JP7195887B2 - Pressure fluctuation adsorption device - Google Patents
Pressure fluctuation adsorption device Download PDFInfo
- Publication number
- JP7195887B2 JP7195887B2 JP2018216385A JP2018216385A JP7195887B2 JP 7195887 B2 JP7195887 B2 JP 7195887B2 JP 2018216385 A JP2018216385 A JP 2018216385A JP 2018216385 A JP2018216385 A JP 2018216385A JP 7195887 B2 JP7195887 B2 JP 7195887B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- adsorption
- adsorption towers
- pipe
- exhaust gas
- towers
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
Description
本発明は、圧力変動吸着装置に関する。 The present invention relates to a pressure swing adsorption device.
従来より、吸着剤として分子篩炭素（ＭＳＣ：Molecular Sieving Carbon）を用いた圧力変動吸着（ＰＳＡ：Pressure Swing Adsorption）法によって、原料ガスとなる空気から窒素富化ガスを分離して製造する圧力変動吸着装置（以下、ＰＳＡ装置という。）がある（例えば、下記特許文献１，２を参照。）。
Conventionally, pressure swing adsorption (PSA) method using molecular sieve carbon (MSC) as an adsorbent is used to separate nitrogen-enriched gas from air, which is the source gas. There is an apparatus (hereinafter referred to as a PSA apparatus) (for example, see
窒素富化ガスは、空気よりも窒素濃度が高く酸素濃度の低いガスのことである。また、窒素富化ガスとして、高純度（99％～99.999％）の窒素ガスを含むものとする。このような窒素富化ガスは、防爆用のパージガスや熱処理炉の雰囲気ガス用など、多くの用途で利用されている。ＭＳＣは、活性炭の一種であり、酸素と窒素との吸着速度の差を利用して、空気中から酸素を優先的に吸着し、残りの窒素を高純度で分離するものである。 A nitrogen-rich gas is a gas that has a higher nitrogen concentration and a lower oxygen concentration than air. Also, the nitrogen-enriched gas includes high-purity (99% to 99.999%) nitrogen gas. Such a nitrogen-enriched gas is used in many applications such as an explosion-proof purge gas and a heat treatment furnace atmosphere gas. MSC is a type of activated carbon, and uses the difference in adsorption speed between oxygen and nitrogen to preferentially adsorb oxygen from the air and separate the remaining nitrogen with high purity.
ところで、ＰＳＡ装置では、一対の吸着塔を用いて、窒素富化ガスの分離を交互に切り替えて行うことが一般的である。さらに、一対の吸着塔を並べて配置し、吸着塔の数を増やして、窒素富化ガスの収率を高めることが行われている。 By the way, in the PSA apparatus, a pair of adsorption towers are generally used to alternately separate the nitrogen-enriched gas. Furthermore, a pair of adsorption towers are arranged side by side to increase the number of adsorption towers and increase the yield of nitrogen-enriched gas.
一方、吸着塔の数を増やした場合には、これら複数の吸着塔を設置するためのスペースを確保した上で、各部を接続する配管などを効率良く配置し、省スペース化を図ることが求められる。 On the other hand, when the number of adsorption towers is increased, it is necessary to secure space for installing these multiple adsorption towers, and to efficiently arrange the pipes that connect each part to save space. be done.
また、ＰＳＡ装置の中には、吸着塔に加圧した状態で導入される原料ガスを一時的に貯留する原料ガス貯留槽を備えたものがある。この構成の場合、一対の吸着塔と接続される原料ガス導入配管を配置する必要がある。 Further, some PSA apparatuses are provided with a raw material gas storage tank for temporarily storing the raw material gas introduced into the adsorption tower in a pressurized state. In the case of this configuration, it is necessary to arrange source gas introduction pipes connected to the pair of adsorption towers.
さらに、ＰＳＡ装置の中には、吸着塔から排出される排ガスを大気中に放出（大気開放）する際の騒音を低減するサイレンサーを備えたものがある。この構成の場合、一対の吸着塔と接続される排ガス導出配管を配置する必要がある。 Furthermore, some PSA devices are equipped with a silencer that reduces noise when the exhaust gas discharged from the adsorption tower is released into the atmosphere (released to the atmosphere). In the case of this configuration, it is necessary to arrange exhaust gas lead-out pipes connected to the pair of adsorption towers.
しかしながら、従来のＰＳＡ装置では、原料ガス貯留槽やサイレンサー、原料ガス導入配管、排ガス導出配管などの各部の配置について特に考慮されておらず、これら各部の設置スペースを縮小化する検討はなされてこなかった。 However, in the conventional PSA apparatus, no particular consideration is given to the arrangement of each part such as the raw material gas storage tank, the silencer, the raw material gas introduction pipe, the exhaust gas discharge pipe, etc., and no consideration has been given to reducing the installation space of each of these parts. rice field.
本発明は、このような従来の事情に鑑みて提案されたものであり、各部の配置を効率化し、各部の設置スペースを縮小化することを可能とした圧力変動吸着装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been proposed in view of such conventional circumstances, and an object of the present invention is to provide a pressure fluctuation adsorption apparatus that makes it possible to efficiently arrange each part and reduce the installation space of each part. and
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
〔１〕 吸着剤が充填された複数の吸着塔と、
前記複数の吸着塔の中から順次選択される吸着塔に対して原料ガスを導入する原料ガス導入部とを備え、
前記原料ガス導入部は、前記複数の吸着塔で囲まれる領域の内側且つ起立した状態の前記複数の吸着塔の間に配置された分岐管と、前記分岐管から分岐して設けられた複数の原料ガス導入配管と、前記複数の吸着塔で囲まれる領域の外側に配置された原料ガス貯留槽とを有し、
前記原料ガス導入配管の一部は、隣り合う吸着塔の間を通して前記分岐管と前記原料ガス貯留槽との間を接続していることを特徴とする圧力変動吸着装置。
〔２〕 前記複数の吸着塔の中から順次選択される吸着塔から排ガスを導出する排ガス導出部を備え、
前記排ガス導出部は、前記複数の吸着塔で囲まれる領域の内側且つ起立した状態の前記複数の吸着塔の間に配置された分岐管と、前記分岐管から分岐して設けられた複数の排ガス導出配管と、前記複数の吸着塔で囲まれる領域の外側に配置されたサイレンサーとを有し、
前記排ガス導出配管の一部は、隣り合う吸着塔の間を通して前記分岐管と前記サイレンサーとの間を接続していることを特徴とする前記〔１〕に記載の圧力変動吸着装置。
〔３〕 吸着剤が充填された複数の吸着塔と、
前記複数の吸着塔の中から順次選択される吸着塔に対して原料ガスを導入する原料ガス導入部と、
前記複数の吸着塔の中から順次選択される吸着塔から排ガスを導出する排ガス導出部を備え、
前記排ガス導出部は、前記複数の吸着塔で囲まれる領域の内側且つ起立した状態の前記複数の吸着塔の間に配置された分岐管と、前記分岐管から分岐して設けられた複数の排ガス導出配管と、前記複数の吸着塔で囲まれる領域の外側に配置されたサイレンサーとを有し、
前記排ガス導出配管の一部は、隣り合う吸着塔の間を通して前記分岐管と前記サイレンサーとの間を接続していることを特徴とする圧力変動吸着装置。
〔４〕 前記複数の吸着塔は、対となる一方の吸着塔と他方の吸着塔とが少なくとも２対以上並んで配置された構成を有することを特徴とする前記〔１〕～〔３〕の何れか一項に記載の圧力変動吸着装置。
〔５〕 前記複数の吸着塔は、２対の吸着塔を構成する４つの吸着塔が矩形領域の各頂点に位置するように配置され、
前記分岐管は、前記矩形領域の内側に配置されていることを特徴とする前記〔４〕に記載の圧力変動吸着装置。
〔６〕 前記分岐管の中心は、前記矩形領域の２つの対角線の交点に位置するように配置されていることを特徴とする前記〔５〕に記載の圧力変動吸着装置。
〔７〕 前記吸着剤として、分子篩炭素を用いることを特徴とする前記〔１〕～〔６〕の何れか一項に記載の圧力変動吸着装置。
〔８〕 前記原料ガスとなる空気から窒素を含む窒素富化ガスを分離して製造する窒素富化ガス製造装置であることを特徴とする前記〔１〕～〔７〕の何れか一項に記載の圧力変動吸着装置。
In order to achieve the above object, the present invention provides the following means.
[1] a plurality of adsorption towers filled with an adsorbent;
a raw material gas introduction unit for introducing a raw material gas into the adsorption towers sequentially selected from the plurality of adsorption towers,
The raw material gas introduction part includes a branch pipe arranged inside a region surrounded by the plurality of adsorption towers and between the plurality of adsorption towers in an upright state, and a plurality of branch pipes branched from the branch pipe. having a source gas introduction pipe and a source gas storage tank arranged outside the region surrounded by the plurality of adsorption towers;
A pressure fluctuation adsorption apparatus , wherein a part of the source gas introduction pipe connects between the branch pipe and the source gas storage tank through the adjacent adsorption towers .
