JP5158717B2 - 亜酸化窒素の除去方法 - Google Patents
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Description
本発明は、概して亜酸化窒素を除去する方法に関する。より特定的には、本発明は、ヒドロキシルアミンの合成から形成された排気ガス中の亜酸化窒素を除去するために、圧力変動(pressure swing)吸着、及び亜酸化窒素吸着材料を使用し、及び排気ガス中に残っているガスを再循環する方法に関する。
亜酸化窒素ガス、（Ｎ2Ｏ）は、ヒドロキシルアミンの副生成物として製造される。ヒドロキシルアミンは、カプロラクタン（カプロラクタンは、ナイロン６を形成するために使用可能である。）を形成するために使用可能なものである。ナイロン６は、カーペット、衣服、室内装飾品、自動車部品、及び他の製品に、世界中で使用される重要なポリマーである。
一般的には、ヒドロキシルアミンは、不活性ガスとして窒素ガス（Ｎ2）を含む水性媒体中で、一酸化窒素（ＮＯ）を、水素（Ｈ2）を使用して部分的に水素化することにより形成される。ＮＯと、Ｈ2及びＮ2とを混合することにより、種々の副生成物に加えヒドロキシルアミンが形成される。副生成物は、Ｎ 2 Ｏを含む。Ｎ 2 Ｏは、未使用のＮ2、Ｈ2、及びＮＯに加え、水蒸気（Ｈ2Ｏ）と一緒に、湿分ガス(moist gas)混合物としてヒドロキシルアミンから除去されて良く、湿分ガス混合物は、処理又は再循環されて良い。このガス混合物は、汚染物質として、メタン、二酸化炭素（ＣＯ2）及び一酸化炭素（ＣＯ）も含んで良い。このガス混合物を、Ｈ2及びＮＯと一緒に再循環させてＨ2とＮＯの全体的な消費を低減しても良い。
しかしながら、ガス混合物及びＨ2及びＮＯが再循環される場合、Ｎ2Ｏは、危険なレベルにまでガス混合物中に蓄積し得る。ガス混合物中のＮ 2 Ｏのレベルが非常に高くなった場合、ガス混合物は可燃性になり、取り扱いが安全でなくなる。Ｎ 2 Ｏのレベルが予め決定されている上限に達した場合、ガス混合物は排気（放棄）され、結果としてガス混合物中に残っているＨ2及びＮＯを損失することになる。ガス混合物からのＮ 2 Ｏの除去では、Ｈ2及びＮＯが伴うガス混合物の早期の処理（廃棄）を防止し、これにより、Ｈ2とＮＯの再循環を許容し、全体的な消費を低減することが好ましい。
吸着は、ガスを分離するために、低温蒸留、吸収、又は膜ベースシステムを使用する場合と比較して、より効率的でそして経済的な手段を提供することができる。吸着は、吸着材料に対して異なる吸着特性を有する少なくとも２種類のガスを含むガス混合物からガスを分離するために使用することができる。
典型的には、吸着は、通常、１個以上の吸着床の圧力又は温度の協調(co-coordinated)サイクリングを含む。吸着床は、ガス混合物中に存在する１種以上のガスを優先的に吸着する吸着材料を含む。圧力変動吸着（ＰＳＡ）は、通常、一連の工程を含み、これら工程で、ガス混合物の圧力及び／又は流れの方向を変え、好ましくない一連のガスから好ましいガスを分離する。ＰＳＡに含まれる工程の数と特性は、分離する対象物に基づいて異なって良い。
特に、ＰＳＡは、典型的には、ガス混合物を、吸着圧力で、吸着床の供給入口から吸着床の排出端まで流すことを含む。ガス混合物中の、強い吸着特性を有するガスは、吸着床に優先的に吸着され、一方、吸着特性が弱いガスは、吸着床を流れ続ける。このように、吸着床の排出端から流出するガス混合物は、吸着床に優先的に吸着されたガスが実質的に消耗（低減）している。
強い吸着特性を有するガスが供給口から排出端までを流れるに従い、強い吸着特性を有するガスは、供給口に最も近い吸着床に蓄積する。蓄積が進行するに従い、供給口に最も近い吸着床は、最初に飽和し、次にガス混合物の流れ方向に、吸着材料全体が飽和するようになる。
やがて吸着材料が飽和すると、強い吸着特性を有するガスが排出端に出てくる（ブレークスルーする）。通常、ガス混合物の流れは、ブレークスルーが発生する前に止められる。ガス混合物の流れが一旦止められると、吸着材料に吸着したガスを過度に脱着することなしに、吸着特性が弱いガスを除去可能とするレベルまで、吸着圧力が低下される。吸着圧力が低減された後、吸着床は更に減圧され、そして、吸着床に吸着していたガスが床から除去される。そして、吸着床は、パージ（浄化）され、そして吸着圧力に再度加圧される。このことにより、吸着床は再度使用可能になる。
ＰＳＡで使用して良い吸着材料は、吸着されるガス、混合ガス自体、及びこの技術分野の当業者に公知の他の要因に依存する。通常、適切な吸着材料は、ゼオライト分子篩、シリカゲル、活性炭、及び活性アルミナを含む。所定の適用のために、特定の吸着床を使用することができる。
ＰＳＡの効率は、圧力、温度、体積、及びＰＳＡシステム内のガスの流速、協調圧力サイクリング、吸着材料の種類、サイズ及び形状、吸着床の寸法、供給物、生成物、パージ及び他の中間流の組成を含む種々のパラメーターに依存する。これらパラメーターにおけるバリエーションは、ＰＳＡシステムのコストと生産性に影響し得る。
通常のＰＳＡシステムは、ガス混合物からＮ2Ｏを除去することができる。しかしながら、この技術分野で公知の通常のＰＳＡ法は、Ｎ2Ｏ、Ｈ2及びＮＯの燃焼性ガス混合物を形成する可能性を有しており、そして、ガス混合物中のＨ2Ｏと比較して、Ｎ2Ｏの高い選択性を有していない。このために、最小限の数のＰＳＡシステムを使用して、ガス混合物から高純度のＮ2Ｏが除去可能であり、そして、Ｎ2、Ｈ2及びＮＯが効率的に再循環可能である、Ｎ2Ｏをガス混合物中のＨ2Ｏから効率的に分離するＰＳＡを発展させる機会が残っている。
本発明及び有利な点の簡単な要約
