JP3237973B2 - 圧力スイング吸着設備の起動方法 - Google Patents
圧力スイング吸着設備の起動方法Info
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- JP3237973B2 JP3237973B2 JP22919393A JP22919393A JP3237973B2 JP 3237973 B2 JP3237973 B2 JP 3237973B2 JP 22919393 A JP22919393 A JP 22919393A JP 22919393 A JP22919393 A JP 22919393A JP 3237973 B2 JP3237973 B2 JP 3237973B2
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- Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、空気中の酸素あるいは
窒素の回収等、吸着材の圧力の変化によって、混合ガス
中の特定の成分を濃縮・回収する圧力スイング吸着法、
特に圧力スイング吸着法における運転停止後の再起動方
法に関する。
窒素の回収等、吸着材の圧力の変化によって、混合ガス
中の特定の成分を濃縮・回収する圧力スイング吸着法、
特に圧力スイング吸着法における運転停止後の再起動方
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】かかる圧力スイング吸着法（Ｐｒｅｓｓ
ｕｒｅ Ｓｗｉｎｇ Ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ）による特
定ガス成分の回収自体は、特公昭６３−５８６１４号公
報、特開平３−２２９６１１号公報に記載されているよ
うに広く知られている。
ｕｒｅ Ｓｗｉｎｇ Ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ）による特
定ガス成分の回収自体は、特公昭６３−５８６１４号公
報、特開平３−２２９６１１号公報に記載されているよ
うに広く知られている。
【０００３】例えば、空気中からの酸素の分離・回収を
一例に説明すると、通常ゼオライトを窒素吸収材として
充填した吸着塔を複数配列した圧力スイング吸着装置を
使用し、空気を吸着塔内に導入して窒素を吸着剤に吸着
させる吸着工程、吸着した窒素を真空ポンプ等によって
減圧し放出する減圧工程、さらに、昇圧ガスを導入して
減圧後の吸着剤の吸着能を復帰させるための昇圧工程か
らなるサイクルを、各吸着塔毎に交互に組み合わせて連
続操業を行っている。
一例に説明すると、通常ゼオライトを窒素吸収材として
充填した吸着塔を複数配列した圧力スイング吸着装置を
使用し、空気を吸着塔内に導入して窒素を吸着剤に吸着
させる吸着工程、吸着した窒素を真空ポンプ等によって
減圧し放出する減圧工程、さらに、昇圧ガスを導入して
減圧後の吸着剤の吸着能を復帰させるための昇圧工程か
らなるサイクルを、各吸着塔毎に交互に組み合わせて連
続操業を行っている。
【０００４】このような工程の中途において、停電ある
いは装置の故障保守等によって圧力スイング吸着装置の
運転が停止する場合がある。その場合、運転の停止が長
い場合には、減圧工程にある吸着塔に徐々に空気が侵入
し、また吸着工程あるいは昇圧工程にある吸着塔におい
ては、窒素ガス等が放出され、全ての吸着塔が略大気圧
状態となる。従って、このような状態において装置を再
起動させた際、特に真空ポンプの起動に当たっては、何
れの吸着塔に接続された状態でも、真空ポンプの起動自
体は比較的スムーズに行うことができる。
いは装置の故障保守等によって圧力スイング吸着装置の
運転が停止する場合がある。その場合、運転の停止が長
