JP3339776B2 - ガス成分分離方法 - Google Patents
ガス成分分離方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、三重水素（Ｔ）のよう
に放射性を有するガス、ダイオキシンのように人体に極
めて強い毒性を示すガス、あるいは水素（Ｈ）のように
空気中に漏れでることにより非常に爆発の危険性の高い
ガス等の、種々の意味で危険性の高いガスを含有する混
合ガスを、回収再利用または分離除去の目的で、危険性
の高いガスとそれ以外のガスとに分離する方法に関する
ものである。
に放射性を有するガス、ダイオキシンのように人体に極
めて強い毒性を示すガス、あるいは水素（Ｈ）のように
空気中に漏れでることにより非常に爆発の危険性の高い
ガス等の、種々の意味で危険性の高いガスを含有する混
合ガスを、回収再利用または分離除去の目的で、危険性
の高いガスとそれ以外のガスとに分離する方法に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の危険性ガスの分離技術について列
記する： （ａ）コンパウンドクライオポンプ法 １０-7〜１０-8Ｔｏｒｒの高真空下で液体ヘリウム温度
（−２６９℃）に冷却した板を２枚用意し、一方の板の
表面には吸着剤を貼付しておく。三重水素を含む水素同
位体とヘリウムの混合ガスを最初に吸着剤を貼付してい
ない板と接触させると水素同位体はヘリウムより沸点が
高いため、この板の上で凝縮する。ヘリウムはこの板を
通過して吸着剤を貼付した板に到達し、吸着剤に吸着さ
れる。
記する： （ａ）コンパウンドクライオポンプ法 １０-7〜１０-8Ｔｏｒｒの高真空下で液体ヘリウム温度
（−２６９℃）に冷却した板を２枚用意し、一方の板の
表面には吸着剤を貼付しておく。三重水素を含む水素同
位体とヘリウムの混合ガスを最初に吸着剤を貼付してい
ない板と接触させると水素同位体はヘリウムより沸点が
高いため、この板の上で凝縮する。ヘリウムはこの板を
通過して吸着剤を貼付した板に到達し、吸着剤に吸着さ
れる。
【０００３】この方法は、高真空下で行われるために同
一重量のガスを処理するためには１気圧付近でのガス処
理に比較して処理ガスの体積が相対的に膨大となり、其
れに伴いガスを吸着させる冷却板の表面積も著しく大き
くしなければならず、吸着装置全体が極めて大げさな形
状になるという欠点がある。
一重量のガスを処理するためには１気圧付近でのガス処
理に比較して処理ガスの体積が相対的に膨大となり、其
れに伴いガスを吸着させる冷却板の表面積も著しく大き
くしなければならず、吸着装置全体が極めて大げさな形
状になるという欠点がある。
【０００４】（ｂ）圧力スウィング吸着（Ｐｒｅｓｓｕ
ｒｅ Ｓｗｉｎｇ Ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ、以下ＰＳＡ
と略す）による方法 種々の混合ガスを分離する手法として、ＰＳＡによる方
法が広く行われている。この方法は、例えば水素の精製
の場合、モレキューラ−シーブを吸着剤としてカラムに
充填しておき、水素と、水素よりもモレキューラ−シー
ブに対する吸着親和性が大きい炭酸ガスやメタンガス等
との混合物から成る原料ガスを１０〜２０気圧程度に加
圧した状態で吸着塔に供給して炭酸ガスやメタンガス等
をこれに吸着させ、残った水素を系外へ排出して回収し
た後に吸着塔の圧力を下げ、常圧もしくは減圧して炭酸
ガスやメタンガス等を脱着させるという手順を繰り返す
ことで、高純度の水素を得る方法で、吸着剤への吸着量
が対象成分の吸着親和性および分圧によって変化するこ
とを利用している。
ｒｅ Ｓｗｉｎｇ Ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ、以下ＰＳＡ
と略す）による方法 種々の混合ガスを分離する手法として、ＰＳＡによる方
法が広く行われている。この方法は、例えば水素の精製
の場合、モレキューラ−シーブを吸着剤としてカラムに
充填しておき、水素と、水素よりもモレキューラ−シー
ブに対する吸着親和性が大きい炭酸ガスやメタンガス等
との混合物から成る原料ガスを１０〜２０気圧程度に加
圧した状態で吸着塔に供給して炭酸ガスやメタンガス等
をこれに吸着させ、残った水素を系外へ排出して回収し
た後に吸着塔の圧力を下げ、常圧もしくは減圧して炭酸
ガスやメタンガス等を脱着させるという手順を繰り返す
ことで、高純度の水素を得る方法で、吸着剤への吸着量
が対象成分の吸着親和性および分圧によって変化するこ
とを利用している。
【０００５】この方法は吸脱着の吸着量の差を大きくす
るために、吸着工程を高圧にすることが必要である。こ
のため、系外への漏れ防止には多大な注意を払う必要が
あり、高圧にすることで危険性が増すような対象には本
来適していない。
るために、吸着工程を高圧にすることが必要である。こ
のため、系外への漏れ防止には多大な注意を払う必要が
あり、高圧にすることで危険性が増すような対象には本
来適していない。
【０００６】（ｃ）気体分離膜による方法 水素同位体やヘリウムは、高分子膜等への透過性が非常
に大きいガスであるため、酸素や窒素あるいは炭化水素
等とは透過性の差を利用して分離することができる。し
かし水素同位体とヘリウムから成る混合ガスのように、
構成ガスの透過性がほぼ同程度の場合には、分離するこ
とが困難である。
に大きいガスであるため、酸素や窒素あるいは炭化水素
等とは透過性の差を利用して分離することができる。し
かし水素同位体とヘリウムから成る混合ガスのように、
構成ガスの透過性がほぼ同程度の場合には、分離するこ
とが困難である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】以上に述べたように従
来の方法は何れも欠点を有している。そのため、外部に
漏れると危険性を有する成分を含有する原料ガスを、危
険性ガスの画分とそれ以外の画分に分離するに適した方
法とは、危険性ガスを完全に分離することのできる高い
分離性能を有し、装置規模が実現可能な大きさであっ
て、なお且つ分離操作に高圧を必要とせず、しかも原料
ガスの大量処理が可能な連続処理型であることが望まし
い。
来の方法は何れも欠点を有している。そのため、外部に
漏れると危険性を有する成分を含有する原料ガスを、危
険性ガスの画分とそれ以外の画分に分離するに適した方
法とは、危険性ガスを完全に分離することのできる高い
分離性能を有し、装置規模が実現可能な大きさであっ
て、なお且つ分離操作に高圧を必要とせず、しかも原料
ガスの大量処理が可能な連続処理型であることが望まし
