JPH0429408B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0429408B2
JPH0429408B2 JP60213489A JP21348985A JPH0429408B2 JP H0429408 B2 JPH0429408 B2 JP H0429408B2 JP 60213489 A JP60213489 A JP 60213489A JP 21348985 A JP21348985 A JP 21348985A JP H0429408 B2 JPH0429408 B2 JP H0429408B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
nitrogen
adsorption
purity
tower
oxygen
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP60213489A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS6287402A (ja
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed filed Critical
Priority to JP60213489A priority Critical patent/JPS6287402A/ja
Publication of JPS6287402A publication Critical patent/JPS6287402A/ja
Publication of JPH0429408B2 publication Critical patent/JPH0429408B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、圧力スイング式吸着法を利用し空気
から高純度窒素を高収率で回収するこのできる技
術に関するものである。
[従来の技術] 周知の通り空気には約4/5体積%の窒素と約1/5
体積%の酸素が含まれているところから、これら
を高純度の酸素又は窒素として分離回収し有効利
用することはかなり以前から実用化されている。
殊に圧力スイング式吸着法によれば、適正な吸着
剤を選択使用し加圧・減圧を繰り返すことによつ
て、例えば窒素を選択的に吸着除去して高純度の
酸素を回収し、又選択的に吸着した窒素を減圧脱
着することによつて高純度の窒素を回収すること
ができ、しかもこれらの操作は複数の吸着塔を組
合わせたバルブ操作によつて連続切換え運転が可
能であるところから最近急速に普及してきてお
り、また改良研究も種々提案されている。例えば
特公昭54−22428号公報には、圧力スイング吸着
法を利用して空気から高純度の酸素を回収する方
法が開示されており、又特公昭54−3823号公報に
も同様に圧力スイング吸着法を利用して空気から
高純度の酸素及び窒素を回収する方法が開示され
ている。例えば特公昭54−22428号に記載された
技術は特殊な吸着剤を使用するところに最大の特
徴を有するものであるが、その他、操業面では吸
着塔昇圧用ガスとして高純度の酸素を使用し、吸
着処理ガス中への窒素の混入を可及的に防止して
回収酸素の純度を高めるという点にも特徴が存在
している。また特公昭54−3823号公報には、易吸
着成分と難吸着成分を含む混合ガス、例えば空気
から高純度の酸素とを窒素を分離回収する技術が
開示されており、この方法によると、(a)吸着処理
工程で高純度の酸素を得る為に昇圧ガスとして酸
素純度の高いガスを使用し、(b)一方脱着工程では
該脱着に先立つて高純度の窒素ガスで吸着塔内を
洗浄し、塔内の酸素を可及的に除去した後減圧着
を行なうことにより高純度の窒素ガスを得てい
る。
[発明が解決しようとする問題点] ところがこれらの方法は、何れも高純度の酸素
又は窒素を得る為に昇圧ガスとして相当量の高純
度酸素を使用し、或は窒素の脱着回収に先立つて
相当量の高純度窒素を洗浄用ガスとして使用する
為、これらの消費量を差し引けば酸素や窒素の分
離回収率は必ずしも高い値が得られるとは言えな
い。本発明はこうした状況のもとで殊に窒素の回
収に主眼を置き、空気から高純度の窒素を収率良
く分離回収することのできる技術を確立しようと
するものである。
[問題点を解決する為の手段] 本発明に係る高純度の分離回収方法は、圧力ス
イング式吸着法により空気から高純度の窒素を分
離回収するに当たり、並列に配設した複数の窒素