い場合には、減圧工程にある吸着塔に徐々に空気が侵入
し、また吸着工程あるいは昇圧工程にある吸着塔におい
ては、窒素ガス等が放出され、全ての吸着塔が略大気圧
状態となる。従って、このような状態において装置を再
起動させた際、特に真空ポンプの起動に当たっては、何
れの吸着塔に接続された状態でも、真空ポンプの起動自
体は比較的スムーズに行うことができる。
【０００５】しかしながら、停電等運転停止時間が比較
的短い場合、減圧工程にあった吸着塔は依然として減圧
状態が保持されたままであり、この状態で停止状態の真
空ポンプを起動させると、立ち上がり時に過負荷状態と
なり、スムーズな起動が困難である。
的短い場合、減圧工程にあった吸着塔は依然として減圧
状態が保持されたままであり、この状態で停止状態の真
空ポンプを起動させると、立ち上がり時に過負荷状態と
なり、スムーズな起動が困難である。
【０００６】この対策として、例えば、図４に示す圧力
スイング吸着装置では、３基の吸着塔１Ａ，１Ｂ，１Ｃ
を備え、この吸着塔１Ａ，１Ｂ，１Ｃ内に吸着されたガ
ス成分を真空ポンプ２によって吸引する吸引ガス配管３
の中途に、真空ポンプの無負荷起動用のリサイクル弁
４、もしくは空気導入用の吸入弁５が配置されている。
また、それぞれの管路には開閉バルブ６Ａ，６Ｂ，６
Ｃ，７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，８Ａ，８Ｂ，８Ｃが設けられ、
これらバルブ４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，８
Ａ，８Ｂ，８Ｃの操作動作によって、三基の吸着塔１
Ａ，１Ｂ，１Ｃによる特定ガスの回収可動操作が行われ
る。
スイング吸着装置では、３基の吸着塔１Ａ，１Ｂ，１Ｃ
を備え、この吸着塔１Ａ，１Ｂ，１Ｃ内に吸着されたガ
ス成分を真空ポンプ２によって吸引する吸引ガス配管３
の中途に、真空ポンプの無負荷起動用のリサイクル弁
４、もしくは空気導入用の吸入弁５が配置されている。
また、それぞれの管路には開閉バルブ６Ａ，６Ｂ，６
Ｃ，７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，８Ａ，８Ｂ，８Ｃが設けられ、
これらバルブ４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，８
Ａ，８Ｂ，８Ｃの操作動作によって、三基の吸着塔１
Ａ，１Ｂ，１Ｃによる特定ガスの回収可動操作が行われ
る。
【０００７】この装置において、運転停止後の再起動
は、同図に●で示すように、開閉バルブ６Ａ，６Ｂ，６
Ｃ，７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，８Ａ，８Ｂ，８Ｃを閉にし、□
で示すように、減圧ラインの吸入弁６またはリサクル弁
４のみを開として行う。
は、同図に●で示すように、開閉バルブ６Ａ，６Ｂ，６
Ｃ，７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，８Ａ，８Ｂ，８Ｃを閉にし、□
で示すように、減圧ラインの吸入弁６またはリサクル弁
４のみを開として行う。
【０００８】これによって、起動直後の真空ポンプは減
圧状態の吸着塔と直接接続されることなく、空気等が供
給された状態でスムーズに起動させることができ、真空
ポンプが定常状態となった後に、必要な吸着塔と接続さ
せることによって所定の減圧工程が遂行される。
圧状態の吸着塔と直接接続されることなく、空気等が供
給された状態でスムーズに起動させることができ、真空
ポンプが定常状態となった後に、必要な吸着塔と接続さ
せることによって所定の減圧工程が遂行される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】このように、吸入弁や
