JP5009708B2 - 圧力スイング吸着方法及び装置 - Google Patents
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Description
(a)一つ以上の複合床を含む圧力スイング吸着装置であり、各複合床が並流配置にある二つ以上の容器内に配置された吸着剤物質を含み、各容器は原料端と製品端とを有する、圧力スイング吸着装置を用意すること、
(b)次の(b1)〜(b4)を含む周期式逐次工程、すなわち、
(b1)原料ガス混合物を該複合床の二つ以上の容器の該原料端に導入し、製品ガスを該複合床の二つ以上の容器の該製品端から抜き出すこと、
(b2)該複合床の二つ以上の容器の該原料端からガスをしだいに減少する圧力で抜き出すこと、
(b3)該複合床の二つ以上の容器の該製品端にパージガスを導入し、そして該複合床の二つ以上の容器の該原料端からパージ排出ガスを抜き出すことによって、該複合床をパージすること、及び、
(b4)該複合床の二つ以上の容器の該製品端及び/又は原料端にガスをしだいに増加する圧力で導入すること、
を含む周期式逐次工程を実行すること、及び、
(c)該逐次工程のいずれかについて、次のもの、すなわち、
(c1)該二つ以上の容器のいずれかのものの原料端(単数又は複数)に導入されるガス、
(c2)該二つ以上の容器のいずれかのものの製品端(単数又は複数)に導入されるガス、
(c3)該二つ以上の容器のいずれかのものの原料端(単数又は複数)から抜き出されるガス、及び、
(c4)該二つ以上の容器のいずれかのものの製品端(単数又は複数)から抜き出されるガス、
からなる群から選択される一つ以上のガスの流量(単数又は複数)を設定すること、
を含む。
(a)該二つ以上の容器の任意の二つについて選ばれた制御パラメータの絶対的な差が予め定められた値より小さくなるように、又は、
(b)該複合床の該二つ以上の容器の各々からの該選ばれた制御パラメータと該複合床の該二つ以上の容器の各々からの該制御パラメータの平均との絶対的な差が予め定められた値より小さくなるように、
維持するよう設定でき、
ここで、各容器についての該制御パラメータは以下のもの、すなわち、
(1)該容器からの製品ガス中の選ばれた成分の時間平均濃度、
(2)該容器からの製品ガス中の選ばれた成分の最小又は最大濃度、
(3)該容器からのパージ排出ガス中の選ばれた成分の時間平均濃度、
(4)該容器からのパージ排出ガス中の選ばれた成分の最小又は最大濃度、
(5)該容器の選ばれた箇所における吸着剤の間隙空間における選ばれた成分の最小又は最大濃度、
(6)該逐次工程の間の選ばれた時点での該容器の二点間の圧力差、
(7)該逐次工程の間の該容器の選ばれた箇所における最低又は最高温度、及び、
(8)該逐次工程の間の該容器の選ばれた箇所における最小又は最大圧力、
からなる群から選択される。
(a)容器原料端マニホールドはいずれも、一つ以上の流量制限手段を含み、各手段はそれぞれの容器の原料端へのガス流量を設定し及び/又はそれぞれの容器の原料端から抜き出されるガス流量を設定するようになっており、及び/又は、
(b)容器製品端マニホールドはいずれも、一つ以上の流量制限手段を含み、各手段はそれぞれの容器の製品端へのガス流量を設定し及び/又はそれぞれの容器の製品端から抜き出されるガス流量を設定するようになっている。
(a)各々が吸着剤物質を含み且つ複合床原料端と複合床製品端とを有する、一つ以上の複合床、
(b)各複合床の原料端にガスを導入し及び各複合床の原料端からガスを抜き出すようになっている複合床原料端マニホールド、
(c)各複合床の製品端にガスを導入し及び各複合床の製品端からガスを抜き出すようになっている複合床製品端マニホールド、
を含み、一つ以上の複合床の各々は、並流配置にある二つ以上の容器内にそれぞれ配置された吸着剤物質の部分を含み、各容器は原料端と製品端とを有し、二つ以上の容器は、
