JP6325437B2 - 窒素ガス分離方法および窒素ガス分離装置 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の一実施形態を用いた窒素ガス分離装置を示している。図1において、本実施形態の窒素ガス分離装置10は吸着塔(第1吸着塔)1Aと、吸着塔(第2吸着塔)1Bと、製品槽2と、バルブCV1〜CV16とを備えている。各構成要素は配管によって接続されている。バルブCV1〜CV16は、それぞれ独立に制御される開閉バルブ(たとえば電磁弁)である。
(i)の工程は、吸着塔1Aが吸着工程に付され、吸着塔1Bが脱着工程に付される工程である。具体的には、(i)の工程では、バルブCV2、バルブCV3及びバルブCV6〜CV16が閉止され、バルブCV1、バルブCV4及びバルブCV5が開放される。そのため、窒素ガス分離装置10に供給される原料ガスは、吸着塔1Aに供給される。吸着塔1Aでは、供給された原料ガスのうち、酸素ガスが吸着され、分離された窒素ガスが製品槽2に送られる。吸着塔1A内では、ガスが上に向かうにつれて酸素ガスが次第に吸着されるため、上側ほど窒素ガス濃度が高くなる濃度分布となる。そして、所定の窒素ガス濃度となった製品ガスが出口ラインL1A’及び製品ガス排出路L3を通して製品槽2に送られる。製品槽2は、分離された窒素ガスを製品ガスとして適宜貯留する一次貯留空間を有する箱体である。一方、吸着塔1Bの一部のガスは原料入口から導出されて入口ラインL1B及びガス放出路L2を通して窒素ガス分離装置10の外部(通常は大気中)に放出される。これにより、吸着した酸素ガスが脱着されて吸着塔1B内の分子篩炭素が再生される。
(ii)の工程は、吸着塔1Aが第1均圧工程に付され、吸着塔1Bが第2均圧工程に付される工程である。具体的には、制御装置20は、バルブCV1〜CV6、バルブCV8、バルブCV10、バルブCV12、バルブCV14及びバルブCV15を閉止し、バルブCV7、バルブCV9、バルブCV11、バルブCV13及びバルブCV16を開放する均圧制御を行う。そのため、吸着塔1Aの製品ガス出口と吸着塔1BがバルブCV9を介して連通する出口ラインL1A’及び連通ラインL9と、吸着塔1Aの塔中間部と吸着塔1BがバルブCV11を介して連通する連通ラインL11と、吸着塔1Aの塔中間部と吸着塔1BがバルブCV13を介して連通する連通ラインL13とにより、吸着塔1Aのガスが吸着塔1Bに移動する。また、製品槽2と吸着塔1Bの製品ガス出口がバルブCV16を介して連通する製品ガス排出路L3、製品ガス逆流ラインL21及び出口ラインL1B’により、製品槽2のガスが吸着塔1Bに移動する。このとき、吸着塔1Aの上部から導出されて吸着塔1B内に導入されるガスは、製品槽2から吸着塔1B内に導入されるガスよりも下側に導入される。さらに、制御装置20は、均圧制御においてバルブCV7を開放する制御を行う。これにより、吸着塔1Aの一部ガスは、吸着塔1Aの原料ガス入口(吸着塔1Aの下部)から入口ラインL1A及びバルブCV7のあるガス放出路L7を介して、窒素ガス分離装置10の外部(通常は大気中)に放出される。
(ii−a)の工程は、吸着塔1Aは第1均圧工程aに付され、吸着塔1Bは第2均圧工程aに付される工程である。具体的には、(ii−a)の工程では、制御装置20は、バルブCV1〜CV6、バルブCV8〜10、バルブCV12、バルブCV14及びバルブCV15を閉止し、バルブCV7、バルブCV11、バルブCV13及びバルブCV16を開放する均圧制御を行う。そのため、吸着塔1Aの塔中間部と吸着塔1BがバルブCV11を介して連通する連通ラインL11と、吸着塔1Aの塔中間部と吸着塔1BがバルブCV13を介して連通する連通ラインL13とにより、吸着塔1Aのガスが吸着塔1Bに移動する。