リサイクル弁を持たない従来の起動方法では、真空ポン
プの運転停止後におけるスムーズな起動が困難であり、
また図４に示すものでは、従来の設備に新たに吸入弁や
リサイクル弁が必要となり、かかる装置が故障やメンテ
ナンスなどの問題の原因となる。
リサイクル弁を持たない従来の起動方法では、真空ポン
プの運転停止後におけるスムーズな起動が困難であり、
また図４に示すものでは、従来の設備に新たに吸入弁や
リサイクル弁が必要となり、かかる装置が故障やメンテ
ナンスなどの問題の原因となる。
【００１０】本発明は、吸入弁やリサイクル弁等の設備
を備えることなく、運転停止後の真空ポンプのスムーズ
な再起動手段を提供し、かかる設備の簡素化を図ること
を目的とする。
を備えることなく、運転停止後の真空ポンプのスムーズ
な再起動手段を提供し、かかる設備の簡素化を図ること
を目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、特定の成分ガスを吸着する吸着剤を充填
した複数の吸着塔をそれぞれ特定のガス成分を吸着剤に
吸着させる吸着工程と、減圧ラインによって吸着した特
定成分ガスを放出させる減圧工程と、さらに、昇圧ガス
を導入して減圧後の吸着塔の圧力を復帰させる昇圧工程
とからなるサイクルを各吸着塔毎に交互に組み合わせた
圧力スイング吸着法において、前記複数の吸着塔の運転
を停止した後再起動させるにあたり、運転開始の前段階
において吸着塔の内部が減圧状態以外の吸着塔の原料ラ
インと減圧ラインとを直結させて起動させることを特徴
とする。
成するために、特定の成分ガスを吸着する吸着剤を充填
した複数の吸着塔をそれぞれ特定のガス成分を吸着剤に
吸着させる吸着工程と、減圧ラインによって吸着した特
定成分ガスを放出させる減圧工程と、さらに、昇圧ガス
を導入して減圧後の吸着塔の圧力を復帰させる昇圧工程
とからなるサイクルを各吸着塔毎に交互に組み合わせた
圧力スイング吸着法において、前記複数の吸着塔の運転
を停止した後再起動させるにあたり、運転開始の前段階
において吸着塔の内部が減圧状態以外の吸着塔の原料ラ
インと減圧ラインとを直結させて起動させることを特徴
とする。
【００１２】
【作用】運転開始の前段階において吸着塔の内部が減圧
状態以外の吸着塔は、運転停止時間の長短に拘わらず、
その内部は大気圧以上であり、このため、この吸着塔を
減圧ラインと接続した場合にも、減圧ラインに設けられ
た真空ポンプが、再起動の立ち上がり時に過負荷状態と
なることなく、スムーズな起動が可能となる。
状態以外の吸着塔は、運転停止時間の長短に拘わらず、
その内部は大気圧以上であり、このため、この吸着塔を
減圧ラインと接続した場合にも、減圧ラインに設けられ
た真空ポンプが、再起動の立ち上がり時に過負荷状態と
なることなく、スムーズな起動が可能となる。
【００１３】
【実施例】図１は本発明を空気から酸素を分離，回収に
適用するために、従来の３基の吸着塔を備えた圧力スイ
ング吸着塔設備の概要を示す。なお、図４に示す従来例
に対応するものは同一符号で示している。
適用するために、従来の３基の吸着塔を備えた圧力スイ
ング吸着塔設備の概要を示す。なお、図４に示す従来例
に対応するものは同一符号で示している。
【００１４】本実施例においては、従来例で示した圧力
スイング吸着塔設備において、減圧ラインに設けられた
リサイクル弁及び吸入弁が省略された構造である。また
図中９は、吸着工程において窒素を回収した後の高濃度
の酸素を製品として取り出すための開閉バルブ８Ａ〜８
Ｃを備えた製品ガス導入配管、１０は各吸着塔１Ａ〜１
Ｃの減圧工程が終了したのち、弁１１Ａ，１１Ｂ，１１
Ｃを介して回収酸素を昇圧供給するための昇圧用配管を
示す。
スイング吸着塔設備において、減圧ラインに設けられた
