JP2872678B2 - 圧力スイング吸着方式における減量運転制御方法 - Google Patents
圧力スイング吸着方式における減量運転制御方法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、製品ガスの取り出し量に応じて、吸着塔
の切換弁の切り換え周期を自動的に変化させるととも
に、原料空気圧縮器の制御を行うことにより電力消費量
を低減できる圧力スイング吸着方式における減量運転制
御方法に関するものである。
の切換弁の切り換え周期を自動的に変化させるととも
に、原料空気圧縮器の制御を行うことにより電力消費量
を低減できる圧力スイング吸着方式における減量運転制
御方法に関するものである。
一般に、圧力スイング吸着方式を用いた窒素ガス分離
方法においては、空気圧縮器で圧縮した空気を前処理塔
で前処理したのち、一旦、圧縮空気タンクに貯留し、こ
の圧縮空気タンクから原料空気を適宜、複数の吸着塔に
送り込み、この複数の吸着塔内の吸着剤で原料空気中の
窒素ガスを分離回収することが行われている。すなわ
ち、この複数の吸着塔の入口側および出口側には、それ
ぞれ切換弁が設けられており、その切換弁を、一定時間
で切り換えることにより、それぞれの吸着塔において、
塔内に送り込まれた原料空気中の窒素を吸着剤で吸着
する吸着工程，塔内の酸素ガス塔を放出する脱圧工
程，塔内の残存酸素を、リンス工程で使用された高純
度の窒素ガスおよび製品窒素ガスの一部で置換するリン
ス工程，吸着剤に吸着された窒素ガスを減圧回収する
回収工程が交互に実現され、得られる窒素ガスが製品窒
素ガスとして取り出される。
方法においては、空気圧縮器で圧縮した空気を前処理塔
で前処理したのち、一旦、圧縮空気タンクに貯留し、こ
の圧縮空気タンクから原料空気を適宜、複数の吸着塔に
送り込み、この複数の吸着塔内の吸着剤で原料空気中の
窒素ガスを分離回収することが行われている。すなわ
ち、この複数の吸着塔の入口側および出口側には、それ
ぞれ切換弁が設けられており、その切換弁を、一定時間
で切り換えることにより、それぞれの吸着塔において、
塔内に送り込まれた原料空気中の窒素を吸着剤で吸着
する吸着工程，塔内の酸素ガス塔を放出する脱圧工
程，塔内の残存酸素を、リンス工程で使用された高純
度の窒素ガスおよび製品窒素ガスの一部で置換するリン
ス工程，吸着剤に吸着された窒素ガスを減圧回収する
回収工程が交互に実現され、得られる窒素ガスが製品窒
素ガスとして取り出される。
上記のような、窒素ガスの製造においては、製品窒素
ガスの需要に変動があることから製品窒素ガスの取り出
し量がその都度増減する。しかしながら、上記の装置
は、一度運転を開始すると、運転条件を殆ど変更でき
ず、常時同じ条件で運転せざるを得ない。したがつて、
製品窒素ガスの需要量が低下しても、一定の運転が行わ
れるため、過剰の窒素ガスが製造される。そのため、空
気圧縮器と吸着塔の間の圧縮空気タンクにレベル計を設
け、このレベル計の指示値が一定値に達すると空気圧縮
器をアンロード（無負荷）運転させて圧縮空気タンクへ
の原料空気の供給を減少させたり、製造された窒素ガス
の過剰分を外部に放出したりしている。しかしながら、
空気圧縮器をロード（負荷）・アンロード（無負荷）運
転に切り換えて調節する場合、圧縮空気タンク内の原料
空気量の増減だけの制御となるため、製品窒素ガスの取
り出し量と原料空気の供給量との間に時間的な差を生じ
充分な対応ができない。したがつて、需要量が減つても
通常量の製品窒素ガスが製造され、余剰分が廃棄される
等の現象がかなりの頻度で起こり、電力消費量の節約を
効果的に行うことができず、製造コストの引き下げを充
分に行うことができないという問題がある。また、過剰
の窒素ガスを放出する場合も、その廃棄分が無駄になる
ため、相対的に製品窒素ガスのコストが高くなるという
問題を有している。
ガスの需要に変動があることから製品窒素ガスの取り出
し量がその都度増減する。しかしながら、上記の装置
は、一度運転を開始すると、運転条件を殆ど変更でき
ず、常時同じ条件で運転せざるを得ない。したがつて、
製品窒素ガスの需要量が低下しても、一定の運転が行わ
れるため、過剰の窒素ガスが製造される。そのため、空
気圧縮器と吸着塔の間の圧縮空気タンクにレベル計を設
け、このレベル計の指示値が一定値に達すると空気圧縮
器をアンロード（無負荷）運転させて圧縮空気タンクへ
の原料空気の供給を減少させたり、製造された窒素ガス
の過剰分を外部に放出したりしている。しかしながら、
空気圧縮器をロード（負荷）・アンロード（無負荷）運
転に切り換えて調節する場合、圧縮空気タンク内の原料
空気量の増減だけの制御となるため、製品窒素ガスの取
り出し量と原料空気の供給量との間に時間的な差を生じ
充分な対応ができない。したがつて、需要量が減つても
通常量の製品窒素ガスが製造され、余剰分が廃棄される
等の現象がかなりの頻度で起こり、電力消費量の節約を
