JPH02251220A - 高濃度の被吸着性ガスを含むガスを得る方法 - 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］ 本発明は低濃度の被吸着性ガスを含むガスを吸着剤を用
いて、吸脱着することにより高濃度の被吸着性ガスを含
むガスを得る方法に関するものである。

［従来の技術］ 低濃度の被吸着性ガスを含むガス（以下原ガスという）
を吸着層に導入し、吸着層に吸着された被吸着性ガスを
加熱脱着し、高濃度の被吸着性ガスを含むガスを得る方
法としては、吸着層の一方から他方へ原ガスを通し、被
吸着性ガスを吸着層に吸着後、吸着層を外部から間接的
に加熱昇温させな後、加熱キャリアガスな吸着層に接触
させて脱着回収する方法、或は、通常の加熱キャリアガ
スよりも高温度のキャリアガスな吸着層に接触させて脱
着回収する方法が知られ゛でいる。又、更に濃縮度を高
めるために、同様の操作を繰り返す方法が考えられる。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の方法の場合、１回の吸脱着で得られる濃縮率は、
通常の加熱温度では１０〜２０倍程度しか得られず、又
、繰返し吸脱着を行なう場合には装置や操作が繁雑とな
るのみでなく、被吸着性ガスの全量をその都度脱着する
ための熱エネルギーを必要とする等の欠点を有している
。

又、脱着に際し、用いることのできるキャリアガス量は
高濃度の回収ガスを得ようとすると少ないガス量しか用
いることができないため、吸着層でのガス流速が遅くな
り、流れが不均一となったり、加熱が充分に行なわれな
い等の欠点を有している。又、別に本出願人は特願昭６
３−３１０１４７号において、脱着に際し、加熱脱着す
る前に、不活性な加熱ガスを予め吸着層に繰返し接触さ
せて、吸着層を所望の温度に昇温させた後、加熱キャリ
アガスな通じて脱着する方法を提案したが、この場合で
も濃縮率は５０倍前後であり、充分に満足する値ではな
い。

又、この場合、吸着時の排気ガス中に被吸着性ガスが含
まれることのないように余分の吸着剤を充填した場合に
は、脱着に際し予め、加熱ガスを循環した場合、吸着層
中の被吸着性ガス濃度が平均化されるために低くなり、
回収ガス温度を下げるため、余分に入れることができな
いことから、吸着終了のタイミングを充分に見計られな
ければならない等の欠点を有している。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、前述の欠点を解決するためになされたもので
あり、被吸着性ガスの吸着効率が高いのみならず、少な
い熱エネルギーにて高い濃度の回収ガスを得ることがで
きる方法を提供するものである。すなわち、本発明は低
濃度の被吸着性ガスを含むガスを吸着層の一端から導入
し、他端から排出して被吸着性ガスを吸着層に吸着し、
次に吸着されている被吸着性ガスな脱着して、高濃度の
被吸着性ガスを含むガスを得る方法において、前記吸着
層を前記低濃度の被吸着性ガスを含むガスの導入側の吸
着層Ｂと排出側の吸着層Ａで構成し、吸着操作後、吸着
層Ａに吸着された被吸着性ガスを脱着用ガスで脱着し、
得られる被吸着性ガスを含む脱着ガスを吸着層Ｂに導入
して、それに含まれる被吸着性ガスを吸着層Ｂに吸着さ
せ、その後に吸着層Ｂの脱着操作を行なうことを特徴と
する高濃度の被吸着性ガスを含むガスを得る方法に関す
るものである。

