JPH0615720U - Pressure swing adsorption device - Google Patents
Pressure swing adsorption deviceInfo
- Publication number
- JPH0615720U JPH0615720U JP2241792U JP2241792U JPH0615720U JP H0615720 U JPH0615720 U JP H0615720U JP 2241792 U JP2241792 U JP 2241792U JP 2241792 U JP2241792 U JP 2241792U JP H0615720 U JPH0615720 U JP H0615720U
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- adsorption
- gas
- unit
- tower
- separation
- 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.)
- Granted
Links
Landscapes
- Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 大量の混合ガスを性能良く分離することが可
能な多連ユニット式の圧力スイング吸着装置を提供す
る。
【構成】 ２以上の吸着塔が並列に連結された吸着ユニ
ット３が、２以上並列に連結され、各吸着ユニット３へ
送られる混合ガスが分流器１により分流され、分流器１
と吸着ユニット３の間には分流ガス調節バルブ２が設け
られ、各吸着ユニット３の分離ガス流出側に分離ガスサ
ージタンク５が設けられ、各タンク５が、製品ガスホル
ダー７と連結されていて、吸着塔切換え時間が吸着ユニ
ット３ごとにずれるようにして制御される。この際、分
離ガスサージタンクの分離ガス流出側に合流器を設け、
更に合流ガス調節バルブにより合流される分離ガスの流
量が調節可能な構造としても良い。
【効果】 吸着塔内のガスの流動状態が均一に維持で
き、吸着塔切り替え時の圧力変動が少なく、分離性能が
優れる。
(57) [Summary] [Objective] To provide a multi-unit type pressure swing adsorption device capable of separating a large amount of mixed gas with good performance. [Structure] Two or more adsorption units 3 in which two or more adsorption towers are connected in parallel are connected in parallel, and a mixed gas sent to each adsorption unit 3 is diverted by a diverter 1 to form a diverter 1.
A split gas control valve 2 is provided between the adsorption unit 3 and the adsorption unit 3, a separation gas surge tank 5 is provided on the separation gas outflow side of each adsorption unit 3, and each tank 5 is connected to a product gas holder 7. The adsorption tower switching time is controlled so as to be shifted for each adsorption unit 3. At this time, a confluencer is provided on the separation gas outflow side of the separation gas surge tank,
Further, the flow rate of the separated gas combined by the combined gas adjusting valve may be adjusted. [Effect] The flow state of the gas in the adsorption tower can be maintained uniform, the pressure fluctuation when switching the adsorption tower is small, and the separation performance is excellent.
Description
【０００１】[0001]
本考案は、複数の吸着塔からなる吸着ユニットが複数個並列に配置された多連 ユニット式の圧力スイング吸着装置（ＰＳＡ装置、pressure swing adsorption apparatus ）、特に空気を分離するのに使用される多連ユニット式の圧力スイン グ吸着装置に関するものである。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is a multiple unit type pressure swing adsorption apparatus (PSA apparatus, pressure swing adsorption apparatus) in which a plurality of adsorption units composed of a plurality of adsorption towers are arranged in parallel, and is particularly used for separating air. The present invention relates to a continuous unit type pressure swing adsorption device.
【０００２】[0002]
今日までに、ＰＳＡ装置を用いて、複数のガス成分からなる混合ガスを各構成 ガス成分に吸着分離することが知られており、一般的なＰＳＡ装置としては、２ つの吸着塔が１つのユニットを形成した２塔式のものや、４つの吸着塔が並列に 連結されて１つのユニットを形成した４塔式のもの等がある。 To date, it has been known that a mixed gas composed of a plurality of gas components is adsorbed and separated into constituent gas components by using a PSA device. As a general PSA device, two adsorption towers are one unit. There is a two-column type in which a unit is formed, and a four-column type in which four adsorption columns are connected in parallel to form one unit.
【０００３】 しかしながら、これらのＰＳＡ装置は、いずれも１ユニット式のものであって 、このようなＰＳＡ装置を設計する際には、例えば、小型のＮ2 −ＰＳＡ装置を 用いた性能テスト実験により、最適空塔速度、Air/Ｎ2 、製品Ｎ2 量／吸着材充 填量、充填高さ／塔径、空気量／塔断面積などを予め算出し、これらの値をその まま利用して、需要先より与えられた製品Ｎ2 量に応じて、必要となる原料空気 量を算出していた。それゆえ、吸着塔の直径（塔径）は、このようにして算出さ れた原料空気量を、先に算出した空塔速度で割って得た空塔断面積（１塔当たり の空塔断面積）を基に決定していた。このため、原料の空気量が多くなればなる ほど大きな塔径が必要となり、装置全体を小型化することは困難であった。However, all of these PSA devices are of a single unit type, and when designing such a PSA device, for example, a performance test experiment using a small N 2 -PSA device is performed. , Optimum superficial velocity, Air / N 2 , product N 2 amount / adsorbent filling amount, filling height / tower diameter, air amount / tower cross-sectional area, etc. are calculated in advance and these values are used as they are. The required amount of raw material air was calculated according to the amount of product N 2 given by the customer. Therefore, the diameter of the adsorption tower (tower diameter) is calculated by dividing the amount of raw material air calculated in this way by the previously calculated superficial velocity. Area). Therefore, the larger the amount of raw material air, the larger the column diameter required, and it was difficult to downsize the entire device.
【０００４】 又、従来の小型ＰＳＡ装置の場合には吸着塔の塔径が小さいので、吸着塔内は 比較的均一な流動状態が得られるが、大量の原料空気量を分離するために吸着塔 径を大きくしたＰＳＡ装置にあっては、以下に示すような問題点があった。 まず第１の問題点は、吸着塔の塔径が大きいためにＬ／Ｄ（Ｌ：吸着材充填高 さ、Ｄ：吸着塔内径）の値が小さくなり、吸着塔内のガス流動状態が不均一にな りやすく、製品純度の低下などの性能の低下を招くことである。これまでの経験 則から、Ｌ／Ｄ≦３の式を満たす２塔式ＰＳＡ装置の場合には、吸着工程におい て、原料空気が不均一な流動になり、また脱着工程においては比較的ガス量の少 ないパージガスが均一に流動せず、部分的に流動するチャネリング現象が生じる ことが知られている。その結果、このような２塔式ＰＳＡ装置では、吸着された 酸素成分の脱着が不十分となり、十分なパージ再生が行なわれず、次工程の吸着 工程における吸着材（例えばモレキュラー・シーブ・カーボン）に酸素成分が十 分に吸着分離されなくなって、分離効率が低下する。Further, in the case of the conventional small-sized PSA apparatus, since the tower diameter of the adsorption tower is small, a relatively uniform flow state can be obtained in the adsorption tower, but in order to separate a large amount of raw material air, the adsorption tower The PSA device having a large diameter has the following problems. First, the first problem is that the L / D (L: adsorbent filling height, D: adsorption column inner diameter) value is small because the column diameter of the adsorption column is large, and the gas flow state in the adsorption column is unsatisfactory. It is easy to be uniform, which leads to deterioration of performance such as deterioration of product purity. Based on the empirical rules so far, in the case of a two-column PSA device that satisfies the equation of L / D ≦ 3, the feed air becomes non-uniform in the adsorption process, and the gas amount in the desorption process is relatively large. It is known that a small amount of purge gas does not flow uniformly and a partially flowing channeling phenomenon occurs. As a result, in such a two-column PSA device, desorption of the adsorbed oxygen components becomes insufficient, sufficient purge regeneration is not performed, and the adsorbent (eg, molecular sieve carbon) in the adsorbing process of the next process is not performed. Oxygen components are not sufficiently adsorbed and separated, and the separation efficiency decreases.
【０００５】 次に、従来の小型のＰＳＡ装置における第２の問題点は、吸着塔を切り換える 際の圧力変動による性能低下である。即ち、図５の（ａ）〜（ｃ）に示されるよ うに、従来の２塔式Ｎ2 −ＰＳＡ装置においては吸着塔を切り換えた場合、これ まで吸着工程にあったＡ塔が脱着工程になり、これまで脱着工程にあったＢ塔が 吸着工程になる（図５の（ａ）及び（ｃ）参照）。このとき一般には、製品の収 率を向上させるために、Ａ塔では吸着工程−均圧工程−脱着工程、Ｂ塔ではＡ塔 とは逆に脱着工程−均圧工程−吸着工程のように吸着工程と脱着工程の間に均圧 工程を設け（図５の（ｂ）参照）、この均圧工程において、吸着塔内に残留して いる窒素成分を他塔へ移動して回収する。Next, the second problem in the conventional small-sized PSA device is the performance deterioration due to the pressure fluctuation when switching the adsorption tower. That is, as shown in (a) to (c) of FIG. 5, when the adsorption tower is switched in the conventional two-tower N 2 -PSA apparatus, the A tower, which has been in the adsorption step up to now, becomes the desorption step. The column B, which has been in the desorption process until now, becomes the adsorption process (see (a) and (c) of FIG. 5). At this time, in general, in order to improve the product yield, the adsorption is performed in the adsorption process-pressure equalization process-desorption process in the A tower, and in the desorption process-equalization process-adsorption process in the B tower, which is the reverse of the A tower. A pressure equalization step is provided between the step and the desorption step (see FIG. 5B), and in this pressure equalization step, the nitrogen component remaining in the adsorption tower is transferred to another tower and recovered.
【０００６】 よって、このような従来の２塔式Ｎ2 −ＰＳＡ装置の均圧工程では、吸着塔か ら製品窒素を取り出すことができず、吸着塔を切り換える際に大きな圧力変動が 生じ、図６に示される吸着工程での吸着塔内濃度分布の測定例からもわかるよう に、圧力変動により、製品窒素濃度が大きく変動するという問題点がある。Therefore, in the pressure equalization process of such a conventional two-tower N 2 -PSA apparatus, product nitrogen cannot be taken out from the adsorption tower, and a large pressure fluctuation occurs when switching the adsorption tower. As can be seen from the measurement example of the concentration distribution in the adsorption tower in the adsorption step shown in 6, there is a problem that the product nitrogen concentration fluctuates greatly due to pressure fluctuation.
【０００７】 この他、中型〜大型のＮ2 −ＰＳＡ装置やＯ2 −ＰＳＡ装置の場合には、吸着 塔の容量が大きくなると、装置全体の据え付け面積（又は、装置における吸着ユ ニットの大きさ、吸着塔の直径）が大きくなり、車両幅（例えば、トラックの荷 台幅など）より大きくなれば、工場内で組み立てたまま輸送することは困難にな る。そして、このような大型のＰＳＡ装置の場合には、現地で組み立てを行わな ければならなくなり、装置の組み立てに要する期間が長くなるという問題も生じ る。In addition, in the case of medium to large N 2 -PSA devices and O 2 -PSA devices, when the capacity of the adsorption tower becomes large, the installation area of the entire device (or the size of the adsorption unit in the device). However, if the adsorption tower diameter becomes larger and becomes wider than the vehicle width (for example, truck bed width), it will be difficult to transport the assembled assembly in the factory. Further, in the case of such a large PSA device, it is necessary to assemble it on site, which causes a problem that the period required to assemble the device becomes long.
【０００８】[0008]
本考案は、上記の従来のＰＳＡ装置における問題点を解決し、吸着塔内のガス の流動状態を均一に保つことができ、しかも吸着塔を切り換える際の圧力変動が 少なく、大量の混合ガスを性能良く分離することが可能な圧力スイング吸着装置 を提供することを課題とする。 The present invention solves the above-mentioned problems in the conventional PSA apparatus, can keep the gas flow state in the adsorption tower uniform, and has little pressure fluctuation when switching the adsorption tower, and can generate a large amount of mixed gas. An object of the present invention is to provide a pressure swing adsorption device capable of separating with good performance.
【０００９】 本考案者は、複数の吸着塔からなる従来の吸着ユニットを並列させて多連ユニ ット構造とし、各吸着ユニットに流入する混合ガスの流量を、分流器とバルブで 調節可能な構造とすることによって、吸着塔内のガスの流動状態を均一に保つと 共に、吸着ユニット中の吸着塔切換時間をシーケンサによりずらすことで、吸着 塔を切換える際の圧力変動を少なくして、分離性能を高めることに成功した。 又、各吸着ユニットで分離されたガスが最終的に集められる製品ガスホルダー の容量が小さい場合であっても、製品ガスホルダーへ送られる手前に合流器とバ ルブを設けることにより、吸着塔内のガスの流動状態が均一で、吸着塔切換時の 圧力変動が少ない状態で混合ガスを分離ができることを見出した。The present inventor has arranged a conventional adsorption unit composed of a plurality of adsorption columns in parallel to form a multiple unit structure, and the flow rate of the mixed gas flowing into each adsorption unit can be adjusted by a flow divider and a valve. By adopting a structure, the gas flow in the adsorption tower can be kept uniform, and the adsorption tower switching time in the adsorption unit can be shifted by a sequencer to reduce pressure fluctuations when switching the adsorption tower and to separate the adsorption tower. Succeeded in improving performance. Even if the capacity of the product gas holder where the gas separated in each adsorption unit is finally collected is small, by installing a confluencer and a valve in front of the product gas holder, the inside of the adsorption tower It was found that the mixed gas can be separated in a state in which the gas flow state is uniform and there is little pressure fluctuation when switching the adsorption tower.
【００１０】[0010]
本考案の圧力スイング吸着装置は、複数のガス成分からなる混合ガスを、各構 成ガス成分に分離するのに用いられる圧力スイング吸着装置において、 ２以上の吸着塔が並列に連結されることにより一つの吸着ユニットを形成し、 かつ上記吸着ユニットが２以上並列に連結されていること、 上記各吸着ユニットの混合ガス流入側には、混合ガスを各吸着塔に分流するこ とが可能な分流器が設けられ、上記分流器と吸着ユニットの間には、各吸着ユニ ットに送られる混合ガスの流量を調整することが可能な分流ガス調節バルブがそ れぞれ設けられていること、 上記各吸着ユニットの分離ガス流出側が、吸着ユニットごとにそれぞれ分離ガ スサージタンクと連結されており、上記各分離ガスサージタンクは、更に製品ガ スホルダーと連結されていること、及び 上記吸着ユニット中の吸着塔切換時間が、吸着ユニットごとにずれるようにし て制御されることを特徴とする。 The pressure swing adsorption device of the present invention is a pressure swing adsorption device used for separating a mixed gas composed of a plurality of gas components into respective constituent gas components, in which two or more adsorption towers are connected in parallel. One adsorbing unit is formed, and two or more of the adsorbing units are connected in parallel. On the gas mixture inlet side of each of the adsorbing units, it is possible to divide the mixed gas into each adsorbing tower. And a diversion gas control valve capable of adjusting the flow rate of the mixed gas sent to each adsorption unit between the diversion device and the adsorption unit. The separation gas outflow side of each adsorption unit is connected to a separation gas surge tank for each adsorption unit, and each separation gas surge tank is further connected to a product gas holder. And the adsorption tower switching time in the adsorption unit is controlled so as to shift for each adsorption unit.
【００１１】 又、本考案は、上記の吸着装置にあって、各分離ガスサージタンクと製品ガス ホルダーの間に、分離されたガスを合流することが可能な合流器が設けられてお り、しかもこの合流器と各分離ガスサージタンクとの間に、合流器へ送られる分 離ガスの流量を調整することが可能な合流ガス調節バルブがそれぞれ設けられて いることを特徴とするものでもある。Further, the present invention is the adsorption device described above, wherein a confluencer capable of converging the separated gases is provided between each separation gas surge tank and the product gas holder, In addition, a merged gas control valve capable of adjusting the flow rate of the separated gas sent to the merger is provided between the merger and each of the separated gas surge tanks. .
【００１２】 まず、図１に本考案のＰＳＡ装置の一例として、Ｎ2 −ＰＳＡ装置における構 成図を示すが、本考案はこれに限定されるものではない。 図１に示されるように、本考案では、２以上の吸着塔が並列に連結されること により形成される吸着ユニット３が２以上並列に連結されており、多塔多連ユニ ット式であるという点において従来のものとは大きく異なる（図１に示される本 考案のＰＳＡ装置は、２つの吸着塔を１ユニットとした３ユニット式のものであ る）。よって、従来のものに比べて、一つの吸着塔に流入する混合ガス（空気） の量を小さくすることが可能で、塔径を小さくすることができ、Ｌ／Ｄの値を３ 以上とし易いので、従来における問題点の１つである、吸着塔内における混合ガ スの不均一な流動分布を防止することができる。本考案における１つの吸着ユニ ット３の最も簡単なものは、図１に示されるような、２塔（Ａ塔及びＢ塔）から 構成されたものであるが、３塔以上であっても良い。 尚、図１に示される吸着塔Ａ及びＢの内部には、混合ガスを構成するガス成分 に応じて充填材が充填され、この充填材としては、これまでに市販されている種 々の吸着材（例えばモレキュラー・シーブ・カーボン等）が広く利用できる。First, FIG. 1 shows a configuration diagram of an N 2 -PSA device as an example of the PSA device of the present invention, but the present invention is not limited to this. As shown in FIG. 1, in the present invention, two or more adsorption units 3 formed by connecting two or more adsorption columns in parallel are connected in parallel. In some respects, it is significantly different from the conventional one (the PSA device of the present invention shown in Fig. 1 is a three-unit type with two adsorption towers as one unit). Therefore, compared with the conventional one, the amount of mixed gas (air) flowing into one adsorption tower can be reduced, the tower diameter can be reduced, and the L / D value can be easily set to 3 or more. Therefore, it is possible to prevent the non-uniform flow distribution of the mixed gas in the adsorption tower, which is one of the problems in the related art. The simplest one adsorption unit 3 in the present invention is composed of two towers (A tower and B tower) as shown in FIG. 1, but even if it is three or more towers. good. It should be noted that the adsorption towers A and B shown in FIG. 1 are filled with a filler according to the gas components constituting the mixed gas, and as the filler, various adsorption agents commercially available so far are used. Materials (for example, molecular sieve, carbon, etc.) can be widely used.
【００１３】 又、本考案のＰＳＡ装置では、混合ガスの不均一な流動分布を解消し、原料の 混合ガスを各吸着ユニット３へ均等に分流することができるように、各吸着ユニ ット３におけるガス流入側（一般に各吸着ユニットの塔底入口部）に、各吸着塔 へ送られる混合ガスを分流可能な分流器１及び分流ガス調節バルブ２がそれぞれ 設けられている。In addition, in the PSA device of the present invention, each adsorption unit 3 can be divided so that the non-uniform flow distribution of the mixed gas can be eliminated and the mixed gas of the raw materials can be evenly divided into each adsorption unit 3. On the gas inflow side (generally, the column bottom inlet of each adsorption unit), there are provided a flow divider 1 and a divided gas control valve 2 capable of dividing the mixed gas sent to each adsorption tower.
【００１４】 この分流器１としては、図３に示されるような構造のものが一般的であり、混 合ガス流入口９から流入した混合ガスは、分流器１の本体の内部を通り、各混合 ガス流出口１０から流出される。この図３の分流器１は、吸着ユニットの数が２ 個の場合に使用されるものであるが、吸着ユニットの数がｎ個の場合には混合ガ ス流出口１０がｎ個設けられたものを使用すれば良い。この際、各吸着ユニット へ混合ガスが均等に分流されるように、分流器１の内径Ｄと、混合ガス流入口９ の内径ｄ及び混合ガス流出口１０の内径ｄが、Ｄ≧２ｄの式を満たすことが好ま しい。The flow diverter 1 generally has a structure as shown in FIG. 3, and the mixed gas flowing from the mixed gas inlet 9 passes through the inside of the main body of the flow diverter 1. It flows out from the mixed gas outlet 10. The flow divider 1 of FIG. 3 is used when the number of adsorption units is two, but when the number of adsorption units is n, n mixing gas outlets 10 are provided. You can use one. At this time, the inner diameter D of the flow divider 1, the inner diameter d of the mixed gas inlet 9 and the inner diameter d of the mixed gas outlet 10 are expressed by D ≧ 2d so that the mixed gas is evenly divided into each adsorption unit. It is preferable to meet.
【００１５】 一方、分流ガス調節バルブ２はそれぞれ、分流器１と吸着ユニット３の間に設 けられ、このバルブにより、各吸着ユニット３に送られる混合ガスの流量を調整 することができる。一般に流体、特にガスの配管内の静圧力は流動抵抗によって 決まるものであって、各ユニットへの混合ガス流入口配管を分岐し、分岐後のい ずれの配管における静圧力も等しくするには流動抵抗を等しくすれば良く、本考 案では、分流器１及び各吸着ユニット３への配管に設けられた分流ガス調節バル ブ２が、原料混合ガス（例えば空気）の静圧力を等しくする作用をする。この分 流ガス調節バルブ２としてはニードル弁や固定オリフィスを使用しても良い。On the other hand, each of the split gas control valves 2 is provided between the flow divider 1 and the adsorption unit 3, and the valve can adjust the flow rate of the mixed gas sent to each adsorption unit 3. Generally, the static pressure in the fluid, especially gas, is determined by the flow resistance, so that the static pressure in the mixed gas inlet pipe to each unit is branched and the static pressure in any of the pipes after the branch is equal. It suffices to make the resistances equal. In the present proposal, the flow dividing gas adjusting valve 2 provided in the pipes to the flow divider 1 and each adsorption unit 3 functions to make the static pressure of the raw material mixed gas (for example, air) equal. To do. A needle valve or a fixed orifice may be used as the split gas control valve 2.
【００１６】 このようにして、本考案のＰＳＡ装置では、分流器１と分流ガス調節バルブ２ により、分離する混合ガスが各吸着ユニット３に均等に分流され、吸着塔内のガ ス濃度分布を均一なものとすることかできるので、従来のように１つの吸着ユニ ットで全空気量を処理する場合に生じる不均一流動による吸着分離性能の低下、 特に製品純度の低下が生じない。As described above, in the PSA apparatus of the present invention, the mixed gas to be separated is evenly divided into the adsorption units 3 by the flow divider 1 and the dividing gas control valve 2, and the gas concentration distribution in the adsorption tower is Since it can be made uniform, deterioration of adsorption separation performance due to non-uniform flow that occurs when treating a total amount of air with one adsorption unit as in the conventional case, and particularly deterioration of product purity does not occur.
【００１７】 尚、図１に示される本考案のＮ2 −ＰＳＡ装置では、吸着ユニット３に供給さ れる混合ガス（原料空気）の総量が、装置全体に必要な所定の流量となるように 流量計８で原料空気の供給量が計測されており、各吸着ユニット３ごとに設けら れた分流ガス調節バルブ２により各吸着ユニット３への空気の流入量が均等にな るようにして分流され、Ａ塔及びＢ塔にて吸着分離された後、分離によって生じ た排ガスが、各吸着ユニット３からそれぞれ排気される構造となっている。In the N 2 -PSA apparatus of the present invention shown in FIG. 1, the total amount of the mixed gas (raw material air) supplied to the adsorption unit 3 is adjusted so that the total flow rate becomes a predetermined flow rate required for the entire apparatus. The supply amount of the raw material air is measured by a total of 8, and the flow is divided by the diversion gas control valve 2 provided for each adsorption unit 3 so that the inflow amount of the air to each adsorption unit 3 becomes equal. , A tower and B tower are adsorbed and separated, and then the exhaust gas generated by the separation is exhausted from each adsorption unit 3.
【００１８】 又、本考案のＰＳＡ装置では、図１に示されるように、各吸着ユニット３の分 離ガス（窒素ガス）流出側が、吸着ユニットごとにそれぞれ分離ガスサージタン ク５と連結され、更に、この分離ガスサージタンク５がそれぞれ、図１に示され るように大きな容量を有する１個の製品ガスホルダー７と連結されている。 この分離ガスサージタンク５は、製品ガス濃度の経時変化を可能な限り平均化 して製品ガスホルダー７に送る働きをすると共に、圧力変化の変動を小さくする 働きもする。 このように、各吸着ユニット３で分離された製品ガスは、製品ガスホルダー７ に集められ、この製品ホルダー７を経た後、最終製品として取り出される。Further, in the PSA device of the present invention, as shown in FIG. 1, the separation gas (nitrogen gas) outflow side of each adsorption unit 3 is connected to the separation gas surge tank 5 for each adsorption unit, and further, Each of the separation gas surge tanks 5 is connected to one product gas holder 7 having a large capacity as shown in FIG. The separation gas surge tank 5 has a function of averaging the change over time of the product gas concentration as much as possible and sending it to the product gas holder 7, and also a function of reducing the fluctuation of the pressure change. In this way, the product gas separated in each adsorption unit 3 is collected in the product gas holder 7 and, after passing through the product holder 7, is taken out as a final product.
【００１９】 又、本考案における別のＰＳＡ装置においては、図２に示されるように、各分 離ガスサージタンク５の分離ガス（窒素ガス）流出側が、分離されたガスを合流 することが可能な合流器４と連結されており、この合流器４を経て製品ガスホル ダー７へ分離ガスが送られる。この合流器４は、前述の分流器１と同様の構造を 有するものであって、例えば図４に示されるように、各分離ガス流入口１２から 流入した分離ガスが、合流器４の本体内部を通って分離ガス流出口１１から流出 される。この際、合流器４の内径Ｄと、分離ガス流入口１２の内径ｄ及び分離ガ ス流出口１１の内径ｄとの関係は、前述の分流器１の場合と同様に、Ｄ≧２ｄの 式を満たすことが好ましい。In another PSA device of the present invention, as shown in FIG. 2, the separated gas (nitrogen gas) outflow side of each separated gas surge tank 5 can join the separated gas. The separation gas is sent to the product gas holder 7 through the confluence unit 4. The merger 4 has a structure similar to that of the flow divider 1 described above. For example, as shown in FIG. 4, the separated gas flowing from each of the separated gas inlets 12 is inside the main body of the merger 4. Through the separated gas outlet 11. At this time, the relationship between the inner diameter D of the combiner 4 and the inner diameter d of the separation gas inflow port 12 and the inner diameter d of the separation gas outflow port 11 is the same as in the case of the flow divider 1 described above, and the relation of D ≧ 2d is satisfied. It is preferable to satisfy.
【００２０】 更に、図２に示される本考案のＰＳＡ装置では、合流器４と各分離ガスサージ タンク５との間に、合流ガス調節バルブ６がそれぞれ設けられ、このバルブ６に よって合流器４へ送られる分離ガス（窒素ガス）の流量が均等に調整される構造 となっているが、合流ガス調節バルブ６を設けることなく、合流器４へ送られる 分離ガスの流量を分流ガス調節バルブ２によって均等に調節できる場合もあり、 本考案における合流ガス調節バルブ６は適宜設けられるものである。 このようにして各分離ガスサージタンク５ごとに流量を均等に調整することに より得られる効果は、前述の分流ガス調節バルブ２による各吸着ユニット３への 混合ガスの均等分流の場合と同様であり、この合流ガス調節バルブ６としては、 前述の分流ガス調節バルブ２と同様のものが使用できる。Further, in the PSA apparatus of the present invention shown in FIG. 2, a merged gas control valve 6 is provided between the merger 4 and each of the separated gas surge tanks 5, and the valve 6 allows the merger 4 to reach the merger 4. The structure is such that the flow rate of the separated gas (nitrogen gas) to be sent is adjusted evenly, but the flow rate of the separated gas sent to the combiner 4 is adjusted by the split gas control valve 2 without providing the combined gas control valve 6. In some cases, they can be adjusted evenly, and the combined gas adjusting valve 6 in the present invention is appropriately provided. In this way, the effect obtained by uniformly adjusting the flow rate for each separation gas surge tank 5 is the same as in the case of the uniform distribution of the mixed gas to each adsorption unit 3 by the distribution gas control valve 2 described above. As the merged gas control valve 6, the same one as the split gas control valve 2 described above can be used.
【００２１】 尚、本考案では、分流器４を設ける必要があるか否か、即ち混合ガスの分離に おいて図２に示される構成のＰＳＡ装置を使用しなければならないかどうかは、 製品ガスホルダー７における製品ガスの平均滞留時間によって決定され、この平 均滞留時間が１０sec.以上であれば分流器４を設けなくても良く、図１に示され る構成のＰＳＡ装置を使用することができ、各分離ガスサージタンク５からの製 品ガス濃度が均一なものとなる。しかし、製品ガスホルダー７における製品ガス の平均滞留時間が１０sec.以下となる場合には、分流器４が設けられた図２に示 される構成のＰＳＡ装置を必ず使用しなければならない。 このように、本考案では、分流器４は必ずしも設けられるとは限らず、分流器 ４が設けられない場合（製品ガスホルダー７の内容積が大きい場合）には製品ガ スホルダー７が分流器４の役割を兼ねることになる。In the present invention, whether or not the flow divider 4 needs to be provided, that is, whether or not the PSA device having the configuration shown in FIG. It is determined by the average residence time of the product gas in the holder 7. If the average residence time is 10 sec. Or more, the flow divider 4 may not be provided, and the PSA device having the configuration shown in FIG. 1 can be used. As a result, the product gas concentration from each separation gas surge tank 5 becomes uniform. However, when the average residence time of the product gas in the product gas holder 7 is 10 sec. Or less, the PSA device having the configuration shown in FIG. As described above, according to the present invention, the flow divider 4 is not always provided, and when the flow divider 4 is not provided (when the inner volume of the product gas holder 7 is large), the product gas holder 7 is not provided. It will also serve the role of 4.
【００２２】 又、本考案のＰＳＡ装置は、複数の吸着ユニット３を有した構造である上に、 この各吸着ユニット３中の吸着塔切換え時間が、吸着ユニット３ごとにずれるよ うにして制御されることを特徴とし、例えば吸着ユニット３が２塔式の場合は、 半サイクル時間ごとに吸着塔（Ａ塔とＢ塔）の切り換えが各吸着ユニット３ごと にずれて行われ、各吸着ユニット３において同時に吸着塔が切り換わることがな い。本考案では、一般的に、吸着塔切換え時間はシーケンサ制御等により均等に ずれるようにして制御され、シーケンサが設けられる。尚、図１及び図２に示さ れる本考案のＰＳＡ装置には、シーケンサは図示されていない。In addition, the PSA device of the present invention has a structure having a plurality of adsorption units 3, and the adsorption tower switching time in each adsorption unit 3 is controlled so as to be shifted for each adsorption unit 3. For example, when the adsorption unit 3 is a two-column type, the adsorption towers (A tower and B tower) are switched for each half cycle time while being shifted for each adsorption unit 3. In 3, the adsorption tower does not switch at the same time. In the present invention, the adsorption tower switching time is generally controlled so as to be evenly shifted by a sequencer control or the like, and a sequencer is provided. A sequencer is not shown in the PSA apparatus of the present invention shown in FIGS. 1 and 2.
【００２３】 本考案のＰＳＡ装置は、このようにして吸着塔切換え時間が制御されるために 、吸着塔を切り換える際の圧力変動を低下させることができ、これにより製品純 度を高めることができる。 これに対し、従来の２塔１ユニット式Ｎ2 −ＰＳＡ装置を用いた場合には、図 ６の吸着塔内の濃度分布曲線に示されるように、吸着塔を吸着工程、均圧工程、 脱着工程又はこの逆方向に切り換えた際、均圧工程時に圧力変動と共に製品濃度 の変動が大きくなって分離性能が低下するという問題点があり、本考案のＰＳＡ 装置は、このような問題点を解決したものである。Since the PSA apparatus of the present invention controls the adsorption tower switching time in this way, it is possible to reduce the pressure fluctuation when switching the adsorption tower, and thereby to improve the product purity. . On the other hand, in the case of using the conventional two-column one-unit type N 2 -PSA device, as shown in the concentration distribution curve in the adsorption tower of FIG. 6, the adsorption tower is subjected to adsorption step, pressure equalization step, desorption step. There is a problem that when the process is switched to or from the opposite direction, the fluctuation of the product concentration increases with the pressure fluctuation during the pressure equalization process and the separation performance deteriorates. The PSA device of the present invention solves such a problem. It was done.
【００２４】 吸着塔切り換えた際の濃度変動を小さくするには、均圧工程での圧力変動を小 さくさせることが必要であり、この点に関し、本考案における複数の吸着ユニッ ト式は、従来の１ユニット式よりも極めて有利である。即ち、並列に連結した複 数の吸着ユニットにおける吸着塔切換え時間を均等にずらした場合には、圧力変 動（濃度変動）を最も小さくすることができ、例えば各ユニットにおける吸着塔 切換え時間が６０sec.で、３ユニット式（３連式）である場合には、６０／３＝ ２０sec.の間隔をおいて吸着ユニットの吸着塔切換えが行われるように制御され る。このような３ユニット式ＰＳＡ装置を用いた場合の圧力変動は、１ユニット 式ＰＳＡ装置を用いた場合の約１／３程度にまで減少する。In order to reduce the concentration fluctuation when the adsorption tower is switched, it is necessary to reduce the pressure fluctuation in the pressure equalization step. In this respect, the plurality of adsorption unit types in the present invention are Is extremely advantageous over the one-unit type. That is, when the adsorption tower switching times in a plurality of adsorption units connected in parallel are evenly shifted, the pressure fluctuation (concentration fluctuation) can be minimized. For example, the adsorption tower switching time in each unit is 60 seconds. In case of 3 unit type (triple type), it is controlled so that the adsorption tower of the adsorption unit is switched at an interval of 60/3 = 20 sec. The pressure fluctuation when using such a 3-unit type PSA apparatus is reduced to about 1/3 of that when using the 1-unit type PSA apparatus.
【００２５】 本考案のＰＳＡ装置を用いて混合ガスの吸着分離を行う際には、各吸着ユニッ トの運転条件、特に分離性能に影響を与える条件のうち、吸着塔切換え時間及び パージ量を予め設定しておく必要があり、１つの吸着ユニットごとに運転しなが ら、投入する空気の量を分流ガス調節バルブで調整し、又、均圧時間を調整する 。そして、各吸着ユニットに調整用濃度計を取り付け、各吸着ユニットへの混合 ガス投入量を調整し、原料空気が各吸着ユニットへ均等に分流されているかどう か、製品ガスが均等に合流されているかどうかを確認した上で運転を行う。When performing the adsorption separation of the mixed gas using the PSA device of the present invention, the adsorption tower switching time and the purge amount among the operating conditions of each adsorption unit, especially the conditions that affect the separation performance, are set in advance. It is necessary to set it beforehand. While operating for each adsorption unit, adjust the amount of air to be injected with the split gas control valve and adjust the pressure equalization time. Then, attach a concentration meter for adjustment to each adsorption unit, adjust the mixed gas input amount to each adsorption unit, and check whether the raw material air is evenly distributed to each adsorption unit and whether the product gas is evenly joined. Make sure that you are there before starting operation.
【００２６】 本考案のＰＳＡ装置は、空気から窒素ガスや酸素ガスを分離するのに非常に適 したものではあるが、これに限定されるものではなく、吸着塔の内部に充填され る吸着材を適宜選択することによって、種々の混合ガスの分離にも利用できるも のである。The PSA device of the present invention is very suitable for separating nitrogen gas and oxygen gas from air, but the present invention is not limited to this, and the adsorbent filled inside the adsorption tower is used. It can also be used for separating various mixed gases by appropriately selecting.
【００２７】[0027]
実施例１：５ユニット式Ｎ2 −ＰＳＡ装置（原料空気から製品として窒素ガス を分離する装置であって、加圧吸着、常圧脱着方式）による性能テスト試験 充填高さ８５ｃｍ×塔内径１５ｃｍの吸着塔が２つ並列に連結されて１つの吸 着ユニットを形成し、かつ、このような吸着ユニットを５つ並列に連結して吸着 分離部を形成させた。そして、各吸着ユニットにおけるガス流入側に、各吸着ユ ニットへ送られる混合ガスを分流可能な分流器として、図３に示される構造のも の（内径Ｄ＝３ｃｍ、内径ｄ＝０．４ｃｍ）を設け、更に分流器と吸着ユニット の間には、各吸着ユニットに送られる混合ガスの流量を調整することが可能な分 流ガス調節バルブ（ニードル弁）をそれぞれ設けた。Example 1: Performance test test by 5-unit type N 2 -PSA device (a device that separates nitrogen gas as a product from raw material air, which is a pressure adsorption, atmospheric pressure desorption system) A packing height of 85 cm × tower inner diameter of 15 cm Two adsorption towers were connected in parallel to form one adsorption unit, and five such adsorption units were connected in parallel to form an adsorption separation section. Then, on the gas inflow side of each adsorption unit, a diverter capable of diverting the mixed gas sent to each adsorption unit has the structure shown in FIG. 3 (inner diameter D = 3 cm, inner diameter d = 0.4 cm). Further, a split gas control valve (needle valve) capable of adjusting the flow rate of the mixed gas sent to each adsorption unit was provided between the flow distributor and the adsorption unit.
【００２８】 一方、各吸着ユニットの分離ガス排出側には、それぞれ分離ガスサージタンク （容量１０リットル）を連結し、この分離ガスサージタンクを更に製品ガスホル ダー（容量４０リットル）とを連結して、図１に示されるものと同様の部分構造 を有した本考案の圧力スイング吸着装置（２塔５ユニット式）を製作した。この 吸着装置では、比較的内容積の大きな製品ガスホルダーが合流器を兼ねるために 、合流器を別に設置しなかった。 尚、吸着分離試験に使用する空気は、便宜上、窒素と酸素とから構成されてい るものとし、酸素を優先的に吸着する吸着材としてモレキュラー・シーブ・カー ボンを、吸着塔１塔あたり約１０ｋｇ使用した。On the other hand, a separation gas surge tank (capacity 10 liters) is connected to the separation gas discharge side of each adsorption unit, and this separation gas surge tank is further connected to a product gas holder (capacity 40 liters). A pressure swing adsorption device (two towers and five units type) of the present invention having a partial structure similar to that shown in FIG. 1 was manufactured. In this adsorption device, the product gas holder, which has a relatively large internal volume, also serves as a combiner, so a separate combiner was not installed. For convenience, the air used in the adsorption separation test is composed of nitrogen and oxygen, and molecular sieve carbon is used as an adsorbent that preferentially adsorbs oxygen. used.
【００２９】 そして、この圧力スイング吸着装置に、圧縮機により約７．５ｋｇ／ｃｍ2 Ｇ にまで圧縮された原料空気を１時間あたり３２Ｎｍ3 導入し、分流ガス調節バル ブを調節して各吸着ユニットに均等に原料空気が分流されるようにして吸着分離 操作を行った。この際、各ユニットにおける吸着塔切換時間は１５秒ずつ均等に ずらせた。このようにして各吸着ユニットより分離された製品窒素は、製品ガス ホルダーに集められ、最後に製品窒素を取り出した。Then, to the pressure swing adsorption device, 32 Nm 3 of raw material air compressed to about 7.5 kg / cm 2 G by a compressor was introduced per hour, and the adsorption gas adjustment valve was adjusted to adjust each adsorption. The adsorption / separation operation was performed so that the raw material air was evenly divided into the units. At this time, the adsorption tower switching time in each unit was evenly shifted by 15 seconds. The product nitrogen thus separated from each adsorption unit was collected in the product gas holder, and finally the product nitrogen was taken out.
【００３０】 その結果、上記の５ユニット式のＮ2 −ＰＳＡ装置では、製品窒素純度が０． ７０％Ｏ2 である製品窒素（製品窒素中の不純物のＯ2 濃度が０．７０％Ｏ2 ） を、１時間あたり１０Ｎｍ3 （約２．８リットル／sec.）採取することができた 。よって、この実施例１における製品ガスホルダー内の製品ガスの平均滞留時間 は４０／２．８＝約１４sec.であった。As a result, in the 5-unit type N 2 -PSA apparatus, the product nitrogen purity was 0. Product nitrogen of 70% O 2 (impurity O 2 concentration in product nitrogen was 0.70% O 2 ) could be sampled at 10 Nm 3 (about 2.8 liters / sec.) Per hour. Therefore, the average residence time of the product gas in the product gas holder in this Example 1 was 40 / 2.8 = about 14 sec.
【００３１】 実施例２：５ユニット式Ｎ2 −ＰＳＡ装置（合流器が設けられたＰＳＡ装置） による性能テスト試験 実施例１記載のＮ2 −ＰＳＡ装置にあって、製品ガスホルダーとして容量２０ リットルのものを使用し、この製品ガスホルダーと分離ガスサージタンクとの間 に、各吸着塔からの分離ガスが合流可能な合流器として、図４に示される構造の もの（内径Ｄ＝３ｃｍ、内径ｄ＝０．４ｃｍ）を設けた。更に、分離ガスサージ タンクと合流器とを連結する配管には、分離ガスサージタンクから供給される分 離ガスの流量を調整することが可能な合流ガス調節バルブをそれぞれ設け、図２ に示されるものと同様の部分構造を有した本考案の圧力スイング吸着装置（２塔 ５ユニット式）を製作した。Example 2: Performance test test by 5-unit type N 2 -PSA apparatus (PSA apparatus provided with a confluent device) In the N 2 -PSA apparatus described in Example 1, the product gas holder has a capacity of 20 liters. Of the structure shown in Fig. 4 (inner diameter D = 3 cm, inner diameter) that can be used to join the separated gas from each adsorption tower between this product gas holder and the separated gas surge tank. d = 0.4 cm). Further, in the pipe connecting the separation gas surge tank and the confluent device, a combination gas control valve capable of adjusting the flow rate of the separation gas supplied from the separation gas surge tank is provided, respectively, as shown in FIG. A pressure swing adsorption device (2 towers 5 units type) of the present invention having the same partial structure as the above was manufactured.
【００３２】 そして、実施例１と同様にして原料空気を導入し、製品として窒素ガスを分離 した。この際、合流器へ送られる製品窒素の流量を、合流ガス調節バルブによっ て均等な圧力となるように調節した。 その結果、上記の５ユニット式のＮ2 −ＰＳＡ装置により、実施例１と同様の 製品窒素純度を有する製品窒素を、１時間あたり１０Ｎｍ3 （約２．８リットル ／sec.）採取することができた。よってこの実施例２における、製品ガスホルダ ー内の製品ガスの平均滞留時間は２０／２．８＝約７sec.であった。Then, in the same manner as in Example 1, raw material air was introduced to separate nitrogen gas as a product. At this time, the flow rate of product nitrogen sent to the combiner was adjusted by the combined gas control valve so that the pressure would be uniform. As a result, 10 Nm 3 (about 2.8 liters / sec.) Of product nitrogen having the same product nitrogen purity as in Example 1 can be collected per hour by the above-mentioned 5-unit type N 2 -PSA apparatus. did it. Therefore, in Example 2, the average residence time of the product gas in the product gas holder was 20 / 2.8 = about 7 sec.
【００３３】 実施例３：５ユニット式Ｏ2 −ＰＳＡ装置（原料空気から製品として酸素ガス を分離する装置）による性能テスト試験 実施例１に記載される５ユニット式のＮ2 −ＰＳＡ装置において、モレキュラ ー・シーブ・カーボンの代わりに吸着材として合成ゼオライト５Ａ約１０ｋｇを 各吸着塔に充填することにより、本考案の５ユニット式Ｏ2 −ＰＳＡ装置を製作 した。そして、圧縮機により約２．０ｋｇ／ｃｍ2 Ｇにまで圧縮された原料空気 を１時間あたり１００Ｎｍ3 導入して吸着分離操作を行った。 その結果、上記の５ユニット式のＯ2 −ＰＳＡ装置では、製品酸素純度が９４ ％Ｏ2 である製品酸素を、１時間あたり１０Ｎｍ3 採取することができた。Example 3: Performance test test by a 5-unit type O 2 -PSA apparatus (an apparatus for separating oxygen gas as a product from raw air) In the 5-unit type N 2 -PSA apparatus described in Example 1, The 5-unit type O 2 -PSA device of the present invention was manufactured by filling each adsorption tower with about 10 kg of synthetic zeolite 5A as an adsorbent instead of molecular sieve carbon. Then, 100 Nm 3 of the raw material air compressed to about 2.0 kg / cm 2 G by the compressor was introduced per hour to perform adsorption separation operation. As a result, 10 Nm 3 of product oxygen having a product oxygen purity of 94% O 2 could be collected per hour in the above-mentioned 5-unit type O 2 -PSA apparatus.
【００３４】 比較例１（従来のＮ2 −ＰＳＡ装置の一例） 充填高さ１０６ｃｍ×塔内径３０ｃｍの吸着塔を有する１ユニット式Ｎ2 −Ｐ ＳＡ装置を使用し、実施例１と同様にして、原料空気から窒素を分離する実験を 行った。 その結果、このＰＳＡ装置の場合には、１時間あたり１０Ｎｍ3 の製品窒素を 採取するのに１時間あたり３５Ｎｍ3 の空気を導入する必要があり、しかも、得 られた製品窒素の純度は０．７５％Ｏ2 （製品窒素中の不純物のＯ2 濃度が０． ７５％Ｏ2 ）であって、実施例１及び実施例２の場合に比べて純度が低いことが わかった。Comparative Example 1 (an example of a conventional N 2 -PSA apparatus) A 1 unit type N 2 -PSA apparatus having an adsorption tower with a filling height of 106 cm and a tower inner diameter of 30 cm was used and the same procedure as in Example 1 was performed. An experiment was conducted to separate nitrogen from the raw air. As a result, in the case of the PSA device, it is necessary to introduce a 35 Nm 3 of air per hour to collect the product nitrogen per hour 10 Nm 3, moreover, purity of product nitrogen obtained 0. It was found to be 75% O 2 (the O 2 concentration of impurities in the product nitrogen was 0.75% O 2 ), and the purity was low as compared with the cases of Examples 1 and 2.
【００３５】 比較例２（従来のＯ2 −ＰＳＡ装置の一例） 充填高さ１０６ｃｍ×塔内径３０ｃｍの吸着塔を有する１ユニット式Ｏ2 −Ｐ ＳＡ装置を使用し、実施例３と同様にして、原料空気から酸素を分離する実験を 行った。 その結果、このＰＳＡ装置の場合には、１時間あたり１０Ｎｍ3 の製品酸素を 採取するのに１時間あたり１１５Ｎｍ3 の空気を導入する必要があり、しかも、 得られた製品酸素の純度は９３％Ｏ2 であって、実施例３の場合に比べて純度が 低いことがわかった。Comparative Example 2 (an example of a conventional O 2 -PSA apparatus) A 1 unit type O 2 -PSA apparatus having an adsorption tower having a packing height of 106 cm and a tower inner diameter of 30 cm was used and the same procedure as in Example 3 was performed. An experiment was conducted to separate oxygen from the raw air. As a result, in the case of this PSA device, it was necessary to introduce 115 Nm 3 of air per hour to collect 10 Nm 3 of product oxygen per hour, and the purity of the obtained product oxygen was 93%. It was O 2 , and it was found that the purity was lower than that in the case of Example 3.
【００３６】[0036]
本考案のＰＳＡ装置では、従来の１ユニット式ＰＳＡ装置に比べて、１ユニッ トあたりの吸着塔径が小さいので、吸着塔内では均一な流動になり易く、高い分 離効率が得られ、製品純度の低下が生じない。又、各ユニットごとに塔切換え時 間をずらしているので、塔切換え時の圧力変動が小さく、それだけ分離効率が高 い。更に、吸着塔容積が小さいので、塔切換え時に伴うパージ騒音も小さい。 その上、付加的効果としては、吸着塔がそれぞれユニット化されているので、 装置容量を小刻みに容易に調整することができ、自動化が可能である。 In the PSA device of the present invention, the diameter of the adsorption tower per unit is smaller than that of the conventional one-unit type PSA equipment, so that uniform flow is likely to occur in the adsorption tower, and high separation efficiency is obtained. No decrease in purity occurs. Moreover, since the tower switching time is shifted for each unit, the pressure fluctuation during the tower switching is small and the separation efficiency is correspondingly high. Furthermore, since the adsorption tower volume is small, the purge noise accompanying the tower switching is also small. Moreover, as an additional effect, since the adsorption towers are unitized, the capacity of the equipment can be easily adjusted in small increments and automation is possible.
【００３７】 本考案のＰＳＡ装置は、大量の空気を分離するのに特に適したものであって、 空気を分離して窒素ガスを製品とするＮ2 −ＰＳＡ装置は、酸化防止用シールガ スや防爆用シールガスを供給するのに使用でき、小型Ｎ2 −ＰＳＡ装置は窒素ボ ンベの代わりに、又、中型Ｎ2 −ＰＳＡ装置は液体窒素の代わりに使用すること ができる。The PSA device of the present invention is particularly suitable for separating a large amount of air, and the N 2 -PSA device that separates air to produce nitrogen gas is an anti-oxidant seal gas or It can be used to supply an explosion-proof seal gas, a small N 2 -PSA device can be used in place of a nitrogen bomb, and a medium N 2 -PSA device can be used in place of liquid nitrogen.
【００３８】 尚、このようなことはＮ2 −ＰＳＡ装置に限ったことではなく、吸着材として ゼオライトを用いたＯ2 −ＰＳＡ装置にも適用できるものであり、空気を分離し て酸素ガスを製品とするＯ2 −ＰＳＡ装置は、オゾン発生用原料ガスを供給する のに使用でき、小型Ｏ2 −ＰＳＡ装置は酸素ボンベの代わりに、又、中型Ｏ2 − ＰＳＡ装置は液体酸素の代わりに使用することができる。このように、本考案の ＰＳＡ装置は、非常に幅広い分野に利用できるものである。It should be noted that this is not limited to the N 2 -PSA apparatus, but can also be applied to an O 2 -PSA apparatus using zeolite as an adsorbent, and separates air to generate oxygen gas. The product O 2 -PSA device can be used to supply the raw material gas for ozone generation, the small O 2 -PSA device can replace the oxygen cylinder, and the medium O 2 -PSA device can replace the liquid oxygen. Can be used. Thus, the PSA device of the present invention can be used in a very wide range of fields.
【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]
【図１】本考案の圧力スイング吸着装置（２塔３ユニッ
ト式Ｎ2 −ＰＳＡ装置）の一例を示す構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram showing an example of a pressure swing adsorption device (two towers and three units type N 2 -PSA device) of the present invention.
【図２】合流器と合流ガス調節バルブが設けられた、本
考案の圧力スイング吸着装置（２塔３ユニット式Ｎ2 −
ＰＳＡ装置）の一例を示す構成図である。FIG. 2 is a pressure swing adsorption device of the present invention (two towers and three units type N 2 −
It is a block diagram which shows an example of a (PSA apparatus).
【図３】本考案の圧力スイング吸着装置における分流器
の一例を示す構造図である。FIG. 3 is a structural diagram showing an example of a flow divider in the pressure swing adsorption device of the present invention.
【図４】本考案の圧力スイング吸着装置における合流器
の一例を示す構造図である。FIG. 4 is a structural diagram showing an example of a confluencer in the pressure swing adsorption device of the present invention.
【図５】従来の圧力スイング吸着装置（２塔１ユニット
式のＮ2 −ＰＳＡ装置）における、(a) Ａ塔吸着工程、
(b) 均圧工程、(c) Ｂ塔吸着工程を示す図である。FIG. 5: (a) A tower adsorption step in a conventional pressure swing adsorption apparatus (two towers and one unit type N 2 -PSA apparatus),
It is a figure which shows (b) equalization process and (c) B tower adsorption process.
【図６】図５に示される従来のＮ2 −ＰＳＡ装置を用い
て、空気を分離する際の吸着塔内の酸素濃度分布変化を
示すグラフである。FIG. 6 is a graph showing changes in the oxygen concentration distribution in the adsorption tower when air is separated using the conventional N 2 -PSA apparatus shown in FIG.
１ 分流器 ２ 分流ガス調節バルブ ３ 吸着ユニット ４ 合流器 ５ 分離ガスサージタンク ６ 合流ガス調節バルブ ７ 製品ガスホルダー ８ 流量計 ９ 混合ガス流入口 １０ 混合ガス流出口 １１ 分離ガス流出口 １２ 分離ガス流入口 1 Flow Divider 2 Flow Dividing Gas Control Valve 3 Adsorption Unit 4 Combiner 5 Separation Gas Surge Tank 6 Merge Gas Control Valve 7 Product Gas Holder 8 Flow Meter 9 Mixed Gas Inlet 10 Mixed Gas Outlet 11 Separated Gas Outlet 12 Separated Gas Flow entrance
Claims (2)
構成ガス成分に分離するのに用いられる圧力スイング吸
着装置において、 ２以上の吸着塔が並列に連結されることにより一つの吸
着ユニット３を形成し、かつ上記吸着ユニット３が２以
上並列に連結されていること、 上記各吸着ユニット３の混合ガス流入側には、混合ガス
を各吸着塔に分流することが可能な分流器１が設けら
れ、上記分流器１と吸着ユニット３の間には、各吸着ユ
ニット３に送られる混合ガスの流量を調整することが可
能な分流ガス調節バルブ２がそれぞれ設けられているこ
と、 上記各吸着ユニット３の分離ガス流出側が、吸着ユニッ
トごとにそれぞれ分離ガスサージタンク５と連結されて
おり、上記各分離ガスサージタンク５は、更に製品ガス
ホルダー７と連結されていること、及び上記吸着ユニッ
ト３中の吸着塔切換時間が、吸着ユニット３ごとにずれ
るようにして制御されることを特徴とする圧力スイング
吸着装置。1. A pressure swing adsorption apparatus used for separating a mixed gas composed of a plurality of gas components into respective constituent gas components, wherein two or more adsorption towers are connected in parallel to form one adsorption unit 3. And two or more of the adsorption units 3 are connected in parallel, and on the mixed gas inflow side of each of the adsorption units 3, there is provided a flow divider 1 capable of dividing the mixed gas into each of the adsorption towers. Provided between the flow distributor 1 and the adsorption unit 3 is a diversion gas control valve 2 capable of adjusting the flow rate of the mixed gas sent to each adsorption unit 3, and each adsorption The separation gas outflow side of the unit 3 is connected to the separation gas surge tank 5 for each adsorption unit, and each separation gas surge tank 5 is further connected to the product gas holder 7. And the adsorption tower switching time in the adsorption unit 3 is controlled so as to shift for each adsorption unit 3, the pressure swing adsorption device.
スホルダー７の間に、分離されたガスを合流することが
可能な合流器４が設けられており、しかも上記合流器４
と上記各分離ガスサージタンク５との間に、上記合流器
４へ送られる分離ガスの流量を調整することが可能な合
流ガス調節バルブ６がそれぞれ設けられていることを特
徴とする請求項１記載の圧力スイング吸着装置。2. A combiner 4 is provided between each of the separated gas surge tanks 5 and the product gas holder 7 and is capable of combining the separated gases, and the combiner 4 is also provided.
A merged gas control valve 6 capable of adjusting the flow rate of the separated gas sent to the merger 4 is provided between each of the separated gas surge tanks 5 and each of the separated gas surge tanks 5. The pressure swing adsorption device described.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2241792U JPH072025Y2 (en) | 1992-03-13 | 1992-03-13 | Pressure swing adsorption device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2241792U JPH072025Y2 (en) | 1992-03-13 | 1992-03-13 | Pressure swing adsorption device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0615720U true JPH0615720U (en) | 1994-03-01 |
| JPH072025Y2 JPH072025Y2 (en) | 1995-01-25 |
Family
ID=12082095
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2241792U Expired - Lifetime JPH072025Y2 (en) | 1992-03-13 | 1992-03-13 | Pressure swing adsorption device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH072025Y2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20160012953A (en) * | 2014-07-25 | 2016-02-03 | 에어버스 데에스 게엠베하 | Method and device for separating off carbon dioxide from a gas mixture |
| JP2020001017A (en) * | 2018-06-29 | 2020-01-09 | 大陽日酸株式会社 | Pressure fluctuation adsorption device |
-
1992
- 1992-03-13 JP JP2241792U patent/JPH072025Y2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20160012953A (en) * | 2014-07-25 | 2016-02-03 | 에어버스 데에스 게엠베하 | Method and device for separating off carbon dioxide from a gas mixture |
| JP2020001017A (en) * | 2018-06-29 | 2020-01-09 | 大陽日酸株式会社 | Pressure fluctuation adsorption device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH072025Y2 (en) | 1995-01-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1880753B1 (en) | Pressure swing adsorption method with multiple parallel vessel beds | |
| CA1125186A (en) | Rapid pressure swing adsorption process with high enrichment factor | |
| EP0085419B1 (en) | Process and compound bed means for evolving a first component enriched gas | |
| CA1305435C (en) | Auxiliary bed pressure swing adsorption molecular sieve | |
| EP1188471A2 (en) | Low void adsorption system | |
| US4509959A (en) | Modular industrial oxygen concentrator | |
| US4448592A (en) | Adsorptive method for the separation of a gas mixture | |
| JPH1087302A (en) | Single step secondary high purity oxygen concentrator | |
| US5505765A (en) | Method and apparatus for separating nitrogen-enriched gas | |
| US6319303B1 (en) | Process for purifying a gas and corresponding system | |
| CA2496778A1 (en) | High recovery psa cycles and apparatus with reduced complexity | |
| CA2366266A1 (en) | Argon purification process | |
| US5258059A (en) | Gas separation process | |
| CN111971108A (en) | Adsorber having at least one cluster each comprising a plurality of adsorbent modules | |
| GB1572532A (en) | Method for separation of a gaseous mixture | |
| JP4288629B2 (en) | Integrated fluid control device | |
| JPH0615720U (en) | Pressure swing adsorption device | |
| CN1148996A (en) | Process for producing pressurized oxygen by adsorption | |
| IE913703A1 (en) | PSA employing high purity purging | |
| EP0509638A1 (en) | Improved apparatus for the separation of a gaseous mixture | |
| JPS58151304A (en) | Production of oxygen by pressure swing method | |
| JP3623152B2 (en) | Pressure swing adsorption device | |
| WO2017184289A1 (en) | Pressure swing adsorption for oxygen production | |
| JP6661170B2 (en) | Gas separation equipment | |
| GB2161717A (en) | Improved apparatus for the separation of a gaseous mixture |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |