JPH0478324B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0478324B2
JPH0478324B2 JP61245004A JP24500486A JPH0478324B2 JP H0478324 B2 JPH0478324 B2 JP H0478324B2 JP 61245004 A JP61245004 A JP 61245004A JP 24500486 A JP24500486 A JP 24500486A JP H0478324 B2 JPH0478324 B2 JP H0478324B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gas
adsorption
pressure
raw material
concentration
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
JP61245004A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS6397213A (ja
Inventor
Shinnosuke Ikumi
Koichi Mikami
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Original Assignee
Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
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 by Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd filed Critical Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Priority to JP61245004A priority Critical patent/JPS6397213A/ja
Publication of JPS6397213A publication Critical patent/JPS6397213A/ja
Publication of JPH0478324B2 publication Critical patent/JPH0478324B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

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、圧力変動吸着分離(Pressure
Swing Adsorption)方法、すなわち吸着工程、
パージ工程、脱着工呈および昇圧工程を吸着剤を
充填した複数の塔を用いて交互に行なわせる吸着
分離方法に関し、特に易吸着性物質(ガス)の分
離回収に関するものである。 (従来の技術) 圧力変動吸着分離方法(PSA法)は、混合ガ
ス中の易吸着成分を分離回収したり、逆に難吸着
性物質の分離回収に用いられ、前者として例えば
空気中の窒素を分離する方法、転炉および高炉排
ガス中の一酸化炭素ガスを分離する方法、および
後者としてはH2やO2の分離回収があげられる。
このうち、前者の易吸着成分の分離回収方法は原
理的には、(1)原料ガスによる昇圧工程、(2)原料ガ
スによる吸着工程、(3)製品ガスによる不純物パー
ジ工程および(4)減圧下に製品ガスを回収する脱着
工程からなりたつているが、製品ガス収率が悪い
という欠点がある。ここで製品ガス収率とは、製
品ガス収率=(製品ガス量×製品ガス中の目的成
分濃度)/(原料ガス処理量×原料ガス中の目的
成分濃度)で定義される。 すなわち、従来のPSA法の昇圧工程において
は原料ガスによる昇圧方法を採用しているが、こ
の方法によれば、吸着工程を終えて排出すべきガ
ス中の目的成分濃度が高く、目的成分の回収率が
低いという欠点がある。例えば、COを80%含む
転炉ガスからCOを吸着分離回収する場合、その
回収率はたかだか70%程度にすぎない。ここで原
料ガス中のCO濃度が低下すればそれだけ回収率
が低下する。従つて原料ガスによる昇圧法を採用
する限りにおいては回収率に限界があるともいえ
る。 第5図は、吸着剤として合成ゼオライトを用
い、0.1atmで脱着工程を終えた塔に、80%CO、
20%N2の原料ガスを底流量で流し込み、昇圧し
た後、同原料ガスからCOを吸着させる際の原料
ガスによる昇圧工程および吸着工程の吸着層にお
けるCO吸着量および気相中のCO濃度の変化を示
したものである。この図から明らかなように、従
来技術においては、原料ガスで昇圧するために塔
全体に渡つてCOの吸着が進み、吸着層のCO濃度
分布は入口から出口にかけてゆるやかな減少カー
ブとなり、そのため次の吸着工程の出口ガス(排
出ガス)のCO濃度はかなり高い値となり、また
COパージ工程でも同様になり、このためCOの損
失が大きいという欠点となる。 また第6図は、100%近いCOガスを製品とする
時の原料ガスのCO濃度と製品収率との関係を示
したものであるが、排出ガス中の平均CO濃度が
増大するにつれて製品収率が大幅に低下すること
が分かる。また第7図は、製品ガスによる不純物