また、製品槽2と吸着塔1Bの製品ガス出口がバルブCV16を介して連通する製品ガス排出路L3、製品ガス逆流ラインL21及び出口ラインL1B’により、製品槽2のガスが吸着塔1Bに移動する。さらに、制御装置20は、均圧制御においてバルブCV7を開放する制御を行う。吸着塔1Aの一部ガスは、吸着塔1Aの原料ガス入口(吸着塔1Aの下部)から入口ラインL1A及びバルブCV7のあるガス放出路L7を介して、窒素ガス分離装置10の外部(通常は大気中)に放出される。このように、(ii−a)の工程が設けられることにより、(ii−a)の工程が省略された場合よりも、より高純度な窒素ガスを得ることができる。これは、(ii−a)の工程を設けることにより、窒素純度の高い製品窒素ガスを製品槽2から吸着塔1Bの上部に逆流させやすくなるためであると推測される。なお、(ii−a)の工程を省略した場合でも、高純度な窒素ガスを得ることができるため、(ii−a)の工程を省略することが可能である。
(ii−b)の工程は、吸着塔1Aは第1均圧工程bに付され、吸着塔1Bは第2均圧工程bに付される工程である。具体的には、(ii−b)の工程では、制御装置20は、(ii−a)の工程では閉じていたバルブCV9を新たに開放し、その他のバルブは(ii−a)の工程と同様の開閉状態を保つ均圧制御を行う。そのため、吸着塔1Aの製品ガス出口と吸着塔1BがバルブCV9を介して連通する出口ラインL1A’及び連通ラインL9により、吸着塔1Aから吸着塔1Bへのガスの移動が追加される。このとき、吸着塔1Aの上部から導出されて吸着塔1B内に導入されるガスは、製品槽2から吸着塔1B内に導入されるガスよりも下側に導入される。
(ii−c)の工程は、吸着塔1Aは第1均圧工程cに付され、吸着塔1Bは第2均圧工程cに付される工程である。具体的には、(ii−c)の工程では、制御装置20は(ii−b)の工程では開いていたバルブCV16を閉じ、その他のバルブは(ii−b)の工程と同様の開閉状態を保つ均圧制御を行う。そのため、製品槽2と吸着塔1Bの製品ガス出口がバルブCV16を介して連通する製品ガス排出路L3、製品ガス逆流ラインL21及び出口ラインL1B’による、製品槽2中ガスの吸着塔1Bへの移動が停止する。このように、(ii−c)の工程が設けられることにより、(ii−c)の工程が省略された場合よりも、より高純度な窒素ガスを得ることができる。これは、(ii−c)の工程を設けることにより、吸着塔1A内に存在する窒素ガス純度の高いガスを吸着塔1Bにより回収しやすくなるためと推測される。なお、(ii−c)の工程を省略した場合でも、高純度な窒素ガスを得ることができるため、(ii−c)の工程を省略することが可能である。
(iii)の工程は、吸着塔1Aが脱着工程に付され、吸着塔1Bが吸着工程に付される工程である。具体的には、(iii)の工程では、バルブCV1、バルブCV4、バルブCV5及びCV7〜CV16が閉止され、バルブCV2、バルブCV3及びバルブCV6が開放される。そのため、窒素ガス分離装置10に供給される原料ガスは、吸着塔1Bに供給される。吸着塔1Bでは、供給された原料ガスのうち、酸素ガスが吸着され、分離された窒素ガスが製品槽2に送られる。吸着塔1B内では、ガスが上に向かうにつれて酸素ガスが次第に吸着されるため、上側ほど窒素ガス濃度が高くなる濃度分布となる。そして、所定の窒素ガス濃度となった製品ガスが出口ラインL1B’及び製品ガス排出路L3を通して製品槽2に送られる。製品槽2は、分離された窒素ガスを製品ガスとして適宜貯留する一次貯留空間を有する箱体である。一方、吸着塔1Aの一部のガスは原料入口から導出されて入口ラインL1A及びガス放出路L2を通して窒素ガス分離装置10の外部(通常は大気中)に放出される。これにより、吸着した酸素ガスが脱着されて吸着塔1A内の分子篩炭素が再生される。