効果的に行うことができず、製造コストの引き下げを充
分に行うことができないという問題がある。また、過剰
の窒素ガスを放出する場合も、その廃棄分が無駄になる
ため、相対的に製品窒素ガスのコストが高くなるという
問題を有している。
この発明は、このような事情に鑑みなされたもので、
製品ガスの取り出し量に応じ適正な運転を行うことによ
り、消費電力の削減ができる圧力スイング吸着方式にお
ける減量運転制御方法の提供をその目的とする。
製品ガスの取り出し量に応じ適正な運転を行うことによ
り、消費電力の削減ができる圧力スイング吸着方式にお
ける減量運転制御方法の提供をその目的とする。
上記の目的を達成するため、この発明の圧力スイング
吸着方式における減量運転制御方法は、原料空気圧縮器
で圧縮した原料空気の前処理したのち、複数の吸着塔に
送り込みその複数の吸着塔で、それぞれ時間帯をずらし
た状態で、吸着，脱圧，リンス，回収工程を繰り返すこ
とにより、吸着塔の吸着剤に吸着された原料空気中の構
成成分ガスを製品ガスとして製品ガスタンクに真空ポン
プにより分離回収する圧力スイング吸着方式を用いた装
置の、製品ガスタンクの製品ガス取り出し路に流量計を
設けるとともに、この流量計にシーケンサーを連結し、
このシーケンサーを、上記複数の吸着塔における各工程
の切り換え用切換弁および上記原料空気圧縮器に連結
し、上記流量計が検出し送信する製品ガスの流量信号に
よつて、上記シーケンサーで、上記切換弁の切換周期を
自動的に変化させるとともに、上記原料空気圧縮器の無
負荷運転，負荷運転の切換制御を行うようにしたという
構成をとる。
吸着方式における減量運転制御方法は、原料空気圧縮器
で圧縮した原料空気の前処理したのち、複数の吸着塔に
送り込みその複数の吸着塔で、それぞれ時間帯をずらし
た状態で、吸着，脱圧，リンス，回収工程を繰り返すこ
とにより、吸着塔の吸着剤に吸着された原料空気中の構
成成分ガスを製品ガスとして製品ガスタンクに真空ポン
プにより分離回収する圧力スイング吸着方式を用いた装
置の、製品ガスタンクの製品ガス取り出し路に流量計を
設けるとともに、この流量計にシーケンサーを連結し、
このシーケンサーを、上記複数の吸着塔における各工程
の切り換え用切換弁および上記原料空気圧縮器に連結
し、上記流量計が検出し送信する製品ガスの流量信号に
よつて、上記シーケンサーで、上記切換弁の切換周期を
自動的に変化させるとともに、上記原料空気圧縮器の無
負荷運転，負荷運転の切換制御を行うようにしたという
構成をとる。
すなわち、この発明の圧力スイング吸着方式における
減量運転制御方法は、装置の製品ガスタンクの製品ガス
取り出し路に、製品ガスの取出流量を検出するための流
量計を設け、この流量計が検出する流量値によつて、シ
ーケンサーで、切換弁の切換周期を自動的に変化させる
とともに、原料空気圧縮器の制御を行うようにしてい
る。一般に、上記のような装置では、成分ガスの吸着は
瞬間的に行われるため、その脱着迄の時間が製品ガスの
製造量を左右する。したがつて、吸着塔の切換弁の切換
周期を短くすればするほど時間当たりの製品ガスの製造
量が増加し、切換周期を長くすればするほど、製品ガス
の製造量が減少する。この発明は、この点に着目し、シ
ーケンサーに送られてくる流量信号の値が大きい（需要
が多い）場合、切換弁の切換周期が短くなるようにし、
上記流量信号の値が小さい場合には、切換弁の切換周期
が長くなるように設定する。これにより、自動的に製品
ガスの取出量に応じて切換弁の切換周期が変化し、製品
ガスの取出量と製造量とが対応するようになる。この場
合、切換弁の切換周期が早いと原料空気の消費量が多く
なり、切換周期が遅いと原料空気の消費量が少なくな
る。したがつて、この発明は、原料空気を取り込む原料
空気圧縮器の運転の制御を、上記シーケンサーからの流
量信号によつて、上記切換弁の切換周期の変化にぴつた
り、合わせて行うことにより、上記切換周期の制御と相
俟つて消費電力の節約を効果的に行うものである。すな
わち、この発明は、原料空気圧縮器のロード・アンロー
ドの切換制御を、従来例のように原料空気圧縮器と吸着
塔の間に設置された圧縮空気タンクの原料空気貯留量に
よつて行うのではなく、装置の製品ガス取出側に設けら
れた流量計の流量値によつて行うため制御作用に時間の
ずれを生じず装置内全体における必要ガス量に対応した
原料空気等の供給の制御が行えるようになり消費電力の
節約をなしうるようになる。この発明は、原料空気圧縮
器で圧縮した原料空気を吸着塔に送り込み、この吸着塔
の吸着剤に吸着された原料空気中の構成成分ガスを製品
ガスとして製品ガスタンクに真空ポンプにより分離回収
する方法であるため、上記のような効果が充分に発揮さ
れる。
減量運転制御方法は、装置の製品ガスタンクの製品ガス
取り出し路に、製品ガスの取出流量を検出するための流
量計を設け、この流量計が検出する流量値によつて、シ
ーケンサーで、切換弁の切換周期を自動的に変化させる
