JPH01290516A - Separation of gaseous co and co2 - Google Patents

Separation of gaseous co and co2

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JPH01290516A
JPH01290516A JP63117147A JP11714788A JPH01290516A JP H01290516 A JPH01290516 A JP H01290516A JP 63117147 A JP63117147 A JP 63117147A JP 11714788 A JP11714788 A JP 11714788A JP H01290516 A JPH01290516 A JP H01290516A
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JP
Japan
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gas
purge
adsorption
column
tower
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JP63117147A
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Japanese (ja)
Inventor
Moritaka Kato
守孝 加藤
Takashi Yokoyama
敬 横山
Hideaki Taira
英明 平
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JFE Engineering Corp
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NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/50Carbon dioxide
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/40Carbon monoxide

Abstract

PURPOSE:To considerably reduce the size of a gas holder usable under ordinary pressure and to separate gaseous CO and CO2 by packing an adsorbent for gaseous CO or CO2 as a gaseous product in the gas holder. CONSTITUTION:In a purge stage, gaseous CO or CO2 as a desired gaseous component adsorbed on an adsorbent such as zeolite in a gas holder is desorbed by evacuation by a purge gas blower and it is sent to a prescribed adsorption tower as purge gas. In a desorption stage, gaseous CO or CO2 is desorbed from an absorbent in the adsorption tower by evacuation by a vacuum pump and it is sent to the gas holder, adsorbed on the adsorbent in the holder and stored. The high adsorbing ability of the adsorbent is utilized and the adsorbent can increase the volume of the gaseous product stored in the gas holder under ordinary pressure by 5-30 times.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 二の発明はPSA法を利用したCO及びCO2ガスの分
離方法に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The second invention relates to a method for separating CO and CO2 gas using the PSA method.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

圧力変動吸着分離法、いわゆるPSA法は、加圧下に目
的とするガス成分だけを特殊な吸着剤に吸着させ、後こ
れを減圧して取出す分離方法である。
The pressure fluctuation adsorption separation method, so-called PSA method, is a separation method in which only the target gas component is adsorbed on a special adsorbent under pressure, and then the gas component is extracted by reducing the pressure.

その−船釣な工程は、吸着工程、パージ工程及び脱着工
程からなっている。吸着工程は吸着剤の充填された吸着
塔に加圧された原料ガスを送入して目的成分ガス成分を
吸着させ、残った吸着排ガス(オフガス)を塔外に排出
する工程である。パージ工程は吸着工程の終了した塔内
に残存している目的成分以外の成分を除き目的とするガ
ス成分の純度を高めるため、高純度の目的成分ガス(パ
ージガス)を塔内に送気して洗浄する工程である。
The process consists of an adsorption process, a purge process, and a desorption process. The adsorption step is a step in which pressurized raw material gas is fed into an adsorption tower filled with adsorbent to adsorb target gas components, and the remaining adsorbed exhaust gas (off gas) is discharged outside the tower. In the purge process, high-purity target component gas (purge gas) is sent into the tower in order to remove components other than the target component remaining in the tower after the adsorption process and increase the purity of the target gas component. This is a cleaning process.

続いて、塔内を減圧にして吸着剤から目的成分ガスを放
出させ、脱着工程を終える。脱着工程が終わった吸着塔
は吸着工程に戻り原料ガスが送入される。吸着工程の前
半部分が加圧工程として4工程に分けられる場合もある
Subsequently, the pressure inside the column is reduced to release the target component gas from the adsorbent, thereby completing the desorption process. After the desorption process is completed, the adsorption tower returns to the adsorption process and feeds the raw material gas. The first half of the adsorption step may be divided into four steps as a pressurization step.

この方法に用いられる装置には第2図に示すように通常
3〜4塔の吸着塔IA、IB、IC1IDを用い、それ
ぞれの塔に別の工程を行なわせて各工程を順次次の塔で
行なわせる循環方式がとられている。すなわち、まず第
1の吸着塔lAには原料ガス及び第4の吸着塔より排出
されるパージオフガスを送って吸着工程を行わせる。第
2の吸着塔IBは脱着工程にあって真空ポンプ2で吸気
されており、この脱着ガスは製品ガスとしてガスホルダ
ー4に貯えられる。第3の吸着塔ICはパージ工程にあ
り、ガスホルダー4からプロワ−3によりパージガスを
送ってパージ工程を行わせる。
As shown in Figure 2, the equipment used in this method usually uses 3 to 4 adsorption columns IA, IB, and IC1ID, and each column is used to carry out a different process, and each process is sequentially carried out in the next column. A cyclical system is used. That is, first, the raw material gas and the purge off gas discharged from the fourth adsorption tower are sent to the first adsorption tower IA to perform an adsorption step. The second adsorption tower IB is in the desorption process and is being sucked in by the vacuum pump 2, and this desorption gas is stored in the gas holder 4 as a product gas. The third adsorption tower IC is in a purge process, and purge gas is sent from the gas holder 4 by the blower 3 to perform the purge process.