(iv)の工程は、吸着塔1Aが第2均圧工程に付され、吸着塔1Bが第1均圧工程に付される工程である。具体的には、制御装置20は、バルブCV1〜CV7、バルブCV9、バルブCV11、バルブCV13及びバルブCV16を閉止し、バルブCV8、バルブCV10、バルブCV12、バルブCV14及びバルブCV15を開放する均圧制御を行う。そのため、吸着塔1Bの製品ガス出口と吸着塔1AがバルブCV10を介して連通する出口ラインL1B’及び連通ラインL10と、吸着塔1Bの塔中間部と吸着塔1AがバルブCV12を介して連通する連通ラインL12と、吸着塔1Bの塔中間部と吸着塔1AがバルブCV14を介して連通する連通ラインL14とにより、吸着塔1Bのガスが吸着塔1Aに移動する。また、製品槽2と吸着塔1Aの製品ガス出口がバルブCV15を介して連通する製品ガス排出路L3、製品ガス逆流ラインL21及び出口ラインL1A’により、製品槽2のガスが吸着塔1Aに移動する。このとき、吸着塔1Bの上部から導出されて吸着塔1A内に導入されるガスは、製品槽2から吸着塔1A内に導入されるガスよりも下側に導入される。さらに、制御装置20は、均圧制御においてバルブCV8を開放する制御を行う。このため、吸着塔1Bの一部ガスは、吸着塔1Bの原料ガス入口(吸着塔1Bの下部)から入口ラインL1B及びバルブCV8のあるガス放出路L8を介して、窒素ガス分離装置10の外部(通常は大気中)に放出される。
(iv−a)の工程は、吸着塔1Aは第2均圧工程aに付され、吸着塔1Bは第1均圧工程aに付される工程である。具体的には、(iv−a)の工程では、制御装置20は、バルブCV1〜CV7、バルブCV9〜11、バルブCV13及びバルブCV16を閉止し、バルブCV8、バルブCV12、バルブCV14及びバルブCV15を開放する均圧制御を行う。そのため、吸着塔1Bの塔中間部と吸着塔1AがバルブCV12を介して連通する連通ラインL12と、吸着塔1Bの塔中間部と吸着塔1AがバルブCV14を介して連通する連通ラインL14とにより、吸着塔1Bのガスが吸着塔1Aに移動する。また、製品槽2と吸着塔1Aの製品ガス出口がバルブCV15を介して連通する製品ガス排出路L3、製品ガス逆流ラインL21及び出口ラインL1A’により、製品槽2のガスが吸着塔1Aに移動する。さらに、制御装置20は、均圧制御においてバルブCV8を開放する制御を行う。吸着塔1Bの一部ガスは、吸着塔1Bの原料ガス入口から入口ラインL1B及びバルブCV8のあるガス放出路L8を介して、窒素ガス分離装置10の外部(通常は大気中)に放出される。なお、(ii−a)の工程と同様に、(iv−a)の工程を省略することが可能である。
(iv−b)の工程は、吸着塔1Aは第2均圧工程bに付され、吸着塔1Bは第1均圧工程bに付される工程である。具体的には、(iv−b)の工程では、制御装置20は、(iv−a)の工程では閉じていたバルブCV10を新たに開放し、その他のバルブは(iv−a)の工程と同様の開閉状態を保つ均圧制御を行う。そのため、吸着塔1Bの製品ガス出口と吸着塔1AがバルブCV10を介して連通する出口ラインL1B’及び連通ラインL10により、吸着塔1Bから吸着塔1Aへのガスの移動が追加される。このとき、吸着塔1Bの上部から導出されて吸着塔1A内に導入されるガスは、製品槽2から吸着塔1A内に導入されるガスよりも下側に導入される。
(iv−c)の工程は、吸着塔1Aは第2均圧工程cに付され、吸着塔1Bは第1均圧工程cに付される工程である。具体的には、(iv−c)の工程では、制御装置20は、(iv−b)の工程では開いていたバルブCV15を閉じ、その他のバルブは(iv−b)の工程と同様の開閉状態を保つ均圧制御を行う。そのため、製品槽2と吸着塔1Bの製品ガス出口がバルブCV15を介して連通する製品ガス排出路L3、製品ガス逆流ラインL21及び出口ラインL1A’による、製品槽2中ガスの吸着塔1Aへの移動が停止する。なお、(ii−c)の工程と同様に、(iv−c)の工程を省略することが可能である。
次に、簡素な配管構造となる本発明の第2実施形態に係る窒素ガス分離装置について、図面を参照しながら説明する。図7は、本発明の一実施形態を用いた窒素ガス分離装置の概略図である。
(ii)の工程は、吸着塔1Aが第1均圧工程に付され、吸着塔1Bが第2均圧工程に付される工程である。制御装置20は、バルブCV1〜CV6、バルブCV8、バルブCV15、バルブCV17及びバルブCV20を閉止し、バルブCV7、バルブCV16、バルブCV18及びバルブCV19を開放する均圧制御を行う。そのため、吸着塔1Aの製品ガス出口と吸着塔1Bの塔中間部がバルブCV18を介して連通する出口ラインL1A’、連通ラインL18及び接続ラインL23と、吸着塔1Aの塔中間部と吸着塔1Bの原料ガス入口がバルブCV19を介して連通する接続ラインL22、連通ラインL19及び入口ラインL1Bとにより、吸着塔1Aのガスが吸着塔1Bに移動する。また、製品槽2と吸着塔1Bの製品ガス出口がバルブCV16を介して連通する製品ガス排出路L3、製品ガス逆流ラインL21及び出口ラインL1B’により、製品槽2の一部のガスが吸着塔1Bに移動する。このとき、吸着塔1Aの上部から導出されて吸着塔1B内に導入されるガスは、製品槽2から吸着塔1B内に導入されるガスよりも下側に導入される。さらに、制御装置20は、均圧制御においてバルブCV7を開放する制御を行う。このため、吸着塔1Aの一部ガスは、吸着塔1Aの原料ガス入口から入口ラインL1A及びバルブCV7のあるガス放出路L7を介して、窒素ガス分離装置10の外部(通常は大気中)に放出される。
(ii−a)の工程は、吸着塔1Aは第1均圧工程aに付され、吸着塔1Bは第2均圧工程aに付される工程である。具体的には、(ii−a)の工程では、制御装置20は、バルブCV1〜CV6、バルブCV8、バルブCV15、バルブCV17、バルブCV18及びバルブCV20を閉止し、バルブCV7、バルブCV16及びバルブCV19を開放する均圧制御を行う。そのため、吸着塔1Aの塔中間部と吸着塔1Bの原料ガス入口がバルブCV19を介して連通する接続ラインL22、連通ラインL19及び入口ラインL1Bにより、ガスが吸着塔1Aの塔中間部から吸着塔1Bに移動する。また、製品槽2と吸着塔1Bの製品ガス出口がバルブCV16を介して連通する製品ガス排出路L3、製品ガス逆流ラインL21及び出口ラインL1B’により、製品槽2の一部のガスが吸着塔1Bに移動する。さらに、制御装置20は、均圧制御においてバルブCV7を開放する制御を行う。吸着塔1Aの一部ガスは、吸着塔1Aの原料ガス入口から入口ラインL1A及びバルブCV7のあるガス放出路L7を介して、窒素ガス分離装置10の外部(通常は大気中)に放出される。簡素な配管構造となる第2実施形態においても、(ii−a)の工程を省略した場合でも高純度な窒素ガスを得ることができるため、(ii−a)の工程を省略することが可能である。
(ii−b)の工程は、吸着塔1Aは第1均圧工程bに付され、吸着塔1Bは第2均圧工程bに付される工程である。具体的には、(ii−b)の工程では、制御装置20は、(ii−a)の工程では閉じていたバルブCV18を新たに開放し、その他のバルブは(ii−a)の工程と同様の開閉状態を保つ均圧制御を行う。そのため、吸着塔1Aの製品ガス出口と吸着塔1Bの塔中間部がバルブCV18を介して連通する出口ラインL1A’、連通ラインL18及び接続ラインL23により、吸着塔1Aの上部から吸着塔1Bの塔中間部へのガスの移動が追加される。このとき、吸着塔1Aの上部から導出されて吸着塔1B内に導入されるガスは、製品槽2から吸着塔1B内に導入されるガスよりも下側に導入される。
