JPH0461685B2 - - Google Patents
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- JPH0461685B2 JPH0461685B2 JP62227356A JP22735687A JPH0461685B2 JP H0461685 B2 JPH0461685 B2 JP H0461685B2 JP 62227356 A JP62227356 A JP 62227356A JP 22735687 A JP22735687 A JP 22735687A JP H0461685 B2 JPH0461685 B2 JP H0461685B2
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- adsorption tank
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Landscapes
- Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は空気等窒素と酸素を主成分とする混合
ガスを原料とし、分子篩炭（以下、MSCと記す）
よりなる吸着床を用いた圧力変動吸着方式（以
下、PSA方式と記す）の分離装置で得られる窒
素純度を高めるための方法に関するものである。 （従来技術） MSCはガスの吸着速度差を利用して、酸素、
炭酸ガス、水分等を短時間のうちに吸着除去し、
一方窒素は直線取り出すことができるという窒素
ガス分離に関して極めてすぐれた特性をもつてい
る。 このMSCを吸着剤とし、PSA方式で空気等の
混合ガスから窒素を分離する方法は一般に加圧吸
着、均圧、減圧再生等の各操作を中心に構成され
ており、複数の吸着装置を用いこれ等の操作を順
次切替えて実施することによつて連続的に製品窒
素を得ることができる。均圧操作とは吸着操作の
終わつた吸着槽の内部に残存する加圧状態のガス
を減圧再生操作が完了段階にある他の吸着槽へ圧
力差を利用して、両槽内圧がほぼ等圧に近い状態
となるまで移動さす操作であり、原料ガス原単位
の低減を意図している。 上記の各種操作を行なう過程において、製品窒
素の純度向上を図るため種々の方策がとられてい
る。すなわち、再生操作中の吸着槽に少量の製品
窒素を流して吸着床を洗滌する方法、減圧再生、
均圧の両操作を完了し吸着操作に移行する時点
で、当該吸着槽出口部空間に均圧操作を実施した
ことにより滞留している低純度窒素を吸着床内に
移動せしめるために必要な量の製品窒素を逆流さ
す方法、或いは、吸着操作開始直後に発生する比
較的低純度の窒素を系外に放出又は原料ガス中へ
返却して再利用する方法等が通常採用される。 又、均圧操作は両吸着槽内の急激な圧力変化を
伴うため、MSCがの流動化現象に起因する粒間
摩耗で粉化することを抑制する手段として、移動
ガス流量を絞り均圧時間を長くとる方法も提案さ
れている。 （発明が解決しようとする問題点） 空気等を原料とし、MSCよりなる吸着床を用
いたPSA方式窒素ガス分離装置は単純な機構よ
りなり、オンサイトで非常に安価な窒素を必要な
時に生産できるほか、完全性と全自動無人運転を
特徴として急速に市場を拡大してきた。 しかし、深冷分離方式に代表される既存の窒素
構造方式と比較した場合、MSCを用いるPSA方
式窒素ガス分離装置で得られる窒素はその純度面
に最大の難点があつて、99.9％の窒素純度（窒素
純度とは窒素とアルゴンの合計容量％、以下同
じ）が実用化の限界とされている。更に高純度の
窒素が要求されるときは、PSA方式で分離され
た窒素に水素を添加して、触媒により残存酸素を
水に変え、その水を除去するなどの方法を利用し
た精製装置を付加するが、これ等の方法を採用す
ると危険性の高い水素の使用、未反応ガスの混
入、及び設備費の上昇等新しい問題点が生ずる。 従つて、化学工業、食品工業、半導体工業、熱
処理工業等窒素を使用する産業界においては安価
な高純度窒素が手軽に得られる供給源への要望が
高まつてきている。 （問題点を解決するための手段） 本発明者等はMSCを吸着床とするPSA方式に
