JPH04338206A - ガスの分離方法 - Google Patents

ガスの分離方法

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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】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は吸着剤を利用してガス混
合物から特定の成分を選択的に分離するガス分離方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】ガス混合物から特定の成分、特に不純物
を選択的に分離する方法として、吸着塔に充填した吸着
剤に不純物を吸着させ、吸着剤の吸着能が限界になった
ところで吸着層を減圧し、不純物をあまり含まないガス
でパージすることにより吸着剤から不純物を脱着して吸
着剤を再生するという方法が従来一般的に行われている
。
【０００３】なかでも分離後の清浄なガス損失を極力抑
えることのできるガス分離方法として、特公昭６２−４
７０５１には次のような方法が提案されている。
【０００４】その方法は、吸着剤に不純物を選択的かつ
断熱的に吸着させ、ついで圧力軽減と汚染度の少ないガ
スから実質的に純粋なガスまでのガスを用いての低圧で
の吸着剤のパージによる不純物の脱離と吸着剤の再生を
行い、再与圧し、この場合に吸着剤を含んでいる多数の
ゾーンを交互に周期的に使用してガス混合物からガス状
不純物を分離する方法であり、各周期が不純物を吸着し
て疲労した第１の吸着ゾーンから出発する多数の段階か
らなるものであって、これらが、前記第１の吸着ゾーン
のボイド空間内に存在する気相を、その入口が閉じてい
る間にその出口を介して膨張させることと、この膨張し
たガスを再生された吸着ゾーンの出口に、該再生された
ゾーンおよび前記の第１のゾーンの両方のゾーン内の圧
力均等化が達成されるまで導入することと、前記第１の
吸着ゾーンの該ボイド空間内に存在する前記ガスをこの
出口を通してさらに膨張させることと、このさらに膨張
したガスを、高ボイド率を有する不活性な非多孔性充て
ん剤を充てんした充てん塔中に導入することと、第２の
更に膨張したガスを第２の疲労した吸着ゾーンから前記
充てん塔の反対側に導入することによって、前記の最初
更に膨張したガスを前記ボイドから除去することと、前
記第１の吸着ゾーンを最終的にその入力を介して与圧解
除してこれを最低圧力とした後に、前記の除去したガス
の一部または全部を該第１の吸着ゾーン中に導入してこ
の第１の吸着ゾーンをパージし、そしてこの除去したガ
スに残りの部分がある場合にはこれを第２の再生された
ゾーン中へその入口を介して導入してこれを部分的に与
圧することと、膨張したガスを第３の疲労した吸着ゾー
ンから前記の第１の（ここでは再生されている）吸着ゾ
ーンの出口に、この第１の吸着ゾーンの入口をその第１
および第３の両方の吸着ゾーン内の圧力均等化が達成さ
れるまで閉じておきながら導入することと、生成品と同
質のガスを、生成品と同質のガス流から前記の第１の吸
着ゾーンの出口に、そのゾーンの入口をこの第１の吸着
ゾーン内の圧力が該生成品と同質のガス流の圧力と同じ
になるまでの間閉じておきながら導入することと、不純
物を含有する前記ガス混合物を前記の第１の吸着ゾーン
の入口から導入して該第１の吸着ゾーンの出口から取り
出すこと、とから成るものである、ガス混合物からガス
