JPH01107060A - 極低温冷凍装置用精製装置 - Google Patents
極低温冷凍装置用精製装置Info
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- JPH01107060A JPH01107060A JP26389787A JP26389787A JPH01107060A JP H01107060 A JPH01107060 A JP H01107060A JP 26389787 A JP26389787 A JP 26389787A JP 26389787 A JP26389787 A JP 26389787A JP H01107060 A JPH01107060 A JP H01107060A
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- adsorption
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- adsorption cylinders
- cylinders
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Landscapes
- Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)
- Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は極低温冷凍装置用精製装置に係わり、特に系内
の不純ガスが容易に除去できない被冷却体を負荷とした
極低温冷凍装置に好適な極低温冷凍装置用精製装置に関
する。
の不純ガスが容易に除去できない被冷却体を負荷とした
極低温冷凍装置に好適な極低温冷凍装置用精製装置に関
する。
極低温冷凍装置、例えばヘリウム冷凍装置では不純ガス
が混入した場合には極低温の熱交換器、配管等の中で固
化するため装置の性能が低下し、極端な場合には連続運
転が不可能となる場合がある。このために不純ガスを除
去する精製装置が必要となる。−船釣に精製は適当な吸
着剤による吸着方式が採用されている。従って、連続的
に精製するためには少なくて２系列の吸着器を設け、−
方が精製を行なっている間に、他方を再生しておく必要
がある。再生は適当な温度まで加熱し吸着不純ガスを脱
着させる方法がとられている。
が混入した場合には極低温の熱交換器、配管等の中で固
化するため装置の性能が低下し、極端な場合には連続運
転が不可能となる場合がある。このために不純ガスを除
去する精製装置が必要となる。−船釣に精製は適当な吸
着剤による吸着方式が採用されている。従って、連続的
に精製するためには少なくて２系列の吸着器を設け、−
方が精製を行なっている間に、他方を再生しておく必要
がある。再生は適当な温度まで加熱し吸着不純ガスを脱
着させる方法がとられている。
従来の装置は、例えば、特公昭６１−５６００９号公報
に記載のように吸着剤の加熱、冷却時に吸着筒外部から
間接加熱、間接冷却すると共に、精製ガスの一部を吸着
筒の中を流し直接加熱、直接冷却するようになっていた
。
に記載のように吸着剤の加熱、冷却時に吸着筒外部から
間接加熱、間接冷却すると共に、精製ガスの一部を吸着
筒の中を流し直接加熱、直接冷却するようになっていた
。
上記従来技術は吸着剤の加熱、冷却方法としては最も効
果的なものではあるが、ヘリウムガス等の極低温冷媒ガ
スは非常に高価であることに配慮されておらず、少くて
も吸着剤の加熱時に吸着剤に直接接して流す精製ガスは
大気に放出するか又は回収するための他の精製装置が必
要となるという問題があった。又、精製すべきガス流量
が増大すると吸着筒が大口径になり再生時間が長くなる
という問題があった。
果的なものではあるが、ヘリウムガス等の極低温冷媒ガ
スは非常に高価であることに配慮されておらず、少くて
も吸着剤の加熱時に吸着剤に直接接して流す精製ガスは
大気に放出するか又は回収するための他の精製装置が必
要となるという問題があった。又、精製すべきガス流量
が増大すると吸着筒が大口径になり再生時間が長くなる
という問題があった。
本発明の目的は上記従来技術の問題点を解決した効率的
な極低温冷凍装置用精製装置を提供することにある。
な極低温冷凍装置用精製装置を提供することにある。
上記目的は、再生時、吸着剤に直接接する精製ガスを流
さず吸着筒外部からの間接加熱のみで可能な複数個の吸
