JPH01257113A - ガス回収方法 - 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】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、Ａｒ−０２吹錬炉排ガスあるいはＲＨ真空脱
ガス処理設備排ガス等のような、アルゴン等の高付加価
値希少ガスを含むガス（原料ガス）からアルゴン等の高
付加価値希少ガス（目的ガス）をＰＳＡ（圧力変動吸着
）によって効果的に回収する方法に関する〇 （ロ）従来技術 最近、製鋼工程中の精錬過程でアルゴンガスを使用する
ことが盛んに行なわれている。例えば、Ａｒ−０２吹錬
法は、酸素と共にアルゴンな溶鋼中へ吹込むことにより
、高価なりロムを酸化することなく脱炭を可能とするも
のであり、かつ良好な品質が得られるので、高Ｏｒ鋼の
新しいｍ調法として注目を浴び精錬に採用されている。

同じく製鋼工程中の精錬過程で脱ガスを目的に行なわれ
る溶鋼脱ガス法は、溶鋼を真空にさらすことにより溶鋼
中の不純物として有害なＨ，Ｎ　。

０ガスを減少させる処理を行なう際、溶鋼中に環流ガス
および羽口冷却ガスとして不活性ガスを流しているが、
特に低Ｎ鋼の溶製時には不活性ガスとしてアルゴンが用
いられる。

また、前記Ｏｒ含有鋼に限らず普通の精錬においても、
脱炭効率を向上させる目的で、アルゴンでｍ鋼を攪拌し
ながら酸素精錬する方法が採用されるようになつてきた
。また、その使用量も増加する傾向にある。

このような用途に使用されるアルゴンガスは、工業的に
は空気深冷分離装置から得られろアルゴン含有ガスをア
ルゴン濃縮装置でさらにし濃縮して製造しているが、該
アルゴンガスは空気中に０．９３％程度しか含よれてい
ないため、今後前記需要に見合う供給の不足も予想され
る０また、非常に高価でもあろう そこで、このアルゴン便用破を低減″５″るため、使用
済み含有排ガスからアルゴンを分離回収して再利用する
方法が試みられている。

例えば、深冷分ｌ１ｌＫ装置を利用する方法（特公昭５
２−２８７５０）、あるいは排出ガス中の微量のＣＯ２
を吸収除去しアルゴンガスを回収する方法（特公昭５Ｏ
−８９９９）等が提案されている。

しかし、これらの方法は、装置構造やユーティリティー
あるいは操作性に難点があり、ＰＳＡ法、すなわち圧力
変動吸着法を利用する方法が有利と考えられている。

ＰＳＡ法によるアルゴン等目的ガスの回収方法は、第２
図（６′を除いた部分）にその−例な示すごとく、アル
ゴン等を含む原料ガスをＰＳＡ　装置６′に一送入し、
その原料をＰＳＡ法により吸着処坤してアルゴン等目的
ガスの濃縮ガスを製品ガスとして回収するものである。

しかし、ＰＳＡ装置によるアルゴン回収においては、Ｐ
ＳＡ袋１１送出側製品ガス中のアルゴン量と送入側原料
ガス中のアルゴン量との比（以下、アルゴン回収率と称
ｉｏ）は７５％程度であり、残り２５チ程度のアルゴン
はＰＳＡオフガスとして利用されろことなく無駄に大気
へ排出されているっ （ハ）発明が解決しようとする線類 本発明が解決しようとｊろ課題は、そのような無駄な損
失に着目し、そのＰＳＡオフガスをさらにも’）−度Ｐ
ＳＡ塔へ帰還送入して目的ガスを再回収することにより
、回収率の同上を図ることであろ０ また、ＰＳＡオフガスから目的ガスを再回収するに際し
、別個にＰＳＡ装置を追設したのでは設備費が多大とな
るため、１式のＰＳＡ装置で原料ガスからの回収とＰＳ
Ａオフガスからの回収とを行える４塔式ＰＳＡ装置によ
るガス回収方法を提案することである０ にン課題を解決するための手段 本発明のＰＳＡによるガス回収方法は、アルゴン等の高
付加価値希少ガスを含むガス（原料ガス）からアルゴン
等の高付加価値希少ガス（目的ガス）をＰＳＡ　（圧力
変動吸着）ｆｅ！ｉを用いて分離回収するに際し、少な
くとも２つの吸Ｎ塔で原料ガスから目的ガスの回収を行
い、さらに該吸着塔の脱着工程で脱着された脱着ガス（
オフガス）から他の少なくとも２つの吸着塔で目的ガス
の再回収を行う手段によって、上記課題を解決している
０（ホ）実施例 第１図は本発明の方法を実施する４塔式ＰＳＡ装置６を
示す。