状不純物を分離する方法である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記方法では、高ボイ
ド率を有する不活性な非多孔性充填剤を充填した充填塔
を受け払い順序維持型の保留槽として用いることにより
、保留槽に流入するガスにおける不純物の濃度勾配を逆
転させて、すなわち、流入時とは逆の濃度勾配のガスで
吸着床の不純物のパージを行なうことができるので、生
成ガスの損失が少なくなるという利点を有している。
【０００６】ところで特公昭６２−４７０５１には、充
填塔の大きさについては特に記載がなく、その第３欄３
ないし９行に、「充填塔に２方向から近づくことができ
、一方の入口から導入された第１の吸着ゾーンからの膨
張ガスが他方の入口を介してその前の段階で別の吸着ゾ
ーンからこの別の入口を介して導入されたガスに取って
代わり、これを追い出し、この置換され、追い出された
ガスが別の吸着ゾーンに入ってパージおよび（または）
再与圧を行なう」と記してあることからわかるように、
この発明においては保留槽が上記機能を満足に果たすた
め、その容量はパージガスの全量を充分保留できる容量
のものであると考えられる。
【０００７】しかし、このように安全をみてパージガス
の全量を保留するに充分な容量の保留槽を設けることは
経済的観点から得策でない。また技術的観点からも、果
してパージガスの全量を保留できる容量が必要かどうか
明らかでない。
【０００８】本発明者らは、上記提案の方法を実施する
際に、経済的、技術的観点からどのくらいの容量の保留
槽を設ければ生成ガスの損失の少ないガス分離が達成で
きるかを鋭意検討した結果、本発明を完成するに到った
。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、吸着床を有す
る吸着槽と、後記するパージガスの全量を保留するには
充分でない容量の受け払い順序維持型の保留槽を用いて
ガス混合物から気体不純物を分離する方法であって、少
なくとも３つの吸着槽について下記ａないしｉの過程：
ａ）第１の吸着槽に被処理ガスをその入口から流入させ
、生成ガスをその出口から取り出し、第１の吸着槽が吸
着余力を失い生成ガスの純度が目標値を下回る前にこの
流入および取り出しを停止する過程、ｂ）吸着床が再生
された少なくとも１個の他の吸着槽の出口と過程ａを経
た第１の吸着槽の出口とを連絡して両吸着槽を均圧化す
ることを該少なくとも１個の他の吸着槽につき順次行っ
た後、この連絡を解除する過程、ｃ）過程ｂを経た第１
の吸着槽の出口と受け払い順序維持型の保留槽の一端（
該保留槽中には、過程ａおよびｂを第１の吸着槽と同様
にして経た別の吸着槽の出口と保留槽の他端とを連絡す
ることにより受け入れたガスがはいっている）とを連絡
することにより第１の吸着槽中のガスを該保留槽に流入
させ、その間該保留槽の他端を、過程ａ，ｂ，ｃおよび
後記過程ｅを第１の吸着槽と同様にして経た第２の吸着
槽の出口と連絡することにより、流入したガス（このガ
スには必要により生成ガスの一部を追加流入させてもよ
い）で押し出された保留槽のガスで第２の吸着槽をパー
ジし、さらに引き続いて第１の吸着槽中のガスを、吸着
された成分の破過がガス中に生じ始めるまで、保留槽を
経由して、もしくは吸着槽中のガスの一部が保留槽を経
由することなく第２の吸着槽の出口から流入させて第２
の吸着槽をパージする過程、ｄ）必要により第２の吸着
槽のパージ弁を閉じて、第２の吸着槽と第１の吸着槽と
を均圧化した後、この連絡を解除する過程、ｅ）第１の
