JP2761918B2 - プレッシャースイング法によるアルゴンの回収方法 - Google Patents
プレッシャースイング法によるアルゴンの回収方法Info
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- JP2761918B2 JP2761918B2 JP1095998A JP9599889A JP2761918B2 JP 2761918 B2 JP2761918 B2 JP 2761918B2 JP 1095998 A JP1095998 A JP 1095998A JP 9599889 A JP9599889 A JP 9599889A JP 2761918 B2 JP2761918 B2 JP 2761918B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、プレッシャースイング法によるアルゴンの
回収方法に関し、特に、製鉄所の連続鋳造（CC）炉，真
空脱ガス（RH）炉，転炉におけるボトムバブリング（B
B），アルゴン−酸素吹錬（AOD）炉等に用いられるアル
ゴンをその排ガス中から高効率で回収する方法に関す
る。
回収方法に関し、特に、製鉄所の連続鋳造（CC）炉，真
空脱ガス（RH）炉，転炉におけるボトムバブリング（B
B），アルゴン−酸素吹錬（AOD）炉等に用いられるアル
ゴンをその排ガス中から高効率で回収する方法に関す
る。
従来から、アルゴンは、上記製鉄所の各種の炉やその
他の不活性ガスを必要とする各種装置等に多く用いられ
ている。これらの装置から排出されるアルゴンには各種
の不純物、例えば水素，窒素，酸素．一酸化炭素，二酸
化炭素等の各種ガスが含まれているため、排ガス中のア
ルゴンを再使用するにあたっては、上記各種の不純物を
除去してアルゴンを回収する必要がある。
他の不活性ガスを必要とする各種装置等に多く用いられ
ている。これらの装置から排出されるアルゴンには各種
の不純物、例えば水素，窒素，酸素．一酸化炭素，二酸
化炭素等の各種ガスが含まれているため、排ガス中のア
ルゴンを再使用するにあたっては、上記各種の不純物を
除去してアルゴンを回収する必要がある。
そのため、第３図に示すように、上述の各種の炉51等
から排出される排ガスをフィルター52を介してブロワー
53で吸引し、該排ガス中の水素や一酸化炭素を燃焼させ
るために酸素を補給する工程54、触媒に接触させて水素
及び一酸化炭素を燃焼させる工程55及びアルゴン中に残
る不純物成分を吸着により除去する工程56を順次行い、
排ガス中のアルゴンを回収することが行われているが、
アルゴンの回収率やその純度，効率，コスト等、改善す
べき各種問題を有している。
から排出される排ガスをフィルター52を介してブロワー
53で吸引し、該排ガス中の水素や一酸化炭素を燃焼させ
るために酸素を補給する工程54、触媒に接触させて水素
及び一酸化炭素を燃焼させる工程55及びアルゴン中に残
る不純物成分を吸着により除去する工程56を順次行い、
排ガス中のアルゴンを回収することが行われているが、
アルゴンの回収率やその純度，効率，コスト等、改善す
べき各種問題を有している。
また、特開昭60−239309号公報には、不純物成分を吸
着除去する吸着剤としてゼオライトモレキュラシーブ又
はゼオライトモレキュラシーブ及びカーボンモレキュラ
シーブを充填した少なくとも３基（塔）の吸着塔からな
る吸着装置を使用し、大気圧下の吸着と減圧下の再生に
よるプレッシャースイング法により、一酸化炭素，二酸
化炭素，窒素を吸着させることが記載されている。
着除去する吸着剤としてゼオライトモレキュラシーブ又
はゼオライトモレキュラシーブ及びカーボンモレキュラ
シーブを充填した少なくとも３基（塔）の吸着塔からな
る吸着装置を使用し、大気圧下の吸着と減圧下の再生に
よるプレッシャースイング法により、一酸化炭素，二酸
化炭素，窒素を吸着させることが記載されている。
上記公報記載の方法によれば、アルゴン，一酸化炭
素，二酸化炭素，窒素を含む排ガスから高濃度でアルゴ
ンを回収できるとされており、排ガス中に酸素を含む場
合には、あらかじめ水素あるいは一酸化炭素との反応を
行う触媒を充填した脱酸装置で水あるいは二酸化炭素に
変換し、これらをシリカゲル，アルミナゲルあるいはガ
スクーラーで除去している。
素，二酸化炭素，窒素を含む排ガスから高濃度でアルゴ
ンを回収できるとされており、排ガス中に酸素を含む場