着筒で各系列の吸着器を構成したことにより、達成され
る。
さず吸着筒外部からの間接加熱のみで可能な複数個の吸
着筒で各系列の吸着器を構成したことにより、達成され
る。
一定の不純ガスを有する所定流量の原料ガスを決められ
た時間精製するために必要な吸着剤量は吸着剤の吸着性
能によってほぼ決定することができる。もとより詳細設
計においては吸着剤の充填高さと充填直径の比、吸着筒
内流速などの要素も考慮する必要があるが、−船釣には
処理ガス流量の増大に対し吸着筒内流速をほぼ一定にし
て直接断面積を増大させる方法がとられる。
た時間精製するために必要な吸着剤量は吸着剤の吸着性
能によってほぼ決定することができる。もとより詳細設
計においては吸着剤の充填高さと充填直径の比、吸着筒
内流速などの要素も考慮する必要があるが、−船釣には
処理ガス流量の増大に対し吸着筒内流速をほぼ一定にし
て直接断面積を増大させる方法がとられる。
一方、吸着筒外部から間接加熱する場合には、吸着筒中
心部の温度変化は下記の無次元パラメータによって計算
できる。
心部の温度変化は下記の無次元パラメータによって計算
できる。
４α・θ／ ］） ２
α：充填筒平均熱拡散係数（ｍ２／ｈｒ）Ｏ：時間（ｈ
ｒ） Ｄ：充填筒直径（ｍ） 上式は、直径が２倍になれば加熱時間は４倍になること
を意味しており、処理ガス流量の増大に対し、吸着筒の
直径を増大させていったのでは再生に必要な時間が非常
に長くなることを示している。
ｒ） Ｄ：充填筒直径（ｍ） 上式は、直径が２倍になれば加熱時間は４倍になること
を意味しており、処理ガス流量の増大に対し、吸着筒の
直径を増大させていったのでは再生に必要な時間が非常
に長くなることを示している。
木問題を解決するためには、複数個の吸着筒を設け、合
計した通路断面積を有するようにすれば間接加熱、間接
冷却を所定時間内に行なうことができ吸着筒の中を直接
精製ガスを流す必要がなくなる。
計した通路断面積を有するようにすれば間接加熱、間接
冷却を所定時間内に行なうことができ吸着筒の中を直接
精製ガスを流す必要がなくなる。
以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。第１
図においてｌａ〜１ｎは再生中の吸着筒、ｌａ′〜１ｎ
′は精製中の吸着筒、２及び２′は入口弁、３及び３′
は脱圧弁、４及び４′は真空引弁、５及び５′は出口弁
、６は均圧弁、７は真空ポンプ、８はヒータ、９は窒素
ガス導管、２０は圧縮機、２１は極低温冷凍機である。
図においてｌａ〜１ｎは再生中の吸着筒、ｌａ′〜１ｎ
′は精製中の吸着筒、２及び２′は入口弁、３及び３′
は脱圧弁、４及び４′は真空引弁、５及び５′は出口弁
、６は均圧弁、７は真空ポンプ、８はヒータ、９は窒素
ガス導管、２０は圧縮機、２１は極低温冷凍機である。
次に、以上のように構成された装置の動作について説明
する。圧縮機２０で圧縮された常温高圧冷媒ガスは精製
中の吸着筒１ａ′〜Ｉｎ’を通り極低温冷凍機２１に供
給され、極低温冷凍機２１からの戻りガスは圧縮機２０
の吸入側に戻り再び圧縮循環される。
する。圧縮機２０で圧縮された常温高圧冷媒ガスは精製
中の吸着筒１ａ′〜Ｉｎ’を通り極低温冷凍機２１に供
給され、極低温冷凍機２１からの戻りガスは圧縮機２０
の吸入側に戻り再び圧縮循環される。
一方、再生中の吸着筒１ａ〜１ｎの動作について説明す
ると、先ず脱圧弁３を開は吸着筒１ａ〜１ｎの圧力を数
ｋｇ／ｃ＋ｎ２Ｇに下げた後、窒素ガス導管９から導入
した窒素ガスをヒータ８で３００〜４００°Ｃに加熱し
吸着筒１ａ〜１ｎに供給し、吸着筒１ａ〜ｌｎ中の吸着
剤を２００〜３００°Ｃまで加温する。その後、再び脱
圧弁３を開けほぼ大気圧まで脱圧する。次に、真空引弁
４を開は真空ポンプ７で０．ＩＴａｒｒ程度まで真空引
きした後、均圧弁６を開としほぼ大気圧まで精製ガスを
吸着筒１ａ′〜１ｎ′の出口側から供給する。以上の置
換操作を高温で数回実施することにより、吸着筒１ａ〜
Ｉｎ内の吸着剤に吸着されていた不純ガスを脱着排気さ
せる。高温での不純ガスの脱着排気完了後、今後はヒー
タ８を切り低温窒素ガス（０℃程度が望ましい。）を吸
着筒１ａ〜１ｎに供給し、吸着筒１ａ−１ｎ内の吸着剤
を常温まで冷却する。常温まで冷却後、均圧弁６を開は
操作圧力である約１５ ｋｇ／ｃｍ２Ｇまで加圧するこ
とにより再生が完了し、再び精製運転が可能な状態にな
る。
ると、先ず脱圧弁３を開は吸着筒１ａ〜１ｎの圧力を数
ｋｇ／ｃ＋ｎ２Ｇに下げた後、窒素ガス導管９から導入