パージ工程と脱着工程を同一操作条件とした場合
の製品収率と必要原料ガス量との関係を示すもの
である。製品収率が低下すると必要な原料ガス量
が増大し、これは入口ガスCO濃度が高くなると
大きくなることが分かる。 (発明が解決しようとする問題点) 本発明の目的は、吸着工程または吸着工程およ
び不純物パージ工程等から排出されるガス中の目
的成分(吸着成分)濃度を低下させ、結果として
製品収率を向上させる圧力変動吸着分離方法を提
供することにある。 (問題点を解決するための手段) 本発明者らは、従来のPSAシステムにおいて、
原料ガスによつて行われていた昇圧工程を吸着後
ガスを用いた昇圧工程に変えることによつて製品
収率が大幅に向上することを見いだし、本発明に
到達したものである。 本発明は、吸着工程、パージ工程、脱着工程お
よび昇圧工程を同一容量を有する複数の吸着剤を
充填した塔を用いて交互に行なわせ、混合ガス中
の易吸着性物質を分解回収する圧力変動吸着分離
方法において、前記吸着工程より生成する吸着後
ガスを貯留塔に貯留し、昇圧工程において前記吸
収後ガスを吸着工程の供給ガス流れと逆方向から
導入、昇圧させることを特徴とする。 すなわち、本発明は、混合ガス中の易吸着成分
を分離回収する前述のPSA方法において、吸着
後ガスによる昇圧工程、(2)原料ガスによる吸着工
程、(3)製品ガスによる不純物パージ工程、減圧下
に製品ガスを回収する脱着工程の4工程から基本
的になり、吸着剤を充填した2基以上の塔間の流
れを変化させ、すべての塔において上記操作を繰
り返すように構成したものである。 本発明における吸着対象ガス(易吸着性ガス)
は、一酸化炭素(CO)のみならず、二酸化炭素、
窒素、酸素、メタン、その他の炭化水素ガス等が
あげられる。原料ガス中の吸着対象ガスの濃度は
特に限定されないが、一般に20〜90vol%が好ま
しい。また塔に充填する吸着剤は、ゼオライト、
活性炭等があげられるが、これらに限定されるも
のではない。 本発明における吸着塔の操作条件はおおむね温
度50℃以下、操作圧力は吸着工程で常圧〜30Kg/
cm2、製品ガスパージ工程で常圧〜30Kg/cm2、脱着
工程で最終圧が30Torr〜常圧であり、昇圧工程
で圧力の回復を行なう。本発明の脱着工程におけ
る減圧度は30〜500Torrが好ましく、特に60〜
300Torrが好ましい。なお、従来技術の原料ガス
で昇圧する方法においては少しでも回収率を向上
させるために脱着工程で例えば30Torrまで真空
を高める必要があるが、本発明によれば例えば60
〜300Torr程度でも充分満足できる回収率が得ら
れる。 吸着ガスを昇圧工程のために吸着塔へ導入する
手段としては、圧力差を利用したり、送風機、圧
縮機等の公知の手段を用いることができる。 本発明において、貯留塔に貯留された吸着後ガ
スを昇圧工程に使用し、かつ吸着後ガスを吸着工
程のガス流れ方向と逆方向から導入する理由を第
4図を用いて説明する。CO80%、N220%の原料
ガスから高純度COを回収するPSAにおいて、後
述の実施例と同じ条件PSAを操作すると、定常
状態では18.0%COの接着後ガスが得られる。こ
のガスで昇圧し、80%COの原料ガスで吸着工程
を行なわせた結果が第4図である。すなわち、低
濃度のガスで昇圧すると昇圧工程終了時に吸着層
CO濃度分布が小さく、脱着終了時とあまりかわ
らない。そのため次の吸着工程でCOとN2の分離
がよくなり、第5図と比べ十分発達した破過曲線
の移動がみられ、排出ガスのCO濃度も十分な量
で低い。また昇圧終了時の吸着層CO濃度分布を
みると、入口側より他端(閉じた側)のCO濃度
が高い。このため逆方向から吸着させる方が有利
なことが明らかである。吸着後ガスを貯蓄塔によ
り貯留する場合は、吸着後ガスの流量の大小によ
りその一工程間に流れる量の一部または全量を貯
留することができる。 (実施例) 本発明は、2塔以上の吸着塔を有するPSA装
置に適用することができるが、典型的な実施例と
して4塔式のPSA装置で本発明を実施する場合
を第1図に基づいて説明する。この装置は、原料
タンク1と、製品ガスタンク2と、吸着後ガスタ
ンク3と、同一容量を有する4基の吸着塔4,
5,6,7と、ガスの供給および排出用のブロワ
ー8、真空ポンプ9と、前記吸着塔に設けられた
切り換え用バルブ群10〜33とからなる。この
ような構成において、昇圧工程、吸着工程、不純
物パージ工程および製品ガスの回収脱着工程は次
のように行なわれる。 (1) 減圧工程が終了した塔4にバルブ11を開き
タンク3から吸着後ガスを導き昇圧工程する。 (2) 昇圧工程が終了した塔5にバルブ19とバル
ブ18を開き、タンク1から原料ガスを導き、
目的成分を吸着させる。この時吸着後ガスはタ
ンク3に貯留される。 (3) 吸着工程が終了した塔6に、バルブ26とバ
ルブ22を開き、タンク2からブロワー8によ
り製品ガスを導入し、吸着している不純ガス
(難吸着性ガス成分)をパージする。パージ後
ガスはタンク1に戻して再利用される。 (4) 製品ガスパージ工程が終了した塔7に、バル
ブ33を開き、真空ポンプ9により吸着された
目的成分を吸引、脱着させ、製品タンク2に導
入する。 これらの操作手順をまとめて第1表にようにな
る。
【表】
【表】 第1表の工程1に示すように前述の(1)〜(4)を同
時に、かつ同一時間内に行ない、引続き次のステ
ツプである工程2に進み、さらに工程3および工
程4に進み、順次これらの工程を繰り返し行なう
ものである。さらに具体的実施例により本発明の
効果を説明する。 実施例 1 第1図に示す吸着装置において、吸着剤として
合成ゼオライト(5A相当)を用い、吸着塔の充
填層容積734ml/塔、吸着圧力1Kg/cm2、減圧工
程の最終圧力約0.1Kg/cm2、吸着温度35℃、脱着
温度約15℃、1工程の時間200secとして、COと
N2の混合ガス(CO80%)からCOを分離する実
験を行なつた。運転操作は次の第2表のように行
なつた。またそのフローシートおよび供給ガス、
排出ガスおよび製品ガスのガス流量および使用濃
度を測定した結果を第2図に示した。なお、第2
図におけるガス流量は1工程(200sec)間に流れ
るガス量を吸着塔空塔容積を1として示したもの
である。
【表】 比較例 1 昇圧工程で使用する昇圧用ガスとして、吸着後
ガスの代わりに原料ガス(CO80%、N220%)を
用い、第3表に示す操作手順に従つて原料ガスか
らCO分離を行なつた。第3図にこの操作のフロ
ーシートおよび原料ガス、排出ガスおよび製品ガ
スの各流量およびCO濃度を測定した結果を示す。
【表】 実施例 2 CO50%、N250%の原料ガスを用いる他は実施
例1と同様に操作した。この時の原料ガス供給側
のガス流量は7.78、CO濃度0.500、排出ガスのガ
ス流量4.58、CO濃度0.161、および製品ガスのガ
ス流量32.0、CO濃度0.995であつた。 比較例 2 昇圧工程で使用するガスとしてCO50%、N250
%の原料ガスを用い、第4表に示す手順で昇圧、
吸着、COパージおよび脱着の各工程を行なつた。
供給原料ガスのガス流量は10.81、CO濃度は
0.500、排出ガスのガス流量は7.53、CO濃度は
0.284、製品ガスのガス濃度は3.29およびCO濃度
は0.998であつた。 以上の実施例および比較例の結果をまとめて第
5表に示した。
【表】
【表】 第5表の結果から、本願発明の実施例1および
2の製品収率は、それぞれ比較例1および2より
も向上していることが示される。 上記実施例において各工程の切り換え時間は
200秒としたが、これは任意の時間に設定しても
よいことは勿論である。 (発明の効果) 本発明によれば、昇圧用のガスを吸着後ガスと
したことにより、昇圧工程およびパージ工程にお
ける排出ガス中の目的成分を低減し、製品収率を
著しく向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の一実施例を示す圧力変動吸
着分離装置の系統図、第2図は本発明の実施例に
おけるフローシートおよびガス流量とCO濃度の
結果を示す図、第3図は、比較例におけるフロー
シートおよびその結果を説明する図、第4図は、
本発明のPSA装置における吸着後ガスによる昇
圧工程とその後の吸着工程における吸着層とCO
吸着量および気相CO濃度との関係を示す図、第
5図は、従来技術のPSA装置における原料ガス
による昇圧工程とその後の吸着工程における吸着
層に対するCO吸着量および気相CO濃度との関係
を示す図、第6図は、PSA法によるCO吸着装置
における原料中のCO濃度と製品収率との関係を
示す図、、第7図は、同じく製品収率と原料ガス
量との関係を示す図である。 1……原料ガスタンク、2……製品ガスタン
ク、3……吸着後ガスタンク、4,5,6,7…
…吸着塔、8……ブロワー、9……真空ポンプ、
10〜33……バルブ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 吸着工程、パージ工程、脱着工呈および昇圧
    工程を同一容量を有する複数の吸着剤を充填した
    塔を用いて交互に行なわせ、混合ガス中の易吸着
    性物質を分離回収する圧力変動吸着分離方法にお
    いて、前記吸着工程より生成する吸着後ガスを貯
    留塔に貯留し、昇圧工程において前記吸着後ガス
    を吸着工程の供給ガス流れと逆方向から導入して
    昇圧させるとともに、前記各工程を複数の吸着塔
    を用いて順次一工程ずつずらして行い、全体とし
    て同一工程を連続させることを特徴とする圧力変
    動吸着分離方法。
JP61245004A 1986-10-15 1986-10-15 圧力変動吸着分離方法 Granted JPS6397213A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61245004A JPS6397213A (ja) 1986-10-15 1986-10-15 圧力変動吸着分離方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61245004A JPS6397213A (ja) 1986-10-15 1986-10-15 圧力変動吸着分離方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6397213A JPS6397213A (ja) 1988-04-27
JPH0478324B2 true JPH0478324B2 (ja) 1992-12-10

Family

ID=17127145

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP61245004A Granted JPS6397213A (ja) 1986-10-15 1986-10-15 圧力変動吸着分離方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS6397213A (ja)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62121615A (ja) * 1985-11-19 1987-06-02 Kyodo Sanso Kk ガス分離方法
JPS62168525A (ja) * 1986-01-20 1987-07-24 Nippon Steel Corp 吸着法による一酸化炭素ガスの分離精製法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62121615A (ja) * 1985-11-19 1987-06-02 Kyodo Sanso Kk ガス分離方法
JPS62168525A (ja) * 1986-01-20 1987-07-24 Nippon Steel Corp 吸着法による一酸化炭素ガスの分離精製法

Also Published As

Publication number Publication date
JPS6397213A (ja) 1988-04-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100254295B1 (ko) 단일 흡착 베드를 이용한 압력 스윙 흡착 방법
EP0008882B1 (en) Separation of multicomponent gas mixtures by pressure swing adsorption
KR930012040B1 (ko) 기체상 혼합물을 분리하기 위한 압력 스윙(swing)식 흡착방법
US5096470A (en) Hydrogen and carbon monoxide production by hydrocarbon steam reforming and pressure swing adsorption purification
KR100260001B1 (ko) 압력 변동 흡착 방법
US4715867A (en) Auxiliary bed pressure swing adsorption molecular sieve
US4468238A (en) Process for removing a nitrogen gas from mixture comprising N2 and CO or N2 ' CO2 and CO
JP3232003B2 (ja) 圧力スイング式吸着法における還流
EP1371407A2 (en) Vacuum swing adsorption process with controlled waste gas withdrawal
EP1018359A2 (en) Pressure swing adsorption process and system with product storage tank(s)
EP0699467B1 (en) Simultaneous step pressure swing adsorption process
EP1101522B1 (en) Pressure swing adsorption process
JP3464766B2 (ja) 吸着材床の頂部及び底部の同時排気を用いたpsa方法
EP1004342A2 (en) Pressure swing adsorption gas separation process and system using single adsorber and product recycle
JPH0321207B2 (ja)
EP0354259B1 (en) Improved pressure swing adsorption process
KR19980016382A (ko) 압력변동흡착식 고순도 이산화탄소 제조방법
US6709486B2 (en) Pressure swing adsorption process with controlled internal depressurization flow
JPH0478324B2 (ja)
JPH01262919A (ja) 空気中の窒素および酸素の分離回収方法
JPS621766B2 (ja)
JPH04227018A (ja) 高純度不活性ガスの製造方法
JP3561886B2 (ja) 圧力変動吸着分離方法
JPS62247818A (ja) タンク均圧化利用のpsa多成分分離
JPH01262920A (ja) 圧力変動吸着分離方法

Legal Events

Date Code Title Description
EXPY Cancellation because of completion of term