合には、あらかじめ水素あるいは一酸化炭素との反応を
行う触媒を充填した脱酸装置で水あるいは二酸化炭素に
変換し、これらをシリカゲル，アルミナゲルあるいはガ
スクーラーで除去している。
しかしながら、上記特開昭60−239309号公報のごと
く、吸着剤としてゼオライトモレキュラシーブ又はゼオ
ライトモレキュラシーブ及びカーボンモレキュラシーブ
を用いただけでは十分な効果を得ることはできなかっ
た。即ち、上記公報記載の方法では、酸素をあらかじめ
除去してから吸着工程を実施しており、酸素をそのまま
吸着することについては触れていない。また、通常の吸
着操作で吸着困難な水素については、全く触れておら
ず、逆に上記酸素を水に変換して除去するために水素を
添加する工程を設けている。
く、吸着剤としてゼオライトモレキュラシーブ又はゼオ
ライトモレキュラシーブ及びカーボンモレキュラシーブ
を用いただけでは十分な効果を得ることはできなかっ
た。即ち、上記公報記載の方法では、酸素をあらかじめ
除去してから吸着工程を実施しており、酸素をそのまま
吸着することについては触れていない。また、通常の吸
着操作で吸着困難な水素については、全く触れておら
ず、逆に上記酸素を水に変換して除去するために水素を
添加する工程を設けている。
これらのことから、上記公報記載の方法は、酸素及び
水素を含まない特殊な条件の排ガスを対象としたもので
あり、このままでは、本発明の主たる対象となる製鉄所
の前記CC炉,RH炉,BB,AOD炉等から排出される排ガスから
アルゴンの回収には適用することが困難である。
水素を含まない特殊な条件の排ガスを対象としたもので
あり、このままでは、本発明の主たる対象となる製鉄所
の前記CC炉,RH炉,BB,AOD炉等から排出される排ガスから
アルゴンの回収には適用することが困難である。
そこで、本発明は、酸素も含めた各種組成の排ガスか
ら高効率で、かつ高純度のアルゴンを回収することので
きるアルゴンのプレッシャースイング法による回収方法
を提供することを目的としている。
ら高効率で、かつ高純度のアルゴンを回収することので
きるアルゴンのプレッシャースイング法による回収方法
を提供することを目的としている。
上記した目的を達成するために、本発明は、アルゴン
中に不純物成分として水分，二酸化炭素，酸素及び窒素
を含有するガス組成物からアルゴン以外の前記不純物成
分を吸着除去してアルゴンを回収する方法において、前
記不純物成分の吸着を、主として水分を吸着する乾燥
剤，主として二酸化炭素を吸着するＸ系合成ゼオライ
ト，主として酸素を吸着するカーボンモレキュラシーブ
ス，及び主として窒素を吸着する5A系ゼオライトを、導
入部側からこれらの順に積層充填した吸着塔を用いて行
うことを特徴とするプレッシャースイング法によるアル
ゴンの回収方法を提供するものである。
中に不純物成分として水分，二酸化炭素，酸素及び窒素
を含有するガス組成物からアルゴン以外の前記不純物成
分を吸着除去してアルゴンを回収する方法において、前
記不純物成分の吸着を、主として水分を吸着する乾燥
剤，主として二酸化炭素を吸着するＸ系合成ゼオライ
ト，主として酸素を吸着するカーボンモレキュラシーブ
ス，及び主として窒素を吸着する5A系ゼオライトを、導
入部側からこれらの順に積層充填した吸着塔を用いて行
うことを特徴とするプレッシャースイング法によるアル
ゴンの回収方法を提供するものである。
上記方法によれば、プレッシャースイング法によりア
ルゴンを回収するにあたり、吸着塔に充填する吸着剤を
上述のごとく入口側から順に積層充填することにより、
アルゴン中に不純物成分として水分，二酸化炭素，酸素
及び窒素を含有するガス組成物から、まず乾燥剤で主と
して水分を吸着除去し、Ｘ系合成ゼオライトで主として
二酸化炭素を吸着除去し、カーボンモレキュラーシーブ
スで主として酸素を有効に吸着除去し、最終の5A系ゼオ
ライトで主として窒素を吸着除去することができる。
ルゴンを回収するにあたり、吸着塔に充填する吸着剤を
上述のごとく入口側から順に積層充填することにより、
アルゴン中に不純物成分として水分，二酸化炭素，酸素
及び窒素を含有するガス組成物から、まず乾燥剤で主と
して水分を吸着除去し、Ｘ系合成ゼオライトで主として
二酸化炭素を吸着除去し、カーボンモレキュラーシーブ
スで主として酸素を有効に吸着除去し、最終の5A系ゼオ
ライトで主として窒素を吸着除去することができる。
従って、一つの吸着塔を通過させるだけで、アルゴン
