JPH026815A - 圧力スイング吸着装置 - Google Patents

圧力スイング吸着装置

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JPH026815A
JPH026815A JP63157847A JP15784788A JPH026815A JP H026815 A JPH026815 A JP H026815A JP 63157847 A JP63157847 A JP 63157847A JP 15784788 A JP15784788 A JP 15784788A JP H026815 A JPH026815 A JP H026815A
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gas
adsorption
adsorption tower
tower
towers
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JP63157847A
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JPH048086B2 (ja
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Ichiro Funada
一郎 船田
Nobuyuki Imanishi
今西 信之
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Kobe Steel Ltd
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Kobe Steel Ltd
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    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02CCAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
    • Y02C20/00Capture or disposal of greenhouse gases
    • Y02C20/40Capture or disposal of greenhouse gases of CO2
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/151Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions, e.g. CO2

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。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分ff?] 本発明は高純度ガスの製造に利用される圧力スイング吸
着装M(以下単にPSA装百という)に関し、詳細には
高純度の製品ガスを高回収率で回収することのできるP
SA装置に関するものである。
以下には原料空気からN、ガスを高純度で回収するPS
A装置について例示的に説明するが、本発明装置の適用
対象はこれによりて限定解釈されてはならない。
[従来の技術] 第3図は前処理装置R及びN、ガスを選択的に汲置回収
するPSA装置Pによって構成されるN、ガス回収装置
の概略説明図である。前処理装置R1の圧縮機9によっ
て加圧された原料空気は前処理塔2a、2bのいずれか
に送給さね、吸着剤に!(20及びCO2成分な吸葛さ
せた後、ここを通過1)たO2/N2混合ガスは3塔式
PSA装嘗Pへ送り込ま4する。第6図は該前処理塔2
a。
2bの工程を示す説明図であり、吸着工程及び脱着工程
が周期的に交互に行なわれる。
前処理済ガス導出管21゜−時貯留ホルダ11及び原料
ガス供給管1aを介してPSA装置Pに供給される混合
ガスは、自動開閉弁(以下単に弁という)V+〜■、を
介して吸着塔3a、3b。
3cのいずれかに導入される。冬場の底部には弁v4〜
V、を介して排ガス廃棄管4aが連結され、該排ガス廃
棄管4aは前処理塔2a、2bの再生用ガス導入管22
に連結され、吸着塔3a。
3b、3cを通過した02を主成分とする排ガスは前処
理塔内に吸着されたH、OとCO2脱着のためのパージ
用ガスとして利用される。また吸着塔3a、3b、3c
下部には分岐管を介して脱着用管5が接続され、真空ポ
ンプ6によって脱着されたN2ガスは製品ガスホルダ2