吸着槽の出口を閉じ、過程ｃまたはｄを経た第１の吸着
槽をその入口側のパージ弁から最低圧力まで減圧するこ
とにより、第１の吸着槽の吸着床に吸着された成分を脱
着および除去する過程、ｆ）過程ａおよびｂを第１の吸
着槽と同様にして経た第３の吸着槽の出口と前記保留槽
の一端とを連絡することにより第３の吸着槽中のガスを
該保留槽に流入させ、その間該保留槽の他端を過程ｅを
経た第１の吸着槽の出口と連絡することにより、流入し
たガス（このガスには必要により生成ガスの一部を追加
流入させてもよい）で押し出されたガスで第１の吸着槽
をパージし、さらに引き続いて第３の吸着槽中のガスを
吸着された成分の破過がガス中に生じ始めるまで保留槽
を経由してもしくは吸着槽中のガスの一部が保留槽を経
由することなく、第１の吸着槽をパージする過程、ｇ）
必要により第１の吸着槽のパージ弁を閉じて第１の吸着
槽と第３の吸着槽とを均圧化した後、この連絡を解除す
る過程、ｈ）過程ａまたは過程ａおよびｂを第１の吸着
槽と同様にして経た少なくとも１個の他の吸着槽の出口
と過程ｆまたはｇを経た第１の吸着槽の出口とを、両槽
の入口を閉じておいて連絡して上記少なくとも１個の他
の吸着槽のガスを流入させ（このガスには必要により生
成ガスの一部を追加流入させてもよい）て両吸着槽を少
なくとも１回の均圧操作を行った後、この連絡を解除す
る過程、ｉ）生成ガスと同質のガスを、過程ｈを経た第
１の吸着槽に、その入口を閉じておいてその出口から流
入させて、第１の吸着槽の圧力と該生成ガスと同質のガ
スの流れの圧力を均圧化した後、この連絡を解除する過
程、により交互に周期的に吸着および脱着を繰り返すこ
とを特徴とするガスの分離方法である。
【００１０】本発明では、保留槽の容量を、パージガス
の全量を保留するには充分でない容量のもとしたにも拘
らず、生成ガスの損失の少ないガス分離を達成すること
ができる。例えば、被処理ガスが水素とメタンガスより
なるリファイナリプラントオフガスである場合、高純度
水素を、保留槽の容量がパージガスの全量を保留するに
充分なものである場合に比べても遜色がなく、過程ｄを
援用する等の場合にはより高い効率（水素回収率）で得
ることができるものである。したがって、本発明は保留
槽を小型化することができ、経済的メリットが大きい。
【００１１】また保留槽を小さくし、製品水素回収率を
大きくしていくと、パージガス中の不純物濃度の高い部
分を全量保留槽に貯えられなくなく。この場合は、図１
に示すように保留槽にバイパスラインを設置して、吸着
槽から回収される減圧パージガスの最初と最後の部分は
保留槽を経由させ、その間の部分は保留槽をバイパスさ
せる。これにより減圧パージガスの濃度勾配の反転現象
を維持することができる。バイパスにはバイパス弁を設
け、流量または減圧スピードのコントロールを行なう。 図１において、バイパスラインは弁Ｒ１、Ｒ２の手前に
設けてあるが、弁Ｒ１、Ｒ２の保留槽側に設置しても良
い。但しその場合、切り替え弁が保留槽の圧力維持のた
め保留槽とバイパスとを完全に縁切りできる、例えば３
方弁など、多少複雑となる。
【００１２】図２は保留槽Ｒの入出口弁Ｒ１，Ｒ２とバ
イパス弁Ｒ３の配置を模式的に示したもので、■〜■は
パージガスの流れを示す。図３は図２のパージガスの流
れに対応した不純物濃度と時間との関係を示すグラフで
ある。最初■のようにパージガスはＲ１（パージガスの
流れが逆の場合はＲ２）を介して保留槽を経由する。こ
の時パージガス中の不純物濃度は徐々に低下していく。 不純物濃度勾配が反転し始める時点でパージガスを保留