とともに、原料空気圧縮器の制御を行うようにしてい
る。一般に、上記のような装置では、成分ガスの吸着は
瞬間的に行われるため、その脱着迄の時間が製品ガスの
製造量を左右する。したがつて、吸着塔の切換弁の切換
周期を短くすればするほど時間当たりの製品ガスの製造
量が増加し、切換周期を長くすればするほど、製品ガス
の製造量が減少する。この発明は、この点に着目し、シ
ーケンサーに送られてくる流量信号の値が大きい（需要
が多い）場合、切換弁の切換周期が短くなるようにし、
上記流量信号の値が小さい場合には、切換弁の切換周期
が長くなるように設定する。これにより、自動的に製品
ガスの取出量に応じて切換弁の切換周期が変化し、製品
ガスの取出量と製造量とが対応するようになる。この場
合、切換弁の切換周期が早いと原料空気の消費量が多く
なり、切換周期が遅いと原料空気の消費量が少なくな
る。したがつて、この発明は、原料空気を取り込む原料
空気圧縮器の運転の制御を、上記シーケンサーからの流
量信号によつて、上記切換弁の切換周期の変化にぴつた
り、合わせて行うことにより、上記切換周期の制御と相
俟つて消費電力の節約を効果的に行うものである。すな
わち、この発明は、原料空気圧縮器のロード・アンロー
ドの切換制御を、従来例のように原料空気圧縮器と吸着
塔の間に設置された圧縮空気タンクの原料空気貯留量に
よつて行うのではなく、装置の製品ガス取出側に設けら
れた流量計の流量値によつて行うため制御作用に時間の
ずれを生じず装置内全体における必要ガス量に対応した
原料空気等の供給の制御が行えるようになり消費電力の
節約をなしうるようになる。この発明は、原料空気圧縮
器で圧縮した原料空気を吸着塔に送り込み、この吸着塔
の吸着剤に吸着された原料空気中の構成成分ガスを製品
ガスとして製品ガスタンクに真空ポンプにより分離回収
する方法であるため、上記のような効果が充分に発揮さ
れる。
つぎに、この発明を実施例にもとづいて詳しく説明す
る。
る。
〔実施例〕 第１図はこの発明の一実施例を示している。図におい
て、１は空気圧縮器であり、２は２個１組の前処理塔で
ある。この前処理塔２は、内部に吸着剤が充填されてお
り、空気圧縮器１から送られてくる原料空気を、通過さ
せその間に原料空気中の水分および炭酸ガス等の不純物
を吸着除去するようになつている。上記前処理塔２の下
端および上端に連結された配管には、複数個の切換弁
（図示せず）が設けられ、これらの切換弁を切り換える
ことにより２個の前処理塔２を交互に切り換え使用する
ことができるようになつている。すなわち、一方の前処
理塔２が吸着動作をしているときは、他方の前処理塔２
が配管７から送られてくる酸素ガスによつて再生される
ようになつている。８は原料空気タンク（バツフアタン
ク）であり、前記前処理塔２で前処理された原料空気が
配管９を介して送り込まれ一時的に貯留される。10a,10
b,10cは並設された第1,第2,第３の吸着塔であり、原料
空気タンク８から延びる原料主配管11およびその原料主
配管11から分岐した原料配管11a,11b,11cによつて原料
空気タンク８内の原料空気がそれぞれ送り込まれるよう
になつている。この吸着塔10a,10b,10cは内部に吸着剤
が充填されており、通過する原料空気中の窒素を吸着分
離するようになつている。第１の吸着塔10aで窒素を吸
着分離された廃ガス（主成分がO2）は、取出配管12aお
よび並列配管13aを通つて配管７に送られ、第２の吸着
塔10bで窒素を吸着分離された廃ガス（主成分がO2）
は、取出配管12bおよび並列配管13bを通つて配管７に送
られ、第３の吸着塔10cで窒素を吸着分離された廃ガス
（主成分がO2）は、取出配管12cおよび並列配管13cを通
つて配管７にそれぞれ送られる。そして、この配管７に
送り込まれた廃ガスは、前処理塔２において、再生ガス
として使用されたのち放出配管３から外部に放出され
る。14aは取出配管12aに、14bは取出配管12bに、14cは
取出配管12cにそれぞれ連結された発生窒素ガス取出配
管であり、第1,第2,第３の吸着塔10a,10b,10cでそれぞ
れ吸着分離された発生窒素ガスを取出主配管14を介して
窒素ガスタンク15に送るようになつている。16は取出主
配管14に設けられた真空ホンプであり、第1,第2,第３の
吸着塔10a,10b,10c内に吸着されている窒素ガスを脱着
させ、上記窒素ガス取出配管12a,12b,12cおよび取出主
配管14を経由させ窒素ガスタンク15に送り込む。17は窒
素ガスタンク15から延設されたリンス用主配管であり、
先端側で３個のリンス用配管17a,17b,17cに分岐し、そ
のうちのリンス用配管17aが原料配管11aに接続されて第
１の吸着塔10aに連結され、リンス用配管17bが原料配管
11bに接続されて第２の吸着塔10bに連結され、リンス用
配管17cが原料配管11cに接続されて第３の吸着塔10cに