より、空気等を原料として窒素を分離する際、得
られる製品窒素の高純度化手段について鋭意研究
の結果、次の方法を発明するに到つた。 すなわち、窒素と酸素を主成分とする加圧状態
の混合ガスを原料とし、MSCを充填した複数の
吸着槽よりなるPSA方式の窒素ガス分離装置に
おいて、 ａ 吸着操作が完了した吸着槽Ａと、再生操作を
終えている吸着槽Ｂ両槽の原料ガス入口部どう
し並びに製品窒素出口部どうしを同時に連通し
て吸着槽Ａの槽内ガスを吸着槽Ｂに移動する
際、製品窒素入口連通部に対し、原料ガス入口
連通部における移動ガス流量比を0.03〜0.40と
し、 ｂ 槽内ガスを供給する側の吸着槽Ａに対する受
入側吸着槽Ｂの内圧が絶対圧力比0.10〜0.70の
範囲内に到達した時点で上記ａ）のガス移動を
終了する工程と、 ｃ 次に、吸着操作を開始する際、上記ｂ）工程
の移動ガス量と逆流させる製品窒素量の合計が
吸着操作期間中最高圧力を示す時点の吸着槽Ｂ
内に存在する全ガス量の1/2以上に相当するよ
う製品貯槽から吸着槽Ｂ内へ製品窒素を逆流せ
しめる工程、 よりなることを特徴とした窒素ガス分離方法であ
る。 以下、第１図によつて本発明を更に詳しく説明
する。 空気又は純度の低下した回収窒素等窒素と酸素
を主成分とする加圧状態の原料混合ガスは弁５を
通つて吸着槽１に入り、槽内に充填されている
MSCによつて吸着除去される成分と吸着されな
かつた窒素等の成分に分離され、製品窒素は弁９
を経由して製品貯槽３に一旦貯蔵されたのち消費
される。 当該MSCの分離性能が許容限界に到達する直
前の設定時間が経過すると、弁５及び弁９を閉止
し、吸着操作が完了した吸着槽１と再生操作を終
えている吸着槽２は弁１１及び１２を開くことに
よつて両槽の各製品出口部どうしの連通（以下、
上部連通と記す）並びに各原料ガス入口部どうし
の連通（以下、下部連通と記す）を同時に行な
う。加圧状態下の吸着槽内に残存している窒素比
率の高いガスは再生操作で50〜150Torr近傍まで
減圧されている吸着槽２の中へ両槽の圧力差によ
り移動する。 本発明者等は上記ガス移動に関する各種手段に
おいて製品窒素純度に対する影響を調査した結果
上部及び下部の同時連通で上部連通部に対し下部
連通部を流れるガス量比（本発明においては移動
ガス流量比と記す）が0.03〜0.40の範囲にあつ
て、然も、弁１１及び１２を閉止することによつ
て槽内ガスの移動を停止する適期は槽内ガスを供
給する側の吸着槽１に対して受入側の吸着槽２の
圧力が絶対圧力比で0.10〜0.70、より好ましくは
0.15〜0.55の範囲に到達した時点であつて、この
条件を満足する場合製品窒素は最も高い純度の得
られることを見出した。 移動ガス流量比の調節はオリフイス１５，１６
の開口面積比によつて実施し、又両吸着槽間のガ
ス移動量は同オリフイスの開口面積合計を一定と
して移動時間により調節する。ガス移動時間が３
秒を超えると製品窒素の純度は低下傾向を示すた
め、両オリフイスの総開口面積はこの範囲に選定
することが必要である。 理由は確かでないが、上記の如く移動ガス量に
関して得られる製品窒素の純度面で最適領域が存
在するのは、移動ガス量が過少の場合窒素比率の
高いガスの移動量不足に基づく原料混合ガス処理
量の増大に由来する降下であり、又移動ガス量が
過大の際は供給側の吸着槽１内圧が低下してくる
ことに伴つて、当該槽内のMSCに吸着されてい
る酸素等の成分が限度以下になると脱着量の急激
な増大をもたらすためと推定している。 吸着槽２において、次に吸着操作を開始する
際、当該槽内圧力が低いと、原料混合ガスは極め
て短時間のうちに吸着床を通過して分離不充分な
状態で製品となる。従つて、弁１０を開いて製品
貯槽３から窒素を吸着槽２に逆流させる。この逆
流操作は本来吸着槽間の均圧操作で吸着槽製品出
口部配管中等に滞留している低純度窒素を洗滌す
る目的に利用され、通常、製品貯槽における圧力
変動との関連で逆流量は目的達成に必要な最低限
に抑えられる。 本発明の逆流操作に関しては、先に述べた滞留
ガスの洗滌効果以上に吸着操作を開始する際、当
該吸着槽内をあらかじめ純度の高い窒素で加圧し
て置くことの効果に重点を置いており、槽間のガ
ス移動量と逆流させる製品窒素量の合計が吸着操
作期間中、最高圧力を示す時点の吸着槽２内に存
在する全ガス量の1/2以上に達するよう、製品貯
槽３から吸着槽２への逆流量を設定しなければな
らない。吸着操作中に最高圧力を示す時点の吸着
槽２内に存在する全ガス量に対する槽間ガス移動
と逆流窒素の合計量の比は、原料混合ガス供給開
始までに逆流操作を完了する場合、吸着操作の最
高絶対圧力に対するガス移動及び逆流操作後の絶
対圧力の比率を示し、その値は50％以上、より好
ましくは60％以上の領域である。 逆流操作を実施する時期は、上記の如く原料混
合ガス供給開始以前に限定されるものではなく、
弁７と１０と開いて逆流操作と原料混合ガスの供
給を同時に実施する事も可能である。後者の方法
を採用するときは、槽間ガス移動直後における吸
着槽２の絶対圧力より上記領域を充足するための
必要逆流量を求め、これに対応する製品貯槽３の
圧力低下量を算出し、弁１０と製品貯槽３間の配
管、又は原料混合ガスの供給配管途中にオリフイ
ス等を挿入して調節する。 製品貯槽３を設置する目的は、吸着槽の初期に
発生する比較的純度の低い窒素を混合稀釈し、製
品純度の均斉化を図ることにあつて、この効果を
達成するに必要な最低限の内容積としてその仕様
は一義的に決定される。複数の吸着槽で構成され
ているPSA方式の窒素ガス分離装置では吸着槽
切替に伴う圧力変動は極めて僅かであり、上記内
容積の範囲内において十分吸収可能である。また
需要量が変動うする場合、通常別の貯槽を設けこ
れに対応する。 本発明の如く、製品貯槽より大量の製品窒素を
吸着槽へ逆流せしめる方式においては、製品消費
量を一定に保つ場合でも製品貯槽内の圧力は大巾
に変動し、消費圧力に悪影響を及ぼすばかりでな
く、更に逆流量を制御する事も困難となる恐れが
ある。従つて吸着槽に製品窒素を逆流している期
間をも含め、製品貯槽のゲージ圧力が吸着操作時
に示す吸着槽の最高ゲージ圧力の70％以上、より
好ましくは80％以上を常に保持しうるよう製品貯
槽３の内容積を選定しなければならない。 弁７を経由して原料混合のガスの供給を受け吸
着槽２は吸着操作を開始するが本発明者等の実験
結果、製品窒素の純度を高めるためには吸着操作
吸着槽の圧力は少なくとも５Kg／cm2Ｇの最高到達
圧力が必要で、10Kg／cm2Ｇ以上の領域になるとそ
の効果は殆ど認められなくなる。従つて６〜10
Kg／cm2Ｇの範囲がより好ましい。 一方、吸着槽１は吸着槽間のガス移動を停止し
た時点で弁６及び１３を開き、槽内に吸着及び残
存しているガスを大気圧近傍まで系外へ放出す
る。次に弁１３を閉止し、弁１４を開き真空ポン
プ４を用いて150Torr以下、より好ましくは50〜
100Torrの範囲まで減圧して真空再生操作を吸着
槽２における吸着操作が完了するまで行なう。 以降、吸着槽１及び吸着槽２は180°の位相差を
もつて交互に吸着と再生の両操作を繰返す。逆流
を含む吸着操作又は再生操作を行なうに最適な時
間、即ち半サイクル時間は60〜180秒の範囲内に
ある。 本発明の如く、PSA方式窒素ガス分離操作に
おいて製品窒素の純度を向上さす効果は、単に製
品窒素の高純度化を意味するばかりでなく、その
純度を従来の水準に保持する場合は必要なMSC
量が減少して、設備の小型化並びに原料混合ガス
原単位の低減等に伴う動力量の節減が可能となる
ため、製品窒素の価格低下を図る目的にも利用す
ることができる。 （実施例） 第１図に示すMSCを充填した２本の吸着槽よ
りなるPSA方式窒素ガス分離装置を用い、７
Kg／cm2Ｇに加圧した空気を原料とし半サイクル時
間100秒で吸着及び到達真空度80Torrの減圧再生
操作を交互に行ない窒素を分離した。 吸着操作を完了した吸着槽と再生操作を終わつ
た吸着槽間の移動ガス流量比は0.11となるよう調
節しており、当該槽間におけるガス移動を終了す
る時点を槽内ガス供給側の吸着槽に対する受入側
吸着槽の絶対圧力比で示し、各水準に対応して得
られる製品窒素の品質（窒素中の残存酸素濃度容
量％）を表１にまとめた。 なお、上記移動ガス量と次に実施する製品貯槽
から槽内ガス受入側吸着槽に逆流する製品窒素量
の合計が最高吸着圧力を示すときの槽内全ガス量
に対して80％となるよう設定して原料空気の供給
を実施した。又、製品貯槽の内容積と１本の吸着
槽到達最高ゲージ圧力の85％以上を常に確保し
た。その他の基本的な条件は全て同一としてい
る。 【表】
ガスを原料とし、分子篩炭（以下、MSCと記す）
よりなる吸着床を用いた圧力変動吸着方式（以
下、PSA方式と記す）の分離装置で得られる窒
素純度を高めるための方法に関するものである。 （従来技術） MSCはガスの吸着速度差を利用して、酸素、
炭酸ガス、水分等を短時間のうちに吸着除去し、
一方窒素は直線取り出すことができるという窒素
ガス分離に関して極めてすぐれた特性をもつてい
る。 このMSCを吸着剤とし、PSA方式で空気等の
混合ガスから窒素を分離する方法は一般に加圧吸
着、均圧、減圧再生等の各操作を中心に構成され
ており、複数の吸着装置を用いこれ等の操作を順
次切替えて実施することによつて連続的に製品窒
素を得ることができる。均圧操作とは吸着操作の
終わつた吸着槽の内部に残存する加圧状態のガス
を減圧再生操作が完了段階にある他の吸着槽へ圧
力差を利用して、両槽内圧がほぼ等圧に近い状態
となるまで移動さす操作であり、原料ガス原単位
の低減を意図している。 上記の各種操作を行なう過程において、製品窒
素の純度向上を図るため種々の方策がとられてい
る。すなわち、再生操作中の吸着槽に少量の製品
窒素を流して吸着床を洗滌する方法、減圧再生、
均圧の両操作を完了し吸着操作に移行する時点
で、当該吸着槽出口部空間に均圧操作を実施した
ことにより滞留している低純度窒素を吸着床内に
移動せしめるために必要な量の製品窒素を逆流さ
す方法、或いは、吸着操作開始直後に発生する比
較的低純度の窒素を系外に放出又は原料ガス中へ
返却して再利用する方法等が通常採用される。 又、均圧操作は両吸着槽内の急激な圧力変化を
伴うため、MSCがの流動化現象に起因する粒間
摩耗で粉化することを抑制する手段として、移動
ガス流量を絞り均圧時間を長くとる方法も提案さ
れている。 （発明が解決しようとする問題点） 空気等を原料とし、MSCよりなる吸着床を用
いたPSA方式窒素ガス分離装置は単純な機構よ
りなり、オンサイトで非常に安価な窒素を必要な
時に生産できるほか、完全性と全自動無人運転を
特徴として急速に市場を拡大してきた。 しかし、深冷分離方式に代表される既存の窒素
構造方式と比較した場合、MSCを用いるPSA方
式窒素ガス分離装置で得られる窒素はその純度面
に最大の難点があつて、99.9％の窒素純度（窒素
純度とは窒素とアルゴンの合計容量％、以下同
じ）が実用化の限界とされている。更に高純度の
窒素が要求されるときは、PSA方式で分離され
た窒素に水素を添加して、触媒により残存酸素を
水に変え、その水を除去するなどの方法を利用し
た精製装置を付加するが、これ等の方法を採用す
ると危険性の高い水素の使用、未反応ガスの混
入、及び設備費の上昇等新しい問題点が生ずる。 従つて、化学工業、食品工業、半導体工業、熱
処理工業等窒素を使用する産業界においては安価
な高純度窒素が手軽に得られる供給源への要望が
高まつてきている。 （問題点を解決するための手段） 本発明者等はMSCを吸着床とするPSA方式に
より、空気等を原料として窒素を分離する際、得
られる製品窒素の高純度化手段について鋭意研究
の結果、次の方法を発明するに到つた。 すなわち、窒素と酸素を主成分とする加圧状態
の混合ガスを原料とし、MSCを充填した複数の
吸着槽よりなるPSA方式の窒素ガス分離装置に
おいて、 ａ 吸着操作が完了した吸着槽Ａと、再生操作を
終えている吸着槽Ｂ両槽の原料ガス入口部どう
し並びに製品窒素出口部どうしを同時に連通し
て吸着槽Ａの槽内ガスを吸着槽Ｂに移動する
際、製品窒素入口連通部に対し、原料ガス入口
連通部における移動ガス流量比を0.03〜0.40と
し、 ｂ 槽内ガスを供給する側の吸着槽Ａに対する受
入側吸着槽Ｂの内圧が絶対圧力比0.10〜0.70の
範囲内に到達した時点で上記ａ）のガス移動を
終了する工程と、 ｃ 次に、吸着操作を開始する際、上記ｂ）工程
の移動ガス量と逆流させる製品窒素量の合計が
吸着操作期間中最高圧力を示す時点の吸着槽Ｂ