した窒素ガスをヒータ８で３００〜４００°Ｃに加熱し
吸着筒１ａ〜１ｎに供給し、吸着筒１ａ〜ｌｎ中の吸着
剤を２００〜３００°Ｃまで加温する。その後、再び脱
圧弁３を開けほぼ大気圧まで脱圧する。次に、真空引弁
４を開は真空ポンプ７で０．ＩＴａｒｒ程度まで真空引
きした後、均圧弁６を開としほぼ大気圧まで精製ガスを
吸着筒１ａ′〜１ｎ′の出口側から供給する。以上の置
換操作を高温で数回実施することにより、吸着筒１ａ〜
Ｉｎ内の吸着剤に吸着されていた不純ガスを脱着排気さ
せる。高温での不純ガスの脱着排気完了後、今後はヒー
タ８を切り低温窒素ガス（０℃程度が望ましい。）を吸
着筒１ａ〜１ｎに供給し、吸着筒１ａ−１ｎ内の吸着剤
を常温まで冷却する。常温まで冷却後、均圧弁６を開は
操作圧力である約１５ ｋｇ／ｃｍ２Ｇまで加圧するこ
とにより再生が完了し、再び精製運転が可能な状態にな
る。
以上の実施例では吸着筒の加熱を加熱した窒素ガスで行
なっているが、ヒータにより直接吸着筒を加熱すること
も可能である。又、圧縮機に余裕がある場合には循環し
ているヘリウムガスの一部を媒体として循環使用するこ
とも可能である。
なっているが、ヒータにより直接吸着筒を加熱すること
も可能である。又、圧縮機に余裕がある場合には循環し
ているヘリウムガスの一部を媒体として循環使用するこ
とも可能である。
冷却の時に、例えば吸着筒温度が１００°Ｃ以下は水冷
に切り替えることは比熱の大きさから非常に効果的な方
法である。さらに又、吸着剤の不純ガスの脱着排気は高
温状態で完了していること、及び吸着剤の冷却のために
は直接ガスを流した方が効果的なことから、圧１ｉ！機
に余裕がある場合には均圧弁を開は精製ガスの一部を冷
却時に再生中の吸着筒に流し圧縮機に帰環させる方法も
効果的である。
に切り替えることは比熱の大きさから非常に効果的な方
法である。さらに又、吸着剤の不純ガスの脱着排気は高
温状態で完了していること、及び吸着剤の冷却のために
は直接ガスを流した方が効果的なことから、圧１ｉ！機
に余裕がある場合には均圧弁を開は精製ガスの一部を冷
却時に再生中の吸着筒に流し圧縮機に帰環させる方法も
効果的である。
本発明によれば、再生時、吸着剤に直接接する加熱及び
不純ガスパージ用として高価な精製ガスを流す必要が無
いため効率的な極低温冷凍装置用精製装置を提供できる
効果がある。
不純ガスパージ用として高価な精製ガスを流す必要が無
いため効率的な極低温冷凍装置用精製装置を提供できる
効果がある。
第１図は本発明の一実施例の極低温冷凍装置用精製装置
の概略構成図である。
の概略構成図である。
Claims (1)
- １、極低温冷凍機に導入する常温高圧冷媒ガス中の常温
から液体窒素温度の間に固化点をもつ不純ガスを吸着除
去する少くても２系列の吸着器を有する常温精製装置に
おいて、各系列の前記吸着器を複数個の吸着筒で構成し
たことを特徴とする極低温冷凍装置用精製装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26389787A JPH01107060A (ja) | 1987-10-21 | 1987-10-21 | 極低温冷凍装置用精製装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26389787A JPH01107060A (ja) | 1987-10-21 | 1987-10-21 | 極低温冷凍装置用精製装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01107060A true JPH01107060A (ja) | 1989-04-24 |
Family
ID=17395772
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26389787A Pending JPH01107060A (ja) | 1987-10-21 | 1987-10-21 | 極低温冷凍装置用精製装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01107060A (ja) |
-
1987
- 1987-10-21 JP JP26389787A patent/JPH01107060A/ja active Pending
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