸素生産の後半
期中に、生成物酸素の一部分をマルホールド１０６と開
放弁６を通し吸着床Ｂのパージガスとして除去する。予
め設定した時間の後または吸着床Ｂからの流出ガス中の
窒素濃度が設定限度に達するか、もしくは吸着前端が床
出口に達すると、直ちに供給物流を中断する。弁８の閉
鎖、弁７の開放、および吸着床Ａと吸着床Ｂのマニホー
ルド１０７による接続により吸着床Ａの圧力を低下させ
る。吸着床Ａを開放弁２およびマニホールド１０２を経
て真空源例えば真空ポンプ１１０により同時に排気す
る。弁７を閉鎖し、吸着床Ａが排気レベル圧の約４psia
（約０．２８kg／cm2)に達するまで弁２を開放したまま
にしておく。弁２を予め設定した時間の間、開放しつづ
ける一方、弁６を開放し、マニホールド１０６を通し吸
着床Ｂからの生成物酸素を用い吸着床Ａの真空パージを
行う。そこで弁２と６を閉鎖し、弁１，５，７を開放し
て、周囲圧供給ガス混合物（空気）、昇圧供給空気およ
び吸着床Ｂの並流減圧ガスの再加圧を、それぞれマニホ
ールド１０３，１００，１０７に通す。吸着床Ａの圧力
が周囲圧に達するまで弁５を開放しておく。この時点で
弁５を閉鎖し、ここで、吸着床Ａをマニホールド１００
からの昇圧供給空気を用いて吸着圧の約２１psia（約
１．４８kg／cm2)まで加圧する。弁８を開放して生成物
酸素をマニホールド１０４を通して取出す。ここで吸着
床Ａは新しい作業周期開始の準備ができる。両床は同様
の作業順序を行うが、互いに位相を異にする。供給ブロ
アー１１１と真空ポンプ１１０が連続作動して、操作の
単純化と装置の小型化を可能にする。
【００４７】
【表２】 特定の供給ガス混合物の比較的弱く吸着される成分から
比較的強力に吸着される成分を選択的に分離できる吸着
剤であれば、どのようなものでも使用でき、また特定の
供給ガス混合物に対するこのような吸着剤の評価は当業
者の能力で十分できることである。好ましい実施例は、
空気から水、二酸化炭素および窒素を選択的に除去する
吸着剤を使用できる。空気から窒素を分離できる吸着剤
の例はゼオライト分子篩、例えばＮａＸ，ＮａＡ，Ｃａ
Ｘ，ＣａＡと、２成分陽イオンを有する他の吸着剤を含
む。空気から水と二酸化炭素を分離できる吸着剤の例は
アルミナ、シリカゲルとゼオライトである。吸着剤の他
の好ましい特性は：（ｉ）高破壊強さ、（ii) 高耐摩耗
性、（iii)大嵩密度、（iv) 低粒子間空隙、（ｖ）高熱
容量、（vi) 大熱伝導度、（vii)高Ｎ2 ／Ｏ2 選択率、
（viii) 低酸素容量と（ix) 小粒度である。吸着および
排気工程中に吸着床を通る圧力低下も、吸着剤の選択に
とって重要である。
比較的強力に吸着される成分を選択的に分離できる吸着
剤であれば、どのようなものでも使用でき、また特定の
供給ガス混合物に対するこのような吸着剤の評価は当業
者の能力で十分できることである。好ましい実施例は、
空気から水、二酸化炭素および窒素を選択的に除去する
吸着剤を使用できる。空気から窒素を分離できる吸着剤
の例はゼオライト分子篩、例えばＮａＸ，ＮａＡ，Ｃａ
Ｘ，ＣａＡと、２成分陽イオンを有する他の吸着剤を含
む。空気から水と二酸化炭素を分離できる吸着剤の例は
アルミナ、シリカゲルとゼオライトである。吸着剤の他
の好ましい特性は：（ｉ）高破壊強さ、（ii) 高耐摩耗
性、（iii)大嵩密度、（iv) 低粒子間空隙、（ｖ）高熱
容量、（vi) 大熱伝導度、（vii)高Ｎ2 ／Ｏ2 選択率、
（viii) 低酸素容量と（ix) 小粒度である。吸着および
排気工程中に吸着床を通る圧力低下も、吸着剤の選択に
とって重要である。
【００４８】本発明の利点は、本発明の特性を有しない
酸素ＶＳＡ法に優り、例えば圧力平衡化および生成物パ
ージ中の並流供給物質について本発明と、１９９３年３