本発明は、排気ガスから亜酸化窒素を除去する方法を提供する。本発明の第１の実施の形態では、排気ガスは、亜酸化窒素及び少なくとも１種の他のガスを含む。この方法は、排気ガスを、亜酸化窒素吸着材料を通して流す工程を含む。この亜酸化窒素吸着材料は、粒子を含む。排気ガスは、亜酸化窒素が粒子上に吸着されるように亜酸化窒素吸着材料を通して流される。この方法は、バッファー領域を形成する工程も含むが、このバッファー領域は窒素を含み、そして亜酸化窒素吸着材料に隣接している。この方法は、更に、追加的な亜酸化窒素を、亜酸化窒素吸着材料を通して流し、他のガスを排出（置換）する工程を含む。本方法は更に、亜酸化窒素吸着材料から亜酸化窒素を脱着させることも含む。
本発明は、排気ガスから亜酸化窒素を除去する方法を提供する。本発明の第１の実施の形態では、排気ガスは、亜酸化窒素及び少なくとも１種の他のガスを含む。この方法は、排気ガスを、亜酸化窒素吸着材料を通して流す工程を含む。この亜酸化窒素吸着材料は、粒子を含む。排気ガスは、亜酸化窒素が粒子上に吸着されるように亜酸化窒素吸着材料を通して流される。この方法は、バッファー領域を形成する工程も含むが、このバッファー領域は窒素を含み、そして亜酸化窒素吸着材料に隣接している。この方法は、更に、追加的な亜酸化窒素を、亜酸化窒素吸着材料を通して流し、他のガスを排出（置換）する工程を含む。本方法は更に、亜酸化窒素吸着材料から亜酸化窒素を脱着させることも含む。
第２の実施の形態では、本方法は、第１の実施の形態の全ての工程を含み、そして亜酸化窒素吸着材料から亜酸化窒素を脱着させた後、追加的に、第２のバッファー領域（第２のバッファー領域は窒素を含み、そして亜酸化窒素吸着材料に隣接している。）を形成する工程を含む。
第３の実施の形態では、本方法は、ヒドロキシルアミンを合成する工程（この工程で、排気ガスが製造される。）を含む。第３の実施の形態は、排気ガスを亜酸化窒素吸着材料を通して流し、バッファー領域を形成し、そして亜酸化窒素吸着材料から亜酸化窒素を脱着させる、第１と第２の実施の形態で記載したような工程も含む。
本方法の第４の実施の形態では、本方法は、排気ガスから亜酸化窒素を、亜酸化窒素吸着材料に吸着させる工程を含む。第４の実施の形態は、バッファー領域を、亜酸化窒素吸着材料に隣接して形成する工程も含む。更に第４の実施の形態は、追加的な亜酸化窒素を、亜酸化窒素吸着材料に流す工程を含む。第４の実施の形態は、更に、亜酸化窒素を、亜酸化窒素吸着材料から脱着させる工程を含む。
従って、排気ガスから、亜酸化窒素を高純度の状態で除去する効果的な方法が確立された。追加的に亜酸化窒素を流すことにより、亜酸化窒素吸着材料から排気ガスを排出（置換）することが好ましく、そして、亜酸化窒素吸着材料から亜酸化窒素を高純度で除去し、可燃性を低減することが好ましい。
図面の簡単な説明
以下に記載した本発明の詳細な説明と添付した図面とにより、本発明の他の有利な点が容易に明らかになり、そしてより良く理解される。
以下に記載した本発明の詳細な説明と添付した図面とにより、本発明の他の有利な点が容易に明らかになり、そしてより良く理解される。
図１は、反応器、除去装置、第１の圧力変動吸着（ＰＳＡ）システム、及び第２のＰＳＡシステムを説明したブロックダイアグラムであり、これにより、第１、第２及び第３の排気ガスが流れ、それぞれＨ2Ｏの除去及びＮ2Ｏの除去を示すものであり；
図２は、第１の吸着床を２個含む、第１のＰＳＡシステムを例示した、本発明の実施の形態の概略図であり；
図３は、第１と第２のＰＳＡシステムを例示した、本発明の実施の形態の概略図であり；そして、
図４は、第２の吸着床を４個含む、第２のＰＳＡシステムを例示した、本発明の実施の形態の概略図である。
図２は、第１の吸着床を２個含む、第１のＰＳＡシステムを例示した、本発明の実施の形態の概略図であり；
図３は、第１と第２のＰＳＡシステムを例示した、本発明の実施の形態の概略図であり；そして、
図４は、第２の吸着床を４個含む、第２のＰＳＡシステムを例示した、本発明の実施の形態の概略図である。
発明の詳細な説明
Ｎ2Ｏと少なくとも１種の他のガスを含む排気ガスから亜酸化窒素ガス（Ｎ2Ｏ）を除去する方法が提供される。排気ガスは、Ｎ2Ｏを含む何れのガス又はガス流であっても良いと理解される。以降、排気ガスは排気ガス（３）と称され、本発明の方法として、第１、第２及び第３の排気ガス（１，２，３）を使用することが好ましい。しかしながら、第１と第２の排気ガス（１，２）を使用する必要はなく、これらは所望により使用されるものであると理解される。
Ｎ2Ｏと少なくとも１種の他のガスを含む排気ガスから亜酸化窒素ガス（Ｎ2Ｏ）を除去する方法が提供される。排気ガスは、Ｎ2Ｏを含む何れのガス又はガス流であっても良いと理解される。以降、排気ガスは排気ガス（３）と称され、本発明の方法として、第１、第２及び第３の排気ガス（１，２，３）を使用することが好ましい。しかしながら、第１と第２の排気ガス（１，２）を使用する必要はなく、これらは所望により使用されるものであると理解される。
本発明の第１の実施の形態は、第３の排気ガス（３）を亜酸化窒素吸着材料（６７）を通して流す工程を含む。亜酸化窒素吸着材料は、粒子（粒子については、以下に詳細に説明する。）を含む。粒子間に空間部分(void space)が存在して良く、空間部分についても以下に詳細に説明する。第３の排気ガス（３）は、亜酸化窒素材料（６７）を通して流され、亜酸化窒素が粒子上に吸着される。第１の実施の形態は、窒素を含むバッファー領域を亜酸化窒素吸着材料（６７）に隣接して形成する工程を含む。第１の実施の形態は、更に、追加的な亜酸化窒素を、亜酸化窒素吸着材料（６７）を通して流し、他のガスを排出する工程を含む。第１の実施の形態は更に、亜酸化窒素吸着材料（６７）から亜酸化窒素を脱着させる工程を含む。
第３の排気ガス（３）は、少なくとも１種の他のガスを含む。代表例（但し、この代表例に限定されるものではない。）では、この他のガスは、水素ガス（Ｈ2）、このＮ2Ｏ、一酸化窒素（ＮＯ）、窒素ガス（Ｎ2）及び水蒸気（Ｈ2Ｏ）を、メタン等の他のガス、及び微量のガス（例えば、二酸化炭素（ＣＯ2）及び一酸化炭素（ＣＯ））に加えて含む。第３の排気ガス（３）中に存在するＮ2Ｏは、ヒドロキシルアミンの合成からの副生成物であって良いと考えられる。メタン、ＣＯ2及びＣＯは、第３の排気ガス（３）中に存在して良いＨ2又はＮＯの結果として存在しても良い。