中に含有する水分，二酸化炭素，酸素及び窒素を吸着除
去することが可能となり、酸素を含む各不純物成分を効
率よく吸着除去することができる。また、カーボンモレ
キュラーシーブスを、主として酸素の吸着だけに供する
ことができるので、僅かな量でよくなり、高価なカーボ
ンモレキュラーシーブスの使用量を低減して吸着剤コス
トの低減を図れる。
中に含有する水分，二酸化炭素，酸素及び窒素を吸着除
去することが可能となり、酸素を含む各不純物成分を効
率よく吸着除去することができる。また、カーボンモレ
キュラーシーブスを、主として酸素の吸着だけに供する
ことができるので、僅かな量でよくなり、高価なカーボ
ンモレキュラーシーブスの使用量を低減して吸着剤コス
トの低減を図れる。
以下、本発明を第１図及び第２図に示す一実施例に基
づいてさらに詳細に説明する。
づいてさらに詳細に説明する。
本発明の対象となるアルゴンを含有する排ガスの前処
理工程は、前述の従来の工程と略同様に構成されるもの
で、アルゴンを使用する前述の各種炉等から排出される
排ガスを、フィルター１を介してブロワー２で吸引し、
濃度調整工程３、燃焼工程４及び吸着工程５を順次行
い、排ガス中のアルゴンを回収するものである。
理工程は、前述の従来の工程と略同様に構成されるもの
で、アルゴンを使用する前述の各種炉等から排出される
排ガスを、フィルター１を介してブロワー２で吸引し、
濃度調整工程３、燃焼工程４及び吸着工程５を順次行
い、排ガス中のアルゴンを回収するものである。
上記濃度調整工程３は、上記排ガス（原料排ガス）中
に含まれる水素を吸着除去の容易な水に変換するもの
で、原料排ガス中の可燃ガスである水素や一酸化炭素、
及び酸素のそれぞれの量を算出し、水素及び一酸化炭素
を燃焼させるのに必要な酸素量を算出し、排ガス中の酸
素量と比較して、これが不足する場合に所定量の酸素又
は空気を排ガスに導入するものであり、次の燃焼工程４
は、排ガスを触媒に接触させて水素や一酸化炭素を燃焼
させ、酸化して水や二酸化炭素とするものである。
に含まれる水素を吸着除去の容易な水に変換するもの
で、原料排ガス中の可燃ガスである水素や一酸化炭素、
及び酸素のそれぞれの量を算出し、水素及び一酸化炭素
を燃焼させるのに必要な酸素量を算出し、排ガス中の酸
素量と比較して、これが不足する場合に所定量の酸素又
は空気を排ガスに導入するものであり、次の燃焼工程４
は、排ガスを触媒に接触させて水素や一酸化炭素を燃焼
させ、酸化して水や二酸化炭素とするものである。
このような前処理を施された原料排ガスは、吸着工程
５の前段に配置されたガスホルダー６に導入される。こ
のガスホルダー６は、吸着工程５に導入する排ガスの流
量等を調整するもので、バルーンあるいは水封式ホルダ
ーを用いることができ、その内圧は、数十乃至百mmAqに
保たれている。この内圧を高くすると吸着工程５の真空
ポンプ７の負担が増し、消費動力が増加するのでできる
だけ低くしておくことが望ましい。
５の前段に配置されたガスホルダー６に導入される。こ
のガスホルダー６は、吸着工程５に導入する排ガスの流
量等を調整するもので、バルーンあるいは水封式ホルダ
ーを用いることができ、その内圧は、数十乃至百mmAqに
保たれている。この内圧を高くすると吸着工程５の真空
ポンプ７の負担が増し、消費動力が増加するのでできる
だけ低くしておくことが望ましい。
原料排ガス中の不純物成分、即ち水，二酸化炭素，酸
素，窒素を吸着除去する吸着工程５は、３基の吸着塔10
を備えた圧力変動（プレッシャースイング）式吸着装置
（PSA）からなるものであって、第1,第2,第３吸着塔10
a,10b,10cは、追随する各切換え弁群11,12の切換え開閉
及び真空ポンプ７の作動により、吸着，再生等の各段階
が順次繰返されて行われる。
素，窒素を吸着除去する吸着工程５は、３基の吸着塔10
を備えた圧力変動（プレッシャースイング）式吸着装置
（PSA）からなるものであって、第1,第2,第３吸着塔10
a,10b,10cは、追随する各切換え弁群11,12の切換え開閉
及び真空ポンプ７の作動により、吸着，再生等の各段階
が順次繰返されて行われる。
吸着塔下部の導入部13a,13b,13cから原料排ガスを
導入し、水，二酸化炭素，酸素，窒素を吸着除去して精
製したアルゴンを上部の導出部14a,14b,14cから吐出す
る吸着段階， 吸着段階終了後の吸着塔と、後述の再生段階を終了