第4の吸着塔IDでは、さらにパージ工程が行なわれて
おり、第3の吸着塔から排出されるガスを送って塔内を
洗浄する。
In the fourth adsorption tower ID, a purge step is further performed, and the gas discharged from the third adsorption tower is sent to clean the inside of the tower.

全塔のそれぞれの工程が終了すると各塔とも次の工程に
入り。第1の塔IAではパージ工程が、第2の塔IBで
は吸着工程が、第3の塔ICでは脱着工程が、そして第
4の塔IDではパージ工程゛が行なわれる。全塔のこれ
らの工程が終了するとそれぞれがその次の工程に入り、
1サイクルの工程が終了すると次のサイクルに入ってこ
れらが順次繰返されるのである。
When each process for all towers is completed, each tower enters the next process. A purge step is carried out in the first column IA, an adsorption step in the second column IB, a desorption step in the third column IC, and a purge step in the fourth column ID. When these processes for all towers are completed, each one enters the next process,
When the process of one cycle is completed, the next cycle starts and these steps are repeated one after another.

ところで、前記ガスホルダー4は製品ガスを安定供給す
るとともにさらに高純度の製品ガスを得るためのパージ
ガスを常に一定量確保するために設けられたものである
。すなわち、脱着工程の前半においては多量の製品ガス
が肌着放出され、−方後半では極度に少なくなってしま
うためバッファータンクとしてガスホルダー4を設けて
常に一定量の製品ガス及びパージガスの供給を可能にし
ているのである。
By the way, the gas holder 4 is provided to stably supply product gas and to always ensure a constant amount of purge gas to obtain product gas of higher purity. That is, in the first half of the desorption process, a large amount of product gas is released, and in the second half, it becomes extremely small. Therefore, a gas holder 4 is provided as a buffer tank so that a constant amount of product gas and purge gas can always be supplied. -ing

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

ところが、このガスホルダーは常圧で製品ガスを貯蔵し
ているため大容量のものになってしまい、PSA法用の
装置全体の面積に占める割合が大きく建設費も高くなっ
ていた。PSA法は高圧装置を使用しないで装置全体を
廉価にしたところに特徴があり、ガスホルダーに高圧タ
ンクを用いることはこのPSA法の価値を減殺し、コン
プレッサー、減圧弁等を含む圧力制御装置が新たに必要
になって設備費に加えて電力等の運転費も上昇する等の
問題があった。
However, since this gas holder stores the product gas at normal pressure, it has a large capacity and occupies a large proportion of the total area of the PSA method equipment, resulting in high construction costs. The PSA method is characterized by the fact that it does not use high-pressure equipment, making the entire equipment inexpensive. Using a high-pressure tank as a gas holder reduces the value of this PSA method, and the pressure control equipment, including the compressor, pressure reducing valve, etc. There were problems such as the newly required equipment costs and operating costs such as electricity rising.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明はこのような問題点を解決するべくなされたもの
であり、ガスホルダー内に製品ガスの吸着剤を充填する
ことによって常圧で使用できるPSA法の特徴を活かし
たまま高圧タンクを導入したと同じ効果を得たガスホル
ダーのコンパクト化に成功したものである。
The present invention was made to solve these problems, and introduced a high-pressure tank while taking advantage of the characteristics of the PSA method, which can be used at normal pressure by filling the gas holder with an adsorbent for product gas. This is a successful miniaturization of the gas holder that achieves the same effect as the previous one.

すなわち、本発明は、CO又はCO□のいずれかである
目的成分を含む混合ガスを吸着塔に送入して目的成分を
該塔内に充填されている吸着剤に吸着させる吸着工程、
前記吸着工程の終了した塔内をガスホルダーに貯蔵して
おいた目的成分ガスで置換するパージ工程及び前記パー
ジ工程の終了した塔内を減圧にして目的成分を吸着剤か
ら脱着させて回収する脱着工程よりなるPSA法による
目的成分ガスの分離方法において、前記ガスホルダー内
に目的成分ガスを吸着しうる吸着剤を充填せしめたこと
を特徴とするCO又はCO□ガスの分離方法に関するも
のである。
That is, the present invention provides an adsorption step in which a mixed gas containing a target component, which is either CO or CO
A purge step in which the inside of the tower after the adsorption step is replaced with the target component gas stored in a gas holder; and a desorption step in which the inside of the tower after the purge step is depressurized to desorb and recover the target component from the adsorbent. The present invention relates to a method for separating a CO or CO□ gas by a PSA method, which comprises a step, in which the gas holder is filled with an adsorbent capable of adsorbing the target gas.

