JP5679433B2 - Argon gas purification method and purification apparatus - Google Patents

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Description

本発明は、不純物として少なくとも酸素、水素、一酸化炭素、および窒素を含有するアルゴンガスを精製する方法と装置に関する。   The present invention relates to a method and apparatus for purifying argon gas containing at least oxygen, hydrogen, carbon monoxide, and nitrogen as impurities.

例えば、シリコン単結晶引上げ炉、セラミック焼結炉、製鋼用真空脱ガス設備、太陽電池用シリコンプラズマ溶解装置、多結晶シリコン鋳造炉のような設備においては、アルゴンガスが炉内雰囲気ガス等として使用されている。そのような設備から再利用のため回収されたアルゴンガスは、水素、一酸化炭素、空気などの混入により純度が低下している。そこで、回収されたアルゴンガスの純度を高めるため、混入した不純物を吸着剤に吸着させることが行われている。さらに、そのような不純物の吸着を効率良く行うため、吸着処理の前処理として不純物中の酸素と可燃成分とを反応させることが提案されている(特許文献1、2参照)。   For example, in equipment such as silicon single crystal pulling furnace, ceramic sintering furnace, vacuum degassing equipment for steel making, silicon plasma melting equipment for solar cells, polycrystalline silicon casting furnace, argon gas is used as atmosphere gas in the furnace Has been. The purity of argon gas collected for reuse from such facilities is reduced due to the incorporation of hydrogen, carbon monoxide, air, and the like. Therefore, in order to increase the purity of the recovered argon gas, the admixed impurities are adsorbed on the adsorbent. Furthermore, in order to efficiently adsorb such impurities, it has been proposed to react oxygen in the impurities with combustible components as a pretreatment of the adsorption treatment (see Patent Documents 1 and 2).

特許文献1に開示された方法においては、アルゴンガスにおける酸素の量を、水素、一酸化炭素等の可燃成分を完全燃焼させるのに必要な化学量論量よりも僅かに少なくなるよう調節し、次に、一酸化炭素と酸素との反応よりも水素と酸素との反応を優先させるパラジウムまたは金を触媒として、アルゴンガスにおける酸素を一酸化炭素、水素等と反応させることで、一酸化炭素を残留させた状態で二酸化炭素と水を生成し、次に、アルゴンガスに含有される二酸化炭素と水を常温で吸着剤に吸着させ、しかる後に、アルゴンガスに含有される一酸化炭素と窒素を−10℃〜−50℃の温度で吸着剤に吸着させている。   In the method disclosed in Patent Document 1, the amount of oxygen in the argon gas is adjusted to be slightly less than the stoichiometric amount necessary for complete combustion of combustible components such as hydrogen and carbon monoxide, Next, by using palladium or gold, which gives priority to the reaction of hydrogen and oxygen over the reaction of carbon monoxide and oxygen, oxygen in argon gas is reacted with carbon monoxide, hydrogen, etc. Carbon dioxide and water are produced in the state of remaining, and then carbon dioxide and water contained in argon gas are adsorbed on the adsorbent at room temperature, and then carbon monoxide and nitrogen contained in argon gas are adsorbed. It is made to adsorb | suck to adsorption agent at the temperature of -10 degreeC--50 degreeC.

特許文献2に開示された方法においては、アルゴンガスにおけるの酸素の量を、水素、一酸化炭素等の可燃成分を完全燃焼させるのに十分な量とし、次に、パラジウム系の触媒を用いてアルゴンガスにおける酸素を一酸化炭素、水素等と反応させることで、酸素を残留させた状態で二酸化炭素と水を生成し、次に、アルゴンガスに含有される二酸化炭素と水を常温で吸着剤に吸着させ、しかる後に、アルゴンガスに含有される酸素と窒素を−170℃程度の温度で吸着剤に吸着させている。   In the method disclosed in Patent Document 2, the amount of oxygen in the argon gas is set to an amount sufficient to completely burn combustible components such as hydrogen and carbon monoxide, and then a palladium-based catalyst is used. By reacting oxygen in argon gas with carbon monoxide, hydrogen, etc., carbon dioxide and water are produced with oxygen remaining, and then the carbon dioxide and water contained in argon gas are adsorbed at room temperature. Then, oxygen and nitrogen contained in the argon gas are adsorbed on the adsorbent at a temperature of about -170 ° C.

特許第3496079号公報Japanese Patent No. 3496079 特許第3737900号公報Japanese Patent No. 3737900

特許文献1に記載の方法では、アルゴンガスにおける酸素の量を、水素、一酸化炭素等を完全燃焼させるのに必要な化学量論量よりも少なくし、一酸化炭素と酸素との反応よりも水素と酸素との反応を優先させる触媒を用いている。そのため、その反応により水素の完全燃焼が図られると共に、未反応の一酸化炭素が積極的に残留される。しかし、微量の水素は吸着処理によっては除去困難であるが、アルゴンガスの用途においては水素の残留が許容される場合が少なくない。一方、一酸化炭素は触媒毒になると共にゼオライト等の一般的な吸着剤によっては二酸化炭素よりも吸着が困難である。すなわち、吸着処理の前段階において、残留させても問題の少ない水素の完全燃焼を図り、その一方で、触媒の機能を低下させるおそれがあって吸着が困難な一酸化炭素を積極的に残留させるという不合理な処理を行っている。   In the method described in Patent Document 1, the amount of oxygen in the argon gas is less than the stoichiometric amount necessary for complete combustion of hydrogen, carbon monoxide, etc., and more than the reaction between carbon monoxide and oxygen. A catalyst that gives priority to the reaction between hydrogen and oxygen is used. Therefore, complete combustion of hydrogen is achieved by the reaction, and unreacted carbon monoxide remains positively. However, although a trace amount of hydrogen is difficult to remove by an adsorption treatment, in many cases, the use of argon gas allows hydrogen to remain. On the other hand, carbon monoxide becomes a catalyst poison and is difficult to adsorb than carbon dioxide depending on a general adsorbent such as zeolite. That is, in the previous stage of the adsorption treatment, complete combustion of hydrogen with few problems even if it is left is attempted, while carbon monoxide that is difficult to adsorb due to the possibility of reducing the function of the catalyst is actively left. This is an unreasonable process.

特許文献2に記載の方法では、アルゴンガスにおけるの酸素の量を、水素、一酸化炭素等を完全燃焼させるのに十分な量として、パラジウム系の触媒を用いてアルゴンガスにおける酸素を一酸化炭素、水素等と反応させている。そのため、その反応により水素、一酸化炭素等の完全燃焼が図られると共に、アルゴンガスの用途においては残留が問題とされる場合が多い酸素が積極的に残留される。しかし、上記のようにアルゴンガスの用途においては水素の残留が許容される場合が少なくない。一方、酸素を吸着するには吸着時の温度を−170℃程度まで低下させる必要がある。すなわち、吸着処理の前段階において、残留させても問題の少ない水素の完全燃焼を図り、その一方で、吸着処理の際の冷却エネルギーの増大により精製負荷が大きくなる酸素を積極的に残留させるという不合理な処理を行っている。   In the method described in Patent Document 2, the amount of oxygen in the argon gas is set to a sufficient amount to completely burn hydrogen, carbon monoxide, etc., and the oxygen in the argon gas is converted to carbon monoxide using a palladium-based catalyst. , Reacting with hydrogen and the like. For this reason, complete reaction of hydrogen, carbon monoxide, and the like is achieved by the reaction, and oxygen, which often remains a problem in the use of argon gas, actively remains. However, as described above, in the use of argon gas, hydrogen is often allowed to remain. On the other hand, in order to adsorb oxygen, it is necessary to lower the temperature during adsorption to about -170 ° C. In other words, in the previous stage of the adsorption process, complete combustion of hydrogen with few problems even if left is attempted, while oxygen that increases the purification load due to an increase in cooling energy during the adsorption process is actively left. Unreasonable processing.

上記のような不合理な従来技術によれば、アルゴンガスの回収設備の管理費用や建設費用が増大するという問題がある。本発明は、そのような従来技術の問題を解決できるアルゴンガスの精製方法および精製装置を提供することを目的とする。   According to the above-mentioned unreasonable prior art, there is a problem that the management cost and the construction cost of the argon gas recovery facility increase. It is an object of the present invention to provide an argon gas purification method and a purification apparatus that can solve such problems of the prior art.