Ｎ2Ｏは、典型的には第３の排気ガス（３）中に３〜１５モル％存在し、及びより典型的には５〜１１モル％存在する。また、Ｈ2は、典型的には第３の排気ガス（３）中に少なくとも４０モル％存在し、及びより典型的には少なくとも６０モル％存在する。更にＮＯ及びＮ2は、典型的には第３の排気ガス（３）中にそれぞれ３０モル％未満存在し、及びより典型的にはそれぞれ２５モル％未満存在する。更にＨ2Ｏは、典型的には第３の排気ガス（３）中に如何なる量で存在しても良く、及び典型的には、３０〜６０℃の温度及び２バールを超える絶対圧力で、第３の排気ガス中に飽和する量で存在する。典型的には、メタンは、第３の排気ガス（３）中に０．１〜３．０モル％存在して良く、一方ＣＯ2及びＣＯは、第３の排気ガス（３）１００万部中につき、それぞれ１０〜１００部存在して良い。
ヒドロキシルアミンは、反応器（２６）中で、不活性ガスとして窒素ガス（Ｎ2）を含む水性媒体中で、ＮＯをＨ2で部分的に水素化することにより形成されて良い。ＮＯをＨ2及びＮ2と混合することにより、種々の副生成物に加え、ヒドロキシルアミンが形成される。副生成物は、Ｎ2Ｏを含む。Ｎ2Ｏは、未使用のＮ2、Ｈ2及びＮＯに加え、Ｈ2Ｏと共に、上述した第１の排気ガス（１）として、反応器（２６）から排出されて良い。第１の排気ガス（１）は、メタン、ＣＯ2及びＣＯを含む汚染物質を含んでも良い。Ｈ2Ｏは、第１の排気ガス（１）から除去されて、後に詳述する第１及び第２の排気ガス（２，３）を形成して良い。第３の排気ガス（３）からのＮ2Ｏの最終的な除去は、可燃性について環境的な危険性を減少させる。除去されたＮ2Ｏは、必要性に従い他の適用に使用され、市販され、又は経済的な排気がなされる。
本発明の第１の実施の形態は、種々の吸着技術を使用して行われて良く、この吸着技術は、圧力変動吸着（ＰＳＡ）技術、他の公知である何れかの吸着技術、及びこれらの組合せを含む（但し、これらに限定されるものではない）。第１の実施の形態の工程は、ＰＳＡ技術を利用して行われることが好ましい。
しかしながら、第１の実施の形態の上述した工程が行われる前に、上述したように、第１の排気ガス（１）が処理されて良いことが考えられる。第１の排気ガス（１）がＨ2Ｏを含む場合には、第１の排気ガス（１）は処理され、Ｈ2Ｏが２つの内容物（この２つの内容物は、第１の内容物（４）と第２の内容物（５）を含む）中にそれぞれ除去されて良く、好ましい。第１の内容物は、除去装置（２７）を使用して除去されることが好ましく、これにより第２の排気ガス（２）（第２の排気ガス（２）は、残留Ｈ2Ｏをいくらか含む。）を形成する。第２の内容物（５）は、第１のＰＳＡシステム（２９）を使用して除去されることが好ましく、これにより第３の排気ガス（３）（第３の排気ガス（３）は、微量のＨ2Ｏを含む。）を形成する。微量のＨ2Ｏは、第３の排気ガス（３）中に存在するＨ2Ｏの量が、第３の排気ガス（３）１００万部に対して、好ましくは１０〜５０部であることを含み、より好ましくは１５〜４０部、及び極めて好ましくは、２０〜２５部であることを含む。
Ｈ2Ｏの第１の内容物（４）は、上述した除去装置（２７）を使用することにより、第１の排気ガス（１）から実質的に除去されて良い。本発明の好ましい実施の形態では、除去装置（２７）は反応器（２６）と流体連結(fluid communication)されている。第１の排気ガス（１）は、反応器（２６）から除去装置（２７）に流れて良い。除去装置（２７）は、第１の排気ガス（１）からＨ2Ｏの第１の内容物を除去するように機能する何れかの装置を含んで良い。第１の除去装置（２７）の適切な装置の例は、冷却器、凝縮器、冷却乾燥器、ガススクラバー、及びこれらの組み合わせであるが、これらに限られるものではない。好ましくは、第１の除去装置（２７）は、冷却乾燥器であり、そしてＨ2Ｏの第１の内容物（４）を、第１の排気ガス（１）から液体の水として除去する。第１の排気ガス（１）からＨ2Ｏを除去することが好ましいが、この理由は、第１の排気ガス（１）中のＨ2Ｏ含有量が低いことは、亜酸化窒素吸着材料（６７）へのＮ2Ｏのより効果的な吸着を可能にするからである。第１の排気ガス（１）は、圧力が２０〜９０ｐｓｉａ（１３．８９×１０ 4 〜６２．０７×１０ 4 Ｐａ絶対圧）、より好ましくは２５〜５０ｐｓｉａ（１７．２４×１０ 4 〜３４．４９×１０ 4 Ｐａ絶対圧）、及び最も好ましくは３０〜４０ｐｓｉａ（２０．６９×１０ 4 〜２７．５９×１０ 4 Ｐａ絶対圧）で、２５〜６０℃の温度で、第１の除去装置（２７）内に流れることが好ましい。
第１の除去装置（２７）が、冷却乾燥器を含む場合、この冷却乾燥器は、シェルとシェル内に設けられた冷却システムを含んで良い。この冷却システムは、通常、湿分分離器（４３）を含むハウジング、水だめ、排出管、及び冷却乾燥器から液体の水を排出するドレインで定義されて良い。
蒸発器も冷却乾燥器のハウジング内に含まれて良い。ハウジングを通って流れる第１の排出ガス（１）は、蒸発器を通過し、そして冷却されて第１の排気ガス（１）からＨ2Ｏの第１の内容物（４）の除去を行い、これにより、上述した第２の排気ガス（２）が形成される。第１の排気ガス（１）は結露点(dew point)まで冷却されて良く、これにより、第１の排気ガス（１）内のＨ2Ｏの第１の内容物（４）が凝縮し、液体の水を形成する。第１の排気ガス（１）は、５〜３０℃の結露点、より好ましくは８〜１６℃の結露点、及び最も好ましくは１０〜１４℃の結露点にまで冷却される。
結露点にまで冷却された後、第１の排気ガス（１）は、次に湿分分離器（４３）を通って流されて良い。湿分分離器（４３）は、Ｈ2Ｏの第１の内容物を冷却乾燥器から除去することが好ましい。液体の水は、湿分分離器（４３）から排出管を通って水だめに流れて良い。水だめは、液体の水をポンプで汲み上げてドレインに排出し、そして冷却乾燥器から液体の水を除去して良い。