槽からバイパスさせ（■）、最後の部分で再度保留槽を
経由させる（■）ことにより、バイパスさせない場合（
図３において破線にて示される部分）に比べて高いパー
ジ効果を得ることができる。
【００１３】保留槽を、その容量がパージガスの全量を
保留するには充分でないように小型化しても、高い生成
ガス回収率を達成できるのは、パージガスにおいて、生
成ガス純度の高い部分については不純物の濃度勾配を逆
転させたガスを使用する必要がなく、この部分に相当す
るパージガスとしては、保留槽に保留されていなかった
ガスを、直接吸着槽からか、または保留槽を経由して導
入すれば充分であり、その際、この部分のパージガスに
ついては、その最大不純物濃度が、保留槽に保留されて
いて押し出されたパージガス中の不純物平均濃度を越え
ないようになる程度の保留槽の容量があれば良いこと、
および保留槽を小型化することによって、保留槽内で不
可避的に生じるガスの混合度合が小さくなり、保留槽中
での不純物の濃度勾配がそのまま維持し易くなったこと
による。
【００１４】本発明において、保留槽の容量はパージガ
ス全量の８０％、あるいはそれ以下を保留できればよく
、場合によっては１０％を保留できる容量の保留槽であ
っても本発明の効果を達成できる。
【００１５】本発明は、ガス混合物から不純物を選択的
に分離して純度の高い生成ガスを得る各種のケースに適
用できるが、特にリファイナリプラントオフガス、エチ
レンプラントのオフガスや、スチームリフォーミングガ
スから不純物濃度の比較的高い（数百ｐｐｍ以上）製品
をを取り出すのに最適である。
【００１６】本発明で用いる受け払い順序維持型の保留
槽は、流路に対してガス濃度分布を持つガス混合物を、
その分布を維持したまま流入、貯蔵、流出させることが
できるものである。その機能を簡単に説明すると、過程
ｃにおいて第１の吸着槽中のガスを保留槽に流入させる
際、第１の吸着槽中の吸着床（以下第１の吸着床と呼ぶ
）に吸着された不純物（以下特定成分を不純物として説
明するが、これに限られるものではない。）が脱着する
ため、その初期における不純物濃度は相対的に低く、そ
の後期においては相対的に高く、保留槽に流入するガス
は不純物の濃度勾配を持つ（さきに流入した部分ほど不
純物濃度が低い。）。過程ｆにおいて、この濃度勾配を
持ったガスを流入時とは反対向きに流して第１の吸着槽
をパージする。このパージにより第１の吸着床の不純物
をさらに取り除くが、流入するガスの不純物濃度ははじ
めは高く、徐々に低くなるような勾配を持ち、第１の吸
着床の汚れがひどいときに相対的に汚いガスで、第１の
吸着床がきれいになってくるにつれてきれいなガスでパ
ージが行われるため、無駄のないパージが可能となる。
【００１７】保留槽は、特公昭６２−４７０５１に開示
されているような高ボイド率を有する不活性な非多孔性
充填剤を充填した充填槽の少なくとも一つで、隔壁で仕
切られた直列空間群、空間体、もしくは区画された直列
小空室などの如き、充填剤が充填されていない槽の少な
くとも一列、あるいはそれらの組み合わせ、すなわち、
保留槽の一部が充填物で満たされたものであってもよく
、どのような保留槽を用いても本発明の目的効果を達成
することができる。
【００１８】さらに本発明においては、パージガス濃度
勾配を監視して被処理ガス組成を分析し、必要によりサ
イクル時間を変更してパージガス濃度勾配を先行制御す
ることによって製品中不純物濃度を制御することも可能
である。サイクル時間の変更は手動あるいは自動制御の
