JPH01242120A - 混合ガスより低濃度の易吸着性ガスを除去し難吸着性ガスを高収率で回収する方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は混合ガスを原料としてプレッシャースイング法
（以下ＰＳＡという）により易吸着性ガスを除去する方
法に関するものである。ざらに詳しく述べると、１０％
以下の低濃度の易吸着性ガスを含む混合ガスより易吸着
性ガスを除去し、難吸着性ガスを回収するためのＰＳＡ
に於いて脱着後の槽を吸着圧まで昇圧する工程に於いて
昇圧の前半に脱着ガスを用いる回収工程を行なうことに
より、難吸着性ガスの回収率を著しく改善した方法に関
するものでおる。従って難吸着性ガスが価値のあるガス
で不純物が１０％以下の易吸着性ガスを含む場合、例え
ば不活性ガス中に酸性ガスが少量含まれる場合などに適
用して有利な方法である。

（従来の技術） （発明が解決しようとする問題点） 特開昭６０−２３９３０９に示される吸着、脱着、蓄圧
の工程からなるＰＳＡにおいては脱着ガスをすべて排気
するために同時に吸着した難吸着性ガスもすべて排気す
ることとなり、難吸着性ガスの回収率を充分に高くする
ことはできなかった。

（問題点を解決するための手段） 本発明の目的は、混合ガスを原料とし、ＰＳＡにより低
濃度の易吸着ガスを吸着除去において難吸着性ガスを高
収率で回収する方法を提供するものであり、その要旨は
１０％以下の低濃度の易吸着性ガスを含む混合ガスを原
料としてＰＳＡにより易吸着性ガスを吸着除去し難吸着
性ガスを高収率で回収するにあたり、吸着剤を充填した
吸着槽を３槽以上設け、易吸着性ガスを吸着除去する吸
着工程、吸着終了後の槽と脱着・洗浄終了後の層を連通
して行なう均圧工程、易吸着ガスを飽和吸着した槽を減
圧脱着する脱着工程、脱着末期に製品ガスを脱着してい
る槽へ少量流し槽内の脱着効果を高める洗浄工程、脱着
後の槽を吸着圧まで昇圧するために昇圧の前半を脱着ガ
スにより行なう回収工程、昇圧の後半を製品ガスで行な
う蓄圧工程の各工程を各種において遂次繰返して行なう
ことを特徴とする難吸着性ガスの回収方法に関するもの
である。

一般にＰＳＡに於いて吸着槽に通ガスによりガス吸着を
行なう場合、吸着槽内のガス相の易吸着性ガスの濃度分
布は上流側で濃く下流側でうすくなり吸着槽出口ではほ
とんど零となる。

製品ガス中の易吸着性ガスの濃度を低くするためには吸
着槽出口の易吸着性ガスの濃度が零に近い状態にあり、
まだ吸着能力が残っている状態で通ガスを止めないと易
吸着ガスが混入するおそれがおり目的とする製品ガスは
得られない。

したがってこの時点では吸着剤にまだ吸着能力が残って
おり、これを脱着すれば同時に吸着している難吸着性ガ
スも排気することになる。しかるに、この脱着ガスの一
部を昇圧に使用することにより難吸着性ガスを吸着槽に
戻し、回収を行なうことができるので難吸着性ガスの排
気を少くし、したがって難吸着性ガスの回収率を向上さ
せることができる。

本発明の実ｍ態様を具体的な工程として表−１に掲げ、
工程１−１〜１−４におけるガス流れを図−１に示す。

図−２は本発明に用いる装置の系統図である。

表−１に示すごとく１サイクルを１５分〜６０分で操作
する。以下図に基いて実施態様の１例を説明する。

図−２において、吸着工程として原料ガスポンプＡにて
原料ガスを’ｌＫ’ｊ／ｃＡＧまで加圧し、Ｖｌｌを通
じて槽−１へ送入し易吸着性ガスを吸着除去した後Ｖ１
２より製品ガスとして取り出す。

次に工程１−４の均圧工程として吸着終了後の槽−１と
脱着・洗浄終了後の槽−３をＶ１５゜Ｖ３５を開として
連通し均圧を行なう。一方、槽−２は工程１−１におい
て回収工程としてＶ２４を開とし、脱着ガスを使用して
昇圧を行ないその後Ｖ２４を閉じ、さらに工程１−２に
おいて蓄圧工程としてＶ−２５を開とし、製品ガスの一
部を槽−２に送付し、吸着工程の準備として所定吸着圧
までの昇圧を行なう。また、このとき槽−３は吸着が完
了しており、■程１−１〜１−２で示される脱着工程と
なる。即ちＶ３３を開とし、真空ポンプＢにて２０トー
ルまで減圧し槽の再生のため脱着を行なう。さらに脱着
の末期には工程１−３で示される洗浄工程としてＶ３５
を開とし、製品ガスの少量を槽−３に流すことにより槽
の再生効果を高める。

