JPH057719A - Pressure swinging-type mixed gas separation system - Google Patents

Pressure swinging-type mixed gas separation system

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JPH057719A
JPH057719A JP3166973A JP16697391A JPH057719A JP H057719 A JPH057719 A JP H057719A JP 3166973 A JP3166973 A JP 3166973A JP 16697391 A JP16697391 A JP 16697391A JP H057719 A JPH057719 A JP H057719A
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JP
Japan
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gas
adsorbent
adsorption tower
desorption
storage tank
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP3166973A
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Japanese (ja)
Inventor
Takaharu Hatano
孝春 羽田野
Kenichi Maehara
健一 前原
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Publication of JPH057719A publication Critical patent/JPH057719A/en
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Abstract

PURPOSE:To carry out purge of an adsorbing agent bed by a hardly absorbable gas which is concentrated and separated, and carry out desorption and regeneration of the adsorbing agent under decreased pressure for a long period. CONSTITUTION:In a pressure swinging-type mixed gas separation system wherein an adsorbing agent absorbed an absorbable gas under pressing conditions is treated to desorb the gas from the adsorbing agent under decreased pressure to regenerate the adsorbing agent while a hardly absorbable gas which is concentrated and separated is used as a purge gas, a desorbing gas discharging pipeline 14 having switching valves 5A, 5B, 5C and a tank 20 for desorbing gas storage and having switching valves 11A, 11B, 11C are installed in parallel between the desorbing gas discharging outlets of adsorbing towers 2A, 2B, 2C and a vacuum pump 3.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、空気より酸素ガスを分
離濃縮する圧力スイング式酸素製造装置等の圧力スイン
グ式(以下PSAという)混合ガス分離装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pressure swing type (hereinafter referred to as PSA) mixed gas separating apparatus such as a pressure swing type oxygen producing apparatus for separating and concentrating oxygen gas from air.

【0002】[0002]

【従来の技術】図4は従来のPSA酸素製造装置のシス
テムフロー図であり、図5はその圧力操作パターン図で
ある。
2. Description of the Related Art FIG. 4 is a system flow diagram of a conventional PSA oxygen production apparatus, and FIG. 5 is a pressure operation pattern diagram thereof.

【0003】この装置は、図4に示すように、窒素(N
2 )ガス吸着剤の吸着剤床が内蔵された3基の吸着塔2
A、2B、2Cを備え、各吸着塔においては原空ブロワ
ー1で加圧送気された空気が吸着剤床を通過する際に、
2 ガス等が吸着剤に吸着されて酸素(O2 )ガスが濃
縮分離される(吸着工程)。吸着剤に吸着されたN2
ス等の吸着性ガスは、真空ポンプ3で吸着塔内を減圧す
ることによって吸着剤から脱着され、吸着剤が再生され
る(脱着再生工程)。
This device, as shown in FIG.
2 ) Three adsorption towers 2 with a built-in adsorbent bed of gas adsorbent
A, 2B and 2C are provided, and in each adsorption tower, when the air pressurized and fed by the raw air blower 1 passes through the adsorbent bed,
N 2 gas or the like is adsorbed by the adsorbent, and oxygen (O 2 ) gas is concentrated and separated (adsorption step). The adsorbent gas such as N 2 gas adsorbed by the adsorbent is desorbed from the adsorbent by depressurizing the inside of the adsorption tower with the vacuum pump 3, and the adsorbent is regenerated (desorption regeneration step).

【0004】また、吸着塔内における前記脱着再生工程
と吸着工程との間において、濃縮分離されたO2 ガスを
吸着塔内へ導入して塔内を昇圧し、吸着工程における急
激な空気流れの発生を防止している(O2 復圧工程)。
Further, between the desorption regeneration step and the adsorption step in the adsorption tower, the concentrated and separated O 2 gas is introduced into the adsorption tower to pressurize the inside of the adsorption tower so that a rapid air flow in the adsorption step occurs. It prevents the occurrence (O 2 re-pressurization process).