連結されている。このリンス用主配管17およびリンス用
配管17a,17b,17cは、吸着されている窒素ガスの脱離に
先立ち、発生窒素ガスの一部を吸着塔10a,10b,10cにリ
ンスガスとして送り込み、吸着塔10a,10b,10cの内部に
微量残留している酸素を窒素に置換してリンスするよう
になつている。18aは取出配管12aと原料配管11bとを連
結する塔連結配管であり、第１の吸着塔10aで酸素と窒
素の置換に使用されたのちのリンスガス（充分N2に富ん
でいる）を第２の吸着塔10bに送り、第２の吸着塔10b内
の酸素を窒素に置換する。18bは取出配管12bと原料配管
11cとを連結する塔連結配管であり、18cは取出配管12c
と原料配管11aとを連結する塔連結配管である。これら
の塔連結配管18bおよび18cは上記塔連結配管18aと同様
の作用を行う。これらの塔連結配管18a,18b,18cから吸
着塔10a,10b,10cに送られて酸素の置換に使用された廃
ガスは配管７等の配管を経て前処理塔２に送られ前処理
塔２の再生に使用される。19ないし36はそれぞれ各配管
に設けられた切換弁であり、37は窒素ガスタンク15から
延設された製品ガス取出配管である。38はその製品取出
配管37に設けられた流量計であり、39は昇圧器である。
40は流量計38に電気的に連結されたシーケンサーであ
る。このシーケンサー40は、配線によつて前記切換弁19
ないし36および原料空気圧縮器１に連結されており、流
量計38が検出する製品窒素ガスの流量値に応じて、切換
弁19ないし36の切換周期を自動的に変化させながら切り
換え作動を行わせるとともに、原料空気圧縮器１の作動
をロード・アンロードに適宜切り換え制御するようにな
つている。
て、１は空気圧縮器であり、２は２個１組の前処理塔で
ある。この前処理塔２は、内部に吸着剤が充填されてお
り、空気圧縮器１から送られてくる原料空気を、通過さ
せその間に原料空気中の水分および炭酸ガス等の不純物
を吸着除去するようになつている。上記前処理塔２の下
端および上端に連結された配管には、複数個の切換弁
（図示せず）が設けられ、これらの切換弁を切り換える
ことにより２個の前処理塔２を交互に切り換え使用する
ことができるようになつている。すなわち、一方の前処
理塔２が吸着動作をしているときは、他方の前処理塔２
が配管７から送られてくる酸素ガスによつて再生される
ようになつている。８は原料空気タンク（バツフアタン
ク）であり、前記前処理塔２で前処理された原料空気が
配管９を介して送り込まれ一時的に貯留される。10a,10
b,10cは並設された第1,第2,第３の吸着塔であり、原料
空気タンク８から延びる原料主配管11およびその原料主
配管11から分岐した原料配管11a,11b,11cによつて原料
空気タンク８内の原料空気がそれぞれ送り込まれるよう
になつている。この吸着塔10a,10b,10cは内部に吸着剤
が充填されており、通過する原料空気中の窒素を吸着分
離するようになつている。第１の吸着塔10aで窒素を吸
着分離された廃ガス（主成分がO2）は、取出配管12aお
よび並列配管13aを通つて配管７に送られ、第２の吸着
塔10bで窒素を吸着分離された廃ガス（主成分がO2）
は、取出配管12bおよび並列配管13bを通つて配管７に送
られ、第３の吸着塔10cで窒素を吸着分離された廃ガス
（主成分がO2）は、取出配管12cおよび並列配管13cを通
つて配管７にそれぞれ送られる。そして、この配管７に
送り込まれた廃ガスは、前処理塔２において、再生ガス
として使用されたのち放出配管３から外部に放出され
る。14aは取出配管12aに、14bは取出配管12bに、14cは
取出配管12cにそれぞれ連結された発生窒素ガス取出配
管であり、第1,第2,第３の吸着塔10a,10b,10cでそれぞ
れ吸着分離された発生窒素ガスを取出主配管14を介して
窒素ガスタンク15に送るようになつている。16は取出主
配管14に設けられた真空ホンプであり、第1,第2,第３の
吸着塔10a,10b,10c内に吸着されている窒素ガスを脱着
させ、上記窒素ガス取出配管12a,12b,12cおよび取出主
配管14を経由させ窒素ガスタンク15に送り込む。17は窒
素ガスタンク15から延設されたリンス用主配管であり、
先端側で３個のリンス用配管17a,17b,17cに分岐し、そ
のうちのリンス用配管17aが原料配管11aに接続されて第
１の吸着塔10aに連結され、リンス用配管17bが原料配管
11bに接続されて第２の吸着塔10bに連結され、リンス用
配管17cが原料配管11cに接続されて第３の吸着塔10cに
連結されている。このリンス用主配管17およびリンス用
配管17a,17b,17cは、吸着されている窒素ガスの脱離に
先立ち、発生窒素ガスの一部を吸着塔10a,10b,10cにリ
ンスガスとして送り込み、吸着塔10a,10b,10cの内部に
微量残留している酸素を窒素に置換してリンスするよう