リサイクル弁及び吸入弁が省略された構造である。また
図中９は、吸着工程において窒素を回収した後の高濃度
の酸素を製品として取り出すための開閉バルブ８Ａ〜８
Ｃを備えた製品ガス導入配管、１０は各吸着塔１Ａ〜１
Ｃの減圧工程が終了したのち、弁１１Ａ，１１Ｂ，１１
Ｃを介して回収酸素を昇圧供給するための昇圧用配管を
示す。
【００１５】図２は図１に示す吸着装置の操業サイクル
の組み合わせを示す。
の組み合わせを示す。
【００１６】図１及び図２を参照して、吸着塔１Ａにお
いては、原料ガスの供給管のバルブ６Ａを開放して原料
ガスを吸着塔１Ａに導入して吸着剤に特定ガスを吸着す
る吸着工程（ｂ）と、原料ガス供給管路のバルブ６Ａを
閉塞し、吸引ガス管路用バルブ７Ａを開放し、真空ポン
プ２を稼働して吸着ガスを吸収する減圧工程（ｃ）と、
バルブ１１Ａを開放して、吸着塔１Ａに回収酸素の一部
を導入して塔内部を昇圧する昇圧工程（ａ）とからな
る。
いては、原料ガスの供給管のバルブ６Ａを開放して原料
ガスを吸着塔１Ａに導入して吸着剤に特定ガスを吸着す
る吸着工程（ｂ）と、原料ガス供給管路のバルブ６Ａを
閉塞し、吸引ガス管路用バルブ７Ａを開放し、真空ポン
プ２を稼働して吸着ガスを吸収する減圧工程（ｃ）と、
バルブ１１Ａを開放して、吸着塔１Ａに回収酸素の一部
を導入して塔内部を昇圧する昇圧工程（ａ）とからな
る。
【００１７】そして、吸着塔１Ａが吸着工程（ａ）にあ
る間、吸着塔１Ｂ及び１Ｃは、昇圧工程（ｃ）及び減圧
工程（ｂ）、吸着塔１Ａが減圧工程（ｂ）にある間、吸
着塔１Ｂ及び１Ｃは、吸着工程（ａ）及び昇圧工程
（ｃ）、また吸着塔１Ａが昇圧工程（ａ）にある間、吸
着塔１Ｂ及び１Ｃは、減圧工程（ｂ）及び吸着工程
（ａ）となるように各サイクルが設定され、これによっ
て、系全体の連続操業を可能としている。
る間、吸着塔１Ｂ及び１Ｃは、昇圧工程（ｃ）及び減圧
工程（ｂ）、吸着塔１Ａが減圧工程（ｂ）にある間、吸
着塔１Ｂ及び１Ｃは、吸着工程（ａ）及び昇圧工程
（ｃ）、また吸着塔１Ａが昇圧工程（ａ）にある間、吸
着塔１Ｂ及び１Ｃは、減圧工程（ｂ）及び吸着工程
（ａ）となるように各サイクルが設定され、これによっ
て、系全体の連続操業を可能としている。
【００１８】次いで本設備の停止及び起動方法について
説明する。
説明する。
【００１９】先ず、停止方法は、図２を参照して、同図
に示すＴ1 の時、すなわち吸着塔１Ａの昇圧工程（ａ）
の時点で本設備の停止信号が入った場合、同設備はＴ4
まで通常通り運転を続けＴ4 の時点で運転を停止する。
この場合、吸着塔１Ａは昇圧工程完了（次回吸着工
程）、吸着塔１Ｂは減圧工程完了（次回昇圧工程）、吸
着塔１Ｃは吸着工程完了（次回減圧工程）の段階で停止
することになる。同様にＴ2 のときに停止信号が入った
場合はＴ5 にて、Ｔ3 の時に停止信号が入った場合はＴ
6 にて設備の停止が行われる。
に示すＴ1 の時、すなわち吸着塔１Ａの昇圧工程（ａ）
の時点で本設備の停止信号が入った場合、同設備はＴ4
まで通常通り運転を続けＴ4 の時点で運転を停止する。
この場合、吸着塔１Ａは昇圧工程完了（次回吸着工
程）、吸着塔１Ｂは減圧工程完了（次回昇圧工程）、吸
着塔１Ｃは吸着工程完了（次回減圧工程）の段階で停止
することになる。同様にＴ2 のときに停止信号が入った
場合はＴ5 にて、Ｔ3 の時に停止信号が入った場合はＴ
6 にて設備の停止が行われる。
【００２０】したがって、各々の停止状態において、減
圧工程完了の吸着塔を除いた２基の吸着塔は、その吸着
圧力が大気圧から僅かに加圧した状態に実施することか
ら、略大気圧状態に停止することになる。
圧工程完了の吸着塔を除いた２基の吸着塔は、その吸着
圧力が大気圧から僅かに加圧した状態に実施することか
ら、略大気圧状態に停止することになる。
【００２１】次に図３を参照して本設備の起動方法につ
