JPH05337319A - 不活性ガス中の一酸化炭素の除去方法 - Google Patents
不活性ガス中の一酸化炭素の除去方法Info
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- JPH05337319A JPH05337319A JP4149421A JP14942192A JPH05337319A JP H05337319 A JPH05337319 A JP H05337319A JP 4149421 A JP4149421 A JP 4149421A JP 14942192 A JP14942192 A JP 14942192A JP H05337319 A JPH05337319 A JP H05337319A
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- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
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- Treating Waste Gases (AREA)
- Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 簡単な装置構成で不活性ガス中の一酸化炭素
を吸着除去することができる方法を提供する。 【構成】 Ｐｄ，Ｐｔの少なくともいずれか一方と、Ｒ
ａを除くアルカリ土類元素，希土類元素，Ｔｃ及びＨｆ
を除く前期遷移元素，鉄族元素，銅族元素，Ｍｇ，Ｚ
ｎ，Ｂ，Ｇａ，Ｉｎ，Ｇｅ，Ｓｎ，Ｓｂ，Ｂｉのうちの
少なくともいずれか一種とを、それぞれ０．２〜２０重
量％の範囲で担体に担持させるとともに、酸素を吸着又
は結合させて活性化状態とした一酸化炭素除去用吸着剤
を充填した槽内に、一酸化炭素を含む被処理不活性ガス
を導入して該ガス中の一酸化炭素を吸着除去する。
を吸着除去することができる方法を提供する。 【構成】 Ｐｄ，Ｐｔの少なくともいずれか一方と、Ｒ
ａを除くアルカリ土類元素，希土類元素，Ｔｃ及びＨｆ
を除く前期遷移元素，鉄族元素，銅族元素，Ｍｇ，Ｚ
ｎ，Ｂ，Ｇａ，Ｉｎ，Ｇｅ，Ｓｎ，Ｓｂ，Ｂｉのうちの
少なくともいずれか一種とを、それぞれ０．２〜２０重
量％の範囲で担体に担持させるとともに、酸素を吸着又
は結合させて活性化状態とした一酸化炭素除去用吸着剤
を充填した槽内に、一酸化炭素を含む被処理不活性ガス
を導入して該ガス中の一酸化炭素を吸着除去する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、不活性ガス中の一酸化
炭素の除去方法に関し、詳しくは、窒素ガス，ヘリウ
ム，アルゴンその他の希ガス等のような不活性ガス中に
微量成分として存在する一酸化炭素を吸着除去し、高純
度ガスを得る方法に関する。
炭素の除去方法に関し、詳しくは、窒素ガス，ヘリウ
ム，アルゴンその他の希ガス等のような不活性ガス中に
微量成分として存在する一酸化炭素を吸着除去し、高純
度ガスを得る方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】高純度ガス、例えば、半導体産業で用い
る超高純度窒素ガスを空気液化分離法により得る際に
は、窒素ガスを分離する際に、不純物が極微量になるま
で分離できるように、その工程や前処理を工夫してい
る。
る超高純度窒素ガスを空気液化分離法により得る際に
は、窒素ガスを分離する際に、不純物が極微量になるま
で分離できるように、その工程や前処理を工夫してい
る。
【０００３】しかしながら、大気中に微量に含まれてい
る一酸化炭素は、水や二酸化炭素を除去する通常の吸着
剤では吸着除去することができず、また、その沸点が窒
素に近いために、精留による分離も困難であった。
る一酸化炭素は、水や二酸化炭素を除去する通常の吸着
剤では吸着除去することができず、また、その沸点が窒
素に近いために、精留による分離も困難であった。
【０００４】同様に、他のガス中の微量の一酸化炭素
も、一般の吸着剤を用いた通常の条件では吸着除去する
ことが困難であった。
も、一般の吸着剤を用いた通常の条件では吸着除去する
ことが困難であった。
【０００５】このため、従来から、上記ガス中の一酸化
炭素を除去するために、様々な方法が行われているが、
従来の方法は、基本的には、一酸化炭素含有ガスを貴金
属触媒や金属酸化物により処理し、一酸化炭素を酸化し
て二酸化炭素に変換した後、生成した二酸化炭素を吸着
剤で吸着除去するものである。
炭素を除去するために、様々な方法が行われているが、
従来の方法は、基本的には、一酸化炭素含有ガスを貴金
属触媒や金属酸化物により処理し、一酸化炭素を酸化し
て二酸化炭素に変換した後、生成した二酸化炭素を吸着
剤で吸着除去するものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の一
酸化炭素除去方法において、まず、高純度窒素ガスを製
造する空気液化分離装置の場合は、生成した二酸化炭素
は、該装置に設けられている精製設備で除去することは
できるが、該装置に原料として導入される原料空気が大