同図において、アルゴン等高付加価値希少ガスを使用す
る設備ｌから排出される目的ガス含有排ガス（原料ガス
）は、除塵器２で除塵後、誘引送風機３で原料ホルダ４
に送られて貯蔵され、それから送風機５により昇圧され
、圧力または流量調節弁αを経てＰＳＡ（圧力変動吸Ｎ
）装置６へ送入され、ここでＰＳＡ処理により目的ガス
が濃縮され、製品ガスとして回収される０ ＰＳＡ装置６において、原料ガスからのアルゴン等の目
的ガスの回収は吸着塔７αと７ｈで行い、これら吸着塔
７α、７ｂのオフガスからの目的ガスの回収は吸着塔７
Ｃと７ｄで行５゜ 丁なわち、原料ガスは、２塔の吸着塔７αと７ｂによっ
て、アルゴン等の目的ガス以外の不純ガスを吸着される
。こうして目的ガスだけが分離回収され、製品ガスとし
て製品バクファタンク１１へ送られる。また、それら塔
内で吸着された不純ガス（目的ガスも幾分か残存してい
る）は真空ポンプ８によって減圧脱着され、弁１２を閉
、弁１３を開として、オフガスバッファタンク９に貯蔵
すれる。真空に近い状態となった吸着塔は、矢に製品バ
ッファタンク１１からの製品ガスによって蓄圧されろ。

この原料ガス吸着、脱着、蓄圧の工程が２塔７α、７ｂ
を切替えながら繰返される。この切替工程は、第１表に
示すように、２塔のうちのいずれか１塔（例えば塔７α
）の吸着工程時間内に他の１塔（例えば塔’ｌ）の脱着
および蓄圧工程を完了し、切替えて繰返丁ように行われ
る０また、オフガスバッファタンク９にに丁蔵された２
塔７α、７ｂのオフガスは、送風機ｌＯで昇圧され、圧
力または流量調節弁すを経て他の２塔の吸着塔７Ｃと７
ｄへ送られ、オフガス中に残存の目的ガス以外の不純ガ
スを吸着される０こうして再分離回収された製品ガスは
、前述と同じ製品バッファタンク１１へ送られる０塔内
で吸着された不純ガス（目的ガスはほとんど残存してい
ない）は、前述と同じ真空、ポンプ８によりて減圧脱着
され、弁１２を開、弁１３を閉として、大気（またはフ
レアスタック等）へ放出される。真空に近い状態となっ
た吸着塔は、矢に製品バクファタンク１１からの製品ガ
スによって蓄圧される。この７α。

７ｂ塔オフガス吸着、脱着、蓄圧の工程が２塔７０．７
ｄを切替えながら繰返されるのこの切替工程は、第１表
に示すように２塔のうちのいずれかｌ塔（例えば塔７Ｃ
）の吸着工程時間内に他の１塔（例えば塔７ｄ）の脱着
および替玉工程を完了し、切替えて繰返丁ように行われ
ろ０ さらに、塔７α、７Ａおよび塔７ｃ、７４の工程の組合
せは、各塔の脱着工程が重複することのないように考慮
しなければならない０ 第２図は、本発明の方法を実施する、変更例のＰ８Ａ４
Ａｔｉ１６−６’を示す。この変更実施例では、原料ガ
スからの目的ガスの回収を３塔の吸着塔７−１．７−ｓ
ｅ７−３で行い、そしてこれら吸着塔のオフガスからの
目的ガスの回収を他の３塔の吸着塔７−４　、７−６　
、７−ａで行う。

それら吸着塔の吸着、脱着、蓄圧の切替工程を第２表に
示す０ 第　　２　　表 また、吸着、脱着、蓄圧工程の他に、種々の工程（均圧
工程等）を組合せる場合もある。

こうして分離口状あるいは再分離回収して得られた製品
ガスは、圧力または流量調節弁２３を経て脱酸装置２４
を通り、再利用される。

（へ）具体的実施例 ＲＨ真空脱ガス設備から排出されるアルゴン含有排ガス
から、ＰＳＡ装置にてアルゴンを回収する実例について
述べる。

ＲＨ真空脱ガス設備の排ガス組成を第３表に示ｉｏ該排
ガスを、第２図における６′部分を除いた、ＰＳＡオフ
ガス再回収を行わないＰＳＡ装置を用いて処理した場合
の操作条件および製品性状を第４表に示す。また、第１
図のＰＳＡオフガス再回収手段を組込んだ４塔式ＰＳＡ
ｆｅｆｌ’＆用いて処理した場合の操作条件および製品
性状を第５表に示す。

第３表Ｃ％） 第４表 第５表 以上の結果から明らかなように、ＰＳＡオフガス再回収
の行わない装置では７５％のアルゴン回収率であったも
のが、ＰＳＡオフガス再回収を組込んだ装置では９１％
のアルゴン回収率が安定して得られる。

（ト）効果 本発明によれば、アルゴン等高付加価値希少ガスの回収
率を１１Ｍ的に向上させることができ、また、そのため
の設備費も、ＰＳＡオフガス再回収用に別個のＰＳＡ裂
置装追設する場合に比較して大幅に低減でき、希少ガス
回収に著しい効果な奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のＰＳＡＳメガ収方法を実施するＰＳＡ
装置を示す図面。第２図は変更ＰＳＡ装置を示す図面。 ｌ：希ガス使用設備　　　６：ＰＳＡ装置７：吸着塔 特許出願人　住友金属工業株式会社 ｒ１−１−忰

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. アルゴン等の高付加価値希少ガスを含む原料ガスからア
   ルゴン等の高付加価値希少ガスを圧力変動吸着装置を用
   いて分離回収するに際し、少なくとも２つの吸着塔で原
   料ガスから目的ガスの回収を行い、さらに該吸着塔の脱
   着工程で脱着されたオフガスから他の少なくとも２塔の
   吸着塔で目的ガスの再回収を行うことを特徴としたガス
   回収方法。