JPH06106018A - 気体の処理又は分離装置 - Google Patents

気体の処理又は分離装置

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JPH06106018A
JPH06106018A JP3187712A JP18771291A JPH06106018A JP H06106018 A JPH06106018 A JP H06106018A JP 3187712 A JP3187712 A JP 3187712A JP 18771291 A JP18771291 A JP 18771291A JP H06106018 A JPH06106018 A JP H06106018A
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Michael Ernest Garrett
マイケル・アーネスト・ギャレット
Piotr J Sadkowski
ピオトー・ジャン・サドウスキ
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 粒状物質をよりよく抑制するための手段を有
する、粒状物質床を含有する容器を含む気体の処理又は
分離装置を提供する。 【構成】 粒状物質床を含みかつ少なくとも１つの気体
送入口及び少なくとも１つの気体送出口を有する気体の
処理又は分離装置であって、床は通常床の長手方向に延
びている複数の膨張性中空部材を収容し、該部材は加圧
下で流体源に通じる状態で配置することができることを
特徴とする上記の装置を特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は粒状材料床を含有する容
器を含む種類の気体処理又は分離装置に関する。そのよ
うな容器は化学工業全般にわたって用いられ、広範囲な
様々な操作を行っている。例えば、床は触媒粒子からな
るものでもよく、従って床は、容器に入ってくる気体又
は気体混合物の成分に対して触媒反応を行うのに用いら
れる。別の例では、床は、気体又は気体混合物の１種以
上の成分を選択的に除くのに適した吸着剤粒子であって
もよい。そのような容器は、気体の精製及び分離プロセ
スで広く用いられている。そのような気体分離プロセス
の具体的な例は、圧力変動式吸着である。
【０００２】
【従来の技術】圧力変動式吸着法では、入ってくる比較
的高圧の気体混合物を、気体混合物から１種以上の成分
を選択的に吸着する分子篩吸着剤の床に通し、得られる
非吸着生成物気体を、入ってくる気体混合物の圧力より
ほんの少し下の圧力で床から取り出す。吸着の間、分子
篩は選択的に吸着した成分を十分に取り込む。そこで吸
着を終えなければ、生成物はこれらの成分でますます汚
染されることは明らかである。従って、吸着の終わり
に、床を減圧することによって床を再生する。減圧する
ことによって、先に吸着した成分の脱着が行われ、得ら
れた脱着気体は床から取り出される。この後、床の送入
気体混合物を分離する働きを再開する準備ができる。一
般に、送入気体混合物がどの容器でも分離されない時間
を最少にするか又は無くすために、互いに適した相関係
で２つ以上のそのような床を用いる。一般に、このよう
な圧力変動式吸着法では、送入気体は２−１０気圧（絶
対）の圧力に圧縮し、各吸着工程は少なくとも３／４分
かけて行う。窒素生成物を空気から分離するのが好まし
いときは、炭素分子篩を分子篩として一般に用い、酸素
生成物を空気から分離するのが好ましいときは、ゼオラ
イト分子篩を用いる。酸素を空気から分離する商業的方
法を改良するために、各吸着工程の時間を、４５秒を越
える時間から一般には１０秒未満の時間に減じることが
提案された。圧力変動式吸着法でそのような変更が可能
な特別のゼオライトが開発された。そのような「速いサ
イクル」の圧力変動式吸着法については、米国特許明細
書第４、５７６、６１４号（英国特許第２ ０９１ １
２１Ａ号に相当する）及び第４，１９４，８９１号に記
載がある。「速いサイクル」のＰＳＡ（圧力変動式吸
着）法を採用した結果の１つは、各吸着剤床を通過する
気体流の速度が比較的速くなる傾向にあることである。
さらに、ゼオライト吸着剤の平均粒度は、各吸着工程を
１分以上かけて行う、より一般的なＰＡＳ法で採用され
るゼオライトの平均粒度より小さくなる傾向にある。こ
れらの因子はいづれも、床の局部流動化の問題、換言す
ると、篩の摩滅、従ってダストの形成を招くことになり
うる。そのようなダスト粒子はその後、気体混合物中に
運ばれ、操作バルブ中に止まることになる。従って、ひ
どい場合は、その設計性能を満たすことができないプロ
セスとなるほど吸着床の性能が低下したり、またダスト
粒子が、吸着容器とつながったバルブの効果的な操作を
妨げるという恐れもある。
【０００３】米国特許第４，５７６，６１４号には、吸
着剤床が流動化する傾向を妨げる手段が記載されてい
る。圧力は、圧縮バネによって支えられた上部グリッド
又はプレートにより、各床の上部に及ぶ。圧力変動式吸
着法における吸着床は、一般に円柱形である傾向にある
ので、比較的高い圧縮力がこれらのプレートによって篩
の比較的小さな表面積に及ぶ。従って、床の上部の篩は
圧しつぶされ、その結果、篩が損なわれる傾向がある。
【０００４】「速いサイクル」の圧力変動式吸着法で生
じる問題点についての上記の記載は、粒状物質床の操作
で生じる問題点を説明するためのものである。起こりう
る他の問題点は、床が「沈降」して、高さが均一でない
床が生じ、その結果、床のある部分では他の部分よりも
気体がより多く流れようとして、床が十分に利用されな
い傾向があることである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、粒状