以下に、本発明を実施するための典型的なフローシート
である第１図と、吸脱着の模様を示す第２図に従って具
体的に説明する。

第１図中１．２は吸着剤充填塔であり、それぞれ１−ａ
、　　１−ｂ及び２−ａ、２−ｂに示すように上層と下
層とに分割されている。フローシートの１側充填塔は吸
着操作を行なっている状態であり、被吸着性ガスを含む
ガスがライン７％フロア−５、ライン８を通って１−ｂ
、１−ａの吸着層を通り、被吸着性ガスは吸着され、ラ
イン９を通って排出される。吸着操作は塔頂においては
破過に至る前で、はぼ所定の吸着量が吸着された時間を
見計らって終了とする。この時の吸着層への被吸着性ガ
スの吸着状態の模式図を第２図（Ａ）に示す０図は横軸
に吸着剤中被吸着性ガスの吸着濃度比Ｘ（被吸着性ガス
重量／吸着剤重量）を示す縦軸に吸着剤充填層の高さを
示す、この時の最大Ｘの値は原ガス中被吸着性ガス分圧
に相当する濃度となる。第１図２の塔は、前述の吸着操
作の終了した充填塔１であり、脱着時のフローを示す、
第１段階として２−ａの上層より、ラインｌＯ１圧縮機
６、ライン１２、ヒーター３、ライン１３をへて加熱キ
ャリアガスが導入され上層部吸着層が加熱され、被吸着
性ガスはキャリアガスに脱着され、２−ｂの下層部に通
される。上層から下層部に移るに際し、２−ｃの冷却用
粒子層例えばアルミナ、シリカ等の無機粒子層を設けて
、通過するようにすることが好ましい。

即ち、上層から離脱したガスは、冷却用粒子の顕熱によ
り冷却され、下層部２−ｂに入り、吸着層の顕熱により
更に熱をとられながら被吸着性ガスが吸着され、吸着層
中被吸着性ガスの濃度を原ガス平衡濃度以上に高める。

下層を出るガスはほぼ原ガスに近い濃度で排出されライ
ン１４を通って原ガスライン７に合流回収される。この
時の吸着層への被吸着性ガスの吸着状態の模式図を第２
図（Ｂ）に示す０図中、上層部（イ）部分が、下層部（
ロ）部分に移動したことを示す０次いで第２段階では、
通常用いられているように、上層部から加熱キャリアガ
スを通じて、回収しても良いが、好ましくはヒーター３
、ライン１５、下層２−ｂ、ライン１６、圧縮機６、ラ
イン１１．１２の系統ができるように回路をバルブ等を
操作し１０．１３．１４のラインを遮断し、下層部の昇
温を行なう、この操作により必然的に吸着層中被吸着性
ガスの濃度は均一化され、吸着状態の模式図は第２図（
Ｃ）に示す如く（ニ）部が（ハ）部に移動した状態とな
る。吸着層の温度が所定の温度になれば、第３段階に入
る。即ち、ライン１０．１２を閉じ下層よりでたガスを
ライン１６、圧縮機６、ライン１１．１７、クーラー４
、ライン１８、バルブ２０、ヒーター３、ライン１５の
循環回路を形成し、脱着した被吸着性ガスをクーラーに
て液化し、ライン１９より取り出す、この時クーラー内
圧力は液化し得る所定の圧力になるよう弁２０を調節し
、吸着層は、実質的に大気圧となるように操作する。

吸着層中被吸着物質の濃度は、最終的には、クーラー内
圧力及び温度によって決まるクーラー出ロガス被吸着物
質濃度に平衡な濃度となる。

この結果、第２図（Ｄ）の（ホ）部分がクーラーにて液
化し取り出された相当分となる。

次いで、出口ラインを１５から１３に切替えた後ヒータ
ー３の加熱源を止め、ａ及びｂ、必要によりＣを含む吸
着剤充填塔の温度が低下すれば、循環を止め、脱着工程
が終了し、吸着操作に切替えられ第２図（Ａ）の（へ）
部分が吸着される６以上が繰返される。

本発明に使用する吸着剤としては、何ら限定されるもの
ではないが、活性炭、シリカゲル、モレキュラージ・−
ブ、ゼオライト等あるいはこれらの複合体から選定すれ
ばよく、形態としても、粒状、繊維状等各種の形態を適
宜選定することができる０本発明方法は、単一ガスの加
熱脱着回収ばかりでな（、選択的吸着剤を用いれば混合
ガス中の特定成分のみを加熱脱着回収することもできろ
。

本発明に従って、回収される被吸着性ガスとしては、各
種吸着剤により吸脱着できるものであれば、何ら限定さ
れるものではなく、アンモニア、硫化水素、亜硫酸ガス
、各種炭化水素ガス、トリクロルエチレン、パークロル
エチレン、塩化メチレン、メチルクロロホルム等の塩素
系化合物、トリクロロフルオロメタン、ジクロロジフル
オロメタン、クロロジフルオロメタン、テトラクロロ−
１，２，−ジフルオロエタン、１．１．２−）ジクロロ
トリフルオロエタン、ｌ、２−ジクロロテトラフルオロ
エタン等の塩素化フッ素化化合物等を挙げることができ
る。