本発明方法は、少なくとも酸素、水素、一酸化炭素、および窒素を不純物として含有するアルゴンガスを精製する方法であって、前記アルゴンガスにおける酸素モル濃度を一酸化炭素モル濃度と水素モル濃度との和の1/2未満、且つ、一酸化炭素モル濃度の1/2を超える値に設定し、前記アルゴンガスにおける酸素モル濃度を設定する際に、酸素モル濃度が一酸化炭素モル濃度と水素モル濃度との和の1/2以上である場合は水素を添加し、酸素モル濃度が一酸化炭素モル濃度の1/2以下である場合は酸素を添加し、次に、水素と酸素との反応よりも一酸化炭素と酸素との反応を優先させる触媒を用い、前記アルゴンガスにおける酸素を一酸化炭素および水素と反応させることで、水素を残留させた状態で二酸化炭素と水を生成し、しかる後に、前記アルゴンガスにおける不純物の含有率を吸着剤を用いて低減し、前記触媒は白金を主成分として含むことを特徴とする。
本発明によれば、アルゴンガスにおける酸素モル濃度を一酸化炭素モル濃度と水素モル濃度との和の1/2未満に設定し、水素と酸素との反応よりも一酸化炭素と酸素との反応を優先させる触媒を用いてアルゴンガスにおける酸素を一酸化炭素、水素と反応させている。これにより、残留させても問題の少ない水素を積極的に残留させ、吸着除去する場合は冷却エネルギーを増大させる酸素の完全燃焼を図ることができ、さらに、触媒機能を低下させるおそれがあって二酸化炭素よりも吸着困難な一酸化炭素を積極的に残留させる必要もない。これにより、精製設備の管理を容易にすると共にコンパクト化を図ることができ、エネルギー消費を低減できる。
本発明方法において水素と酸素との反応よりも一酸化炭素と酸素との反応を優先させるため、前記触媒は白金を主成分として含む。本発明方法において二酸化炭素、水、および窒素の吸着を効率良く行うため、前記アルゴンガスにおける不純物の含有率を吸着剤を用いて低減する際に、その不純物の中の少なくとも二酸化炭素と水を常温での圧力スイング吸着法により吸着した後に、その不純物の中の少なくとも窒素を−10℃〜−50℃でのサーマルスイング吸着法により吸着するのが好ましい。
The method of the present invention is a method for purifying an argon gas containing at least oxygen, hydrogen, carbon monoxide, and nitrogen as impurities, wherein the oxygen molar concentration in the argon gas is calculated by combining the carbon monoxide molar concentration and the hydrogen molar concentration. When the oxygen molar concentration in the argon gas is set to a value less than 1/2 of the sum and exceeding 1/2 of the carbon monoxide molar concentration , the oxygen molar concentration is the carbon monoxide molar concentration and the hydrogen molar concentration. Hydrogen is added when it is ½ or more of the sum with the concentration, oxygen is added when the oxygen molar concentration is ½ or less of the carbon monoxide molar concentration, and then the reaction between hydrogen and oxygen Using a catalyst that prioritizes the reaction between carbon monoxide and oxygen, and reacting oxygen in the argon gas with carbon monoxide and hydrogen to produce carbon dioxide and water with hydrogen remaining, After that, the content ratio of impurities in the argon gas was reduced using an adsorbent, wherein the catalyst is characterized in that it comprises as a main component platinum.
According to the present invention, the oxygen molar concentration in the argon gas is set to less than ½ of the sum of the carbon monoxide molar concentration and the hydrogen molar concentration, and the reaction between carbon monoxide and oxygen rather than the reaction between hydrogen and oxygen. Oxygen in argon gas is reacted with carbon monoxide and hydrogen using a catalyst that gives priority to the above. As a result, when hydrogen remains with little problem even if it is left and is adsorbed and removed, it is possible to achieve complete combustion of oxygen to increase the cooling energy, and further, the catalyst function may be deteriorated and carbon dioxide. There is no need to actively leave carbon monoxide, which is more difficult to adsorb than carbon. Thereby, management of the refinery facility can be facilitated and the size can be reduced, and energy consumption can be reduced.
To prioritize the reaction of carbon monoxide with oxygen than the reaction of hydrogen and oxygen in the method of the present invention, said catalyst including as a main component platinum. In order to efficiently adsorb carbon dioxide, water, and nitrogen in the method of the present invention, when reducing the content of impurities in the argon gas using an adsorbent, at least carbon dioxide and water in the impurities are at room temperature. It is preferable that at least nitrogen in the impurities is adsorbed by a thermal swing adsorption method at −10 ° C. to −50 ° C. after adsorption by the pressure swing adsorption method.

本発明方法において、前記アルゴンガスにおける酸素モル濃度を一酸化炭素モル濃度の1/2を超える値に設定する。
これにより、触媒の機能を低下させるおそれのある一酸化炭素の完全燃焼を図ることができる。この場合、前記アルゴンガスにおける酸素モル濃度を設定する際に、酸素モル濃度が一酸化炭素モル濃度と水素モル濃度との和の1/2以上である場合は水素を添加し、酸素モル濃度が一酸化炭素モル濃度の1/2以下である場合は酸素を添加する。これにより、酸素モル濃度を設定する際に一酸化炭素は添加されないので、一酸化炭素と水との反応副生成物がアルゴンガスの純度を低下させるのを防止できる。
本発明方法において、前記アルゴンガスにおける不純物の含有率を吸着剤を用いて低減した後に、その不純物の中の水素を除去することで前記アルゴンガスにおける水素濃度を低減してもよい。これにより、アルゴンガスにおける水素濃度を、吸着剤を用いて低減するよりもさらに低減することが要求される場合に対応できる。
In the process of the present invention, to set the oxygen molar concentration in the argon gas to a value greater than 1/2 of the carbon monoxide molar.
Thereby, complete combustion of carbon monoxide which may reduce the function of the catalyst can be achieved. In this case, when setting the oxygen molar concentration in the argon gas, hydrogen is added when the oxygen molar concentration is 1/2 or more of the sum of the carbon monoxide molar concentration and the hydrogen molar concentration. If it is 1/2 or less of carbon monoxide molar you add oxygen. Thereby, since carbon monoxide is not added when setting oxygen molar concentration, it can prevent that the reaction by-product of carbon monoxide and water reduces the purity of argon gas.
In the method of the present invention, after reducing the content of impurities in the argon gas using an adsorbent, the hydrogen concentration in the argon gas may be reduced by removing hydrogen in the impurities. Thereby, it can respond to the case where it is requested | required that the hydrogen concentration in argon gas is further reduced rather than reducing using an adsorbent.

本発明装置は、少なくとも酸素、水素、一酸化炭素、および窒素を不純物として含有するアルゴンガスを精製する装置であって、前記アルゴンガスが導入される反応器と、前記反応器に導入される前記アルゴンガスにおける酸素モル濃度を一酸化炭素モル濃度と水素モル濃度との和の1/2未満、且つ、一酸化炭素モル濃度の1/2を超える値に設定する濃度調節装置と、前記反応器に接続される吸着装置とを備え、前記アルゴンガスにおける酸素モル濃度を設定する際に、酸素モル濃度が一酸化炭素モル濃度と水素モル濃度との和の1/2以上である場合は水素が添加され、酸素モル濃度が一酸化炭素モル濃度の1/2以下である場合は酸素が添加され、前記反応器内で前記アルゴンガスにおける酸素が一酸化炭素および水素と反応することで、水素が残留した状態で二酸化炭素と水が生成されるように、水素と酸素との反応よりも一酸化炭素と酸素との反応を優先させる触媒が前記反応器に充填され、前記吸着装置は、前記反応器から流出する前記アルゴンガスにおける不純物の含有率を低減するための吸着剤を有し、前記触媒は白金を主成分として含むことを特徴とする。
本発明装置によれば本発明方法を実施できる。
The apparatus of the present invention is an apparatus for purifying an argon gas containing at least oxygen, hydrogen, carbon monoxide, and nitrogen as impurities, the reactor into which the argon gas is introduced, and the reactor that is introduced into the reactor A concentration controller for setting the oxygen molar concentration in the argon gas to a value less than 1/2 of the sum of the carbon monoxide molar concentration and the hydrogen molar concentration and exceeding 1/2 of the carbon monoxide molar concentration; and the reactor When the oxygen molar concentration in the argon gas is set, when the oxygen molar concentration is ½ or more of the sum of the carbon monoxide molar concentration and the hydrogen molar concentration, the hydrogen is it is added, if the oxygen molar concentration is 1/2 or less of carbon monoxide molar concentrations are added oxygen, the argon oxygen may react with carbon monoxide and hydrogen in the gas in the reactor The reactor is filled with a catalyst that gives priority to the reaction of carbon monoxide and oxygen over the reaction of hydrogen and oxygen so that carbon dioxide and water are generated in a state where hydrogen remains. may have a sorbent for reducing the content of impurities in the argon gas flowing out of the reactor, the catalyst is characterized in that it comprises as a main component platinum.
According to the apparatus of the present invention, the method of the present invention can be carried out.

本発明によれば、回収された不純物含有アルゴンガスの純度を合理的な精製処理により高めることで、精製用触媒の機能低下を防止し、精製負荷を低減し、回収設備の管理費用、建設費用の低減に貢献する方法と装置を提供できる。   According to the present invention, the purity of the recovered impurity-containing argon gas is increased by a rational purification process, so that the functional degradation of the purification catalyst is prevented, the purification load is reduced, and the management costs and construction costs of the recovery equipment are reduced. It is possible to provide a method and an apparatus that contribute to the reduction of the above.