月２５日提出の米国特許出願第０８／０３７，０７０号
とを比較すればわかることである。両者は各々の方法に
対し、次のパラメーターを用いるパイロット開発用単位
装置で行われた。操作条件 生成物純度＝９０％Ｏ2 供給圧力＝２０．４psia（約１．４３kg／cm2) 排気圧力＝４．９psia（約０．３５kg／cm2) 供給温度＝周囲温度 吸着剤………供給端でＮａＸ，次に、ＣａＸゼオライト 長さ＝７ｆｔ（約２１３cm） 直径＝３ｆｔ（約９１cm） 作業周期＝８８秒 この比較試験の結果は、下表３に示すように、吸着剤の
要求量の比較的少いことと、供給ブロアーの大きさが小
さいことを示し、本発明は、酸素の回収率が比較的低い
にもかかわらず、酸素の経費が安くあがることを示す。
酸素ＶＳＡ法に優り、例えば圧力平衡化および生成物パ
ージ中の並流供給物質について本発明と、１９９３年３
月２５日提出の米国特許出願第０８／０３７，０７０号
とを比較すればわかることである。両者は各々の方法に
対し、次のパラメーターを用いるパイロット開発用単位
装置で行われた。操作条件 生成物純度＝９０％Ｏ2 供給圧力＝２０．４psia（約１．４３kg／cm2) 排気圧力＝４．９psia（約０．３５kg／cm2) 供給温度＝周囲温度 吸着剤………供給端でＮａＸ，次に、ＣａＸゼオライト 長さ＝７ｆｔ（約２１３cm） 直径＝３ｆｔ（約９１cm） 作業周期＝８８秒 この比較試験の結果は、下表３に示すように、吸着剤の
要求量の比較的少いことと、供給ブロアーの大きさが小
さいことを示し、本発明は、酸素の回収率が比較的低い
にもかかわらず、酸素の経費が安くあがることを示す。
【００４９】
【表３】 本発明は、回転式装置、供給ブロアーおよび真空ポンプ
を操作して、生成物例えば酸素を吸着分離してこのよう
な好ましい低価格の生産を達成する。１９９３年３月２
５日提出の米国特許出願第０８／０３７，０７０号は、
その２吸着床式方法で、圧力平衡化を受ける工程および
パージを提供する工程において、供給ブロアーを空転さ
せる。その結果、上記の工程の供給ブロアーの大きさを
比較的大きくすることになる。本発明は、これら両工程
において、空気を吸着床に供給することによりこの問題
を防止し、また本方法の全性能について予期しなかった
改良をもたらす。本発明は、圧力均衡化を受ける工程
中、周囲供給物質例えば空気を吸着床に供給することに
より、比較的大量の周囲圧供給物質（空気）を利用でき
る。これにより供給ブロアーの小型化と製品原価の低減
をいっそう実現することができる。
を操作して、生成物例えば酸素を吸着分離してこのよう
な好ましい低価格の生産を達成する。１９９３年３月２
５日提出の米国特許出願第０８／０３７，０７０号は、
その２吸着床式方法で、圧力平衡化を受ける工程および
パージを提供する工程において、供給ブロアーを空転さ
せる。その結果、上記の工程の供給ブロアーの大きさを
比較的大きくすることになる。本発明は、これら両工程
において、空気を吸着床に供給することによりこの問題
を防止し、また本方法の全性能について予期しなかった
改良をもたらす。本発明は、圧力均衡化を受ける工程
中、周囲供給物質例えば空気を吸着床に供給することに
より、比較的大量の周囲圧供給物質（空気）を利用でき
る。これにより供給ブロアーの小型化と製品原価の低減
をいっそう実現することができる。
【００５０】
【発明の効果】以上述べた通り、本発明によれば、吸着
剤の要求量を比較的少量とし、また供給ブロアーの大き
さも小型にでき、それにより装置全体の小型化ができ、
酸素原価を低減することができる。
剤の要求量を比較的少量とし、また供給ブロアーの大き
さも小型にでき、それにより装置全体の小型化ができ、
酸素原価を低減することができる。