ガスホルダーは従来のものよりIへ〜1八。程度の容量
のものでよい。このガスホルダーは常圧用のものでよい
が内部に吸着剤を充填できる構造になっていなければな
らない。塔内は脱着ガスが移動できる構造になっていれ
ばよく、吸着剤の支持板は適宜多段に設けることができ
る。このガスホルダーはガスを貯蔵できればその形状は
特に制限されるものではなく、円筒形のほか箱形などで
あってもよい。また、L/Dなども特に制限されない。
The gas holder is I~18 compared to the conventional one. It is sufficient to have a certain capacity. This gas holder may be one for normal pressure, but it must have a structure that allows it to be filled with an adsorbent. The interior of the tower only needs to have a structure that allows the movement of the desorbed gas, and support plates for the adsorbent can be provided in multiple stages as appropriate. The shape of this gas holder is not particularly limited as long as it can store gas, and may be cylindrical or box-shaped. Furthermore, L/D and the like are not particularly limited.

ガスの入口及び出口は同じところに接続してもよいが塔
内のガスの移動抵抗が大きい場合には互いに離れたとこ
ろに接続することが好ましい。
The gas inlet and outlet may be connected at the same location, but if the resistance to gas movement within the column is large, it is preferable to connect them at separate locations.

ガスホルダーに充填される吸着剤は目的成分ガスすなわ
ち製品ガスを吸着しうるちのであり、ゼオライトなどが
考えられる。
The adsorbent filled in the gas holder is one that can adsorb the target component gas, that is, the product gas, and may be zeolite or the like.

−iにはPSA法で利用されているものと同じでよい。-i may be the same as that used in the PSA method.

充填量はガスホルダーに貯蔵される製品ガスの設定量に
応じて定められることはいうまでもない。
Needless to say, the filling amount is determined according to the set amount of product gas stored in the gas holder.

このようなガスホルダーは新たに設けてもよいが、簡便
な方法として吸着塔を1塔ないし数塔増設してこれをガ
スホルダーとして利用する方法がある。
Such a gas holder may be newly installed, but a simple method is to add one or more adsorption towers and use this as a gas holder.

本発明の分離方法に利用される装置はガスホルダーに上
述のものを使用するほかは、従来のPSA法用の装置と
同じでよい。吸着塔は通常3〜4塔を一組として使用さ
れるが、場合によっては2塔のみを用いバッチ方式で運
転を行うこともできる。
The equipment used in the separation method of the present invention may be the same as the equipment for the conventional PSA method, except that the gas holder described above is used. Adsorption towers are usually used as a set of 3 to 4 towers, but in some cases, only 2 towers may be used for batch operation.

原料ガスは目的とする製品ガスの種類に応じ、例えば−
酸化炭素ガスを分離取得する場合には転炉ガス、メタノ
ール分解ガス等が、そして炭酸ガスを分離取得する場合
にはボイラー等の燃焼廃ガスとか高炉の熱風炉ガス等が
適宜利用される。
The raw material gas depends on the type of target product gas, for example -
When separating and obtaining carbon oxide gas, converter gas, methanol decomposition gas, etc. are used, and when separating and obtaining carbon dioxide gas, combustion waste gas from a boiler or the like, hot blast furnace gas from a blast furnace, etc. are used as appropriate.

本発明のCO及びC02ガスの分離方法における吸着工
程の操作条件は従来と同様でよい。パージ工程において
は、パージガスの送気量、送気速度等の条件は従来と同
様でよい。パージ工程が終了したら脱着工程にはいる。
The operating conditions for the adsorption step in the CO and CO2 gas separation method of the present invention may be the same as conventional ones. In the purge step, conditions such as the amount of purge gas and the speed of purge gas may be the same as conventional ones. After the purge process is completed, the desorption process begins.