以上の工程を各種で交互に行ない、表−１に示すごとく
１サイクル１５分〜６０分としてこれを繰返す。

本発明において吸着剤は、ガスの種類・組成に適合した
分離性能を有するものを選択する必要がある。原料がア
ルゴン、水素、一酸化炭素混合ガスの場合にはゼオライ
トモレキュラーシーブが適当であるが、他の組合せの場
合にはゼオライトモレキュラーシーブ以外の吸着剤を用
いることも可能である。従って、アルゴン以外にもヘリ
ウム。

ネオン等の希ガスに一酸化炭素、二酸化炭素、二酸化イ
オウ等の活性ガスを不純物として含む場合、本発明の方
法により脱着ガスを回収すると同様に回収率を向上させ
ることができる。

（発明の効果） 特開昭６０−２３９０９に示される吸着、脱着、蓄圧の
工程からなるＰＳＡｋ：おいては、脱着ガスをすべて排
気するため、吸着している難吸着性ガスも同時に排気さ
れ、難吸着性ガスの回収率を向上させることが困難であ
った。

しかるに、本発明においては脱着ガスの一部を槽の昇圧
に用いる回収工程を行なうことにより、難吸着性ガスの
回収が行なわれ難吸着性ガスの回収率が大巾に向上でき
た。

（実施例及比較例） 直径４０ｍｍ長さ５００ｍの吸着槽に市販の５人。

型　ゼオライトモレキュラーシーブ７５０ｄを充填した
試験装置を用いて試験を行なった。

実施例 表−１２図−１２図−２に示されるシステムにおいてア
ルゴン７８％、水素１８％、一酸化炭素４％を含む混合
ガスより一酸化炭素を除去する試験を吸着圧１ＫＩ／ｃ
ｉＧ、脱着圧２０トール、サイクルタイム５分／槽×３
槽の条件で行なった。

結果として、製品ガス中の一酸化炭素濃度０．５％にお
いてアルゴン士水素の収率８９％が得られた。

比較例 特開昭６０−２３９０９に示される方法に従って、実施
例と同一条件で試験を行なったところ製品ガス中の一酸
化炭素濃度０．５％においてアルゴン士水素の収率は７
５％であった。

【図面の簡単な説明】

図−１は本発明の実施態様を示す各工程でのガス流れ図
である。 図２は本発明に用いる装置の系統図でおる。 図２において Ａ：原料ガスポンプ Ｂ：真空ポンプ Ｖｌｌ、Ｖ２１．Ｖ３１　：各種の原料ガス人口弁Ｖｌ
　２．Ｖ２２．Ｖ３２　：各種の製品ガス出口弁Ｖ１３
．Ｖ２３．Ｖ３３　：各種の脱着カス出口弁Ｖ１４．Ｖ
２４．Ｖ３４　：各種の回収ガス人口弁Ｖ１５．Ｖ２５
．Ｖ３５　：各種の蓄圧ガス人口弁出願人　　　製鉄化
学工業株式会社 代表者増田裕治 手続補正書（自発） 昭和６３年４月２７日 １　事件の表示 昭和６３年特許願第７１６３６号 ２、発明の名称 混合ガスより低濃度の易吸着性ガスを除去し難吸着性ガ
スを高収率で回収する方法３、補正をする者 事件との関係　　　　　特許出願人 〒６７５−０１　　　（置　０７９４−３７−２１５１
）住所　兵庫県加古郡播磨町宮西３４６番地の１明細書 ＝Ｎ＋、、−ｚ ５、補正の内容 明細書第３頁第１７行「易吸着ガスを」を「易吸着ガス
の」と訂正する。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）１０％以下の低濃度の易吸着性ガスを含む混合ガ
   スを原料としてプレッシヤースイング法により易吸着性
   ガスを除去し、難吸着性ガスを高収率で回収するにあた
   り、吸着剤を充填した吸着槽を３槽以上設け、易吸着性
   ガスを吸着除去する吸着工程、吸着終了後の槽と脱着・
   洗浄終了後の槽を連通して行なう均圧工程、易吸着ガス
   を飽和吸着した槽を減圧脱着する脱着工程、脱着工程末
   期に製品ガスを脱着している槽へ少量導入し槽内の脱着
   効果を高める洗浄工程、脱着後の槽を吸着圧まで昇圧す
   るために昇圧の前半を脱着ガスにより行なう回収工程、
   昇圧の後半を製品ガスで行なう蓄圧工程の各工程を吸着
   工程→均圧工程→脱着工程→洗浄工程→均圧工程→回収
   工程→蓄圧工程の順に各吸着槽で遂次繰返して行なうこ
   とを特徴とする難吸着性ガスの回収方法。
2. （２）吸着圧力が大気圧以上、１０Ｋｇ／ｃｍ＾２Ｇ未
   満である特許請求の範囲（１）記載の方法。
3. （３）脱着圧力が大気圧以下２０トール迄である特許請
   求の範囲（１）記載の方法。
4. （４）原料がアルゴン、水素、一酸化炭素を含む混合ガ
   スであり、アルゴン、水素の回収を行なうことを目的と
   し、吸着剤として細孔径が５Åであるゼオライトモレキ
   ユラーシーブを使用する特許請求の範囲（１）記載の方
   法。