量であることから、貴金属触媒を充填した槽が大型化
し、使用する触媒量も多く必要であることから、装置の
大型化、高価格化を招いてしまう。
酸化炭素除去方法において、まず、高純度窒素ガスを製
造する空気液化分離装置の場合は、生成した二酸化炭素
は、該装置に設けられている精製設備で除去することは
できるが、該装置に原料として導入される原料空気が大
量であることから、貴金属触媒を充填した槽が大型化
し、使用する触媒量も多く必要であることから、装置の
大型化、高価格化を招いてしまう。
【０００７】また、上記原料空気とは異なり、酸素をほ
とんど含まないガスを処理する場合は、金属酸化物を用
いるか、あるいは該ガスに酸素を添加して貴金属触媒を
用いるかのいずれかとなる。
とんど含まないガスを処理する場合は、金属酸化物を用
いるか、あるいは該ガスに酸素を添加して貴金属触媒を
用いるかのいずれかとなる。
【０００８】金属酸化物を用いる場合は、一酸化炭素を
酸化することにより還元された金属を、酸素を含むガス
により酸化して再使用する必要があり、生成した二酸化
炭素は、吸着剤を充填した吸着槽を別に設けて除去する
必要がある。したがって、被処理ガスを連続的に処理す
る場合には、金属酸化物を充填した反応槽及び吸着槽
を、それぞれ２基以上用意して交互に再生しながら使用
する必要がある。
酸化することにより還元された金属を、酸素を含むガス
により酸化して再使用する必要があり、生成した二酸化
炭素は、吸着剤を充填した吸着槽を別に設けて除去する
必要がある。したがって、被処理ガスを連続的に処理す
る場合には、金属酸化物を充填した反応槽及び吸着槽
を、それぞれ２基以上用意して交互に再生しながら使用
する必要がある。
【０００９】また、酸素ガスを添加して貴金属触媒で処
理する場合は、反応後に、過剰に添加した酸素を、銅等
の酸素吸収触媒を充填した反応槽で除去する必要がある
とともに、上記同様に、生成した二酸化炭素は、吸着剤
を充填した吸着槽で除去する必要があり、被処理ガスを
連続的に処理する場合には、酸素除去用反応槽及び吸着
槽を、それぞれ２基以上用意する必要がある。
理する場合は、反応後に、過剰に添加した酸素を、銅等
の酸素吸収触媒を充填した反応槽で除去する必要がある
とともに、上記同様に、生成した二酸化炭素は、吸着剤
を充填した吸着槽で除去する必要があり、被処理ガスを
連続的に処理する場合には、酸素除去用反応槽及び吸着
槽を、それぞれ２基以上用意する必要がある。
【００１０】即ち、いずれの場合も、図４に示すよう
に、最低４基の処理槽Ｐ，Ｑを必要とし、図に示す被処
理ガスの管路Ｒだけでなく、再生用の管路とともに、各
処理槽を処理工程と再生工程とに切換えるための多数の
弁を必要としていた。したがって、装置が大型化するだ
けでなく、構成も複雑なものとなっていた。
に、最低４基の処理槽Ｐ，Ｑを必要とし、図に示す被処
理ガスの管路Ｒだけでなく、再生用の管路とともに、各
処理槽を処理工程と再生工程とに切換えるための多数の
弁を必要としていた。したがって、装置が大型化するだ
けでなく、構成も複雑なものとなっていた。
【００１１】そこで本発明は、簡単な装置構成で不活性
ガス中の一酸化炭素を吸着除去することができる不活性
ガス中の一酸化炭素の除去方法を提供することを目的と
している。
ガス中の一酸化炭素を吸着除去することができる不活性
ガス中の一酸化炭素の除去方法を提供することを目的と
している。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ため、本発明の不活性ガス中の一酸化炭素の除去方法
は、パラジウム（Ｐｄ），プラチナ（Ｐｔ）の少なくと
もいずれか一方と、ラジウム（Ｒａ）を除くアルカリ土
類元素，希土類元素，テクネチウム（Ｔｃ）及びハフニ
ウム（Ｈｆ）を除く前期遷移元素，鉄族元素，銅族元
素，マグネシウム（Ｍｇ），亜鉛（Ｚｎ），ホウ素
（Ｂ），ガリウム（Ｇａ），インジウム（Ｉｎ），ゲル
マニウム（Ｇｅ），スズ（Ｓｎ），アンチモン（Ｓ
ｂ），ビスマス（Ｂｉ）のうちの少なくともいずれか一
種とを、それぞれ０．２〜２０重量％の範囲で担体に担
持させるとともに、これらの元素に酸素を吸着又は結合
させて活性化状態とした一酸化炭素除去用吸着剤を充填
した槽内に、一酸化炭素を含む被処理不活性ガスを導入
して該ガス中の一酸化炭素を吸着除去することを特徴と
している。
ため、本発明の不活性ガス中の一酸化炭素の除去方法
は、パラジウム（Ｐｄ），プラチナ（Ｐｔ）の少なくと
もいずれか一方と、ラジウム（Ｒａ）を除くアルカリ土
類元素，希土類元素，テクネチウム（Ｔｃ）及びハフニ
ウム（Ｈｆ）を除く前期遷移元素，鉄族元素，銅族元
素，マグネシウム（Ｍｇ），亜鉛（Ｚｎ），ホウ素
（Ｂ），ガリウム（Ｇａ），インジウム（Ｉｎ），ゲル
マニウム（Ｇｅ），スズ（Ｓｎ），アンチモン（Ｓ
ｂ），ビスマス（Ｂｉ）のうちの少なくともいずれか一
種とを、それぞれ０．２〜２０重量％の範囲で担体に担
持させるとともに、これらの元素に酸素を吸着又は結合
させて活性化状態とした一酸化炭素除去用吸着剤を充填
した槽内に、一酸化炭素を含む被処理不活性ガスを導入
して該ガス中の一酸化炭素を吸着除去することを特徴と
している。
【００１３】さらに、具体的な手段として、上記活性化