いて説明する。
いて説明する。
【００２２】例えば、Ｔ5 の状態で停止している設備を
再起動させる場合は、次工程が減圧工程である吸着塔１
Ａの原料空気導入バルブ６Ａ、真空排気バルブ７Ａを開
放状態とする。この状態で真空ポンプ２を起動させた場
合、真空ポンプ２の吸入は大気圧で行われるため無負荷
状態での起動が可能となる。設備の起動は真空ポンプ２
が安定したらすぐ行うことができる。この状態では、バ
ルブ６Ａが閉、バルブ６Ｂ、８Ｂ、１１Ｃを開とするこ
とにより、吸着塔１Ａは減圧工程、吸着塔１Ｂは吸着工
程、吸着塔１Ｃは昇圧工程を開始し、通常の運転に入
る。
再起動させる場合は、次工程が減圧工程である吸着塔１
Ａの原料空気導入バルブ６Ａ、真空排気バルブ７Ａを開
放状態とする。この状態で真空ポンプ２を起動させた場
合、真空ポンプ２の吸入は大気圧で行われるため無負荷
状態での起動が可能となる。設備の起動は真空ポンプ２
が安定したらすぐ行うことができる。この状態では、バ
ルブ６Ａが閉、バルブ６Ｂ、８Ｂ、１１Ｃを開とするこ
とにより、吸着塔１Ａは減圧工程、吸着塔１Ｂは吸着工
程、吸着塔１Ｃは昇圧工程を開始し、通常の運転に入
る。
【００２３】Ｔ4 、Ｔ6 から運転を開始する場合も次に
示す通り同様の対応を実施する。
示す通り同様の対応を実施する。
【００２４】すなわち、Ｔ4 から運転を開始する時は、
次工程が減圧工程の吸着塔１Ｃの原料空気導入バルブ６
Ｃ、空気排気バルブ７Ｃを開放状態とする。またＴ6 か
ら運転を開始する時は、次工程が減圧工程の吸着塔１Ｂ
の原料空気導入バルブ６Ｂ、空気排気バルブ６Ｃを開放
状態とする。
次工程が減圧工程の吸着塔１Ｃの原料空気導入バルブ６
Ｃ、空気排気バルブ７Ｃを開放状態とする。またＴ6 か
ら運転を開始する時は、次工程が減圧工程の吸着塔１Ｂ
の原料空気導入バルブ６Ｂ、空気排気バルブ６Ｃを開放
状態とする。
【００２５】このようなバルブの操作によって、再起動
の立ち上がり時に真空ポンプの過負荷が防止され、スム
ーズな起動が可能となる。
の立ち上がり時に真空ポンプの過負荷が防止され、スム
ーズな起動が可能となる。
【００２６】なお上記実施例においては、吸着塔を３基
設けたものについて説明したが、無論これに限定され
ず、少なくとも２基以上の吸着塔を持つ設備に適用でき
る。また本実施例においては、吸着工程が終了した吸着
塔の原料ラインと減圧ラインを連絡させて起動させてい
るが、別の方法として、昇圧工程が終了した吸着塔の原
料ラインと減圧ラインとを直結させて起動させても良
い。さらには、本発明は、特定の吸着塔における吸着剤
による特定ガスの吸着能が余力を有する工程で、次の吸
着塔による吸着工程を開始する圧力スイング吸着法にも
適用可能である。
設けたものについて説明したが、無論これに限定され
ず、少なくとも２基以上の吸着塔を持つ設備に適用でき
る。また本実施例においては、吸着工程が終了した吸着
塔の原料ラインと減圧ラインを連絡させて起動させてい
るが、別の方法として、昇圧工程が終了した吸着塔の原
料ラインと減圧ラインとを直結させて起動させても良
い。さらには、本発明は、特定の吸着塔における吸着剤
による特定ガスの吸着能が余力を有する工程で、次の吸
着塔による吸着工程を開始する圧力スイング吸着法にも
適用可能である。
【００２７】
【発明の効果】本発明によって、減圧ラインに設けられ
た真空ポンプが、再起動の立ち上がり時に過負荷状態と
なることがなく、スムーズな起動が可能となり、従来必
要であったリサイクル弁あるいは吸入弁が不要となり、
かかる設備の簡略化が達成される。
た真空ポンプが、再起動の立ち上がり時に過負荷状態と
なることがなく、スムーズな起動が可能となり、従来必
要であったリサイクル弁あるいは吸入弁が不要となり、
かかる設備の簡略化が達成される。