【図１】２つの平行する吸着床、供給、排気、パージ、
平衡化および再加圧を行う弁、マニホールドを用いる本
発明の好ましい実施例の略図である。
平衡化および再加圧を行う弁、マニホールドを用いる本
発明の好ましい実施例の略図である。
Ａ，Ｂ…吸着床 １〜９…弁 １００，１０２，１０３，１０４，１０６，１０７…マ
ニホールド １０９…生成物貯槽 １１０…真空ポンプ １１１…ブロアー
ニホールド １０９…生成物貯槽 １１０…真空ポンプ １１１…ブロアー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ラビ．クマー アメリカ合衆国．18103．ペンシルバニ ア州．アレンタウン．エヌ．ツリーライ ン．ドライブ．991 (72)発明者 タリク．ナヘイリ アメリカ合衆国．18014．ペンシルバニ ア州．バス．クター．ロード．2775 (72)発明者 チャールズ．フランクリン．ワトソン アメリカ合衆国．18069．ペンシルバニ ア州．オレフィールド．ウィロー．ウェ イ．5519 (56)参考文献 特開 平２−119915（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−297119（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−334521（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−127624（ＪＰ，Ａ)
Claims (17)
- 【請求項１】 比較的吸着力の強い成分に選択的な吸着
剤を含む複数の吸着床で、供給されるガス混合物のうち
比較的吸着力の強い成分を比較的吸着力の弱い成分から
選択的に分離する方法であって、 （ａ）比較的吸着力の強い成分と比較的吸着力の弱い成
分を含む昇圧された供給ガス混合物を、比較的吸着力の
強い成分に選択的な吸着剤を含む第１吸着床の入口から
第１の方向に導入し、該吸着剤で前記比較的吸着力の強
い成分を吸着すると共に、比較的吸着力の弱い成分を第
１吸着床を未吸着で通過させて製品および工程（ｄ）の
パージを受けている他の吸着床のパージガスとなし、そ
して前記比較的吸着力の強い成分の吸着先端が第１吸着
床の出口に接近するまで継続し、前記供給ガス混合物の
導入を終了する工程、 （ｂ）第１吸着床への供給ガス混合物導入の前記停止後
に、第１吸着床から前記第１方向にガス流を取出して第
１吸着床を減圧し、かつその取出したガス流を低圧で工
程（ｅ）の再加圧を受けている他の吸着床の出口に送っ
てその２つの吸着床を少なくとも部分的に等圧化すると
共に、第１吸着床を真空源に接続して前記第１方向と反
対の第２方向に減圧する工程、 （ｃ）第１吸着床を前記第２方向に真空条件下に減圧し
て前記比較的吸着力の強い成分を取出す工程、 （ｄ）第１吸着床を工程（ａ）を受けている他の吸着床
からの比較的吸着力の弱い成分の一部でパージして、第
１吸着床から比較的吸着力の強い成分をさらに追加的に
取出す工程、 （ｅ）第１吸着床を周囲圧の供給ガス混合物、昇圧され
た供給ガス混合物、および工程（ｂ）の減圧ガス流取出
を受けている他の吸着床からの前記第１方向の減圧ガス
流で再加圧する工程、 （ｆ）第１吸着床を昇圧された供給ガス混合物でさらに
再加圧する工程、および （ｇ）前記工程（ａ）〜（ｆ）を前記複数の吸着床の個
々の吸着床で遂時的に実施する工程を特徴とする供給ガ
ス混合物中の比較的吸着力の強い成分の比較的吸着力の
弱い成分からの選択分離方法。 - 【請求項２】 前記工程（ｆ）で第１吸着床を周囲圧供
給ガス混合物および昇圧供給ガス混合物で再加圧する請
求項１記載の方法。 - 【請求項３】 前記工程（ｆ）で第１吸着床を先ず供給