内に存在する全ガス量の1/2以上に相当するよ
う製品貯槽から吸着槽Ｂ内へ製品窒素を逆流せ
しめる工程、 よりなることを特徴とした窒素ガス分離方法であ
る。 以下、第１図によつて本発明を更に詳しく説明
する。 空気又は純度の低下した回収窒素等窒素と酸素
を主成分とする加圧状態の原料混合ガスは弁５を
通つて吸着槽１に入り、槽内に充填されている
MSCによつて吸着除去される成分と吸着されな
かつた窒素等の成分に分離され、製品窒素は弁９
を経由して製品貯槽３に一旦貯蔵されたのち消費
される。 当該MSCの分離性能が許容限界に到達する直
前の設定時間が経過すると、弁５及び弁９を閉止
し、吸着操作が完了した吸着槽１と再生操作を終
えている吸着槽２は弁１１及び１２を開くことに
よつて両槽の各製品出口部どうしの連通（以下、
上部連通と記す）並びに各原料ガス入口部どうし
の連通（以下、下部連通と記す）を同時に行な
う。加圧状態下の吸着槽内に残存している窒素比
率の高いガスは再生操作で50〜150Torr近傍まで
減圧されている吸着槽２の中へ両槽の圧力差によ
り移動する。 本発明者等は上記ガス移動に関する各種手段に
おいて製品窒素純度に対する影響を調査した結果
上部及び下部の同時連通で上部連通部に対し下部
連通部を流れるガス量比（本発明においては移動
ガス流量比と記す）が0.03〜0.40の範囲にあつ
て、然も、弁１１及び１２を閉止することによつ
て槽内ガスの移動を停止する適期は槽内ガスを供
給する側の吸着槽１に対して受入側の吸着槽２の
圧力が絶対圧力比で0.10〜0.70、より好ましくは
0.15〜0.55の範囲に到達した時点であつて、この
条件を満足する場合製品窒素は最も高い純度の得
られることを見出した。 移動ガス流量比の調節はオリフイス１５，１６
の開口面積比によつて実施し、又両吸着槽間のガ
ス移動量は同オリフイスの開口面積合計を一定と
して移動時間により調節する。ガス移動時間が３
秒を超えると製品窒素の純度は低下傾向を示すた
め、両オリフイスの総開口面積はこの範囲に選定
することが必要である。 理由は確かでないが、上記の如く移動ガス量に
関して得られる製品窒素の純度面で最適領域が存
在するのは、移動ガス量が過少の場合窒素比率の
高いガスの移動量不足に基づく原料混合ガス処理
量の増大に由来する降下であり、又移動ガス量が
過大の際は供給側の吸着槽１内圧が低下してくる
ことに伴つて、当該槽内のMSCに吸着されてい
る酸素等の成分が限度以下になると脱着量の急激
な増大をもたらすためと推定している。 吸着槽２において、次に吸着操作を開始する
際、当該槽内圧力が低いと、原料混合ガスは極め
て短時間のうちに吸着床を通過して分離不充分な
状態で製品となる。従つて、弁１０を開いて製品
貯槽３から窒素を吸着槽２に逆流させる。この逆
流操作は本来吸着槽間の均圧操作で吸着槽製品出
口部配管中等に滞留している低純度窒素を洗滌す
る目的に利用され、通常、製品貯槽における圧力
変動との関連で逆流量は目的達成に必要な最低限
に抑えられる。 本発明の逆流操作に関しては、先に述べた滞留
ガスの洗滌効果以上に吸着操作を開始する際、当
該吸着槽内をあらかじめ純度の高い窒素で加圧し
て置くことの効果に重点を置いており、槽間のガ
ス移動量と逆流させる製品窒素量の合計が吸着操
作期間中、最高圧力を示す時点の吸着槽２内に存
在する全ガス量の1/2以上に達するよう、製品貯
槽３から吸着槽２への逆流量を設定しなければな
らない。吸着操作中に最高圧力を示す時点の吸着
槽２内に存在する全ガス量に対する槽間ガス移動
と逆流窒素の合計量の比は、原料混合ガス供給開
始までに逆流操作を完了する場合、吸着操作の最
高絶対圧力に対するガス移動及び逆流操作後の絶
対圧力の比率を示し、その値は50％以上、より好
ましくは60％以上の領域である。 逆流操作を実施する時期は、上記の如く原料混
合ガス供給開始以前に限定されるものではなく、
弁７と１０と開いて逆流操作と原料混合ガスの供
給を同時に実施する事も可能である。後者の方法
を採用するときは、槽間ガス移動直後における吸
着槽２の絶対圧力より上記領域を充足するための
必要逆流量を求め、これに対応する製品貯槽３の
圧力低下量を算出し、弁１０と製品貯槽３間の配