い。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明の新規な特徴は、吸着剤を充填した３個以上
の吸着塔を遮断弁を有する配管で直列に連結するととも
に、最後部の吸着塔と最前部の吸着塔をも遮断弁を有す
る配管で連結することにより無端に連結した吸着塔群を
形成し、当該吸着塔群を原料ガスの流れ方向に第１区
画、第２区画、第３区画と３つの区画に分割する点にあ
る。この場合の操作を図３又は図４の工程にしたがって
説明すると、次のとおりである。
めの本発明の新規な特徴は、吸着剤を充填した３個以上
の吸着塔を遮断弁を有する配管で直列に連結するととも
に、最後部の吸着塔と最前部の吸着塔をも遮断弁を有す
る配管で連結することにより無端に連結した吸着塔群を
形成し、当該吸着塔群を原料ガスの流れ方向に第１区
画、第２区画、第３区画と３つの区画に分割する点にあ
る。この場合の操作を図３又は図４の工程にしたがって
説明すると、次のとおりである。
【０００９】（１）第１区画の最前列に位置する吸着塔
の入り口から吸着剤に対する吸着親和性の弱いガス成分
Ａ（例えば、水素同位体、図３及び図４では一例として
Ｈ2を用いている）と、吸着剤に対する吸着親和性の強
いガス成分Ｂ（例えば、Ｈ2）とを含む原料ガスを供給
するとともに、この区画最後列に位置する吸着塔の出口
よりＡ成分が冨化されたＡ画分を抜き出す。
の入り口から吸着剤に対する吸着親和性の弱いガス成分
Ａ（例えば、水素同位体、図３及び図４では一例として
Ｈ2を用いている）と、吸着剤に対する吸着親和性の強
いガス成分Ｂ（例えば、Ｈ2）とを含む原料ガスを供給
するとともに、この区画最後列に位置する吸着塔の出口
よりＡ成分が冨化されたＡ画分を抜き出す。
【００１０】（２）これと並行して第２区画の最前列に
位置する吸着塔入口に原料ガスに含まれるＡ，Ｂよりも
吸着親和性の強い脱着用ガスＣ（例えば、Ａｒ或いはＮ
2）を供給し、第２区画の最後列に位置する吸着塔出口
からＢ成分が冨化されたガスの１部を抜き出す。
位置する吸着塔入口に原料ガスに含まれるＡ，Ｂよりも
吸着親和性の強い脱着用ガスＣ（例えば、Ａｒ或いはＮ
2）を供給し、第２区画の最後列に位置する吸着塔出口
からＢ成分が冨化されたガスの１部を抜き出す。
【００１１】（３）この１部をＢ画分として抜き出すと
同時に残りのガスを第３区画の最前列に位置する吸着塔
入口に供給し、さらに並行して第３区画の最後列に位置
する吸着塔出口より、Ａ成分とＢ成分の混合ガスを抜き
出してこれを第１区画最前列に位置する吸着塔に供給す
る。
同時に残りのガスを第３区画の最前列に位置する吸着塔
入口に供給し、さらに並行して第３区画の最後列に位置
する吸着塔出口より、Ａ成分とＢ成分の混合ガスを抜き
出してこれを第１区画最前列に位置する吸着塔に供給す
る。
【００１２】又、本発明は、以上３つの区画の各操作を
行うとともに、Ｂ成分とＡ成分の吸着帯の移動にあわせ
て原料ガス及び脱着ガスＣの供給口、Ａ成分やＢ成分の
抜き出し口を流れの下流側に吸着塔１塔分ずつ移動させ
る吸着剤の擬似移動操作をも適宜行うことを特徴とする
擬似移動層によるガス成分分離を行う方法である点にも
特徴がある。
行うとともに、Ｂ成分とＡ成分の吸着帯の移動にあわせ
て原料ガス及び脱着ガスＣの供給口、Ａ成分やＢ成分の
抜き出し口を流れの下流側に吸着塔１塔分ずつ移動させ
る吸着剤の擬似移動操作をも適宜行うことを特徴とする
擬似移動層によるガス成分分離を行う方法である点にも
特徴がある。
【００１３】ここで第１区画は吸着剤に対する吸着親和
性の強いガス成分Ｂの吸着を行わせる区画であり、圧力
が高いか低温であるか、あるいはその組み合わせの吸着
に適した条件で運転されることが望ましい。吸着剤に対
する吸着親和性が強い成分Ｂと、吸着剤に対する吸着親
和性の弱い成分Ａは吸着剤層中を移動する速度に差がで
き、成分Ａが先にこの区画末端の吸着塔出口に到達す
る。
性の強いガス成分Ｂの吸着を行わせる区画であり、圧力
が高いか低温であるか、あるいはその組み合わせの吸着
に適した条件で運転されることが望ましい。吸着剤に対
する吸着親和性が強い成分Ｂと、吸着剤に対する吸着親
和性の弱い成分Ａは吸着剤層中を移動する速度に差がで
き、成分Ａが先にこの区画末端の吸着塔出口に到達す
る。
【００１４】第２区画は吸着剤に対する吸着親和性が強
い成分Ｂの脱着を行う区画であり、低圧と高温の組み合
わせ、あるいはまた低圧のみの脱着に適した条件で運転
されることが望ましく、成分Ｂがこの区画の最後端の吸
着塔出口より抜き出される。
い成分Ｂの脱着を行う区画であり、低圧と高温の組み合
わせ、あるいはまた低圧のみの脱着に適した条件で運転
されることが望ましく、成分Ｂがこの区画の最後端の吸
着塔出口より抜き出される。
【００１５】第３区画は第１区画と同じく吸着剤に対す
る吸着親和性の差でＡ成分およびＢ成分を分離する区画
であるが、第１区画においてはＡ成分がＢ成分に対し先
行し、Ａ成分が冨化された部分が生じるのに対し、第３
区画ではＢ成分がＡ成分に対し遅れ、Ｂ成分が冨化され
た部分が生じる点で第１区画と異なる。
る吸着親和性の差でＡ成分およびＢ成分を分離する区画
であるが、第１区画においてはＡ成分がＢ成分に対し先
行し、Ａ成分が冨化された部分が生じるのに対し、第３
区画ではＢ成分がＡ成分に対し遅れ、Ｂ成分が冨化され
た部分が生じる点で第１区画と異なる。
【００１６】本発明は上記の３つの区画で行うことを基
本とするが請求項７〜１２に記すように、脱着ガスＣの
回収区画を追加して４つの区画で行っても良い。これに
より脱着に必要な脱着ガスＣの量を低減し、Ａ及びＢの
それぞれの画分への成分Ｃの混入を少なくすることがで
きる。
本とするが請求項７〜１２に記すように、脱着ガスＣの
回収区画を追加して４つの区画で行っても良い。これに
より脱着に必要な脱着ガスＣの量を低減し、Ａ及びＢの
それぞれの画分への成分Ｃの混入を少なくすることがで
きる。
【００１７】即ち、本発明においては、図５又は図６に
示されるように、吸着塔群を原料ガスの流れ方向に第１
区画、第２区画、第３区画、第４区画と４つの区画に分
割し、吸着剤に対する吸着親和性の弱いガス成分Ａ（例
えばＨｅ）と吸着剤に対する吸着親和性の強いガス成分
Ｂ（例えば水素同位体、図５及び図６では一例としてＤ
2を用いる）との混合ガスをＡ、Ｂよりも吸着親和性の
強いガス成分Ｃ（例えばＡｒ或いはＮ2、図５では一例
としてＡｒ、図６では一例としてＮ2を用いている）を
脱着ガスとして使用することによりガス成分の分離処理
を行うことができる。
示されるように、吸着塔群を原料ガスの流れ方向に第１
区画、第２区画、第３区画、第４区画と４つの区画に分
割し、吸着剤に対する吸着親和性の弱いガス成分Ａ（例