した他の吸着塔とを上下の導入部13同士，導出部14同士
で連通させて、吸着段階で吸着したガスを他の吸着塔と
圧力平衡になる中間圧力まで放出する一次再生段階， 導入部13に接続した真空ポンプ７により吸着塔内を
排気する真空再生段階， 他の吸着塔で精製されたアルゴンを、ライン15より
分岐したパージライン16,パージ流量制御機構17を介し
て吸着塔の導出部14から逆方向に導入するとともに、導
入部13から真空ポンプ７で排気するパージ再生段階， 前述の吸着段階を終えた他の吸着塔と上下で連通し
て中間圧力まで圧力復帰する一次充圧段階， 他の吸着塔で精製されたアルゴンをライン15より分
岐したライン18,充圧流量制御機構19を介して導出部14
から導入して吸着圧力まで圧力復帰させる二次充圧段
階， の各段階を各塔交互に順次繰返して吸着を実施する。即
ち、第１塔10aが吸着段階にある時には、第２塔10bは一
次充圧→二次充圧の段階にあり、第３塔10cは一次再生
→真空再生→パージ再生の段階にある。また第２塔10b
が吸着段階に移ると、第１塔10aは一次再生→真空再生
→パージ再生の段階に移り、第３塔10cは一次充圧→二
次充圧の段階に移る。
導入し、水，二酸化炭素，酸素，窒素を吸着除去して精
製したアルゴンを上部の導出部14a,14b,14cから吐出す
る吸着段階， 吸着段階終了後の吸着塔と、後述の再生段階を終了
した他の吸着塔とを上下の導入部13同士，導出部14同士
で連通させて、吸着段階で吸着したガスを他の吸着塔と
圧力平衡になる中間圧力まで放出する一次再生段階， 導入部13に接続した真空ポンプ７により吸着塔内を
排気する真空再生段階， 他の吸着塔で精製されたアルゴンを、ライン15より
分岐したパージライン16,パージ流量制御機構17を介し
て吸着塔の導出部14から逆方向に導入するとともに、導
入部13から真空ポンプ７で排気するパージ再生段階， 前述の吸着段階を終えた他の吸着塔と上下で連通し
て中間圧力まで圧力復帰する一次充圧段階， 他の吸着塔で精製されたアルゴンをライン15より分
岐したライン18,充圧流量制御機構19を介して導出部14
から導入して吸着圧力まで圧力復帰させる二次充圧段
階， の各段階を各塔交互に順次繰返して吸着を実施する。即
ち、第１塔10aが吸着段階にある時には、第２塔10bは一
次充圧→二次充圧の段階にあり、第３塔10cは一次再生
→真空再生→パージ再生の段階にある。また第２塔10b
が吸着段階に移ると、第１塔10aは一次再生→真空再生
→パージ再生の段階に移り、第３塔10cは一次充圧→二
次充圧の段階に移る。
この一連の操作を３基の吸着塔についてまとめると第
１表の通りとなる。
１表の通りとなる。
そして、第２図に示すように、上記吸着塔10内に充填
する吸着剤Ｑは、吸着塔10の導入部13側から、主として
水分を吸着するアルミナゲルやシリカゲル等の乾燥剤Q
1,主として二酸化炭素を吸着するＸ系合成ゼオライトQ
2,主として酸素を吸着するカーボンモレキュラーシーブ
スQ3,及び主として窒素と一酸化炭素を吸着する5A系ゼ
オライトQ4を層状に積層している。
する吸着剤Ｑは、吸着塔10の導入部13側から、主として
水分を吸着するアルミナゲルやシリカゲル等の乾燥剤Q
1,主として二酸化炭素を吸着するＸ系合成ゼオライトQ
2,主として酸素を吸着するカーボンモレキュラーシーブ
スQ3,及び主として窒素と一酸化炭素を吸着する5A系ゼ
オライトQ4を層状に積層している。
これらの吸着剤Ｑは、上記の順に導入部13側から配列
すると、まず乾燥剤Q1で水分と一部の二酸化炭素、Ｘ系
合成ゼオライトQ2で二酸化炭素、と水の残部，一部の窒
素，燃焼せずに残った僅かな一酸化炭素等を除去でき、
カーボンモレキュラーシーブスQ3において酸素及び残部
の二酸化炭素を有効に吸着除去させることができ、さら
に最終の5A系ゼオライトQ4において窒素及び一酸化炭素
を主として除去し、さらに残りの二酸化炭素を吸着除去
する。従って、ひとつの吸着塔10を通過させるだけで、
原料排ガス中の不純物成分を吸着除去することが可能と
なる。また、カーボンモレキュラーシーブスQ3を、酸素
の吸着だけに供することができるので、僅かな量でよく
なり、高価なカーボンモレキュラーシーブスの使用量を
低減して吸着剤コストの低減を図れる。
すると、まず乾燥剤Q1で水分と一部の二酸化炭素、Ｘ系
合成ゼオライトQ2で二酸化炭素、と水の残部，一部の窒
素，燃焼せずに残った僅かな一酸化炭素等を除去でき、