管、又は原料混合ガスの供給配管途中にオリフイ
ス等を挿入して調節する。 製品貯槽３を設置する目的は、吸着槽の初期に
発生する比較的純度の低い窒素を混合稀釈し、製
品純度の均斉化を図ることにあつて、この効果を
達成するに必要な最低限の内容積としてその仕様
は一義的に決定される。複数の吸着槽で構成され
ているPSA方式の窒素ガス分離装置では吸着槽
切替に伴う圧力変動は極めて僅かであり、上記内
容積の範囲内において十分吸収可能である。また
需要量が変動うする場合、通常別の貯槽を設けこ
れに対応する。 本発明の如く、製品貯槽より大量の製品窒素を
吸着槽へ逆流せしめる方式においては、製品消費
量を一定に保つ場合でも製品貯槽内の圧力は大巾
に変動し、消費圧力に悪影響を及ぼすばかりでな
く、更に逆流量を制御する事も困難となる恐れが
ある。従つて吸着槽に製品窒素を逆流している期
間をも含め、製品貯槽のゲージ圧力が吸着操作時
に示す吸着槽の最高ゲージ圧力の70％以上、より
好ましくは80％以上を常に保持しうるよう製品貯
槽３の内容積を選定しなければならない。 弁７を経由して原料混合のガスの供給を受け吸
着槽２は吸着操作を開始するが本発明者等の実験
結果、製品窒素の純度を高めるためには吸着操作
吸着槽の圧力は少なくとも５Kg／cm2Ｇの最高到達
圧力が必要で、10Kg／cm2Ｇ以上の領域になるとそ
の効果は殆ど認められなくなる。従つて６〜10
Kg／cm2Ｇの範囲がより好ましい。 一方、吸着槽１は吸着槽間のガス移動を停止し
た時点で弁６及び１３を開き、槽内に吸着及び残
存しているガスを大気圧近傍まで系外へ放出す
る。次に弁１３を閉止し、弁１４を開き真空ポン
プ４を用いて150Torr以下、より好ましくは50〜
100Torrの範囲まで減圧して真空再生操作を吸着
槽２における吸着操作が完了するまで行なう。 以降、吸着槽１及び吸着槽２は180°の位相差を
もつて交互に吸着と再生の両操作を繰返す。逆流
を含む吸着操作又は再生操作を行なうに最適な時
間、即ち半サイクル時間は60〜180秒の範囲内に
ある。 本発明の如く、PSA方式窒素ガス分離操作に
おいて製品窒素の純度を向上さす効果は、単に製
品窒素の高純度化を意味するばかりでなく、その
純度を従来の水準に保持する場合は必要なMSC
量が減少して、設備の小型化並びに原料混合ガス
原単位の低減等に伴う動力量の節減が可能となる
ため、製品窒素の価格低下を図る目的にも利用す
ることができる。 （実施例） 第１図に示すMSCを充填した２本の吸着槽よ
りなるPSA方式窒素ガス分離装置を用い、７
Kg／cm2Ｇに加圧した空気を原料とし半サイクル時
間100秒で吸着及び到達真空度80Torrの減圧再生
操作を交互に行ない窒素を分離した。 吸着操作を完了した吸着槽と再生操作を終わつ
た吸着槽間の移動ガス流量比は0.11となるよう調
節しており、当該槽間におけるガス移動を終了す
る時点を槽内ガス供給側の吸着槽に対する受入側
吸着槽の絶対圧力比で示し、各水準に対応して得
られる製品窒素の品質（窒素中の残存酸素濃度容
量％）を表１にまとめた。 なお、上記移動ガス量と次に実施する製品貯槽
から槽内ガス受入側吸着槽に逆流する製品窒素量
の合計が最高吸着圧力を示すときの槽内全ガス量
に対して80％となるよう設定して原料空気の供給
を実施した。又、製品貯槽の内容積と１本の吸着
槽到達最高ゲージ圧力の85％以上を常に確保し
た。その他の基本的な条件は全て同一としてい
る。 【表】
第１図は本説明の一例を示すフローシートであ
る。 図中１，２は吸着槽、３は製品貯槽、４は真空
ポンプ、５，６，７，８，９，１０，１１，１
２，１３，１４は切替弁、１５，１６はオリフイ
ス、１７は減圧弁を示す。
る。 図中１，２は吸着槽、３は製品貯槽、４は真空
ポンプ、５，６，７，８，９，１０，１１，１
２，１３，１４は切替弁、１５，１６はオリフイ
ス、１７は減圧弁を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 窒素と酸素を主成分とする加圧状態の混合ガ
スを原料とし、分子篩炭を充填した複数の吸着槽
よりなる圧力変動吸着方式の窒素ガス分離装置に
おいて、 ａ 吸着操作が完了した吸着槽Ａと、再生操作を
終えている吸着槽Ｂ両槽の原料ガス入口部どう
し並びに製品窒素出口部どうしを同時に連通し
て吸着槽Ａの槽内ガスを吸着槽Ｂへ移動する
際、製品窒素出口連通部に対し原料ガス入口連
通部における移動ガス流量比を0.03〜0.40と
し、 ｂ 槽内ガスを供給する側の吸着槽Ａに対する受
入側吸着槽Ｂの内圧が絶対圧力比0.10〜0.70の
範囲内に到達した時点で上記ａ）のガス移動を
終了する工程と、 ｃ 次に、吸着操作を開始する際、上記ｂ）工程
の移動ガス量と逆流させる製品窒素量の合計
が、吸着操作期間中最高圧力を示す時点の吸着
槽Ｂ内に存在する全ガス量の1/2以上に相当す
るよう製品貯槽から吸着槽Ｂ内へ製品窒素を逆
流せしめる工程、 よりなることを特徴とした窒素ガス分離方法。 ２ 吸着槽Ａ，Ｂ間のガス移動時間が３秒以内で
ある特許請求範囲第１項記載の窒素ガス分離方
法。 ３ 吸着槽Ｂに製品窒素を逆流している期間をも
含め、製品貯槽内におけるゲージ圧力が吸着操作
時に示す吸着槽最高ゲージ圧力の70％以上を常に
保持する特許請求範囲第１項又は第２項記載の窒
素ガス分離方法。 ４ 吸着操作期間中、吸着槽の最高到達圧力が５
Kg／cm2Ｇ以上である特許請求範囲第１項、第２項
又は第３項記載の窒素ガス分離方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62227356A JPS6470121A (en) | 1987-09-10 | 1987-09-10 | Separation of gaseous nitrogen |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62227356A JPS6470121A (en) | 1987-09-10 | 1987-09-10 | Separation of gaseous nitrogen |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6470121A JPS6470121A (en) | 1989-03-15 |
| JPH0461685B2 true JPH0461685B2 (ja) | 1992-10-01 |
Family
ID=16859517
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62227356A Granted JPS6470121A (en) | 1987-09-10 | 1987-09-10 | Separation of gaseous nitrogen |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6470121A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20150004197A (ko) * | 2013-07-02 | 2015-01-12 | 삼성에스디아이 주식회사 | 양극 활물질과 활성탄의 입경 비율이 제어된 리튬 이차 전지 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6965127B2 (ja) * | 2016-11-30 | 2021-11-10 | 大陽日酸株式会社 | 窒素及び酸素の製造方法 |
-
1987
- 1987-09-10 JP JP62227356A patent/JPS6470121A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20150004197A (ko) * | 2013-07-02 | 2015-01-12 | 삼성에스디아이 주식회사 | 양극 활물질과 활성탄의 입경 비율이 제어된 리튬 이차 전지 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6470121A (en) | 1989-03-15 |
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