になつている。18aは取出配管12aと原料配管11bとを連
結する塔連結配管であり、第１の吸着塔10aで酸素と窒
素の置換に使用されたのちのリンスガス（充分N2に富ん
でいる）を第２の吸着塔10bに送り、第２の吸着塔10b内
の酸素を窒素に置換する。18bは取出配管12bと原料配管
11cとを連結する塔連結配管であり、18cは取出配管12c
と原料配管11aとを連結する塔連結配管である。これら
の塔連結配管18bおよび18cは上記塔連結配管18aと同様
の作用を行う。これらの塔連結配管18a,18b,18cから吸
着塔10a,10b,10cに送られて酸素の置換に使用された廃
ガスは配管７等の配管を経て前処理塔２に送られ前処理
塔２の再生に使用される。19ないし36はそれぞれ各配管
に設けられた切換弁であり、37は窒素ガスタンク15から
延設された製品ガス取出配管である。38はその製品取出
配管37に設けられた流量計であり、39は昇圧器である。
40は流量計38に電気的に連結されたシーケンサーであ
る。このシーケンサー40は、配線によつて前記切換弁19
ないし36および原料空気圧縮器１に連結されており、流
量計38が検出する製品窒素ガスの流量値に応じて、切換
弁19ないし36の切換周期を自動的に変化させながら切り
換え作動を行わせるとともに、原料空気圧縮器１の作動
をロード・アンロードに適宜切り換え制御するようにな
つている。
この装置は、つぎのようにして製品窒素ガスを製造す
る。すなわち、まず、空気圧縮器１により空気を圧縮
し、その圧縮空気を前処理塔２で前処理したのち、原料
空気タンク８に送り込む。ついで、原料空気タンク８か
ら原料主配管11,原料配管11a,11b,11cを介して吸着塔10
a,10b,10cに原料空気を送り込み、この吸着塔10a,10b,1
0cで原料空気中の窒素ガスを吸着分離したのち真空ポン
プ16を作動させて発生窒素ガスを脱着させ、これを窒素
ガスタンク15に送る。この際、上記３個の吸着塔10a,10
b,10cにおいて、互いに時間帯をずらした状態で、原
料空気中の窒素を吸着する吸着工程，塔内の酸素ガス
等を放出する脱圧工程，塔内の残存酸素を、他の塔の
リンス工程で使用された使用済みのリンスガスで置換す
る予備リンス工程，休止，発生窒素ガスの一部を取
り出しこれをリンスガスとして用い、塔内の残存酸素を
置換するリンス工程，塔内の高純度窒素ガスを減圧脱
着して回収する回収工程の各工程が行われ、製品窒素ガ
スが得られる。すなわち、これを第２図の工程図を用い
て説明すると、まず、第１の吸着塔10aにおいて、切換
弁19のみを開き原料配管11aから原料空気を導入して窒
素ガスの吸着が行われている場合、第２の吸着塔10bに
おいては、切換弁30を開いて発生窒素ガスの脱着回収が
行われており、第３の吸着塔10cでは、第２の吸着塔10b
でリンスに使用された使用済みのリンスガスが塔連結配
管18bを介して送り込まれ、このガスによつて予備リン
スが行われている。ついで、第１の吸着塔10aにおい
て、吸着工程が終了し切換弁25,26を開き残存ガス（O2
ガス）を放出する脱圧が行われている時には、第２の吸
着塔10bではまだ発生窒素ガスの脱着回収工程が継続し
ており、第３の吸着塔10cは上記予備リンスが終了し休
止した状態になつている。つぎに、第１の吸着塔10aが
予備リンス工程の時、第２の吸着塔10bは、回収工程か
ら吸着工程に移行し、第３の吸着塔10cでは窒素タンク1
5から送られてくる高純度の発生窒素ガスをリンスガス
とし、これによつてリンスが行われる。このリンスに使
用された使用済みのリンスガスは塔連結配管18cを介し
て上記第１の吸着塔10aに送られ予備リンスに使用され
る。第３の吸着塔10cはそののち回収工程に移行する。
第１の吸着塔10aが予備リンスを終了し、休止状態にな
ると、第２の吸着塔10bは吸着工程から脱圧工程に移
る。このとき、第３の吸着塔10cは回収工程を継続して
いる。つぎに、窒素ガスタンク15から発生窒素ガスの一
部がリンスガスとして第１の吸着塔10aに送られ、第１
の吸着塔10aがリンス工程に入ると、第２の吸着塔10bで
は、第１の吸着塔10aでリンスに使用された使用済みの
リンスガスが送り込まれて予備リンスが行われ、第３の
吸着塔10cでは回収工程が継続している。そして、第１
の吸着塔10aでリンスが終了し回収工程に入ると、第２
の吸着塔10bは、予備リンスから休止状態を経てリンス
工程へと移行していき、第３の吸着塔10cは、吸着，脱
圧，予備リンス工程と移行していく。この一連の工程に
おける切換弁19ないし36の開閉状態を次表に示す。
る。すなわち、まず、空気圧縮器１により空気を圧縮
し、その圧縮空気を前処理塔２で前処理したのち、原料
空気タンク８に送り込む。ついで、原料空気タンク８か
ら原料主配管11,原料配管11a,11b,11cを介して吸着塔10
a,10b,10cに原料空気を送り込み、この吸着塔10a,10b,1