どちらの方法によっても良い。
【００１９】本発明の方法の対象となる被処理ガスは、
水素と、除去対象不純物ガスの少なくとも一つよりなる
混合物であって、除去対象不純物としては、メタン、メ
タン以外の気体状炭化水素、二酸化炭素、一酸化炭素な
どがある。
【００２０】
【実施例】以下に本発明の実施例を図面を参照しながら
説明する。
【００２１】実施例１ 図１のフローシートのガス分離装置を用い図２に示す操
作によりガス分離を行った。
【００２２】図１は本発明の方法を４個の吸着槽と１個
の保留槽を用いて実施する場合の説明のためのフローシ
ートである。図中に含まれている主要構成要素は次の通
りである。
【００２３】Ａ〜Ｄ：吸着槽、Ｒ：保留槽、Ａ１，Ｂ１
，Ｃ１，Ｄ１：被処理ガス入口弁、Ａ２，Ｂ２，Ｃ２，
Ｄ２：オフガスパージ弁、Ａ３，Ｂ３，Ｃ３，Ｄ３：保
留槽との連絡弁、Ａ４，Ｂ４，Ｃ４，Ｄ４：昇圧弁、Ａ
５，Ｂ５，Ｃ５，Ｄ５：生成ガス出口弁、Ｒ１，Ｒ２：
保留槽入出口弁、Ｒ３：バイパス弁Ｐ１：昇圧用生成ガ
ス弁。
【００２４】図４は本発明の工程を説明するための時間
圧力線図である。
【００２５】吸着槽Ｂに注目してこれを第１の吸着槽と
してステップ毎に説明する。
【００２６】ステップ１〜４（過程ａ）：　　高圧下で
弁Ｂ１を介して被処理ガスを第１の吸着槽Ｂに導入し、
不純物を吸着して生成ガスを弁Ｂ５から取出す。吸着槽
が吸着余力を失い生成ガスの純度が目標値を下回る前に
弁Ｂ１およびＢ５を閉じて吸着を終了する。
【００２７】ステップ５（過程ｂ）：弁Ｂ４を介して吸
着槽Ｂを減圧し、そのガスを他の吸着槽Ｄの昇圧に用い
る。
【００２８】ステップ６：　　弁Ｂ３を介してさらに吸
着槽Ｂを減圧し、そのガスを弁Ｒ２を介して保留槽Ｒに
通気する。減圧ガス中に不純物の破過が生じはじめるま
で続ける。
【００２９】ステップ７（以上過程ｃ）：保留槽Ｒに貯
えられているガスを吸着槽Ｂの減圧ガスにより押し出す
ことにより弁Ｒ１経由、弁Ａ３を介して第２の吸着槽Ａ
に導入して不純物のパージを行う。
【００３０】ステップ８（過程ｄ）：第２の吸着槽Ａの
パージ弁Ａ２を閉じて吸着槽Ｂよりの過分のパージガス
により吸着槽Ｂと吸着槽Ａとの再均圧を行う。
【００３１】ステップ９（過程ｅ）：弁Ｂ３を閉じて弁
Ｂ２を開け、吸着槽Ｂを最低圧力まで落として不純物を
脱離する。
【００３２】ステップ１０（過程ｆ）：保留槽Ｒに貯え
られているガスを第３の吸着槽Ｃの減圧ガスにより押し
出すことにより弁Ｒ２経由、弁Ｂ３を介して吸着槽Ｂに
導入して不純物のパージを行う。
【００３３】ステップ１１（過程ｇ）：吸着槽Ｂのパー
ジ弁Ｂ２を閉じて第３の吸着槽Ｃよりの過分のパージガ
スにより吸着槽Ｃと吸着槽Ｂとの再均圧を行う。
【００３４】ステップ１２（過程ｈ）：第４の吸着槽Ｄ
からの減圧ガスと生成ガスの一部を弁Ｂ４を介して吸着
槽Ｂに受入れ昇圧する。
【００３５】ステップ１３〜１５（過程ｉ）：生成ガス
の一部を弁Ｐ１、弁Ｂ４を介して吸着槽Ｂに受入れ吸着
圧力まで昇圧する。
【００３６】被処理ガス組成（乾量基準ｖｏｌ％）は次
のとおりである。
【００３７】Ｈ２：７８．９，ＣＨ４：１５．２，Ｃ２
Ｈ６：４．１，Ｃ３Ｈ８：１．３，ｎ−Ｃ４Ｈ１０：０
．３，ｎ−およびｉ−Ｃ５Ｈ１２：０．１，Ｈ２Ｏ：０
．１被処理ガスは２９ｋｇ／ｃｍ２（絶対）および１５
℃において２３５０Ｎｍ３／時間の流量で図１の分離装
置に導入され、９９．９６ｖｏｌ％以上の純度の水素か
らなる生成ガスが１５９５Ｎｍ３／時間の流量で得られ