この工程において、塔内の減圧、肌着ガスの送気速度等
は従来と同様でよい。ガスホルダー内の吸着剤は吸着能
力が低下したら賦活処理あるいは交換を行う。この管理
は吸着塔内の吸着剤と同様に行うことができる。
In this step, the pressure reduction inside the tower, the air supply rate of the skin gas, etc. may be the same as conventional ones. When the adsorption capacity of the adsorbent in the gas holder decreases, it is activated or replaced. This management can be performed in the same way as for the adsorbent in an adsorption tower.

〔作用〕[Effect]

パージ工程においてはガスホルダー内の吸着剤に吸着さ
れている目的成分ガスはパージガスブロワ−による減圧
で脱着されてパージガスとして所定の吸着塔に送入され
る。一方、脱着工程においては真空ポンプによる減圧で
吸着塔内の吸着剤から脱着されて送られてきた目的成分
ガスをガスホルダー内の吸着剤が吸着して貯蔵する。
In the purge step, the target component gas adsorbed on the adsorbent in the gas holder is desorbed under reduced pressure by a purge gas blower and sent as purge gas to a predetermined adsorption tower. On the other hand, in the desorption process, the adsorbent in the gas holder adsorbs and stores the target component gas, which is desorbed from the adsorbent in the adsorption tower and sent under reduced pressure by a vacuum pump.

本発明の方法においては吸着剤の吸着能力が大きいこと
を利用しており、常圧で貯蔵する場合に比べて同じ容量
で5〜30倍のガスを貯蔵することができる。
The method of the present invention utilizes the large adsorption capacity of the adsorbent, and can store 5 to 30 times more gas in the same capacity than when storing at normal pressure.

〔実施例〕〔Example〕

本発明の分離方法に使用される装置の一例を第1図に示
す。同図に示すように、この装置は他の吸着塔と同容量
のバッファー吸着塔5を1塔増設してこれをガスホルダ
ーとして用い、代わりにガスホルダー4を除去した点を
除いて第2図の装置と同じである。すなわち、4塔の吸
着塔IA、IB、Ic、IDの下部の入口には原料ガス
供給管6、脱着ガス引抜管7及びパージガス供給管8が
それぞれ弁9(9a、9b−’)、弁10(10a、1
0b−)、弁11(lla、llb・・・)を介して接
続され、一方、各吸着塔IA、IB、IC1IDの上部
の出口にはオフガス排出管12及びパージオフガス排出
管13がやはり弁14 (14a、14b・)、弁15
(15a、 L5b−=)を介して接続されている。
An example of an apparatus used in the separation method of the present invention is shown in FIG. As shown in the same figure, this apparatus has an additional buffer adsorption tower 5 with the same capacity as the other adsorption towers and is used as a gas holder, except that the gas holder 4 is removed instead. It is the same as the device. That is, at the lower inlets of the four adsorption towers IA, IB, Ic, and ID, a raw material gas supply pipe 6, a desorption gas withdrawal pipe 7, and a purge gas supply pipe 8 are connected to valves 9 (9a, 9b-') and valves 10, respectively. (10a, 1
0b-), valves 11 (lla, llb...), while an off-gas discharge pipe 12 and a purge-off gas discharge pipe 13 are connected to the upper outlet of each adsorption tower IA, IB, IC1ID via valves 14. (14a, 14b), valve 15
(15a, L5b-=).

脱着ガス引抜管7の管路の途中に真空ポンプ2が設けら
れている点は第2図の装置と同じであるが、本装置にお
いては脱着ガス引抜管7のヘッダーの基部に弁16が設
けられており、またガスホルダー4がなくて真空ポンプ
2にパージガスブロワ−3が連設されている。パージガ
スブロワ−3の排風側はやはりパージガス供給管8に接
続されており、パージガス供給管8の途中には製品ガス
抜出管17が接続されている。また、パージガスブロワ
−3の排風側から真空ポンプ2のサクション側に流量調
節弁18を介してバイパス管が設けられており、この弁
18は製品ガス抜出管のガスの流量を検知して開閉され
るようになっている。また、パージガス供給管8のヘッ
ダーの基部にもその流量を検知して開閉する流量調節弁
19は設けられている。ガスホルダー用として新たに設
けられたバッフ1−吸着塔5の下部は脱着ガス引抜管7
の弁16と前記バイパス管接続部との中間の部位及びパ
ージガス供給管8の前記パージガスブロワ−3の排風側
の接続部と弁19との中間の部位にそれぞれ弁20.2
1を介して接続されている。一方、バッファー吸着塔5
の上部は圧力調節弁22を介して原料ガス供給管6の基
部に接続されている。この弁22はバッファー吸着塔5
の塔内圧を検知して開閉される。
The vacuum pump 2 is provided in the middle of the desorption gas drawing pipe 7, which is the same as the device shown in FIG. Moreover, there is no gas holder 4, and a purge gas blower 3 is connected to the vacuum pump 2. The exhaust side of the purge gas blower 3 is also connected to a purge gas supply pipe 8, and a product gas extraction pipe 17 is connected to the middle of the purge gas supply pipe 8. Further, a bypass pipe is provided from the exhaust side of the purge gas blower 3 to the suction side of the vacuum pump 2 via a flow rate control valve 18, and this valve 18 detects the flow rate of gas in the product gas extraction pipe. It is designed to be opened and closed. Further, a flow rate control valve 19 is provided at the base of the header of the purge gas supply pipe 8 to detect the flow rate and open/close the flow rate control valve 19 . A newly installed buff 1 for the gas holder - the lower part of the adsorption tower 5 is a desorption gas drawing pipe 7
A valve 20.2 is provided between the valve 16 of the purge gas supply pipe 8 and the bypass pipe connection part, and a valve 20.2 of the purge gas supply pipe 8 between the connection part on the exhaust side of the purge gas blower 3 and the valve 19.
1. On the other hand, buffer adsorption tower 5
is connected to the base of the raw material gas supply pipe 6 via a pressure control valve 22 . This valve 22 is connected to the buffer adsorption tower 5.
It is opened and closed by detecting the internal pressure of the tower.