[2] comprising an exhaust gas lead-out unit for leading exhaust gas from adsorption towers sequentially selected from among the plurality of adsorption towers,
The exhaust gas lead-out part includes a branch pipe disposed between the plurality of adsorption towers in an upright state inside a region surrounded by the plurality of adsorption towers, and a plurality of exhaust gases branched from the branch pipe. Having an outlet pipe and a silencer arranged outside the area surrounded by the plurality of adsorption towers,
The pressure swing adsorption apparatus according to [1] above, wherein a part of the exhaust gas lead-out pipe connects between the branch pipe and the silencer through the adjacent adsorption towers.
[3] a plurality of adsorption towers filled with adsorbent;
a source gas introduction unit that introduces a source gas into an adsorption tower that is sequentially selected from the plurality of adsorption towers;
An exhaust gas derivation unit for deriving exhaust gas from adsorption towers sequentially selected from the plurality of adsorption towers,
The exhaust gas lead-out part includes a branch pipe disposed between the plurality of adsorption towers in an upright state inside a region surrounded by the plurality of adsorption towers, and a plurality of exhaust gases branched from the branch pipe. Having an outlet pipe and a silencer arranged outside the area surrounded by the plurality of adsorption towers,
A pressure fluctuation adsorption apparatus , wherein a part of the exhaust gas lead-out pipe connects between the branch pipe and the silencer through the adjacent adsorption towers .
[ 4 ] The above [1] to [ 3 ], wherein the plurality of adsorption towers have a configuration in which at least two pairs of one adsorption tower and the other adsorption tower are arranged side by side. The pressure fluctuation adsorption device according to any one of
[ 5 ] The plurality of adsorption towers are arranged such that four adsorption towers constituting two pairs of adsorption towers are positioned at each vertex of a rectangular area,
The pressure fluctuation adsorption device according to [ 4 ], wherein the branch pipe is arranged inside the rectangular region.
[6] The pressure fluctuation adsorption device according to [5], wherein the center of the branch pipe is positioned at the intersection of two diagonal lines of the rectangular area.
[7] The pressure swing adsorption device according to any one of [1] to [6], wherein a carbon molecular sieve is used as the adsorbent.
[8] The apparatus for producing a nitrogen-enriched gas according to any one of [1] to [7] above, which is a nitrogen-enriched gas production apparatus that separates and produces a nitrogen-containing nitrogen-enriched gas from air serving as the raw material gas. A pressure swing adsorption device as described.
以上のように、本発明によれば、各部の配置を効率化し、各部の設置スペースを縮小化することを可能とした圧力変動吸着装置を提供することが可能である。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a pressure fluctuation adsorption apparatus that makes it possible to efficiently arrange each part and reduce the installation space of each part.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
なお、以下の説明で用いる図面においては、各構成要素を見やすくするため、構成要素によって寸法の縮尺を異ならせて示すことがあり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
In the drawings used in the following description, the scale of dimensions may vary depending on the component in order to make it easier to see each component, and the dimensional ratio of each component may not necessarily be the same as the actual No.
本発明の一実施形態として、例えば図１に示す圧力変動吸着装置（以下、ＰＳＡ装置という。）１について説明する。なお、図１は、ＰＳＡ装置１の一構成例を示す系統図である。
As one embodiment of the present invention, for example, a pressure fluctuation adsorption apparatus (hereinafter referred to as a PSA apparatus) 1 shown in FIG. 1 will be described. FIG. 1 is a system diagram showing one configuration example of the
本実施形態のＰＳＡ装置１は、図１に示すように、原料ガスＧ１となる空気（Ａｉｒ）から製品ガスＧ２となる窒素（Ｎ２）を含む窒素富化ガスを分離して製造する窒素富化ガス製造装置に本発明を適用したものである。
As shown in FIG. 1, the
なお、ここで言う窒素富化ガスとは、空気よりも窒素濃度が高く酸素濃度の低いガスのことである。また、窒素富化ガスとして、高純度（99％～99.999％）の窒素ガスを含むものとする。また、窒素ガスの純度については、製品ガスＧ２中に含まれる不純物（酸素）を除いたガス成分の濃度を示す。 The nitrogen-enriched gas referred to here is a gas having a higher nitrogen concentration and a lower oxygen concentration than air. Also, the nitrogen-enriched gas includes high-purity (99% to 99.999%) nitrogen gas. Further, the purity of the nitrogen gas indicates the concentration of gas components excluding impurities (oxygen) contained in the product gas G2.
具体的に、このＰＳＡ装置１は、吸着剤Ｓが充填された複数（本実施形態では４つ）の吸着塔２Ａ～２Ｄを備えている。複数の吸着塔２Ａ～２Ｄは、基本的に同じ構成であり、中空円筒状に形成されて、その下部側に下部側配管３ａと、その上部側に上部側配管３ｂとがそれぞれ接続された構成を有している。
Specifically, this
なお、吸着塔２Ａ～２Ｄが後述する加圧吸着工程にある場合、下部側配管３ａは、原料ガスＧ１を吸着塔２Ａ～２Ｄに導入する配管として用いられる。一方、上部側配管３ｂは、窒素を含む製品ガスＧ２を吸着塔２Ａ～２Ｄから導出する配管として用いられる。これに対して、吸着塔２Ａ～２Ｄが後述する減圧再生工程にある場合、下部側配管３ａは、吸着剤Ｓから脱離された酸素を含む排ガスＧ３を吸着塔２Ａ～２Ｄから導出する配管として用いられる。
When the adsorption towers 2A to 2D are in the pressure adsorption step, which will be described later, the
また、複数の吸着塔２Ａ～２Ｄは、対となる一方の吸着塔と他方の吸着塔とが少なくとも２対以上（本実施形態では２対）並んで配置された構成を有している。本実施形態では、４つの吸着塔２Ａ～２Ｄのうち、対となる一方の吸着塔２Ａ及び他方の吸着塔２Ｂと、対となる一方の吸着塔２Ｃ及び他方の吸着塔２Ｄとを有している。一対の吸着塔２Ａ，２Ｂと一対の吸着塔２Ｃ，２Ｄとは、互いに同じ構成を有している。
Also, the plurality of
吸着剤Ｓは、各吸着塔２Ａ～２Ｄの内部に充填されている。本実施形態では、吸着剤Ｓとして、分子篩炭素（ＭＳＣ）を用いている。ＭＳＣは、活性炭の一種であり、酸素（Ｏ２）と窒素（Ｎ２）との吸着速度の差を利用して、原料ガスＧ１となる空気中から酸素を吸着し、残った窒素を含む製品ガスＧ２を分離するものである。また、吸着剤Ｓの再生時には、排ガスＧ３として酸素を含む不要なガスを吸着剤Ｓから脱離する。なお、吸着剤Ｓには、上述したＭＳＣ以外にも、圧力差により酸素を選択的に吸着及び脱離できる物質を用いることができる。 Adsorbent S is packed inside each of the adsorption towers 2A to 2D. In this embodiment, as the adsorbent S, molecular sieve carbon (MSC) is used. MSC is a type of activated carbon that uses the difference in adsorption speed between oxygen (O 2 ) and nitrogen (N 2 ) to adsorb oxygen from the air that serves as the raw material gas G1. It separates the gas G2. Further, when the adsorbent S is regenerated, an unnecessary gas containing oxygen is desorbed from the adsorbent S as the exhaust gas G3. As the adsorbent S, other than the MSC described above, a substance capable of selectively adsorbing and desorbing oxygen by a pressure difference can be used.