0cで原料空気中の窒素ガスを吸着分離したのち真空ポン
プ16を作動させて発生窒素ガスを脱着させ、これを窒素
ガスタンク15に送る。この際、上記３個の吸着塔10a,10
b,10cにおいて、互いに時間帯をずらした状態で、原
料空気中の窒素を吸着する吸着工程，塔内の酸素ガス
等を放出する脱圧工程，塔内の残存酸素を、他の塔の
リンス工程で使用された使用済みのリンスガスで置換す
る予備リンス工程，休止，発生窒素ガスの一部を取
り出しこれをリンスガスとして用い、塔内の残存酸素を
置換するリンス工程，塔内の高純度窒素ガスを減圧脱
着して回収する回収工程の各工程が行われ、製品窒素ガ
スが得られる。すなわち、これを第２図の工程図を用い
て説明すると、まず、第１の吸着塔10aにおいて、切換
弁19のみを開き原料配管11aから原料空気を導入して窒
素ガスの吸着が行われている場合、第２の吸着塔10bに
おいては、切換弁30を開いて発生窒素ガスの脱着回収が
行われており、第３の吸着塔10cでは、第２の吸着塔10b
でリンスに使用された使用済みのリンスガスが塔連結配
管18bを介して送り込まれ、このガスによつて予備リン
スが行われている。ついで、第１の吸着塔10aにおい
て、吸着工程が終了し切換弁25,26を開き残存ガス（O2
ガス）を放出する脱圧が行われている時には、第２の吸
着塔10bではまだ発生窒素ガスの脱着回収工程が継続し
ており、第３の吸着塔10cは上記予備リンスが終了し休
止した状態になつている。つぎに、第１の吸着塔10aが
予備リンス工程の時、第２の吸着塔10bは、回収工程か
ら吸着工程に移行し、第３の吸着塔10cでは窒素タンク1
5から送られてくる高純度の発生窒素ガスをリンスガス
とし、これによつてリンスが行われる。このリンスに使
用された使用済みのリンスガスは塔連結配管18cを介し
て上記第１の吸着塔10aに送られ予備リンスに使用され
る。第３の吸着塔10cはそののち回収工程に移行する。
第１の吸着塔10aが予備リンスを終了し、休止状態にな
ると、第２の吸着塔10bは吸着工程から脱圧工程に移
る。このとき、第３の吸着塔10cは回収工程を継続して
いる。つぎに、窒素ガスタンク15から発生窒素ガスの一
部がリンスガスとして第１の吸着塔10aに送られ、第１
の吸着塔10aがリンス工程に入ると、第２の吸着塔10bで
は、第１の吸着塔10aでリンスに使用された使用済みの
リンスガスが送り込まれて予備リンスが行われ、第３の
吸着塔10cでは回収工程が継続している。そして、第１
の吸着塔10aでリンスが終了し回収工程に入ると、第２
の吸着塔10bは、予備リンスから休止状態を経てリンス
工程へと移行していき、第３の吸着塔10cは、吸着，脱
圧，予備リンス工程と移行していく。この一連の工程に
おける切換弁19ないし36の開閉状態を次表に示す。
上記の表に示す切換弁19〜36の切り換え（表中の矢印
は切り換えの動作を示しており、矢印に付した小数字は
切り換えの順序を示している）は、シーケンサー40の制
御によつて行われ、その切換周期は、流量計38が検出す
る製品ガス取出配管37内の通過製品窒素ガスの流量値に
よつて自動的に変化する。すなわち、製品窒素ガスの供
給が増加し通過製品窒素ガスの流量値が大きくなると、
切換弁19〜36の切換周期を短くして製造される製品窒素
ガス量を増加させ、上記流量値が小さくなると、切換弁
19〜36の切り換え周期を長くして製造される製品窒素ガ
ス量を減少させるようにしている。この場合、もし、従
来例のように、切換弁の切り換え周期を一定にしておく
と、製品窒素ガスの需要が低下した場合、窒素ガスタン
ク15内の発生窒素ガスが余るようになるが、これは行き
場がないため、殆どリンス工程に回り、そののち再び窒
素ガスタンク15に戻つてくるというように、吸着塔と窒
素ガスタンク15との間を循環するだけになるか、もしく
は外部に投棄される。その結果、製品窒素ガスが必要以
上に過剰品質になつたり、もしくは無駄になつたりし、
その間の電力消費量が増し、製品窒素ガスおよび製造の
コストが高くなる。そのため、上記のように製品窒素ガ
スの取出量に応じて、切換弁19〜36の切り換え周期を切
り換えることにより需要に応じた製造ができるようにな
る。また、同時に、このシーケンサー40は、上記流量値
が増加すると、空気圧縮器１をアンロード（無負荷の空
運転）にし、流量値が減少すると、空気圧縮器１をロー
ド（原料空気を取り入れるための実運転）にするという
ように、空気圧縮器１を適宜ロード・アンロードに切り
換えるようにして過剰の原料空気を原料空気タンク８に
送らないようにしている。このため、製品窒素ガスの取
出量に応じた製造が行われるようになり、無駄な電力消
費が回避できるようになる。また、この空気圧縮器１の
ロード・アンロードの切り換えは、製品ガス取出配管37
に設けられた流量計38の流量値によつて行われるため、
制御に時間のずれを生じず、装置全体に対応した制御が