このような装置を用いて本発明の方法を実施する方法の
一例を説明する。この例においては各塔は次の工程が順
次行われる。
An example of a method of implementing the method of the present invention using such an apparatus will be explained. In this example, each column undergoes the following steps in sequence:

上記において、パージ(I)工程はパージ(II)工程
にある塔のオフガスが送入される工程であり、パージ(
n)工程はパージガスがへソファー吸着塔から直接送入
される工程である。
In the above, the purge (I) step is a step in which the off-gas from the tower in the purge (II) step is sent, and the purge (
Step n) is a step in which the purge gas is directly fed from the Hesofa adsorption tower.

まず、弁9a及び弁14aを開き、残りの弁10a、弁
11a及び弁15aは 閉じて第1塔IAの吸着工程を
行う。原料ガスは原料ガス供給管6から弁9aを通って
吸着塔IAの下部に入り、吸着剤層を通過したオフガス
は塔上部から弁14aを通ってオフガス排出管12から
排出される。第2塔IBは体の状態にあって全ての弁が
閉じている。第3塔ICはパージ(II)工程にあって
弁11C1弁15Cが開かれ、弁9C1弁10C及び弁
14Cが閉じている。第4塔IDはパージN)工程にあ
って弁15dが開かれ、弁9d、弁10d1弁lid及
び弁14dが閉じている。バッファー吸着塔5は真空ポ
ンプ2で吸引されてCOガスが脱着され、このガスは一
部が製品ガスとして引抜かれ一部はパージガスとしてパ
ージガスブロワ−3によってパージガス供給管8に圧送
される。
First, the valves 9a and 14a are opened, and the remaining valves 10a, 11a, and 15a are closed to perform the adsorption process in the first column IA. The raw material gas enters the lower part of the adsorption tower IA from the raw material gas supply pipe 6 through the valve 9a, and the off-gas that has passed through the adsorbent layer is discharged from the upper part of the tower through the valve 14a and the off-gas discharge pipe 12. The second tower IB is in a normal state with all valves closed. The third column IC is in the purge (II) step, and the valves 11C1 and 15C are open, and the valves 9C1, 10C, and 14C are closed. The fourth column ID is in the purge step (N), and the valve 15d is open, and the valves 9d, 10d1, lid, and 14d are closed. The buffer adsorption tower 5 is sucked by a vacuum pump 2 to desorb CO gas, and a part of this gas is drawn out as a product gas, and a part is fed under pressure to a purge gas supply pipe 8 as a purge gas by a purge gas blower 3.

第1塔IAの吸着工程が後半になると、第1塔IAは弁
15aを開き、弁14aを閉じて、オフガスを弁15a
を通って第2塔IBに送入させる。第2塔IBは加圧工
程にあって弁9b、弁10b、弁11b、弁14b及び
弁15bが閉じている。第3塔ICは、減圧回収(脱着
)工程にあって弁10Cが開かれ、弁9C1弁11C1
弁14C及び弁15Cは閉じている。第4塔IDはパー
ジ(旧工程にあって弁lid、弁15dが開かれ、弁9
d、弁10d及び弁14dが閉じている。
When the adsorption step of the first column IA reaches the second half, the first column IA opens the valve 15a, closes the valve 14a, and releases the off-gas to the valve 15a.
through which it is fed into the second column IB. The second column IB is in a pressurizing process, and valves 9b, 10b, 11b, 14b, and 15b are closed. In the third column IC, valve 10C is opened during the reduced pressure recovery (desorption) process, and valve 9C1 valve 11C1
Valve 14C and valve 15C are closed. The fourth column ID is purged (in the old process, valve lid and valve 15d were opened, and valve 9
d, valve 10d and valve 14d are closed.

バッファー吸着塔5には第3塔ICから回収されたCO
ガスがパージガス供給管8から弁21を経て送入されC
Oガスの蓄積が行われている。吸着ガスの一部は製品ガ
スとして引抜かれる。
The buffer adsorption tower 5 contains CO recovered from the third tower IC.
Gas is fed from the purge gas supply pipe 8 through the valve 21.
O gas is being accumulated. A portion of the adsorbed gas is extracted as product gas.

第1塔IAの吸着工程が終了したならパージ(1)工程
に入る。パージ(1)工程においては弁15aが開かれ
、弁9a、弁10a、弁11a及び弁14aが閉じられ
ると、第4塔IDのパージオフガスがパージオフ排出管
13からパージガスとして弁15dを通って吸着塔IA
に入る。吸着塔IAのパージオフガスは弁15aを通っ
て第2塔IBに排出される。
When the adsorption step in the first column IA is completed, the purge (1) step begins. In the purge (1) step, when the valve 15a is opened and the valves 9a, 10a, 11a and 14a are closed, the purge off gas from the fourth column ID is adsorbed from the purge off discharge pipe 13 through the valve 15d. Tower IA
to go into. The purge off gas from adsorption column IA is discharged to second column IB through valve 15a.

第2塔IBにおいては吸着工程、第3塔ICにおいては
体の状態にあり、第4塔IDにおいてはパージ(n)工
程がそれぞれ行われ、バラファー吸着塔5からはCOガ
スが排出され一部は製品ガスとして引抜かれ一部はパー
ジガスとして第4塔IDに送入される。
In the second column IB, the adsorption process is carried out, in the third column IC, it is in the solid state, and in the fourth column ID, the purge (n) process is carried out, and the CO gas is discharged from the barafer adsorption column 5, and some of the CO gas is is extracted as a product gas, and a portion is sent to the fourth column ID as a purge gas.

第1塔IAのパージ(1)工程が終了したらパージ(I
I)工程に入る。パージ(II)工程においては弁11
a、弁15aを開き、弁9a、弁10a、弁14a及び
弁15dを閉じると、パージガスはパージガス供給管8
から弁11aを通って吸着塔IAに入る。パージオフガ
スは弁15aを通って第2塔IBに排出される。
After the purge (1) step of the first column IA is completed, the purge (I
I) Enter the process. In the purge (II) step, the valve 11
a. When the valve 15a is opened and the valves 9a, 10a, 14a and 15d are closed, the purge gas is supplied to the purge gas supply pipe 8.
From there, it passes through valve 11a and enters adsorption tower IA. The purge off gas is discharged to the second column IB through valve 15a.

第2塔IBにおいては吸着工程、第3塔ICにおいては
加圧工程、第4塔IDにおいては減圧回収工程がそれぞ
れ行われ、バッファー吸着塔5においてはCOガスの蓄
積が行われている。
In the second tower IB, an adsorption step is performed, in the third tower IC a pressurization step, and in the fourth tower ID a reduced pressure recovery step is performed, and in the buffer adsorption tower 5, CO gas is accumulated.