た。すなわち被処理ガス中の水素の約８６％が生成ガス
として回収された。サイクル時間は３０分であり、オフ
ガスは１．４ｋｇ／ｃｍ２（絶対）で放出された。
【００３８】４個の吸着槽の各々は直径が０．８７ｍ、
高さが５．０ｍで、上方の３／４の部分には平均粒径２
．５ｍｍの活性炭が、下方の１／４の部分には平均粒径
１〜２ｍｍのシリカゲルが充填してあった。保留槽は、
直径が０．７ｍで高さが１１ｍであった。保留槽は使用
パージガス量の２０％を保留可能な容量であった。
【００３９】実施例２ 図１のフローシートのガス分離装置を用い図４に示す操
作によりガス分離を行った。
【００４０】被処理ガス組成（乾量基準ｖｏｌ％）は次
のとおりである。
【００４１】Ｈ２：７８．８，ＣＨ４：１５．３，Ｃ２
Ｈ６：４．０，Ｃ３Ｈ８：１．４，ｎ−Ｃ４Ｈ１０：０
．３，ｎ−およびｉ−Ｃ５Ｈ１２：０．１，Ｈ２Ｏ：０
．１被処理ガスは２９ｋｇ／ｃｍ２（絶対）および１５
℃において２３５０Ｎｍ３／時間の流量で分離装置に導
入され、９９．９６ｖｏｌ％以上の純度の水素からなる
生成ガスが１５９８Ｎｍ３／時間の流量で得られた。す
なわち被処理ガス中の水素の約８６．３％が生成ガスと
して回収された。サイクル時間は３０分であり、オフガ
スは１．４ｋｇ／ｃｍ２（絶対）で放出された。
【００４２】４槽の吸着槽の各々は直径が０．７ｍ、高
さ５．０ｍであり、上方の３／４の部分には平均粒径２
．５ｍｍの活性炭が、下方の１／４の部分には平均粒径
１〜２ｍｍのシリカゲルが充填してあった。保留槽は、
直径が１．０ｍで高さが２２ｍであった。保留槽は使用
パージガス量の８３％を保留可能な容量であった。
【００４３】実施例３ ６個の吸着槽からなることを除いては図１のフローシー
トのガス分離装置を用い、図５に示す操作によりガス分
離を行った。図５を説明すると、すなわち４塔式の図４
との比較において、吸着過程では２塔が吸着操作にはい
っている。また他の吸着塔との均圧操作が１回から２回
に増えている。
【００４４】被処理ガス組成（乾量基準ｖｏｌ％）は次
のとおりである。
【００４５】Ｈ２：７９．２，ＣＨ４：１４．９，Ｃ２
Ｈ６：４．０，Ｃ３Ｈ８：１．４，ｎ−Ｃ４Ｈ１０：０
．３，ｎ−およびｉ−Ｃ５Ｈ１２：０．１，Ｈ２Ｏ：０
．１被処理ガスは２９ｋｇ／ｃｍ２（絶対）および１５
℃において５８５０Ｎｍ３／時間の流量で分離装置に導
入され、９９．９７ｖｏｌ％以上の純度の水素からなる
生成ガスが４０７３Ｎｍ３／時間の流量で得られた。す
なわち被処理ガス中の水素の約８７．９％が生成ガスと
して回収された。サイクル時間は１５分。オフガスは１
．４ｋｇ／ｃｍ２（絶対）で放出された。
【００４６】６槽の吸着槽の各々は直径が１．０ｍ、高
さ５ｍであり、上方の３／４の部分には平均粒径２．５
ｍｍの活性炭が、下方の１／４の部分には平均粒径１〜
２ｍｍのシリカゲルが充填してあった。保留槽は、直径
が０．７ｍで高さが７ｍであった。保留槽は使用パージ
ガス量の２３％を保留可能な容量であった。
【００４７】実施例４ ６個の吸着槽からなることを除いては図１のフローシー
トのガス分離装置を用い、図５に示す操作によりガス分
離を行った。図５を説明すると、すなわち４塔式の図４
との比較において、吸着過程では２塔が吸着操作にはい
っている。また他の吸着塔との均圧操作が１回から２回
に増えている。
【００４８】被処理ガス組成（乾量基準ｖｏｌ％）は次
のとおりである。
【００４９】Ｈ２：７８．９，ＣＨ４：１５．０，Ｃ２
Ｈ６：４．０，Ｃ３Ｈ８：１．６，ｎ−Ｃ４Ｈ１０：０