カーボンモレキュラーシーブスQ3において酸素及び残部
の二酸化炭素を有効に吸着除去させることができ、さら
に最終の5A系ゼオライトQ4において窒素及び一酸化炭素
を主として除去し、さらに残りの二酸化炭素を吸着除去
する。従って、ひとつの吸着塔10を通過させるだけで、
原料排ガス中の不純物成分を吸着除去することが可能と
なる。また、カーボンモレキュラーシーブスQ3を、酸素
の吸着だけに供することができるので、僅かな量でよく
なり、高価なカーボンモレキュラーシーブスの使用量を
低減して吸着剤コストの低減を図れる。
尚、上記吸着剤の使用量及びその割合は、排ガス発生
源からの排ガス組成に従って最適な状態に決めることが
できる。
源からの排ガス組成に従って最適な状態に決めることが
できる。
また、上記吸着工程５は、他の吸着方法、例えば２塔
式のPSA等を用いたり、加圧状態で吸着を実施すること
もできるが、上記のごとく３塔式として真空ポンプ７に
よる真空再生に加え、精製後のアルゴンを吸着塔の導出
部14から逆方向に導入して吸着剤を再生するパージ再生
を行うことにより、吸着剤の再生をより確実に行うこと
ができ、吸着効率を向上させることができる。さらに吸
着操作を大気圧乃至減圧下で行うことにより、吸着塔に
導入する排ガスを加圧するための圧縮機を省略でき、そ
の動力費も削減できるのでコストダウンを図れる。
式のPSA等を用いたり、加圧状態で吸着を実施すること
もできるが、上記のごとく３塔式として真空ポンプ７に
よる真空再生に加え、精製後のアルゴンを吸着塔の導出
部14から逆方向に導入して吸着剤を再生するパージ再生
を行うことにより、吸着剤の再生をより確実に行うこと
ができ、吸着効率を向上させることができる。さらに吸
着操作を大気圧乃至減圧下で行うことにより、吸着塔に
導入する排ガスを加圧するための圧縮機を省略でき、そ
の動力費も削減できるのでコストダウンを図れる。
そして、回収された高純度のアルゴンは、製品ガスブ
ロワー８により適当な圧力で需要先に送られる。一方、
吸着塔10の再生により生じる脱着ガスは、真空ポンプ７
により吸引されて水分離器20に導入される。水分離器20
で水を分離した脱着ガスは、一部が消音器21から大気中
に排出され、他方が戻し22,戻し管23からなるガス戻し
回路24により戻しガスとしてガスホルダー６に戻され
る。
ロワー８により適当な圧力で需要先に送られる。一方、
吸着塔10の再生により生じる脱着ガスは、真空ポンプ７
により吸引されて水分離器20に導入される。水分離器20
で水を分離した脱着ガスは、一部が消音器21から大気中
に排出され、他方が戻し22,戻し管23からなるガス戻し
回路24により戻しガスとしてガスホルダー６に戻され
る。
上記戻しガスは、脱着ガスの一部を再び吸着工程５に
導入して、脱着ガス中のアルゴンを回収するためのもの
で、所望する製品ガス純度等により適宜設定されるもの
である。これにより、通常60％の回収率を示すPSAの回
収率を約80％程度にまで向上させることができる。
導入して、脱着ガス中のアルゴンを回収するためのもの
で、所望する製品ガス純度等により適宜設定されるもの
である。これにより、通常60％の回収率を示すPSAの回
収率を約80％程度にまで向上させることができる。
例えば、回収ガスを100として回収ガス中のアルゴン
濃度を40％、そして製品ガス純度をアルゴン99,9％、全
系のアルゴン回収率を80％と設定した場合には、得られ
る製品ガス量32,排出される脱着ガス量68となり、脱着
ガス中のアルゴン濃度は11.8％となる。しかしながら、
PSAにおけるアルゴンの回収率は、通常60％程度である
から、このままでは、得られる製品ガス量が24（100×4
0％×60％）となり、所望の回収率を達成することはで
きない。
濃度を40％、そして製品ガス純度をアルゴン99,9％、全
系のアルゴン回収率を80％と設定した場合には、得られ
る製品ガス量32,排出される脱着ガス量68となり、脱着
ガス中のアルゴン濃度は11.8％となる。しかしながら、
PSAにおけるアルゴンの回収率は、通常60％程度である
から、このままでは、得られる製品ガス量が24（100×4
0％×60％）となり、所望の回収率を達成することはで
きない。
一方、PSAにおけるアルゴンの回収率は、入口ガス中
のアルゴン濃度が40％でも20％でも大きな差はなく、む
しろ低濃度の20％の方が回収率としては、良い値を示
す。ここでは、両濃度でのPSAにおける回収率を同じ60