ガス混合物で再加圧した後、比較的吸着力の弱い成分で
再加圧する請求項１記載の方法。 - 【請求項４】 前記工程（ｆ）で第１吸着床を先ず比較
的吸着力の弱い成分で再加圧した後、供給ガス混合物で
再加圧する請求項１記載の方法。 - 【請求項５】 前記工程（ｆ）で第１吸着床を同時に比
較的吸着力の弱い成分および供給ガス混合物で再加圧す
る請求項１記載の方法。 - 【請求項６】 前記供給ガス混合物が空気であり、前記
比較的吸着力の強い成分が窒素であり、前記比較的吸着
力の弱い成分が酸素である請求項１〜５のいずれか１項
に記載の方法。 - 【請求項７】 前記方法を２つの吸着床で行う請求項１
〜６のいずれか１項に記載の方法。 - 【請求項８】 前記工程（ｂ）の等圧化が完全な等圧化
である請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。 - 【請求項９】 窒素に選択的な吸着剤を含む２つの吸着
床で、空気中の酸素から窒素を選択的に分離する方法で
あって、 （ａ）昇圧された原料空気を、窒素に選択的な吸着剤を
含む第１吸着床の入口に第１の方向に導入し、該吸着剤
で窒素を吸着すると共に、酸素を第１吸着床を未吸着で
通過させて製品酸素および工程（ｄ）のパージを受けて
いる第２吸着床のパージガスとなし、そして窒素の吸着
先端が第１吸着床の出口に接近するまで継続し、空気の
導入を終了する工程、 （ｂ）第１吸着床への空気導入の前記停止後に、第１吸
着床から前記第１方向にガス流を取出して第１吸着床を
減圧し、かつその取出したガス流を低圧で工程（ｅ）の
再加圧を受けている第２吸着床の出口に送って第１吸着
床および第２吸着床を少なくとも部分的に等圧化すると
共に、第１吸着床を真空源に接続して前記第１方向と反
対の第２方向に減圧する工程、 （ｃ）第１吸着床を前記第２方向に真空条件下に減圧し
て窒素を取出す工程、 （ｄ）第１吸着床を工程（ａ）を受けている他の吸着床
からの酸素の一部でパージして、第１吸着床から窒素を
さらに追加的に取出す工程、 （ｅ）第１吸着床を周囲圧の空気、昇圧された原料空
気、および工程（ｂ）の減圧ガス流取出を受けている第
２吸着床からの相対的に高い圧力の前記第１方向のガス
流で再加圧する工程、 （ｆ）第１吸着床を昇圧された原料空気でさらに再加圧
する工程、および （ｇ）前記工程（ａ）〜（ｆ）を前記２つの吸着床の個
々の吸着床で遂時的に実施する工程を特徴とする空気中
の窒素の酸素からの選択分離方法。 - 【請求項１０】 前記工程（ｆ）で第１吸着床を周囲圧
空気および昇圧空気で再加圧する請求項９記載の方法。 - 【請求項１１】 前記工程（ｆ）で第１吸着床を先ず昇
圧空気で再加圧した後、酸素で再加圧する請求項９記載
の方法。 - 【請求項１２】 前記工程（ｆ）で第１吸着床を先ず酸
素で再加圧した後、昇圧原料空気で再加圧する請求項９
記載の方法。 - 【請求項１３】 前記工程（ｆ）で第１吸着床を同時に
酸素および昇圧原料空気で再加圧する請求項９記載の方
法。 - 【請求項１４】 前記昇圧原料空気が１５〜３０psia
(1.05 〜2.1kg/cm2)の圧力である請求項９〜１３のいず
れか１項に記載の方法。 - 【請求項１５】 前記昇圧原料空気が１５〜２４psia
(1.05 〜1.7kg/cm2)の圧力である請求項９〜１３のいず
れか１項に記載の方法。 - 【請求項１６】 前記昇圧原料空気が１〜１０psia(0.0
7 〜0.7kg/cm2)の圧力である請求項９〜１３のいずれか
１項に記載の方法。 - 【請求項１７】 前記工程（ｂ）の等圧化が完全な等圧
化である請求項９〜１６のいずれか１項に記載の方法。
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