本発明の実施形態に係るアルゴンガスの精製装置の構成説明図Arrangement explanatory drawing of the purification apparatus of argon gas concerning the embodiment of the present invention 本発明の実施形態に係るアルゴンガスの精製装置における圧力スイング吸着装置の構成説明図Structure explanatory drawing of the pressure swing adsorption | suction apparatus in the refiner | purifier of the argon gas which concerns on embodiment of this invention 本発明の実施形態に係るアルゴンガスの精製装置における温度スイング吸着装置の構成説明図Structure explanatory drawing of the temperature swing adsorption apparatus in the refiner | purifier of the argon gas which concerns on embodiment of this invention

図1に示すアルゴンガスの精製装置αは、例えば多結晶シリコン鋳造炉のようなアルゴンガス供給源1から供給される使用済アルゴンガスを回収して再利用できるように精製するもので、加熱器2、反応器3、濃度調節装置4、冷却器5、および吸着装置6を備える。   An argon gas refining device α shown in FIG. 1 is for purifying spent argon gas supplied from an argon gas supply source 1 such as a polycrystalline silicon casting furnace so that it can be reused. 2, a reactor 3, a concentration adjusting device 4, a cooler 5, and an adsorption device 6.

供給源αから供給されるアルゴンガスは、図外フィルター等により除塵され、ガス送り手段としてブロワ7を介して加熱器2に導入される。精製対象のアルゴンガスに含有される不純物は少なくとも酸素、水素、一酸化炭素、および窒素とされるが、二酸化炭素や炭化水素等の他の不純物を含有していてもよい。精製されるアルゴンガスにおける不純物の濃度は特に限定されず、例えば5モルppm〜40000モルppm程度とされる。加熱器2によるアルゴンガスの加熱温度は、反応器3において一酸化炭素が触媒の活性点に吸着して水素と酸素の反応を阻害するのを防止する観点から200℃以上にするのが好ましく、触媒の寿命短縮を防止する観点から300℃以下とするのが好ましい。   The argon gas supplied from the supply source α is dedusted by a filter (not shown) and introduced into the heater 2 via the blower 7 as a gas feeding means. Impurities contained in the argon gas to be purified are at least oxygen, hydrogen, carbon monoxide, and nitrogen, but may contain other impurities such as carbon dioxide and hydrocarbons. The concentration of impurities in the argon gas to be purified is not particularly limited, and is, for example, about 5 mol ppm to 40000 mol ppm. The heating temperature of the argon gas by the heater 2 is preferably set to 200 ° C. or higher from the viewpoint of preventing carbon monoxide from adsorbing on the active sites of the catalyst and inhibiting the reaction between hydrogen and oxygen in the reactor 3. From the viewpoint of preventing shortening of the catalyst life, the temperature is preferably 300 ° C. or lower.

加熱器2により加熱されたアルゴンガスは反応器3に導入される。濃度調節装置4は、加熱器2を介して反応器3に導入されるアルゴンガスにおける酸素モル濃度を一酸化炭素モル濃度と水素モル濃度との和の1/2未満に設定する。本実施形態の濃度調節装置4は濃度測定器4a、水素供給源4b、水素量調整器4c、酸素供給源4d、酸素量調節器4e、及びコントローラ4fを有する。濃度測定器4aは、加熱器2に導入されるアルゴンガスにおける酸素モル濃度、一酸化炭素モル濃度、水素モル濃度を測定し、その測定信号をコントローラ4fに送る。コントローラ4fは、測定された酸素モル濃度が一酸化炭素モル濃度と水素モル濃度の和の1/2以上である場合は、1/2未満にするのに必要な水素量に対応する制御信号を水素量調整器4cに送り、測定された酸素モル濃度が一酸化炭素モル濃度の1/2以下である場合は、1/2を超えるようにするのに必要な酸素量に対応する制御信号を酸素量調節器4eに送る。水素量調整器4cは、水素供給源4bから反応器3へ到る流路を、制御信号に応じた量の水素が供給されるように開度調整する。酸素量調節器4eは、酸素供給源4dから反応器3へ到る流路を、制御信号に応じた量の酸素が供給されるように開度調整する。これにより、精製対象のアルゴンガスにおける酸素モル濃度の設定に際し、酸素モル濃度が一酸化炭素モル濃度と水素モル濃度の和の1/2以上である場合は水素が添加され、酸素モル濃度が一酸化炭素モル濃度の1/2以下である場合は酸素が添加される。   Argon gas heated by the heater 2 is introduced into the reactor 3. The concentration controller 4 sets the oxygen molar concentration in the argon gas introduced into the reactor 3 through the heater 2 to be less than ½ of the sum of the carbon monoxide molar concentration and the hydrogen molar concentration. The concentration adjusting device 4 of this embodiment includes a concentration measuring device 4a, a hydrogen supply source 4b, a hydrogen amount adjusting device 4c, an oxygen supply source 4d, an oxygen amount adjusting device 4e, and a controller 4f. The concentration measuring device 4a measures the oxygen molar concentration, carbon monoxide molar concentration, and hydrogen molar concentration in the argon gas introduced into the heater 2, and sends the measurement signal to the controller 4f. When the measured oxygen molar concentration is ½ or more of the sum of the carbon monoxide molar concentration and the hydrogen molar concentration, the controller 4f generates a control signal corresponding to the amount of hydrogen necessary to make it less than ½. When the measured oxygen molar concentration is less than 1/2 of the carbon monoxide molar concentration, the control signal corresponding to the amount of oxygen necessary to exceed 1/2 is sent to the hydrogen amount regulator 4c. It sends to the oxygen amount controller 4e. The hydrogen amount adjuster 4c adjusts the opening of the flow path from the hydrogen supply source 4b to the reactor 3 so that an amount of hydrogen corresponding to the control signal is supplied. The oxygen amount adjuster 4e adjusts the opening of the flow path from the oxygen supply source 4d to the reactor 3 so that an amount of oxygen corresponding to the control signal is supplied. Thus, when setting the oxygen molar concentration in the argon gas to be purified, hydrogen is added if the oxygen molar concentration is ½ or more of the sum of the carbon monoxide molar concentration and the hydrogen molar concentration. Oxygen is added when the molar concentration of carbon oxide is ½ or less.

反応器3に、水素と酸素との反応よりも一酸化炭素と酸素との反応を優先させる触媒が充填される。これにより、反応器3内でアルゴンガスにおける酸素が一酸化炭素および水素と200℃〜300℃の温度下で反応することにより、水素が残留した状態で二酸化炭素と水が生成される。触媒は白金を主成分として含み、本実施形態ではアルミナにより担持された白金触媒が用いられる。触媒は白金に限定されず、例えば白金合金を用いてもよく、少量のパラジウム等の他成分を含んでもよい。   The reactor 3 is filled with a catalyst that prioritizes the reaction of carbon monoxide and oxygen over the reaction of hydrogen and oxygen. Thus, oxygen in the argon gas reacts with carbon monoxide and hydrogen at a temperature of 200 ° C. to 300 ° C. in the reactor 3 to generate carbon dioxide and water with hydrogen remaining. The catalyst contains platinum as a main component. In this embodiment, a platinum catalyst supported by alumina is used. The catalyst is not limited to platinum. For example, a platinum alloy may be used, and a small amount of other components such as palladium may be included.

冷却器5は反応器3に接続され、反応器3から流出するアルゴンガスを40℃程度まで冷却する。冷却器5により冷却されたアルゴンガスが吸着装置6に導入される。   The cooler 5 is connected to the reactor 3 and cools the argon gas flowing out from the reactor 3 to about 40 ° C. Argon gas cooled by the cooler 5 is introduced into the adsorption device 6.

吸着装置6は、反応器3から流出するアルゴンガスにおける不純物の含有率を低減するための吸着剤を有する。本実施形態の吸着装置6は、アルゴンガスにおける不純物の吸着を常温での圧力スイング吸着法により行なうPSAユニット10と、−10℃〜−50℃でのサーマルスイング吸着法により行うTSAユニット20を有し、圧力スイング吸着法での吸着後にサーマルスイング吸着法による吸着を行う。   The adsorption device 6 has an adsorbent for reducing the content of impurities in the argon gas flowing out from the reactor 3. The adsorption apparatus 6 of the present embodiment has a PSA unit 10 that performs adsorption of impurities in argon gas by a pressure swing adsorption method at room temperature, and a TSA unit 20 that performs a thermal swing adsorption method at −10 ° C. to −50 ° C. Then, after the adsorption by the pressure swing adsorption method, the adsorption by the thermal swing adsorption method is performed.