％とし、上記製品ガス量、即ち回収ガス100に対して製
品ガス32を得ようとする場合には、入口ガス中のアルゴ
ン量を53.3（32/60％）にする必要がある。即ち、回収
ガス中のアルゴン量40に対して13.3のアルゴンを供給す
る必要がある。
のアルゴン濃度が40％でも20％でも大きな差はなく、む
しろ低濃度の20％の方が回収率としては、良い値を示
す。ここでは、両濃度でのPSAにおける回収率を同じ60
％とし、上記製品ガス量、即ち回収ガス100に対して製
品ガス32を得ようとする場合には、入口ガス中のアルゴ
ン量を53.3（32/60％）にする必要がある。即ち、回収
ガス中のアルゴン量40に対して13.3のアルゴンを供給す
る必要がある。
また、脱着ガス中のアルゴン濃度は、上記のごとく1
1.8％であるから、上記13.3に相当するアルゴンを回収
ガスに供給するためには、112.8（13.3/11.8％）の脱着
ガスを戻しガスとして回収ガスに合流させる必要があ
る。
1.8％であるから、上記13.3に相当するアルゴンを回収
ガスに供給するためには、112.8（13.3/11.8％）の脱着
ガスを戻しガスとして回収ガスに合流させる必要があ
る。
このように、112.8の脱着ガスを回収ガスに戻すと、P
SAの入口ガスは、合計212.8,アルゴン量53.3、アルゴン
濃度25％となる。この入口ガスでPSAを行うと、製品ガ
ス量は、PSAの回収率が60％であるから、32（53.3×60
％）となり、回収ガスに対して80％の回収率を達成でき
る。また脱着ガスは、総量が180.8（212.8−32），アル
ゴンが21.3（53.3−32），アルゴン濃度が11.8％（21.3
/180.8）となる。従って、回収ガス100に対して脱着ガ
ス112.8を戻しガスとして戻し、循環させることによ
り、全系のアルゴンの回収率を80％に向上させることが
できる。
SAの入口ガスは、合計212.8,アルゴン量53.3、アルゴン
濃度25％となる。この入口ガスでPSAを行うと、製品ガ
ス量は、PSAの回収率が60％であるから、32（53.3×60
％）となり、回収ガスに対して80％の回収率を達成でき
る。また脱着ガスは、総量が180.8（212.8−32），アル
ゴンが21.3（53.3−32），アルゴン濃度が11.8％（21.3
/180.8）となる。従って、回収ガス100に対して脱着ガ
ス112.8を戻しガスとして戻し、循環させることによ
り、全系のアルゴンの回収率を80％に向上させることが
できる。
このようにして回収された高純度のアルゴンは、製品
ガスブロワー８により適当な圧力で需要先に送られる。
ガスブロワー８により適当な圧力で需要先に送られる。
尚、上記戻しガス量の調節は、排気弁25と戻し弁22の
開度の調節や開閉時間の調整で行うことができる。ま
た、脱着ガスの一部を戻すことにより吸着塔の容量を増
加させる必要があるが、アルゴンの回収率の向上効果が
設備コストの増大を大きく上回るので問題とはならな
い。
開度の調節や開閉時間の調整で行うことができる。ま
た、脱着ガスの一部を戻すことにより吸着塔の容量を増
加させる必要があるが、アルゴンの回収率の向上効果が
設備コストの増大を大きく上回るので問題とはならな
い。
さらに、上記戻しガスを吸着塔入口に戻すこともでき
るが、PSAから排出される脱着ガスは、前述のごとく真
空ポンプの特性から、その圧力や流量に変動があるとと
もに、吸着塔の再生段階の状態により脱着ガスの組成も
異なるので、上記のごとく戻しガスをガスホルダーに戻
すことにより、PSAに導入するガスを安定した状態とす
ることができ、吸着前線の混乱を発生させずに効率の良
い吸着除去を行うことが可能となる。
るが、PSAから排出される脱着ガスは、前述のごとく真
空ポンプの特性から、その圧力や流量に変動があるとと
もに、吸着塔の再生段階の状態により脱着ガスの組成も
異なるので、上記のごとく戻しガスをガスホルダーに戻
すことにより、PSAに導入するガスを安定した状態とす
ることができ、吸着前線の混乱を発生させずに効率の良
い吸着除去を行うことが可能となる。
ここで、吸着剤として、アルミナゲル10％,13X合成ゼ
オライト５％，カーボンモレキュラーシーブス10％,5A
ゼオライト75％の割合で充填した吸着塔を用いてアルゴ
ンの回収を行った結果を第２表に示す。
オライト５％，カーボンモレキュラーシーブス10％,5A