えばＨｅ）と吸着剤に対する吸着親和性の強いガス成分
Ｂ（例えば水素同位体、図５及び図６では一例としてＤ
2を用いる）との混合ガスをＡ、Ｂよりも吸着親和性の
強いガス成分Ｃ（例えばＡｒ或いはＮ2、図５では一例
としてＡｒ、図６では一例としてＮ2を用いている）を
脱着ガスとして使用することによりガス成分の分離処理
を行うことができる。
【００１８】この場合、吸着親和性の弱いガス成分Ｈｅ
と、吸着剤に対する吸着親和性の強いガス成分Ｄ2とを
含む原料ガスを第１区画に供給してＤ2を吸着し、Ｈｅ
ガスを取り出し、そのＨｅガスの１部を第２区画に供給
して第２区画でＨｅを吸着する。第２区画からのガスを
脱着ガスＡｒ或いはＮ2とともに第３区画に供給して吸
着剤からＤ2を脱着させる。この脱着されたＤ2ガスの１
部を第４区画に供給してＤ2を吸着させ、Ｈｅを脱着さ
せた後に原料ガスと合体させる。
と、吸着剤に対する吸着親和性の強いガス成分Ｄ2とを
含む原料ガスを第１区画に供給してＤ2を吸着し、Ｈｅ
ガスを取り出し、そのＨｅガスの１部を第２区画に供給
して第２区画でＨｅを吸着する。第２区画からのガスを
脱着ガスＡｒ或いはＮ2とともに第３区画に供給して吸
着剤からＤ2を脱着させる。この脱着されたＤ2ガスの１
部を第４区画に供給してＤ2を吸着させ、Ｈｅを脱着さ
せた後に原料ガスと合体させる。
【００１９】
【実施例】次に本発明を図面を参照して更に具体的に説
明する。
明する。
【００２０】図１は本発明の方法を実施するための擬似
移動層式分離装置の構成概要の１例を示したものであ
る。
移動層式分離装置の構成概要の１例を示したものであ
る。
【００２１】図１において、１〜４は各々同一の吸着剤
が充填された吸着塔であり、各吸着塔１〜４の間は、そ
れぞれ遮断弁５〜７を有する配管９〜１１により流体が
流通も遮断も可能に連結されていると共に、最後段の吸
着塔４の後端は最前段の吸着塔１の前端に遮断弁８を有
する配管１２を介して連結されている。また吸着塔間の
連結配管に設けられた遮断弁５〜８は図示しない制御装
置によって開閉制御される。
が充填された吸着塔であり、各吸着塔１〜４の間は、そ
れぞれ遮断弁５〜７を有する配管９〜１１により流体が
流通も遮断も可能に連結されていると共に、最後段の吸
着塔４の後端は最前段の吸着塔１の前端に遮断弁８を有
する配管１２を介して連結されている。また吸着塔間の
連結配管に設けられた遮断弁５〜８は図示しない制御装
置によって開閉制御される。
【００２２】吸着塔１〜４の入口側に連結された配管１
２と、９〜１１には、吸着剤に対する吸着親和性の弱い
ガス成分Ａと、吸着剤に対する吸着親和性の強いガス成
分Ｂとを含む原料ガスの供給弁１ｆ〜４ｆのそれぞれを
介して原料ガスの供給配管１３ｆが、また脱着用ガスＣ
の供給弁１Ｄ〜４Ｄのそれぞれを介して脱着用ガスの供
給配管１３Ｄが連結されている。また吸着塔１〜４の出
口側に連結されている配管９〜１２には、Ａ画分の抜き
出し弁１ａ〜４ａのそれぞれを介してＡ成分ガスの抜き
出し配管１３Ａが、またＢ画分の抜き出し弁１ｃ〜４ｃ
を介してＢ画分の抜き出し配管１３Ｃ、さらにＡ成分と
Ｂ成分の混合ガスの抜き出し弁１ｂ〜４ｂを介してこの
ガスの循環配管１３Ｂが接続されている。そして１３Ａ
〜１３Ｃのそれぞれの配管中に、ガスを抜き出すための
真空ポンプ１４Ａ〜１４Ｃが設置されており、この真空
ポンプのそれぞれは、図示しない制御装置により流量が
制御されている。また原料ガスの供給弁１ｆ〜４ｆと脱
着ガスの供給弁１Ｄ〜４Ｄおよび各ガスの抜き出し弁１
ａ〜４ａ、１ｂ〜４ｂ、１ｃ〜４ｃは、不図示の制御装
置によってその開閉が適宜に切換えられるようになって
いる。
２と、９〜１１には、吸着剤に対する吸着親和性の弱い
ガス成分Ａと、吸着剤に対する吸着親和性の強いガス成
分Ｂとを含む原料ガスの供給弁１ｆ〜４ｆのそれぞれを
介して原料ガスの供給配管１３ｆが、また脱着用ガスＣ
の供給弁１Ｄ〜４Ｄのそれぞれを介して脱着用ガスの供
給配管１３Ｄが連結されている。また吸着塔１〜４の出
口側に連結されている配管９〜１２には、Ａ画分の抜き
出し弁１ａ〜４ａのそれぞれを介してＡ成分ガスの抜き
出し配管１３Ａが、またＢ画分の抜き出し弁１ｃ〜４ｃ
を介してＢ画分の抜き出し配管１３Ｃ、さらにＡ成分と
Ｂ成分の混合ガスの抜き出し弁１ｂ〜４ｂを介してこの
ガスの循環配管１３Ｂが接続されている。そして１３Ａ
〜１３Ｃのそれぞれの配管中に、ガスを抜き出すための
真空ポンプ１４Ａ〜１４Ｃが設置されており、この真空
ポンプのそれぞれは、図示しない制御装置により流量が
制御されている。また原料ガスの供給弁１ｆ〜４ｆと脱
着ガスの供給弁１Ｄ〜４Ｄおよび各ガスの抜き出し弁１
ａ〜４ａ、１ｂ〜４ｂ、１ｃ〜４ｃは、不図示の制御装
置によってその開閉が適宜に切換えられるようになって
いる。
【００２３】図２には本発明の方法を実施するための擬
似移動層式分離装置の構成概要の他の１例を示した。
似移動層式分離装置の構成概要の他の１例を示した。
【００２４】図２において、１〜４は各々同一の吸着剤
が充填された吸着塔であり、各吸着塔１〜４の間は、そ
れぞれの流量の調節または設定のために設置された弁２
ｅ〜４ｅを有する配管９〜１１により連結されていると
共に、最後段の吸着塔４の後端は最前段の吸着塔１の前
端に流量の調節または設定のために設置された弁１ｅを
有する配管１２を介して連結されている。また吸着塔間
の連結配管に設けられた流量の調節または設定のために
設置された弁１ｅ〜４ｅは図示しない制御装置によって
開閉制御される。
が充填された吸着塔であり、各吸着塔１〜４の間は、そ
れぞれの流量の調節または設定のために設置された弁２
ｅ〜４ｅを有する配管９〜１１により連結されていると
共に、最後段の吸着塔４の後端は最前段の吸着塔１の前
端に流量の調節または設定のために設置された弁１ｅを
有する配管１２を介して連結されている。また吸着塔間
の連結配管に設けられた流量の調節または設定のために
設置された弁１ｅ〜４ｅは図示しない制御装置によって
開閉制御される。
【００２５】吸着塔１〜４の間および４と１の間を連結
する配管１２と、９〜１１には、吸着剤に対する吸着親
和性の弱いガス成分Ａと、吸着剤に対する吸着親和性の
強いガス成分Ｂとを含む原料ガスの供給弁１ｆ〜４ｆの
それぞれを介して原料ガスの供給配管１３ｆが、また脱
着用ガスＣの供給弁１Ｄ〜４Ｄのそれぞれを介して脱着
用ガスの供給配管１３Ｄが連結されている。また配管９
〜１２には、それぞれの配管中に、ガスを抜き出すため
の真空ポンプ１Ｐ〜４Ｐが設置されており、この真空ポ
ンプのそれぞれは、図示しない制御装置により流量が制
御されるようになっている。Ａ画分の抜き出し弁１ａ〜
４ａのそれぞれを介してＡ成分ガスの抜き出し配管１３