行えるようになる。そして、上記のようにして得られた
製品窒素ガスは、需要に応じて窒素ガスタンク15内の発
生窒素ガスが製品ガス取出配管37を介して外部に取り出
され使用に供せられる。
は切り換えの動作を示しており、矢印に付した小数字は
切り換えの順序を示している）は、シーケンサー40の制
御によつて行われ、その切換周期は、流量計38が検出す
る製品ガス取出配管37内の通過製品窒素ガスの流量値に
よつて自動的に変化する。すなわち、製品窒素ガスの供
給が増加し通過製品窒素ガスの流量値が大きくなると、
切換弁19〜36の切換周期を短くして製造される製品窒素
ガス量を増加させ、上記流量値が小さくなると、切換弁
19〜36の切り換え周期を長くして製造される製品窒素ガ
ス量を減少させるようにしている。この場合、もし、従
来例のように、切換弁の切り換え周期を一定にしておく
と、製品窒素ガスの需要が低下した場合、窒素ガスタン
ク15内の発生窒素ガスが余るようになるが、これは行き
場がないため、殆どリンス工程に回り、そののち再び窒
素ガスタンク15に戻つてくるというように、吸着塔と窒
素ガスタンク15との間を循環するだけになるか、もしく
は外部に投棄される。その結果、製品窒素ガスが必要以
上に過剰品質になつたり、もしくは無駄になつたりし、
その間の電力消費量が増し、製品窒素ガスおよび製造の
コストが高くなる。そのため、上記のように製品窒素ガ
スの取出量に応じて、切換弁19〜36の切り換え周期を切
り換えることにより需要に応じた製造ができるようにな
る。また、同時に、このシーケンサー40は、上記流量値
が増加すると、空気圧縮器１をアンロード（無負荷の空
運転）にし、流量値が減少すると、空気圧縮器１をロー
ド（原料空気を取り入れるための実運転）にするという
ように、空気圧縮器１を適宜ロード・アンロードに切り
換えるようにして過剰の原料空気を原料空気タンク８に
送らないようにしている。このため、製品窒素ガスの取
出量に応じた製造が行われるようになり、無駄な電力消
費が回避できるようになる。また、この空気圧縮器１の
ロード・アンロードの切り換えは、製品ガス取出配管37
に設けられた流量計38の流量値によつて行われるため、
制御に時間のずれを生じず、装置全体に対応した制御が
行えるようになる。そして、上記のようにして得られた
製品窒素ガスは、需要に応じて窒素ガスタンク15内の発
生窒素ガスが製品ガス取出配管37を介して外部に取り出
され使用に供せられる。
なお、上記実施例では、製品ガスを窒素ガスとしてい
るが、これに限定するものではなく、酸素ガスを製品と
して取り出してもよい。
るが、これに限定するものではなく、酸素ガスを製品と
して取り出してもよい。
以上のように、この発明の圧力スイング吸着方式にお
ける減量運転制御方法によれば、自動的に製品ガスの取
り出し量に応じて切換弁の切換周期が変化し、製品ガス
の取出量と製造量とが対応するようになる。このとき、
空気圧縮器のロード・アンロードの切換制御を、装置に
おける製品ガス取出側に設けられた流量計の流量値によ
つて行い、必要原料空気量を上記製品ガスの取出し量に
応じて時間遅れなく調節することがなされる。その際、
消費電力量の大幅な節約が達成されるようになる。この
発明は、原料空気圧縮器で圧縮した原料空気を吸着塔に
送り込み、この吸着塔の吸着剤に吸着された原料空気中
の構成成分ガスを製品ガスとして製品ガスタンクに真空
ポンプにより分離回収する方法であるため、上記のよう
な効果が充分に発揮される。
ける減量運転制御方法によれば、自動的に製品ガスの取
り出し量に応じて切換弁の切換周期が変化し、製品ガス
の取出量と製造量とが対応するようになる。このとき、
空気圧縮器のロード・アンロードの切換制御を、装置に
おける製品ガス取出側に設けられた流量計の流量値によ
つて行い、必要原料空気量を上記製品ガスの取出し量に
応じて時間遅れなく調節することがなされる。その際、
消費電力量の大幅な節約が達成されるようになる。この
発明は、原料空気圧縮器で圧縮した原料空気を吸着塔に
送り込み、この吸着塔の吸着剤に吸着された原料空気中
の構成成分ガスを製品ガスとして製品ガスタンクに真空
ポンプにより分離回収する方法であるため、上記のよう
な効果が充分に発揮される。
第１図はこの発明の一実施例の構成図、第２図はその工
程図である。 １……空気圧縮器、２……前処理塔、10a……第１の吸
着塔、10b……第２の吸着塔、10c……第３の吸着塔、38
……流量計、40……シーケンサー
程図である。 １……空気圧縮器、２……前処理塔、10a……第１の吸
着塔、10b……第２の吸着塔、10c……第３の吸着塔、38
……流量計、40……シーケンサー
Claims (1)
- 【請求項１】原料空気圧縮器で圧縮した原料空気を前処
理したのち、複数の吸着塔に送り込みその複数の吸着塔
で、それぞれ時間帯をずらした状態で、吸着，脱圧，リ
ンス，回収工程を繰り返すことにより、吸着塔の吸着剤