ゼオライト75％の割合で充填した吸着塔を用いてアルゴ
ンの回収を行った結果を第２表に示す。
尚、本発明の方法は、他の構成の回収装置や、ヘリウ
ム等の吸着能の低い他のガスの分離用にも適用すること
ができる。
ム等の吸着能の低い他のガスの分離用にも適用すること
ができる。
本発明は、以上説明したように、プレッシャースイン
グ法によって、アルゴン中に不純物成分として水分，二
酸化炭素，酸素及び窒素を含有するガス組成物からアル
ゴン以外の前記不純物成分を吸着除去してアルゴンを回
収するにあたり、前記不純物成分の吸着を、主として水
分を吸着する乾燥剤，主として二酸化炭素を吸着するＸ
系合成ゼオライト，主として酸素を吸着するカーボンモ
レキュラーシーブス，及び主として窒素を吸着する5A系
ゼオライトを、導入部側からこれらの順に積層充填した
吸着塔を用いて行うので、アルゴン中に含有する水分，
二酸化炭素，酸素及び窒素の不純物成分の吸着性能に適
した吸着剤を、この順に吸着除去できるように一つの吸
着塔内に配列することにより、一つの吸着塔を通過させ
るだけで、不純物成分を効率よく吸着除去することがで
き、アルゴンの回収効率を向上できる。
グ法によって、アルゴン中に不純物成分として水分，二
酸化炭素，酸素及び窒素を含有するガス組成物からアル
ゴン以外の前記不純物成分を吸着除去してアルゴンを回
収するにあたり、前記不純物成分の吸着を、主として水
分を吸着する乾燥剤，主として二酸化炭素を吸着するＸ
系合成ゼオライト，主として酸素を吸着するカーボンモ
レキュラーシーブス，及び主として窒素を吸着する5A系
ゼオライトを、導入部側からこれらの順に積層充填した
吸着塔を用いて行うので、アルゴン中に含有する水分，
二酸化炭素，酸素及び窒素の不純物成分の吸着性能に適
した吸着剤を、この順に吸着除去できるように一つの吸
着塔内に配列することにより、一つの吸着塔を通過させ
るだけで、不純物成分を効率よく吸着除去することがで
き、アルゴンの回収効率を向上できる。
また、カーボンモレキュラーシーブスを、主として酸
素の吸着だけに供することができるので、僅かな量でよ
くなり、高価なカーボンモレキュラーシーブスの使用量
を低減して吸着剤コストの低減を図れる。
素の吸着だけに供することができるので、僅かな量でよ
くなり、高価なカーボンモレキュラーシーブスの使用量
を低減して吸着剤コストの低減を図れる。
従って、製鉄所等におけるアルゴンの回収効率を向上
させることができ、アルゴンにかかるコストを低減さ
せ、製鉄全体のコストダウンにまで寄与することができ
る。
させることができ、アルゴンにかかるコストを低減さ
せ、製鉄全体のコストダウンにまで寄与することができ
る。
第１図はアルゴン回収工程を示す系統図、第２図は吸着
塔内の吸着剤の充填状態を示す説明図、第３図は一般的
なアルゴン回収工程のブロック図である。 ５……吸着工程、６……ガスホルダー、10……吸着塔、
20……ガス戻し回路、Q1……乾燥剤、Q2……Ｘ系合成ゼ
オライト、Q3……カーボンモレキュラーシーブス、Q4…
…5A系ゼオライト
塔内の吸着剤の充填状態を示す説明図、第３図は一般的
なアルゴン回収工程のブロック図である。 ５……吸着工程、６……ガスホルダー、10……吸着塔、
20……ガス戻し回路、Q1……乾燥剤、Q2……Ｘ系合成ゼ
オライト、Q3……カーボンモレキュラーシーブス、Q4…
…5A系ゼオライト
Claims (1)
- 【請求項１】アルゴン中に不純物成分として水分，二酸
化炭素，酸素及び窒素を含有するガス組成物からアルゴ
ン以外の前記不純物成分を吸着除去してアルゴンを回収
する方法において、前記不純物成分の吸着を、主として
水分を吸着する乾燥剤，主として二酸化炭素を吸着する
Ｘ系合成ゼオライト，主として酸素を吸着するカーボン
モレキュラーシーブス，及び主として窒素を吸着する5A
系ゼオライトを、導入部側からこれらの順に積層充填し
た吸着塔を用いて行うことを特徴とするプレッシャース
イング法によるアルゴンの回収方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1095998A JP2761918B2 (ja) | 1989-04-15 | 1989-04-15 | プレッシャースイング法によるアルゴンの回収方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1095998A JP2761918B2 (ja) | 1989-04-15 | 1989-04-15 | プレッシャースイング法によるアルゴンの回収方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02275707A JPH02275707A (ja) | 1990-11-09 |