第２の排気ガス（２）が形成された場合、第２の排気ガス（２）は除去出口を通って、除去装置（２７）から排出されることが好ましい。除去出口は、第１のＰＳＡシステム（２９）の入口（３３）と流体連結されていて良い。図１及び図２に示したように、第１のＰＳＡシステム（２９）は、Ｈ2Ｏの第２の内容物（５）を除去し、そして第３の排気ガス（３）を形成するために使用されて良い。第２の排気ガス（２）は、入口（３３）を通って第１のＰＳＡシステム（２９）に入り、そして第１の排出端（３５）を通って排出されることが好ましい。第１のＰＳＡシステム（２９）は、２個の排出端（３５）を含むことが好ましい。
第１のＰＳＡシステム（２９）は、第１の吸着床（３０）も含むこともがましい。図２に示したように、第１のＰＳＡシステム（２９）は、複数の第１の吸着床（３０）を含んで良いことが考えられる。第１のＰＳＡシステム（２９）は、第１の吸着床（３０）を２個含むことがより好ましい。第１の吸着床（３０）は、水分吸着材料（３１）（この水分吸着材料（３１）は、第２の排気ガス（２）内の他のガスと比較して、Ｈ2Ｏを優先的に吸着する。）を含むことが好ましい。第１のＰＳＡシステム（２９）は、乾燥ガス生成物タンク（３２）、流体発動機(fluid mover)（図示せず）、バルブ、及びこの技術分野の当業者によって選択されて良い器具（図示せず）も含むことが好ましい。
第１のＰＳＡシステム（２９）内において、第２の排気ガス（２）が、入口（３３）から、第１の吸着圧で、及び第１の加圧時間、第１の吸着床（３０）内に流れることが好ましい。第１の吸着圧は、好ましくは２０〜９０ｐｓｉａ（１３．７９×１０ 4 〜６２．０７×１０ 4 Ｐａ絶対圧）、より好ましくは２５〜５０ｐｓｉａ（１７．２４×１０ 4 〜３４．４９×１０ 4 Ｐａ絶対圧）、及び最も好ましくは３０〜４０ｐｓｉａ（２０．６９×１０ 4 〜２７．５９×１０ 4 Ｐａ絶対圧）を含む。
第２の排気ガス（２）が第１の吸着床（３０）を通って流れる時に、Ｈ2Ｏが入口（３３）に最も近い水分吸着材料（３１）に、第１の吸着時間吸着され、そして水分吸着材料（３１）に飽和させる(浸み込ます：sature)ことが好ましい。水分吸着材料（３１）は、親水性吸着材、疎水性吸着材、ポリマー性吸着材、活性炭、カーボン分子篩吸着材、活性アルミナ、シリカゲル、ゼロライト（ゼオライトは、タイプＡ、Ｘ、Ｙ、ＺＳＭ−５のものを含む）、シリカライト、モルデナイト、及びこれらの組み合わせを含むことが好ましいが、これらに限られるものではない。水分吸着材料（３１）は、種々のグレードのシリカゲル及びアルミナを含むことがより好ましい。水分吸着材料（３１）は、Ｇｒａｃｅ Ｄａｖｉｓｉｏｎ ｏｆ Ｃｏｌｕｍｂｉａ，ＭＤから、登録商標名Ｄａｖｉｓｏｎ０３で市販されているシリカゲルを含むことが最も好ましい。このシリカゲルは、Ｎ2、Ｈ2、ＮＯ、及びＮ2Ｏに対してＨ2Ｏの選択性が高く、従って、第２の排気ガス（２）からのＨ2Ｏ除去の効率を高める。しかしながら、シリカゲルは、第２の排気ガス（２）からＮ2Ｏを部分的に吸着しても良いことも意図されている。この場合、Ｎ2Ｏは、追加的な吸着と脱着技術でＨ2Ｏから分離されて良い。ＣＯ2等の他のガスも、この技術分野で公知の吸着技術を使用して第２の排気ガス（２）から除去されて良い。
Ｈ2Ｏは、水分吸着材料（３１）に吸着することが好ましく、Ｈ2、ＮＯ、Ｎ2Ｏ及びＮ2等の、第２の排気ガス中の他のガスは、第１の吸着床（３０）の第１の排出端（３５）から流出し、そして、上述のように第３の排気ガス（３）を形成することが好ましい。第１の吸着床（３０）の排出端（３５）を出た後、第３の排気ガス（３）は、乾燥ガス生成物タンク（３２）（乾燥ガス生成物タンク（３２）は、第１の吸着床（３０）の第１の排出端（３５）と流体連結していることが好ましい。）に流れ続けることが好ましい。
入口（３３）に最も近い水分吸着材料（３１）が飽和した場合、Ｈ2Ｏは、飽和した水分吸着材料（３１）に対して、第１排出端（３５）へ向かう方向に隣接する（直ぐ次に隣り合う）水分吸着材料（３１）に吸着することが好ましい。水分吸着材料（３１）の、入口（３３）から第１の排出端（３５）までの全てが飽和した場合、Ｈ2Ｏは、第１の吸着床（３０）をブレークスルーする（そのまま通過する）ようになる。Ｈ2Ｏが、第１の吸着床（３０）からブレークスルーする前に、第２の排気ガス（２）の流れが止められることが好ましい。
第２の排気ガス（２）の流れが一旦停止した場合、第１の吸着床（３０）を、第１の吸着圧未満の圧力にまで、第１の吹きおろし（ブローダウン）時間の間、向流的（逆流的）に減圧することが好ましい。「向流的に」は、第２の排気ガス（２）の流れの反対方向のガスの流れを含むものと理解される。
第３の排気ガス（３）が乾燥したガス生成物タンク（３２）に流れる場合、第３の排気ガス（３）は、更なる向流的減圧に使用され、そして第１の脱着圧で、そしてパージ流速で第１の吸着床（３０）をパージし、水分吸着材料からのＨ2Ｏの脱着を補助して良く、これにより第１の吸着床（３０）を再生して良い。特に、第１の排出端（３５）及び入口（３３）を閉鎖して良く、そしてバルブ（３６）とパージバルブ（３７）を開け、そして第３の排気ガス（３）を通して流し、そして第１の吸着床（３０）から排出し、そして湿分分離器（４３）に流して良い。第３の排気ガスが、更なる向流的減圧に使用され、そして第１の吸着床（３０）をパージする場合、第１の脱着圧は、好ましくは０．５〜３０ｐｓｉａ（３．４５×１０ 4 〜２０．６９×１０ 4 Ｐａ絶対圧）、より好ましくは１〜１５ｐｓｉａ（６．９０×１０ 4 〜１０．３５×１０ 4 Ｐａ絶対圧）を含む。種々の中間的な並行(con-current)減圧工程とパージが、第３の排気ガス（３）の形成を改良するのに使用されて良いことも考えられる。第１の吸着床（３０）を、窒素（１２）でパージし、第３の排気ガス（３）の形成を改良しても良い。