状態にある前記一酸化炭素吸着用吸着剤を充填した槽内
に、一酸化炭素を含む被処理不活性ガスを導入して該ガ
ス中の一酸化炭素を吸着除去する吸着精製工程と、酸素
を含有する再生ガスを加熱導入して吸着剤を加熱再生活
性化する加熱再生工程と、前記再生ガス又は精製後のガ
スを導入して前記吸着剤を冷却するとともに、槽内の前
記再生ガスをパージする冷却パージ工程とを順次繰り返
して行うことを特徴とするものであり、特に、前記冷却
パージ工程が、前記再生ガス又は精製後のガスを導入し
て前記吸着剤を冷却する冷却段階と、槽内に精製後のガ
スを導入して槽内を冷却するとともに、槽内の前記再生
ガスをパージする冷却パージ段階とからなること、前記
加熱再生工程における再生ガスは、酸素濃度が０．５〜
５体積％、温度が１００〜３００℃であることを特徴と
するものである。
状態にある前記一酸化炭素吸着用吸着剤を充填した槽内
に、一酸化炭素を含む被処理不活性ガスを導入して該ガ
ス中の一酸化炭素を吸着除去する吸着精製工程と、酸素
を含有する再生ガスを加熱導入して吸着剤を加熱再生活
性化する加熱再生工程と、前記再生ガス又は精製後のガ
スを導入して前記吸着剤を冷却するとともに、槽内の前
記再生ガスをパージする冷却パージ工程とを順次繰り返
して行うことを特徴とするものであり、特に、前記冷却
パージ工程が、前記再生ガス又は精製後のガスを導入し
て前記吸着剤を冷却する冷却段階と、槽内に精製後のガ
スを導入して槽内を冷却するとともに、槽内の前記再生
ガスをパージする冷却パージ段階とからなること、前記
加熱再生工程における再生ガスは、酸素濃度が０．５〜
５体積％、温度が１００〜３００℃であることを特徴と
するものである。
【００１４】前記一酸化炭素吸着用吸着剤の担体には、
各種のものを用いることが可能であるが、例えば、各種
ゼオライトや活性アルミナ，シリカアルミナ等を用いる
ことが好ましく、アルミナ，シリカ，チタニア，ジルコ
ニア，マグネシアの少なくともいずれか一種又はこれら
の複合酸化物、シリカ−ボリア−アルミナの複合酸化物
等も用いることができ、さらに、コージェライト，ムラ
イト等のセラミックにこれらの担体材料を被覆したもの
を用いることができる。これらの担体は、１種類でも２
種以上を混合して用いてもよい。
各種のものを用いることが可能であるが、例えば、各種
ゼオライトや活性アルミナ，シリカアルミナ等を用いる
ことが好ましく、アルミナ，シリカ，チタニア，ジルコ
ニア，マグネシアの少なくともいずれか一種又はこれら
の複合酸化物、シリカ−ボリア−アルミナの複合酸化物
等も用いることができ、さらに、コージェライト，ムラ
イト等のセラミックにこれらの担体材料を被覆したもの
を用いることができる。これらの担体は、１種類でも２
種以上を混合して用いてもよい。
【００１５】また、上記吸着剤に担持されるパラジウ
ム，プラチナと上記元素のいずれかとは、それぞれ、上
記の通り、０．２〜２０重量％、好ましくは２〜１０重
量％であり、少ないと十分に一酸化炭素を除去すること
ができなくなり、多すぎても除去効率を向上させること
はできない。
ム，プラチナと上記元素のいずれかとは、それぞれ、上
記の通り、０．２〜２０重量％、好ましくは２〜１０重
量％であり、少ないと十分に一酸化炭素を除去すること
ができなくなり、多すぎても除去効率を向上させること
はできない。
【００１６】なお、パラジウム（Ｐｄ）及びプラチナ
（Ｐｔ）は、いずれか一方を用いてもよく、両者を適当
に混合して用いてもよい。同様に、前記ラジウム（Ｒ
ａ）を除くアルカリ土類元素、即ち、カルシウム（Ｃ
ａ），ストロンチウム（Ｓｒ），バリウム（Ｂａ）、希
土類元素、即ち、スカンジウム（Ｓｃ），イットリウム
（Ｙ），ランタン（Ｌａ），セリウム（Ｃｅ），プラセ
オジウム（Ｐｒ），ネオジム（Ｎｄ），プロメチウム
（Ｐｍ），サマリウム（Ｓｍ），ユウロピウム（Ｅ
ｕ），ガドリニウム（Ｇｄ），テルビウム（Ｔｂ），ジ
スプロシウム（Ｄｙ），ホルミウム（Ｈｏ），エルビウ
ム（Ｅｒ），ツリウム（Ｔｍ），イッテルビウム（Ｙ
ｂ），ルテチウム（Ｌｕ）、前期遷移元素の内、テクネ
チウム（Ｔｃ）及びハフニウム（Ｈｆ）を除くもの、即
ち、チタン（Ｔｉ），ジルコニウム（Ｚｒ），バナジウ
ム（Ｖ），ニオブ（Ｎｂ），タンタル（Ｔａ），クロム
（Ｃｒ），モリブデン（Ｍｏ），タングステン（Ｗ），
マンガン（Ｍｎ），レニウム（Ｒｅ）、鉄族元素、即
ち、鉄（Ｆｅ），コバルト（Ｃｏ），ニッケル（Ｎ
ｉ）、銅族元素、即ち、銅（Ｃｕ），銀（Ａｇ），金
（Ａｕ）、その他、マグネシウム（Ｍｇ），亜鉛（Ｚ
ｎ），ホウ素（Ｂ），ガリウム（Ｇａ），インジウム
（Ｉｎ），ゲルマニウム（Ｇｅ），スズ（Ｓｎ），アン
チモン（Ｓｂ），ビスマス（Ｂｉ）も、いずれか一種を
用いてもよく二種以上を混合して用いてもよい。なお、
上記前期遷移元素は、４Ａ族，５Ａ族，６Ａ族，７Ａ族
の元素の総称である。また、これらの金属を前記担体に
担持させる手段は、従来からこの種のものを各種担体に
担持させる手段を用いることができる。
（Ｐｔ）は、いずれか一方を用いてもよく、両者を適当
に混合して用いてもよい。同様に、前記ラジウム（Ｒ
ａ）を除くアルカリ土類元素、即ち、カルシウム（Ｃ
ａ），ストロンチウム（Ｓｒ），バリウム（Ｂａ）、希
土類元素、即ち、スカンジウム（Ｓｃ），イットリウム
（Ｙ），ランタン（Ｌａ），セリウム（Ｃｅ），プラセ
オジウム（Ｐｒ），ネオジム（Ｎｄ），プロメチウム
（Ｐｍ），サマリウム（Ｓｍ），ユウロピウム（Ｅ
ｕ），ガドリニウム（Ｇｄ），テルビウム（Ｔｂ），ジ
スプロシウム（Ｄｙ），ホルミウム（Ｈｏ），エルビウ
ム（Ｅｒ），ツリウム（Ｔｍ），イッテルビウム（Ｙ
ｂ），ルテチウム（Ｌｕ）、前期遷移元素の内、テクネ
チウム（Ｔｃ）及びハフニウム（Ｈｆ）を除くもの、即
ち、チタン（Ｔｉ），ジルコニウム（Ｚｒ），バナジウ
ム（Ｖ），ニオブ（Ｎｂ），タンタル（Ｔａ），クロム
（Ｃｒ），モリブデン（Ｍｏ），タングステン（Ｗ），
マンガン（Ｍｎ），レニウム（Ｒｅ）、鉄族元素、即
ち、鉄（Ｆｅ），コバルト（Ｃｏ），ニッケル（Ｎ
ｉ）、銅族元素、即ち、銅（Ｃｕ），銀（Ａｇ），金
（Ａｕ）、その他、マグネシウム（Ｍｇ），亜鉛（Ｚ
ｎ），ホウ素（Ｂ），ガリウム（Ｇａ），インジウム
（Ｉｎ），ゲルマニウム（Ｇｅ），スズ（Ｓｎ），アン
チモン（Ｓｂ），ビスマス（Ｂｉ）も、いずれか一種を
用いてもよく二種以上を混合して用いてもよい。なお、
上記前期遷移元素は、４Ａ族，５Ａ族，６Ａ族，７Ａ族
の元素の総称である。また、これらの金属を前記担体に
担持させる手段は、従来からこの種のものを各種担体に
担持させる手段を用いることができる。
【００１７】
【作 用】上記一酸化炭素吸着用吸着剤は、あらかじめ
担体に担持されているパラジウムやプラチナ及び前記金
属元素に酸素を化学的に吸着あるいは結合（酸化）させ
ておくことにより、被処理ガスに含まれている一酸化炭
素を化学的に吸着あるいは結合させることができ、これ
により、被処理ガス中から一酸化炭素が除去される。な
お、一酸化炭素吸着用吸着剤の再生は、該吸着剤に吸着
している一酸化炭素を酸素で酸化し、二酸化炭素として
脱着させることにより行われる。
担体に担持されているパラジウムやプラチナ及び前記金
属元素に酸素を化学的に吸着あるいは結合（酸化）させ
ておくことにより、被処理ガスに含まれている一酸化炭
素を化学的に吸着あるいは結合させることができ、これ
により、被処理ガス中から一酸化炭素が除去される。な
お、一酸化炭素吸着用吸着剤の再生は、該吸着剤に吸着
している一酸化炭素を酸素で酸化し、二酸化炭素として
脱着させることにより行われる。
【００１８】図１は、本発明方法を実施するための装置
構成の一例を示すものである。この装置には、一対の吸
着槽Ａ，Ｂと、被処理ガス導入側の元弁１及び調節弁２
と、精製ガス導出側の精製ガス貯留槽３と、吸着槽再生
時に用いられる排気管４と、パージ工程時に精製ガスの
一部を供給するためのパージ弁５，調節弁６及び流量計
７を有するパージガス導入管８とが設けられるととも
に、それぞれの吸着槽Ａ，Ｂに附随する入口弁９ａ，９
ｂ、出口弁１０ａ，１０ｂ、再生出口弁１１ａ，１１
ｂ、パージガス導入弁１２ａ，１２ｂが設けられてい
る。
構成の一例を示すものである。この装置には、一対の吸
着槽Ａ，Ｂと、被処理ガス導入側の元弁１及び調節弁２
と、精製ガス導出側の精製ガス貯留槽３と、吸着槽再生
時に用いられる排気管４と、パージ工程時に精製ガスの
一部を供給するためのパージ弁５，調節弁６及び流量計
７を有するパージガス導入管８とが設けられるととも
に、それぞれの吸着槽Ａ，Ｂに附随する入口弁９ａ，９
ｂ、出口弁１０ａ，１０ｂ、再生出口弁１１ａ，１１
ｂ、パージガス導入弁１２ａ，１２ｂが設けられてい
る。
【００１９】さらに、両吸着槽Ａ，Ｂの出口部には、吸
着剤を加熱再生するための再生ガスを供給するための再
生ガス供給管１３と、該再生ガスを両吸着槽Ａ，Ｂの出
口部から導入するための再生ガス導入管１４とが設けら
れるとともに、再生ガス供給管１３には、再生ガスを再
生温度に加熱するための加熱器１５が設けられ、再生ガ
ス導入管１４には吸着槽Ａ，Ｂに対応する再生ガス導入
弁１４ａ，１４ｂが設けられている。
着剤を加熱再生するための再生ガスを供給するための再
生ガス供給管１３と、該再生ガスを両吸着槽Ａ，Ｂの出
口部から導入するための再生ガス導入管１４とが設けら
れるとともに、再生ガス供給管１３には、再生ガスを再
生温度に加熱するための加熱器１５が設けられ、再生ガ
ス導入管１４には吸着槽Ａ，Ｂに対応する再生ガス導入
弁１４ａ，１４ｂが設けられている。
【００２０】まず、一方の吸着槽Ａが吸着精製工程，他
方の吸着槽Ｂが再生工程（加熱再生，冷却パージ）の場
合、所定圧力に昇圧された被処理ガスは、元弁１及び調
節弁２を介して吸着槽Ａに附随する入口弁９ａから吸着
槽Ａに導入され、槽内の前記吸着剤により処理されて一
酸化炭素が除去され、精製されたガスが、出口弁１０ａ
を経て精製ガス貯留槽３に貯留され、所定量が精製ガス
供給弁３ａから導出される。
方の吸着槽Ｂが再生工程（加熱再生，冷却パージ）の場
合、所定圧力に昇圧された被処理ガスは、元弁１及び調
節弁２を介して吸着槽Ａに附随する入口弁９ａから吸着
槽Ａに導入され、槽内の前記吸着剤により処理されて一
酸化炭素が除去され、精製されたガスが、出口弁１０ａ
を経て精製ガス貯留槽３に貯留され、所定量が精製ガス
供給弁３ａから導出される。
【００２１】この間に、他方の吸着槽Ｂでは再生工程が
行われる。この再生工程は、まず、入口弁９ｂ及び出口
弁１０ｂを閉じた後、再生ガス導入弁１４ｂを開き、再
生ガス供給管１３から供給され、加熱器１５で所定温度
に加熱された酸素含有再生ガスを吸着槽Ｂの出口側から
導入する。
行われる。この再生工程は、まず、入口弁９ｂ及び出口
弁１０ｂを閉じた後、再生ガス導入弁１４ｂを開き、再
生ガス供給管１３から供給され、加熱器１５で所定温度
に加熱された酸素含有再生ガスを吸着槽Ｂの出口側から
導入する。
【００２２】なお、上記加熱再生ガス中の酸素量は、再
生ガス量に対して５体積％以下、好ましくは、０．１〜
０．５体積％が適当であり、少なすぎると十分な再生を
行うことができないが、多すぎても十分な効果は得られ
ない。
生ガス量に対して５体積％以下、好ましくは、０．１〜
０．５体積％が適当であり、少なすぎると十分な再生を
行うことができないが、多すぎても十分な効果は得られ
ない。
【００２３】また、再生ガスの加熱温度は、１００〜３
００℃が適当であり、温度が低いと十分な再生が行え
ず、温度を高くすると、加熱エネルギーを大量に必要と
するだけでなく、機器の耐熱性にも問題が生じる。
００℃が適当であり、温度が低いと十分な再生が行え
ず、温度を高くすると、加熱エネルギーを大量に必要と
するだけでなく、機器の耐熱性にも問題が生じる。
【００２４】さらに、再生ガスの主成分としては、被処
理ガスと同種のガスを用いることが好ましく、これによ
り吸着剤の劣化を抑制することができる。また、再生ガ
スの流量は、ＳＶ１０００〜２０００ｈｒ-1程度とする
ことが好ましい。
理ガスと同種のガスを用いることが好ましく、これによ
り吸着剤の劣化を抑制することができる。また、再生ガ
スの流量は、ＳＶ１０００〜２０００ｈｒ-1程度とする
ことが好ましい。
【００２５】前記酸素を含む加熱再生ガスは、再生ガス
導入弁１４ｂを経て吸着槽Ｂの出口側から槽内に導入さ
れ、吸着剤を再生して再生出口弁１１ｂを通り、排気管
４から導出される。
導入弁１４ｂを経て吸着槽Ｂの出口側から槽内に導入さ
れ、吸着剤を再生して再生出口弁１１ｂを通り、排気管
４から導出される。
【００２６】これにより、吸着剤に吸着あるいは結合し
ている一酸化炭素が酸化脱着して排出されるとともに、
前記金属成分に酸素が吸着あるいは結合して再生及び活
性化が行われる。
ている一酸化炭素が酸化脱着して排出されるとともに、
前記金属成分に酸素が吸着あるいは結合して再生及び活
性化が行われる。
【００２７】上記加熱再生工程を所定時間行った後、加
熱器１５による加熱を止め、上記再生ガスにより吸着剤
を冷却する。なお、この冷却過程は、下記の精製ガスを
用いて行ってもよいが、加熱再生に使用した再生ガスを
用いることが望ましい。
熱器１５による加熱を止め、上記再生ガスにより吸着剤
を冷却する。なお、この冷却過程は、下記の精製ガスを
用いて行ってもよいが、加熱再生に使用した再生ガスを
用いることが望ましい。
【００２８】次に、吸着槽Ａが吸着工程のまま、精製ガ
スの一部をパージ弁５，調節弁６及び流量計７を介して
パージガス導入管８からパージガス導入弁１２ｂを通し
て吸着槽Ｂに逆流させ、上記酸素含有再生ガスを再生出
口弁１１ｂから排出するとともに、槽内をさらに冷却す
る冷却パージ工程を行う。
スの一部をパージ弁５，調節弁６及び流量計７を介して
パージガス導入管８からパージガス導入弁１２ｂを通し
て吸着槽Ｂに逆流させ、上記酸素含有再生ガスを再生出
口弁１１ｂから排出するとともに、槽内をさらに冷却す
る冷却パージ工程を行う。
【００２９】それぞれの吸着精製工程，加熱再生工程，
冷却パージ工程を所定時間行い、一方の吸着槽Ａの吸着
が進行し、他方の吸着槽Ｂの再生工程が終了すると、各
弁が設定された順序で開閉して吸着槽Ｂが吸着操作に入
り、吸着槽Ａが加熱再生工程に入る。
冷却パージ工程を所定時間行い、一方の吸着槽Ａの吸着
が進行し、他方の吸着槽Ｂの再生工程が終了すると、各
弁が設定された順序で開閉して吸着槽Ｂが吸着操作に入
り、吸着槽Ａが加熱再生工程に入る。
【００３０】以下、例えば窒素ガスを精製する場合に
は、図２に示すようにして吸着槽Ａ，Ｂを順次切換えな
がら連続的に被処理ガス中の一酸化炭素を除去してい
く。
は、図２に示すようにして吸着槽Ａ，Ｂを順次切換えな
がら連続的に被処理ガス中の一酸化炭素を除去してい
く。
【００３１】上記のように、本発明の一酸化炭素吸着用
吸着剤を用いた本発明方法によれば、通常用いられる温
度変動吸着分離装置と略同じ装置構成、略同じ操作手順
により、被処理ガス中の一酸化炭素を連続的に除去して
高純度ガスを得ることができる。
吸着剤を用いた本発明方法によれば、通常用いられる温
度変動吸着分離装置と略同じ装置構成、略同じ操作手順
により、被処理ガス中の一酸化炭素を連続的に除去して
高純度ガスを得ることができる。
【００３２】なお、再生ガスは、被処理ガスに酸素を添
加したガスを用いてもよく、また、空気液化分離装置か
ら排出される排窒素ガス（酸素含有量０．１〜１．０
％）を利用することも可能であり、本発明を超高純度窒
素ガスを製造する空気液化分離装置の窒素精製設備に適
用することにより、超高純度窒素ガスの製造コストを低
減することができる。
加したガスを用いてもよく、また、空気液化分離装置か
ら排出される排窒素ガス（酸素含有量０．１〜１．０
％）を利用することも可能であり、本発明を超高純度窒
素ガスを製造する空気液化分離装置の窒素精製設備に適
用することにより、超高純度窒素ガスの製造コストを低
減することができる。
【００３３】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。 実施例１ 活性アルミナに、第１成分としてのパラジウム（Ｐｄ）
と、表１に示す第２成分とをそれぞれ１０重量％担持さ
せた吸着剤１００ｇを、内径３０ｍｍ×長さ２５０ｍｍ
のカラムに充填した。前処理として毎分５リットルの
０．１体積％の酸素を含有する窒素気流中で、２００℃
に加熱したまま８時間保持した。その後、温度を２００
℃に保ったまま、毎分５リットルの窒素ガスで４時間パ
ージした後、窒素ガスを流しながら２５℃まで冷却し
た。
と、表１に示す第２成分とをそれぞれ１０重量％担持さ
せた吸着剤１００ｇを、内径３０ｍｍ×長さ２５０ｍｍ
のカラムに充填した。前処理として毎分５リットルの
０．１体積％の酸素を含有する窒素気流中で、２００℃
に加熱したまま８時間保持した。その後、温度を２００
℃に保ったまま、毎分５リットルの窒素ガスで４時間パ
ージした後、窒素ガスを流しながら２５℃まで冷却し
た。
【００３４】各カラムに、１０ｐｐｍの一酸化炭素を含
む窒素ガスを、大気圧下で毎分１０リットルの割合で連
続的に流したところ、それぞれ表１に示した時間が経過
した後に、図３に示すように、カラム出口で一酸化炭素
を検出した。なお、二酸化炭素はいずれにおいても検出
されなかった。
む窒素ガスを、大気圧下で毎分１０リットルの割合で連
続的に流したところ、それぞれ表１に示した時間が経過
した後に、図３に示すように、カラム出口で一酸化炭素
を検出した。なお、二酸化炭素はいずれにおいても検出
されなかった。
【００３５】このときの単位吸着剤あたりの一酸化炭素
の処理能力を表１に示す。これらの値は、本実施例のよ
うな低濃度（低分圧）における一酸化炭素の吸着容量と
して、極めて大きな値である。
の処理能力を表１に示す。これらの値は、本実施例のよ
うな低濃度（低分圧）における一酸化炭素の吸着容量と
して、極めて大きな値である。
【００３６】
【表１】 実施例２ 合成ゼオライトにＰｄと表２に示す第２成分をそれぞれ
１０重量％担持させた吸着剤１００ｇを、内径３０ｍｍ
×長さ２５０ｍｍのカラムに充填した。前処理として毎
分５リットルの０．１体積％の酸素を含有する窒素気流
中で、２００℃に加熱したまま８時間保持した。その
後、温度を２００℃に保ったまま、毎分５リットルの窒
素ガスで４時間パージした後、窒素ガスを流しながら２
５℃まで冷却した。
１０重量％担持させた吸着剤１００ｇを、内径３０ｍｍ
×長さ２５０ｍｍのカラムに充填した。前処理として毎
分５リットルの０．１体積％の酸素を含有する窒素気流
中で、２００℃に加熱したまま８時間保持した。その
後、温度を２００℃に保ったまま、毎分５リットルの窒
素ガスで４時間パージした後、窒素ガスを流しながら２
５℃まで冷却した。
【００３７】各カラムに、１０ｐｐｍの一酸化炭素を含
む窒素ガスを、大気圧下で毎分１０リットルの割合で連
続的に流したところ、それぞれ表２に示した時間が経過
した後にカラム出口から一酸化炭素を検出した。なお、
二酸化炭素はいずれにおいても検出されなかった。この
ときの単位吸着剤あたりの一酸化炭素の処理能力を表２
に示す。
む窒素ガスを、大気圧下で毎分１０リットルの割合で連
続的に流したところ、それぞれ表２に示した時間が経過
した後にカラム出口から一酸化炭素を検出した。なお、
二酸化炭素はいずれにおいても検出されなかった。この
ときの単位吸着剤あたりの一酸化炭素の処理能力を表２
に示す。
【００３８】
【表２】 実施例３ 実施例１−ｂに示したと同じ吸着剤を充填したカラムを
２本用意し、２４時間切換えで交互に吸着工程と再生工
程とを繰り返した。
２本用意し、２４時間切換えで交互に吸着工程と再生工
程とを繰り返した。
【００３９】吸着工程では、１０ｐｐｍの一酸化炭素を
含む窒素ガスを、毎分１０リットル処理した。再生工程
では、毎分５リットルの０．１体積％の酸素を含有する
窒素気流中で、２００℃に加熱したまま８時間保持し、
さらに温度を２００℃に保ったまま、毎分５リットルの
窒素ガスで４時間パージした後、窒素ガスを流しながら
２５℃まで冷却した。
含む窒素ガスを、毎分１０リットル処理した。再生工程
では、毎分５リットルの０．１体積％の酸素を含有する
窒素気流中で、２００℃に加熱したまま８時間保持し、
さらに温度を２００℃に保ったまま、毎分５リットルの
窒素ガスで４時間パージした後、窒素ガスを流しながら
２５℃まで冷却した。
【００４０】その結果、上記吸着及び再生の両工程を繰
り返しても、窒素ガス中の一酸化炭素は完全に吸着除去
され、カラム出口からは、一酸化炭素，二酸化炭素共検
出されなかった。
り返しても、窒素ガス中の一酸化炭素は完全に吸着除去
され、カラム出口からは、一酸化炭素，二酸化炭素共検
出されなかった。
【００４１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
不活性ガス中の一酸化炭素を吸着工程のみで除去するこ
とができ、操作性，装置規模，装置価格について、大幅
な改善を図ることができる。
不活性ガス中の一酸化炭素を吸着工程のみで除去するこ
とができ、操作性，装置規模，装置価格について、大幅
な改善を図ることができる。
【００４２】特に、一酸化炭素含有量の少ないガスの精
製に好適であり、例えば、半導体産業に用いられる超高
純度ガスを製造する空気液化分離装置から得られる窒素
ガス中の一酸化炭素を低コストで除去することができ、
超高純度ガスの製造コストを低減することが可能にな
る。
製に好適であり、例えば、半導体産業に用いられる超高
純度ガスを製造する空気液化分離装置から得られる窒素
ガス中の一酸化炭素を低コストで除去することができ、
超高純度ガスの製造コストを低減することが可能にな
る。
【図１】 本発明方法を実施するための装置の一例を示
す系統図である。
す系統図である。
【図２】 一対の吸着槽を切換え使用する場合の工程図
である。
である。
【図３】 実施例１の実験結果を示す図である。
【図４】 従来の一酸化炭素除去装置の説明図である。
Ａ，Ｂ…吸着槽 ３…精製ガス貯留槽 ４…排気管
８…パージガス導入管 ９ａ，９ｂ…入口弁
１０ａ，１０ｂ…出口弁 １１ａ，１１ｂ…再生出口
弁 １２ａ，１２ｂ…パージガス導入弁 １３…再
生ガス供給管１４…再生ガス導入管 １４ａ，１４ｂ
…再生ガス導入弁 １５…加熱器
８…パージガス導入管 ９ａ，９ｂ…入口弁
１０ａ，１０ｂ…出口弁 １１ａ，１１ｂ…再生出口
弁 １２ａ，１２ｂ…パージガス導入弁 １３…再
生ガス供給管１４…再生ガス導入管 １４ａ，１４ｂ
…再生ガス導入弁 １５…加熱器
Claims (7)
- 【請求項１】 パラジウム，プラチナの少なくともいず
れか一方と、ラジウムを除くアルカリ土類元素，希土類
元素，テクネチウム及びハフニウムを除く前期遷移元
素，鉄族元素，銅族元素，マグネシウム，亜鉛，ホウ
素，ガリウム，インジウム，ゲルマニウム，スズ，アン
チモン，ビスマスのうちの少なくともいずれか一種と
を、それぞれ０．２〜２０重量％の範囲で担体に担持さ
せるとともに、これらの元素に酸素を吸着又は結合させ
て活性化状態とした一酸化炭素除去用吸着剤を充填した
槽内に、一酸化炭素を含む被処理不活性ガスを導入して
該ガス中の一酸化炭素を吸着除去することを特徴とする
不活性ガス中の一酸化炭素の除去方法。 - 【請求項２】 パラジウム，プラチナの少なくともいず
れか一方と、ラジウムを除くアルカリ土類元素，希土類
元素，テクネチウ及びハフニウムを除く前期遷移元素，
鉄族元素，銅族元素，マグネシウム，亜鉛，ホウ素，ガ
リウム，インジウム，ゲルマニウム，スズ，アンチモ
ン，ビスマスのうちの少なくともいずれか一種とを、そ
れぞれ０．２〜２０重量％の範囲で担体に担持させると
ともに、これらの元素に酸素を吸着又は結合させて活性
化状態とした一酸化炭素除去用吸着剤を充填した槽内
に、一酸化炭素を含む被処理不活性ガスを導入して該ガ
ス中の一酸化炭素を吸着除去する吸着精製工程と、酸素
を含有する再生ガスを加熱導入して吸着剤を加熱再生活
性化する加熱再生工程と、前記再生ガス又は精製後のガ
スを導入して前記吸着剤を冷却するとともに、槽内の前
記再生ガスをパージする冷却パージ工程とを順次繰り返
して行うことを特徴とする不活性ガス中の一酸化炭素の
除去方法。 - 【請求項３】 前記担体がゼオライトの一種であること
を特徴とする請求項１又は２記載の不活性ガス中の一酸
化炭素の除去方法。 - 【請求項４】 前記担体がアルミナ，シリカ，チタニ
ア，ジルコニア，マグネシアの少なくともいずれか一種
又はこれらの複合酸化物であることを特徴とする請求項
１又は２記載の不活性ガス中の一酸化炭素の除去方法。 - 【請求項５】 前記担体がシリカ−ボリア−アルミナの
複合酸化物であることを特徴とする請求項１又は２記載
の不活性ガス中の一酸化炭素の除去方法。 - 【請求項６】 前記冷却パージ工程が、前記再生ガス又
は精製後のガスを導入して前記吸着剤を冷却する冷却段
階と、槽内に精製後のガスを導入して槽内を冷却すると
ともに、槽内の前記再生ガスをパージする冷却パージ段
階とからなることを特徴とする請求項２記載の不活性ガ
ス中の一酸化炭素の除去方法。 - 【請求項７】 前記加熱再生工程における再生ガスは、
酸素濃度が０．５〜５体積％、温度が１００〜３００℃
であることを特徴とする請求項２記載の不活性ガス中の
一酸化炭素の除去方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4149421A JPH05337319A (ja) | 1992-06-09 | 1992-06-09 | 不活性ガス中の一酸化炭素の除去方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4149421A JPH05337319A (ja) | 1992-06-09 | 1992-06-09 | 不活性ガス中の一酸化炭素の除去方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05337319A true JPH05337319A (ja) | 1993-12-21 |
Family
ID=15474748
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4149421A Pending JPH05337319A (ja) | 1992-06-09 | 1992-06-09 | 不活性ガス中の一酸化炭素の除去方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05337319A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6531105B1 (en) * | 1996-02-29 | 2003-03-11 | L'air Liquide-Societe Anonyme A'directoire Et Conseil De Surveillance Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude | Process and apparatus for removing carbon monoxide from a gas stream |
| WO2006137306A1 (ja) * | 2005-06-24 | 2006-12-28 | Taiyo Nippon Sanso Corporation | ガス精製器およびガス精製方法 |
| WO2007069605A1 (ja) * | 2005-12-14 | 2007-06-21 | Taiyo Nippon Sanso Corporation | 空気液化分離における原料空気の精製方法および精製装置 |
| KR100862272B1 (ko) * | 2006-08-09 | 2008-10-09 | 주식회사 코캣 | 일산화탄소 제거용 촉매 및 그 제조방법 |
| JP2009207969A (ja) * | 2008-03-03 | 2009-09-17 | Taiyo Nippon Sanso Corp | 一酸化炭素の除害剤 |
-
1992
- 1992-06-09 JP JP4149421A patent/JPH05337319A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6531105B1 (en) * | 1996-02-29 | 2003-03-11 | L'air Liquide-Societe Anonyme A'directoire Et Conseil De Surveillance Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude | Process and apparatus for removing carbon monoxide from a gas stream |
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| US7993431B2 (en) | 2005-06-24 | 2011-08-09 | Taiyo Nippon Sanso Corporation | Gas purifier apparatus and method for gas purification |
| JP5566574B2 (ja) * | 2005-06-24 | 2014-08-06 | 大陽日酸株式会社 | ガス精製方法 |
| WO2007069605A1 (ja) * | 2005-12-14 | 2007-06-21 | Taiyo Nippon Sanso Corporation | 空気液化分離における原料空気の精製方法および精製装置 |
| JPWO2007069605A1 (ja) * | 2005-12-14 | 2009-05-21 | 大陽日酸株式会社 | 空気液化分離における原料空気の精製方法および精製装置 |
| JP4621252B2 (ja) * | 2005-12-14 | 2011-01-26 | 大陽日酸株式会社 | 空気液化分離における原料空気の精製方法および精製装置 |
| KR101044402B1 (ko) * | 2005-12-14 | 2011-06-27 | 타이요 닛폰 산소 가부시키가이샤 | 공기 액화분리에 있어서의 원료 공기의 정제방법 및정제장치 |
| US9651302B2 (en) | 2005-12-14 | 2017-05-16 | Taiyo Nippon Sanso Corporation | Purification method and purification apparatus for feed air in cryogenic air separation |
| KR100862272B1 (ko) * | 2006-08-09 | 2008-10-09 | 주식회사 코캣 | 일산화탄소 제거용 촉매 및 그 제조방법 |
| JP2009207969A (ja) * | 2008-03-03 | 2009-09-17 | Taiyo Nippon Sanso Corp | 一酸化炭素の除害剤 |
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