に吸着された原料空気中の構成成分ガスを製品ガスとし
て製品ガスタンクに真空ポンプにより分離回収する圧力
スイング吸着方式を用いた装置の、製品ガスタンクの製
品ガス取り出し路に流量計を設けるとともに、この流量
計にシーケンサーを連結し、このシーケンサーを、上記
複数の吸着塔における各工程の切り換え用切換弁および
上記原料空気圧縮器に連結し、上記流量計が検出し送信
する製品ガスの流量信号によつて、上記シーケンサー
で、上記切換弁の切換周期を自動的に変化させるととも
に、上記原料空気圧縮器の無負荷運転，負荷運転の切換
制御を行うようにしたことを特徴とする圧力スイング吸
着方式における減量運転制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63312694A JP2872678B2 (ja) | 1988-12-09 | 1988-12-09 | 圧力スイング吸着方式における減量運転制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63312694A JP2872678B2 (ja) | 1988-12-09 | 1988-12-09 | 圧力スイング吸着方式における減量運転制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02157011A JPH02157011A (ja) | 1990-06-15 |
| JP2872678B2 true JP2872678B2 (ja) | 1999-03-17 |
Family
ID=18032305
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63312694A Expired - Lifetime JP2872678B2 (ja) | 1988-12-09 | 1988-12-09 | 圧力スイング吸着方式における減量運転制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2872678B2 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2919858B2 (ja) * | 1989-06-20 | 1999-07-19 | トキコ株式会社 | 気体分離装置 |
| JP2608958B2 (ja) * | 1989-10-18 | 1997-05-14 | 帝人株式会社 | 酸素濃縮装置 |
| US5258056A (en) * | 1991-09-27 | 1993-11-02 | The Boc Group, Inc. | PSA system with product turndown and purity control |
| JPH05137939A (ja) * | 1991-11-22 | 1993-06-01 | Kanebo Ltd | 窒素ガス分離方法 |
| AU2004266540B9 (en) | 2003-08-26 | 2010-04-01 | Teijin Limited | Oxygen-concentrating device |
| JP5008937B2 (ja) * | 2006-09-29 | 2012-08-22 | 大陽日酸株式会社 | ガス分離装置の制御方法、及びガス分離装置の制御装置 |
| KR101511803B1 (ko) * | 2007-05-07 | 2015-04-13 | 데이진 화-마 가부시키가이샤 | 산소 농축 장치 |
| JP5074261B2 (ja) * | 2008-03-28 | 2012-11-14 | 大陽日酸株式会社 | ガス分離装置における制御方法、制御装置 |
| JP7112441B2 (ja) * | 2020-02-13 | 2022-08-03 | 大陽日酸株式会社 | ガス精製装置管理システム |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6179628U (ja) * | 1984-10-31 | 1986-05-27 | ||
| JPS6217008A (ja) * | 1985-07-11 | 1987-01-26 | Hokusan Koatsu Gas Kk | 圧力変動式吸着を利用する窒素の濃縮方法 |
-
1988
- 1988-12-09 JP JP63312694A patent/JP2872678B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02157011A (ja) | 1990-06-15 |
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Legal Events
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