吸着塔により空気中窒素の吸着と該窒素の脱着を
順次繰返して実施すると共に、脱着回収された高
純度窒素の一部を用いて吸着塔内の不純O2を置
換除去してから吸着窒素の脱着回収を行なう高純
度窒素の分離回収方法において、高純度窒素の一
部を用いて上記吸着塔内の不純O2を置換除去す
るに先立つて、他の吸着塔の不純O2置換除去工
程で排出される高窒素濃度の置換排ガスを該吸着
塔へ送つて、該吸着塔内の不純酸素を予備的に置
換除去すると共に窒素を吸着させるところに要旨
を有するものである。
[作用] 本発明では窒素吸着能の優れた吸着剤を充填し
てなる複数の吸着塔を並列に配設し、これらを順
次切換え運転することにより空気中の窒素の吸
着、及び吸着窒素の脱着回収を行なうものである
が、この間の窒素の純度及び回収率を高めるべく
以下に詳述する様な工夫を加えている。
第1図は本発明の実施例を示すフロー図であ
り、3基の吸着剤充填塔A,B,Cを併設しバル
ブ切替えによつて連続運転することができる様に
構成されている。そして原料空気は圧縮機Dで例
えば4.0Kg/cm2・G程度まで圧縮した後、前処理
塔Eで水分や炭酸ガス塔の不純物を除去し、原料
空気導入ラインL1から充填塔A(又はB,C)へ
送られる。そして充填塔A(又はB,C)による
吸着が終了後は脱着回収が行なわれるが、この工
程は、脱着窒素回収ラインL2に接続した真空ポ
ンプFを作動して充填塔A(又はB,C)内を減
圧することにより吸着窒素を脱着し、回収される
窒素は順次貯留タンクGへ送る。尚回収窒素の一
部は、真空ポンプFの下流側から抜き出して所定
の充填塔へ送り、塔内を洗浄、即ち残存O2の置
換除去を行なうと共に、該置換排ガスはそのまま
排出するのではなく、窒素吸着を終えた他の充填
塔へ送つて該充填塔内の不純O2を予備的に洗浄
する。即ち本発明では、吸着窒素の脱着回収に先
立つて、当該充填塔内の不純O2をまず置換排ガ
スによつて予備的に置換除去し、次いで高純度の
回収窒素によつてほぼ完全に置換除去するもので
あり、該2段の置換除去工程の組合せにより回収
窒素純度アツプを図る(図中L3は洗浄用窒素供
給ラインを示す)。
以下、各充填塔A,B,Cを切換え運転し、窒
素の吸着、脱着回収、塔内洗浄等を連続的に行な
う手法を、バルブ1〜21の開閉操作、第2図
(充填塔A,B,C内の圧力変動パターン)及び
第3図(充填塔A,B,C内の窒素濃度変動パタ
ーン)を含めて具体的に説明する。充填塔Aによ
る空気中窒素の吸着を行なう場合(この時点で充
填塔B,Cの吸着操作は完了しているものとす
る)は、バルブ2を開として他のバルブはすべて
閉の状態とし、前処理塔Eで洗浄化された空気を
導入ラインL1からバルブ2を通して充填塔A内
へ供給し、該塔A内を所定の圧力(通常800Torr
程度)に高める。次いでバルブ4を開き、塔内を
所定圧力に維持しつつバルブ2から空気を送り込
むことにより、窒素の吸着が行なわれる。この間
非吸着成分(主として酸素)はバルブ4から排気
ラインL4を通して系外へ放出される。窒素の吸
着が完了すると該充填塔Aは一旦休止させる。こ
の間充填塔Cでは、バルブ18のみを開として真
空ポンプFによる吸着窒素の脱着回収が行なわ
れ、回収窒素(高純度窒素)は貯留タンクGへ貯
留されると共に、一部の高純度窒素は真空ポンプ
Fの下流側から抜き出し、浄化用窒素供給ライン
L3からバルブ11を通して充填通Bへ送り込み、
充填塔B内に存在する酸素を窒素で置換すると共
に、充填塔B内を高純度窒素で充満させる。置換
排ガス中には多量の酸素が含まれているので、当
初の置換排ガスはバルブ20から排ガスライン
L5を通して系外へ排出する。そして塔B内の排
ガス置換がすすむにつれて該排ガス中の窒素濃度
は徐々に高くなつてくるが、その窒素濃度が空気
中の窒素濃度よりも高くなつた時点で、バルブ2
0を閉、バルブ3を開とし、窒素濃度の高い置換
排ガスは窒素吸着を終えた充填塔A内へ、該置換
排ガス中の窒素を捕集すると共に塔内を窒素濃度
の高い該排ガスで置換し、残りのガスはバルブ1
から排ガスラインL5を経て系外へ放出する。こ
の間に充填塔B内は、バルブ11から送られてく
る高純度窒素で完全置換され、不純酸素の混入量
は実質的に皆無となる。即ち本発明によれば、吸
着窒素の脱着回収に先立つて、まず置換排ガスで
予備的に洗浄して充填塔内の不純酸素を低減さ
せ、次いで高純度の製品窒素で洗浄して充填塔内
の残存酸素をほぼ完全に置換除去するものであ
り、その結果、脱着回収直前に充填塔内の酸素は
ほぼ完全に除去されているので、その後脱着回収