乾燥ガス生成物タンク（３２）に入った後、第３の排気ガス（３）は第２のＰＳＡシステム（６５）に入ることが好ましい。第２のＰＳＡシステム（６５）は、類似する流体発動機、バルブ、及びこの技術分野では公知の器具を含む、第１のＰＳＡシステム（２９）に類似することが好ましい。しかしながら、第２のＰＳＡシステム（６５）は第１のＰＳＡシステム（２９）と異なって良いことも考えられる。第２のＰＳＡシステム（６５）は、第２の吸着床（６６）を含むことが好ましく、そして第２のＰＳＡシステム（６５）が、第２の吸着床（６６）を複数含んでも良い。第２のＰＳＡシステム（６５）は、図４に示すように、第２の吸着床（６６）を４個含んでいることがより好ましい。第２の吸着床（６６）は、亜酸化窒素吸着材料（６７）を含むことが好ましい。しかしながら、亜酸化窒素吸着材料（６７）は、この技術分野で公知の何れの容器内に設けられても良いと理解される。第２のＰＳＡシステム（６５）も、軽生成物(light product)又はＮ2Ｏ減少生成物のタンク（７１）、Ｎ2Ｏ生成物（７２）、リサイクルタンク（７３）、及び流体発動機、バルブ及びこの技術分野では公知の器具を含んで良い。
好ましくは、第３の排気ガス（３）は、第２の吸着圧で、及び第２の加圧時間の間、入口バルブ（Ａ）を通して第２のＰＳＡシステム（６５）に入り、そして、第２の排出端（Ｂ）から排出される。第２の吸着圧は、好ましくは１０〜７５ｐｓｉｇ（６．９０×１０ 4 〜５１．７３×１０ 4 Ｐａゲージ圧）、より好ましくは１５〜４０ｐｓｉｇ（１０．３５×１０ 4 〜２７．５９×１０ 4 Ｐａゲージ圧）、及び更に好ましくは１５〜３０ｐｓｉｇ（１０．３５×１０ 4 〜２０．６９×１０ 4 Ｐａゲージ圧）を含む。第２の吸着圧は、１５ｐｓｉｇ（６．９０×１０ 4 Ｐａゲージ圧）であることが最も好ましい。
第３の排気ガス（３）が第２の吸着床（６６）を通って流れる時、Ｎ2Ｏは、好ましくは第２の吸着時間にわたり、入口バルブ（Ａ）に最も近い亜酸化窒素吸着材料（６７）吸着され、そして飽和する。亜酸化窒素吸着材料（６７）は、上述した粒子を含む。粒子間に空間部分(void space)が存在しても良い。亜酸化窒素吸着材料（６７）は、Ｈ2、ＮＯ、Ｎ2、他のガス、及び第３の排気ガス中の微量の成分に対して、Ｎ2Ｏを優先的に吸着する。本発明の第１の実施の形態は、第３の排気ガス（３）を、Ｎ2Ｏが粒子に吸着するように、亜酸化窒素吸着材料（６７）に通して流す工程を含む。第１の実施の形態は、第３の排気ガス（３）を、粒子の空間部分を通して流す工程を含む。
亜酸化窒素吸着材料（６７）は、親水性吸着剤、疎水性吸着剤、ポリマー性吸着剤、活性炭、炭素分子篩吸着剤、活性アルミナ、シリカゲル、ゼオライト、（ゼオライトは、タイプＡ、Ｘ、Ｙ、ＺＳＭ−５のものを含む）、シリカライト、モルデナイト、及びこれらの組み合わせを含むことが好ましいが、しかし、これらに限られるものではない。亜酸化窒素吸着材料（６７）は、５Ａゼオライト、ＺＳＭ−５及びＬｉＸを含むことがより好ましい。亜酸化窒素吸着材料（６７）は、ＵＯＰ ＬＬＣ ｏｆ Ｄｅｓ Ｐｌａｉｎｅｓ Ｉ１から、ＨＩＳＩＶ−３０００という登録商標で市販されている疎水性ゼオライト分子篩を含むことが最も好ましい。ＨＩＳＩＶ−３０００を使用することにより、第３の排気ガス（３）からのＮ2Ｏの効果的な吸着と除去が可能になる。
Ｎ2Ｏが亜酸化窒素吸着材料（６７）に、優先的に吸着される場合、第３の排気ガス（３）の、Ｈ2、ＮＯ、及びＮ2、他のガス、及び微量の成分等の、他のガス（複数成分ガスとして公知である）は、第２の吸着床（６６）の第２の排出端（Ｂ）から優先的に流出する。第２の排出端（Ｂ）から流出する複数成分ガスは、軽生成物タンク（７１）に流入することが好ましい。複数成分ガスは、第２の吸着床（６６）をＮ2Ｏリーンパージ時間（Ｎ2Ｏ減少パージ時間）にわたりパージするのに使用して良いと考えられる。
入口バルブ（Ａ）に最も近い亜酸化窒素吸着材料（６７）が飽和した場合、Ｎ2Ｏは、飽和した亜酸化窒素吸着材料（６７）の直ぐ隣り（但し、この「隣り」は、第２の排出端（Ｂ）に向かう方向に「隣り」である。）の亜酸化窒素吸着材料（６７）に優先的に吸着することが好ましい。入口バルブ（Ａ）〜第２の排出端（Ｂ）までの、全ての亜酸化窒素吸着材料（６７）が飽和した場合、Ｎ2Ｏがブレークスルー（そのまま出てくる）して良い。Ｎ2Ｏがブレークスルーする前に、第３の排気ガス（３）の流れが止められることが好ましい。
本発明の第１の実施の形態は、Ｎ2を含むバッファー領域を、亜酸化窒素吸着材料（６７）に隣接して形成する工程を含む。亜酸化窒素吸着材料（６７）は、バッファー領域を形成する前に、第３の排気ガス（３）の流れから分離されることが好ましい。Ｎ2（１２）を、第２の吸着圧で、Ｎ2の加圧時間にわたり、及びＮ2のパージ速度で、第１のガスバルブ（Ｃ）を通して第２の吸着床（６６）に流し、バッファー領域を形成することが好ましい。第１の実施の形態は、亜酸化窒素吸着材料（６７）を、第３の排気ガス（３）から分離した後、窒素を第３の排気ガス（３）の流れに向流的に流す工程を含むことが最も好ましい。
ここで、上述した追加的なＮ2Ｏを、亜酸化窒素吸着材料（６７）を通して流す工程について、この工程は、実質的に純粋なＮ2Ｏ（１３）を空間部分を通して流す工程を含んで良い。追加的なＮ2Ｏ及び／又は実質的に純粋なＮ2Ｏが、第３の排気ガス（３）に向流的に流されることが最も好ましい。実質的に純粋なＮ2Ｏ（１３）を、第２の吸着圧力で、Ｎ2Ｏリンス時間にわたり、及びＮ2Ｏリンス速度で、第２のガスバルブ（Ｄ）を介して向流的に流し、そして、空間部分中のＮ2（１２）及び／又は何れかの第３の排気ガス（３）を、第２の吸着床（６６）の第２の排出端（Ｂ）から排出することが好ましい。追加的なＮ2Ｏを流した後、バッファー領域を、追加的なＮ2Ｏと空間部分中の第３の排気ガス（３）の間に設けることが好ましい。特定の理論が結び付いているわけではないが、空間部分中のＮ2（１２）及び／又は何れかの第３の排気ガス（３）を置き換えることにより、Ｎ2Ｏが亜酸化窒素吸着材料（６７）から高純度で脱着されると信じられている。空間部分中のＮ2（１２）及び／又は何れかの第３の排気ガス（３）が、第２の排出端（Ｂ）から排出された場合、入口バルブ（Ａ）を去る第１の流出物(effluent)が形成されることが好ましい。この第１の流出物は、第３の排気ガス（３）中に再循環されて良い。実質的に純粋なＮ2Ｏ（１３）の流れは、Ｎ2が第２の吸着床（６６）の入口バルブ（Ａ）から排出される直前に停止されることが好ましい。