．３，ｎ−およびｉ−Ｃ５Ｈ１２：０．１，Ｈ２Ｏ：０
．１被処理ガスは２９ｋｇ／ｃｍ２（絶対）および１５
℃において５８５０Ｎｍ３／時間の流量で分離装置に導
入され、９９．９７ｖｏｌ％以上の純度の水素からなる
生成ガスが４０７６Ｎｍ３／時間の流量で得られた。す
なわち被処理ガス中の水素の約８８．３％が生成ガスと
して回収された。サイクル時間は１５分。オフガスは１
．３ｋｇ／ｃｍ２（絶対）で放出された。
【００５０】６槽の吸着槽の各々は直径が１．０ｍ、高
さ５ｍであり、上方の３／４の部分には平均粒径２．５
ｍｍの活性炭が、下方の１／４の部分には平均粒径１〜
２ｍｍのシリカゲルが充填してあった。保留槽は、直径
が１で高さが１５ｍあった。保留槽は使用パージガス量
の８７％を保留可能な容量であった。
【００５１】
【発明の効果】本発明によれば、パージガスの全量を保
留するには充分でない容量の保留槽を用いるにも拘らす
、ガス混合物から不純物を選択的に分離して純度の高い
生成ガスを高収率で得ることができ、保留槽の小型化が
達成できるので経済的メリットが大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の方法を実施するためのフローシートで
ある。
【図２】保留槽Ｒの入出口弁Ｒ１，Ｒ２とバイパス弁Ｒ
３の配置を模式的に示したもので、■〜■はパージガス
の流れを示す。
【図３】図２のパージガスの流れに対応した不純物濃度
と時間との関係を示すグラフである。
【図４】４槽構成の１サイクルにおける時間圧力線図の
例を示すものである。
【図５】６槽構成の１サイクルにおける時間圧力線図の
例を示すものである。
【符号の説明】
Ａ〜Ｄ　　吸着槽 Ｒ　　保留槽 Ａ１，Ｂ１，Ｃ１，Ｄ１　　被処理ガス入口弁Ａ２，Ｂ
２，Ｃ２，Ｄ２　　オフガスパージ弁Ａ３，Ｂ３，Ｃ３
，Ｄ３　　保留槽との連絡弁Ａ４，Ｂ４，Ｃ４，Ｄ４　
　昇圧弁 Ａ５，Ｂ５，Ｃ５，Ｄ５　　生成ガス出口弁Ｒ１，Ｒ２
　　保留槽入出口弁 Ｒ３：バイパス弁 Ｐ１　　昇圧用生成ガス弁

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　吸着床を有する吸着槽と、後記するパ
    ージガスの全量を保留するには充分でない容量の受け払
    い順序維持型の保留槽を用いてガス混合物から気体不純
    物を分離する方法であって、少なくとも３つの吸着槽に
    ついて下記ａないしｉの過程： ａ）第１の吸着槽に被処理ガスをその入口から流入させ
    、生成ガスをその出口から取り出し、第１の吸着槽が吸
    着余力を失い生成ガスの純度が目標値を下回る前にこの
    流入および取り出しを停止する過程、ｂ）吸着床が再生
    された少なくとも１個の他の吸着槽の出口と過程ａを経
    た第１の吸着槽の出口とを連絡して両吸着槽を均圧化す
    ることを該少なくとも１個の他の吸着槽につき順次行っ
    た後、この連絡を解除する過程、ｃ）過程ｂを経た第１
    の吸着槽の出口と受け払い順序維持型の保留槽の一端（
    該保留槽中には、過程ａおよびｂを第１の吸着槽と同様
    にして経た別の吸着槽の出口と保留槽の他端とを連絡す
    ることにより受け入れたガスがはいっている）とを連絡
    することにより第１の吸着槽中のガスを該保留槽に流入
    させ、その間該保留槽の他端を、過程ａ，ｂ，ｃおよび
    後記過程ｅを第１の吸着槽と同様にして経た第２の吸着
    槽の出口と連絡することにより、流入したガス（このガ