(ii−c)の工程は、吸着塔1Aは第1均圧工程cに付され、吸着塔1Bは第2均圧工程cに付される工程である。具体的には、(ii−c)の工程では、制御装置20は(ii−b)の工程では開いていたバルブCV16を閉じ、その他のバルブは(ii−b)の工程と同様の開閉状態を保つ均圧制御を行う。そのため、製品槽2と吸着塔1Bの製品ガス出口がバルブCV16を介して連通する製品ガス排出路L3、製品ガス逆流ラインL21及び出口ラインL1B’による、製品槽2中ガスの吸着塔1Bへの移動が停止する。簡素な配管構造となる第2実施形態においても、(ii−c)の工程を省略した場合でも高純度な窒素ガスを得ることができるため、(ii−c)の工程を省略することが可能である。
(iv)の工程は、吸着塔1Aが第2均圧工程に付され、吸着塔1Aが第1均圧工程に付される工程である。具体的には、制御装置20は、バルブCV1〜CV7、バルブCV16、CV18及びCV19を閉止し、バルブCV8、バルブCV15、バルブCV17及びバルブCV20を開放する均圧制御を行う。そのため、吸着塔1Bの製品ガス出口と吸着塔1Aの塔中間部がバルブCV17を介して連通する出口ラインL1B’、連通ラインL17及び接続ラインL22と、吸着塔1Bの塔中間部と吸着塔1Aの原料ガス入口がバルブCV20を介して連通する接続ラインL23、連通ラインL20及び入口ラインL1Aにより、ガスが吸着塔1Bの塔中間部から吸着塔1Aに移動する。また、製品槽2と吸着塔1Aの製品ガス出口がバルブCV15を介して連通する製品ガス排出路L3、製品ガス逆流ラインL21及び出口ラインL1A’により、製品槽2のガスが吸着塔1Aに移動する。このとき、吸着塔1Bの上部から導出されて吸着塔1A内に導入されるガスは、製品槽2から吸着塔1A内に導入されるガスよりも下側に導入される。さらに、制御装置20は、均圧制御においてバルブCV8を開放する制御を行う。このため、吸着塔1Bの一部ガスは、吸着塔1Bの原料ガス入口から入口ラインL1B及びバルブCV8のあるガス放出路L8を介して、窒素ガス分離装置10の外部(通常は大気中)に放出される。
(iv−a)の工程は、吸着塔1Aは第2均圧工程aに付され、吸着塔1Bは第1均圧工程aに付される工程である。具体的には、(iv−a)の工程では、制御装置20は、バルブCV1〜CV7、及びバルブCV16〜CV19を閉止し、バルブCV8、バルブCV15及びバルブCV20を開放する均圧制御を行う。そのため、吸着塔1Bの塔中間部と吸着塔1Aの原料ガス入口がバルブCV20を介して連通する接続ラインL23、連通ラインL20及び入口ラインL1Aにより、ガスが吸着塔1Bの塔中間部から吸着塔1Aに移動する。また、製品槽2と吸着塔1Aの製品ガス出口がバルブCV15を介して連通する製品ガス排出路L3、製品ガス逆流ラインL21及び出口ラインL1A’により、製品槽2のガスが吸着塔1Aに移動する。さらに、制御装置20は、均圧制御においてバルブCV8を開放する制御を行う。吸着塔1Bの一部ガスは、吸着塔1Bの原料ガス入口から入口ラインL1B及びバルブCV8のあるガス放出路L8を介して、窒素ガス分離装置10の外部(通常は大気中)に放出される。なお、(ii−a)の工程と同様に、(iv−a)の工程を省略することが可能である。
(iv−b)の工程は、吸着塔1Aは第2均圧工程bに付され、吸着塔1Bは第1均圧工程bに付される工程である。具体的には、(iv−b)の工程では、制御装置20は、(iv−a)の工程では閉じていたバルブCV17を新たに開放し、その他のバルブは(iv−a)の工程と同様の開閉状態を保つ均圧制御を行う。そのため、吸着塔1Bの製品ガス出口と吸着塔1Aの塔中間部がバルブCV17を介して連通する出口ラインL1B’、連通ラインL17及び接続ラインL22により、吸着塔1Bの上部から吸着塔1Aの塔中間部へのガスの移動が追加される。このとき、吸着塔1Bの上部から導出されて吸着塔1A内に導入されるガスは、製品槽2から吸着塔1A内に導入されるガスよりも下側に導入される。
(iv−c)の工程は、吸着塔1Aは第2均圧工程cに付され、吸着塔1Bは第1均圧工程cに付される工程である。具体的には、(iv−c)の工程では、制御装置20は(iv−b)の工程では開いていたバルブCV15を閉じ、その他のバルブは(iv−b)の工程と同様の開閉状態を保つ均圧制御を行う。そのため、製品槽2と吸着塔1Aの製品ガス出口がバルブCV15を介して連通する製品ガス排出路L3、製品ガス逆流ラインL21及び出口ラインL1A’による、製品槽2中ガスの吸着塔1Aへの移動が停止する。なお、(ii−c)の工程と同様に、(iv−c)の工程を省略することが可能である。
図1に示されるような、2本の吸着塔により構成される窒素ガス分離装置を使用し、製品ガス逆流率を調整した結果を表1の実施例1〜6に示す。実施例1〜6の各連通ライン接続条件として、連通ラインL9は、その一端が吸着塔1Bの原料ガス入口側から70%の位置(原料入口よりも製品ガス出口に近い位置)に接続されている。連通ラインL10は、その一端が吸着塔1Aの原料ガス入口側から70%の位置(原料入口よりも製品ガス出口に近い位置)に接続されている。連通ラインL11は、その一端が吸着塔1Aの原料ガス入口側から60%の位置(連通ラインL10の接続個所よりも原料入口に近い位置)に接続され、他端が吸着塔1Bの原料ガス入口側から40%の位置(連通ラインL12の接続個所よりも原料入口に近い位置)に接続されている。連通ラインL12は、その一端が吸着塔1Aの原料ガス入口側から40%の位置(連通ラインL11の接続個所よりも原料入口に近い位置)に接続され、他端が吸着塔1Bの原料ガス入口側から60%の位置(連通ラインL9の接続個所よりも原料入口に近い位置)に接続されている。連通ラインL13は、その一端が吸着塔1Aの原料ガス入口側から30%の位置(連通ラインL10,L11,L12の接続個所よりも原料入口に近い位置)に接続され、他端が吸着塔1Bの原料ガス入口側から10%の位置(連通ラインL14の接続個所よりも原料入口に近い位置)に接続されている。連通ラインL14は、その一端が吸着塔1Aの原料ガス入口側から10%の位置(連通ラインL13の接続個所よりも原料入口に近い位置)に接続され、他端が吸着塔1Bの原料ガス入口側から30%の位置(連通ラインL9,L11,L12の接続個所よりも原料入口に近い位置)に接続されている。
(実施例7)
図7に示されるような、2本の吸着塔により構成される窒素ガス分離装置を使用し、製品ガス逆流率を実施例4と同じになるように調整した結果を表1の実施例7に示す。実施例7の接続ラインL22は、一端が吸着塔1Aの原料ガス入口側から50%の位置(原料ガス入口と製品ガス出口との間の中央位置)に接続され、接続ラインL23は、一端が吸着塔1Bの原料ガス入口側から50%の位置(原料ガス入口と製品ガス出口との間の中央位置)に接続されている。
1A、1B 吸着塔
2 製品槽
20 制御装置
CV1〜CV20 バルブ
L1 原料ガス供給路
L1A、L1B 入口ライン
L1A’、L1B’ 出口ライン
L2 ガス放出路
L3 製品ガス排出路
L7、L8 ガス放出路
L9、L10 上部連通ライン
L11〜L14 中間部連通ライン
L21 製品ガス逆流ライン
L17、L18 上部−中間部連通ライン
L19、L20 中間部−下部連通ライン
L22、L23 塔中間部接続ライン
Claims (13)
- 分子篩炭素が充填された2基以上の吸着塔に窒素ガスと酸素ガスとを含む原料ガスを加圧下で供給し、各吸着塔が吸着工程、均圧工程、脱着工程、均圧工程を繰り返し、窒素ガスを製品ガスとして分離する窒素ガス分離方法であって、
吸着工程が終了した吸着塔での均圧工程において当該吸着塔の塔中間部からガスを導出して、当該ガスを脱着工程が終了して均圧工程にある吸着塔へ移動させるとともに、前記吸着工程が終了した吸着塔の原料ガス入口付近からガスの一部を、前記脱着工程が終了して前記均圧工程にある吸着塔に流入しないように外部に放出し、さらに製品ガスの一部を製品槽より逆流させ、前記脱着工程が終了して前記均圧工程にある吸着塔の製品ガス出口付近より流入させる窒素ガス分離方法。 - 前記製品ガスの一部を前記製品槽より逆流させる際における、前記脱着工程が終了した吸着塔に流入させる前記製品ガス出口付近が製品ガス出口である、請求項1に記載の窒素ガス分離方法。
- 前記吸着工程が終了した吸着塔のガスの一部を放出する原料ガス入口付近が原料ガス入口である、請求項1または2に記載の窒素ガス分離方法。
- 吸着工程が終了した吸着塔の塔中間部から脱着工程が終了した吸着塔にガスを移動させる連通ラインを2ライン以上有し、前記2以上の連通ラインを通して、前記吸着工程が終了した吸着塔での均圧工程において当該吸着塔から導出されたガスが、前記脱着工程が終了して均圧工程にある吸着塔に流入した際に、ガス濃度の分布が上下で逆転しないように該吸着塔にガスを移動させる、請求項1〜3のいずれか1項に記載の窒素ガス分離方法。
- 前記吸着工程が終了した吸着塔での均圧工程において当該吸着塔の製品ガス出口付近から、前記脱着工程が終了して均圧工程にある吸着塔への連通が追加されており、前記脱着工程が終了して均圧工程にある吸着塔への前記連通は、前記製品槽から逆流したガスの流入口よりも下側に設定されて、前記脱着工程が終了して均圧工程にある吸着塔に流入した際に、ガス濃度の分布が上下で逆転しないように該吸着塔にガスを流入させる、請求項1〜4のいずれか1項に記載の窒素ガス分離方法。
- 前記吸着工程が終了した吸着塔での均圧工程において当該吸着塔の製品ガス出口から、前記脱着工程が終了して均圧工程にある吸着塔への連通が追加されており、前記吸着工程が終了した吸着塔の前記塔中間部から前記脱着工程が終了した吸着塔へのガスの移動は原料ガス入口から前記吸着塔に流入させるものであり、前記脱着工程が終了して均圧工程にある吸着塔への前記連通は、前記製品槽から逆流したガスの流入口よりも下側で且つ前記原料ガス入口よりも上側に設定されて、前記脱着工程が終了して均圧工程にある吸着塔に流入した際に、ガス濃度の分布が上下で逆転しないように該吸着塔にガスを流入させる、請求項1〜3のいずれか1項に記載の窒素ガス分離方法。
- 前記均圧工程において、
前記吸着工程が終了した吸着塔の塔中間部から前記脱着工程が終了した吸着塔へのガスの移動、前記吸着工程が終了した吸着塔の原料ガス入口付近からのガス放出および前記脱着工程が終了した吸着塔の製品ガス出口付近への製品ガスの流入を同時に行う均圧工程Iと、
前記吸着工程が終了した吸着塔の塔中間部から前記脱着工程が終了した吸着塔へのガスの移動、前記吸着工程が終了した吸着塔の製品ガス出口付近から前記脱着工程が終了した吸着塔へのガスの移動、前記吸着工程が終了した吸着塔の原料ガス入口付近からのガス放出および前記脱着工程が終了した吸着塔の製品ガス出口付近への製品ガスの流入を同時に行う均圧工程IIと、
前記吸着工程が終了した吸着塔の塔中間部から前記脱着工程が終了した吸着塔へのガスの移動、前記吸着工程が終了した吸着塔の製品ガス出口付近から前記脱着工程が終了した吸着塔へのガスの移動および前記吸着工程が終了した吸着塔の原料ガス入口付近からのガス放出を同時に行う均圧工程IIIとが、順次実施される、請求項5または6に記載の窒素ガス分離方法。 - 前記均圧工程において、製品ガスの一部を製品槽より逆流させて、前記脱着工程が終了した吸着塔に流入させる製品ガスの逆流率を42%以下とする、請求項1〜7のいずれか1項に記載の窒素ガス分離方法。