Ａが、またＢ画分の抜き出し弁１ｃ〜４ｃを介してＢ画
分の抜き出し配管１３Ｃが接続されている。また原料ガ
スの供給弁１ｆ〜４ｆと脱着ガスの供給弁１Ｄ〜４Ｄお
よび各ガスの抜き出し弁１ａ〜４ａ、１ｃ〜４ｃは、不
図示の制御装置によってその開閉が適宜に切換えられる
ようになっている。
する配管１２と、９〜１１には、吸着剤に対する吸着親
和性の弱いガス成分Ａと、吸着剤に対する吸着親和性の
強いガス成分Ｂとを含む原料ガスの供給弁１ｆ〜４ｆの
それぞれを介して原料ガスの供給配管１３ｆが、また脱
着用ガスＣの供給弁１Ｄ〜４Ｄのそれぞれを介して脱着
用ガスの供給配管１３Ｄが連結されている。また配管９
〜１２には、それぞれの配管中に、ガスを抜き出すため
の真空ポンプ１Ｐ〜４Ｐが設置されており、この真空ポ
ンプのそれぞれは、図示しない制御装置により流量が制
御されるようになっている。Ａ画分の抜き出し弁１ａ〜
４ａのそれぞれを介してＡ成分ガスの抜き出し配管１３
Ａが、またＢ画分の抜き出し弁１ｃ〜４ｃを介してＢ画
分の抜き出し配管１３Ｃが接続されている。また原料ガ
スの供給弁１ｆ〜４ｆと脱着ガスの供給弁１Ｄ〜４Ｄお
よび各ガスの抜き出し弁１ａ〜４ａ、１ｃ〜４ｃは、不
図示の制御装置によってその開閉が適宜に切換えられる
ようになっている。
【００２６】図１及び図２は上記したように、本発明の
方法を実施するために設けられた分離装置の構成概要の
１例であって、本図に記載の装置に代えて、吸着塔の数
やこれに応じて供給弁、抜き出し弁の数を分離の目的と
なる純度や回収率によって変化させることができること
はいうまでもない。
方法を実施するために設けられた分離装置の構成概要の
１例であって、本図に記載の装置に代えて、吸着塔の数
やこれに応じて供給弁、抜き出し弁の数を分離の目的と
なる純度や回収率によって変化させることができること
はいうまでもない。
【００２７】
【実施例１】図１に記載の装置を用いて、表１に記載の
原料ガスを図３のフローチャートに記載の工程を繰り返
し行うことによって分離し、表２に記載の処理ガスを得
た。
原料ガスを図３のフローチャートに記載の工程を繰り返
し行うことによって分離し、表２に記載の処理ガスを得
た。
【００２８】図１に示した装置では、吸着剤としてモレ
キュラ−シーブ５Ａを、原料ガスとしてヘリウム（Ｈ
ｅ）と水素（Ｈ2）の混合ガスを、脱着用ガスとしてア
ルゴン（Ａｒ）を使用した。分離操作中の全圧（原料ガ
ス圧＋脱着用ガス圧）および圧力分布は、全圧値を５０
０〜７５０Ｔｏｒｒの範囲内から任意に選択し、しかも
常に圧力分布が原料ガス圧≦脱着用ガス圧、および第１
区画≧第３区画≧第２区画となるようにそれぞれのガス
流量を調節した。分離操作中の吸着塔温度および温度分
布は、−１０〜１００℃の範囲内で任意の温度を選択
し、常に温度分布が第１区画温度≦第３区画温度≦第２
区画温度となるように温度調節した。なお、これら選択
された全圧及び温度の値は、分離操作中不変とした。ま
た、４本の吸着塔は、それぞれ内径１０ｍｍ、充填層高
１０００ｍｍであり、合計３１４ｍｌの吸着剤を充填し
た。
キュラ−シーブ５Ａを、原料ガスとしてヘリウム（Ｈ
ｅ）と水素（Ｈ2）の混合ガスを、脱着用ガスとしてア
ルゴン（Ａｒ）を使用した。分離操作中の全圧（原料ガ
ス圧＋脱着用ガス圧）および圧力分布は、全圧値を５０
０〜７５０Ｔｏｒｒの範囲内から任意に選択し、しかも
常に圧力分布が原料ガス圧≦脱着用ガス圧、および第１
区画≧第３区画≧第２区画となるようにそれぞれのガス
流量を調節した。分離操作中の吸着塔温度および温度分
布は、−１０〜１００℃の範囲内で任意の温度を選択
し、常に温度分布が第１区画温度≦第３区画温度≦第２
区画温度となるように温度調節した。なお、これら選択
された全圧及び温度の値は、分離操作中不変とした。ま
た、４本の吸着塔は、それぞれ内径１０ｍｍ、充填層高
１０００ｍｍであり、合計３１４ｍｌの吸着剤を充填し
た。
【００２９】本分離例においては、ヘリウム（Ｈｅ）が
吸着剤に対して吸着親和性の弱いＡ成分であり、水素
（Ｈ2）が吸着剤に対して吸着親和性の強いＢ成分であ
る。本発明の方法により、水素とヘリウムの分離を従来
の方法より極めて簡便に、しかも高い分離性能で達成す
ることができた。その結果は表１及び表２に示されると
おりである。
吸着剤に対して吸着親和性の弱いＡ成分であり、水素
（Ｈ2）が吸着剤に対して吸着親和性の強いＢ成分であ
る。本発明の方法により、水素とヘリウムの分離を従来
の方法より極めて簡便に、しかも高い分離性能で達成す
ることができた。その結果は表１及び表２に示されると
おりである。
【００３０】
【表１】
【表２】
【００３１】
【実施例２】図１に記載の装置を用いて、表１に記載の
原料ガスを図４のフローチャートに記載の工程を繰り返
し行うことによって分離し、表２に記載の処理ガスを得
た。図１に示した装置では、吸着剤としてモレキュラ−
シーブ５Ａを、原料ガスとしてヘリウム（Ｈｅ）と水素
（Ｈ2）の混合ガスを、脱着用ガスとして窒素（Ｎ2）を
使用した。分離操作中の全圧（原料ガス圧＋脱着用ガス
圧）および圧力分布は、全圧値を５００〜７５０Ｔｏｒ
ｒの範囲内から任意に選択し、しかも常に圧力分布が原
料ガス圧≦脱着用ガス圧、および第１区画≧第３区画≧
第２区画となるようにそれぞれのガス流量を調節した。
分離操作中の吸着塔温度および温度分布は、−１０〜１
００℃の範囲内で任意の温度を選択し、常に温度分布が
第１区画温度≦第３区画温度≦第２区画温度となるよう
に温度調節した。なお、これら選択された全圧及び温度
の値は、分離操作中不変とした。また、４本の吸着塔
は、それぞれ内径１０ｍｍ、充填層高１０００ｍｍであ
り、合計３１４ｍｌの吸着剤を充填した。
原料ガスを図４のフローチャートに記載の工程を繰り返
し行うことによって分離し、表２に記載の処理ガスを得
た。図１に示した装置では、吸着剤としてモレキュラ−
シーブ５Ａを、原料ガスとしてヘリウム（Ｈｅ）と水素
（Ｈ2）の混合ガスを、脱着用ガスとして窒素（Ｎ2）を
使用した。分離操作中の全圧（原料ガス圧＋脱着用ガス
圧）および圧力分布は、全圧値を５００〜７５０Ｔｏｒ
ｒの範囲内から任意に選択し、しかも常に圧力分布が原
料ガス圧≦脱着用ガス圧、および第１区画≧第３区画≧
第２区画となるようにそれぞれのガス流量を調節した。
分離操作中の吸着塔温度および温度分布は、−１０〜１
００℃の範囲内で任意の温度を選択し、常に温度分布が
第１区画温度≦第３区画温度≦第２区画温度となるよう
に温度調節した。なお、これら選択された全圧及び温度
の値は、分離操作中不変とした。また、４本の吸着塔
は、それぞれ内径１０ｍｍ、充填層高１０００ｍｍであ
り、合計３１４ｍｌの吸着剤を充填した。