| JP2761918B2 true JP2761918B2 (ja) | 1998-06-04 |
Family
ID=14152768
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1095998A Expired - Fee Related JP2761918B2 (ja) | 1989-04-15 | 1989-04-15 | プレッシャースイング法によるアルゴンの回収方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2761918B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20140139970A (ko) * | 2013-05-28 | 2014-12-08 | 스미토모 세이카 가부시키가이샤 | 아르곤 정제 방법 및 아르곤 정제 장치 |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU5135593A (en) * | 1992-09-22 | 1994-04-12 | Arbor Research Corporation | System for separation of oxygen from argon/oxygen mixture |
| GB9303844D0 (en) * | 1993-02-25 | 1993-04-14 | Boc Group Plc | Purification method and apparatus |
| KR970008347B1 (ko) * | 1994-04-12 | 1997-05-23 | 한국에너지기술연구소 | 암모니아 퍼지가스에서 아르곤 및 수소를 고농도로 분리하는 흡착분리방법과 그 장치 |
| US6238460B1 (en) | 1997-09-26 | 2001-05-29 | The Boc Group, Inc. | Air purification process |
| JP4733960B2 (ja) * | 2004-10-18 | 2011-07-27 | 大陽日酸株式会社 | 熱スイング吸着方式による不純物含有アルゴンガスの精製方法および精製装置 |
| JP5500650B2 (ja) * | 2010-11-10 | 2014-05-21 | 住友精化株式会社 | アルゴンガスの精製方法および精製装置 |
| JP5761751B2 (ja) * | 2011-05-30 | 2015-08-12 | 住友精化株式会社 | アルゴンガスの精製方法および精製装置 |
| JP5743215B2 (ja) * | 2011-12-13 | 2015-07-01 | 住友精化株式会社 | ヘリウムガスの精製方法および精製装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60239309A (ja) * | 1984-05-11 | 1985-11-28 | Seitetsu Kagaku Co Ltd | アルゴンの回収方法 |
-
1989
- 1989-04-15 JP JP1095998A patent/JP2761918B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20140139970A (ko) * | 2013-05-28 | 2014-12-08 | 스미토모 세이카 가부시키가이샤 | 아르곤 정제 방법 및 아르곤 정제 장치 |
| KR102163161B1 (ko) | 2013-05-28 | 2020-10-08 | 스미토모 세이카 가부시키가이샤 | 아르곤 정제 방법 및 아르곤 정제 장치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02275707A (ja) | 1990-11-09 |
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