PSAユニット10は公知のものを用いることができる。例えば図2に示すPSAユニット10は4塔式であり、反応器3から流出するアルゴンガスを圧縮する圧縮機12と、4つの第1〜第4吸着塔13を有し、各吸着塔13に吸着剤が充填されている。その吸着剤としては二酸化炭素および水分の吸着に適したものが用いられ、例えば活性アルミナ、活性炭およびCaA型ゼオライトが用いられる。
圧縮機12は、各吸着塔13の入口13aに切替バルブ13bを介して接続される。吸着塔13の入口13aそれぞれは、切替バルブ13eおよびサイレンサー13fを介して大気中に接続される。
吸着塔13の出口13kそれぞれは、切替バルブ13lを介して流出配管13mに接続され、切替バルブ13nを介して昇圧配管13oに接続され、切替バルブ13pを介して均圧・洗浄出側配管13qに接続され、切替バルブ13rを介して均圧・洗浄入側配管13sに接続される。
流出配管13mは、圧力調節バルブ13tを介してTSAユニット20に接続され、TSAユニット20に導入されるアルゴンガスの圧力が一定とされる。
昇圧配管13oは、流量制御バルブ13u、流量指示調節計13vを介して流出配管13mに接続され、昇圧配管13oでの流量が一定に調節されることにより、TSAユニット20に導入されるアルゴンガスの流量変動が防止される。
均圧・洗浄出側配管13qと均圧・洗浄入側配管13sは、一対の連結配管13wを介して互いに接続され、各連結配管13wに切替バルブ13xが設けられている。
As the PSA unit 10, a known unit can be used. For example, the PSA unit 10 shown in FIG. 2 is a four-column type, and has a compressor 12 for compressing argon gas flowing out from the reactor 3 and four first to fourth adsorption towers 13. Adsorbent is filled. As the adsorbent, those suitable for adsorption of carbon dioxide and moisture are used, and for example, activated alumina, activated carbon and CaA type zeolite are used.
The compressor 12 is connected to the inlet 13a of each adsorption tower 13 via the switching valve 13b. Each of the inlets 13a of the adsorption tower 13 is connected to the atmosphere via a switching valve 13e and a silencer 13f.
Each of the outlets 13k of the adsorption tower 13 is connected to the outflow pipe 13m via the switching valve 13l, connected to the boosting pipe 13o via the switching valve 13n, and connected to the pressure equalization / washing outlet side pipe 13q via the switching valve 13p. Connected to the pressure equalization / cleaning inlet side pipe 13s through the switching valve 13r.
The outflow pipe 13m is connected to the TSA unit 20 via the pressure control valve 13t, and the pressure of the argon gas introduced into the TSA unit 20 is constant.
The booster pipe 13o is connected to the outflow pipe 13m via the flow rate control valve 13u and the flow rate indicating controller 13v, and the argon gas introduced into the TSA unit 20 is adjusted by adjusting the flow rate in the booster pipe 13o to be constant. Flow rate fluctuation is prevented.
The pressure equalizing / cleaning outlet side pipe 13q and the pressure equalizing / cleaning inlet side pipe 13s are connected to each other via a pair of connecting pipes 13w, and a switching valve 13x is provided in each connecting pipe 13w.

PSAユニット10の第1〜第4吸着塔13それぞれにおいて、吸着工程、減圧I工程(洗浄ガス出工程)、減圧II工程(均圧ガス出工程)、脱着工程、洗浄工程(洗浄ガス入工程)、昇圧I工程(均圧ガス入工程)、昇圧II工程が順次行われる。
すなわち、第1吸着塔13において切替バルブ13bと切替バルブ13lのみが開かれ、反応器3から供給されるアルゴンガスは圧縮機12から切替バルブ13bを介して第1吸着塔13に導入される。これにより、第1吸着塔13において導入されたアルゴンガス中の少なくとも二酸化炭素および水分が吸着剤に吸着されることで吸着工程が行われ、不純物の含有率が低減されたアルゴンガスが第1吸着塔13から流出配管13mを介してTSAユニット20に送られる。この際、流出配管13mに送られたアルゴンガスの一部は、昇圧配管13o、流量制御バルブ13uを介して別の吸着塔(本実施形態では第2吸着塔13)に送られ、第2吸着塔13において昇圧II工程が行われる。
次に、第1吸着塔13の切替バルブ13b、13lを閉じ、切替バルブ13pを開け、別の吸着塔(本実施形態では第4吸着塔13)の切替バルブ13rを開け、切替バルブ13xの中の1つを開ける。これにより、第1吸着塔13の上部の比較的不純物含有率の少ないアルゴンガスが、均圧・洗浄入側配管13sを介して第4吸着塔13に送られ、第1吸着塔13において減圧I工程が行われる。この際、第4吸着塔13においては切替バルブ13eが開かれ、洗浄工程が行われる。
次に、第1吸着塔13の切替バルブ13pと第4吸着塔13の切替バルブ13rを開けたまま、第4吸着塔13の切替バルブ13eを閉じることで、第1吸着塔13と第4吸着塔13の間において内部圧力が相互に均一、またはほぼ均一になるまで第4吸着塔13にガスの回収を実施する減圧II工程が行われる。この際、切替バルブ13xは場合に応じ2つとも開けてもよい。
次に、第1吸着塔13の切替バルブ13eを開け、切替バルブ13pを閉じることにより、吸着剤から不純物を脱着する脱着工程が行われ、不純物はガスと共にサイレンサー13fを介して大気中に放出される。
次に、第1吸着塔13の切替バルブ13rを開け、吸着工程を終わった状態の第2吸着塔13の切替バルブ13b、13lを閉じ、切替バルブ13pを開ける。これにより、第2吸着塔13の上部の比較的不純物含有率の少ないアルゴンガスが、均圧・洗浄入側配管13sを介して第1吸着塔13に送られ、第1吸着塔13において洗浄工程が行われる。第1吸着塔13において洗浄工程で用いられたガスは、切替バルブ13e、サイレンサー13fを介して大気中に放出される。この際、第2吸着塔13では減圧I工程が行われる。次に第2吸着塔13の切替バルブ13pと第1吸着塔13の切替バルブ13rを開けたまま第1吸着塔の切替バルブ13eを閉じることで昇圧I工程が行われる。この際、切替バルブ13xは場合に応じ2つとも開けてもよい。
しかる後に、第1吸着塔13の切替バルブ13rを閉じて一旦、工程の無い待機状態になる。これは、第4吸着塔13の昇圧II工程が完了するまで持続する。第4吸着塔13の昇圧が完了して、吸着工程が第3吸着塔13から第4吸着塔13に切り替わると、第1吸着塔の切替バルブ13nを開き、吸着工程にある別の吸着塔(本実施形態では第4吸着塔13)から流出配管13mに送られたアルゴンガスの一部が、昇圧配管13o、流量制御バルブ13uを介して第1吸着塔13に送られ、第1吸着塔13において昇圧II工程が行われる。
上記の各工程が第1〜第4吸着塔13それぞれにおいて順次繰り返されることで、不純物含有率を低減されたアルゴンガスがTSAユニット20に連続して送られる。
なお、PSAユニット10は図2に示すものに限定されず、例えば塔数は4以外でもよい。
In each of the first to fourth adsorption towers 13 of the PSA unit 10, an adsorption process, a reduced pressure I process (cleaning gas outflow process), a reduced pressure II process (equal pressure gas outflow process), a desorption process, a cleaning process (cleaning gas input process) The step-up I step (equal pressure gas entering step) and the step-up II step are sequentially performed.
That is, only the switching valve 13b and the switching valve 13l are opened in the first adsorption tower 13, and the argon gas supplied from the reactor 3 is introduced from the compressor 12 to the first adsorption tower 13 through the switching valve 13b. As a result, an adsorption process is performed by adsorbing at least carbon dioxide and moisture in the argon gas introduced in the first adsorption tower 13 to the adsorbent, and the argon gas with reduced impurity content is first adsorbed. It is sent from the tower 13 to the TSA unit 20 through the outflow pipe 13m. At this time, a part of the argon gas sent to the outflow pipe 13m is sent to another adsorption tower (second adsorption tower 13 in the present embodiment) via the boosting pipe 13o and the flow rate control valve 13u, and the second adsorption. In the tower 13, a pressure increase II step is performed.
Next, the switching valves 13b and 13l of the first adsorption tower 13 are closed, the switching valve 13p is opened, the switching valve 13r of another adsorption tower (the fourth adsorption tower 13 in this embodiment) is opened, and the switching valve 13x is opened. Open one of the. As a result, the argon gas having a relatively small impurity content at the upper part of the first adsorption tower 13 is sent to the fourth adsorption tower 13 via the pressure equalization / cleaning inlet side pipe 13s. A process is performed. At this time, in the fourth adsorption tower 13, the switching valve 13e is opened, and a cleaning process is performed.
Next, the switching valve 13e of the fourth adsorption tower 13 is closed while the switching valve 13p of the first adsorption tower 13 and the switching valve 13r of the fourth adsorption tower 13 are opened, so that the first adsorption tower 13 and the fourth adsorption tower 13 are closed. A depressurization II step is performed in which the fourth adsorption tower 13 recovers the gas until the internal pressure becomes uniform or almost uniform between the towers 13. At this time, two switching valves 13x may be opened depending on circumstances.
Next, a desorption process for desorbing impurities from the adsorbent is performed by opening the switching valve 13e of the first adsorption tower 13 and closing the switching valve 13p, and the impurities are released into the atmosphere together with the gas through the silencer 13f. The
Next, the switching valve 13r of the first adsorption tower 13 is opened, the switching valves 13b and 13l of the second adsorption tower 13 in the state where the adsorption process is finished are closed, and the switching valve 13p is opened. As a result, the argon gas having a relatively low impurity content in the upper part of the second adsorption tower 13 is sent to the first adsorption tower 13 via the pressure equalization / washing inlet side pipe 13s, and the first adsorption tower 13 performs the washing step. Is done. The gas used in the cleaning process in the first adsorption tower 13 is released into the atmosphere through the switching valve 13e and the silencer 13f. At this time, a reduced pressure I step is performed in the second adsorption tower 13. Next, the pressure increase I process is performed by closing the switching valve 13e of the first adsorption tower while the switching valve 13p of the second adsorption tower 13 and the switching valve 13r of the first adsorption tower 13 are opened. At this time, two switching valves 13x may be opened depending on circumstances.
After that, the switching valve 13r of the first adsorption tower 13 is closed to temporarily enter a standby state without a process. This continues until the step-up II process of the fourth adsorption tower 13 is completed. When the pressurization of the fourth adsorption tower 13 is completed and the adsorption process is switched from the third adsorption tower 13 to the fourth adsorption tower 13, the switching valve 13n of the first adsorption tower is opened, and another adsorption tower in the adsorption process ( In the present embodiment, a part of the argon gas sent from the fourth adsorption tower 13) to the outflow pipe 13m is sent to the first adsorption tower 13 via the pressure raising pipe 13o and the flow rate control valve 13u, and the first adsorption tower 13 is supplied. In Step II, a step-up II process is performed.
The above steps are sequentially repeated in each of the first to fourth adsorption towers 13 so that the argon gas with a reduced impurity content is continuously sent to the TSA unit 20.
The PSA unit 10 is not limited to that shown in FIG. 2, and the number of towers may be other than 4, for example.