［実施例］ 実施例１ 第１図に示す装置を用いて、原ガスから被吸着性ガスの
液化回収を行なった。先ず、上層部ａと下層部すに活性
炭を、又その中間Ｃにアルミナボール層を充填した。充
填塔１を用いて、１．１，２．　トリクロロトリフルオ
ロエタン（以下Ｒ−１１３という）ガス濃度０．Ｉ　Ｖ
ｏ１％の空気を２５０ｍ”／ｈｒにて充填塔１の下部か
ら上部へ通し、上層の充填層面から下へ２０＋ａｍの部
分にてガス中尺−１１３濃度が０．００５Ｖｏ１％にな
るまで流した。この時のライン９でのＲ−１１３は検出
されなかった。

又、下層部Ｒ−１１３濃度比（Ｒ−１１３重量／活性炭
重量）は約０．３９であった０次に第１図のようなフロ
ーとなるように充填塔２を組み込み、加熱脱着を行なっ
た。第１段階としてライン１０より空気を吸入し圧縮機
６、ライン１１、ヒーター３、ライン１３を通じて、約
１５０℃の熱風が塔頂を通じて流れるようにヒーターに
通電加熱した、上層部２−ａ出口ガス濃度は平均的Ｉ　
Ｖｏ１％であった。又、下層部２−ｂ出口ガス濃度は約
０、Ｉ　Ｖｏ１％であった。下層部２−ｂ出口ガス濃度
が０．０５　Ｖｏ１％になるまで続けた。この時の下層
部の平均ト１１３濃度比は約０．６５であった０次いで
、圧縮機６、ヒーター３、ライン１５、充填層２−ｂ、
圧縮機６の循環操作を行い活性炭温度が１３０℃迄昇温
した。この時の下層部出口ガス濃度は１３Ｖｏ１％であ
った。このガスを圧縮機６にて９　ａｔａ迄昇圧後クー
ラー４にて一２０℃迄冷却液化し、ライン１９より回収
した。液化しないクーラー出ロガスをバルブ２０にて常
圧とし、ヒーター３にて１５０℃に加熱後、再び下層上
部よりキャリアラガスとして用い、液化がほとんどな区
なる迄循環した。終了後の活性炭中Ｒ−１１３濃、度比
は約０．３０であった。

比較例 実施例と同量の活性炭を充填した充填塔に実施例と同じ
条件で吸着した。この時の活性炭中平均濃度比は０．３
２であった。塔頂より　１５０℃の熱風を通し脱着した
。得られた充填塔出口の最高Ｒ−１１３濃度は２．ＩＶ
ｏ１％であった。

［発明の効果］ 本発明に従えば、低濃度の被吸着性ガスを含むガスから
、極めて高い濃縮率で、高濃度の被吸着性ガスを含むガ
スを得ることができる。しかも、操作は簡便で、脱着時
の熱エネルギー等も小さい優れた方法である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を実施するための典型的なフローシー
トを示す概略図であり、第２図は、吸着層への被吸着性
ガスの吸着状態を示す模式％式％ 充填層高さ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、低濃度の被吸着性ガスを含むガスを吸着層の一端か
   ら導入し、他端から排出して被吸着性ガスを吸着層に吸
   着し、次に吸着されている被吸着性ガスを脱着して、高
   濃度の被吸着性ガスを含むガスを得る方法において、前
   記吸着層を前記低濃度の被吸着性ガスを含むガスの導入
   側の吸着層Ｂと排出側の吸着層Ａで構成し、吸着操作後
   、吸着層Ａに吸着された被吸着性ガスを脱着用ガスで脱
   着し、得られる被吸着性ガスを含む脱着ガスを吸着層Ｂ
   に導入して、それに含まれる被吸着性ガスを吸着層Ｂに
   吸着させ、その後に吸着層Ｂの脱着操作を行なうことを
   特徴とする高濃度の被吸着性ガスを含むガスを得る方法
   。 ２、吸着層Ａから排出される被吸着性ガスを含む脱着ガ
   スを冷却した後、吸着層Ｂに導入する請求項１に記載の
   方法。 ３、吸着層Ｂの脱着操作を吸着層Ａを通ることなく導入
   される脱着用ガスによって行なう請求項１に記載の方法
   。