JPH02135114A - 酸素富化空気の製造方法 - Google Patents
酸素富化空気の製造方法Info
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- JPH02135114A JPH02135114A JP63287187A JP28718788A JPH02135114A JP H02135114 A JPH02135114 A JP H02135114A JP 63287187 A JP63287187 A JP 63287187A JP 28718788 A JP28718788 A JP 28718788A JP H02135114 A JPH02135114 A JP H02135114A
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- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 40
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/10—Process efficiency
- Y02P20/129—Energy recovery, e.g. by cogeneration, H2recovery or pressure recovery turbines
Landscapes
- Oxygen, Ozone, And Oxides In General (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］
本発明は窒素ガスや湿気の含有量が少ない燃焼用の酸素
富化空気を製造する方法に関するものである。
富化空気を製造する方法に関するものである。
［従来の技術］
燃焼用空気中に含有する窒素や湿分は燃焼反応しないば
かりでなく、必要な温度まで加熱させるとき窒素および
湿分も熱を必要とするので余分な燃料が使用されるため
経済的でない。このため従来より空気中の窒素や湿分を
低減し、酸素を濃縮した燃焼用空気を製造する方法が提
案されている。
かりでなく、必要な温度まで加熱させるとき窒素および
湿分も熱を必要とするので余分な燃料が使用されるため
経済的でない。このため従来より空気中の窒素や湿分を
低減し、酸素を濃縮した燃焼用空気を製造する方法が提
案されている。
例えば、特開昭５１−６７２８３号公報に示されるよう
に、ゼオライトモレキュラシーブに加圧して窒素を吸着
させ、空気中の酸素濃度を富化し、減圧して窒素を分離
再生させる圧力スイング法、特開昭５４−６２９９４号
公報に示されるように、吸着剤を２つ以上に分離して収
納し、一部で酸素富化空気を製造し、他方で燃焼装置か
ら排出された高温排気との間で熱交換された空気を送り
込む温度スイング法等がある。
に、ゼオライトモレキュラシーブに加圧して窒素を吸着
させ、空気中の酸素濃度を富化し、減圧して窒素を分離
再生させる圧力スイング法、特開昭５４−６２９９４号
公報に示されるように、吸着剤を２つ以上に分離して収
納し、一部で酸素富化空気を製造し、他方で燃焼装置か
ら排出された高温排気との間で熱交換された空気を送り
込む温度スイング法等がある。
［発明が解決しようとする課題］
しかし、従来提案されている方法では多くの動力或は熱
量を必要とし、酸素富化は高価なものとなっていた。最
近では吸着剤の改善によって圧力スイング法で効率的な
方法が提案されているが、圧縮に要する動力エネルギー
は少なくない。
量を必要とし、酸素富化は高価なものとなっていた。最
近では吸着剤の改善によって圧力スイング法で効率的な
方法が提案されているが、圧縮に要する動力エネルギー
は少なくない。
一方、温度スイング法においては、吸着剤の窒素吸着能
が５０℃以上の高温域で極端に低下するため、高温の排
ガスを利用した温度スイングでは多量の吸着剤を要する
ことになり設備コストが増大してあまり経済的ではなか
フた。
が５０℃以上の高温域で極端に低下するため、高温の排
ガスを利用した温度スイングでは多量の吸着剤を要する
ことになり設備コストが増大してあまり経済的ではなか
フた。
本発明は、経済的な酸素富化する製造方法を提供する。
［課題を解決するための手段］
本願発明の要旨は、吸着剤を用いて空気中の酸素を富化
する酸素富化空気の製造方法において、空気を低温の空
気と高温の空気に分離し、分離された低温の空気を吸着
剤に通過させて酸素を吸着し、該吸着剤に予熱空気を通
過させ酸素を解離して酸素富化空気を得ることを特徴と
する酸素富化空気の製造方法である。
する酸素富化空気の製造方法において、空気を低温の空
気と高温の空気に分離し、分離された低温の空気を吸着
剤に通過させて酸素を吸着し、該吸着剤に予熱空気を通
過させ酸素を解離して酸素富化空気を得ることを特徴と
する酸素富化空気の製造方法である。
吸着剤として例えば活性炭モレキュラシーブに低温空気
を通すと空気中の酸素が吸収され、逆に高温空気を通す
と吸着剤に吸収されていた酸素が放出される。本発明は
この原理に基づいて、■燃焼用空気の酸素の吸着、■排
ガスの顕熱による燃焼用空気の予熱および吸着剤よりの
酸素の解離、■燃焼用空気の予熱および吸着剤の冷却の
各工程を、複数の吸着剤充填筒を組合せ、交互に切換え
て効率よく行い、連続吸着による酸素富化を可能とする
ものである。特に冷空気を用いることによって吸着剤の
酸素吸着量を大巾に増加させた点と、再生工程における
冷却効果を低温ガスを用いることによって向上させた点
が従来法と異なフている。
を通すと空気中の酸素が吸収され、逆に高温空気を通す
と吸着剤に吸収されていた酸素が放出される。本発明は
この原理に基づいて、■燃焼用空気の酸素の吸着、■排
ガスの顕熱による燃焼用空気の予熱および吸着剤よりの
酸素の解離、■燃焼用空気の予熱および吸着剤の冷却の
各工程を、複数の吸着剤充填筒を組合せ、交互に切換え
て効率よく行い、連続吸着による酸素富化を可能とする
ものである。特に冷空気を用いることによって吸着剤の
酸素吸着量を大巾に増加させた点と、再生工程における
冷却効果を低温ガスを用いることによって向上させた点
が従来法と異なフている。
原料空気を低温空気と高温空気に分離する手段は、１９
３１年にフランスの物理学者ポルテックスが発表したポ
ルテックスチューブを用いることが好ましい、ポルテッ
クスチューブとは第２図（Ａ）に示す如く一端がオリフ
ィス、もう一端がドーナツ状のスキマのある管内の円周
方面に圧縮空気２ｃを吹き込むと管内に超高速の渦がで
きる。そのため渦の中心部と外周部との間に大きな圧力
差を生じ、中心部に向って空気の８動が起り、膨張によ
フて温度が下がる。中心部に発生した冷空気２ａはオリ
フィスから流出し、外周の熱空気２ｂはドーナツ状のス
キマから放出される。
３１年にフランスの物理学者ポルテックスが発表したポ
ルテックスチューブを用いることが好ましい、ポルテッ
クスチューブとは第２図（Ａ）に示す如く一端がオリフ
ィス、もう一端がドーナツ状のスキマのある管内の円周
方面に圧縮空気２ｃを吹き込むと管内に超高速の渦がで
きる。そのため渦の中心部と外周部との間に大きな圧力
差を生じ、中心部に向って空気の８動が起り、膨張によ
フて温度が下がる。中心部に発生した冷空気２ａはオリ
フィスから流出し、外周の熱空気２ｂはドーナツ状のス
キマから放出される。
つまり簡易な構造体であるポルテックスチューブによっ
て容易に冷空気と熱空気を製造することが可能である。
て容易に冷空気と熱空気を製造することが可能である。
［実 施 例］
以下図面に示す実施態様例によフて本発明の詳細な説明
する。
する。
本実施例はボイラー５の燃焼用空気の酸素富化において
実施したもので、第１図は本実施例に用いた装置の全体
構成を示し、ＩＡ、ＩＢ。
実施したもので、第１図は本実施例に用いた装置の全体
構成を示し、ＩＡ、ＩＢ。
ＩＣは吸着剤充填筒で、吸着剤として酸素の吸着能を向
上させる活性炭モレキュラーシーブを粒径３ａｕｎに成
形してそれぞれに装填しである。
上させる活性炭モレキュラーシーブを粒径３ａｕｎに成
形してそれぞれに装填しである。
今コンプレッサー３によって３ ｋｇ／ｃｍ”に圧送さ
れた空気をポルテックスチューブ２によって１０℃の冷
空気２ａと １１０℃の熱空気２ｂに９：１の割合で分
離し、この冷空気２ａを、吸着剤充填筒ＩＡに導入して
、酸・素を活性炭モレキュラーシーブにまず吸着させる
０次にボイラー５での燃焼によって生じた排ガスは熱交
換器４を経て煙突６から排出され、排ガス顕熱はブロア
ー８から圧送された空気を１５０℃に加熱するのに使用
される。前記ポルテックスチューブ２からの熱空気２ｂ
を排ガスと混合して予熱空気を製造するのに使用しても
よい、この予熱空気は吸着剤充填筒ＩＢに導入され、前
工程で吸着した酸素を解離せしめて、予熱された酸素富
化空気としてボイラー５のバーナー７などで効率よく使
用することができる。前工程で加熱された吸着剤充填筒
ＩＣは充填筒ＩＡ通通後の冷空気を導入して冷却し、次
工程での吸着が可能なように再生させる。これで１サイ
クルが終了し、この操作を順次交互に繰返し、連続して
予熱した酸素空気を製造することができた。この反復工
程を第１表に示す。
れた空気をポルテックスチューブ２によって１０℃の冷
空気２ａと １１０℃の熱空気２ｂに９：１の割合で分
離し、この冷空気２ａを、吸着剤充填筒ＩＡに導入して
、酸・素を活性炭モレキュラーシーブにまず吸着させる
０次にボイラー５での燃焼によって生じた排ガスは熱交
換器４を経て煙突６から排出され、排ガス顕熱はブロア
ー８から圧送された空気を１５０℃に加熱するのに使用
される。前記ポルテックスチューブ２からの熱空気２ｂ
を排ガスと混合して予熱空気を製造するのに使用しても
よい、この予熱空気は吸着剤充填筒ＩＢに導入され、前
工程で吸着した酸素を解離せしめて、予熱された酸素富
化空気としてボイラー５のバーナー７などで効率よく使
用することができる。前工程で加熱された吸着剤充填筒
ＩＣは充填筒ＩＡ通通後の冷空気を導入して冷却し、次
工程での吸着が可能なように再生させる。これで１サイ
クルが終了し、この操作を順次交互に繰返し、連続して
予熱した酸素空気を製造することができた。この反復工
程を第１表に示す。
第 １
図
第１表の工程のサイクルは１５分間隔で完全自動切換で
実施し、燃焼用空気中の酸素弁を２１％から約２５％に
連続して安定に富化することができた。
実施し、燃焼用空気中の酸素弁を２１％から約２５％に
連続して安定に富化することができた。
尚、本発明は前記実施例にのみ限定されることなく、本
発明の要件を満たす限り種々の設計変更を加え得ること
は勿論である。各工程において高圧なガスを必要としな
いので回転ロータリ一方式で連続的に酸素富化空気を製
造することも可能である。
発明の要件を満たす限り種々の設計変更を加え得ること
は勿論である。各工程において高圧なガスを必要としな
いので回転ロータリ一方式で連続的に酸素富化空気を製
造することも可能である。
また冷空気と熱空気を製造するためには前記のポルテッ
クスチューブ２を用いる以外にも、第２図（Ｂ）に示す
如く熱交換方式を採用することも可能である。コンプレ
ッサー９を介するフロンガスを循環させる冷凍機を利用
するもので熱交換器１０ａで原料空気の一部を冷却し、
その顕熱を熱交換器１０ｂで原料空気の残部に排出して
加熱空気を製造するという方式も可能である。さらに第
２図（Ｃ）に示す如く簡単に膨張弁１１を利用しても可
能である。
クスチューブ２を用いる以外にも、第２図（Ｂ）に示す
如く熱交換方式を採用することも可能である。コンプレ
ッサー９を介するフロンガスを循環させる冷凍機を利用
するもので熱交換器１０ａで原料空気の一部を冷却し、
その顕熱を熱交換器１０ｂで原料空気の残部に排出して
加熱空気を製造するという方式も可能である。さらに第
２図（Ｃ）に示す如く簡単に膨張弁１１を利用しても可
能である。
［発明の効果］
以上説明した如く、本発明によれば燃焼用空気中の酸素
富化を排ガスの顕熱を利用して効率よく連続して高める
ことができ、省エネルギーに寄与する。
富化を排ガスの顕熱を利用して効率よく連続して高める
ことができ、省エネルギーに寄与する。
第１図は実施例に用いた装置の全体構成を示す図、第２
図（Ａ） 、 （Ｂ） 、 （Ｃ）は原料空気から冷空
気と熱空気をそれぞれ製造する方法に関する説明図であ
る。 ＩＡ、ＩＢ、ＩＣ・・・吸着剤充填筒 ２・・・ポルテックスチューブ ３・・・コンプレッサー ４・・・熱交換器５・・・ボ
イラー ７・・・バーナー ９・・・コンプレッサー １０ａ、１０ｂ・・・熱交換器 １１ ・・・膨弓長弁。 ６・・・煙突 ８・・・ブロアー 第１図
図（Ａ） 、 （Ｂ） 、 （Ｃ）は原料空気から冷空
気と熱空気をそれぞれ製造する方法に関する説明図であ
る。 ＩＡ、ＩＢ、ＩＣ・・・吸着剤充填筒 ２・・・ポルテックスチューブ ３・・・コンプレッサー ４・・・熱交換器５・・・ボ
イラー ７・・・バーナー ９・・・コンプレッサー １０ａ、１０ｂ・・・熱交換器 １１ ・・・膨弓長弁。 ６・・・煙突 ８・・・ブロアー 第１図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 吸着剤を用いて空気中の酸素を富化する酸素富化空
気の製造方法において、空気を低温の空気と高温の空気
に分離し、分離された低温の空気を吸着剤に通過させて
酸素を吸着 し、該吸着剤に予熱空気を通過させ酸素を解離して酸素
富化空気を得ることを特徴とする酸素富化空気の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63287187A JPH02135114A (ja) | 1988-11-14 | 1988-11-14 | 酸素富化空気の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63287187A JPH02135114A (ja) | 1988-11-14 | 1988-11-14 | 酸素富化空気の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02135114A true JPH02135114A (ja) | 1990-05-24 |
Family
ID=17714202
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63287187A Pending JPH02135114A (ja) | 1988-11-14 | 1988-11-14 | 酸素富化空気の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02135114A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0928938A1 (en) * | 1998-01-06 | 1999-07-14 | Praxair Technology, Inc. | Regenerative oxygen preheat process for oxy-fuel fired furnaces |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5130359U (ja) * | 1974-08-28 | 1976-03-04 | ||
| JPS6245317A (ja) * | 1985-08-22 | 1987-02-27 | Toho Gas Co Ltd | 温度スイング吸着による酸素冨化方法 |
-
1988
- 1988-11-14 JP JP63287187A patent/JPH02135114A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5130359U (ja) * | 1974-08-28 | 1976-03-04 | ||
| JPS6245317A (ja) * | 1985-08-22 | 1987-02-27 | Toho Gas Co Ltd | 温度スイング吸着による酸素冨化方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0928938A1 (en) * | 1998-01-06 | 1999-07-14 | Praxair Technology, Inc. | Regenerative oxygen preheat process for oxy-fuel fired furnaces |
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