TSAユニット20は公知のものを用いることができる。例えば図3に示す本実施形態のTSAユニット20は2塔式であり、PSAユニット10から送られてくるアルゴンガスを予冷する熱交換型予冷器21と、予冷器21により冷却されたアルゴンガスを更に冷却する熱交換型冷却器22と、第1、第2吸着塔23、各吸着塔23を覆う熱交換機24を有する。熱交換部24は、吸着工程時には冷媒で吸着剤を冷却し、脱着工程時には熱媒で吸着剤を加熱する。各吸着塔23は、吸着剤が充填された多数の内管を有する。その吸着剤としては窒素の吸着に適したものが用いられ、例えばCaX型ゼオライトが用いられる。
冷却器22は、各吸着塔23の入口23aに切替バルブ23bを介して接続される。
吸着塔23の入口23aそれぞれは、切替バルブ23cを介して大気中に通じる。
吸着塔23の出口23eそれぞれは、切替バルブ23fを介して流出配管23gに接続され、切替バルブ23hを介して冷却・昇圧用配管23iに接続され、切替バルブ23jを介して洗浄用配管23kに接続される。
流出配管23gは予冷器21の一部を構成し、流出配管23gから流出する精製されたアルゴンガスによりPSAユニット10から送られてくるアルゴンガスが冷却される。流出配管23gから精製されたアルゴンガスが一次側圧力制御バルブ23lを介し流出される。
冷却・昇圧用配管23i、洗浄用配管23kは、流量計23m、流量制御バルブ23o、切替バルブ23nを介して流出配管23gに接続される。
熱交換機24は多管式とされ、吸着塔23を構成する多数の内管を囲む外管24a、冷媒供給源24b、冷媒用ラジエタ24c、熱媒供給源24d、熱媒用ラジエタ24eを有する。また、冷媒供給源24bから供給される冷媒を外管24a、冷媒用ラジエタ24cを介して循環させる状態と、熱媒供給源24dから供給される熱媒を外管24a、熱媒用ラジエタ24eを介して循環させる状態とに切り換えるための複数の切替バルブ24fが設けられている。さらに、冷媒用ラジエタ24cから分岐する配管により冷却器22の一部が構成され、冷媒供給源24bから供給される冷媒によりアルゴンガスが冷却器22において冷却され、その冷媒はタンク24gに還流される。
A known TSA unit 20 can be used. For example, the TSA unit 20 of this embodiment shown in FIG. 3 is a two-column type, and a heat exchange type precooler 21 that precools the argon gas sent from the PSA unit 10 and an argon gas cooled by the precooler 21 are used. Furthermore, it has a heat exchange type cooler 22 for cooling, a first and second adsorption tower 23, and a heat exchanger 24 that covers each adsorption tower 23. The heat exchanging unit 24 cools the adsorbent with a refrigerant during the adsorption process, and heats the adsorbent with a heat medium during the desorption process. Each adsorption tower 23 has a large number of inner tubes filled with an adsorbent. As the adsorbent, those suitable for adsorption of nitrogen are used, and for example, CaX type zeolite is used.
The cooler 22 is connected to the inlet 23a of each adsorption tower 23 via a switching valve 23b.
Each of the inlets 23a of the adsorption tower 23 communicates with the atmosphere via the switching valve 23c.
Each of the outlets 23e of the adsorption tower 23 is connected to an outflow pipe 23g through a switching valve 23f, connected to a cooling / pressure-increasing pipe 23i through a switching valve 23h, and connected to a cleaning pipe 23k through a switching valve 23j. Is done.
The outflow pipe 23g constitutes a part of the precooler 21, and the argon gas sent from the PSA unit 10 is cooled by the purified argon gas flowing out from the outflow pipe 23g. The purified argon gas flows out from the outflow pipe 23g through the primary pressure control valve 23l.
The cooling / pressurizing piping 23i and the cleaning piping 23k are connected to the outflow piping 23g via a flow meter 23m, a flow control valve 23o, and a switching valve 23n.
The heat exchanger 24 is a multi-tube type, and includes an outer tube 24a surrounding a large number of inner tubes constituting the adsorption tower 23, a refrigerant supply source 24b, a refrigerant radiator 24c, a heat medium supply source 24d, and a heat medium radiator 24e. In addition, the refrigerant supplied from the refrigerant supply source 24b is circulated through the outer pipe 24a and the refrigerant radiator 24c, and the heat medium supplied from the heat medium supply source 24d is supplied to the outer pipe 24a and the heat medium radiator 24e. A plurality of switching valves 24f are provided for switching to a state of circulation through the switching valves 24f. Further, a part of the cooler 22 is constituted by a pipe branched from the refrigerant radiator 24c, and the argon gas is cooled in the cooler 22 by the refrigerant supplied from the refrigerant supply source 24b, and the refrigerant is returned to the tank 24g. .