本実施形態のＰＳＡ装置１は、吸着塔２Ａ～２Ｄに対して加圧した状態の原料ガスＧ１を導入する原料ガス導入部４と、吸着塔２Ａ～２Ｄから製品ガスＧ２を導出する製品ガス導出部５と、吸着塔２Ａ～２Ｄから排ガスＧ３を導出する排ガス導出部６と、一方の吸着塔２Ａ，２Ｃと他方の吸着塔２Ｂ，２Ｄとの間の圧力を均圧化する圧力均圧部７とを備えている。
The
原料ガス導入部４は、一方の吸着塔２Ａ，２Ｃの下部側配管３ａと接続された第１の原料ガス導入配管８ａと、他方の吸着塔２Ｂ，２Ｄの下部側配管３ａと接続された第２の原料ガス導入配管８ｂと、第１の原料ガス導入配管８ａ及び第２の原料ガス導入配管８ｂと接続された第３の原料ガス導入配管８ｃとを有している。原料ガス導入部４は、これらの原料ガス導入配管８ａ～８ｃを通して各吸着塔２Ａ～２Ｄに対して加圧した状態の原料ガスＧ１を導入する。
The raw material
また、原料ガス導入部４は、第１の原料ガス導入配管８ａを開閉する第１の原料ガス導入側開閉弁９ａと、第２の原料ガス導入配管８ｂを開閉する第２の原料ガス導入側開閉弁９ｂとを有している。原料ガス導入部４は、これらの原料ガス導入側開閉弁９ａ，９ｂの開閉を切り替えることによって、各吸着塔２Ａ～２Ｄに対する原料ガスＧ１の導入を切り替える。
The raw material
また、原料ガス導入部４は、吸着塔２Ａ，２Ｂ側の第３の原料ガス導入配管８ｃ及び吸着塔２Ｃ，２Ｄ側の第３の原料ガス導入配管８ｃと接続された第４の原料ガス導入配管８ｄと、第４の原料ガス導入配管８ｄと接続された原料ガス貯留槽１０と、原料ガス貯留槽１０と接続された第５の原料ガス導入配管８ｅとを有している。
In addition, the source
第５の原料ガス導入配管８ｅの入側には、吸着塔２Ａ～２Ｄに導入される原料ガスＧ１を加圧する圧縮機１１が接続されている。圧縮機１１については、原料ガスＧ１中に含まれる酸素を吸着剤Ｓに吸着させるのに十分な圧力（本実施形態では３００～９９９ｋＰａＧ）まで、原料ガスＧ１を加圧できるものであればよく、例えば、スクロール式などの様々な方式のものを用いることが可能である。
A
原料ガス貯留槽１０は、レシーバータンクとして、圧縮機１１により加圧された原料ガスＧ１を一時的に貯留する。これにより、圧縮機１１の出側における急激な圧力上昇を防ぐことが可能である。
The raw material
加圧された状態の原料ガスＧ１は、第５の原料ガス導入配管８ｅを通して原料ガス貯留槽１０に導入され、第４の原料ガス導入配管８ｄを通して原料ガス貯留槽１０から導出される。
The pressurized source gas G1 is introduced into the source
製品ガス導出部５は、一方の吸着塔２Ａ，２Ｃの上部側配管３ｂと接続された第１の製品ガス導出配管１２ａと、他方の吸着塔２Ｂ，２Ｄの上部側配管３ｂと接続された第２の製品ガス導出配管１２ｂと、第１の製品ガス導出配管１２ａ及び第２の製品ガス導出配管１２ｂと接続された第３の製品ガス導出配管１２ｃとを有している。製品ガス導出部５は、これらの製品ガス導出配管１２ａ～１２ｃを通して各吸着塔２Ａ～２Ｄから製品ガスＧ２を導出する。
The product gas lead-out
また、製品ガス導出部５は、第１の製品ガス導出配管１２ａを開閉する第１の製品ガス導出側開閉弁１３ａと、第２の製品ガス導出配管１２ｂを開閉する第２の製品ガス導出側開閉弁１３ｂとを有している。製品ガス導出部５は、これらの製品ガス導出側開閉弁１３ａ，１３ｂの開閉を切り替えることによって、各吸着塔２Ａ～２Ｄから製品ガスＧ２の導出を切り替える。
The product gas lead-out
また、製品ガス導出部５は、吸着塔２Ａ，２Ｂ側の第３の製品ガス導出配管１２ｃ及び吸着塔２Ｃ，２Ｄ側の第３の製品ガス導出配管１２ｃと接続された第４の製品ガス導出配管１２ｄと、第４の製品ガス導出配管１２ｄと接続された製品ガス貯留槽１４と、製品ガス貯留槽１４と接続された第５の製品ガス導出配管１２ｅとを有している。
Further, the product gas lead-out
製品ガス貯留槽１４は、バッファータンクとして、吸着塔２Ａ～２Ｄから導出された製品ガスＧ２を一時的に貯留する。製品ガスＧ２は、第４の製品ガス導出配管１２ｄを通して製品ガス貯留槽１４に導入され、第５の製品ガス導出配管１２ｅを通して製品ガス貯留槽１４から導出される。
The product
排ガス導出部６は、一方の吸着塔２Ａ，２Ｃの下部側配管３ａと接続された第１の排ガス導出配管１５ａと、他方の吸着塔２Ｂ，２Ｄの下部側配管３ａと接続された第２の排ガス導出配管１５ｂと、第１の排ガス導出配管１５ａ及び第２の排ガス導出配管１５ｂと接続された第３の排ガス導出配管１５ｃとを有している。排ガス導出部６は、これらの排ガス導出配管１５ａ～１５ｃを通して各吸着塔２Ａ～２Ｄから排ガスＧ３を導出する。
The exhaust gas lead-out
また、排ガス導出部６は、第１の排ガス導出配管１５ａを開閉する第１の排ガス導出側開閉弁１６ａと、第２の排ガス導出配管１５ｂを開閉する第２の排ガス導出側開閉弁１６ｂとを有している。排ガス導出部６は、これらの排ガス導出側開閉弁１６ａ，１６ｂの開閉を切り替えることによって、各吸着塔２Ａ～２Ｄからの排ガスＧ３の導出を切り替える。
Further, the exhaust gas lead-out
第３の排ガス導出配管１５ｃの出側には、サイレンサー１７が接続されている。サイレンサー１７は、排ガスＧ３を大気中に放出（大気開放）する際の騒音を低減する。
A
圧力均圧部７は、一方の吸着塔２Ａ，２Ｃの下部側配管３ａ及び他方の吸着塔２Ｂ，２Ｄの下部側配管３ａと接続された第１の均圧配管１８ａと、一方の吸着塔２Ａ，２Ｃの上部側配管３ｂ及び他方の吸着塔２Ｂ，２Ｄの上部側配管３ｂと接続された第２の均圧配管１８ｂと、一方の吸着塔２Ａ，２Ｃの上部側配管３ｂ及び他方の吸着塔２Ｂ，２Ｄの上部側配管３ｂと接続された流量調整配管１９とを有している。圧力均圧部７は、これらの均圧配管１８ａ，１８ｂ及び流量調整配管１９を通して一方の吸着塔２Ａ，２Ｃと他方の吸着塔２Ｂ，２Ｄとの間の圧力差を解消（均圧化）する。
The
なお、ここで言う「圧力差を解消（均圧化）する」とは、一方の吸着塔２Ａ，２Ｃと他方の吸着塔２Ｂ，２Ｄとの間の圧力差を完全に無くすことではない。すなわち、均圧化が完了しても、実際は一方の吸着塔２Ａ，２Ｃと他方の吸着塔２Ｂ，２Ｄとの間でガスが流れるために必要な圧力差が存在する。また、製品ガスＧ２中における窒素ガスの純度を維持するために、敢えて一定の圧力差を確保する場合もある。
It should be noted that "to eliminate (equalize) the pressure difference" referred to here does not mean to completely eliminate the pressure difference between the adsorption towers 2A and 2C on one side and the adsorption towers 2B and 2D on the other side. That is, even if pressure equalization is completed, there actually exists a pressure difference necessary for the gas to flow between the adsorption towers 2A, 2C on one side and the
また、圧力均圧部７は、第１の均圧配管１８ａを開閉する第１の均圧弁２０ａと、第２の均圧配管１８ｂを開閉する第２の均圧弁２０ｂとを有している。圧力均圧部７は、これらの均圧弁２０ａ，２０ｂの開閉を切り替えることによって、一方の吸着塔２Ａ，２Ｃと他方の吸着塔２Ｂ，２Ｄとの間の均圧化を行う。
The
なお、本実施形態では、上述した流量調整配管１９の径及び長さを調整することによって、一方の吸着塔２Ａ，２Ｃと他方の吸着塔２Ｂ，２Ｄとの間を流れる再生ガスの流量調整が可能な構成となっている。一方、本実施形態では、このような流量調整配管１９を用いる構成以外にも、例えば流量調整弁（ニードル弁）やオリフィスなどの流量調整が可能な構成を採用することが可能である。
In this embodiment, by adjusting the diameter and length of the flow
また、本実施形態では、上述した各原料ガス導入配管８ａ～８ｅ、各製品ガス導出配管１２ａ～１２ｅ、各排ガス導出配管１５ａ～１５ｃ、各均圧配管１８ａ，１８ｂ及び流量調整配管１９として、例えばステンレス（ＳＵＳ３０４）などの金属が用いられているが、原料ガスＧ１や製品ガスＧ２、排ガスＧ３と反応せず、高圧に耐え得ることができる材質のものであればよく、これに必ずしも限定されるものではない。
Further, in the present embodiment, each of the raw material
また、本実施形態では、上述した各原料ガス導入側開閉弁９ａ，９ｂ、各製品ガス導出側開閉弁１３ａ，１３ｂ、各排ガス導出側開閉弁１６ａ，１６ｂとして、自動切替式の開閉弁を用いているが、原料ガスＧ１や製品ガスＧ２、排ガスＧ３と反応せず、高圧に耐え得ることができるものであればよい。
Further, in the present embodiment, automatic switching valves are used as the raw material gas inlet opening/