    スには必要により生成ガスの一部を追加流入させてもよ
    い）で押し出された保留槽のガスで第２の吸着槽をパー
    ジし、さらに引き続いて第１の吸着槽中のガスを、吸着
    された成分の破過がガス中に生じ始めるまで、保留槽を
    経由して、もしくは吸着槽中のガスの一部が保留槽を経
    由することなく第２の吸着槽の出口から流入させて第２
    の吸着槽をパージする過程、ｄ）必要により第２の吸着
    槽のパージ弁を閉じて、第２の吸着槽と第１の吸着槽と
    を均圧化した後、この連絡を解除する過程、ｅ）第１の
    吸着槽の出口を閉じ、過程ｃまたはｄを経た第１の吸着
    槽をその入口側のパージ弁から最低圧力まで減圧するこ
    とにより、第１の吸着槽の吸着床に吸着された成分を脱
    着および除去する過程、ｆ）過程ａおよびｂを第１の吸
    着槽と同様にして経た第３の吸着槽の出口と前記保留槽
    の一端とを連絡することにより第３の吸着槽中のガスを
    該保留槽に流入させ、その間該保留槽の他端を過程ｅを
    経た第１の吸着槽の出口と連絡することにより、流入し
    たガス（このガスには必要により生成ガスの一部を追加
    流入させてもよい）で押し出されたガスで第１の吸着槽
    をパージし、さらに引き続いて第３の吸着槽中のガスを
    吸着された成分の破過がガス中に生じ始めるまで保留槽
    を経由してもしくは吸着槽中のガスの一部が保留槽を経
    由することなく、第１の吸着槽をパージする過程、ｇ）
    必要により第１の吸着槽のパージ弁を閉じて第１の吸着
    槽と第３の吸着槽とを均圧化した後、この連絡を解除す
    る過程、ｈ）過程ａまたは過程ａおよびｂを第１の吸着
    槽と同様にして経た少なくとも１個の他の吸着槽の出口
    と過程ｆまたはｇを経た第１の吸着槽の出口とを、両槽
    の入口を閉じておいて連絡して上記少なくとも１個の他
    の吸着槽のガスを流入させ（このガスには必要により生
    成ガスの一部を追加流入させてもよい）て両吸着槽を少
    なくとも１回の均圧操作を行った後、この連絡を解除す
    る過程、ｉ）生成ガスと同質のガスを、過程ｈを経た第
    １の吸着槽に、その入口を閉じておいてその出口から流
    入させて、第１の吸着槽の圧力と該生成ガスと同質のガ
    スの流れの圧力を均圧化した後、この連絡を解除する過
    程、により交互に周期的に吸着および脱着を繰り返すこ
    とを特徴とするガスの分離方法。
  2. 【請求項２】　　保留槽の容量が、パージガスの全量の
    １０ないし８０％を保留できるものである請求項１記載
    のガスの分離方法。
  3. 【請求項３】　　過程ｃおよびｆにおいて、保留槽の容
    量を越えて引き続き流入させるパージガス中の最大不純
    物濃度が、同一過程において保留槽に貯えられていて押
    出されたパージガス中の不純物濃度を越えないものであ
    る請求項１または２に記載のガスの分離方法。
  4. 【請求項４】　　被処理ガスが水素と除去対象不純物と
    の混合物であり、除去対象不純物がメタン、メタン以外
    の気体状炭化水素、二酸化炭素および一酸化炭素よりな
    る群より選ばれた１種または２種以上のガスである請求
    項１ないし３のいずれか１項に記載のガスの分離方法。
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