【００３２】本分離例においては、ヘリウム（Ｈｅ）が
吸着剤に対して吸着親和性の弱いＡ成分であり、水素
（Ｈ2）が吸着剤に対して吸着親和性の強いＢ成分であ
る。本発明の方法により、水素とヘリウムの分離を従来
の方法により極めて簡便に、しかも高い分離性能で達成
することができた。その結果は表１及び表２に示される
とおりである。
吸着剤に対して吸着親和性の弱いＡ成分であり、水素
（Ｈ2）が吸着剤に対して吸着親和性の強いＢ成分であ
る。本発明の方法により、水素とヘリウムの分離を従来
の方法により極めて簡便に、しかも高い分離性能で達成
することができた。その結果は表１及び表２に示される
とおりである。
【００３３】
【実施例３】図１に記載の装置を用いて、表３に記載の
原料ガスを図５のフローチャートに記載の工程を繰り返
し行うことによって分離し、表４に記載の処理ガスを得
た。
原料ガスを図５のフローチャートに記載の工程を繰り返
し行うことによって分離し、表４に記載の処理ガスを得
た。
【００３４】図１に示した装置では、吸着剤としてモレ
キュラ−シーブ５Ａを、原料ガスとしてヘリウム（Ｈ
ｅ）と重水素（Ｄ2）の混合ガスを、脱着用ガスとして
アルゴン（Ａｒ）を使用した。分離操作中の全圧（原料
ガス圧＋脱着用ガス圧）および圧力分布は、全圧値を５
００〜７５０Ｔｏｒｒの範囲内から任意に選択し、しか
も常に圧力分布が原料ガス圧≦脱着用ガス圧、および第
１区画≧第４区画≧第３区画となるようにそれぞれのガ
ス流量を調節した。分離操作中の吸着塔温度および温度
分布は、−１０〜１００℃の範囲内で任意の温度を選択
し、常に温度分布が第１区画温度≦第４区画温度≦第３
区画温度となるように温度調節した。なお、これら選択
された全圧及び温度の値は、分離操作中不変とした。ま
た、４本の吸着塔は、それぞれ内径１０ｍｍ、充填層高
１０００ｍｍであり、合計３１４ｍｌの吸着剤を充填し
た。
キュラ−シーブ５Ａを、原料ガスとしてヘリウム（Ｈ
ｅ）と重水素（Ｄ2）の混合ガスを、脱着用ガスとして
アルゴン（Ａｒ）を使用した。分離操作中の全圧（原料
ガス圧＋脱着用ガス圧）および圧力分布は、全圧値を５
００〜７５０Ｔｏｒｒの範囲内から任意に選択し、しか
も常に圧力分布が原料ガス圧≦脱着用ガス圧、および第
１区画≧第４区画≧第３区画となるようにそれぞれのガ
ス流量を調節した。分離操作中の吸着塔温度および温度
分布は、−１０〜１００℃の範囲内で任意の温度を選択
し、常に温度分布が第１区画温度≦第４区画温度≦第３
区画温度となるように温度調節した。なお、これら選択
された全圧及び温度の値は、分離操作中不変とした。ま
た、４本の吸着塔は、それぞれ内径１０ｍｍ、充填層高
１０００ｍｍであり、合計３１４ｍｌの吸着剤を充填し
た。
【００３５】本分離例においては、ヘリウム（Ｈｅ）が
吸着剤に対して吸着親和性の弱いＡ成分であり、重水素
（Ｄ2）が吸着剤に対して吸着親和性の強いＢ成分であ
る。本発明の方法により、重水素とヘリウムの分離を従
来の方法より極めて簡便に、しかも高い分離性能で達成
することができた。その結果は表３及び表４に示される
とおりである。
吸着剤に対して吸着親和性の弱いＡ成分であり、重水素
（Ｄ2）が吸着剤に対して吸着親和性の強いＢ成分であ
る。本発明の方法により、重水素とヘリウムの分離を従
来の方法より極めて簡便に、しかも高い分離性能で達成
することができた。その結果は表３及び表４に示される
とおりである。
【００３６】
【表３】
【表４】
【００３７】
【実施例４】図１に記載の装置を用いて、表３に記載の
原料ガスを図６のフローチャートに記載の工程を繰り返
し行うことによって分離し、表４に記載の処理ガスを得
た。
原料ガスを図６のフローチャートに記載の工程を繰り返
し行うことによって分離し、表４に記載の処理ガスを得
た。
【００３８】図１に示した装置では、吸着剤としてモレ
キュラ−シーブ５Ａを、原料ガスとしてヘリウム（Ｈ
ｅ）と重水素（Ｄ2）の混合ガスを、脱着用ガスとして
アルゴン（Ａｒ）を使用した。分離操作中の全圧（原料
ガス圧＋脱着用ガス圧）および圧力分布は、全圧値を５
００〜７５０Ｔｏｒｒの範囲内から任意に選択し、しか
も常に圧力分布が原料ガス圧≦脱着用ガス圧、および第
１区画≧第４区画≧第３区画となるようにそれぞれのガ
ス流量を調節した。分離操作中の吸着塔温度および温度
分布は、−１０〜１００℃の範囲内で任意の温度を選択
し、常に温度分布が第１区画温度≦第４区画温度≦第３
区画温度となるように温度調節した。なお、これら選択
された全圧及び温度の値は、分離操作中不変とした。ま
た、４本の吸着塔は、それぞれ内径１０ｍｍ、充填層高
１０００ｍｍであり、合計３１４ｍｌの吸着剤を充填し
た。
キュラ−シーブ５Ａを、原料ガスとしてヘリウム（Ｈ
ｅ）と重水素（Ｄ2）の混合ガスを、脱着用ガスとして
アルゴン（Ａｒ）を使用した。分離操作中の全圧（原料
ガス圧＋脱着用ガス圧）および圧力分布は、全圧値を５
００〜７５０Ｔｏｒｒの範囲内から任意に選択し、しか
も常に圧力分布が原料ガス圧≦脱着用ガス圧、および第
１区画≧第４区画≧第３区画となるようにそれぞれのガ
ス流量を調節した。分離操作中の吸着塔温度および温度
分布は、−１０〜１００℃の範囲内で任意の温度を選択
し、常に温度分布が第１区画温度≦第４区画温度≦第３
区画温度となるように温度調節した。なお、これら選択
された全圧及び温度の値は、分離操作中不変とした。ま
た、４本の吸着塔は、それぞれ内径１０ｍｍ、充填層高
１０００ｍｍであり、合計３１４ｍｌの吸着剤を充填し
た。
【００３９】本分離例においては、ヘリウム（Ｈｅ）が
吸着剤に対して吸着親和性の弱いＡ成分であり、重水素
（Ｄ2）が吸着剤に対して吸着親和性の強いＢ成分であ
る。本発明の方法により、水素とヘリウムの分離を従来
の方法より極めて簡便に、しかも高い分離性能で達成す
ることができた。その結果は表３及び表４に示されると
おりである。
吸着剤に対して吸着親和性の弱いＡ成分であり、重水素
（Ｄ2）が吸着剤に対して吸着親和性の強いＢ成分であ
る。本発明の方法により、水素とヘリウムの分離を従来
の方法より極めて簡便に、しかも高い分離性能で達成す
ることができた。その結果は表３及び表４に示されると
おりである。
【００４０】
【実施例５】図２に記載の装置を用いて、表１に記載の
原料ガスを図３のフローチャートに記載の工程を繰り返
し行うことによって分離し、表２に記載の処理ガスを得
た。図２に示した装置では、吸着剤としてモレキュラ−
シーブ５Ａを、原料ガスとしてヘリウム（Ｈｅ）と水素
（Ｈ2）の混合ガスを、脱着用ガスとしてアルゴン（Ａ
ｒ）を使用した。分離操作中の全圧（原料ガス圧＋脱着
用ガス圧）および圧力分布は、全圧値を５００〜７５０