第1塔IAのパージ(II)工程が終了したら減圧回収
工程に入る。減圧回収工程においては弁10aを開き残
りの弁9a、弁11a、弁14a及び弁15aは閉じる
。真空ポンプ2を作動させると塔内が減圧になって目的
成分ガスが脱着してくる。脱着ガス量の変化を曲線1で
そして製品ガス抜き出し量及びパージガス量の和を直線
2で示すように減圧回収工程の前半では脱着ガス量が多
い。この肌着ガスは一定量づつ抜き出される製品ガス及
びパージガスならびに余剰分を貯蔵するバッファー吸着
塔5の3方向に送られる。このときは弁18及び弁20
は閉じられ弁19及び弁21が開かれている。脱着ガス
量の減少する後半では弁16及び弁21が閉じられ、弁
20が開かれて製品ガス及びパージガスはバッファー吸
着塔5から供給される。第2塔IBにおいてはパージ(
If)工程、第3塔ICにおいては吸着工程、また、第
4塔IDにおいては加圧工程がそれぞれ行われ、バッフ
ァー吸着塔5においてはCOガスの蓄積が行われている
After the purge (II) step of the first column IA is completed, the vacuum recovery step begins. In the reduced pressure recovery process, the valve 10a is opened and the remaining valves 9a, 11a, 14a and 15a are closed. When the vacuum pump 2 is operated, the pressure inside the column is reduced and the target component gas is desorbed. The amount of desorbed gas is large in the first half of the reduced pressure recovery step, as shown by curve 1 which represents the change in the amount of desorbed gas, and by straight line 2 which represents the sum of the amount of product gas extracted and the amount of purge gas. This skin gas is sent to three directions: product gas and purge gas, which are extracted in fixed amounts, and buffer adsorption tower 5, which stores the surplus. At this time, valve 18 and valve 20
is closed and valves 19 and 21 are open. In the second half when the amount of desorbed gas decreases, the valves 16 and 21 are closed, the valve 20 is opened, and the product gas and purge gas are supplied from the buffer adsorption tower 5. In the second tower IB, purge (
In step If), an adsorption step is carried out in the third column IC, a pressurization step is carried out in the fourth column ID, and CO gas is accumulated in the buffer adsorption column 5.

第1塔IAの減圧回収工程終了時点になったなら、第1
塔IAは加圧工程前の休止の状態に入り全ての弁は閉じ
られる。この時第2塔IBにおいてはパージ(I[)工
程、第3塔ICにおいては、パージ(1)工程、第4塔
IDにおいては吸着工程がそれぞれ行われ、バッファー
吸着塔5においてはCOガスの放出が行われている。
At the end of the vacuum recovery process in the first column IA, the first
Column IA enters a state of rest before the pressurization step and all valves are closed. At this time, the purge (I [) process is performed in the second column IB, the purge (1) process is carried out in the third column IC, the adsorption process is carried out in the fourth column ID, and the CO gas is removed in the buffer adsorption column 5. A release is taking place.

第1塔IAの減圧回収工程が終了し、休止期間が柊った
ら加圧工程に入る。加圧工程においては弁9a、弁10
a、弁11a、弁14a及び弁15aを閉じると、第4
塔IDのオフガスが弁15dから入り、加圧される。こ
のとき第2塔IBにおいては減圧回収工程、第3塔IC
においてはパージ工程、そして第4塔IDにおいては吸
着工程がそれぞれ行われ、バッファー吸着塔5において
はCOガスの蓄積が行われている。
When the reduced pressure recovery process in the first column IA is completed and the pause period is over, the pressurization process begins. In the pressurizing process, valve 9a and valve 10
a, when valve 11a, valve 14a and valve 15a are closed, the fourth
Off-gas from column ID enters through valve 15d and is pressurized. At this time, in the second column IB, a vacuum recovery step is performed, and in the third column IC
A purge step is carried out in , and an adsorption step is carried out in the fourth column ID, respectively, and CO gas is accumulated in the buffer adsorption column 5 .

第1塔Iへの加圧工程が終了したら吸着工程に戻り、第
2塔IBでは加圧工程、第3塔lCでは減圧回収工程、
そして第4塔IDではパージ工程がそれぞれ行われる。
After the pressurization process to the first column I is completed, the process returns to the adsorption process, the second column IB is pressurized, the third column 1C is a vacuum recovery process,
In the fourth tower ID, a purge process is performed.

第1塔IAの吸着工程が終了したらパージ工程に移り、
第2塔IBでは吸着工程、第3塔ICでは加圧工程、そ
して第4塔IDでは減圧回収工程が行われ、これが順次
繰返される。
After the adsorption process in the first column IA is completed, move on to the purge process,
An adsorption step is carried out in the second column IB, a pressurization step is carried out in the third column IC, and a reduced pressure recovery step is carried out in the fourth column ID, and these steps are sequentially repeated.

この方法を用いて、ガス組成が、C072容量%、CO
□13容量%、N214容量%、Hzl容星%の転炉ガ
スを原料ガスとして用い、操作条件を吸着工程の広大ガ
ス15ONm’/l1r(最大)、パージガスffi 
10〜40 N m 3/ Hr、吸着工程の最終塔内
圧50Torr、バッファー吸着塔のガス量約7Nm’
としてガス分離を行い、ガス組成が、C099,5容量
%、CO。
Using this method, the gas composition was determined to be CO72% by volume, CO
□ Converter gas of 13% by volume, 14% by volume of N2, Hzl% by volume was used as the raw material gas, and the operating conditions were: vast gas in the adsorption process 15ONm'/l1r (maximum), purge gas ffi
10-40 N m 3/Hr, final tower internal pressure of adsorption step 50 Torr, gas amount of buffer adsorption tower approximately 7 Nm'
Gas separation was performed as follows, and the gas composition was CO99.5% by volume, CO.

0.4容量%、N、0.1容量%、H20容量%の製品
ガスを得た。
A product gas containing 0.4% by volume, 0.1% by volume of N, and 20% by volume of H was obtained.

〔発明の効果] 本発明の方法によれば、従来のPSA法のガス分離方法
では必要であった広大な敷地と建設費のかかるガスホル
ダーを大巾に小型化することができ、ガス分離装置の所
要敷地面積が約半分ですみ、建設費も大巾に削減するこ
とができる。
[Effects of the Invention] According to the method of the present invention, it is possible to significantly reduce the size of the gas holder, which requires a vast area and construction costs in the conventional PSA gas separation method. The required site area will be reduced to about half, and construction costs can be drastically reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の方法によって使用される装置の一例を
、第2図は従来の方法で使用されていた装置の一例をそ
れぞれフローシートの形で示したものである。 第3図は脱着工程における脱着ガス生成量の変化と脱着
ガス使用量を示すグラフである。 IA、IB、IC1ID・・・吸着塔 2・・・真空ポンプ 3・・・パージガスブロワ− 5・・・パンファー吸着塔(ガスホルダー)6・・・原
料ガス供給管 7・・・脱着ガス引抜管 8・・・パージガス供給管 12・・・オフガス排出管 13・・・パージオフガス排出管 17・・・製品ガス抜出管 特許出願人  日本鋼管株式会社 代 理 人  弁理士 田中 政浩
FIG. 1 shows an example of an apparatus used in the method of the present invention, and FIG. 2 shows an example of an apparatus used in a conventional method in the form of a flow sheet. FIG. 3 is a graph showing changes in the amount of desorption gas produced and the amount of desorption gas used in the desorption process. IA, IB, IC1ID...Adsorption tower 2...Vacuum pump 3...Purge gas blower 5...Pamper adsorption tower (gas holder) 6...Material gas supply pipe 7...Desorption gas drawing pipe 8...Purge gas supply pipe 12...Off gas discharge pipe 13...Purge off gas discharge pipe 17...Product gas discharge pipe Patent applicant Nippon Kokan Co., Ltd. Representative Patent attorney Masahiro Tanaka

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)CO又はCO_2のいずれかである目的成分を含
む混合ガスを吸着塔に送入して目的成分を該塔内に充填
されている吸着剤に吸着させる吸着工程、前記吸着工程
の終了した塔内をガスホルダーに貯蔵しておいた目的成
分ガスで置換するパージ工程及び前記パージ工程の終了
した塔内を減圧にして目的成分を吸着剤から脱着させて
回収する脱着工程よりなるPSA法による目的成分ガス
の分離方法において、前記ガスホルダー内に目的成分ガ
スを吸着しうる吸着剤を充填せしめたことを特徴とする
CO又はCO_2ガスの分離方法
(1) An adsorption step in which a mixed gas containing a target component, which is either CO or CO_2, is sent to an adsorption tower and the target component is adsorbed onto the adsorbent packed in the tower; Based on the PSA method, which consists of a purge step in which the inside of the tower is replaced with the target component gas stored in a gas holder, and a desorption step in which the inside of the tower after the purge step is depressurized to desorb and recover the target component from the adsorbent. A method for separating CO or CO_2 gas, characterized in that the gas holder is filled with an adsorbent capable of adsorbing the target component gas.
(2)前記吸着塔を増設して吸着塔の1塔ないし数塔を
前記ガスホルダーとして利用する請求項(1)に記載の
CO又はCO_2ガスの分離方法
(2) The method for separating CO or CO_2 gas according to claim (1), wherein the adsorption tower is added and one or several of the adsorption towers are used as the gas holder.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011005493A (en) * 2010-08-20 2011-01-13 Sumitomo Seika Chem Co Ltd Method for separating carbon monoxide and apparatus for separating carbon monoxide
JP2016052285A (en) * 2014-09-04 2016-04-14 本田技研工業株式会社 Carbon dioxide recovery apparatus
JP2016052286A (en) * 2014-09-04 2016-04-14 本田技研工業株式会社 Carbon dioxide recovery apparatus

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