JPH0429712A - ガス濃縮装置 - 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、特定ガスを選択的に吸脱着する吸着剤を包含
するガス濃縮装置に関する。

〔従来の技術］ 従来より用いられている特定ガスを選択的に吸脱着する
吸着剤を包含するガス濃縮装置には、吸着剤を簡便に一
定期間加熱する加熱手段と一定期間冷却する冷却手段と
を有していないものであった。

［発明が解決しようとする課題］ 一般的に、物質がが吸着剤に吸着される際には低温であ
ればある程、単位吸着量当たりの物質吸着量が多くなる
。ところが、殿着に伴い発熱反応が生し、この為、吸着
打開及び吸着剤近傍に温度上昇が起こる。即ち、吸着反
応が進むにつれて、物質の吸着剤に対する吸着が温度上
昇によって阻害される方向に向かうと言える。

また、物質が吸着剤から離脱する際には一般に吸熱反応
が起こる。この為、吸着剤及び吸着剤近傍に温度下降が
起こる。即ち、反応が進むにつれて、物質の吸着剤に対
する離脱が温度降下により阻害される方向に向かうと言
える。

而るに、既に述べたように、従来技術の特定ガスを選択
的に吸脱着する吸着剤を包含するガス濃縮装置において
は、吸着剤を簡便に一定期間加熱する加熱手段と一定期
間冷却する冷却手段とを有していないものであり、吸着
剤の特定ガスに対する吸脱着効率が低く、濃縮効率の悪
いものであった。

本発明は上記従来技術の問題点に鑑みてなされたもので
あり、その目的とするところは特定ガスに対し吸脱着効
率を高め′ａ縮効率のよいガス濃縮装置を提供すること
にある。

（課題を解決するだめの手段〕 請求項（１）に記載のガス濃縮装置は、特定ガスを選択
的に吸脱着する吸着剤を密閉系の容器内に包含する吸着
塔と、該吸着塔へ供給ガスを供給する供給手段と、吸着
塔を減圧する吸引手段とを有するガス！縮装置において
、吸着剤への特定ガスの吸着時に一定期間吸着剤を冷却
する冷却手段と、吸着剤から特定ガスの離脱時に吸着剤
を一定期間加熱する加熱手段とを具備してなることを特
徴とするものである。

請求項（２）に記載のガス濃縮装置は、請求項（１）に
記載の吸着塔を並列に複数基配し、特定ガスの吸着と離
脱との周期が異なる吸着塔の外部間を熱伝導率の高い材
料でブリッジしてなることを特徴とするものである。

尚、冷却手段と加熱手段は、それぞれ専用の個別のもの
以外に一体型のものを用いてもよい。

〔作用］ 請求項（１）に記載のガス濃縮装置は、吸着剤を一定期
間冷却する冷却手段を有しているので、特定ガスの吸着
剤への吸着に伴って発生する吸着反応熱を吸収し、吸着
剤への特定ガスの吸着反応を促進する。

また、吸着剤を一定期間加熱する加熱手段を有し、吸着
剤から特定ガスの離脱にともなう吸熱反応に対し、加熱
することにより吸着剤から特定ガスの離脱を特徴する 請求項（２）に記載のガス濃縮装置は、請求項（１）に
記載の吸着塔が並列に複数基配され、吸着と離脱の周期
が異なる吸着塔間が熱伝導率の高い材料でブリッジされ
ているので、ブリッジされている各吸着塔間においては
、吸着による発熱反応と、離脱による吸熱反応とがずれ
て発生し、互いに他のり着塔に対して周期的に加熱手段
または冷却手段として作用する。

（実施例） 本発明の第１実施例について第１図及び第２図に基づい
て説明する。

本実施例は、ガス状物中に含有される炭酸ガスを濃縮す
る装置に応用されたものである。

１及び２は２基からなる吸着塔であり、第２図に示すよ
うに円筒形の密閉容器の内部にゼオライトにて構成され
る吸着剤３が充填され、それぞれ円筒の一端に送気管４
．５と他端に排気管６．７とが接続されている。

吸着塔１．２のそれぞれの外面部に、冷却手段及び加熱
手段として、冷却機８．９と、加熱機１０．１１とを有
している。これらは何れもヒートポンプ方式のものが用
いられている。

１２は濃縮前の供給ガスであり、加圧機１３と三方バル
ブ１４とにより送気管４．５に送気される構造とされて
いる。

送気管４．５には、その相互間を連結する分岐管１５が
設けられ、該分岐管１５には三方バルブ１６にて吸引管
１７が分岐され、吸引管１７に吸引ポンプ１８が設けら
れている。

また、排気管６．７にはバルブ１９．２０が設けられて
いる。

以下本実施例の動作について、順を追って説明する。

供給ガス１２は、加圧機１３により２基ある吸着塔１．
２の一方の吸着塔１へ三方バルブ１４及び送気管４を通
じて一定期間送入される。この時、バルブ１９は開き、
三方バルブ１６は閉じられている。