第１の実施の形態は、Ｎ2Ｏを、亜酸化窒素吸着材料（６７）から脱着させる工程も含む。実質的に純粋なＮ2Ｏ（１３）を停止した後、第２の吸着床（６６）の圧力を向流的に減圧（この減圧は、第２の吹きおろし時間にわたり、第２の脱着圧まで向流減圧させることにより行われる。）させ、そして、Ｎ2Ｏを、脱着速度で及び第２の脱着時間にわたり脱着させ、これにより第２の流出物を形成することが好ましい。第２の流出物は、第３のガスバルブ（Ｆ）を介して第２の吸着床（６６）から流出させ、そして適切な流体発動機（７６）、バルブ、及びこの技術分野では公知の器具を介してＮ2Ｏ生成物タンク（７２）に流すことが好ましい。第２の流出物は、７〜１００モル％のＮ2Ｏ、５０〜９０モル％のＮ2、１〜５モル％のＮＯ、及び１〜５モル％のＨ2を含んで良い。この技術分野で公知の如何なる方法もＮ2Ｏの脱着に使用して良いと理解される。第２の脱着圧は０．５〜１０ｐｓｉａ（３．４５×１０ 4 〜６．９０×１０ 4 Ｐａ絶対圧）を含むことが好ましく、０．５〜６ｐｓｉａ（３．４５×１０ 4 〜４１．３８×１０ 4 Ｐａ絶対圧）がより好ましく、そして０．５〜１．５ｐｓｉａ（３．４５×１０ 4 〜１０．３５×１０ 4 Ｐａ絶対圧）が更に好ましい。第２の脱着圧が１ｐｓｉａ（６．９０×１０ 4 Ｐａゲージ圧）であることが最も好ましい。
第１の実施の形態では、Ｎ2Ｏを亜酸化窒素吸着材料（６７）から脱着させた後、Ｎ2（１２）を含む第２のバッファー領域を、亜酸化窒素吸着材料（６７）に隣接して形成する工程を含むことが好ましい。Ｎ2（１２）は、第２の脱着圧で、第２の脱着床（６６）に流され、第２のバッファー領域を形成することが好ましい。第２のバッファー領域を形成する工程は、窒素を、第３の排気ガス（３）に向流して流す工程を含むことが好ましい。第２のバッファー領域は、空間部分内に残っている如何なるＮ2Ｏも排出するように使用されることが好ましい。
第２のバッファー領域を形成した後、軽生成物のタンク（７１）からの複数成分ガスを、第４のガスバルブ（Ｇ）を介して、第２の脱着圧力で亜酸化窒素吸着材料（６７）を通して流し、第１の吸着床（３０）を再加圧することが好ましい。複数成分ガスを、亜酸化窒素吸着床（６７）を通し、及び空間部分を通して流すことも考えられる。複数成分ガスを、第３の排気ガス（３）に向流的に流すことが好ましい。複数成分ガスを亜酸化窒素吸着床（６７）を通して流す場合、第３の排気ガス（３）の追加的な量が利用可能となるように、第３の流出物中で、Ｎ2（１２）を空間部分から除去することが好ましい。第３の流出物は、第５のバルブ（Ｅ）を介して、及び適切な流体発動機（７６）、バルブ及びこの技術分野では公知の器具を介してリサイクルタンク（７３）に流されることが好ましい。Ｎ2（１２）を空間部分から排出したら、第３の流出物を止めることが好ましい。また、種々の中間の並行流及び／又は向流減圧工程及びパージが第２の流出物中に存在するＮ2Ｏの回収又は純度を改良するために利用されて良いと考えられる。
図３に示すように、複数の追加的なＰＳＡシステム（５０、５２）が、第２の流出物中に存在するＮ2Ｏの純度を増すために、本発明に使用されて良いと考えられる。追加的なＰＳＡシステム（５０、５２）は、第１及び第２のＰＳＡシステム（２９、６５）と同一であって良く、又異なっていて良い。しかしながら、それぞれの追加的なＰＳＡシステム（５０、５２）を、第１と第２のＰＳＡシステム（２９、６５）と同様の方法で操作（運転）することが好ましい。特に、それぞれの追加的なＰＳＡシステム（５０、５２）は、第２の亜酸化窒素材料を含むことが好ましい。第２の亜酸化窒素吸着材料は、亜酸化窒素吸着材料（６７）と同一であることが好ましい。しかしながら、第２の亜酸化窒素吸着材料は、亜酸化窒素吸着材料（６７）と異なっていても良い。
本発明の第２の実施の形態では、本方法は、第１の実施の形態の工程（この工程は、第３の排気ガス（３）を、亜酸化窒素吸着材料（６７）に、Ｎ2Ｏが粒子に吸着するように通す工程を含む。）を含む。第２の実施の形態は、Ｎ2（１２）を含むバッファー領域を、亜酸化窒素吸着材料（６７）に隣接して形成する工程も含む。第２の実施の形態は、追加的なＮ2Ｏを、亜酸化窒素吸着材料（６７）を通して流し、他のガスを排出する工程も含む。更に第２の実施の形態は、Ｎ2Ｏを亜酸化窒素吸着材料（６７）から脱着させる工程を含む。向流減圧により第２の吸着床（６６）の圧力を下げ、Ｎ2Ｏを脱着することが好ましい。更に、第２の実施の形態は、亜酸化窒素吸着材用（６７）からＮ2Ｏを脱着させた後、Ｎ2（１２）を含むバッファー領域を、亜酸化窒素吸着材料（６７）に隣接して形成する工程を含む。第２の実施の形態は、第１の実施の形態の何れかの工程及び／又は全ての工程も含んで良いと理解される。
本発明の第３の実施の形態では、本方法は、ヒドロキシルアミンを合成し、これにより第３の排気ガス（３）を生成する工程を含む。ヒドロキシルアミンは、この技術分野で公知の如何なる方法によっても合成して良いと理解される。第３の実施の形態は、第１の実施の形態（第１の実施の形態は、第３の排気ガス（３）を、亜酸化窒素吸着材料（６７）に、Ｎ2Ｏが粒子に吸着するように通して流すことを含む。）も含む。第３の実施の形態は、Ｎ2（１２）を含むバッファー領域を、亜酸化窒素吸着材料（６７）に隣接して形成する工程を含む。第３の実施の形態は、追加的なＮ2Ｏを、亜酸化窒素吸着材料（６７）を通して流し、他のガスを排出する工程も含む。更に第３の実施の形態は、Ｎ2Ｏを亜酸化窒素吸着材料（６７）から脱着させる工程を含む。向流減圧により第２の吸着床（６６）の圧力を下げ、Ｎ2Ｏを脱着することが好ましい。第３の実施の形態は、第１及び／又は第２の実施の形態の何れかの工程及び／又は全ての工程も含んで良いと理解される。
本発明の第４の実施の形態では、本方法は、第３の排気ガス（３）からＮ2Ｏを、亜酸化窒素吸着材料（６７）に吸着させる工程を含む。Ｎ2Ｏを、亜酸化窒素吸着材料（６７）の上に、中に、周囲に通すことを含む（ここで、本発明はこれら方法には限られない）、この技術分野で公知の如何なる方法によってでも、Ｎ2Ｏを亜酸化窒素吸着材料（６７）に吸着させて良いと理解される。
第４の実施の形態も、第１〜第３の実施の形態の場合と同様、バッファー領域を亜酸化窒素吸着領域（６７）に隣接して形成する工程を含む。更に第４の実施の形態は、追加的なＮ2Ｏを、亜酸化窒素吸着材料（６７）に流す工程も含む。更に第４の実施の形態は、第１〜第３の実施の形態の場合と同様、亜酸化窒素吸着材料（６７）から、Ｎ2Ｏを脱着させる工程を含む。第４の実施の形態は、第１〜第３の実施の形態の何れかの工程及び／又は全ての工程も含んで良いと理解される。
実施例
ヒドロキシルアミンは、反応器（２６）内で、一酸化窒素ガス（ＮＯ）、窒素ガス（Ｎ2）、及び水素ガス（Ｈ2）を、水性媒体中で化合し、ＮＯを部分的に水素化することによって形成可能である。この結果、亜酸化窒素ガス（Ｎ2Ｏ）が、ガス状副生成物として形成される。Ｎ2Ｏ及びＨ2Ｏは、未使用のＮ2、Ｈ2、及びＮＯに加え、反応器から、第１の排気ガス中に除去されることが好ましい。
ヒドロキシルアミンは、反応器（２６）内で、一酸化窒素ガス（ＮＯ）、窒素ガス（Ｎ2）、及び水素ガス（Ｈ2）を、水性媒体中で化合し、ＮＯを部分的に水素化することによって形成可能である。この結果、亜酸化窒素ガス（Ｎ2Ｏ）が、ガス状副生成物として形成される。Ｎ2Ｏ及びＨ2Ｏは、未使用のＮ2、Ｈ2、及びＮＯに加え、反応器から、第１の排気ガス中に除去されることが好ましい。
第１の排気ガス（１）は、典型的には、おおよそ６７％Ｈ2、１４％ＮＯ、９％Ｎ2、４％Ｈ2Ｏ、８％Ｎ2Ｏ、及び微量の他のガス、例えば、メタン、ＣＯ2、及びＣＯを含む。しかしながら、以下の実施例は、典型的な第１の排気ガス（１）を代表する、上述したガスの合成混合物を使用している。ガスの合成混合物は、以降、「混合物」と称される。
第１の圧力変動吸着（ＰＳＡ）システム（２９）が使用され、そして、Ｎ2、Ｎ2Ｏ、及びＨ2Ｏの第１の混合物が使用される。第２のＰＳＡシステム（６５）も使用され、そして第２と第３の混合物も使用される。第２の混合物は、Ｎ2とＮ2Ｏを含み、一方、第３の混合物は、ヘリウム（Ｈｅ）（Ｈ2、Ｎ2、ＮＯに相当する。）及びＮ2Ｏを含む。除去装置（２７）は、第１、第２及び第３の混同物には使用されない。
第１のＰＳＡシステム（２９）は、水分吸収材料（３１）（水分吸収材料（３１）は、Ｈ2Ｏの高い選択性を有し、第１の混合物からのＨ2Ｏの除去を可能にする。）を含む。
ＰＳＡシステム（２９）に使用される特定のパラメーター、及び混合物からのＨ2Ｏの除去の結果を表１に示す。表１に示した、第１の加圧時間、第１の吸着時間、及び第１の吹きおろし時間は、上述したものである。
ＰＳＡシステム（２９）に使用される特定のパラメーター、及び混合物からのＨ2Ｏの除去の結果を表１に示す。表１に示した、第１の加圧時間、第１の吸着時間、及び第１の吹きおろし時間は、上述したものである。
より特定的には、第１のＰＳＡシステム（２９）は、２個の第１の吸着床（３０）、それぞれ床Ａと床Ｂを含む。第１の吸着床（３０）は、２インチ（５．０８ｃｍ）Ｓｃｈ８０ＰＶＣから構成され、そして、水分吸着材料（３１）として、Ｇｒａｃｅ Ｄａｖｉｓｏｎ ｏｆ Ｃｏｌｕｍｂｉａから入手可能なＤａｖｉｓｏｎ０３を含んでいる。表１の全ての実施例では、第１の吸着床（３０）の長さは５．４７インチ（１３．８９ｃｍ）、床Ａ内の水分吸着材料（３１）の質量は、１８０．４１グラム、床Ｂ内の水分吸着材料（３１）の質量は、１８０．４３グラム、そして、表１に使用した第１の混合物中のＨ2Ｏの量は２５℃及び３１ｐｓｉａ（２１．３８×１０ 4 Ｐａ絶対圧）に対して５０％であった。
最初に存在するＨ2Ｏは、第１の混合物中に最初に存在するＨ2Ｏの量を含む。同様に、最後に存在するＨ2Ｏは、第１の混合物中に最後に存在するＨ2Ｏの量を含む。
第２のＰＳＡシステム（６５）は、Ｎ2Ｏの高い選択性を有する亜酸化窒素吸着材料（６７）を含む。亜酸化窒素吸着材料（６７）からＮ2Ｏを除去することを補助する、実質的に純粋なＮ2Ｏでのリンス（すすぎ）も第２のＰＳＡシステム（６５）に使用される。第２のＰＳＡシステム（６５）に使用される特定のパラメーター及び第２、及び第３の混合物からのＮ2Ｏの除去の結果を表２に示す。表２に示した、第２の加圧時間、第２の吸着時間、Ｎ2加圧時間、Ｎ2Ｏリンス時間、Ｎ2Ｏリンス速度、第２の吹きおろし時間、第２の脱着時間、及び脱着速度は、上述したものである。
より特定的には、第２のＰＳＡシステム（６５）は、４個の吸着床（６６）、それぞれ床Ｃ、床Ｄ、床Ｅ及び床Ｆを含む。第２の吸着床（６６）は、１インチ（２．５４ｃｍ）３０４ＳＳパイプから構成され、そして亜酸化窒素吸着材料（６７）として、ＵＯＰ ＬＬＣ ｏｆ Ｄｅｓ Ｐｌａｉｎｅｓ，Ｉ１から購買可能なＨＩＳＩＶ−３０００を含んでいる。表２の全ての例では、第２の吸着床（６６）の長さは、２７．４インチ（６９．０６ｃｍ）であり、床Ｃ内の亜酸化窒素吸着材料（６７）の質量は、１７２．５００グラムであり、床Ｄ内の亜酸化窒素吸着材料（６７）の質量は、１７２．４８９グラムであり、床Ｅ内の亜酸化窒素吸着材料（６７）の質量は、１７２．６５９グラムであり、そして、床Ｆ内の亜酸化窒素吸着材料（６７）の質量は、１７２．５０８グラムである。実施例１〜８は、第２の混合物を使用し、一方、実施例９は、第３の混合物を使用している。
混合濃縮物(mixture concentration)は、第２のＰＳＡシステム（６５）を使用してＮ2Ｏを除去する前に、第２及び第３の混合物中に最初から存在しているＮ2Ｏを、第２と第３の混合物の合計に対して数％含んでいる。
混合物の流速は、第２と第３の混合物が第２のＰＳＡシステム（６５）に導入される速度を含んでいる。
除去されたＮ2Ｏの純度は、第２及び第３の混合物から除去されたＮ2Ｏの測定値を含む。
除去されたＮ2Ｏの百分率は、それぞれ、第２及び第３の混合物中に存在するＮ2Ｏの合計量と比較した、第２及び第３の混合物から除去されたＮ2Ｏの量の測定値を含む。
コンピューターシミュレーションも用い、そして、実験ＰＳＡシステムを使用した、Ｎ2Ｏの最適な除去を決定した。最初に、表２における実験２、６及び９の実験結果に対してコンピューターシミュレーションの確証を行った。コンピューターシミュレーションに使用した特定のパラメーター、及びＮ2Ｏの除去の予測結果を、理想例（アイデアル）及び表３に示す。表３に示した脱着速度、Ｎ2Ｏリンス速度、及びＮ2パージ速度は上述したものである。
理想例（アイデアル）は、仮想の第３の排気ガス（３）（この第３の排気ガス（３）は、実際の第３の排気ガス（３）に類似して、Ｈ2、ＮＯ、Ｎ2Ｏ、ＮＯ及びメタン及びＣＯ2等の微量の成分を含む。）からのＮ2Ｏの除去を最大にするために最適化されたパラメーターを含む。理想例では、Ｎ2Ｏの純度は９９％を超え、この純度は商用純度であると考えられ、及び市販に適切であると考えられる。
混合物の濃度は、実験ＰＳＡシステムで除去する前の、コンヒューターシミュレーションに使用された混合物中に存在するＮ2Ｏの百分率を含む。混合物流速は、コンピューターシミュレションに使用された混合物が実験ＰＳＡシステムに導入された速度を含む。
本発明を実施例を用いて説明した。そして、使用された技術用語は、その用語が本来有する意味を限定するものではないと理解される。上述した技術を参照することによって、多くの改良と変形が可能であることは明らかであり、そして、本発明は、ここに記載された以外の態様でも実施可能であることが明らかである。
１ 第１の排気ガス
２ 第２の排気ガス
３ 第３の排気ガス
４ 内容物
５ 内容物
１２ 窒素
１３ Ｎ2Ｏ
２６ 反応器
２７ 除去装置
２９ 第１のＰＳＡシステム
３０ 第１の吸着床
３１ 水分吸着材料
３２ 乾燥ガス生成物タンク
３３ 入口
３５ 排出端
３６ バルブ
３７ パージバルブ
４３ 湿分分離器
６５ 第２のＰＳＡシステム
６６ 第２の吸着床
６７ 亜酸化窒素吸着材料
７１ タンク
７２ Ｎ2Ｏ生成物
７３ リサイクルタンク
２ 第２の排気ガス
３ 第３の排気ガス
４ 内容物
５ 内容物
１２ 窒素
１３ Ｎ2Ｏ
２６ 反応器
２７ 除去装置
２９ 第１のＰＳＡシステム
３０ 第１の吸着床
３１ 水分吸着材料
３２ 乾燥ガス生成物タンク
３３ 入口
３５ 排出端
３６ バルブ
３７ パージバルブ
４３ 湿分分離器
６５ 第２のＰＳＡシステム
６６ 第２の吸着床
６７ 亜酸化窒素吸着材料
７１ タンク
７２ Ｎ2Ｏ生成物
７３ リサイクルタンク
Claims (7)
- 亜酸化窒素及び少なくとも１種の他のガスを含む排気ガスから亜酸化窒素を除去する方法であって、
圧力変動吸着システムを使用して行われ、及び以下の工程：
ａ）排気ガスを、亜酸化窒素吸着材料を通して流し、亜酸化窒素吸着材料に含まれる粒子に亜酸化窒素を吸着させる工程；
ｂ）亜酸化窒素吸着材料に隣接して、窒素から成るバッファー領域を形成する工程；
ｃ）追加的な亜酸化窒素ガスを、亜酸化窒素吸着材料を通して流し、他のガスを排除する工程；及び
ｄ）亜酸化窒素吸着材料から亜酸化窒素を脱着させる工程、
を含み、
工程ｃ）で、前記追加的な亜酸化窒素ガスが、排気ガスの流れに向流して、圧力変動吸着システムの頂部に流れ込んで、追加的な亜酸化窒素の存在領域を形成し、及び
前記バッファー領域は、前記追加的な存在領域と亜酸化窒素吸着材料の間にサンドイッチされて存在し、及び
前記バッファー領域は、窒素が、排気ガスの流れに向流して、圧力変動吸着システムの頂部に流れこんで形成されることを特徴とする方法。 - 更に、バッファー領域を形成する前に、亜酸化窒素吸着材料を、排気ガスの流れから分離する工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
- バッファー領域を形成する工程が、亜酸化窒素吸着材料を排気ガスの流れから除去した後に、排気ガスの流れに対して向流するように窒素を流す工程を含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
- 追加的に亜酸化窒素を流す工程が、実質的に純粋な亜酸化窒素を、亜酸化窒素吸着材料を通して流すことを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
- 追加的に亜酸化窒素を流す工程が、追加的な亜酸化窒素を、排気ガスの流れに対して向流するように流すことを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
- 亜酸化窒素吸着材料が、粒子を含み、且つ粒子間に空間部分を有し、そして、
バッファー領域は、前記空間部分内において、追加的な亜酸化窒素と排気ガスの間に設けられることを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。 - 前記亜酸化窒素吸着材料が、吸着床内に配置され、そして、亜酸化窒素を脱着させる工程が、吸着床の圧力を低下させる工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
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