Ｔｏｒｒの範囲内から任意に選択し、しかも常に圧力分
布が原料ガス圧≦脱着用ガス圧、および第１区画≧第３
区画≧第２区画となるようにそれぞれのガス流量を調節
した。分離操作中の吸着塔温度および温度分布は、−１
０〜１００℃の範囲内で任意の温度を選択し、常に温度
分布が第１区画温度≦第３区画温度≦第２区画温度とな
るように温度調節した。なお、これら選択された全圧及
び温度の値は、分離操作中不変とした。また、４本の吸
着塔は、それぞれ内径１０ｍｍ、充填層高１０００ｍｍ
であり、合計３１４ｍｌの吸着剤を充填した。
原料ガスを図３のフローチャートに記載の工程を繰り返
し行うことによって分離し、表２に記載の処理ガスを得
た。図２に示した装置では、吸着剤としてモレキュラ−
シーブ５Ａを、原料ガスとしてヘリウム（Ｈｅ）と水素
（Ｈ2）の混合ガスを、脱着用ガスとしてアルゴン（Ａ
ｒ）を使用した。分離操作中の全圧（原料ガス圧＋脱着
用ガス圧）および圧力分布は、全圧値を５００〜７５０
Ｔｏｒｒの範囲内から任意に選択し、しかも常に圧力分
布が原料ガス圧≦脱着用ガス圧、および第１区画≧第３
区画≧第２区画となるようにそれぞれのガス流量を調節
した。分離操作中の吸着塔温度および温度分布は、−１
０〜１００℃の範囲内で任意の温度を選択し、常に温度
分布が第１区画温度≦第３区画温度≦第２区画温度とな
るように温度調節した。なお、これら選択された全圧及
び温度の値は、分離操作中不変とした。また、４本の吸
着塔は、それぞれ内径１０ｍｍ、充填層高１０００ｍｍ
であり、合計３１４ｍｌの吸着剤を充填した。
【００４１】本分離例においては、ヘリウム（Ｈｅ）が
吸着剤に対して吸着親和性の弱いＡ成分であり、水素
（Ｈ2）が吸着剤に対して吸着親和性の強いＢ成分であ
る。本発明の方法により、水素とヘリウムの分離を従来
の方法より極めて簡便に、しかも高い分離性能で達成す
ることができた。その結果は表１及び表２に示されると
おりである。
吸着剤に対して吸着親和性の弱いＡ成分であり、水素
（Ｈ2）が吸着剤に対して吸着親和性の強いＢ成分であ
る。本発明の方法により、水素とヘリウムの分離を従来
の方法より極めて簡便に、しかも高い分離性能で達成す
ることができた。その結果は表１及び表２に示されると
おりである。
【００４２】
【表５】
【表６】
【００４３】
【実施例６】図２に記載の装置を用いて、表１に記載の
原料ガスを図４のフローチャートに記載の工程を繰り返
し行うことによって分離し、表２に記載の処理ガスを得
た。
原料ガスを図４のフローチャートに記載の工程を繰り返
し行うことによって分離し、表２に記載の処理ガスを得
た。
【００４４】図２に示した装置では、吸着剤としてモレ
キュラ−シーブ５Ａを、原料ガスとしてヘリウム（Ｈ
ｅ）と水素（Ｈ2）の混合ガスを、脱着用ガスとして窒
素（Ｎ2）を使用した。分離操作中の全圧（原料ガス圧
＋脱着用ガス圧）および圧力分布は、全圧値を５００〜
７５０Ｔｏｒｒの範囲内から任意に選択し、しかも常に
圧力分布が原料ガス圧≦脱着用ガス圧、および第１区画
≧第３区画≧第２区画となるようにそれぞれのガス流量
を調節した。分離操作中の吸着塔温度および温度分布
は、−１０〜１００℃の範囲内で任意の温度を選択し、
常に温度分布が第１区画温度≦第３区画温度≦第２区画
温度となるように温度調節した。なお、これら選択され
た全圧及び温度の値は、分離操作中不変とした。また、
４本の吸着塔は、それぞれ内径１０ｍｍ、充填層高１０
００ｍｍであり、合計３１４ｍｌの吸着剤を充填した。
キュラ−シーブ５Ａを、原料ガスとしてヘリウム（Ｈ
ｅ）と水素（Ｈ2）の混合ガスを、脱着用ガスとして窒
素（Ｎ2）を使用した。分離操作中の全圧（原料ガス圧
＋脱着用ガス圧）および圧力分布は、全圧値を５００〜
７５０Ｔｏｒｒの範囲内から任意に選択し、しかも常に
圧力分布が原料ガス圧≦脱着用ガス圧、および第１区画
≧第３区画≧第２区画となるようにそれぞれのガス流量
を調節した。分離操作中の吸着塔温度および温度分布
は、−１０〜１００℃の範囲内で任意の温度を選択し、
常に温度分布が第１区画温度≦第３区画温度≦第２区画
温度となるように温度調節した。なお、これら選択され
た全圧及び温度の値は、分離操作中不変とした。また、
４本の吸着塔は、それぞれ内径１０ｍｍ、充填層高１０
００ｍｍであり、合計３１４ｍｌの吸着剤を充填した。
【００４５】本分離例においては、ヘリウム（Ｈｅ）が
吸着剤に対して吸着親和性の弱いＡ成分であり、水素
（Ｈ2）が吸着剤に対して吸着親和性の強いＢ成分であ
る。本発明の方法により、水素とヘリウムの分離を従来
の方法より極めて簡便に、しかも高い分離性能で達成す
ることができた。その結果は表１及び表２に示されると
おりである。
吸着剤に対して吸着親和性の弱いＡ成分であり、水素
（Ｈ2）が吸着剤に対して吸着親和性の強いＢ成分であ
る。本発明の方法により、水素とヘリウムの分離を従来
の方法より極めて簡便に、しかも高い分離性能で達成す
ることができた。その結果は表１及び表２に示されると
おりである。
【００４６】
【実施例７】図２に記載の装置を用いて、表３に記載の
原料ガスを図５のフローチャートに記載の工程を繰り返
し行うことによって分離し、表２に記載の処理ガスを得
た。
原料ガスを図５のフローチャートに記載の工程を繰り返
し行うことによって分離し、表２に記載の処理ガスを得
た。
【００４７】図２に示した装置では、吸着剤としてモレ
キュラ−シーブ５Ａを、原料ガスとしてヘリウム（Ｈ
ｅ）と重水素（Ｄ2）の混合ガスを、脱着用ガスとして
アルゴン（Ａｒ）を使用した。分離操作中の全圧（原料
ガス圧＋脱着用ガス圧）および圧力分布は、全圧値を５
００〜７５０Ｔｏｒｒの範囲内から任意に選択し、しか
も常に圧力分布が原料ガス圧≦脱着用ガス圧、および第
１区画≧第４区画≧第３区画となるようにそれぞれのガ
ス流量を調節した。分離操作中の吸着塔温度および温度
分布は、−１０〜１００℃の範囲内で任意の温度を選択
し、常に温度分布が第１区画温度≦第４区画温度≦第３
区画温度となるように温度調節した。なお、これら選択
された全圧及び温度の値は、分離操作中不変とした。ま
た、４本の吸着塔は、それぞれ内径１０ｍｍ、充填層高
１０００ｍｍであり、合計３１４ｍｌの吸着剤を充填し
た。
キュラ−シーブ５Ａを、原料ガスとしてヘリウム（Ｈ
ｅ）と重水素（Ｄ2）の混合ガスを、脱着用ガスとして
アルゴン（Ａｒ）を使用した。分離操作中の全圧（原料
ガス圧＋脱着用ガス圧）および圧力分布は、全圧値を５
００〜７５０Ｔｏｒｒの範囲内から任意に選択し、しか
も常に圧力分布が原料ガス圧≦脱着用ガス圧、および第
１区画≧第４区画≧第３区画となるようにそれぞれのガ
ス流量を調節した。分離操作中の吸着塔温度および温度
分布は、−１０〜１００℃の範囲内で任意の温度を選択
し、常に温度分布が第１区画温度≦第４区画温度≦第３
区画温度となるように温度調節した。なお、これら選択
された全圧及び温度の値は、分離操作中不変とした。ま
た、４本の吸着塔は、それぞれ内径１０ｍｍ、充填層高
１０００ｍｍであり、合計３１４ｍｌの吸着剤を充填し
た。
【００４８】本分離例においては、ヘリウム（Ｈｅ）が
吸着剤に対して吸着親和性の弱いＡ成分であり、重水素
（Ｄ2）が吸着剤に対して吸着親和性の強いＢ成分であ
る。本発明の方法により、重水素とヘリウムの分離を従
来の方法より極めて簡便に、しかも高い分離性能で達成
することができた。その結果は表３及び表４に示される
とおりである。
吸着剤に対して吸着親和性の弱いＡ成分であり、重水素
（Ｄ2）が吸着剤に対して吸着親和性の強いＢ成分であ
る。本発明の方法により、重水素とヘリウムの分離を従
来の方法より極めて簡便に、しかも高い分離性能で達成
することができた。その結果は表３及び表４に示される
とおりである。
【００４９】
【表７】
【表８】
【００５０】
【実施例８】図２に記載の装置を用いて、表３に記載の
原料ガスを図６のフローチャートに記載の工程を繰り返
し行うことによって分離し、表４に記載の処理ガスを得
た。
原料ガスを図６のフローチャートに記載の工程を繰り返
し行うことによって分離し、表４に記載の処理ガスを得
た。
【００５１】図２に示した装置では、吸着剤としてモレ
キュラ−シーブ５Ａを、原料ガスとしてヘリウム（Ｈ
ｅ）と重水素（Ｄ2）の混合ガスを、脱着用ガスとして
窒素（Ｎ2）を使用した。分離操作中の全圧（原料ガス
圧＋脱着用ガス圧）および圧力分布は、全圧値を５００
〜７５０Ｔｏｒｒの範囲内から任意に選択し、しかも常
に圧力分布が原料ガス圧≦脱着用ガス圧、および第１区
画≧第４区画≧第３区画となるようにそれぞれのガス流
量を調節した。分離操作中の吸着塔温度および温度分布
は、−１０〜１００℃の範囲内で任意の温度を選択し、
常に温度分布が第１区画温度≦第４区画温度≦第３区画
温度となるように温度調節した。なお、これら選択され
た全圧及び温度の値は、分離操作中不変とした。また、
４本の吸着塔は、それぞれ内径１０ｍｍ、充填層高１０
００ｍｍであり、合計３１４ｍｌの吸着剤を充填した。
キュラ−シーブ５Ａを、原料ガスとしてヘリウム（Ｈ
ｅ）と重水素（Ｄ2）の混合ガスを、脱着用ガスとして
窒素（Ｎ2）を使用した。分離操作中の全圧（原料ガス
圧＋脱着用ガス圧）および圧力分布は、全圧値を５００
〜７５０Ｔｏｒｒの範囲内から任意に選択し、しかも常
に圧力分布が原料ガス圧≦脱着用ガス圧、および第１区
画≧第４区画≧第３区画となるようにそれぞれのガス流
量を調節した。分離操作中の吸着塔温度および温度分布
は、−１０〜１００℃の範囲内で任意の温度を選択し、
常に温度分布が第１区画温度≦第４区画温度≦第３区画
温度となるように温度調節した。なお、これら選択され
た全圧及び温度の値は、分離操作中不変とした。また、
４本の吸着塔は、それぞれ内径１０ｍｍ、充填層高１０
００ｍｍであり、合計３１４ｍｌの吸着剤を充填した。
【００５２】本分離例においては、ヘリウム（Ｈｅ）が
吸着剤に対して吸着親和性の弱いＡ成分であり、重水素
（Ｄ2）が吸着剤に対して吸着親和性の強いＢ成分であ
る。本発明の方法により、重水素とヘリウムの分離を従
来の方法より極めて簡便に、しかも高い分離性能で達成
することができた。その結果は表３及び表４に示される
とおりである。
吸着剤に対して吸着親和性の弱いＡ成分であり、重水素
（Ｄ2）が吸着剤に対して吸着親和性の強いＢ成分であ
る。本発明の方法により、重水素とヘリウムの分離を従
来の方法より極めて簡便に、しかも高い分離性能で達成
することができた。その結果は表３及び表４に示される
とおりである。
【００５３】
【発明の効果】本発明によれば、危険性の高いガスの分
離を吸着剤の利用効率の良い擬似移動層式分離装置で連
続的に行うことができるため、分離装置を小型化でき、
大量処理の用途に用いても装置の設備費の低減化を達成
することができる。本発明の別なる効果は、分離性能が
極めて高いため、完全分離の用途に用いることができ、
吸着工程で圧力を高くする必要がないことである。この
ため極めて危険性の高いガスを分離する場合でも、系内
の圧力を１気圧以下に保ったままで分離操作が行えるた
め、安全性の高い分離方法になることである。本発明の
他の効果は、擬似移動層方式の装置の特性で脱着用ガス
の使用量を少なくできることである。このために分離対
象成分が脱着用ガスによって希釈される程度が極めて軽
微となることである。
離を吸着剤の利用効率の良い擬似移動層式分離装置で連
続的に行うことができるため、分離装置を小型化でき、
大量処理の用途に用いても装置の設備費の低減化を達成
することができる。本発明の別なる効果は、分離性能が
極めて高いため、完全分離の用途に用いることができ、
吸着工程で圧力を高くする必要がないことである。この
ため極めて危険性の高いガスを分離する場合でも、系内
の圧力を１気圧以下に保ったままで分離操作が行えるた
め、安全性の高い分離方法になることである。本発明の
他の効果は、擬似移動層方式の装置の特性で脱着用ガス
の使用量を少なくできることである。このために分離対
象成分が脱着用ガスによって希釈される程度が極めて軽
微となることである。
【図１】この発明の一実施例を示した構成概要図であ
る。
る。
【図２】この発明の他の実施例を示した構成概要図であ
る。
る。
【図３】この発明による水素（Ｈ2）とヘリウム（Ｈ
ｅ）の一分離過程を模式的に示したフローチャートであ
る。
ｅ）の一分離過程を模式的に示したフローチャートであ
る。
【図４】この発明による水素（Ｈ2）とヘリウム（Ｈ
ｅ）の他の分離過程を模式的に示したフローチャートで
ある。
ｅ）の他の分離過程を模式的に示したフローチャートで
ある。
【図５】この発明による重水素（Ｄ2）とヘリウム（Ｈ
ｅ）の一分離過程を模式的に示したフローチャートであ
る。
ｅ）の一分離過程を模式的に示したフローチャートであ
る。
【図６】この発明による重水素（Ｄ2）とヘリウム（Ｈ
ｅ）の他の分離過程を模式的に示したフローチャートで
ある。
ｅ）の他の分離過程を模式的に示したフローチャートで
ある。