【図１】本発明を実施するための設備例を示す図であ
る。
る。
【図２】吸着塔の操業サイクルを示す図である。
【図３】図１に示す設備の操業態様を示す図である。
【図４】従来の圧力スイング吸着装置の体系を示す図で
ある。
ある。
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ 吸着塔 ２ 真空ポンプ ３ 吸引ガス配管 ４ リサイクル弁 ５ 吸入弁 ６Ａ，６Ｂ，６Ｃ 開閉バルブ ７Ａ，７Ｂ，７Ｃ 開閉バルブ ８Ａ，８Ｂ，８Ｃ 開閉バルブ ９ 製品ガス導入管 １０ 昇圧用配管 １１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ 開閉バルブ １２ 昇圧ガス流量調整弁
Claims (1)
- 【請求項１】 特定の成分ガスを吸着する吸着剤を充填
した複数の吸着塔をそれぞれ特定のガス成分を吸着剤に
吸着させる吸着工程と、減圧ラインによって吸着した特
定成分ガスを放出させる減圧工程と、さらに、昇圧ガス
を導入して減圧後の吸着塔の圧力を復帰させる昇圧工程
とからなるサイクルを各吸着塔毎に交互に組み合わせた
圧力スイング吸着法において、 前記複数の吸着塔の運転を停止した後再起動させるにあ
たり、運転開始の前段階において吸着塔の内部が減圧状
態以外の吸着塔の原料ラインと減圧ラインとを直結させ
て起動させることを特徴とする圧力スイング吸着設備の
起動方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22919393A JP3237973B2 (ja) | 1993-09-14 | 1993-09-14 | 圧力スイング吸着設備の起動方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22919393A JP3237973B2 (ja) | 1993-09-14 | 1993-09-14 | 圧力スイング吸着設備の起動方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0780232A JPH0780232A (ja) | 1995-03-28 |
| JP3237973B2 true JP3237973B2 (ja) | 2001-12-10 |
Family
ID=16888270
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22919393A Expired - Fee Related JP3237973B2 (ja) | 1993-09-14 | 1993-09-14 | 圧力スイング吸着設備の起動方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3237973B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6745694B2 (ja) * | 2016-09-27 | 2020-08-26 | 株式会社クラレ | ガス分離装置の運転方法および、制御装置 |
| JP7112446B2 (ja) * | 2020-03-30 | 2022-08-03 | 大陽日酸株式会社 | ガス精製装置の運転方法 |
-
1993
- 1993-09-14 JP JP22919393A patent/JP3237973B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0780232A (ja) | 1995-03-28 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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