吸着塔１内に充填された吸着剤３は炭酸ガスを他のガス
より吸着し易い特性を持つものにて、主として炭酸ガス
が吸着剤３に吸着される。他の非吸着ガスは排気管６を
通して排気される。

この時、吸着剤３と炭酸ガスとの吸着反応により発熱現
象が生じ、この発熱にて吸着剤３の炭酸ガスの吸着が阻
害されるので、冷却機８にて吸着剤３を冷却される。

一定期間加熱ガスの吸着後、吸着剤３から炭酸ガスを離
脱させる。吸着剤３から炭酸ガスの離脱においては、バ
ルブ１９と三方バルブ１６の吸着塔２につながる側は閉
し、吸引管１７と吸引ポンプ１８とにつながる側は開け
た状態にし、また、三方バルブ１４においては吸着塔２
と加圧機１３につながる側は開いた状態とすると共に、
吸着塔１につながる側は閉した状態とする。

吸引ポンプ１８を稼働させることにより吸着塔１内の気
圧が下がり、吸着剤３に吸着された炭酸ガスが放出され
る。この時、吸着剤および吸着剤近傍が吸熱され温度が
下鋒し離脱が阻害されるので、加熱機１０にて吸着剤３
を加熱し、吸着した炭酸ガスの離脱を促進する。

なお、吸着塔１において吸着した炭酸ガスの離脱を行っ
ているとき、引続き供給される供給ガス１２に対し、も
う一方の吸着塔２にて炭酸ガスが吸着され、このように
２基の吸着塔１．２を配することによりハ、千方式を採
りながら連続して濃縮した炭酸ガスを取り出すことがで
きる。

次いで、本発明の第２実施例について第３図に基づいて
説明する。

本実施例においては、吸着塔１．２に充填される吸着剤
３の加熱手段と冷却手段とが第１実施例と異なっており
、この点を中心に述べる。

吸着塔１と吸着塔２とをブリッジする材料として熱伝導
性の高い金属で構成される熱媒体２１にて連結されてい
る。その他の構成については第１実施例と同様である。

２基の吸着塔１と吸着塔２とにおいて互いに異なる炭酸
ガスの吸着と離脱とが交互におこなわれ、その吸着時に
おいては発熱し、離脱時においては吸熱し、且つ互いに
熱媒体２１にて連結されているので、その処理経過時に
おいて、一方の吸熱塔１が他方の吸熱塔２の加熱機の機
能を果たすと共に吸着塔２は、吸着塔１の冷却機の機能
を果たす。その他の動作については第１実施例と同様で
ある。

尚、上記実施例では２基の吸着塔にて構成される例を示
したが、吸着塔の基数については特に限定するものでな
い。

また、ブリッジする材料として熱伝導性の高い金属を用
いているが、ヒートパイプなど特に限定するものでない
。

（発明の効果〕 請求項（１）に記載のガス濃縮装置によれば、吸着剤を
一定期間冷却する冷却手段を有しているので、特定ガス
の吸着剤への吸着に伴って発生する吸着反応熱を吸収し
、吸着剤への特定ガスの吸着反応を促進し、また、吸着
剤を一定期間加熱する加熱手段を有し、吸着剤から特定
ガスの離脱にともなう吸熱反応に対し、加熱することに
より吸着剤から特定ガスの離脱を促進し、特定ガスの濃
縮効率を高める効果を奏する。

請求項（２）に記載のガス濃縮装置によれば、請求項（
１）に記載の吸着塔が並列に複数基配され、吸着と離脱
の周期が異なる吸着塔間が熱伝導率の高い材料でブリッ
ジされているので、ブリッジされている各吸着塔間にお
いては、吸着による発熱反応と、離脱による吸熱反応と
がずれて発生し、互いに他の吸着塔に対して周期的に加
熱手段または冷却手段として作用し、特定ガスの濃縮効
率を高める効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の第１実施例の概略断面図、第２図は
、その要部の一部切り欠き斜視図、第３図は、本発明の
第２実施例の概略断面図である。 １．２−　吸着塔、３−　吸着剤、４．５　送気管、６
．７−排気管、８．９　冷却機、１０．１１加熱機、１
２−　　供給ガス、１３　加圧機、１４三方バルブ、１
５　分岐管、１６　三方バルフ１７−吸引管、１８　吸
引ポンプ、１９．２０バルブ、２１　熱媒体。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）特定ガスを選択的に吸脱着する吸着剤を密閉系の
   容器内に包含する吸着塔と、該吸着塔へ供給ガスを供給
   する供給手段と、吸着塔を減圧する吸引手段とを有する
   ガス濃縮装置において、吸着剤への特定ガスの吸着時に
   一定期間吸着剤を冷却する冷却手段と、吸着剤から特定
   ガスの離脱時に吸着剤を一定期間加熱する加熱手段とを
   具備してなることを特徴とするガス濃縮装置。
2. （２）請求項（１）に記載の吸着塔を並列に複数基配し
   、特定ガスの吸着と離脱との周期が異なる吸着塔の外部
   間を熱伝導率の高い材料でブリッジしてなることを特徴
   とするガス濃縮装置。