以上のような構成を有する本実施形態のＰＳＡ装置１では、下記表１に示す手順に従って、上述した一方の吸着塔２Ａ，２Ｃと他方の吸着塔２Ｂ，２Ｄとの間で、加圧均圧工程と、加圧吸着工程と、減圧均圧工程と、減圧再生工程との各工程を順次繰り返す。これにより、原料ガスＧ１となる空気中に含まれる窒素を連続的に分離して、製品ガスＧ２である窒素富化ガスを連続的に製造することが可能である。
In the
なお、表１は、ＰＳＡ装置１の各吸着塔２Ａ～２Ｄにおける動作の手順を説明するための工程表である。
Table 1 is a process chart for explaining the operation procedure in each of the adsorption towers 2A to 2D of the
本実施形態のＰＳＡ装置１では、表１に示すように、一対の吸着塔２Ａ，２Ｂのうち、一方の吸着塔２Ａが加圧吸着工程を行っている間、他方の吸着塔２Ｂが減圧再生工程を行う。また、一方の吸着塔２Ａが減圧均圧工程を行っている間、他方の吸着塔２Ｂが加圧均圧工程を行う。
In the
逆に、一方の吸着塔２Ａが減圧再生工程を行っている間、他方の吸着塔２Ｂが加圧吸着工程を行う。また、一方の吸着塔２Ａが加圧均圧工程を行っている間、他方の吸着塔２Ｂが減圧均圧工程を行う。
Conversely, while one
同様に、本実施形態のＰＳＡ装置１では、一対の吸着塔２Ｃ，２Ｄのうち、一方の吸着塔２Ｃが加圧吸着工程を行っている間、他方の吸着塔２Ｄが減圧再生工程を行う。また、一方の吸着塔２Ｃが減圧均圧工程を行っている間、他方の吸着塔２Ｄが加圧均圧工程を行う。
Similarly, in the
逆に、一方の吸着塔２Ｃが減圧再生工程を行っている間、他方の吸着塔２Ｄが加圧吸着工程を行う。また、一方の吸着塔２Ｃが加圧均圧工程を行っている間、他方の吸着塔２Ｄが減圧均圧工程を行う。
Conversely, while one
また、本実施形態のＰＳＡ装置１では、一対の吸着塔２Ａ，２Ｂと一対の吸着塔２Ｃ，２Ｄとのうち、一対の吸着塔２Ａ，２Ｂが加圧吸着工程及び減圧再生工程を行っている間に、一対の吸着塔２Ｃ，２Ｄが加圧均圧工程及び減圧均圧工程を完了する。
Further, in the
逆に、一対の吸着塔２Ｃ，２Ｄが加圧吸着工程及び減圧再生工程を行っている間に、一対の吸着塔２Ａ，２Ｂが加圧均圧工程及び減圧均圧工程を完了する。
Conversely, while the pair of
したがって、各吸着塔２Ａ～２Ｄでは、互いの工程をずらして行う以外は、基本的に同じ手順で、加圧均圧工程と、加圧吸着工程と、減圧均圧工程と、減圧再生工程とを順次繰り返すことから、ＰＳＡ装置１の具体的な動作については、図２～図５に示す吸着塔２Ａ，２Ｂ側の各工程を順に挙げて説明するものとする。
Therefore, in each of the adsorption towers 2A to 2D, the pressure equalization process, the pressure adsorption process, the pressure reduction pressure equalization process, and the pressure reduction regeneration process are basically the same procedure except that the processes are shifted from each other. are sequentially repeated, the specific operation of the
なお、図２は、ＰＳＡ装置１において、一方の吸着塔２Ａで加圧吸着工程を行い、他方の吸着塔２Ｂで減圧再生工程を行う状態を示す系統図である。図３は、ＰＳＡ装置１において、一方の吸着塔２Ａで減圧均圧工程を行い、他方の吸着塔２Ｂで加圧均圧工程を行う状態を示す系統図である。図４は、ＰＳＡ装置１において、一方の吸着塔２Ａで減圧再生工程を行い、他方の吸着塔２Ｂで加圧吸着工程を行う状態を示す系統図である。図５は、ＰＳＡ装置１において、一方の吸着塔２Ａで加圧均圧工程を行い、他方の吸着塔２Ｂで減圧均圧工程を行う状態を示す系統図である。
FIG. 2 is a system diagram showing a state in which one
本実施形態のＰＳＡ装置１では、先ず、図２に示すように、一対の吸着塔２Ａ，２Ｂのうち、一方の吸着塔２Ａが加圧吸着工程を行っている間、他方の吸着塔２Ｂが減圧再生工程を行う。
In the
具体的には、第１の原料ガス導入側開閉弁９ａと、第１の製品ガス導出側開閉弁１３ａと、第２の排ガス導出側開閉弁１６ｂとを開放する。一方、第２の原料ガス導入側開閉弁９ｂと、第２の製品ガス導出側開閉弁１３ｂと、第１の排ガス導出側開閉弁１６ａと、第１の均圧弁２０ａ及び第２の均圧弁２０ｂとを閉塞する。
Specifically, the first source gas introduction side on-off
これにより、一方の吸着塔２Ａ側の加圧吸着工程では、第１の原料ガス導入配管８ａを通して一方の吸着塔２Ａの下部側配管３ａ側から加圧された状態の原料ガスＧ１が導入される。
As a result, in the pressurized adsorption step of one
一方の吸着塔２Ａでは、内部に充填された吸着剤Ｓの間を下部側配管３ａ側から上部側配管３ｂ側に向かって原料ガスＧ１が通過する間に、この原料ガスＧ１中に含まれる酸素を吸着剤Ｓに吸着させ、吸着剤Ｓを通過した窒素を含む製品ガスＧ２と分離する。分離された製品ガスＧ２は、一方の吸着塔２Ａの上部側配管３ｂ側から第１の製品ガス導出配管１２ａを通して導出される。
On the other hand, in the
これに対して、他方の吸着塔２Ｂ側の減圧再生工程では、第２の排ガス導出側開閉弁１６ｂを開放することによって、他方の吸着塔２Ｂ内の圧力が減圧される。
On the other hand, in the decompression regeneration step on the side of the
他方の吸着塔２Ｂでは、内部圧力が低下するのに伴って、吸着剤Ｓに吸着された酸素を含む排ガスＧ３が吸着剤Ｓから脱離する。脱離した排ガスＧ３は、他方の吸着塔２Ｂの下部側配管３ａ側から第２の排ガス導出配管１５ｂを通して導出される。
In the
また、他方の吸着塔２Ｂ側の減圧再生工程では、吸着剤Ｓを再生するパージガスＧ４として、一方の吸着塔２Ａ側から導出された製品ガスＧ２の一部を他方の吸着塔２Ｂの上部側配管３ｂ側から流量調整配管１９を通して導入することが好ましい。吸着剤Ｓの再生時に、このようなパージガスＧ４を導入することによって、吸着剤Ｓに吸着された酸素の脱離を促進することが可能である。
Further, in the depressurization regeneration step on the side of the
次に、図３に示すように、一方の吸着塔２Ａが減圧均圧工程を行っている間、他方の吸着塔２Ｂが加圧均圧工程を行う。
Next, as shown in FIG. 3, while one
具体的には、第１の均圧弁２０ａ及び第２の均圧弁２０ｂを開放する。一方、第１の原料ガス導入側開閉弁９ａ及び第２の原料ガス導入側開閉弁９ｂと、第１の製品ガス導出側開閉弁１３ａ及び第２の製品ガス導出側開閉弁１３ｂと、第１の排ガス導出側開閉弁１６ａ及び第２の排ガス導出側開閉弁１６ｂとを閉塞する。
Specifically, the first
これにより、一方の吸着塔２Ａの減圧均圧工程では、一方の吸着塔２Ａ内に残留した相対的に高圧な残留ガスＧ５が一方の吸着塔２Ａの下部側配管３ａ及び上部側配管３ｂ側から第１の均圧配管１８ａ及び第２の均圧配管１８ｂを通して導出される。
As a result, in the decompression and pressure equalization step of one
これに対して、他方の吸着塔２Ｂの加圧均圧工程では、第１の均圧配管１８ａ及び第２の均圧配管１８ｂを通して他方の吸着塔２Ｂの下部側配管３ａ及び上部側配管３ｂ側から相対的に高圧な残留ガスＧ５が導入される。
On the other hand, in the pressure equalization step of the
残留ガスＧ５は、一方の吸着塔２Ａと他方の吸着塔２Ｂとの間の圧力差が解消（均圧化）されるまで、一方の吸着塔２Ａ側から他方の吸着塔２Ｂ側へと導入される。
The residual gas G5 is introduced from one
次に、図４に示すように、一対の吸着塔２Ａ，２Ｂのうち、一方の吸着塔２Ａが減圧再生工程を行っている間、他方の吸着塔２Ｂが加圧吸着工程を行う。
Next, as shown in FIG. 4, while one
具体的には、第２の原料ガス導入側開閉弁９ｂと、第２の製品ガス導出側開閉弁１３ｂと、第１の排ガス導出側開閉弁１６ａとを開放する。一方、第１の原料ガス導入側開閉弁９ａと、第１の製品ガス導出側開閉弁１３ａと、第２の排ガス導出側開閉弁１６ｂと、第１の均圧弁２０ａ及び第２の均圧弁２０ｂとを閉塞する。
Specifically, the second source gas introduction side on-off
これにより、他方の吸着塔２Ｂ側の加圧吸着工程では、第２の原料ガス導入配管８ｂを通して他方の吸着塔２Ｂの下部側配管３ａ側から加圧された状態の原料ガスＧ１が導入される。
As a result, in the pressurized adsorption step on the side of the