(d)複合床原料端マニホールドと連通していて、各複合床の原料端へのガスの流れを個々のガス流に分割しそして個々のガス流を二つ以上の容器にそれぞれ導入し、二つ以上の容器から個々のガス流を抜き出し合流させて複合床の原料端からガスの流れを供給するようになっている容器原料端マニホールド、及び、
(e)複合床製品端マニホールドと連通していて、各複合床の製品端へのガスの流れを個々のガス流に分割しそして個々のガス流を二つ以上の容器にそれぞれ導入し、二つ以上の容器から個々のガス流を抜き出し合流させて複合床の製品端からガスの流れを供給するようになっている容器製品端マニホールド、
を含み、そして、(i)容器原料端マニホールドは一つ以上の流量制限手段を含み、各手段はそれぞれの容器の原料端へのガス流量を設定し及びそれぞれの容器の原料端から抜き出されるガス流量を設定するようになっており、及び/又は、(ii)容器製品端マニホールドは一つ以上の流量制限手段を含み、各手段はそれぞれの容器の製品端への選択されたガス流量を設定し及びそれぞれの容器の製品端から抜き出されるガス流量を設定するようになっている、圧力スイング吸着装置を包含する。
(a)一つ以上の複合床を含む圧力スイング吸着装置であって、各複合床は並流配置にある二つ以上の容器内に配置された吸着剤物質を含み、各容器は原料端と製品端とを有する圧力スイング吸着装置を用意すること、
(b)以下の(b1)〜(b4)を含む周期式逐次工程、すなわち、
(b1)複合床の二つ以上の容器の原料端に原料ガス混合物を導入し、複合床の二つ以上の容器の製品端から製品ガスを抜き出すこと、
(b2)複合床の二つ以上の容器の原料端からしだいに減少する圧力でガスを抜き出すこと、
(b3)複合床の二つ以上の容器の製品端にパージガスを導入しそして複合床の二つ以上の容器の原料端からパージ排出ガスを抜き出すことにより複合床をパージすること、及び、
(b4)複合床の二つ以上の容器の製品端及び/又は原料端にしだいに増加する圧力でガスを導入すること、
を含む周期式逐次工程を実行すること、
(c)制御パラメータを選択すること、及び、
(d)上記の逐次工程のいずれかについて、
(d1)二つ以上の容器のいずれかのものの原料端(単数又は複数)に導入されるガス、
(d2)二つ以上の容器のいずれかのものの製品端(単数又は複数)に導入されるガス、
(d3)二つ以上の容器のいずれかのものの原料端(単数又は複数)から抜き出されるガス、及び、
(d4)二つ以上の容器のいずれかのものの製品端(単数又は複数)から抜き出されるガス、
からなる群から選択される一つ以上のガスの流量を設定すること、
を含み、ここで、流量(単数又は複数)は、二つ以上の容器のうちの選択された容器についての制御パラメータの値を、選択された容器のうちの任意の二つのものについての値の絶対的な差が予め定められた値より小さくなるように維持するよう設定される。
(1)容器からの製品ガス中の選ばれた成分の時間平均濃度、
(2)容器からの製品ガス中の選ばれた成分の最小又は最大濃度、
(3)容器からのパージ排出ガス中の選ばれた成分の時間平均濃度、
(4)容器からのパージ排出ガス中の選ばれた成分の最小又は最大濃度、
(5)容器内の選ばれた箇所での吸着剤の間隙空間における選ばれた成分の最大又は最小濃度、
(6)逐次工程の間の選ばれた時点での容器内の二点間の圧力差、
(7)逐次工程の間の容器内の選ばれた箇所における最低又は最高温度、及び
(8)逐次工程の間の容器内の選ばれた箇所における最小又は最大圧力、
からなる群から選択できる。
(a)一つ以上の複合床を含む圧力スイング吸着装置であって、各複合床は並流配置にある二つ以上の容器内に配置された吸着剤物質を含み、各容器は原料端と製品端とを有する、圧力スイング吸着装置を用意すること