される窒素の純度は著しく高められる。こうして
充填塔B内の窒素置換が完了すると、該充填塔B
へ付随するバルブのうち12のみを開とし他のバ
ルブ3,7,8,10,11,12はすべて閉と
して減圧回収ラインL2を通して充填塔B内を減
圧し、吸着窒素の脱着回収が行なわれる。この間
充填塔Cでは、バルブ14から送り込まれる空気
による昇圧及び窒素の吸着が行われる。また充填
塔Bから回収される高純度窒素の一部は浄化用窒
素供給ラインL3からバルブ5を経て充填塔A内
へ送り込まれ、塔内に一緒に吸着されている酸素
を置換すると共に塔内の空気を高純度窒素で置換
し、置換排ガスは吸着処理を終えた充填塔Cへ送
り、該充填塔C内における窒素濃度アツプに利用
される。充填塔Bの脱着回収が終了すると、該充
填塔Bは昇圧及び吸着工程に切替えると共に、充
填塔Aは脱着回収工程、充填塔Cは塔内窒素洗浄
工程に切替え、これらの操作を繰り返すことによ
つて第2,3図に示す如く連続操業が行なわれ
る。尚上記切換え周期は各充填塔A,B,C内に
充填された吸着剤の性能や充填量或は空気の供給
速度(処理量)等に応じて適宜定めるべきもので
あつて、一律に定めることはできない。又図例で
は3基の充填塔を組合せて実施する例を示した
が、2期或いは4基以上の充填塔を用いて切換え
運転することも勿論可能であり、配管構造につい
ても必要により任意に設計変更を加えることがで
きる。また切換え用のバルブ操作は、電磁バルブ
やタイマーを組合わせて自動化することも好まし
く、それらの程度の変更はすべて本発明の技術的
範囲に含まれる。
[発明の効果] 本発明は以上の様構成されるが、あくまでも空
気から高純度窒素の専用回収法として開発された
ものであり、吸着剤充填塔の昇圧ガスとして空気
をそのまま使用しているので、酸素を昇圧ガスと
する従来法に比べて窒素の吸着を経済的に効率良
く行なうことができ、また脱着回収される高純度
窒素の一部を塔内浄化用ガスとして利用するほ
か、該浄化に使用された置換排ガスは他の吸着塔
内の予備浄化用として利用し、2段の工程で塔内
酸素の置換除去を行なう構成としているので、従
来法に比べて非常に高純度の窒素を回収すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例を示す概略フロー図、
第2,3図は、連続操業時における各吸着剤充填
塔内の圧力変動パターン及び窒素濃度変動パター
ンを例示する図である。 A,B,C……吸着剤充填塔、D……圧縮機、
E……前処理塔、F……真空ポンプ、G……貯蔵
タンク、1〜21……バルブ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 圧力スイング式吸着法により空気から高純度
    の窒素を分離回収するに当たり、並列に配設した
    複数の窒素吸着塔により空気中の窒素の吸着と該
    窒素の脱着を順次繰返して実施すると共に、脱着
    回収された高純度窒素の一部を用いて吸着塔内の
    不純O2を置換除去してから吸着窒素の脱着回収
    を行なう高純度窒素の分離回収方法において、高
    純度窒素の一部を用いて上記吸着塔内の不純O2
    を置換除去するに先立つて、他の吸着塔の不純
    O2置換除去工程で排出される高窒素濃度の置換
    排ガスを該吸着塔へ送つて、該吸着塔内の不純酸
    素を予備的に置換除去すると共に窒素を吸着させ
    ることを特徴とする空気から高純度窒素を分離回
    収する方法。
JP60213489A 1985-09-25 1985-09-25 空気から高純度窒素を分離回収する方法 Granted JPS6287402A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60213489A JPS6287402A (ja) 1985-09-25 1985-09-25 空気から高純度窒素を分離回収する方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60213489A JPS6287402A (ja) 1985-09-25 1985-09-25 空気から高純度窒素を分離回収する方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6287402A JPS6287402A (ja) 1987-04-21
JPH0429408B2 true JPH0429408B2 (ja) 1992-05-18