- 分子篩炭素が充填された第1吸着塔と、
分子篩炭素が充填された第2吸着塔と、
前記第1吸着塔及び第2吸着塔において吸着工程、均圧工程、脱着工程、均圧工程を繰り返し行うための制御を行う制御部と、を有し、
原料ガスから窒素ガスを製品ガスとして分離する窒素ガス分離装置であって、
前記制御部は、前記第1吸着塔及び前記第2吸着塔のうち吸着工程が終了した吸着塔での均圧工程において当該吸着塔の塔中間部からガスを導出して、当該ガスを脱着工程が終了して均圧工程にある吸着塔へ移動させるとともに、前記吸着工程が終了した吸着塔の原料ガス入口付近からガスの一部を、前記脱着工程が終了して前記均圧工程にある吸着塔に流入しないように外部に放出し、さらに製品ガスの一部を製品槽より逆流させ、前記脱着工程が終了して前記均圧工程にある吸着塔の製品ガス出口付近より流入させる均圧制御を行う窒素ガス分離装置。 - 吸着工程が終了した吸着塔の塔中間部から脱着工程が終了した吸着塔にガスを移動させる連通ラインを2ライン以上有し、前記2以上の連通ラインを通して、前記吸着工程が終了した吸着塔での均圧工程において当該吸着塔から導出されたガスが、前記脱着工程が終了して均圧工程にある吸着塔に流入した際に、ガス濃度の分布が上下で逆転しないように該吸着塔にガスを移動させるように構成されている、請求項9に記載の窒素ガス分離装置。
- 吸着工程が終了した吸着塔での均圧工程において当該吸着塔の製品ガス出口付近から、脱着工程が終了して均圧工程にある吸着塔への連通を追加して、前記吸着工程が終了した吸着塔での均圧工程において当該吸着塔から導出されたガスが、前記脱着工程が終了して均圧工程にある吸着塔に流入した際に、ガス濃度の分布が上下で逆転しないように該吸着塔にガスを移動させるように構成されている、請求項9または10に記載の窒素ガス分離装置。
- 吸着工程が終了した吸着塔での均圧工程において当該吸着塔の製品ガス出口から、脱着工程が終了して均圧工程にある吸着塔への連通を追加し、前記吸着工程が終了した吸着塔の塔中間部から前記脱着工程が終了した吸着塔の原料ガス入口にガスを移動させる連通ラインを有し、前記吸着工程が終了した吸着塔での均圧工程において当該吸着塔から導出されたガスが、前記脱着工程が終了して均圧工程にある吸着塔に流入した際に、ガス濃度の分布が上下で逆転しないように該吸着塔にガスを移動させるように構成されている、請求項9に記載の窒素ガス分離装置。
- 前記均圧工程において、
前記吸着工程が終了した吸着塔の塔中間部から前記脱着工程が終了した吸着塔へのガスの移動、前記吸着工程が終了した吸着塔の原料ガス入口付近からのガス放出および前記脱着工程が終了した吸着塔の製品ガス出口付近への製品ガス流入を同時に行う均圧工程Iと、
前記吸着工程が終了した吸着塔の塔中間部から前記脱着工程が終了した吸着塔へのガスの移動、前記吸着工程が終了した吸着塔の製品ガス出口付近から前記脱着工程が終了した吸着塔へのガスの移動、前記吸着工程が終了した吸着塔の原料ガス入口付近からのガス放出および前記脱着工程が終了した吸着塔の製品ガス出口付近への製品ガス流入を同時に行う均圧工程IIと、
前記吸着工程が終了した吸着塔の塔中間部から前記脱着工程が終了した吸着塔へのガスの移動、前記吸着工程が終了した吸着塔の製品ガス出口付近から前記脱着工程が終了した吸着塔へのガスの移動および前記吸着工程が終了した吸着塔の原料ガス入口付近からのガス放出を同時に行う均圧工程IIIと、を順次実施するように構成されている、請求項11または12に記載の窒素ガス分離装置。
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