他方の吸着塔２Ｂでは、内部に充填された吸着剤Ｓの間を下部側配管３ａ側から上部側配管３ｂ側に向かって原料ガスＧ１が通過する間に、この原料ガスＧ１中に含まれる酸素を吸着剤Ｓに吸着させ、吸着剤Ｓを通過した窒素を含む製品ガスＧ２と分離する。分離された製品ガスＧ２は、他方の吸着塔２Ｂの上部側配管３ｂ側から第２の製品ガス導出配管１２ｂを通して導出される。
In the
これに対して、一方の吸着塔２Ａ側の減圧再生工程では、第１の排ガス導出側開閉弁１６ａを開放することによって、一方の吸着塔２Ａ内の圧力が減圧される。
On the other hand, in the depressurization regeneration step of one
一方の吸着塔２Ａでは、内部圧力が低下するのに伴って、吸着剤Ｓに吸着された酸素を含む排ガスＧ３が吸着剤Ｓから脱離する。脱離した排ガスＧ３は、一方の吸着塔２Ａの下部側配管３ａ側から第１の排ガス導出配管１５ａを通して導出される。
In one
また、一方の吸着塔２Ａ側の減圧再生工程では、吸着剤Ｓを再生するパージガスＧ４として、他方の吸着塔２Ｂ側から導出された製品ガスＧ２の一部を一方の吸着塔２Ａの上部側配管３ｂ側から流量調整配管１９を通して導入することが好ましい。吸着剤Ｓの再生時に、このようなパージガスＧ４を導入することによって、吸着剤Ｓに吸着された酸素の脱離を促進することが可能である。
Further, in the depressurization regeneration step of one
次に、図５に示すように、一方の吸着塔２Ａが加圧均圧工程を行っている間、他方の吸着塔２Ｂが減圧均圧工程を行う。
Next, as shown in FIG. 5, while one
具体的には、第１の均圧弁２０ａ及び第２の均圧弁２０ｂを開放する。一方、第１の原料ガス導入側開閉弁９ａ及び第２の原料ガス導入側開閉弁９ｂと、第１の製品ガス導出側開閉弁１３ａ及び第２の製品ガス導出側開閉弁１３ｂと、第１の排ガス導出側開閉弁１６ａ及び第２の排ガス導出側開閉弁１６ｂとを閉塞する。
Specifically, the first
これにより、他方の吸着塔２Ｂの減圧均圧工程では、他方の吸着塔２Ｂ内に残留した相対的に高圧な残留ガスＧ５が他方の吸着塔２Ｂの下部側配管３ａ及び上部側配管３ｂ側から第１の均圧配管１８ａ及び第２の均圧配管１８ｂを通して導出される。
As a result, in the decompression and pressure equalization step of the
これに対して、一方の吸着塔２Ａの加圧均圧工程では、第１の均圧配管１８ａ及び第２の均圧配管１８ｂを通して一方の吸着塔２Ａの下部側配管３ａ及び上部側配管３ｂ側から相対的に高圧な残留ガスＧ５が導入される。
On the other hand, in the pressure equalization step of one
残留ガスＧ５は、一方の吸着塔２Ａと他方の吸着塔２Ｂとの間の圧力差が解消（均圧化）されるまで、他方の吸着塔２Ｂ側から一方の吸着塔２Ａ側へと導入される。
The residual gas G5 is introduced from the
以上のようにして、本実施形態のＰＳＡ装置１では、各吸着塔２Ａ～２Ｄにおいて、上述した各工程を順次繰り返すことによって、原料ガスＧ１となる空気から製品ガスＧ２となる窒素富化ガスを分離して製造することが可能である。
As described above, in the
ところで、本実施形態のＰＳＡ装置１は、図６、図７及び図８に示すような構成を有している。なお、図６は、ＰＳＡ装置１の原料ガス導入部４の構成を示す平面図である。図７は、ＰＳＡ装置１の排ガス導出部６の構成を示す平面図である。図８は、ＰＳＡ装置１の構成を示す正面図である。
By the way, the
すなわち、本実施形態のＰＳＡ装置１では、上述した４つの吸着塔２Ａ～２Ｄのうち、対となる一方の吸着塔２Ａ及び他方の吸着塔２ＢがＰＳＡ装置１の正面側において幅方向に並んで設けられている。また、対となる一方の吸着塔２Ｃ及び他方の吸着塔２ＤがＰＳＡ装置１の背面側において幅方向に並んで設けられている。
That is, in the
また、本実施形態のＰＳＡ装置１において、４つの吸着塔２Ａ～２Ｄは、平面視で矩形（本実施形態では長方形）を為す領域（以下、矩形領域という。）Ｅの各頂点に位置するように、設置面Ｔとなる土台２１の面上に起立した状態で配置（設置）されている。
In addition, in the
一方、原料ガス貯留槽１０、製品ガス貯留槽１４及びサイレンサー１７は、設置面Ｔにおける複数の吸着塔２Ａ～２Ｄで囲まれる矩形領域Ｅの外側に位置するように、土台２１の面上に起立した状態で配置（設置）されている。
On the other hand, the raw material
本実施形態において、原料ガス貯留槽１０は、矩形領域Ｅよりも外側に位置するように、吸着塔２Ｄに隣接して配置されている。製品ガス貯留槽１４は、矩形領域Ｅよりも外側に位置するように、吸着塔２Ｃに隣接して配置されている。サイレンサー１７は、矩形領域Ｅよりも外側に位置するように、吸着塔２Ｂに隣接して配置されている。
In this embodiment, the source
また、設置面Ｔにおける複数の吸着塔２Ａ～２Ｄで囲まれる矩形領域Ｅの外側には、このＰＳＡ装置１の操作を行うための操作盤２２が設けられている。操作盤２２は、土台２１の面上に起立した状態で配置（設置）されている。また、操作盤２２は、上述した各原料ガス導入側開閉弁９ａ，９ｂ、各製品ガス導出側開閉弁１３ａ，１３ｂ、各排ガス導出側開閉弁１６ａ，１６ｂと接続されている。
A
本実施形態のＰＳＡ装置１では、図６及び図８に示すように、上述した原料ガス導入部４において、設置面Ｔにおける複数の吸着塔２Ａ～２Ｄで囲まれる矩形領域Ｅの内側に配置された原料ガス導入分岐管２３と、原料ガス導入分岐管２３から分岐して設けられた第３の原料ガス導入配管８ｃ及び第４の原料ガス導入配管８ｄとを有している。
In the
また、本実施形態のＰＳＡ装置１において、原料ガス導入分岐管２３の中心は、上述した矩形領域Ｅの２つの対角線の交点に位置するように配置されている。一方、複数の吸着塔２Ａ～２Ｄの中心は、その設置面Ｔ上の略中央に位置する原料ガス導入分岐管２３の周囲を囲む矩形領域Ｅの各頂点に位置するように配置されている。
In addition, in the
本実施形態のＰＳＡ装置１は、複数の吸着塔２Ａ～２Ｄで囲まれる矩形領域Ｅの内側に三方に分岐した原料ガス導入分岐管２３を配置すると共に、この原料ガス導入分岐管２３から分岐した２つの第３の原料ガス導入配管８ｃ及び１つの第４の原料ガス導入配管８ｄを矩形領域Ｅの内側に配置した構成となっている。
In the
これにより、本実施形態のＰＳＡ装置１では、原料ガス導入部４において、これら原料ガス導入分岐管２３、第３及び第４の原料ガス導入配管８ｃ，８ｄの設置スペースを従来よりも縮小化することが可能である。
As a result, in the
また、原料ガス導入部４において、第１～第５の原料ガス導入配管８ａ～８ｅの少なくとも一部（本実施形態では第４の原料ガス導入配管８ｄ）は、隣り合う吸着塔（本実施形態では吸着塔２Ａ，２Ｄ）の間を通して、原料ガス導入分岐管２３と原料ガス貯留槽１０との間を接続している。
In addition, in the raw material
これにより、本実施形態のＰＳＡ装置１では、原料ガス貯留槽１０と接続された第４の原料ガス導入配管８ｄを、隣り合う吸着塔２Ａ，２Ｄの間を通して複数の吸着塔２Ａ～２Ｄで囲まれる矩形領域Ｅの内側から外側へと効率良く引き回すことが可能である。
As a result, in the
さらに、原料ガス導入部４において、原料ガス導入分岐管２３から分岐した一方の第３の原料ガス導入配管８ｃは、隣り合う吸着塔（本実施形態では吸着塔２Ａ，２Ｂ）の間を通して、矩形領域Ｅの外側にある第１及び第２の原料ガス導入配管８ａ，８ｂと接続されている。同様に、原料ガス導入分岐管２３から分岐した他方の第３の原料ガス導入配管８ｃは、隣り合う吸着塔（本実施形態では吸着塔２Ｃ，２Ｄ）の間を通して、矩形領域Ｅの外側にある第１及び第２の原料ガス導入配管８ａ，８ｂと接続されている。
Further, in the raw material
これにより、本実施形態のＰＳＡ装置１では、原料ガス導入分岐管２３と接続された第３の原料ガス導入配管８ｃを、隣り合う吸着塔２Ａ，２Ｂの間及び隣り合う吸着塔２Ｃ，２Ｄの間を通して、複数の吸着塔２Ａ～２Ｄで囲まれる矩形領域Ｅの内側から外側へと効率良く引き回すことが可能である。
As a result, in the
また、本実施形態のＰＳＡ装置１では、図７及び図８に示すように、上述した排ガス導出部６において、設置面Ｔにおける複数の吸着塔２Ａ～２Ｄで囲まれる矩形領域Ｅの内側に配置された排ガス導出分岐管２４と、排ガス導出分岐管２４から分岐して設けられた第３の排ガス導出配管１５ｃ及び第４の排ガス導出配管１５ｄとを有している。
In addition, in the
また、本実施形態のＰＳＡ装置１において、排ガス導出分岐管２４の中心は、上述した矩形領域Ｅの２つの対角線の交点に位置するように配置されている。一方、複数の吸着塔２Ａ～２Ｄの中心は、その設置面Ｔ上の略中央に位置する排ガス導出分岐管２４の周囲を囲む矩形領域Ｅの各頂点に位置するように配置されている。
Further, in the
本実施形態のＰＳＡ装置１では、複数の吸着塔２Ａ～２Ｄで囲まれる矩形領域Ｅの内側に、三方に分岐した排ガス導出分岐管２４を配置すると共に、この排ガス導出分岐管２４から分岐した２つの第３の排ガス導出配管１５ｃ及び１つの第４の排ガス導出配管１５ｄを矩形領域Ｅの内側に配置した構成となっている。