【0005】以上の吸着塔内における圧力操作パターン
が図5に示されている。各吸着塔においては、以上の各
工程が、順次、かつ、互いに位相を異ならせて繰返して
行なわれ、連続的に濃縮分離されたO2 ガスが得られる
ことになる。
The pressure operation pattern in the above adsorption tower is shown in FIG. In each adsorption tower, the above-mentioned steps are sequentially and repeatedly performed with the phases thereof being different from each other, so that the O 2 gas concentrated and separated continuously can be obtained.

【0006】図4においては、吸着塔2Aは吸着工程に
あり、吸着塔2BはO2 復圧工程にあり、吸着塔2Cは
脱着再生工程にあるものとして示されている。また、4
A〜4Cは空気供給用の切換弁、5A〜5Cは脱着用の
切換弁、6A〜6CはO2 ガス排出用の切換弁、7A〜
7Cは後記するパージ用の切換弁であり、図4中白抜き
で示すバルブは開、黒塗りのバルブは閉の状態にあるこ
とを示している。
In FIG. 4, the adsorption tower 2A is shown in the adsorption step, the adsorption tower 2B is shown in the O 2 recompression step, and the adsorption tower 2C is shown in the desorption regeneration step. Also, 4
A to 4C are switching valves for air supply, 5A to 5C are switching valves for wearing and removing, 6A to 6C are switching valves for discharging O 2 gas, and 7A to
7C is a switching valve for purging, which will be described later, and shows that the white valves in FIG. 4 are in the open state and the black valves are in the closed state.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】PSA混合ガス分離装
置の分離効率を向上させ、製品ガスの収率を高めるため
には、製品ガスの純度をできるだけ高めなければならな
い。例えば、混合ガスとして空気より、N2 吸着剤を使
用して、O2 ガスを濃縮分離する図4に示すPSA酸素
製造装置を例に説明すれば、O2 ガスの濃度を高め分離
効率を向上させるためには、吸着塔のO2 ガス出口側の
吸着剤ほど高度にN2 ガスを脱着し、吸着剤を再生しな
ければ、効率よく高濃度のO2 ガスを得ることができな
い。
In order to improve the separation efficiency of the PSA mixed gas separation device and increase the product gas yield, the purity of the product gas must be increased as much as possible. For example, the PSA oxygen production apparatus shown in FIG. 4 for concentrating and separating O 2 gas from air as a mixed gas using an N 2 adsorbent will be described as an example to increase the concentration of O 2 gas and improve the separation efficiency. In order to do so, unless the N 2 gas is desorbed and the adsorbent is regenerated so much as the adsorbent on the O 2 gas outlet side of the adsorption tower, it is not possible to efficiently obtain a high-concentration O 2 gas.

【0008】吸着塔のO2 出口側ほど高度に吸着剤を再
生する手段の一つとして、濃縮分離されたO2 ガスの一
部を吸着塔内へ導入するパージ脱着方法が従来より広く
採用されている。
As one of the means for highly regenerating the adsorbent toward the O 2 outlet side of the adsorption tower, a purge desorption method of introducing a part of the concentrated and separated O 2 gas into the adsorption tower has been widely adopted. ing.

【0009】空気中に含まれるN2 ガスは、N2 ガス分
圧PN2 の増減によって吸着剤への吸着、吸着剤からの
脱着が行なわれるわけであるが、この分圧はPN2 =P
(全圧)×XN2 (気相のN2 モル分率)として一般に
表わされる。
The N 2 gas contained in the air is adsorbed to and desorbed from the adsorbent by increasing / decreasing the N 2 gas partial pressure PN 2. The partial pressure is PN 2 = P.
It is generally expressed as (total pressure) × XN 2 (gas phase N 2 mole fraction).

【0010】このPN2 を下げる手段としては、(1)
全圧Pを下げる方法と(2)気相のN2 濃度であるXN
2 を下げる方法の2つの方法があるが、真空ポンプによ
る減圧操作は(1)、O2 パージ操作は(2)に該当す
る。
The means for lowering PN 2 is (1)
Method to reduce total pressure P and (2) XN which is N 2 concentration in gas phase
There are two methods of lowering 2 , but the depressurizing operation by the vacuum pump corresponds to (1) and the O 2 purging operation corresponds to (2).

【0011】しかし、全圧Pが大きい場合は、O2 パー
ジ操作には多量のO2 ガスを必要とし、製品O2 ガス量
を減少させる悪い結果を生じることとなる。従って、従
来は吸着塔内を十分に減圧されてから、このO2 パージ
が行なわれている。
However, when the total pressure P is large, a large amount of O 2 gas is required for the O 2 purging operation, which has a bad result of reducing the product O 2 gas amount. Therefore, conventionally, the O 2 purge is performed after the pressure inside the adsorption tower is sufficiently reduced.

【0012】従来のPSA酸素製造装置の操作パターン
を示す図5において、O2 パージ操作は脱着再生工程に
おいて行なわれる。脱着再生工程60秒のうち、O2
ージ効果が奏されるのは後半の30〜40secであ
る。
In FIG. 5, which shows the operation pattern of the conventional PSA oxygen production apparatus, the O 2 purge operation is performed in the desorption regeneration step. Of the 60 seconds of the desorption / regeneration process, the O 2 purging effect is exhibited in the latter half of 30 to 40 seconds.

【0013】一方、図5に示される操作パターンでは、
吸着工程、脱着再生工程及びO2 復圧工程が等時間であ
るので、O2 パージを行なう時間が不足となり、全体の
2 収率を支配する吸着剤の脱着再生レベルが不充分で
ある。
On the other hand, in the operation pattern shown in FIG.
Since the adsorption step, the desorption regeneration step and the O 2 repressurization step are at the same time, the time for performing the O 2 purge becomes insufficient, and the desorption regeneration level of the adsorbent, which governs the overall O 2 yield, is insufficient.

【0014】本発明は、以上の問題点を解決して、吸着
剤の脱着、再生レベルを向上することができるようにし
たPSA混合ガス分離装置を提供しようとするものであ
る。
The present invention aims to solve the above problems and provide a PSA mixed gas separation device capable of improving the desorption and regeneration levels of an adsorbent.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】1.本発明は、特定の成
分ガスを選択的に吸着する吸着剤床を内蔵する吸着塔を
備え、混合ガス中の吸着性ガスを加圧条件下で吸着剤に
吸着させることにより難吸着性ガスを濃縮分離し、引き
続いて吸着塔内を真空ポンプによって減圧条件下とする
と共に濃縮分離した難吸着性ガスの一部で吸着剤床をバ
ージして吸着剤から吸着性ガスを脱着して吸着剤を再生
する圧力スイング式混合ガス分離装置において、吸着塔
の脱着ガス出口と減圧用の真空ポンプとの間に、切換弁
をもつ脱着ガス排出配管と切換弁を介して前記吸着塔の
脱着ガス出口に接続された脱着ガス貯蔵用タンクとを並
列に配置したことを特徴とする。
[Means for Solving the Problems] 1. The present invention comprises an adsorption tower containing an adsorbent bed for selectively adsorbing a specific component gas, and adsorbing the adsorbent gas in the mixed gas to the adsorbent under a pressurized condition reduces the difficulty of adsorbing the adsorbent gas. The adsorbent is desorbed from the adsorbent by desorbing the adsorbent gas from the adsorbent by concentrating and separating, and then decompressing the inside of the adsorption tower with a vacuum pump and decompressing the adsorbent bed with a part of the hardly adsorbed gas concentrated and separated. In the pressure swing type mixed gas separation device for regeneration, between the desorption gas outlet of the adsorption tower and the vacuum pump for decompression, the desorption gas discharge pipe having a switching valve and the desorption gas outlet of the adsorption tower via the switching valve. It is characterized in that the connected desorption gas storage tank is arranged in parallel.

【0016】2.また本発明は、前記1の圧力スイング
式混合ガス分離装置において、前記脱着ガス貯蔵用タン
クの容量は吸着塔の容量以下であることを特徴とする。
2. Further, the present invention is characterized in that, in the pressure swing type mixed gas separation apparatus of the above 1, the capacity of the desorption gas storage tank is not more than the capacity of the adsorption tower.

【0017】[0017]

【作用】前記本発明1においては、脱着ガス排出配管を
介して真空ポンプによって吸着塔内を減圧すると共に濃
縮分離された難吸着性ガスで吸着剤床をパージすること
によって吸着剤から吸着性ガスが効果的に脱着されて吸
着剤が再生される。しかもこの工程が終了した後におい
ても、切換弁を操作することによって、吸着塔内は脱着
ガス貯蔵用タンクに接続され、吸着剤から脱着される吸
着性ガスは引続いて真空ポンプによって減圧されたN2
ガス貯蔵タンク内へ吸引されて吸着塔から排出されるこ
とになり、難吸着性ガスによる吸着剤床のパージと吸着
剤の脱着再生が継続される。
In the present invention 1, the adsorbent gas is removed from the adsorbent by depressurizing the inside of the adsorption tower with the vacuum pump through the desorption gas discharge pipe and purging the adsorbent bed with the hardly adsorbed gas concentrated and separated. Are effectively desorbed and the adsorbent is regenerated. Moreover, even after this step was completed, the inside of the adsorption tower was connected to the desorption gas storage tank by operating the switching valve, and the adsorbent gas desorbed from the adsorbent was subsequently depressurized by the vacuum pump. N 2
The gas is sucked into the gas storage tank and discharged from the adsorption tower, so that the purging of the adsorbent bed with the hardly adsorbable gas and the desorption / regeneration of the adsorbent are continued.

【0018】従って、難吸着性ガスによる吸着剤床のパ
ージと吸着剤からの吸着性ガスの脱着と吸着剤の再生が
長時間にわたって行なわれ、吸着剤の脱着再生を充分に
行なうことが可能となる。
Therefore, purging of the adsorbent bed with the hardly adsorbed gas, desorption of the adsorbent gas from the adsorbent and regeneration of the adsorbent are carried out for a long time, and it is possible to sufficiently perform desorption regeneration of the adsorbent. Become.

【0019】また、前記タンク容量は吸着塔容量に対し
て或る程度の大きさをもつことが前記吸着性ガスの吸引
には有利であるが、真空ポンプの実吐出量との関係にお
いて、後記するように、タンク容量を吸着塔容量以下に
することが、吸着剤の脱着再生を充分に行ない、従っ
て、得られる難吸着性ガスの純度を上げる上で有効であ
る。前記本発明2では、前記本発明1における脱着ガス
貯蔵用の容量を吸着塔の容量以下とすることによって、
吸着剤の脱着再生が充分に行なわれ、得られる難吸着性
ガスの純度を上げることができる。
Further, it is advantageous for sucking the adsorptive gas that the tank capacity has a certain size with respect to the adsorption tower capacity, but it will be described later in relation to the actual discharge amount of the vacuum pump. As described above, setting the tank capacity to be equal to or less than the adsorption tower capacity is effective for sufficiently performing desorption and regeneration of the adsorbent and thus increasing the purity of the hardly adsorbed gas obtained. In the second aspect of the present invention, by setting the capacity for desorption gas storage in the first aspect of the invention to be equal to or less than the capacity of the adsorption tower,
The adsorbent is sufficiently desorbed and regenerated, and the purity of the hardly adsorbed gas obtained can be increased.

【0020】[0020]

【実施例】本発明の一実施例を、図1及び図2によって
説明する。本実施例は3基の吸着塔2A、2B、2Cを
備えたPSA酸素製造装置に係るものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The present example relates to a PSA oxygen production apparatus equipped with three adsorption towers 2A, 2B, and 2C.

【0021】3基の吸着塔2A、2B、2C内にはN2
ガス吸着剤よりなる吸着剤床が内蔵されていて、原空ブ
ロワ1及び切換弁4A、4B、4Cを備えた空気供給ラ
イン13が吸着塔2A、2B、2Cの下部に接続され、
原空ブロワ1にて加圧送気された原料空気が吸着塔2
A、2B、2Cへ送られN2ガスが吸着剤に吸着される
こととなる。吸着塔2A、2B、2Cの下部に接続され
た切換弁5A、5B、5Cを備えた廃N2 ガスライン1
4には真空ポンプ3が設けられ、同真空ポンプ3によっ
て吸着剤に吸着されたN2ガスが吸引排出されるように
なっている。
N 2 is contained in the three adsorption towers 2A, 2B and 2C.
An adsorbent bed made of a gas adsorbent is built in, and an air supply line 13 equipped with an original air blower 1 and switching valves 4A, 4B, 4C is connected to the lower part of the adsorption towers 2A, 2B, 2C,
The raw material air pressure-fed by the raw air blower 1 is the adsorption tower 2
The N 2 gas sent to A, 2B, and 2C is adsorbed by the adsorbent. Waste N 2 gas line 1 equipped with switching valves 5A, 5B, 5C connected to the bottom of adsorption towers 2A, 2B, 2C
A vacuum pump 3 is provided at 4, and the N 2 gas adsorbed by the adsorbent is sucked and discharged by the vacuum pump 3.

【0022】前記廃N2 ガスライン14と並列にN2
ス貯蔵タンク20及び切換弁12を備え真空ポンプ3の
上流側へ接続するN2ガス貯蔵ライン15が設けられて
おり、同N2 ガス貯蔵ライン15の上流側は、切換弁1
1A、11B、11Cを介して吸着塔2A、2B、2C
の下部に接続されている。
[0022] A N 2 gas storage line 15 connected to the upstream side of the vacuum pump 3 with a N 2 gas storage tank 20 and the switching valve 12 is provided in parallel with the waste N 2 gas line 14, the N 2 gas The switching valve 1 is provided on the upstream side of the storage line 15.
Adsorption towers 2A, 2B, 2C through 1A, 11B, 11C
Connected to the bottom of.

【0023】更に、吸着塔2A、2B、2Cの上部に
は、切換弁6A、6B、6Cを備えたO2 ガスライン1
6が接続され、それぞれO2 ガスタンク等(図示せず)
に送られるよう構成されている。
Further, an O 2 gas line 1 equipped with switching valves 6A, 6B and 6C is provided above the adsorption towers 2A, 2B and 2C.
6 are connected to each, such as an O 2 gas tank (not shown)
Configured to be sent to.

【0024】また更に、切換弁7A、7B、7Cと上流
側に設けられた切換弁8を備えたパージO2 ガスライン
17、及び切換弁9A、9B、9Cと上流側に設けられ
た切換弁10を備えた第2パージO2 ガスライン18
が、前記O2 ガスラインと並列に配置されるように吸着
塔2A、2B、2Cの上部とO2 ガスラインに接続され
ている。
Furthermore, a purge O 2 gas line 17 having switching valves 7A, 7B, 7C and a switching valve 8 provided on the upstream side, and switching valves 9A, 9B, 9C and a switching valve provided on the upstream side. Second purge O 2 gas line 18 with 10
But the O 2 adsorption towers 2A to be placed in parallel with the gas line, 2B, and is connected to 2C of the upper and O 2 gas line.

【0025】本実施例における各吸着塔2A、2B、2
Cは、吸着工程、O2 復圧工程及び脱着再生工程を、順
次、かつ互いに位相を異ならせて繰り返し行なうもので
あって、図1においては、吸着塔2Aが吸着工程にあ
り、吸着塔2BがO2 復圧工程にあり、吸着塔2Cが脱
着再生工程にあるものとして示されている。また、図4
におけると同様に、図1中切換弁のうち白抜きのものは
開、黒塗りのものは閉の状態にあるものを示している。
Each of the adsorption towers 2A, 2B, 2 in this embodiment
In C, the adsorption step, the O 2 recompression step, and the desorption regeneration step are sequentially and repeatedly performed with different phases, and in FIG. 1, the adsorption tower 2A is in the adsorption step and the adsorption tower 2B is in the adsorption step. Is in the O 2 recompression step and the adsorption tower 2C is in the desorption regeneration step. Also, FIG.
In FIG. 1, the open valves of the switching valves in FIG. 1 are open, and the black valves are in the closed state.

【0026】図2に、本実施例における操作パターンが
示されている。図2中における各切換弁の番号は、図1
における符号に対応しており、また、図2中に示される
各ステップにおいて、切換弁が開かれている状態をハッ
チングで示している。
FIG. 2 shows an operation pattern in this embodiment. The number of each switching valve in FIG.
2 corresponds to the reference numeral, and the state in which the switching valve is opened in each step shown in FIG. 2 is indicated by hatching.

【0027】また、N2 ガス貯蔵タンク20と吸着塔の
一例として吸着塔A(2A)の操作パターンも、図2中
にステップ番号と対応して記載されている。更に、吸着
塔A(2A)の圧力パターンも、図2中に示されてい
る。
Further, the operation pattern of the N 2 gas storage tank 20 and the adsorption tower A (2A) as an example of the adsorption tower is also described in FIG. 2 corresponding to the step numbers. Further, the pressure pattern of the adsorption tower A (2A) is also shown in FIG.

【0028】この図2に従って、本実施例における吸着
塔A(2A)の作用を下記に説明する。 (1)ステップ−1:ステップ(1−1)、(1−2)
の全時間切換弁4Aより原空ブロワ1によって原料空気
が加圧供給され、空気がN2 吸着剤の吸着剤床中を流れ
る間にN2 ガスが次第に吸着され、O2 ガスが濃縮され
て、切換弁6Aより塔外に排出される。 (2)ステップ−2:前半のステップ(2−2)は切換
弁5Aが開き、真空ポンプ3で吸着塔A(2A)内が減
圧される結果、圧力はA点からB点に降下する。
The operation of the adsorption tower A (2A) in this embodiment will be described below with reference to FIG. (1) Step-1: Steps (1-1) and (1-2)
The raw air is pressurized and supplied by the raw air blower 1 from the full-time switching valve 4A, while the air flows through the adsorbent bed of the N 2 adsorbent, the N 2 gas is gradually adsorbed and the O 2 gas is concentrated. , And is discharged outside the tower through the switching valve 6A. (2) Step-2: In the first half step (2-2), the switching valve 5A is opened and the pressure inside the adsorption tower A (2A) is reduced by the vacuum pump 3, so that the pressure drops from point A to point B.

【0029】次のステップ(2−2)では切換弁7Aも
開き、分離されたO2 ガスの一部が塔頂より供給され、
同O2 ガスの一部は、吸着剤床をO2 パージしながらN
2 ガスを吸着剤から脱着させ、脱着されたN2 ガスとと
もに真空ポンプ3によって吸着塔A(2A)から排出さ
れる。これまでの工程は、図4に示す従来の装置におけ
ると同様である。 (3)ステップ−3:図4に示す従来の装置では、切換
弁9AよりO2 ガスを供給し、塔内の圧力を図2中の破
線のように上昇させるが、本実施例では切換弁7Aはス
テップ(3−1)の間開状態にしてO2 パージガスを供
給しつづける。この間N2 ガス貯蔵ライン15の切換弁
11Aも開状態とされ、吸着塔A(2A)の脱着ガスは
2 ガス貯蔵タンク20に吸引貯蔵される。即ち、この
間もO2 パージによる吸着剤の脱着再生が行われ、圧力
はC点よりD点に移動する。
In the next step (2-2), the switching valve 7A is also opened, a part of the separated O 2 gas is supplied from the top of the column,
A part of the O 2 gas is N 2 while purging the adsorbent bed with O 2.
The 2 gas is desorbed from the adsorbent and is discharged from the adsorption tower A (2A) by the vacuum pump 3 together with the desorbed N 2 gas. The steps so far are the same as those in the conventional apparatus shown in FIG. (3) Step-3: In the conventional apparatus shown in FIG. 4, O 2 gas is supplied from the switching valve 9A to raise the pressure in the tower as shown by the broken line in FIG. 7A is kept open during step (3-1) to continue supplying the O 2 purge gas. During this time, the switching valve 11A of the N 2 gas storage line 15 is also opened, and the desorbed gas of the adsorption tower A (2A) is sucked and stored in the N 2 gas storage tank 20. That is, during this time, the adsorbent is desorbed and regenerated by the O 2 purge, and the pressure moves from point C to point D.

【0030】次のステップ(3−2)では、切換弁7
A、11Aは閉じられ、切換弁9Aが開かれ、O2 ガス
により吸着塔A(2A)は圧力A点まで復圧され、次の
吸着工程の準備が行われる。一方、N2 ガス貯蔵タンク
20では切換弁11Aが閉じられ、弁12が開かれるこ
とによって、真空ポンプ3で同タンク20内部のN2
着ガスが系外に排出される。
In the next step (3-2), the switching valve 7
A and 11A are closed, the switching valve 9A is opened, the adsorption tower A (2A) is restored to the pressure point A by O 2 gas, and the next adsorption step is prepared. On the other hand, in the N 2 gas storage tank 20, the switching valve 11A is closed and the valve 12 is opened, so that the vacuum pump 3 discharges the N 2 desorption gas inside the tank 20 to the outside of the system.

【0031】以上に吸着塔2Aにおける各工程を説明し
たが、吸着塔2A、2B、2Cにおいては、互いに位相
を異ならせて以上の工程が順次繰り返し行なわれ、連続
的にO2 ガスの濃縮分離が行なわれる。
Although the respective steps in the adsorption tower 2A have been described above, in the adsorption towers 2A, 2B and 2C, the above steps are sequentially repeated with the phases different from each other, and the O 2 gas is continuously concentrated and separated. Is performed.

【0032】以上の通り、本実施例においては、吸着剤
の脱着再生工程は、ステップ(2−1)、(2−2)、
(3−1)と図4に示す従来の装置に比べて大巾に時間
延長され、またO2 パージ時間も十分にとることができ
る。従って、吸着剤の再生効率を大巾に改善することが
できる。
As described above, in the present embodiment, the adsorbent desorption / regeneration step is performed in steps (2-1), (2-2),
As compared with the conventional apparatus shown in (3-1) and FIG. 4, the time can be greatly extended, and the O 2 purge time can be sufficiently taken. Therefore, the regeneration efficiency of the adsorbent can be greatly improved.

【0033】以下、本実施例について行った実験例を説
明する。表1に示される要目のPSA酸素製造装置につ
き、表2で示される操作条件で実験を行なった。本実験
では、N2 ガス貯蔵タンク20の容量を0〜1.25m
3 まで6段階に分け、吸着塔の内容量との容積比をパラ
メータとして変化させた。その結果を表3及び図3に示
す。
Hereinafter, an example of an experiment conducted for this embodiment will be explained.
Reveal Table 1 shows the essential PSA oxygen production equipment.
Then, an experiment was conducted under the operating conditions shown in Table 2. Main experiment
Then N2Gas storage tank 20 capacity 0-1.25m
3Up to 6 steps, and adjust the volume ratio with the internal volume of the adsorption tower.
I changed it as a meter. The results are shown in Table 3 and FIG.
You

【0034】[0034]

【表1】 [Table 1]

【0035】[0035]

【表2】 [Table 2]

【0036】[0036]

【表3】 [Table 3]

【0037】本実験結果より明らかなように、N2 ガス
貯蔵タンクの吸着塔に対する容積比が大きくなるほどO
2 純度が急激に上昇し、本発明が非常に有効であること
が示されている。また、この容積比では50%が純O2
発生量でピークであった。N 2 ガス貯蔵タンクは吸着塔
と同容量(100%)までは工業的に有効な範囲と考え
られる。N2 ガス貯蔵タンクが大きくなりすぎると、真
空ポンプの実吐出量が低下し、O2 収率の向上にあまり
効果が無いものと推定される。
As is clear from the results of this experiment, N2gas
O increases as the volume ratio of the storage tank to the adsorption tower increases.
2Purity increases sharply, and the present invention is very effective
It is shown. Also, in this volume ratio, 50% is pure O2
The peak was generated. N 2Gas storage tank is an adsorption tower
It is considered to be industrially effective range up to the same capacity (100%)
To be N2True if the gas storage tank gets too big
The actual discharge amount of the empty pump decreases and O2Not much for improving yield
It is estimated to have no effect.

【0038】[0038]

【発明の効果】本発明においては、吸着塔の脱着ガス出
口と減圧用の真空ポンプとの間に、特許請求の範囲に示
されるように、脱着ガス排出配管と脱着ガス貯蔵用タン
クを並列に配置したことによって、以上説明したよう
に、濃縮分離された難吸着性ガスによる吸着剤床のパー
ジと吸着剤の脱着再生を長時間にわたって行なうことが
でき、これによって混合ガスより純度の高い難吸着性ガ
スを濃縮分離することができる。
According to the present invention, the desorption gas discharge pipe and the desorption gas storage tank are arranged in parallel between the desorption gas outlet of the adsorption tower and the vacuum pump for decompression, as shown in the claims. Due to the arrangement, as described above, the adsorbent bed can be purged and the adsorbent can be desorbed and regenerated by the concentrated and separated hardly adsorbed gas, which makes it possible to perform purification of the adsorbent having a higher purity than the mixed gas. The characteristic gas can be concentrated and separated.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例のシステムフロー図である。FIG. 1 is a system flow diagram of an embodiment of the present invention.

【図2】同実施例の操作パターン図である。FIG. 2 is an operation pattern diagram of the embodiment.

【図3】同実施例を用いた実験における純O2 発生量と
2 ガス貯蔵タンク/吸着塔容量比との関係を示すグラ
フである。
FIG. 3 is a graph showing a relationship between a pure O 2 generation amount and an N 2 gas storage tank / adsorption tower capacity ratio in an experiment using the same example.

【図4】従来の圧力スイング式酸素製造装置のシステム
フロー図である。
FIG. 4 is a system flow diagram of a conventional pressure swing type oxygen production apparatus.

【図5】同従来の圧力スイング式酸素製造装置の圧力操
作パターン図である。
FIG. 5 is a pressure operation pattern diagram of the conventional pressure swing type oxygen producing apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 原空ブロワ 2A、2B、2C 吸着塔 3 真空ポンプ 4A〜4C、5A〜5C、6A〜6C 切換弁 7A〜7C、9A〜9C、11A〜11C、12 切換
弁 14 廃N2 ガスライン 15 N2 ガス貯蔵ライン 20 N2 ガス貯蔵タンク
1 Raw air blower 2A, 2B, 2C Adsorption tower 3 Vacuum pumps 4A-4C, 5A-5C, 6A-6C Switching valves 7A-7C, 9A-9C, 11A-11C, 12 Switching valve 14 Waste N 2 gas line 15 N 2 gas storage line 20 N 2 gas storage tank

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 特定の成分ガスを選択的に吸着する吸着
剤床を内蔵する吸着塔を備え、混合ガス中の吸着性ガス
を加圧条件下で吸着剤に吸着させることにより難吸着性
ガスを濃縮分離し、引き続いて吸着塔内を真空ポンプに
よって減圧条件下とすると共に濃縮分離した難吸着性ガ
スの一部で吸着剤床をバージして吸着剤から吸着性ガス
を脱着して吸着剤を再生する圧力スイング式混合ガス分
離装置において、吸着塔の脱着ガス出口と減圧用の真空
ポンプとの間に、切換弁をもつ脱着ガス排出配管と切換
弁を介して前記吸着塔の脱着ガス出口に接続された脱着
ガス貯蔵用タンクとを並列に配置したことを特徴とする
圧力スイング式混合ガス分離装置。
1. A non-adsorbent gas comprising an adsorbent column containing an adsorbent bed for selectively adsorbing a specific component gas, wherein the adsorbent gas in a mixed gas is adsorbed by the adsorbent under a pressurized condition. The adsorbent is desorbed from the adsorbent by desorbing the adsorbent from the adsorbent bed by partially depressurizing the inside of the adsorption tower with a vacuum pump and decompressing the adsorbent bed with a part of the hardly adsorbed gas that has been concentrated and separated. In the pressure swing-type mixed gas separation device for regenerating, the desorption gas outlet of the adsorption tower via the desorption gas discharge pipe having a switching valve and the switching valve between the desorption gas outlet of the adsorption tower and the vacuum pump for decompression. A desorption gas storage tank connected in parallel with the desorption gas storage tank.
【請求項2】 前記脱着ガス貯蔵用タンクの容量は吸着
塔の容量以下であることを特徴とする請求項1に記載の
圧力スイング式混合ガス分離装置。
2. The pressure swing type mixed gas separation apparatus according to claim 1, wherein the capacity of the desorption gas storage tank is not more than the capacity of the adsorption tower.
JP3166973A 1991-07-08 1991-07-08 Pressure swinging-type mixed gas separation system Withdrawn JPH057719A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101674032B1 (en) * 2016-02-23 2016-11-09 한국산업기술시험원 Equipment for treating and recycling volatile organic compounds
JP2020001017A (en) * 2018-06-29 2020-01-09 大陽日酸株式会社 Pressure fluctuation adsorption device

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