Family

ID=16640042

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP60213489A Granted JPS6287402A (ja) 1985-09-25 1985-09-25 空気から高純度窒素を分離回収する方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS6287402A (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6428208A (en) * 1987-07-22 1989-01-30 Sumiyoshi Heavy Ind Equipment for production and supply of nitrogen gas

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS543823A (en) * 1977-06-07 1979-01-12 Sorg Gmbh & Co Kg Metho and apparatus for electric heating in glass melting furnace
JPS5517614A (en) * 1978-07-21 1980-02-07 Hitachi Ltd Vane for gas turbine
JPS5742367A (en) * 1980-08-28 1982-03-09 Matsushita Electric Ind Co Ltd Atomizer

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS543823A (en) * 1977-06-07 1979-01-12 Sorg Gmbh & Co Kg Metho and apparatus for electric heating in glass melting furnace
JPS5517614A (en) * 1978-07-21 1980-02-07 Hitachi Ltd Vane for gas turbine
JPS5742367A (en) * 1980-08-28 1982-03-09 Matsushita Electric Ind Co Ltd Atomizer

Also Published As

Publication number Publication date
JPS6287402A (ja) 1987-04-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR960004606B1 (ko) 공기로부터 고순도의 산소가스를 제조하는 방법
US4070164A (en) Adsorption-desorption pressure swing gas separation
JP2744596B2 (ja) 供給ガス混合物の比較的吸着力の弱い成分から比較的吸着力の強い成分を選択的に分離する方法
EP0327732A1 (en) Adsorptive separation utilizing multiple adsorption beds
JP3902416B2 (ja) ガス分離方法
JPH0250041B2 (ja)
JPH06254336A (ja) 真空スイング吸着方法によるガス成分の分離法
JPS6261616A (ja) 混合ガスから高純度ガスを分離する方法
KR100278323B1 (ko) 압력스윙흡착방법및장치
JP3073917B2 (ja) 同時段階圧力変化式吸着方法
US5620501A (en) Recovery of trace gases from gas streams
JPH1024208A (ja) 圧力スウィング吸着によるガス混合物の処理方法
JP2005504626A (ja) 窒素及び酸素を共製造するためのpsaプロセス
JPH0356768B2 (ja)
JPH0429408B2 (ja)
JPH0624603B2 (ja) 空気中の窒素および酸素の分離回収方法
JPH04227018A (ja) 高純度不活性ガスの製造方法
JPS6238281B2 (ja)
JPS60155520A (ja) 一酸化炭素ガスを含む混合ガスより吸着法により一酸化炭素を精製する方法
JPH0967104A (ja) 圧力スイング吸着法による酸素濃縮方法
PL191724B1 (pl) Sposób rozdzielania mieszanin gazowych tlenu, argonu i azotu
JPS63103805A (ja) プレツシヤ−スイング吸着法による窒素製造方法
KR102439732B1 (ko) 아르곤과 질소 혼합가스로부터 아르곤을 제거하고 질소를 농축하는 흡착분리방법
JPH088971B2 (ja) ガス混合物の分離
KR100292555B1 (ko) 높은 생산성을 갖는 수소 압력변동흡착 공정