In the
これにより、本実施形態のＰＳＡ装置１では、排ガス導出部６において、これら排ガス導出分岐管２４、第３及び第４の排ガス導出配管１５ｃ，１５ｄの設置スペースを従来よりも縮小化することが可能である。
As a result, in the
また、排ガス導出部６において、第１～第４の排ガス導出配管１５ａ～１５ｄの少なくとも一部（本実施形態では第４の排ガス導出配管１５ｄ）は、隣り合う吸着塔（本実施形態では吸着塔２Ｂ，２Ｃ）の間を通して、排ガス導出分岐管２４とサイレンサー１７との間を接続している。
Further, in the exhaust
これにより、本実施形態のＰＳＡ装置１では、サイレンサー１７と接続された第４の排ガス導出配管１５ｄを、隣り合う吸着塔２Ｂ，２Ｃの間を通して複数の吸着塔２Ａ～２Ｄで囲まれる矩形領域Ｅの内側から外側へと効率良く引き回すことが可能である。
As a result, in the
以上のように、本実施形態のＰＳＡ装置１では、上述した各部の配置を効率化し、各部の設置スペースを縮小化することによって、更なる省スペース化及び小型化を図ることが可能である。
As described above, in the
なお、本発明は、上記実施形態のものに必ずしも限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
具体的に、本発明は、上記ＰＳＡ装置１の構成に必ずしも限定されるものではなく、例えば、図９及び図１０に示す６つの吸着塔２Ａ～２Ｆを備えたＰＳＡ装置１Ａの構成や、図１１及び図１２に示す８つの吸着塔２Ａ～２Ｈを備えたＰＳＡ装置１Ｂの構成とすることも可能である。
It should be noted that the present invention is not necessarily limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
Specifically, the present invention is not necessarily limited to the configuration of the
なお、図９は、ＰＳＡ装置１Ａの原料ガス導入部４の構成を示す平面図である。図１０は、ＰＳＡ装置１Ａの排ガス導出部６の構成を示す平面図である。図１１は、ＰＳＡ装置１Ｂの原料ガス導入部４の構成を示す平面図である。図１２は、ＰＳＡ装置１Ｂの排ガス導出部６の構成を示す平面図である。また、図９～図１２に示すＰＳＡ装置１Ａ，１Ｂでは、上記ＰＳＡ装置１と同等の部位については、説明を省略すると共に、図面において同じ符号を付すものとする。
In addition, FIG. 9 is a plan view showing the structure of the source
このうち、図９及び図１０に示すＰＳＡ装置１Ａは、６つ吸着塔２Ａ～２Ｆのうち、対となる一方の吸着塔２Ａ，２Ｃ，２Ｅと他方の吸着塔２Ｂ，２Ｄ，２Ｆとが３対並んで配置された構成を有している。
Of these, the
また、ＰＳＡ装置１Ａは、図９に示すように、原料ガス導入部４において、４つの吸着塔２Ａ～２Ｄで囲まれる矩形領域Ｅ１の内側に、四方に分岐した原料ガス導入分岐管２３Ａを配置すると共に、この原料ガス導入分岐管２３Ａから分岐した２つの第３の原料ガス導入配管８ｃ及び２つの第４の原料ガス導入配管８ｄを矩形領域Ｅ１の内側に配置した構成となっている。
In addition, as shown in FIG. 9, in the
また、原料ガス導入部４において、原料ガス導入分岐管２３Ａから分岐した１つの第４の原料ガス導入配管８ｄを４つの吸着塔２Ｂ，２Ｃ，２Ｅ，２Ｆで囲まれる矩形領域Ｅ２の内側に配置した構成となっている。さらに、第４の原料ガス導入配管８ｄは、吸着塔２Ｅ，２Ｆ側の第３の原料ガス導入配管８ｃと接続されている。
In addition, in the source
これにより、ＰＳＡ装置１Ａでは、原料ガス導入部４において、これら原料ガス導入分岐管２３Ａ、第３及び第４の原料ガス導入配管８ｃ，８ｄの設置スペースを従来よりも縮小化することができ、このＰＳＡ装置１Ｂの更なる省スペース化及び小型化を図ることが可能である。
As a result, in the
また、原料ガス導入部４において、第１～第５の原料ガス導入配管８ａ～８ｅの少なくとも一部（本実施形態では第４の原料ガス導入配管８ｄ）は、隣り合う吸着塔（本実施形態では吸着塔２Ａ，２Ｄ）の間を通して、原料ガス導入分岐管２３Ａと原料ガス貯留槽１０との間を接続している。
In addition, in the raw material
これにより、本実施形態のＰＳＡ装置１Ａでは、原料ガス貯留槽１０と接続された第４の原料ガス導入配管８ｄを、隣り合う吸着塔２Ａ，２Ｄの間を通して複数の吸着塔２Ａ～２Ｄで囲まれる矩形領域Ｅ１の内側から外側へと効率良く引き回すことが可能である。
As a result, in the
また、ＰＳＡ装置１Ａは、図１０に示すように、排ガス導出部６において、４つの吸着塔２Ａ～２Ｄで囲まれる矩形領域Ｅ１の内側に、三方に分岐した排ガス導出分岐管２４Ａを配置した構成となっている。
In addition, as shown in FIG. 10, the
また、排ガス導出部６において、排ガス導出分岐管２４Ａから分岐した２つ第３の排ガス導出配管１５ｃ及び１つの第４の排ガス導出配管１５ｄを矩形領域Ｅ１の内側に配置し、この排ガス導出分岐管２４Ａから分岐した１つの第４の排ガス導出配管１５ｄを４つの吸着塔２Ｂ，２Ｅ，２Ｆ，２Ｃで囲まれる矩形領域Ｅ２の内側に配置した構成となっている。さらに、第４の排ガス導出配管１５ｄは、吸着塔２Ｅ，２Ｆ側の第３の排ガス導出配管１５ｃと接続されている。
Further, in the exhaust
これにより、ＰＳＡ装置１Ａでは、排ガス導出部６において、これら排ガス導出分岐管２４Ａ、第３及び第４の排ガス導出配管１５ｃ，１５ｄの設置スペースを従来よりも縮小化することが可能である。
As a result, in the
また、排ガス導出部６において、第１～第４の排ガス導出配管１５ａ～１５ｄの少なくとも一部（本実施形態では第４の排ガス導出配管１５ｄ）は、隣り合う吸着塔（本実施形態では吸着塔２Ｅ，２Ｆ）の間を通して、排ガス導出分岐管２４Ａとサイレンサー１７との間を接続している。
Further, in the exhaust
これにより、本実施形態のＰＳＡ装置１Ａでは、サイレンサー１７と接続された第４の排ガス導出配管１５ｄを、隣り合う吸着塔２Ｅ，２Ｆの間を通して複数の吸着塔２Ｂ，２Ｅ，２Ｆ，２Ｃで囲まれる矩形領域Ｅ２の内側から外側へと効率良く引き回すことが可能である。
As a result, in the
以上のように、本実施形態のＰＳＡ装置１Ａでは、上述した各部の配置を効率化し、各部の設置スペースを縮小化することによって、更なる省スペース化及び小型化を図ることが可能である。
As described above, in the
一方、図１１及び図１２に示すＰＳＡ装置１Ｂは、８つ吸着塔２Ａ～２Ｇのうち、対となる一方の吸着塔２Ａ，２Ｃ，２Ｅ，２Ｇと他方の吸着塔２Ｂ，２Ｄ，２Ｆ，２Ｈとが４対並んで配置された構成を有している。
On the other hand, in the
また、ＰＳＡ装置１Ｂは、図１１に示すように、原料ガス導入部４において、４つの吸着塔２Ａ～２Ｄで囲まれる矩形領域Ｅ１の内側に、四方に分岐した原料ガス導入分岐管２３Ａを配置すると共に、この原料ガス導入分岐管２３Ａから分岐した２つの第３の原料ガス導入配管８ｃ及び２つの第４の原料ガス導入配管８ｄを矩形領域Ｅ１の内側に配置した構成となっている。
In addition, as shown in FIG. 11, in the
また、原料ガス導入部４において、４つの吸着塔２Ｅ～２Ｈで囲まれる矩形領域Ｅ３の内側に、三方に分岐した原料ガス導入分岐管２３Ｂを配置すると共に、この原料ガス導入分岐管２３Ｂから分岐した２つの第３の原料ガス導入配管８ｃ及び１つの第４の原料ガス導入配管８ｄを矩形領域Ｅ３の内側に配置した構成となっている。
In addition, in the raw material
さらに、原料ガス導入部４において、４つの吸着塔２Ｂ，２Ｃ，２Ｅ，２Ｈで囲まれる矩形領域Ｅ２の内側に、原料ガス導入分岐管２３Ａと原料ガス導入分岐管２３Ｂとの間を接続する第４の原料ガス導入配管８ｄを配置した構成となっている。
Furthermore, in the raw material
これにより、ＰＳＡ装置１Ｂでは、原料ガス導入部４において、これら原料ガス導入分岐管２３Ａ，２３Ｂ、第３及び第４の原料ガス導入配管８ｃ，８ｄの設置スペースを従来よりも縮小化することが可能である。
As a result, in the
また、原料ガス導入部４において、第１～第５の原料ガス導入配管８ａ～８ｅの少なくとも一部（本実施形態では第４の原料ガス導入配管８ｄ）は、隣り合う吸着塔（本実施形態では吸着塔２Ａ，２Ｄ）の間を通して、原料ガス導入分岐管２３Ａと原料ガス貯留槽１０との間を接続している。
In addition, in the raw material
これにより、本実施形態のＰＳＡ装置１Ｂでは、原料ガス貯留槽１０と接続された第４の原料ガス導入配管８ｄを、隣り合う吸着塔２Ａ，２Ｄの間を通して複数の吸着塔２Ａ～２Ｄで囲まれる矩形領域Ｅ１の内側から外側へと効率良く引き回すことが可能である。
As a result, in the