0に貯留される。製品ガスホルダ20には、洗浄用管8
が配設され、該洗浄用管8は分岐された後、弁V13〜
VtSを介して吸着塔3a、3b、3cの各頂部に連結
される。尚各吸着塔3a、3b、3cは連結配管10a
、10b、tocによって直列的にも連結される。
第4図は、吸着塔3a、3b、3cの作動工程を示す説
明図であり、吸着工程開始時から脱着工程終了時までの
作動工程を1工程サイクルとじている。この1工程サイ
クルは図示の如く吸着工程、回収工程、洗浄工程及び脱
着工程より構成される。吸着工程では脱着の完了した吸
着塔内を加圧すると共に、02/Nz混合ガスを供給管
1aから加圧供給し、回収目的成分のN、ガスを吸着剤
に吸着させ不純成分ガス(主に0.ガス)を排ガス廃棄
管4a及び前処理装置Rを介して放出させる。又脱着工
程では吸着塔を真空ポンプ6によって減圧し、吸着塔内
の吸着剤に吸着されたN2を脱着し脱着用管5を通して
製品ガスホルダ20に回収貯留する。
次に回収工程及び洗浄工程を、吸着塔3aの場合を例に
挙げて説明すると第5図(a)及び(b)によって示さ
れる。即ち第5図(a)の状態においては、洗浄用管8
を通して高純度N2ガスを吸着塔3cへ送給し、塔内の
残留0.成分を追放し、吸着工程の終了した吸着塔3a
へ連結配管10cを介して送り込み、洗浄済み排ガス中
のN2成分を回収する。このとき吸着塔3aでは回収工
程が行なわれ、吸着塔3Cでは洗浄工程が行なわれる。
また第5図(b)の状態では、吸着塔3aは洗浄工程を
行ない、吸着塔3bは回収工程を行なう。
[発明が解決しようとする課!11] 上記吸着工程の初期において吸着塔3a。
3b、3cを通過した排ガス中のN2成分濃度は比較的
に低く、該排ガスを前処理装置Rの再生用パージガスと
して放出しても製品N、ガスの回収率を著しく低下する
ことはない。
しかしながら、回収工程で排ガス廃棄管4aへ流入する
排ガスは吸着工程終了後の2つの吸着塔を[第5図(a
) 、 (b)に示す]を直列的に通過するものの、N
2ガスの濃度は高く(おおよそ90%)、この排ガスを
前処理装置Rを経由して放出してしまうと%N2ガスの
回収率を著しく低下させることになる。尚吸着工程終期
における排ガス中のN2ガス濃度も比較的高く、これを
放散させることは回収率の低下につながる。
そこで本発明者らは、回収目的成分ガスの濃度を高純度
に保持したままで、回収率を向上させることを目的とし
て種々研究を重ね、本発明を完成した。
[課題を解決するための手段] 上記目的を達成し得た本発明は、排ガス廃棄管と再生用
ガス導入管を連結する配管を2系統に分岐させ、さらに
再合流せしめる構成とし、前記圧力スイング吸着塔にお
ける回収成分ガスを吸着する吸着剤を収納した回収吸着
塔を前記2系統のいずれか一方に設ける点を要旨とする
ものである。
[作用及び実施例] 第1図は本発明の代表的な実施例を示す概略説明図であ
る。第3図に示した従来例と比較すると本発明の特徴的
な構成は下記の通りである。即ち排ガス廃棄管4aと再
生用ガス導入管22の間を、バイパス管12と回収吸着
塔配管13の2系統によりて並列的に接続し、該回収吸
着塔配管13には回収吸着塔14及び弁X2 、N3を
設け、前記バイパス管12には弁XIを配設する。
上記回収吸着塔14内には回収目的成分であるN2を選
択的に吸着する合成ゼオライトを装填する。
−1−記バイパス管12及び回収吸着塔配管13は第2
図(A)・・□−(C)に示す様に使用さiする。即ち
排ガス廃棄管4a内を通過する排ガス中にN2成分が少
ないどきには、弁X 2 、 X 、を閉鎖し゛r弁X
、を開放し、バイパス管12を介1.てこの1J[ガス
を再生用ガス導入管22経由で前処理塔i2n。
2bへ送給する。
−・方吸名塔3a、3h、3eのいずわかにおいて回収
工程を行なっているとき(第4図参照)、或は吸、覇王
程の後期即ちtaガス廃棄管4り内を流れる排ガス中に
高濃度のN2ガスが混込しているときには、弁X、を閉
じて弁X2 、X、を開放し、第2図(B)に示す如く
排ガスを回収吸着塔14内へ導入し、排ガス中のN2成
分を吸着剤jζ吸着させ、該回収吸着塔14を通過した
ガスのみを再生用ガス尋人管22へ導く。
上記の弁Xl−・X、の開閉制御は第4図の工程スケジ
1.−ルに合わせて時間的に制御づる手段としても良い
し、或は排ガス廃棄笠4aにN、ガス濃度測定器を配置
し、該測定器の検出値に応じでlp x +・・−X、
を開閉制御′で外るl’irl構成し下も構ね/lい。
また回収@着塔14内に吸、Hさ$1. & N 2成
分は次に述べる方法によって脱着して吸着剤の再生をは
かると共(ζ、N、成分を再び回収する。即ち第2図(
C)に示す様に、脱着工程が完了しC減圧状態にある吸
着塔(例λば3a)と回収吸1i14を、弁X2.V、
を開放することによって連通ずる。このどき弁X、、X
3は閉鎮とする。この作動V“より回収吸着塔14内の
吸、S荊は減圧再生されると共に、脱着さtまたN2成
分は吸着塔3a内に吸着されて再回収される・二とにな
る、この作動の後1lX3.R塔3aにおい゛〔は吸着
工程が開始され、第4図に示す工程順序に従って運転が
繰返される。
尚該回収吸着塔14の再生力法は上記の例に限らず、別
に真空ポンプ及びガスホルダを回収吸着塔14に直列接
続I・、該回収吸着塔14を使用し2tいと蕗に減圧1
.てN2成分を脱着できる様V構成し、該ガスホルダど
吸る塔3a、3b、3cを別の配管を経由して接続し、
吸1着J程のいゆ”itかの時点で吸着塔3a、3h、
3e側へ送給しTも構わない。
またバイパス管12と回収吸着塔配管13の再生用ガス
導入¥122側の合流点の下流部に、排ガス貯留用のガ
スボルダを配設してお怨、バイパス管12及び回収吸着
塔配管13を夫々通過する排ガスを均圧化すると共に、
弁Z7゜Z8を介して逆流さねてくる可能性がある0 
2 / N 2混合ガスを減圧して吸着塔3a、3)3
,3C側へ逆流しない様にすることが推奨される。
(実験例) 第1図及び第3図に示した装置を使って下記の条件でN
2ガスの回収実験を行ない、N、ガス回収率の比較を行
なフた。
前処理塔自行 =501!lIl 前処理塔高さ :1000111m 前処理塔着剤 :合成、ゼオライi・13X型及びシリ
カゲル 原料空気供給量:320ONu/h 原料空気供給UE:5.口kg/c1112G吸看塔内
径  :8oIII111 吸看塔高さ  :1000mm 吸着塔吸着剤 二合成ゼオライト5A型脱着圧カ   
ニ100Tovr この実験によれば、第3図に示した従来装置では、回収
率は約25%であったが、本発明装置では回収率を36
%とすることかできた。尚両装置とも回収N2ガスの純
度は99.99%であった。
[発明の効果] 本発明により回収目的成分濃度は高純度のままで、従来
装置に比較して製品ガスの回収重管向上できる様になっ
た。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の代表的な実施例を示す概略説明図、第
2図(Δ) 、 (B) 、 (C)は本発明装置の作
動状態を示す説明図、第3図は従来の装置例を示す概略
説明図、第4図は第3図に示す吸着塔の工程を示す説明
図、第5図(a) 、 (b)は洗浄工程及び回収工程
を示す説明図、第6図は前処理塔の工程を示す説明図で
ある。 la・・・加圧原料ガス導入管 2a、2b・・・前処
理塔3a、3b、3c・・・吸着塔    4a・・・
排ガス廃棄管6・・・真空ポンプ     8・・・洗
浄用管9・・・圧縮機 lO・・・製品ガスホルダ 10a、10b、10c ・・・連結配管12・・・バ
イパス管     13・・・排ガスホルダ14・・・
回収吸着塔 21・・・前処理済ガス導出管 22・・・再生用ガス導入管 第5図(a) 第6図 第5図(b) 時間

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 前処理塔に設ける前処理済ガス導出管と圧力スイング吸
    着塔に設ける加圧原料ガス導入管を連結すると共に、前
    記圧力スイング吸着塔に設ける排ガス廃棄管と前記前処
    理塔に設ける再生用ガス導入管を連結してなる圧力スイ
    ング吸着装置において、前記排ガス廃棄管と再生用ガス
    導入管を連結する配管を2系統に分岐させ、さらに再合
    流せしめる構成とし、前記圧力スイング吸着塔における
    回収成分ガスを吸着する吸着剤を収納した回収吸着塔が
    前記2系統のいずれか一方に設けられてなることを特徴
    とする圧力スイング吸着装置。
JP63157847A 1988-06-24 1988-06-24 圧力スイング吸着装置 Granted JPH026815A (ja)

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JPH026815A true JPH026815A (ja) 1990-01-11
JPH048086B2 JPH048086B2 (ja) 1992-02-14

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