物質をよりよく抑制するための手段を有する、粒状物質
床を含有する容器を含む気体の処理又は分離装置を提供
することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明では、粒状床を含
有しかつ少なくとも１種の気体送入口及び少なくとも１
つの気体送出口を有する少なくとも１つの容器を含む気
体の処理又は分離装置において、床が通常床の長手方向
に延びている複数の膨張性中空部材を収容し、該部材が
加圧下で液体源に通じる状態で配置することができる上
記の装置を提供する。
【０００７】膨張性部材は、操作の際に床で得られる最
大圧と少なくとも同じ圧力に加圧するのが好ましい。入
ってくる気体混合物を圧縮するコンプレッサーを含む、
圧力変動式吸着法によって気体混合物を分離する装置の
場合、膨張性部材はコンプレッサーの出口と直接通じて
いるのが好ましい。従って、膨張性部材内の圧力は常
に、少なくとも、容器内で得られる最大圧である。実際
に、装置内の圧力が低下すると、膨張性部材内の圧力は
常に最大圧を超過する可能性がある。あるいは、膨張性
部材を、入ってくる気体混合物と異なる組成の気体によ
って加圧してもよい。別の方法では、圧媒液を用いて膨
張性部材を加圧する。
【０００８】さらに別の方法では、適当な熱媒液を用い
て膨張性部材を加圧する。この別法は、酸素を製造する
ためのＰＳＡシステムの場合、特に有用である。酸素の
ＰＳＡ圧力容器の場合、２０−８０℃の大きな温度差
が、圧力容器入り口と粒状分子篩床の中心との間にある
ことが知られている。シリコーン油のような熱媒液で満
たされた膨張性部材を用いると、温度の均等化並びに粒
状材料の抑制を行うことができる。
【０００９】膨張性部材はプラスチック材料でできてい
るのが好ましい。これらは一般に細長い部材であり、そ
のうちのいくつかは他のものと長さが異なっているのが
好ましい。部材の少なくともいくつかは、頂部付近から
床の底付近に延びているのが好ましい。これらは例え
ば、その末端が閉じたプラスチックホースの形であって
もよい。
【００１０】プラスチックホースは平らな面を持つ形の
ものが好ましい。
【００１１】床の頂部の吸着剤は装置の操作時に移動す
る傾向が大いにあるので、膨張性部材のいくつかは比較
的短い距離、例えば床の長さの１／３以下だけ頂部から
床に延びているのが好ましい。
【００１２】本発明の装置では、吸着剤粒子を、比較的
小さい圧縮力のみを加えながら行う様々な操作の際の移
動に対して、抑制することが可能であり、これによって
粒子が圧しつぶされる恐れは少なくなる。本発明の装置
は速いサイクルの圧力変動式吸着法又は他のどのような
圧力変動式吸着法にも用いうる。あるいは、他の吸着法
又は実際に気体を粒状材料床に通すどのような方法にも
用いることができる。
【００１３】次に、図を参照して本発明の装置を説明す
る。図には、それぞれ頂部及び底部にフランジ４及び６
を有する通常は円柱の圧力容器２が示されており、クロ
ージャー８及び１０にはそれぞれ気体用開口部１２及び
１４がある。気体用開口部１２及び１４はそれぞれ、最
小の粒子以外のあらゆる粒子を気体から除去するために
取り付けられたフィルター１６内で終わる。
【００１４】吸着剤材料の床１８は容器２内に維持す
る。保持グリッド２０及び２２は床の頂部及び底部にそ
れぞれ取り付ける。マニホールド２４は上部保持グリッ
ド２０の上の容器２内に配置する。マニホールド２４
は、クロージャー８を通って延びる導管２６と通じてお
り、そして例えば、圧力変動式吸着によって空気を分離
する装置の場合は、その装置の空気コンプレッサーであ
る加圧流体源内で終わる。マニホールド２４は、それぞ
れ末端が閉じたかつ一般にはプラスチック材料でできた
いくつかの（例えば７つ）の細長い膨張性部材３０を収
容する。部材３０は、それぞれ平らな面４２及び４４を
有する、図２に示すような断面のものである。部材３０
は、容器２の長手方向に対して一般に平行に、マニホー
ルド２４から床１８に下向きに延びている（図示のよう
に）。一般に、部材３０の約半分は床１８の下方向の１
／３に延びており、残りは大体床１８の底部まで延びて
いる。
【００１５】操作の際、マニホールド２４は、容器２内
の最高圧よりわずかに高い圧力源に接続する。この圧力
を加えることによって、部材３０は膨張し、従って、粒
子の移動を妨げる作用をする。一般に、圧力変動式吸着
装置の一部としての容器の操作の際、容器２内の圧力は
生成物圧と大気圧との間をサイクルするが、部材３０内
の圧力は一定に維持しうる。吸着材料が移動する場合、
部材３０は膨張して空間を塞ぎ、材料がさらに移動する
のを妨げようとする。
【００１６】必要ならば、そして特に酸素を製造するＰ
ＳＡ圧力容器の場合、マニホールド２４内の圧力は導管
２６を熱媒液の溜め３２に接続することによってもたら
される。溜め３２には供給管３４を通して熱媒液が供給
され、供給管３４は断路バルブ３６及び該管内に配置さ
れた逆止め弁３８を有する。溜め３２は、溜め３２内の
圧力を視覚的に示す圧力計４０を備えていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の装置の、一部が断面の側面図である。
【図２】図１のライン１−１の断面図である。
【符号の説明】
２ 圧力容器 １２ 気体送出口 １４ 気体送入口 １６ フィルター １８ 粒状物質床 ３０ 膨張性部材 ３２ 熱媒液溜め ４０ 圧力計
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ピオトー・ジャン・サドウスキ イギリス国サリー ジーユー12・６ピーエ イチ，アッシュ，アレクサンドラ・ロード 34，バーン・ハッチ ２

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 粒状物質床（１８）を含みかつ少なく
    とも１つの気体送入口（１４）及び少なくとも１つの気
    体送出口（１２）を有する気体の処理又は分離装置であ
    って、床（１８）は通常床の長手方向に延びている複数
    の膨張性中空部材（３０）を収容し、該部材（３０）は
    加圧下で流体源と通じる状態で配置することができるこ
    とを特徴とする、上記の装置。
  2. 【請求項２】 さらに、入ってくる気体混合物を圧縮す
    るコンプレッサーを含み、膨張性部材（３０）が直接コ
    ンプレッサーの出口と通じていることを特徴とする、圧
    力変動式吸着によって気体混合物を分離するための請求
    項１に記載の装置。
  3. 【請求項３】 膨張性部材（３０）が、分離する気体混
    合物と異なる組成の気体混合物の加圧源と接続している
    ことを特徴とする、請求項１に記載の装置。
  4. 【請求項４】 膨張性部材（３０）を加圧するための圧
    媒手段を特徴とする、請求項１に記載の装置。
  5. 【請求項５】 膨張性部材（３０）が熱媒液によって加
    圧されることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
  6. 【請求項６】 膨張性部材（３０）がプラスチック材料
    で形成されたものである、請求項１−５のいづれかに記
    載の装置。
  7. 【請求項７】 膨張性部材（３０）が細長いものである
    ことを特徴とする、請求項１−６のいづれかに記載の装
    置。
  8. 【請求項８】 膨張性部材（３０）のいくつかが、他の
    ものと長さが異なっていることを特徴とする、請求項７
    に記載の装置。
  9. 【請求項９】 各膨張性部材（３０）が平らな面（４
    ２、４４）を持つような形のプラスチックホースよりな
    る、請求項１−８のいづれかに記載の装置。
JP3187712A 1990-07-26 1991-07-26 気体の処理又は分離装置 Pending JPH06106018A (ja)

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GB909016415A GB9016415D0 (en) 1990-07-26 1990-07-26 Gas treatment or separation apparatus
GB9016415:3 1990-07-26

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US (1) US5118331A (ja)
EP (1) EP0468665B1 (ja)
JP (1) JPH06106018A (ja)
DE (1) DE69111324T2 (ja)
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