(b)以下の(b1)〜(b4)を含む周期式逐次工程、すなわち、
(b1)複合床の二つ以上の容器の原料端に原料ガスを導入し、そして複合床の二つ以上の容器の製品端から製品ガスを抜き出すこと、
(b2)複合床の二つ以上の容器の原料端からしだいに減少する圧力のガスを抜き出すこと、
(b3)複合床の二つ以上の容器の製品端にパージガスを導入しそして複合床の二つ以上の容器の原料端からパージ排出ガスを抜き出すことにより複合床をパージすること、及び、
(b4)複合床の二つ以上の容器の製品端及び/又は原料端にしだいに増加する圧力でガスを導入すること、
を含む周期式逐次工程を実行すること、
(c)制御パラメータ、特定の逐次工程、及び該特定逐次工程の間にいずれかの容器に入る又はいずれかの容器を出てゆくガス流、を選択すること、
(d)該特定逐次工程の間に容器に入る又は容器を出てゆく選択されたガス流について流量を増加させたときに該制御パラメータが増加するか減少するかを決定すること、
(e)周期式逐次工程を実行する間、各容器についての制御パラメータの値及び複合床の全ての容器についての制御パラメータの平均値を測定すること、及び、
(f)容器に入る又は容器を出てゆくガス流の流量が(d)で決定したように特定逐次工程の間に増加するときに制御パラメータが増加する場合、且つ、選択された容器についての制御パラメータの値が特定逐次工程の間の複合床の全ての容器についての制御パラメータの平均値よりも大きい場合には、選択された容器に入る又はそれを出てゆくガス流量を減少させること、又は、
(g)容器に入る又は容器を出てゆくガス流の流量が(d)で決定したように特定逐次工程の間に増加するときに制御パラメータが増加する場合、且つ、選択された容器についての制御パラメータの値が特定逐次工程の間の複合床の全ての容器についての制御パラメータの平均値よりも小さい場合には、選択された容器に入る又はそれを出てゆくガス流量を増加させること、又は、
(h)容器に入る又は容器を出てゆくガス流の流量が(d)で決定したように特定逐次工程の間に増加するときに制御パラメータが減少する場合、且つ、選択された容器についての制御パラメータの値が特定逐次工程の間の複合床の全ての容器についての制御パラメータの平均値よりも大きい場合には、選択された容器に入る又はそれを出てゆくガス流量を増加させること、又は、
(i)容器に入る又は容器を出てゆくガス流の流量が(d)で決定したように特定逐次工程の間に増加するときに制御パラメータが減少する場合、且つ、選択された容器についての制御パラメータの値が特定逐次工程の間の複合床の全ての容器についての制御パラメータの平均値よりも小さい場合には、選択された容器に入る又はそれを出てゆくガス流量を減少させること、
を含む。
(1)容器からの製品ガス中の選ばれた成分の時間平均濃度、
(2)容器からの製品ガス中の選ばれた成分の最小又は最大濃度、
(3)容器からのパージ排出ガス中の選ばれた成分の時間平均濃度、
(4)容器からのパージ排出ガス中の選ばれた成分の最小又は最大濃度、
(5)容器内の選ばれた箇所での吸着剤の間隙空間における選ばれた成分の最大又は最小濃度、
(6)逐次工程の間の選ばれた時点での容器内の二点間の圧力差、
(7)逐次工程の間の容器内の選ばれた箇所における最低又は最高温度、及び、
(8)逐次工程の間の容器内の選ばれた箇所における最小又は最大圧力、
からなる群から選択できる。
Claims (12)
- 2種以上の成分を含む原料ガス混合物の分離のための圧力スイング吸着方法であって、
(a)一つ以上の複合床を含む圧力スイング吸着装置であり、各複合床が並流配置にある二つ以上の容器内に配置された吸着剤物質を含み、各容器は原料端と製品端とを有する、圧力スイング吸着装置であって、ここでの複合床は、二つ以上の並列の容器にそれぞれ収容された二つ以上の量の1種又は2種以上の共通の吸着剤物質からなる吸着剤物質の全体集団と定義され、複合床の吸着剤物質の全量は二つ以上の並列の容器に収容された吸着剤物質の量の総和であり、二つ以上の並列の容器における吸着剤物質は、各容器の吸着剤物質が所定の期間同じ持続時間の同じ処理サイクル工程にかけられるように、全体として圧力スイング吸着サイクルの工程で複合床への全ガスの流入及びそこからの流出にさらされ、並列の容器は圧力スイング吸着サイクルの工程全体にわたって同期して運転する、圧力スイング吸着装置を用意すること、
(b)次の(b1)〜(b4)を含む周期式逐次工程、すなわち、
(b1)原料ガス混合物を該複合床の二つ以上の容器の該原料端に導入し、製品ガスを該複合床の二つ以上の容器の該製品端から抜き出すこと、
(b2)該複合床の二つ以上の容器の該原料端からガスをしだいに減少する圧力で抜き出すこと、
(b3)該複合床の二つ以上の容器の該製品端にパージガスを導入し、そして該複合床の二つ以上の容器の該原料端からパージ排出ガスを抜き出すことによって、該複合床をパージすること、及び、
(b4)該複合床の二つ以上の容器の該製品端及び/又は原料端にガスをしだいに増加する圧力で導入すること、
を含む周期式逐次工程を実行すること、及び、
(c)該逐次工程のいずれかについて、次のもの、すなわち、
(c1)該二つ以上の容器のいずれかのものの原料端に導入される少なくとも二つのガス流量、
(c2)該二つ以上の容器のいずれかのものの製品端に導入される少なくとも二つのガス流量、
(c3)該二つ以上の容器のいずれかのものの原料端から抜き出される少なくとも二つのガス流量、及び、
(c4)該二つ以上の容器のいずれかのものの製品端から抜き出される少なくとも二つのガス流量、
からなる群から選択される少なくとも二つのガス流量について異なる流量を設定すること、
を含む圧力スイング吸着方法。 - 二つ以上の容器について選ばれた制御パラメータの値を、
(a)該二つ以上の容器の任意の二つについて選ばれた制御パラメータの絶対的な差が予め定められた値より小さくなるように、又は、
(b)該複合床の該二つ以上の容器の各々からの該選ばれた制御パラメータと該複合床の該二つ以上の容器の各々からの該制御パラメータの平均との絶対的な差が予め定められた値より小さくなるように、
維持するよう、前記流量を設定し、
ここで、各容器についての該制御パラメータは以下のもの、すなわち、
(1)該容器からの製品ガス中の選ばれた成分の時間平均濃度、
(2)該容器からの製品ガス中の選ばれた成分の最小又は最大濃度、
(3)該容器からのパージ排出ガス中の選ばれた成分の時間平均濃度、
(4)該容器からのパージ排出ガス中の選ばれた成分の最小又は最大濃度、
(5)該容器の選ばれた箇所における吸着剤の間隙空間における選ばれた成分の最小又は最大濃度、
(6)該逐次工程の間の選ばれた時点での該容器の二点間の圧力差、
(7)該逐次工程の間の該容器の選ばれた箇所における最低又は最高温度、及び、
(8)該逐次工程の間の該容器の選ばれた箇所における最小又は最大圧力、
からなる群から選択される、請求項1に記載の方法。 - 吸着剤物質の二つ以上の複合床を含む、請求項1に記載の方法。
- 原料ガス混合物が空気であり、製品ガスが85体積%を超える酸素を含む、請求項1に記載の方法。
- 吸着剤物質の二つの複合床からなり、各複合床が2から20の容器からなる、請求項1に記載の方法。
- 各容器についての制御パラメータが容器の出口から抜き出される製品ガス中の酸素の時間平均濃度である、請求項4に記載の方法。
- (c)の前に、制御パラメータを選択する追加の工程を含み、流量を、二つ以上の容器のうちの選択された容器についての制御パラメータの値を選択された容器のうちの任意の二つのものについての値の絶対的な差が予め定められた値より小さくなるように維持するよう設定する、請求項1に記載の方法。
- 前記制御パラメータを、
(1)容器からの製品ガス中の選ばれた成分の時間平均濃度、
(2)容器からの製品ガス中の選ばれた成分の最小又は最大濃度、
(3)容器からのパージ排出ガス中の選ばれた成分の時間平均濃度、
(4)容器からのパージ排出ガス中の選ばれた成分の最小又は最大濃度、
(5)容器内の選ばれた箇所での吸着剤の間隙空間における選ばれた成分の最大又は最小濃度、
(6)逐次工程の間の選ばれた時点での容器内の二点間の圧力差、
(7)逐次工程の間の容器内の選ばれた箇所における最低又は最高温度、及び
(8)逐次工程の間の容器内の選ばれた箇所における最小又は最大圧力、
からなる群から選択する、請求項7に記載の方法。 - 原料ガス混合物が空気であり、製品ガスが85体積%を超える酸素を含む、請求項8に記載の方法。
- 制御パラメータが容器の出口から抜き出された製品ガス中の酸素の時間平均酸素濃度である、請求項9に記載の方法。
- (d)制御パラメータ、特定の逐次工程、及び該特定逐次工程の間にいずれかの容器に入る又はいずれかの容器を出てゆくガス流、を選択すること、
(e)該特定逐次工程の間に容器に入る又は容器を出てゆく選択されたガス流について流量を増加させたときに該制御パラメータが増加するか減少するかを決定すること、
(f)周期式逐次工程を実行する間、各容器についての制御パラメータの値及び複合床の全ての容器についての制御パラメータの平均値を測定すること、及び、
(g)容器に入る又は容器を出てゆくガス流の流量が(e)で決定したように特定逐次工程の間に増加するときに制御パラメータが増加する場合、且つ、選択された容器についての制御パラメータの値が特定逐次工程の間の複合床の全ての容器についての制御パラメータの平均値よりも大きい場合には、選択された容器に入る又はそれを出てゆくガス流量を減少させること、又は、
(h)容器に入る又は容器を出てゆくガス流の流量が(e)で決定したように特定逐次工程の間に増加するときに制御パラメータが増加する場合、且つ、選択された容器についての制御パラメータの値が特定逐次工程の間の複合床の全ての容器についての制御パラメータの平均値よりも小さい場合には、選択された容器に入る又はそれを出てゆくガス流量を増加させること、又は、
(i)容器に入る又は容器を出てゆくガス流の流量が(e)で決定したように特定逐次工程の間に増加するときに制御パラメータが減少する場合、且つ、選択された容器についての制御パラメータの値が特定逐次工程の間の複合床の全ての容器についての制御パラメータの平均値よりも大きい場合には、選択された容器に入る又はそれを出てゆくガス流量を増加させること、又は、
(j)容器に入る又は容器を出てゆくガス流の流量が(e)で決定したように特定逐次工程の間に増加するときに制御パラメータが減少する場合、且つ、選択された容器についての制御パラメータの値が特定逐次工程の間の複合床の全ての容器についての制御パラメータの平均値よりも小さい場合には、選択された容器に入る又はそれを出てゆくガス流量を減少させること、
を含む、請求項1に記載の方法。 - 制御パラメータを、
(1)容器からの製品ガス中の選ばれた成分の時間平均濃度、
(2)容器からの製品ガス中の選ばれた成分の最小又は最大濃度、
(3)容器からのパージ排出ガス中の選ばれた成分の時間平均濃度、
(4)容器からのパージ排出ガス中の選ばれた成分の最小又は最大濃度、
(5)容器内の選ばれた箇所での吸着剤の間隙空間における選ばれた成分の最大又は最小濃度、
(6)逐次工程の間の選ばれた時点での容器内の二点間の圧力差、
(7)逐次工程の間の容器内の選ばれた箇所における最低又は最高温度、及び、
(8)逐次工程の間の容器内の選ばれた箇所における最小又は最大圧力、
からなる群から選択する、請求項11に記載の方法。
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