また、ＰＳＡ装置１Ｂは、図１２に示すように、排ガス導出部６において、４つの吸着塔２Ａ～２Ｄで囲まれる矩形領域Ｅ１の内側に、三方に分岐した排ガス導出分岐管２４Ａを配置すると共に、この排ガス導出分岐管２４Ａから分岐した２つの第３の排ガス導出配管１５ｃ及び１つの第４の排ガス導出配管１５ｄを矩形領域Ｅ１の内側に配置した構成となっている。
In addition, as shown in FIG. 12, the
また、排ガス導出部６において、４つの吸着塔２Ｅ～２Ｈで囲まれる矩形領域Ｅ３の内側に、四方に分岐した排ガス導出分岐管２４Ｂを配置すると共に、この排ガス導出分岐管２４Ｂから分岐した２つの第３の排ガス導出配管１５ｃ及び２つの第４の排ガス導出配管１５ｄを矩形領域Ｅ３の内側に配置した構成となっている。
In addition, in the exhaust
さらに、排ガス導出部６において、４つの吸着塔２Ｂ，２Ｃ，２Ｅ，２Ｈで囲まれる矩形領域Ｅ２の内側に、排ガス導出分岐管２４Ａと排ガス導出分岐管２４Ｂとの間を接続する第４の排ガス導出配管１５ｄを配置した構成となっている。
Furthermore, in the exhaust
これにより、ＰＳＡ装置１Ｂでは、排ガス導出部６において、これら排ガス導出分岐管２４Ａ，２４Ｂ、第３及び第４の排ガス導出配管１５ｃ，１５ｄの設置スペースを従来よりも縮小化することが可能である。
As a result, in the
また、排ガス導出部６において、第１～第４の排ガス導出配管１５ａ～１５ｄの少なくとも一部（本実施形態では第４の排ガス導出配管１５ｄ）は、隣り合う吸着塔（本実施形態では吸着塔２Ｆ，２Ｇ）の間を通して、排ガス導出分岐管２４Ｂとサイレンサー１７との間を接続している。
Further, in the exhaust
これにより、本実施形態のＰＳＡ装置１Ｂでは、サイレンサー１７と接続された第４の排ガス導出配管１５ｄを、隣り合う吸着塔２Ｆ，２Ｇの間を通して複数の吸着塔２Ｅ～２Ｈで囲まれる矩形領域Ｅ３の内側から外側へと効率良く引き回すことが可能である。
As a result, in the
以上のように、本実施形態のＰＳＡ装置１Ｂでは、上述した各部の配置を効率化し、各部の設置スペースを縮小化することによって、更なる省スペース化及び小型化を図ることが可能である。
As described above, in the
１，１Ａ，１Ｂ…ＰＳＡ装置（圧力変動吸着装置） ２Ａ～２Ｈ…吸着塔 ３ａ…下部側配管 ３ｂ…上部側配管 ４…原料ガス導入部 ５…製品ガス導出部 ６…排ガス導出部 ７…圧力均圧部 ８ａ…第１の原料ガス導入配管 ８ｂ…第２の原料ガス導入配管 ８ｃ…第３の原料ガス導入配管 ８ｄ…第４の原料ガス導入配管 ８ｅ…第５の原料ガス導入配管 ９ａ…第１の原料ガス側開閉弁 ９ｂ…第２の原料ガス側開閉弁 １０…原料ガス貯留槽 １１…圧縮機 １２ａ…第１の製品ガス導出配管 １２ｂ…第２の製品ガス導出配管 １２ｃ…第３の製品ガス導出配管 １２ｄ…第４の製品ガス導出配管 １２ｅ…第５の製品ガス導出配管 １３ａ…第１の製品ガス側開閉弁 １３ｂ…第２の製品ガス側開閉弁 １４…製品ガス貯留槽 １５ａ…第１の排ガス導出配管 １５ｂ…第２の排ガス導出配管 １５ｃ…第３の排ガス導出配管 １５ｄ…第４の排ガス導出配管 １６ａ…第１の排ガス側開閉弁 １６ｂ…第２の排ガス側開閉弁 １７…サイレンサー １８ａ…第１の均圧配管 １８ｂ…第２の均圧配管 １９…流量調整配管 ２０ａ…第１の均圧弁 ２０ｂ…第２の均圧弁 ２１…土台 ２２…操作盤 ２３，２３Ａ，２３Ｂ…原料ガス導入分岐管 ２４，２４Ａ，２４Ｂ…排ガス導出分岐管 Ｓ…吸着剤 Ｇ１…原料ガス Ｇ２…製品ガス Ｇ３…排ガス Ｇ４…パージガス Ｇ５…残留ガス 1, 1A, 1B... PSA device (pressure fluctuation adsorption device) 2A to 2H... adsorption tower 3a... lower side pipe 3b... upper side pipe 4... source gas introduction part 5... product gas lead-out part 6... flue gas lead-out part 7... pressure Pressure equalizing section 8a First source gas introduction pipe 8b Second source gas introduction pipe 8c Third source gas introduction pipe 8d Fourth source gas introduction pipe 8e Fifth source gas introduction pipe 9a First source gas side on-off valve 9b Second source gas side on-off valve 10 Source gas storage tank 11 Compressor 12a First product gas lead-out pipe 12b Second product gas lead-out pipe 12c Third Product gas lead-out pipe 12d Fourth product gas lead-out pipe 12e Fifth product gas lead-out pipe 13a First product gas side on-off valve 13b Second product gas side on-off valve 14 Product gas storage tank 15a First exhaust gas lead-out pipe 15b Second exhaust gas lead-out pipe 15c Third exhaust gas lead-out pipe 15d Fourth exhaust gas lead-out pipe 16a First exhaust gas side on-off valve 16b Second exhaust gas side on-off valve 17 Silencer 18a First pressure equalization pipe 18b Second pressure equalization pipe 19 Flow rate adjustment pipe 20a First pressure equalization valve 20b Second pressure equalization valve 21 Base 22 Operation panel 23, 23A, 23B Raw material gas introduction branch pipe 24, 24A, 24B... Exhaust gas outlet branch pipe S... Adsorbent G1... Raw material gas G2... Product gas G3... Exhaust gas G4... Purge gas G5... Residual gas
Claims (8)
前記複数の吸着塔の中から順次選択される吸着塔に対して原料ガスを導入する原料ガス導入部とを備え、
前記原料ガス導入部は、前記複数の吸着塔で囲まれる領域の内側且つ起立した状態の前記複数の吸着塔の間に配置された分岐管と、前記分岐管から分岐して設けられた複数の原料ガス導入配管と、前記複数の吸着塔で囲まれる領域の外側に配置された原料ガス貯留槽とを有し、
前記原料ガス導入配管の一部は、隣り合う吸着塔の間を通して前記分岐管と前記原料ガス貯留槽との間を接続していることを特徴とする圧力変動吸着装置。 a plurality of adsorption towers filled with adsorbent;
a raw material gas introduction unit for introducing a raw material gas into the adsorption towers sequentially selected from the plurality of adsorption towers,
The raw material gas introduction part includes a branch pipe arranged inside a region surrounded by the plurality of adsorption towers and between the plurality of adsorption towers in an upright state, and a plurality of branch pipes branched from the branch pipe. having a source gas introduction pipe and a source gas storage tank arranged outside the region surrounded by the plurality of adsorption towers;
A pressure fluctuation adsorption apparatus , wherein a part of the source gas introduction pipe connects between the branch pipe and the source gas storage tank through the adjacent adsorption towers .