TSAユニット20の第1、第2吸着塔23それぞれにおいて、吸着工程、脱着工程、洗浄工程、冷却工程、昇圧工程が順次行われる。
すなわち、TSAユニット20において、PSAユニット10から供給されるアルゴンガスは予冷器21、冷却器22において冷却された後に、切替バルブ23bを介して第1吸着塔23に導入される。この際、第1吸着塔23は熱交換機24において冷媒が循環することで−10℃〜−50℃に冷却される状態とされ、切替バルブ23c、23h、23jは閉じられ、切替バルブ23fは開かれ、アルゴンガスに含有される少なくとも窒素は吸着剤に吸着される。これにより、第1吸着塔23において吸着工程が行われ、不純物の含有率が低減された精製アルゴンガスが吸着塔23から一次側圧力制御バルブ23lを介して流出される。
第1吸着塔23において吸着工程が行われている間に、第2吸着塔23において脱着工程、洗浄工程、冷却工程、昇圧工程が進行する。
すなわち第2吸着塔23においては、吸着工程が終了した後、脱着工程を実施するため、切替バルブ23b、23fが閉じられ、切替バルブ23cが開かれる。これにより第2吸着塔23においては、不純物を含んだヘリウムガスが大気中に放出され、圧力がほぼ大気圧まで低下される。この脱着工程においては、第2吸着塔23で吸着工程時に冷媒を循環させていた熱交換部24の切替バルブ24fを閉状態に切り替えて冷媒の循環を停止させ、冷媒を熱交換部24から抜き出して冷媒供給源24bに戻す切替バルブ24fを開状態に切り替える。
次に、第2吸着塔23において洗浄工程を実施するため、第2吸着塔23の切替バルブ23c、23jと洗浄用配管23kの切替バルブ23nが開状態とされ、熱交換型予冷器21における熱交換により加熱された精製アルゴンガスの一部が、洗浄用配管23kを介して第2吸着塔23に導入される。これにより第2吸着塔23においては、吸着剤からの不純物の脱着と精製アルゴンガスによる洗浄が実施され、その洗浄に用いられたアルゴンガスは切替バルブ23cから不純物と共に大気中に放出される。この洗浄工程においては、第2吸着塔23で熱媒を循環させるための熱交換部24の切替バルブ24fを開状態に切り替える。
次に、第2吸着塔23において冷却工程を実施するため、第2吸着塔23の切替バルブ23jと洗浄用配管23kの切替バルブ23nが閉状態とされ、第2吸着塔23の切替バルブ23hと冷却・昇圧用配管23iの切替バルブ23nが開状態とされ、第1吸着塔23から流出する精製アルゴンガスの一部が冷却・昇圧用配管23iを介して第2吸着塔23に導入される。これにより、第2吸着塔23内を冷却した精製アルゴンガスは切替バルブ23cを介して大気中に放出される。この冷却工程においては、熱媒を循環させるための切替バルブ24fを閉じ状態に切り替えて熱媒循環を停止させ、熱媒を熱交換部24から抜き出して熱媒供給源24dに戻す切替バルブ24fを開状態に切り替える。熱媒の抜き出しの終了後に、第2吸着塔23で冷媒を循環させるための熱交換部24の切替バルブ24fを開状態に切り替え、冷媒循環状態とする。この冷媒循環状態は、次の昇圧工程、それに続く吸着工程の終了まで継続する。
次に、第2吸着塔23において昇圧工程を実施するため、第2吸着塔23の切替バルブ23cが閉じられ、第1吸着塔23から流出する精製アルゴンガスの一部が導入されることで第2吸着塔23の内部が昇圧される。この昇圧工程は、第2吸着塔23の内圧が第1吸着塔23の内圧とほぼ等しくなるまで継続される。昇圧工程が終了すれば、第2吸着塔23の切替バルブ23hと冷却・昇圧用配管23iの切替バルブ23nが閉じられ、これによって第2吸着塔23の全ての切替バルブ23b、23c、23f、23h、23jが閉じた状態となり、第2吸着塔23は次の吸着工程まで待機状態になる。
第2吸着塔23の吸着工程は第1吸着塔23の吸着工程と同様に実施される。第2吸着塔23において吸着工程が行われている間に、第1吸着塔23において脱着工程、洗浄工程、冷却工程、昇圧工程が第2吸着塔23におけると同様に進行される。
なお、TSAユニット20は図3に示すものに限定されず、例えば塔数は2以上、例えば3でも4でもよい。
In each of the first and second adsorption towers 23 of the TSA unit 20, an adsorption process, a desorption process, a cleaning process, a cooling process, and a pressure increasing process are sequentially performed.
That is, in the TSA unit 20, the argon gas supplied from the PSA unit 10 is cooled in the precooler 21 and the cooler 22, and then introduced into the first adsorption tower 23 via the switching valve 23b. At this time, the first adsorption tower 23 is cooled to −10 ° C. to −50 ° C. by circulating the refrigerant in the heat exchanger 24, the switching valves 23c, 23h, and 23j are closed, and the switching valve 23f is opened. In addition, at least nitrogen contained in the argon gas is adsorbed by the adsorbent. As a result, an adsorption step is performed in the first adsorption tower 23, and purified argon gas with reduced impurity content flows out from the adsorption tower 23 through the primary pressure control valve 231.
While the adsorption process is performed in the first adsorption tower 23, the desorption process, the cleaning process, the cooling process, and the pressure increasing process are performed in the second adsorption tower 23.
That is, in the second adsorption tower 23, the switching valves 23b and 23f are closed and the switching valve 23c is opened to perform the desorption process after the adsorption process is completed. Thereby, in the second adsorption tower 23, helium gas containing impurities is released into the atmosphere, and the pressure is reduced to almost atmospheric pressure. In this desorption process, the switching valve 24f of the heat exchanging section 24 that has circulated the refrigerant in the second adsorption tower 23 during the adsorption process is switched to the closed state to stop the circulation of the refrigerant, and the refrigerant is extracted from the heat exchanging section 24. The switching valve 24f that returns to the refrigerant supply source 24b is switched to the open state.
Next, in order to carry out the cleaning process in the second adsorption tower 23, the switching valves 23c, 23j of the second adsorption tower 23 and the switching valve 23n of the cleaning pipe 23k are opened, and the heat in the heat exchange type precooler 21 is heated. Part of the purified argon gas heated by the exchange is introduced into the second adsorption tower 23 through the cleaning pipe 23k. Thus, in the second adsorption tower 23, desorption of impurities from the adsorbent and cleaning with purified argon gas are performed, and the argon gas used for the cleaning is released into the atmosphere together with the impurities from the switching valve 23c. In this cleaning step, the switching valve 24f of the heat exchange unit 24 for circulating the heat medium in the second adsorption tower 23 is switched to the open state.
Next, in order to perform the cooling process in the second adsorption tower 23, the switching valve 23j of the second adsorption tower 23 and the switching valve 23n of the cleaning pipe 23k are closed, and the switching valve 23h of the second adsorption tower 23 The switching valve 23n of the cooling / pressurizing pipe 23i is opened, and a part of the purified argon gas flowing out from the first adsorption tower 23 is introduced into the second adsorption tower 23 through the cooling / pressurizing pipe 23i. As a result, the purified argon gas cooled in the second adsorption tower 23 is released into the atmosphere through the switching valve 23c. In this cooling process, the switching valve 24f for circulating the heat medium is switched to the closed state to stop the circulation of the heat medium, and the switching valve 24f that extracts the heat medium from the heat exchange unit 24 and returns it to the heat medium supply source 24d is provided. Switch to the open state. After completion of the extraction of the heat medium, the switching valve 24f of the heat exchanging unit 24 for circulating the refrigerant in the second adsorption tower 23 is switched to the open state to set the refrigerant circulation state. This refrigerant circulation state continues until the end of the next pressurization step and the subsequent adsorption step.
Next, in order to perform the pressure increasing process in the second adsorption tower 23, the switching valve 23c of the second adsorption tower 23 is closed, and a part of the purified argon gas flowing out from the first adsorption tower 23 is introduced. The inside of the two adsorption tower 23 is pressurized. This pressure increasing process is continued until the internal pressure of the second adsorption tower 23 becomes substantially equal to the internal pressure of the first adsorption tower 23. When the pressure increasing process is completed, the switching valve 23h of the second adsorption tower 23 and the switching valve 23n of the cooling / pressure increasing pipe 23i are closed, whereby all the switching valves 23b, 23c, 23f, 23h of the second adsorption tower 23 are closed. , 23j are closed, and the second adsorption tower 23 is in a standby state until the next adsorption step.
The adsorption process of the second adsorption tower 23 is performed in the same manner as the adsorption process of the first adsorption tower 23. While the adsorption process is performed in the second adsorption tower 23, the desorption process, the washing process, the cooling process, and the pressure increasing process are performed in the first adsorption tower 23 in the same manner as in the second adsorption tower 23.
Note that the TSA unit 20 is not limited to the one shown in FIG.

上記精製装置αによれば、少なくとも酸素、水素、一酸化炭素、および窒素を含有するアルゴンガスを精製する際に、そのアルゴンガスにおける酸素モル濃度を一酸化炭素モル濃度と水素モル濃度との和の1/2未満に設定し、次に、水素と酸素との反応よりも一酸化炭素と酸素との反応を優先させる触媒を用い、そのアルゴンガスにおける酸素を一酸化炭素および水素と反応させることで、水素を残留させた状態で二酸化炭素と水を生成し、しかる後に、そのアルゴンガスにおける不純物の含有率を吸着剤を用いて低減できる。これにより、残留させても問題の少ない水素を積極的に残留させ、吸着除去する場合は冷却エネルギーを増大させる酸素の完全燃焼を図ることができる。さらに、触媒機能を低下させるおそれがあって二酸化炭素よりも吸着困難な一酸化炭素を積極的に残留させる必要もない。これにより、精製設備の管理を容易にすると共にコンパクト化を図ることができ、エネルギー消費を低減できる。また、アルゴンガスにおける不純物の含有率を吸着剤を用いて低減する際に、その不純物の中の少なくとも二酸化炭素と水を常温での圧力スイング吸着法により吸着した後に、その不純物の中の少なくとも窒素を−10℃〜−50℃でのサーマルスイング吸着法により吸着するので、二酸化炭素、水、および窒素の吸着を効率良く行うことができる。また、アルゴンガスにおける酸素モル濃度を一酸化炭素モル濃度の1/2を超える値に設定することで、触媒の機能を低下させるおそれのある一酸化炭素の完全燃焼を図ることができる。さらに、アルゴンガスにおける酸素モル濃度を設定する際に、酸素モル濃度が一酸化炭素モル濃度と水素モル濃度との和の1/2以上である場合は水素を添加し、酸素モル濃度が一酸化炭素モル濃度の1/2以下である場合は酸素を添加することで、一酸化炭素は添加されないので、一酸化炭素と水との反応副生成物がアルゴンガスの純度を低下させるのを防止できる。   According to the purification apparatus α, when purifying argon gas containing at least oxygen, hydrogen, carbon monoxide, and nitrogen, the oxygen molar concentration in the argon gas is the sum of the carbon monoxide molar concentration and the hydrogen molar concentration. Next, using a catalyst that prioritizes the reaction between carbon monoxide and oxygen over the reaction between hydrogen and oxygen, and reacting oxygen in the argon gas with carbon monoxide and hydrogen. Thus, carbon dioxide and water are produced with hydrogen remaining, and then the content of impurities in the argon gas can be reduced using an adsorbent. This makes it possible to achieve complete combustion of oxygen to increase the cooling energy in the case of actively remaining hydrogen with few problems even if it remains, and removing it by adsorption. Further, there is no need to positively leave carbon monoxide, which may lower the catalytic function and is more difficult to adsorb than carbon dioxide. Thereby, management of the refinery facility can be facilitated and the size can be reduced, and energy consumption can be reduced. Further, when reducing the content of impurities in the argon gas by using an adsorbent, after adsorbing at least carbon dioxide and water in the impurities by a pressure swing adsorption method at room temperature, at least nitrogen in the impurities Is adsorbed by a thermal swing adsorption method at −10 ° C. to −50 ° C., so that carbon dioxide, water, and nitrogen can be adsorbed efficiently. Further, by setting the oxygen molar concentration in the argon gas to a value exceeding 1/2 of the carbon monoxide molar concentration, it is possible to achieve complete combustion of carbon monoxide which may reduce the function of the catalyst. Furthermore, when setting the oxygen molar concentration in argon gas, if the oxygen molar concentration is more than half of the sum of the carbon monoxide molar concentration and the hydrogen molar concentration, hydrogen is added and the oxygen molar concentration is When the carbon molar concentration is ½ or less, by adding oxygen, carbon monoxide is not added, so that the reaction by-product of carbon monoxide and water can be prevented from lowering the purity of the argon gas. .

上記精製装置αを用い、多結晶シリコン鋳造炉から回収されたアルゴンガスの精製を行った。アルゴンガスは不純物として窒素を3000モルppm、酸素を550モルppm、水素を200モルppm、一酸化炭素を1000モルppm、二酸化炭素を10モルppmそれぞれ含有する。アルゴンガスをブロワ7により0.05MPaGまで昇圧し、200Nm3 /hの流量で加熱器2に導入して250℃に温度制御し、反応器3に導入した。反応器3は直径400mm、長さ1 200mmの円筒状で、アルミナにより担持された白金触媒(NEケムキャット社製DASH‐220)を充填した。反応器3における反応により、アルゴンガスの不純物濃度は、窒素が3000モルppm、酸素が1モルppm以下、水素が100モルppm、一酸化炭素が1モルppm以下、二酸化炭素が1010モルppm、水分が100モルppmとなった。
そのアルゴンガスを水冷式のクーラーにより構成される冷却器5で40℃まで冷却した後に、圧縮機12を介してPSAユニット10の吸着塔13の一つに導入した。各吸着塔13は直径600mm、長さ1800mmの円筒状で、吸着剤としてCaA型ゼオライト(ユニオン昭和社製5AHP)を充填した。各吸着塔13においては、昇圧工程、吸着工程、洗浄工程、脱着工程の1サイクルを800秒で行なった。アルゴンガスは圧縮機12で0.8MPaGまで昇圧した。PSAユニット10から流出するアルゴンガスの流量は120Nm3 /hとなり、アルゴン中の不純物濃度は窒素が150モルppm、酸素が0.1モルppm以下、水素が100モルppm、一酸化炭素が0.5モルppm以下、水分と二酸化炭素が0.5モルppm以下となり、露点は−70℃以下となった。
PSAユニット10により精製されたアルゴンガスを、予冷器21、冷却器22において冷却した後に、TSAユニット20の一方の吸着塔23に導入した。各吸着塔23は直径900mm、長さ1500mmの円筒状で、その内部に吸着剤としてCaX型ゼオライト(東ソー社製SA600A)が充填された50本の内管を有する。熱交換機24により一方の内管を通るアルゴンガスを−35℃まで冷却し、他方の内管を通るアルゴンガスを40℃まで加熱した。TSAユニット20から流出するアルゴンガスの流量は110Nm3 /hとなり、アルゴン中の不純物濃度は、窒素が0.1モルppm以下、酸素が0.1モルppm以下、水素が110モルppm、一酸化炭素が0.5モルppm以下、二酸化炭素が0.5モルppm以下となり、露点は−70℃以下となり、実質的な不純物は水素のみとなった。
Using the purification apparatus α, the argon gas recovered from the polycrystalline silicon casting furnace was purified. Argon gas contains 3000 mol ppm of nitrogen, 550 mol ppm of oxygen, 200 mol ppm of hydrogen, 1000 mol ppm of carbon monoxide, and 10 mol ppm of carbon dioxide as impurities. The argon gas was pressurized to 0.05 MPaG by the blower 7 and introduced into the heater 2 at a flow rate of 200 Nm 3 / h, temperature-controlled at 250 ° C., and introduced into the reactor 3. The reactor 3 was a cylinder having a diameter of 400 mm and a length of 1,200 mm, and was filled with a platinum catalyst (DASH-220 manufactured by NE Chemcat) supported by alumina. Due to the reaction in the reactor 3, the impurity concentration of argon gas is 3000 mol ppm for nitrogen, 1 mol ppm or less for oxygen, 100 mol ppm for hydrogen, 1 mol ppm or less for carbon monoxide, 1010 mol ppm for carbon dioxide, moisture Was 100 mol ppm.
The argon gas was cooled to 40 ° C. by a cooler 5 constituted by a water-cooled cooler, and then introduced into one of the adsorption towers 13 of the PSA unit 10 via the compressor 12. Each adsorption tower 13 has a cylindrical shape with a diameter of 600 mm and a length of 1800 mm, and is filled with CaA-type zeolite (5AHP manufactured by Union Showa) as an adsorbent. In each adsorption tower 13, one cycle of the pressure raising process, the adsorption process, the washing process, and the desorption process was performed in 800 seconds. The argon gas was pressurized to 0.8 MPaG by the compressor 12. The flow rate of argon gas flowing out from the PSA unit 10 is 120 Nm 3 / h, and the impurity concentration in argon is 150 mol ppm for nitrogen, 0.1 mol ppm or less for oxygen, 100 mol ppm for hydrogen, and 0.1 mol for carbon monoxide. 5 mol ppm or less, moisture and carbon dioxide were 0.5 mol ppm or less, and the dew point was −70 ° C. or less.
The argon gas purified by the PSA unit 10 was cooled in the precooler 21 and the cooler 22 and then introduced into one adsorption tower 23 of the TSA unit 20. Each adsorption tower 23 has a cylindrical shape with a diameter of 900 mm and a length of 1500 mm, and has 50 inner tubes filled with CaX-type zeolite (SA600A manufactured by Tosoh Corporation) as an adsorbent. The argon gas passing through one inner tube was cooled to −35 ° C. by the heat exchanger 24, and the argon gas passing through the other inner tube was heated to 40 ° C. The flow rate of argon gas flowing out of the TSA unit 20 is 110 Nm 3 / h, and the impurity concentration in argon is 0.1 mol ppm or less for nitrogen, 0.1 mol ppm or less for oxygen, 110 mol ppm for hydrogen, and monoxide Carbon was 0.5 mol ppm or less, carbon dioxide was 0.5 mol ppm or less, the dew point was −70 ° C. or less, and hydrogen was the only substantial impurity.

本発明は上記実施形態や実施例に限定されるものではない。例えば、本発明により精製されたアルゴンガスにおける水素濃度を低減する必要がある場合、図1において破線で示すような水素除去装置30を設けてもよい。水素除去装置30は、例えばポリイミド膜のような水素透過性のあるガス分離膜によりアルゴンガスと水素を分離するものや、銅、ニッケルなどの金属酸化物を含んだ触媒が充填された反応器内で、その金属酸化物と反応させて水素を除去するもの等により構成できる。なお、金属酸化物と水素の反応により生成された水分は、例えば、触媒の下流側にアルミナゲルやゼオライトなどの吸湿剤を充填して除去される。水素除去装置30は、図1のようにTSAユニット20の下流に配置してもよいし、PSAユニット10とTSAユニット20との間に配置してもよい。これにより、アルゴンガスにおける不純物の含有率を吸着剤を用いて低減した後に、その不純物の中の水素を除去することでアルゴンガスにおける水素濃度を、吸着剤を用いて低減するよりもさらに低減でき、例えば1モルppm以下にできる。TSAユニット20の下流に、直径300mmの円筒状反応器を有する水素除去装置30を設け、その反応器に酸化銅を主成分とした触媒を充填し、上記実施例により精製されたアルゴンガスを通過させたところ、アルゴンガスの流量は110Nm3 /hとなり、アルゴン中の不純物濃度は、窒素が0.1モルppm以下、酸素が0.1モルppm以下、水素が0.5モルppm以下、一酸化炭素が0.5モルppm以下、二酸化炭素が0.5モルppm以下となり、露点は−70℃以下となり、水素の除去を確認できた。そのような水素除去装置30を設けることで、アルゴンガスに含有される水素の低減が要求される用途にも対応できる。 The present invention is not limited to the above embodiments and examples. For example, when it is necessary to reduce the hydrogen concentration in the argon gas purified according to the present invention, a hydrogen removing device 30 as shown by a broken line in FIG. 1 may be provided. The hydrogen removing device 30 is a reactor in which argon gas and hydrogen are separated by a hydrogen permeable gas separation membrane such as a polyimide membrane, or a catalyst filled with a metal oxide such as copper or nickel. Thus, it can be constituted by a material that reacts with the metal oxide to remove hydrogen. The moisture generated by the reaction between the metal oxide and hydrogen is removed by filling a moisture absorbent such as alumina gel or zeolite on the downstream side of the catalyst, for example. The hydrogen removal apparatus 30 may be disposed downstream of the TSA unit 20 as illustrated in FIG. 1 or may be disposed between the PSA unit 10 and the TSA unit 20. Thus, after reducing the impurity content in the argon gas using the adsorbent, the hydrogen concentration in the argon gas can be further reduced than by using the adsorbent by removing the hydrogen in the impurity. For example, it can be 1 mol ppm or less. A hydrogen removing device 30 having a cylindrical reactor having a diameter of 300 mm is provided downstream of the TSA unit 20, and the reactor is filled with a catalyst mainly composed of copper oxide, and passes through the argon gas purified by the above embodiment. As a result, the flow rate of argon gas was 110 Nm 3 / h, and the impurity concentration in argon was 0.1 mol ppm or less for nitrogen, 0.1 mol ppm or less for oxygen, 0.5 mol ppm or less for hydrogen, Carbon oxide was 0.5 mol ppm or less, carbon dioxide was 0.5 mol ppm or less, and the dew point was −70 ° C. or less, confirming the removal of hydrogen. By providing such a hydrogen removing device 30, it is possible to cope with applications in which reduction of hydrogen contained in the argon gas is required.

α…精製装置、3…反応器、4…濃度調節装置、6…吸着装置、10…PSAユニット、20…TSAユニット α ... purification device, 3 ... reactor, 4 ... concentration control device, 6 ... adsorption device, 10 ... PSA unit, 20 ... TSA unit

Claims (4)

少なくとも酸素、水素、一酸化炭素、および窒素を不純物として含有するアルゴンガスを精製する方法であって、
前記アルゴンガスにおける酸素モル濃度を一酸化炭素モル濃度と水素モル濃度との和の1/2未満、且つ、一酸化炭素モル濃度の1/2を超える値に設定し、
前記アルゴンガスにおける酸素モル濃度を設定する際に、酸素モル濃度が一酸化炭素モル濃度と水素モル濃度との和の1/2以上である場合は水素を添加し、酸素モル濃度が一酸化炭素モル濃度の1/2以下である場合は酸素を添加し、
次に、水素と酸素との反応よりも一酸化炭素と酸素との反応を優先させる触媒を用い、前記アルゴンガスにおける酸素を一酸化炭素および水素と反応させることで、水素を残留させた状態で二酸化炭素と水を生成し、
しかる後に、前記アルゴンガスにおける不純物の含有率を吸着剤を用いて低減し、
前記触媒は白金を主成分として含むことを特徴とするアルゴンガスの精製方法。
A method for purifying argon gas containing at least oxygen, hydrogen, carbon monoxide, and nitrogen as impurities,
The oxygen molar concentration in the argon gas is set to a value less than 1/2 of the sum of the carbon monoxide molar concentration and the hydrogen molar concentration , and more than 1/2 of the carbon monoxide molar concentration ,
When setting the oxygen molar concentration in the argon gas, hydrogen is added if the oxygen molar concentration is ½ or more of the sum of the carbon monoxide molar concentration and the hydrogen molar concentration, and the oxygen molar concentration is carbon monoxide. If it is less than half the molar concentration, add oxygen,
Next, using a catalyst that prioritizes the reaction between carbon monoxide and oxygen over the reaction between hydrogen and oxygen, the oxygen in the argon gas is reacted with carbon monoxide and hydrogen, leaving hydrogen remaining. Producing carbon dioxide and water,
Thereafter, the content of impurities in the argon gas is reduced using an adsorbent ,
The said catalyst contains platinum as a main component , The purification method of argon gas characterized by the above-mentioned .
前記アルゴンガスにおける不純物の含有率を吸着剤を用いて低減する際に、その不純物の中の少なくとも二酸化炭素と水を常温での圧力スイング吸着法により吸着した後に、その不純物の中の少なくとも窒素を−10℃〜−50℃でのサーマルスイング吸着法により吸着する請求項1に記載のアルゴンガスの精製方法。 When reducing the content of impurities in the argon gas using an adsorbent, at least carbon dioxide and water in the impurities are adsorbed by a pressure swing adsorption method at room temperature, and then at least nitrogen in the impurities is removed. The method for purifying argon gas according to claim 1, wherein the adsorption is performed by a thermal swing adsorption method at -10 ° C to -50 ° C. 前記アルゴンガスにおける不純物の含有率を吸着剤を用いて低減した後に、その不純物の中の水素を除去することで前記アルゴンガスにおける水素濃度を低減する請求項1または2に記載のアルゴンガスの精製方法。 3. The purification of argon gas according to claim 1, wherein the hydrogen concentration in the argon gas is reduced by removing hydrogen in the impurities after reducing the impurity content in the argon gas using an adsorbent. 4. Method. 少なくとも酸素、水素、一酸化炭素、および窒素を不純物として含有するアルゴンガスを精製する装置であって、
前記アルゴンガスが導入される反応器と、
前記反応器に導入される前記アルゴンガスにおける酸素モル濃度を一酸化炭素モル濃度と水素モル濃度との和の1/2未満、且つ、一酸化炭素モル濃度の1/2を超える値に設定する濃度調節装置と、
前記反応器に接続される吸着装置とを備え、
前記アルゴンガスにおける酸素モル濃度を設定する際に、酸素モル濃度が一酸化炭素モル濃度と水素モル濃度との和の1/2以上である場合は水素が添加され、酸素モル濃度が一酸化炭素モル濃度の1/2以下である場合は酸素が添加され、
前記反応器内で前記アルゴンガスにおける酸素が一酸化炭素および水素と反応することで、水素が残留した状態で二酸化炭素と水が生成されるように、水素と酸素との反応よりも一酸化炭素と酸素との反応を優先させる触媒が前記反応器に充填され、
前記吸着装置は、前記反応器から流出する前記アルゴンガスにおける不純物の含有率を低減するための吸着剤を有し、
前記触媒は白金を主成分として含むことを特徴とするアルゴンガスの精製装置。
An apparatus for purifying argon gas containing at least oxygen, hydrogen, carbon monoxide, and nitrogen as impurities,
A reactor into which the argon gas is introduced;
The oxygen molar concentration in the argon gas introduced into the reactor is set to a value less than 1/2 of the sum of the carbon monoxide molar concentration and the hydrogen molar concentration , and more than 1/2 of the carbon monoxide molar concentration. A concentration adjusting device;
An adsorption device connected to the reactor,
When setting the oxygen molar concentration in the argon gas, hydrogen is added if the oxygen molar concentration is ½ or more of the sum of the carbon monoxide molar concentration and the hydrogen molar concentration, and the oxygen molar concentration is carbon monoxide. If it is less than or equal to 1/2 the molar concentration, oxygen is added,
In the reactor, oxygen in the argon gas reacts with carbon monoxide and hydrogen, so that carbon dioxide and water are generated in a state where hydrogen remains, rather than carbon monoxide than the reaction between hydrogen and oxygen. The reactor is charged with a catalyst that prioritizes the reaction of oxygen with oxygen,
The suction device, have a sorbent for reducing the content of impurities in the argon gas flowing out of the reactor,
An apparatus for purifying argon gas, wherein the catalyst contains platinum as a main component .
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5748272B2 (en) * 2010-07-07 2015-07-15 住友精化株式会社 Helium gas purification method and purification apparatus
JP2013049605A (en) * 2011-08-31 2013-03-14 Taiyo Nippon Sanso Corp Inert gas purification method
JP5745434B2 (en) * 2012-01-31 2015-07-08 住友精化株式会社 Argon gas purification method and purification apparatus
JP5896467B2 (en) * 2012-08-09 2016-03-30 住友精化株式会社 Argon gas purification method and purification apparatus
JP6304089B2 (en) * 2015-03-24 2018-04-04 信越半導体株式会社 Argon gas purification method and argon gas recovery and purification apparatus
CN111847407A (en) * 2020-08-31 2020-10-30 成都赛普瑞兴科技有限公司 Multi-stage helium extraction device and multi-stage helium extraction process
US11685659B2 (en) * 2021-11-24 2023-06-27 Uop Llc Processes and apparatuses for reducing carbon monoxide levels in a gaseous stream

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU516410A1 (en) * 1973-12-06 1976-06-05 Ленинградский технологический институт холодильной промышленности Argon cleaning method
JPS60122709A (en) * 1983-12-07 1985-07-01 Hitachi Ltd Method for recovering argon
JPH0624962B2 (en) * 1985-11-15 1994-04-06 日本酸素株式会社 Method for recovering high-purity argon from exhaust gas from a single crystal manufacturing furnace
JP2761917B2 (en) * 1989-04-15 1998-06-04 日本酸素株式会社 Argon recovery method
JP2782356B2 (en) 1989-04-21 1998-07-30 日本酸素株式会社 Argon recovery method
JPH03164410A (en) * 1990-07-30 1991-07-16 Sumitomo Seika Chem Co Ltd Production of concentrated argon
US5106399A (en) * 1991-02-25 1992-04-21 Union Carbide Industrial Gases Technology Corporation Argon purification system
BR9400766A (en) * 1993-03-02 1995-10-24 Praxair Technology Inc Process and system for the purification of raw argon
JP3496079B2 (en) * 1993-11-17 2004-02-09 日本酸素株式会社 Method and apparatus for purifying argon gas
MY116855A (en) * 1996-02-28 2004-04-30 Air Prod & Chem Argon recovery from silicon crystal furnace
JPH1183309A (en) * 1997-09-04 1999-03-26 Nippon Air Rikiide Kk Argon refining method and argon refining device
JP2000088455A (en) * 1998-09-14 2000-03-31 Nippon Sanso Kk Method and apparatus for recovering and refining argon
JP3737900B2 (en) 1999-02-10 2006-01-25 エア・ウォーター株式会社 Purification method of exhaust gas argon from single crystal production furnace
US6527831B2 (en) * 2000-12-29 2003-03-04 Praxair Technology, Inc. Argon purification process
JP3742304B2 (en) * 2001-02-14 2006-02-01 株式会社神戸製鋼所 Rare gas recovery method and apparatus
CN1149175C (en) * 2001-09-14 2004-05-12 温州瑞气空分设备有限公司 Process for purifying gas
US7645431B2 (en) * 2007-10-23 2010-01-12 Air Products And Chemicals, Inc. Purification of noble gases using online regeneration of getter beds
JP2009234868A (en) * 2008-03-27 2009-10-15 Nippon Steel Corp Apparatus and method for purifying argon gas

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