１〜４ 吸着塔 １ａ〜４ａ 抜き出し弁 １ｂ〜４ｂ 抜き出し弁 １ｃ〜４ｃ 抜き出し弁 １Ｄ〜４Ｄ 供給弁 １ｅ〜４ｅ 流量調節または設定のための弁 １ｆ〜４ｆ 供給弁 １ｐ〜４ｐ 真空ポンプ ５〜８ 遮断弁 ９〜１２ 配管 １３Ａ 抜き出し配管 １３Ｂ 循環配管 １３Ｃ 抜き出し配管 １３Ｄ 供給配管 １３ｆ 供給配管 １４Ａ 真空ポンプ １４Ｂ 真空ポンプ １４Ｃ 真空ポンプ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村上 義夫 茨城県那珂郡那珂町大字向山801番地の １ 日本原子力研究所那珂研究所内 (72)発明者 増田 隆之 東京都文京区本郷５丁目５番16号 オル ガノ株式会社内 (72)発明者 松田 文彦 埼玉県戸田市川岸１丁目４番９号 オル ガノ株式会社総合研究所内 (56)参考文献 特開 平８−108046（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B01D 53/04
Claims (12)
- 【請求項１】 外部に漏れると危険性を有する成分を含
有する原料ガスを、危険性ガスの画分とそれ以外の画分
に分離する方法であって、吸着剤を充填した３個以上の
吸着塔を遮断弁を有する配管で直列に連結するととも
に、最後部の吸着塔と最前部の吸着塔をも遮断弁を有す
る配管で連結することにより無端に連結した吸着塔群を
形成し、当該吸着塔群を原料ガスの流れ方向に第１区
画、第２区画、第３区画と３つの区画に分割し、（１）
第１区画の最前列に位置する吸着塔の入り口から吸着剤
に対する吸着親和性の弱いガス成分Ａと、吸着剤に対す
る吸着親和性の強いガス成分Ｂとを含む原料ガスを供給
するとともに、この区画最後列に位置する吸着塔の出口
よりＡ成分が冨化されたＡ画分を抜き出し、（２）これ
と並行して第２区画の最前列に位置する吸着塔入口に原
料ガスに含まれるＡ，Ｂよりも吸着親和性の強い脱着用
ガスＣを供給し、第２区画の最後列に位置する吸着塔出
口からＢ成分が冨化されたガスを抜き出し、（３）この
１部をＢ画分として抜き出すと同時に残りのガスを第３
区画の最前列に位置する吸着塔入口に供給し、さらに並
行して第３区画の最後列に位置する吸着塔出口より、Ａ
成分とＢ成分の混合ガスを抜き出してこれを第１区画最
前列に位置する吸着塔に供給する、以上３つの区画の各
操作とともに、Ｂ成分とＡ成分の吸着帯の移動にあわせ
て原料ガス及び脱着用ガスＣの供給口、Ａ成分やＢ成分
の抜き出し口を流れの下流側に吸着塔１塔分ずつ移動さ
せる吸着剤の擬似移動操作をも適宜行うことを特徴とす
る擬似移動層によるガス成分分離方法。 - 【請求項２】 請求項１において、系内の圧力が１気圧
以下であることを特徴とするガス成分分離方法。 - 【請求項３】 請求項１および２において、各区画の系
内平均圧力の高さが、第１区画≧第３区画≧第２区画で
あることを特徴とするガス成分分離方法。 - 【請求項４】 請求項１〜３において、各区画の系内平
均温度の高さが、第１区画≦第３区画≦第２区画である
ことを特徴とするガス成分分離方法。 - 【請求項５】 請求項１〜４において、第１〜第３の各
区画からのガスの排出が真空ポンプによって行われるこ
とを特徴とするガス成分分離方法。 - 【請求項６】 請求項１〜５において、ガス成分Ａがヘ
リウム、ガス成分Ｂが水素同位体であるガス成分分離方
法。 - 【請求項７】 外部に漏れると危険性を有する成分を含
有する原料ガスを、危険性ガスの画分とそれ以外の画分
に分離する方法であって、吸着剤を充填した４個以上の
吸着塔を配管で直列に連結するとともに、最後部の吸着
塔と最前部の吸着塔をも配管で連結することにより無端
に連結した吸着塔群を形成し、当該吸着塔群を原料ガス
の流れ方向に第１区画、第２区画、第３区画、第４区画
と４つの区画に分割し、（１）第１区画の最前列に位置
する吸着塔の入り口から吸着剤に対する吸着親和性の弱
いガス成分Ａと、吸着剤に対する吸着親和性の強いガス
成分Ｂとを含む原料ガスを供給するとともに、この区画
最後列に位置する吸着塔の出口よりＡ成分が冨化された
ガスを抜き出し、（２）その１部をＡ画分として抜き出
すと同時に、残りのガスを第２区画最前列に位置する吸
着塔入口に供給し、第２区画最後列に位置する吸着塔出
口よりほとんどが、脱着用ガスであるＣ成分のみのガス
を抜き出し、（３）これと脱着用ガスＣとを第３区画最
前列に位置する吸着塔入口に供給し、これと並行して第
３区画の最後列に位置する吸着塔出口からＢ成分が冨化
されたＢ画分を抜き出し、（４）この１部をＢ画分とし
て抜き出すと同時に残りのガスを第４区画の最前列に位
置する吸着塔入口に供給し、さらに並行して第４区画の
最後列に位置する吸着塔出口より、Ａ成分とＢ成分の混
合ガスを抜き出してこれを第１区画最前列に位置する吸
着塔入り口に供給する、以上４つの区画の各操作ととも
に、Ｂ成分とＡ成分の吸着帯の移動にあわせて原料ガス
及び脱着用ガスＣの供給口、Ａ成分やＢ成分の抜き出し
口を流れの下流側に吸着塔１塔分ずつ移動させる吸着剤
の擬似移動操作をも適宜行うことを特徴とする擬似移動
層によるガス成分分離方法。 - 【請求項８】 請求項７において、系内の圧力が１気圧
以下であることを特徴とするガス成分分離方法。 - 【請求項９】 請求項７および８において、各区画の系
内平均圧力の高さが、第１区画≧第４区画≧第３区画で
あることを特徴とするガス成分分離方法。 - 【請求項１０】 請求項７〜９において、各区画の系内
平均温度の高さが、第１区画≦第４区画≦第３区画であ
ることを特徴とするガス成分分離方法。 - 【請求項１１】 請求項７〜１０において、第１〜第４
の各区画からのガスの排出が真空ポンプによって行われ
ることを特徴とするガス成分分離方法。 - 【請求項１２】 請求項７〜１１において、ガス成分Ａ
がヘリウム、ガス成分Ｂが水素同位体であるガス成分分
離方法。
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|---|---|---|---|
| JP04869096A JP3339776B2 (ja) | 1996-03-06 | 1996-03-06 | ガス成分分離方法 |
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| JPH09239227A JPH09239227A (ja) | 1997-09-16 |
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|---|---|---|---|---|
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-
1996
- 1996-03-06 JP JP04869096A patent/JP3339776B2/ja not_active Expired - Fee Related
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