前記排ガス導出部は、前記複数の吸着塔で囲まれる領域の内側且つ起立した状態の前記複数の吸着塔の間に配置された分岐管と、前記分岐管から分岐して設けられた複数の排ガス導出配管と、前記複数の吸着塔で囲まれる領域の外側に配置されたサイレンサーとを有し、 The exhaust gas lead-out part includes a branch pipe disposed between the plurality of adsorption towers in an upright state inside a region surrounded by the plurality of adsorption towers, and a plurality of exhaust gases branched from the branch pipe. Having an outlet pipe and a silencer arranged outside the area surrounded by the plurality of adsorption towers,
前記排ガス導出配管の一部は、隣り合う吸着塔の間を通して前記分岐管と前記サイレンサーとの間を接続していることを特徴とする請求項１に記載の圧力変動吸着装置。 2. The pressure swing adsorption apparatus according to claim 1, wherein a part of said exhaust gas lead-out pipe connects between said branch pipe and said silencer through between adjacent adsorption towers.
前記複数の吸着塔の中から順次選択される吸着塔に対して原料ガスを導入する原料ガス導入部と、
前記複数の吸着塔の中から順次選択される吸着塔から排ガスを導出する排ガス導出部を備え、
前記排ガス導出部は、前記複数の吸着塔で囲まれる領域の内側且つ起立した状態の前記複数の吸着塔の間に配置された分岐管と、前記分岐管から分岐して設けられた複数の排ガス導出配管と、前記複数の吸着塔で囲まれる領域の外側に配置されたサイレンサーとを有し、
前記排ガス導出配管の一部は、隣り合う吸着塔の間を通して前記分岐管と前記サイレンサーとの間を接続していることを特徴とする圧力変動吸着装置。 a plurality of adsorption towers filled with adsorbent;
a source gas introduction unit that introduces a source gas into an adsorption tower that is sequentially selected from the plurality of adsorption towers;
An exhaust gas derivation unit for deriving exhaust gas from adsorption towers sequentially selected from the plurality of adsorption towers,
The exhaust gas lead-out part includes a branch pipe disposed between the plurality of adsorption towers in an upright state inside a region surrounded by the plurality of adsorption towers, and a plurality of exhaust gases branched from the branch pipe. Having an outlet pipe and a silencer arranged outside the area surrounded by the plurality of adsorption towers,
A pressure fluctuation adsorption apparatus , wherein a part of the exhaust gas lead-out pipe connects between the branch pipe and the silencer through the adjacent adsorption towers .
前記分岐管は、前記矩形領域の内側に配置されていることを特徴とする請求項４に記載の圧力変動吸着装置。 The plurality of adsorption towers are arranged so that four adsorption towers constituting two pairs of adsorption towers are located at each vertex of the rectangular area,
5. The pressure fluctuation adsorption device according to claim 4 , wherein the branch pipe is arranged inside the rectangular area.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2018216385A JP7195887B2 (en) | 2018-11-19 | 2018-11-19 | Pressure fluctuation adsorption device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2018216385A JP7195887B2 (en) | 2018-11-19 | 2018-11-19 | Pressure fluctuation adsorption device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2020081929A JP2020081929A (en) | 2020-06-04 |
| JP7195887B2 true JP7195887B2 (en) | 2022-12-26 |
Family
ID=70905294
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2018216385A Active JP7195887B2 (en) | 2018-11-19 | 2018-11-19 | Pressure fluctuation adsorption device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7195887B2 (en) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005199270A (en) | 2003-12-23 | 2005-07-28 | Praxair Technol Inc | Indexing rotary dual valve for pressure swing adsorption system |
| CN2907847Y (en) | 2006-02-16 | 2007-06-06 | 赵冲 | Air purification drier |
| JP2007167653A (en) | 2005-12-20 | 2007-07-05 | Air Products & Chemicals Inc | Portable medical oxygen concentrator |
| JP2011251243A (en) | 2010-06-02 | 2011-12-15 | Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd | Gas separator |
| JP2014514137A (en) | 2011-03-01 | 2014-06-19 | エクソンモービル アップストリーム リサーチ カンパニー | System including encapsulated adsorbent contactor device and associated swing adsorption method |
| JP2016137467A (en) | 2015-01-29 | 2016-08-04 | 株式会社アドバン理研 | Gas manufacturing equipment and gas manufacturing processing method |
| JP2018083197A (en) | 2018-02-07 | 2018-05-31 | 株式会社アドバン理研 | Gas manufacturing apparatus |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04322713A (en) * | 1991-04-19 | 1992-11-12 | Kanebo Ltd | Method and equipment for separating gaseous nitrogen |
| KR20120009158A (en) * | 2010-07-22 | 2012-02-01 | 주식회사 씨플러스 | Apparatus for supllying nitrogen |
-
2018
- 2018-11-19 JP JP2018216385A patent/JP7195887B2/en active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005199270A (en) | 2003-12-23 | 2005-07-28 | Praxair Technol Inc | Indexing rotary dual valve for pressure swing adsorption system |
| JP2007167653A (en) | 2005-12-20 | 2007-07-05 | Air Products & Chemicals Inc | Portable medical oxygen concentrator |
| CN2907847Y (en) | 2006-02-16 | 2007-06-06 | 赵冲 | Air purification drier |
| JP2011251243A (en) | 2010-06-02 | 2011-12-15 | Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd | Gas separator |
| JP2014514137A (en) | 2011-03-01 | 2014-06-19 | エクソンモービル アップストリーム リサーチ カンパニー | System including encapsulated adsorbent contactor device and associated swing adsorption method |
| JP2016137467A (en) | 2015-01-29 | 2016-08-04 | 株式会社アドバン理研 | Gas manufacturing equipment and gas manufacturing processing method |
| JP2018083197A (en) | 2018-02-07 | 2018-05-31 | 株式会社アドバン理研 | Gas manufacturing apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2020081929A (en) | 2020-06-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10080992B2 (en) | Apparatus and system for swing adsorption processes related thereto | |
| KR100346488B1 (en) | Single bed pressure swing adsorption process and system | |
| JP2833595B2 (en) | Pressure swing adsorption method | |
| US8529674B2 (en) | Pressure swing adsorption method and system with multiple-vessel beds | |
| KR100289876B1 (en) | Large capacity vacuum pressure swing adsorption process and system | |
| JP5917169B2 (en) | Nitrogen-enriched gas production method, gas separation method, and nitrogen-enriched gas production apparatus | |
| KR20070118980A (en) | Pressure swing adsorption process with improved recovery of high-purity product | |
| JP2018521843A (en) | Pressure swing adsorber with flow regulation by orifice | |
| KR101647017B1 (en) | Oxygen concentrating method and apparatus having condensate water removing function | |
| JP7195887B2 (en) | Pressure fluctuation adsorption device | |
| JP4895467B2 (en) | Oxygen concentration method and oxygen concentration apparatus | |
| JP2022054755A (en) | Pressure swing adsorption device | |
| JP7013338B2 (en) | Pressure fluctuation adsorption device | |
| JPS58151304A (en) | Production of oxygen by pressure swing method | |
| JPH10272332A (en) | Gas separation device and its operation method | |
| JP7374925B2 (en) | Gas separation equipment and gas separation method | |
| JP6748321B1 (en) | Nitrogen-enriched gas manufacturing apparatus and manufacturing method | |
| JP7262250B2 (en) | High oxygen gas supply device and method | |
| JPH0938443A (en) | Gas separator | |
| JP2001327829A (en) | Pressure swing adsorber | |
| JP6661170B2 (en) | Gas separation equipment | |
| TW200304849A (en) | Pressure swing adsorption process with controlled internal depressurization flow | |
| JP3369424B2 (en) | Mixed gas separation method | |
| JPH09141038A (en) | Gas separator | |
| JP2003342008A (en) | Nitrogen generation device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20201106 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210701 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20220707 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220726 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220906 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20221206 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20221214 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7195887 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |