JPH07136444A

JPH07136444A - 一酸化炭素を含む混合ガスから一酸化炭素を分離回収する圧力スイング吸着方法

Info

Publication number: JPH07136444A
Application number: JP5288519A
Authority: JP
Inventors: Kunio Osaka; 邦夫大坂; Toyohiko Masuda; 豊彦増田; Eiji Minagawa; 英二皆川; Toshiaki Tsuji; 利明辻; Hiroyuki Sato; 博幸佐藤
Original assignee: Kobe Steel Ltd; Kansai Coke and Chemicals Co Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd; Kansai Coke and Chemicals Co Ltd
Priority date: 1993-11-17
Filing date: 1993-11-17
Publication date: 1995-05-30

Abstract

(57)【要約】【目的】原料ガス中のＣＯ濃度がたとえ低くても、高
収率で回収することができるようにする。【構成】各吸着塔Ａ〜Ｄにおいて、吸着工程、減圧工
程、洗浄工程、製品回収工程および昇圧工程を順に行う
とともに、上記昇圧工程にある吸着塔内に昇圧用のガス
を原料ガスの導入方向とは逆の方向から向流で導入する
ようにする。また、減圧工程および洗浄工程において排
出される排ガスを原料ガスに戻す（リサイクルする）よ
うにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一酸化炭素（ＣＯ）を
含む混合ガスからＣＯを分離回収するための圧力スイン
グ吸着方法（ＰＳＡ法）に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＣＯを含む混合ガスからＣＯを分
離回収するためのＰＳＡ法としては、例えば特公昭６１
−３７９７０号公報に示すような方法が知られている。
この方法は、ゼオライト系吸着剤等を備えた２つ以上の
吸着塔を用いるもので、原料ガスで吸着塔内を昇圧する
昇圧工程と、原料ガスを吸着塔内に流してＣＯを吸着剤
に吸着させる吸着工程と、吸着工程終了後の吸着塔を大
気圧近傍まで減圧する減圧工程と、減圧後の吸着塔に製
品ガスを導入して難吸着成分をパージするパージ工程
と、パージ後の吸着塔を大気圧以下に減圧してＣＯを脱
着させ、製品ガスを回収する製品回収工程等からなって
いる。

【０００３】近年、上記のようなゼオライト系吸着剤等
に代え、活性アルミナ担体にＣｕＣｌやＣｕＣｌ₂等の
銅化合物を担持させた吸着剤を用いる方法の開発が進め
られている。後者の吸着剤では、ＣＯと銅イオンとの間
で化学吸着が行われるために、ＣＯの吸着量がＣＯ₂や
Ｎ₂等の吸着量をはるかに上回り、従ってＣＯだけを選
択的に吸着することができる利点がある。

【０００４】しかし、このように活性アルミナ担体に銅
化合物を担持した吸着剤では、ＣＯが吸着剤に強く吸着
されるためにＣＯが脱着しにくく、却って十分なＣＯ回
収量が得られなくなるという問題点が新たに生じてい
た。

【０００５】そこでこのような問題点を解決するため
に、上記減圧工程に続く洗浄工程において、吸着塔内の
温度が３０℃〜５０℃に制御されるようになった。こう
することにより、塔内は３０℃以上であるため吸着剤か
らのＣＯの脱着性が向上する一方、５０℃以下に抑えら
れていることから、ＣＯの吸着容量は充分に確保され、
結果としてＣＯの回収量は確実に増大し、上記問題点は
解決されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
ＰＳＡ法は、組成割合が略ＣＯ：７０％、ＣＯ₂：１５
％、Ｎ₂：１５％である原料ガス（例えば製鉄所の転炉
から発生する転炉ガス）を対象としたものであり、この
ような組成の原料ガスであれば、相当の収率でＣＯを回
収することができる。

【０００７】しかし、ＰＳＡ法の対象とされる原料ガス
は上記のようなＣＯの含有率が高いものばかりとは限ら
ず、例えばメタノール分解ガスなどは、ＣＯが約３０
％、Ｈ₂が約７０％とＣＯは相当低濃度であり、このよ
うな原料ガスからは従来のＰＳＡ法では８０％以上の高
収率でＣＯを回収することができないという問題点を有
している。

【０００８】本発明は、このような従来の問題点を解決
するためになされたものであり、たとえ原料ガス中のＣ
Ｏが低濃度であったとしても高収率で回収することがで
きるＰＳＡ法を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
一酸化炭素を含む混合ガスから一酸化炭素を分離回収す
る圧力スイング吸着法は、複数の吸着塔が設けられ、そ
れぞれの吸着塔は、一酸化炭素を含む原料ガスを吸着塔
の入口から出口に流して吸着剤に一酸化炭素を吸着させ
る吸着工程と、吸着工程終了後に吸着塔内の圧力を大気
圧近傍にまで減圧しこの吸着塔から排ガスを導出する減
圧工程と、製品ガスの一部を吸着塔内に送り込んで吸着
剤が吸着している一酸化炭素以外の成分を除去しつつ吸
着塔から排ガスを導出する洗浄工程と、吸着塔内を大気
圧以下に減圧しつつ吸着剤が吸着している一酸化炭素を
脱着して製品ガスを回収する製品回収工程と、製品回収
工程後の吸着塔内圧力を所定の吸着圧力まで昇圧する昇
圧工程とを所定工程づつずらせた状態で順に繰り返すよ
うに運転される原料ガス中から一酸化炭素を分離回収す
る圧力スイング吸着方法であって、上記昇圧工程にある
吸着塔内に昇圧用のガスを原料ガスの導入方向とは逆の
方向から向流で導入することを特徴とするものである。

【００１０】本発明の請求項２記載の一酸化炭素を含む
混合ガスから一酸化炭素を分離回収する圧力スイング吸
着法は、請求項１記載の一酸化炭素を分離回収する圧力
スイング吸着方法において、上記吸着塔は四塔が設けら
れ、上記吸着工程は、一の吸着塔出口の一酸化炭素の濃
度が吸着塔入口の一酸化炭素の濃度に達する手前の所定
の時点まで吸着塔出口から導出した排ガスを系外に放出
し、その一部を向流で三の吸着塔内に導入してこの吸着
塔の昇圧に使用する第一吸着工程と、上記所定の時点に
到達した後、上記排ガスを上記三の吸着塔内にのみ導入
してその昇圧に使用する第二吸着工程とから構成され、
上記減圧工程は、一の吸着塔出口と一酸化炭素の真空脱
気が終了した二の吸着塔入口とを接続することにより一
の吸着塔内を略大気圧にまで減圧させるとともに、上記
二の吸着塔内を略大気圧にまで昇圧させるように構成さ
れ、上記洗浄工程は、製品ガスを一の吸着塔に導入して
洗浄後排ガスを導出するように構成され、上記製品回収
工程は、真空ポンプによって一の吸着塔の吸着剤に吸着
されている一酸化炭素を脱着し系内に設けられたサージ
タンクに製品回収するように構成され、上記昇圧工程
は、製品回収が終了した一の吸着塔入口と吸着工程が終
了した二の吸着塔出口とを接続し、二の吸着塔から導出
される排ガスの一部を向流で導入して一の吸着塔内を一
旦昇圧し両吸着塔内を均圧にした後、両吸着塔内の圧力
を略大気圧まで減圧する第一昇圧工程と、この第一昇圧
工程を終了した一の吸着塔に第一吸着工程を実行中の四
の吸着塔の排ガスの一部を向流で導入する第二昇圧工程
と、この第二昇圧工程を終了した一の吸着塔に第二吸着
工程を実行中の四の吸着塔の排ガスを向流で導入する第
三昇圧工程とからなるように構成されていることを特徴
とするものである。

【００１１】本発明の請求項３記載の一酸化炭素を含む
混合ガスから一酸化炭素を分離回収する圧力スイング吸
着法は、請求項１記載の一酸化炭素を分離回収する圧力
スイング吸着方法において、上記吸着塔は四塔が設けら
れ、上記吸着工程は、一の吸着塔出口の一酸化炭素の濃
度が吸着塔入口の一酸化炭素の濃度に達する手前の所定
の時点まで吸着塔出口から導出した排ガスを系外に放出
し、その一部を向流で三の吸着塔内に導入してこの吸着
塔の昇圧に使用する第一吸着工程と、上記所定の時点に
到達した後、上記排ガスを上記三の吸着塔内にのみ導入
してその昇圧に使用する第二吸着工程とから構成され、
上記減圧工程は、一の吸着塔出口と一酸化炭素の真空脱
気が終了した二の吸着塔入口とを接続することにより一
の吸着塔内を略大気圧にまで減圧させるとともに、上記
二の吸着塔内を略大気圧にまで昇圧させるように構成さ
れ、上記洗浄工程は、製品ガスを一の吸着塔に導入して
洗浄後排ガスを導出するように構成され、上記製品回収
工程は、真空ポンプによって一の吸着塔の吸着剤に吸着
されている一酸化炭素を脱着し系内に設けられたサージ
タンクに製品回収するように構成され、上記昇圧工程
は、製品回収が終了した一の吸着塔入口と吸着工程が終
了した二の吸着塔出口とを接続し、二の吸着塔から導出
される排ガスの一部を向流で導入して一の吸着塔内を昇
圧する第一′昇圧工程と、この第一′昇圧工程を終了し
た一の吸着塔に第一吸着工程を実行中の四の吸着塔の排
ガスの一部を向流で導入する第二昇圧工程と、この第二
昇圧工程を終了した一の吸着塔に第二吸着工程を実行中
の四の吸着塔の排ガスを向流で導入する第三昇圧工程と
からなるように構成されていることを特徴とするもので
ある。

【００１２】本発明の請求項４記載の一酸化炭素を含む
混合ガスから一酸化炭素を分離回収する圧力スイング吸
着法は、請求項２または３記載の一酸化炭素を分離回収
する圧力スイング吸着方法において、上記洗浄工程で一
の吸着塔から導出される排ガス、および上記一の吸着塔
の第一昇圧工程または上記第一′昇圧工程において一の
吸着塔および二の吸着塔から排出される排ガスを原料ガ
スにリサイクルするように構成されていることを特徴と
するものである。

【００１３】本発明の請求項５記載の一酸化炭素を含む
混合ガスから一酸化炭素を分離回収する圧力スイング吸
着法は、請求項２または３記載の一酸化炭素を分離回収
する圧力スイング吸着方法において、上記第二昇圧工程
を実行中の一の吸着塔に四の吸着塔の第一吸着工程の排
ガスの一部を向流で導入することにより四の吸着塔の圧
力変動を小さくするように構成されていることを特徴と
するものである。

【００１４】本発明の請求項６記載の一酸化炭素を含む
混合ガスから一酸化炭素を分離回収する圧力スイング吸
着法は、請求項２または３記載の一酸化炭素を分離回収
する圧力スイング吸着方法において、一の吸着塔の第三
昇圧工程において、一の吸着塔と四の吸着塔とを結ぶ接
続配管に制御弁を設け、この制御弁の開閉操作を制御す
ることによって四の吸着塔の第二吸着工程の圧力変動を
小さくするように構成されていることを特徴とするもの
である。

【００１５】

【作用】上記請求項１記載の一酸化炭素を含む混合ガス
から一酸化炭素を分離回収する圧力スイング吸着法方法
によれば、昇圧工程にある吸着塔内に昇圧用のガスを原
料ガスの導入方向とは逆の方向から向流で導入するよう
に構成されているため、昇圧工程の前の製品回収工程に
おいて吸着剤に残留していた一酸化炭素は、上記向流に
よる昇圧用ガスの供給を受けてこのガスによる洗浄効果
により吸着剤から脱着され、吸着塔の原料供給側に移行
する。つまり、上記昇圧工程において吸着剤に残留して
いた一酸化炭素は、つぎの吸着工程までの間に原料とし
て使用可能な吸着塔の上流側に押しやられるので、つぎ
の吸着工程で再度一酸化炭素として分離回収に供するこ
とが可能になる。

【００１６】これに対して、従来のように昇圧工程にお
いて昇圧用のガスを原料ガスの導入方向と同じ方向から
並流で導入すれば、昇圧工程の前の製品回収工程におい
て吸着剤に残留していた一酸化炭素は吸着塔の下流側に
移行してしまい、つぎの吸着工程において排ガスとして
排出されてしまい、その分、回収対象の一酸化炭素が損
失となって流出してしまうのである。

【００１７】すなわち、本発明によれば、上記従来の損
失として流出した一酸化炭素が回収されることになるた
め、その分回収効率が上昇する。

【００１８】上記請求項２記載の一酸化炭素を含む混合
ガスから一酸化炭素を分離回収する圧力スイング吸着法
方法によれば、四基の吸着塔が設けられ、それらの各々
の吸着塔の内のいずれかである一の吸着塔は上記構成の
吸着工程、減圧工程および洗浄工程からなる減圧洗浄工
程、製品回収工程、および昇圧工程からなる四工程を順
次繰り返し、二の吸着塔は一の吸着塔から一工程ずらせ
た状態で上記の四工程を順次繰り返し、三の吸着塔は一
の吸着塔から二工程ずらせた状態で上記四工程を順次繰
り返し、さらに四の吸着塔は一の吸着塔から三工程ずら
せた状態で上記四工程を繰り返すため、一時点において
は四基の吸着塔は吸着工程、減圧洗浄工程、製品回収工
程、および昇圧工程のいずれかを実行している状態にな
り、互いに補完しあいながら製品回収工程にある吸着塔
から分離回収された一酸化炭素が導出されることにな
る。

【００１９】そして、一の吸着塔の昇圧工程は、上記構
成の第一昇圧工程、第二昇圧工程、および第三昇圧工程
とからなり、上記第一昇圧工程においては製品回収が終
了した一の吸着塔入口と吸着工程が終了した二の吸着塔
出口とが接続され、二の吸着塔から導出される排ガスの
一部が向流で導入されて一の吸着塔内を一旦昇圧し両吸
着塔内を均圧にされた後、両吸着塔内の圧力が略大気圧
まで減圧されるように構成され、第二昇圧工程において
は四の吸着塔の排ガスの一部が向流で導入され、第三昇
圧工程においては第二吸着工程の四の吸着塔の排ガスが
向流で導入されるため、この向流による排ガスの導入に
よって上記請求項１記載の発明と同じ効果、すなわち、
従来損失として流出した一酸化炭素が有効に回収される
ことになり、その分回収効率が上昇するという効果が得
られる。

【００２０】上記請求項３記載の一酸化炭素を含む混合
ガスから一酸化炭素を分離回収する圧力スイング吸着法
方法によれば、基本的には上記請求項３記載の発明の効
果と同じ効果が得られるが、特に一の吸着塔の第一′昇
圧工程において、製品回収が終了した一の吸着塔入口と
吸着工程が終了した二の吸着塔出口とが接続され、二の
吸着塔から導出される排ガスの一部が向流で導入されて
一の吸着塔内が昇圧されるように構成されているため、
請求項３に記載の発明のように一旦減圧されることはな
く、減圧されない分だけ導出される排ガスが少なくな
り、その分一酸化炭素の回収効率が上昇する。

【００２１】上記請求項４記載の一酸化炭素を含む混合
ガスから一酸化炭素を分離回収する圧力スイング吸着法
方法によれば、洗浄工程で一の吸着塔から導出される排
ガス、および上記一の吸着塔の第一昇圧工程または上記
第一′昇圧工程において一の吸着塔および二の吸着塔か
ら排出される排ガスを原料ガスにリサイクルするように
構成されているため、このリサイクルによって排ガス中
に含まれている回収対象の一酸化炭素が再度原料として
使用され、総合的に一酸化炭素の回収効率が上昇する。

【００２２】上記請求項５記載の一酸化炭素を含む混合
ガスから一酸化炭素を分離回収する圧力スイング吸着法
方法によれば、第二昇圧工程を実行中の一の吸着塔に四
の吸着塔の第一吸着工程の排ガスの一部を向流で導入す
るように構成されているため、四の吸着塔からの一の吸
着塔への排ガスの供給量を適切に調節することによって
一の吸着塔の圧力変動を小さく制御することが可能であ
り、第二昇圧工程を実行中の一の吸着塔の圧上昇を安定
したものにすることができる。

【００２３】上記請求項６記載の一酸化炭素を含む混合
ガスから一酸化炭素を分離回収する圧力スイング吸着法
方法によれば、一の吸着塔の第三昇圧工程において、一
の吸着塔と四の吸着塔とを結ぶ接続配管に制御弁が設け
られているため、この制御弁の開閉操作を制御すること
によって四の吸着塔の第二吸着工程の圧力変動を小さく
することが可能であり、第三昇圧工程を安定したものに
することができる。

【００２４】

【実施例】図１は本発明方法を実施するための装置の一
例を示したフローシートである。

【００２５】この図に示すように、上記装置は、４つの
吸着塔Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄと、原料ガスを圧縮するための単
一の原料圧縮機１１とを備え、各吸着塔Ａ〜Ｄには、原
料ガス中の成分のうちＣＯを選択的に吸着する吸着剤、
詳しくは、活性アルミナ担体もしくはその表面にカーボ
ンを添着したものにＣｕＣｌやＣｕＣｌ₂等の銅化合物
が担持された吸着剤が設けられている。上記原料圧縮機
１１は、共通の原料ガス通路２１と、各吸着塔Ａ，Ｂ，
Ｃ，Ｄについて設けられた弁３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，
３１Ｄをそれぞれ介して４つの吸着塔Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの
上部（入口）に各々接続されている。

【００２６】なお、本実施例においては、原料ガスを所
定の圧に昇圧して圧送するために原料圧縮機１１が適用
されているが、本発明は原料圧縮機１１を用いることに
限定されるものではなく、原料ガスに所定の元圧があれ
ば、特に原料圧縮機１１を適用する必要はない。

【００２７】各吸着塔Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの下部（出口）
は、各吸着塔Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄについて設けられた弁３３
Ａ，３３Ｂ，３３Ｃ，３３Ｄをそれぞれ介して共通のガ
ス還流通路２３に接続され、このガス還流通路２３は各
吸着塔Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄについて設けられた弁３６Ａ，３
６Ｂ，３６Ｃ，３６Ｄをそれぞれ介して各吸着塔Ａ，
Ｂ，Ｃ，Ｄの上部に接続されている。そして、ガス還流
通路２３上であって、弁３３Ｂとガス還流通路２３との
接合点と、弁３３Ｃとガス還流通路２３との接合点との
間には弁３９が設けられており、この弁３９を操作する
ことによって、吸着塔Ａ，Ｂと吸着塔Ｃ，Ｄとの間のガ
ス還流通路２３を介した連通状態を遮断することができ
るようになっている。

【００２８】また、各吸着塔Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの下部は、
各吸着塔Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄについて設けられた弁３７Ａ，
３７Ｂ，３７Ｃ，３７Ｄをそれぞれ介して共通のオフガ
ス通路２６に接続され、圧力調節計５２によって圧力調
整のための開閉動作をする圧力調節弁５１を経て一旦バ
ッファーとしての高圧オフガスタンク６に導入され、そ
の後系外に導出される。

【００２９】なお、上記高圧オフガスタンク６は必須で
はなく、圧力調節弁５１の下流側のオフガス通路２６か
らリーンガス通路２７を分岐させるようにしてもよい。

【００３０】また、上記高圧オフガスタンク６の頂部に
はリーンガス通路２７が接続されており、このリーンガ
ス通路２７には流量調節弁５３が設けられ、流量調節計
５４によってリーンガス通路２７内を流れるガスの流量
調節が行われるようになっている。そして、上記流量調
節弁５３の下流側のリーンガス通路２７は、各吸着塔
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄについて設けられた弁３８Ａ，３８Ｂ，
３８Ｃ，３８Ｄをそれぞれ介して各吸着塔Ａ，Ｂ，Ｃ，
Ｄの下部に接続されている。

【００３１】さらに、各吸着塔Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの下部
は、各吸着塔Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄについて設けられた弁３２
Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ，３２Ｄをそれぞれ介して共通のガ
スリサイクル通路２２に接続され、このガスリサイクル
通路２２に低圧オフガスタンク５が設けられ、さらにそ
の下流側にリサイクルガス圧縮機１３が設けられてお
り、このリサイクルガス圧縮機１３の下流側は原料ガス
通路２１に接続されている。

【００３２】また、各吸着塔Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの下部は、
各吸着塔Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄについて設けられた弁３５Ａ，
３５Ｂ，３５Ｃ，３５Ｄ、および共通の回収ガス通路２
５を介して真空ポンプ１２の入口側に接続されており、
この真空ポンプ１２の出口側にサージタンク４が接続さ
れている。

【００３３】このサージタンク４は、真空ポンプ１２で
回収された製品ガスを貯留するためのものであり、この
サージタンク４内に適宜製品ガスが貯溜され、適宜製品
ガスが導出されるようになっている。このサージタンク
４には製品抜出通路２８が接続されており、この製品抜
出通路２８を介して製品ＣＯが系外に導出されるように
なっている。

【００３４】また、このサージタンク４は共通の洗浄ガ
ス通路２４、および各吸着塔Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄについて設
けられた弁３４Ａ，３４Ｂ，３４Ｃ，３４Ｄをそれぞれ
介して各吸着塔Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの上部に接続されてい
る。なお、上記洗浄ガス通路２４のサージタンク４下流
側直後には流量制御弁４１が設けられ、流量調節計４２
によって洗浄ガス通路２４内を流れる製品ガスの流量が
調節されるようになっている。

【００３５】また、上記原料ガス通路２１において原料
圧縮機１１の直下流側の位置には、温度制御弁１６を介
して適宜スチームが導入される加熱器１４が配設される
とともに、上記温度制御弁１６を開閉制御する温度調整
計１５が設けられている。この温度調整計１５は、上記
加熱器１４の直下流側のガス温度を検出し、この原料ガ
ス温度が、後記洗浄工程時に各吸着塔Ａ〜Ｄに導入され
る洗浄ガス温度が３０℃以上５０℃以下に保たれるよう
な温度となるように、温度制御弁１６の開閉を通じて加
熱器１４の加熱制御を行うものである。

【００３６】一方、各吸着塔Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄには、これ
ら吸着塔を加温するための温水管４０が螺旋状に設けら
れている（図１では便宜上吸着塔Ａについてのみ図
示）。この温水管４０の入口端部には温水循環ポンプ４
２を介して温水タンク４４が接続され、温水管４０の出
口端部は通路４３を通じて直接温水タンク４４に接続さ
れており、上記温水循環ポンプ４２の作動で温水タンク
４４内の温水が温水管４０を循環するようになってい
る。

【００３７】上記温水タンク４４には、温度制御弁４６
を通じて適宜スチームが供給され、上記温度制御弁４６
は、温水タンク４４内の温度を検出する温度調整計４８
によって開閉制御されるようになっている。温度調整計
４８は、上記温水管４０によって加温される吸着塔内温
度が洗浄工程において３０℃以上５０℃以下となるよう
に温度制御弁４６の開閉制御を行うものである。

【００３８】本発明の一酸化炭素を含む混合ガスから一
酸化炭素を分離回収する圧力スイング吸着方法は、以上
のように構成された装置を用い、上記各弁の開閉操作を
経時的に互いに連係させた状態で開閉させることによっ
て、各吸着塔Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄに順次、各工程の所要時間
が均等に設定された吸着工程、減圧洗浄工程、製品回収
工程、および昇圧工程を実行させることを前提とするも
のである。

【００３９】そして、上記各工程について具体的に述べ
ると以下のようになる。なお、以下の説明においては、
各吸着塔Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの内のいずれかを一般的に表現
するために、そのいずれかの吸着塔を一の吸着塔と表現
し、その他を二の吸着塔、三の吸着塔、および四の吸着
塔と表現している。従って、例えば一の吸着塔を吸着塔
Ａとすれば、二の吸着塔は吸着塔Ｂ、三の吸着塔は吸着
塔Ｃ、四の吸着塔は吸着塔Ｄを表していることになる。
また、一の吸着塔を吸着塔Ｂとすれば、二の吸着塔は吸
着塔Ｃ、三の吸着塔は吸着塔Ｄ、四の吸着塔は吸着塔Ａ
を表していることになる。以下同様である。また、以下
の説明では各工程は一の吸着塔基準で表している。

【００４０】吸着工程：一の吸着塔出口の一酸化炭
素の濃度が吸着塔入口の一酸化炭素の濃度に達する手前
の所定の時点まで吸着塔出口から導出した排ガスを系外
に放出し、その一部を向流で三の吸着塔内に導入してこ
の吸着塔の昇圧に使用する第一吸着工程と、上記所定の
時点に到達した後、上記排ガスを上記三の吸着塔内にの
み導入してその昇圧に使用する第二吸着工程とから構成
される。減圧洗浄工程：一の吸着塔出口と一酸化炭素の真空
脱気が終了した二の吸着塔入口とを接続することにより
一の吸着塔内を略大気圧にまで減圧させるとともに上記
二の吸着塔内を略大気圧にまで昇圧させる減圧工程と、
製品ガスを一の吸着塔に導入して洗浄後排ガスを導出す
る洗浄工程はとから構成される。製品回収工程：真空ポンプ１２によって一の吸着塔
の吸着剤に吸着されている一酸化炭素を脱着し系内に設
けられたサージタンク４に製品回収するように構成され
る。昇圧工程：製品回収が終了した一の吸着塔に他の吸
着塔の排ガスを導入し、塔内を昇圧してつぎの吸着工程
につなぐように構成されている。

【００４１】そして、本発明は上記昇圧工程が重要であ
り、この昇圧工程において他の吸着塔から供給される昇
圧用の排ガスを原料ガスの導入方向とは逆の方向から向
流で導入するように構成されているのである。この向流
による排ガスの導入によって、塔内の吸着剤に残留して
いるＣＯは脱着し、吸着塔の原料供給側に押しやられる
いわゆる逆洗が実行されることになる。

【００４２】このような構成を実現するために、上記一
の吸着塔の昇圧工程は、一の吸着塔入口と吸着工程が終
了した二の吸着塔出口とを接続し、二の吸着塔から導出
される排ガスの一部を向流で導入して一の吸着塔内を一
旦昇圧し両吸着塔内を均圧にした後、両吸着塔内の圧力
を略大気圧まで減圧する第一昇圧工程と、この第一昇圧
工程を終了した一の吸着塔に第一吸着工程を実行中の四
の吸着塔の排ガスの一部を向流で導入する第二昇圧工程
と、この第二昇圧工程を終了した一の吸着塔に第二吸着
工程を実行中の四の吸着塔の排ガスを向流で導入する第
三昇圧工程とから構成されている。

【００４３】以上のような吸着工程、減圧洗浄工程、製
品回収工程、および昇圧工程を各塔は重なって同じ工程
にならないようにして順次各吸着塔Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄに実
行させるために、吸着塔Ａが吸着工程である場合には、
第一運転状態として吸着塔Ｂは製品回収工程、吸着塔Ｃ
は昇圧工程、吸着塔Ｄは減圧洗浄工程になるように設定
され、吸着塔Ａが減圧洗浄工程である場合には、第二運
転状態として吸着塔Ｂは昇圧工程、吸着塔Ｃは吸着工
程、吸着塔Ｄは製品回収工程になるように設定され、吸
着塔Ａが脱着工程である場合には、第三運転状態として
吸着塔Ｂは製品回収工程、吸着塔Ｃは減圧洗浄工程、吸
着塔Ｄは昇圧工程になるように設定され、吸着塔Ａが昇
圧工程である場合には、第四運転状態として吸着塔Ｂは
減圧洗浄工程、吸着塔Ｃは製品回収工程、吸着塔Ｄは吸
着工程になるように設定されている。

【００４４】このような各吸着塔Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの第一
運転状態〜第四運転状態が順次繰り返されることによっ
て、原料ガスはそれぞれの吸着塔Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの吸着
工程において塔内の吸着剤に吸着され、それぞれの吸着
塔Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの減圧洗浄工程において塔内がＣＯ環
境に洗浄され、それぞれの吸着塔Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの製品
回収工程において吸着剤に吸着しているＣＯは脱着さ
れ、それぞれの吸着塔Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの昇圧工程におい
て塔内は最初の吸着工程に適合するように昇圧されるの
である。

【００４５】このような第一運転状態〜第四運転状態
は、上記各所に設けられた各弁の開閉操作を適切に行う
ことによって実現する。そして、各弁の開閉状態は表１
に示した通りである。この表においては、横欄に各吸着
塔Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの運転状態を表し、縦欄に各弁を図１
に示すのと同じ記号で示し、マトリックスを形成させて
いる。そして、丸印は弁が開放していることを示し、丸
印が付されていないものは弁が閉止していることを示し
ている。また、四角印は、弁そのものが自動弁であり、
徐々に弁が開放していくことを示している。

【００４６】また、状態番号は、上記各運転状態内をさ
らに経時的に細分した各吸着塔Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの運転状
態の区分を表したものであり、後述する図２の各吸着塔
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの工程を示すタイムチャート内に記入さ
れたかっこ付き番号に対応するものである。

【００４７】つぎに、この装置において行われるＣＯの
分離回収工程を実際に則して具体的に説明する。そして
この説明においては、吸着塔Ａのみを対象とし、製品回
収工程が終了した状態から説明を始める。なお、吸着塔
Ａにおける工程と他の吸着塔Ｂ，Ｃ，Ｄにおける工程と
の関係は、各吸着塔Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの工程を示すタイム
チャートである図２に示す通りである。なお、図３〜図
１８に、上記状態番号に対応した系内のガスの流れを太
線で示している。適宜これらの図をも参照して説明す
る。なお、下記説明においては、吸着塔Ａの操業のポイ
ントとなる弁の開閉操作はのみを挙げている。下記説明
で挙げられていないその他の弁の開閉状態を表１に示し
ている。

【００４８】

【表１】

【００４９】１）昇圧工程｛図１５（状態番号(13)）〜
図１８（状態番号(16)）参照｝まず、第一昇圧工程の前半（状態番号(13)）として、弁
３３Ｂ、弁３９および弁３６Ａを開くことにより、製品
回収工程終了後の吸着塔Ａの上部と吸着工程終了後の吸
着塔Ｂの下部とを接続し、減圧工程における吸着塔Ｂか
らの排ガスを、弁３３Ｂ、弁３９、ガス循環通路２３、
および弁３６Ａを通じて吸着塔Ａ内に導入し、その後第
一昇圧工程の後半（状態番号(14)）において弁３２Ａを
開けて排ガスをガス放出通路２２を介して低圧オフガス
タンク５に導出して、吸着塔Ａ内を大気圧近傍（約０kg
/cm²Ｇ）まで昇圧する。

【００５０】ついで、第二昇圧工程（状態番号(15))と
して、排ガスの一部をオフガス通路２６を介して吸着塔
Ａに導入するために、弁３６Ａと弁３２Ａを閉じて弁３
８Ａを開く。そうすれば、オフガス通路２６を介して高
圧オフガスタンク６の排ガスが向流で吸着塔Ａに導入さ
れ、吸着剤に残留しているＣＯはいわゆる逆洗効果によ
って脱着されて上方に押し上げられ、加圧された状態で
吸着塔Ａの吸着剤の上部空間に滞留する。

【００５１】この第二昇圧工程において、吸着塔Ａに高
圧オフガスタンク６の排ガスを向流で導入することに加
えて、第一吸着工程の後半を実行中の吸着塔Ｄの排ガス
を弁３３Ｄ，３３Ａを開いてガス還流通路２３を介して
導入するようにすることも可能である。この場合、ガス
還流通路２３に設けられた弁３９を自動弁とし、この弁
３９の弁解度を調節することによって吸着塔Ｄ内の圧力
変動を小さくすることができる。

【００５２】その後、第三昇圧工程（状態番号(16))と
して弁３８Ａを閉じ、弁３３Ｄ，３３Ａを開いて、吸着
塔Ｄの第二吸着工程後期における吸着排ガスを弁３３
Ｄ、ガス循環通路２３、および弁３３Ａを通じて吸着塔
Ａに供給する。これによって高圧の吸着塔Ｄ内の排ガス
は吸着塔Ａ内に向流で導入され、吸着塔Ａ内の圧力は大
気圧近傍の圧力から所定の吸着圧力（通常1.0〜5.0kg/c
m²Ｇ程度）まで昇圧されるとともに、上記第二昇圧工程
で残留していた吸着剤中のＣＯが逆洗効果で脱着され、
吸着剤の上部空間に滞留させられる。

【００５３】この吸着塔Ａの第三昇圧工程において、ガ
ス還流通路２３に設けられている自動弁３９を徐々に開
放するようにすれば、吸着塔Ａおよび吸着塔Ｄ内の圧力
変動を小さいものにすることが可能である。図２３はこ
のことを例示するグラフであり、横軸に操業時間（ｍｉ
ｎ）が設定され、縦軸に塔内の圧力（kg／cm²Ｇ）が設
定されている。このグラフによって判るように弁３９を
除開した場合には、実線で示すように吸着塔Ａおよび吸
着塔Ｄの圧力変動が、点線で示す弁３９を急激に開放し
た場合に比較して吸着塔Ａおよび吸着塔Ｄ内の圧力変動
が大幅に小さくなっている。

【００５４】吸着塔Ａの上部空間への上記第二昇圧工
程、および上記第三工程におけるＣＯの滞留は重要であ
る。すなわち、従来は塔内の洗浄効果が目論まれ、吸着
塔Ａの原料供給側に不純物が移行するのを避けるため
に、原料の供給方向と同じ方向から吸着塔Ａに昇圧用の
排ガスが供給されていたのであるが、そうすることによ
って、あたら吸着塔内に残留していた回収されるべきＣ
Ｏまでもが排出されてしまっていたのである。

【００５５】これに対し、本発明方法を採用することに
よって得られる上記ＣＯの滞留は、上記吸着塔Ａ内を昇
圧するために原料の供給方向とは逆の方向から吸着塔Ａ
に排ガスを供給することによって実現したものであり、
このＣＯの滞留によって、つぎの吸着工程において従来
は系外に排出されていたＣＯが製品として回収されるさ
れるようになるのである。なお、このように向流で吸着
塔Ａに排ガスを供給したとしても、先の製品回収工程に
おいて吸着塔Ａ内は充分ＣＯ環境になっており、不純物
が吸着塔Ａ内に留め置かれるというような不都合は起こ
らない。

【００５６】なお、吸着塔Ａが昇圧工程にあるときは、
装置全体としては第四運転状態になっており、吸着塔Ｂ
は減圧洗浄工程、吸着塔Ｃは製品回収工程、吸着塔Ｄは
吸着工程に設定されている。

【００５７】２）吸着工程｛図３（状態番号(1)）〜図
６（状態番号(4)）参照｝まず、第一吸着工程（状態番号(1)，(2)）として、弁３
３Ａを閉じるとともに弁３１Ａ，３７Ａを開き、原料ガ
ス圧縮機１１で加圧した原料ガスを原料ガス通路２１お
よび弁３１Ａを通じて吸着塔Ａに導き、吸着塔Ａ内を通
過した後の排ガスを弁３７Ａおよびオフガス通路２６を
通じて高圧オフガスタンク６に導入し、その後系外へ放
出する。ここで、上記原料ガスはＣＯ，ＣＯ₂，Ｈ₂，Ｎ
₂等からなる混合ガスであるが、これらの成分のうち易
吸着成分であるＣＯが吸着塔Ａ内の吸着剤に加圧下で吸
着され、他の難吸着成分であるＣＯ₂，Ｈ₂，Ｎ₂がオフ
ガス通路２６および弁３７Ａを通じて導出されることと
なる。

【００５８】このような第一吸着工程は、吸着塔Ａから
の排ガス中のＣＯ濃度が上記原料ガス中の一酸化炭素濃
度と等しくなる手前の所定の時点まで行い、この時点が
経過した後は第二吸着工程（状態番号(3)，(4)）を行
う。すなわち、弁３７Ａを閉じる一方で弁３３Ａ，３３
Ｃを開き、吸着塔Ａからの排ガスを弁３３Ａ、ガス循環
通路２３、および弁３３Ｃを通じて吸着塔Ｃへ導き、こ
の吸着塔Ｃの昇圧に用いる。

【００５９】なお、吸着塔Ａが吸着工程にあるときは、
装置全体としては第一運転状態になっており、吸着塔Ｂ
は製品回収工程、吸着塔Ｃは昇圧工程、吸着塔Ｄは減圧
洗浄工程に設定されている。

【００６０】３）減圧洗浄工程｛図７（状態番号(5)）
〜図１０（状態番号(8)）｝この減圧洗浄工程は、前半の減圧工程（状態番号(5)，
(6)）と、後半の洗浄工程（状態番号(7)，(8)）とに区
分される。

【００６１】減圧工程（状態番号(5)，(6)）上記吸着工程を行った後、弁３１Ａ，弁３３Ｃを閉じる
とともに弁３３Ａ，３６Ｂを開く。これにより、予定の
吸着圧力まで昇圧されていた吸着塔Ａ内の原料ガスが、
弁３３Ａ、ガス循環通路２３、および弁３６Ｂを通じて
吸着塔Ｂへ導入され、吸着塔Ａがほぼ大気圧まで減圧さ
れる一方、吸着塔Ｂは真空状態からほぼ大気圧まで昇圧
される。

【００６２】洗浄工程（状態番号(7)，(8)）この洗浄工程では、３４Ａ，３２Ａを開き、サージタン
ク４内に貯留されている製品ガスの一部を洗浄ガス通路
２４および弁３４Ａを通じて吸着塔Ａ内に導入する。こ
れにより、この吸着塔Ａ内に残存する難吸着成分がパー
ジされ、このとき吸着塔Ａから導出された排ガスは、弁
３２Ａ、ガス放出通路２２、低圧オフガスタンク５、お
よびリサイクルガス圧縮機１３を介して原料圧縮機１１
と加熱器１４との間の原料ガス通路２１にフィードバッ
クさせられる。

【００６３】この洗浄工程では、上記加熱器１４および
温水管４０による温度調節のために、吸着塔Ａ内の温度
が３０℃以上５０℃以下に保たれた状態で運転されるこ
ととなる。

【００６４】なお、吸着塔Ａが減圧洗浄工程にあるとき
は、装置全体としては第二運転状態になっており、吸着
塔Ｂは昇圧工程、吸着塔Ｃは吸着工程、吸着塔Ｄは製品
回収工程に設定されている。

【００６５】４）製品回収工程｛図１１（状態番号
(9)）〜図１４（状態番号(10)）｝上記洗浄工程終了後、３４Ａ，３２Ａを閉じ、弁３５Ａ
を開き、吸着塔Ａにおいて製品回収工程を開始する。こ
の製品回収工程においては、真空ポンプ１２の作動によ
り、吸着塔Ａ内に吸着されているＣＯが減圧脱着され、
弁３５Ａおよび回収ガス通路２５を通じてサージタンク
４内に回収される。この吸着塔Ａにおける製品回収工程
は、他の吸着塔Ｂが吸着工程、吸着塔Ｃが減圧洗浄工
程、吸着塔Ｄが昇圧工程になっている第三運転状態にお
いて実行される。このような製品回収工程により、吸着
塔Ａ内の圧力は最終的に約−１kg/cm²Ｇまで減圧され
る。

【００６６】以上、１）〜４）の工程を吸着塔Ａについ
て順に繰り返すとともに、吸着塔Ｂは吸着塔Ａよりも二
工程、吸着塔Ｃは吸着塔Ａよりも一工程、吸着塔Ｄは吸
着塔Ａよりも三工程だけ遅らせた状態で上記四工程を繰
り返すことによって装置全体としてのＣＯの分離回収を
行うことができる。

【００６７】つぎに、昇圧工程の変形例について、表２
および図１９〜図２２を基に、吸着塔Ａに照準を合わせ
て説明する。なお、表２においては、上記表１に示す先
の実施例において閉止されていた弁で開通に変更されて
いるものを二重丸で示し、先の実施例において開通され
ていた弁で閉止に変更されたものをバツ印で示してい
る。

【００６８】

【表２】

【００６９】先に説明した吸着塔Ａの第一昇圧工程にお
いては、図２のタイムチャートの右上およびに図１５
（状態番号(13)）示すように、一旦吸着塔Ｂの排ガスが
吸着塔Ａに導入されて吸着塔Ｂは約５kg／cm²Ｇから約
２kg／cm²Ｇにまで減圧されるとともに、吸着塔Ａは約
−１kg／cm²Ｇから約２kg／cm²Ｇに昇圧される両塔の均
圧操作がまず行われる。

【００７０】その後図１６（状態番号(14)）に示すよう
に、弁３２Ａが開放されて吸着塔Ａ内の排ガスは低圧オ
フガスタンク５およびリサイクルガス圧縮機１３を介し
て原料ガスに戻されるリサイクルが実行されて吸着塔Ａ
内は略大気圧に減圧されるという二段階の操作が行わ
れ、結果的には吸着塔Ａ内は約−１kg／cm²Ｇから略大
気圧に昇圧されるようになっている。

【００７１】これに対して、変形例の場合は、表２の第
三運転状態の状態番号(13)、および図１５に示す第一′
昇圧工程の前半において吸着塔Ａが約２kg／cm²Ｇに昇
圧された後、図２２（状態番号(14′)）に示すように弁
３２Ａは閉止された状態が継続されるのである。

【００７２】従って、図２の右上に点線で示すように、
吸着塔Ａ内の圧力は約２kg／cm²Ｇがそのまま維持さ
れ、つぎの第二昇圧工程に引き継がれるのである。この
ようにすることによって、リサイクルにまわす排ガスの
量を少なくすることができるため、リサイクルガス圧縮
機１３の付加が軽減され、その分動力費用の節減を果た
すことができる。

【００７３】なお、図１９（状態番号(2′)）は吸着塔
Ｃが変形例の第一昇圧工程後半である場合、図２０（状
態番号(6′)）は吸着塔Ｂが変形例の第一昇圧工程後半
である場合、図２１（状態番号(14′)）は吸着塔Ｄが変
形例の第一昇圧工程後半である場合の装置全体のガスの
流れを示している。

【００７４】本発明は、以上詳述したように、各吸着塔
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの昇圧工程において、高圧オフガスタン
ク６の排ガスや他の第二吸着工程を実行中の排ガスが、
原料ガスの供給方向とは逆のいわゆる向流で昇圧対象の
吸着塔に供給されるように構成されているため、逆洗効
果によって吸着剤中に残留している分離回収対象のＣＯ
は上方に押し上げられ、吸着塔の上部空間に圧縮状態で
滞留するため、有用なＣＯの系外への放出を有効に防止
することができる。そして、つぎの吸着工程においてこ
の滞留ＣＯは原料ガスに混入した状態で吸着剤に再度供
給され、分離回収されることになる。

【００７５】（試験例）各塔の寸法が、外径３４ｍｍ
φ、内径２７．２ｍｍφ、高さ３００ｍｍの吸着塔Ａ、
吸着塔Ｂ、吸着塔Ｃ、および吸着塔Ｄを備えた４塔式の
圧力スイング試験装置を用い、これらの中に活性アルミ
ナ担体に銅化合物を担持させた吸着剤１５０ｍｌをそれ
ぞれ充填し、分離回収対象のＣＯと、不純物としてのＨ
₂との混合ガスを上記各吸着塔Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ内に順次
導入することによってＣＯの分離回収性能を試験した。

【００７６】表中の実施例は、昇圧工程を実行中の吸着
塔に排ガスを向流で導入する逆昇圧法が採用され、排ガ
スを原料ガスにフィードバックするリサイクル法が採用
されない実施例１と、上記逆昇圧法が採用されずにリサ
イクル法のみが採用される実施例２と、逆昇圧法および
リサイクル法の双方が採用された実施例３の３ケースに
区分されている。また、比較例は、逆昇圧法およびリサ
イクル法の双方が採用されていない。試験結果を表３に
示す。

【００７７】

【表３】

【００７８】この表に示すように、比較例の製品ＣＯの
回収率は６３．１％と低いのに対して、実施例の製品Ｃ
Ｏの回収率はすべて８０％以上であり、特に逆昇圧法お
よびリサイクル法の双方が採用された実施例３において
は、８９．８％と高回収率を示している。

【００７９】また、回収製品のＣＯ濃度は、比較例にあ
っては９９．３％であるのに対して、本実施例において
は９９．６〜９９．７％と高く、本発明方法が優れたも
のであるのを実証している。

【００８０】

【発明の効果】本発明の請求項１記載の一酸化炭素を含
む混合ガスから一酸化炭素を分離回収する圧力スイング
吸着法方法は、複数の吸着塔が設けられ、それらにおい
て順次、原料ガスから一酸化炭素を活性アルミナ担体に
銅化合物を担持させた吸着剤を用いて吸着除去する吸着
工程と、吸着塔から排ガスを導出する減圧工程と、製品
ガスの一部を導入して塔内を洗浄する洗浄工程と、製品
ガスを吸着剤から脱着する製品回収工程とが繰り返され
るように運転される一酸化炭素を分離回収する圧力スイ
ング方法において、昇圧工程にある吸着塔内に昇圧用の
ガスを原料ガスの導入方向とは逆の方向から向流で導入
するように構成されている。

【００８１】従って、昇圧工程の前の製品回収工程にお
いて吸着剤に残留していた一酸化炭素は、上記向流によ
る昇圧用ガスの供給を受けてこのガスによる洗浄効果に
より吸着剤から脱着され、吸着塔の原料供給側に移行す
る。つまり、上記昇圧工程において吸着剤に残留してい
た一酸化炭素は、つぎの吸着工程までの間に原料として
使用可能な吸着塔の上流側に押しやられるので、つぎの
吸着工程で再度一酸化炭素として分離回収に供すること
が可能になる。

【００８２】これに対して、従来のように昇圧工程にお
いて昇圧用のガスを原料ガスの導入方向と同じ方向から
並流で導入すれば、昇圧工程の前の製品回収工程におい
て吸着剤に残留していた一酸化炭素は吸着塔の下流側に
移行してしまい、つぎの吸着工程において排ガスとして
排出されてしまい、その分、回収対象の一酸化炭素が損
失となって流出してしまうのである。

【００８３】すなわち、本発明によれば、上記従来の損
失として流出した一酸化炭素が回収されることになるた
め、その分回収効率が上昇する。

【００８４】本発明の請求項２記載の一酸化炭素を含む
混合ガスから一酸化炭素を分離回収する圧力スイング吸
着法方法は、四基の吸着塔が設けられ、それらの各々の
吸着塔の内のいずれかである一の吸着塔は上記構成の吸
着工程、減圧工程と洗浄工程とからなる減圧洗浄工程、
製品回収工程、および昇圧工程からなる四工程を順次繰
り返し、二の吸着塔は一の吸着塔から一工程ずらせた状
態で上記の四工程を順次繰り返し、三の吸着塔は一の吸
着塔から二工程ずらせた状態で上記四工程を順次繰り返
し、さらに四の吸着塔は一の吸着塔から三工程ずらせた
状態で上記四工程を繰り返すように構成されているた
め、一時点においては四基の吸着塔は吸着工程、減圧洗
浄工程、製品回収工程、および昇圧工程のいずれかを実
行している状態になり、互いに補完しあいながら製品回
収工程にある吸着塔から分離回収された一酸化炭素が導
出されることになる。

【００８５】そして、一の吸着塔の昇圧工程は、上記構
成の第一昇圧工程、第二昇圧工程、および第三昇圧工程
とからなり、上記第一昇圧工程においては製品回収が終
了した一の吸着塔入口と吸着工程が終了した二の吸着塔
出口とが接続され、二の吸着塔から導出される排ガスの
一部が向流で導入されて一の吸着塔内を一旦昇圧し両吸
着塔内を均圧にされた後、両吸着塔内の圧力が略大気圧
まで減圧されるように構成され、第二昇圧工程において
は四の吸着塔の排ガスの一部が向流で導入され、第三昇
圧工程においては第二吸着工程の四の吸着塔の排ガスが
向流で導入されるため、この向流による排ガスの導入に
よって上記請求項１記載の発明と同じ効果、すなわち、
従来損失として流出した一酸化炭素が有効に回収される
ことになり、その分回収効率が上昇するという効果が得
られる。

【００８６】本発明の請求項３記載の一酸化炭素を含む
混合ガスから一酸化炭素を分離回収する圧力スイング吸
着法方法は、基本的には上記請求項３記載の発明と略同
様の構成とされているが、特に一の吸着塔の第一′昇圧
工程において、製品回収が終了した一の吸着塔入口と吸
着工程が終了した二の吸着塔出口とが接続され、二の吸
着塔から導出される排ガスの一部が向流で導入されて一
の吸着塔内が昇圧されるように構成されているため、請
求項３に記載の発明のように一の吸着塔内は一旦減圧さ
れることはなく、減圧されない分だけ導出される排ガス
が少なくなり、その分一酸化炭素の回収効率が上昇す
る。

【００８７】本発明の請求項４記載の一酸化炭素を含む
混合ガスから一酸化炭素を分離回収する圧力スイング吸
着法方法は、洗浄工程で一の吸着塔から導出される排ガ
ス、および上記一の吸着塔の第一昇圧工程または上記第
一′昇圧工程において一の吸着塔および二の吸着塔から
排出される排ガスを原料ガスにリサイクルするように構
成されているため、このリサイクルによって排ガス中に
含まれている回収対象の一酸化炭素が再度原料として使
用され、総合的に一酸化炭素の回収効率が上昇する。

【００８８】本発明の請求項５記載の一酸化炭素を含む
混合ガスから一酸化炭素を分離回収する圧力スイング吸
着法方法は、第二昇圧工程を実行中の一の吸着塔に四の
吸着塔の第一吸着工程の排ガスの一部を向流で導入する
ように構成されているため、四の吸着塔からの一の吸着
塔への排ガスの供給量を適切に調節することによって一
の吸着塔の圧力変動を小さく制御することが可能であ
り、第二昇圧工程を実行中の一の吸着塔の圧上昇を安定
したものにすることができる。

【００８９】本発明の請求項６記載の一酸化炭素を含む
混合ガスから一酸化炭素を分離回収する圧力スイング吸
着法方法は、一の吸着塔の第三昇圧工程において、一の
吸着塔と四の吸着塔とを結ぶ接続配管に制御弁が設けら
れてなるものであるため、この制御弁の開閉操作を制御
することによって四の吸着塔の第二吸着工程の圧力変動
を小さくすることが可能であり、第三昇圧工程を安定し
たものにすることができ好都合である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法を実施するための装置の一例を示す
フローシートである。

【図２】上記装置における各吸着塔での工程を示すタイ
ムチャートである。

【図３】第一運転状態における状態番号(1)のガスの流
れを太線で示す系統図である。

【図４】第一運転状態における状態番号(2)のガスの流
れを太線で示す系統図である。

【図５】第一運転状態における状態番号(3)のガスの流
れを太線で示す系統図である。

【図６】第一運転状態における状態番号(4)のガスの流
れを太線で示す系統図である。

【図７】第二運転状態における状態番号(5)のガスの流
れを太線で示す系統図である。

【図８】第二運転状態における状態番号(6)のガスの流
れを太線で示す系統図である。

【図９】第二運転状態における状態番号(7)のガスの流
れを太線で示す系統図である。

【図１０】第二運転状態における状態番号(8)のガスの
流れを太線で示す系統図である。

【図１１】第三運転状態における状態番号(9)のガスの
流れを太線で示す系統図である。

【図１２】第三運転状態における状態番号(10)のガスの
流れを太線で示す系統図である。

【図１３】第三運転状態における状態番号(11)のガスの
流れを太線で示す系統図である。

【図１４】第三運転状態における状態番号(12)のガスの
流れを太線で示す系統図である。

【図１５】第四運転状態における状態番号(13)のガスの
流れを太線で示す系統図である。

【図１６】第四運転状態における状態番号(14)のガスの
流れを太線で示す系統図である。

【図１７】第四運転状態における状態番号(15)のガスの
流れを太線で示す系統図である。

【図１８】第四運転状態における状態番号(16)のガスの
流れを太線で示す系統図である。

【図１９】変形例の第一運転状態における状態番号
(2′)のガスの流れを太線で示す系統図である。

【図２０】変形例の第二運転状態における状態番号
(6′)のガスの流れを太線で示す系統図である。

【図２１】変形例の第三運転状態における状態番号(1
0′)のガスの流れを太線で示す系統図である。

【図２２】変形例の第四運転状態における状態番号(1
4′)のガスの流れを太線で示す系統図である。

【図２３】一の吸着塔の第二吸着工程および三の吸着塔
の第三吸着工程における時間の経過（ｍｉｎ）とそれぞ
れの塔内の圧力との関係を示すグラフである。

【符号の説明】

Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ吸着塔４サージタンク１２真空ポンプ１３ブロア（送風手段）１４加熱器１５，４８温度調節計２１原料ガス通路２２ガス放出通路２３ガス循環通路２４洗浄ガス通路２５ガス吸引通路２６オフガス通路４０温水管

フロントページの続き (72)発明者皆川英二神戸市中央区脇浜町１丁目３番18号株式会社神戸製鋼所神戸本社内 (72)発明者辻利明大阪府泉佐野市南中岡本145 (72)発明者佐藤博幸兵庫県神戸市西区美穂ヶ丘５丁目９−10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の吸着塔が設けられ、それぞれの吸
着塔は、一酸化炭素を含む原料ガスを吸着塔の入口から
出口に流して吸着剤に一酸化炭素を吸着させる吸着工程
と、吸着工程終了後に吸着塔内の圧力を大気圧近傍にま
で減圧しこの吸着塔から排ガスを導出する減圧工程と、
製品ガスの一部を吸着塔内に送り込んで吸着剤が吸着し
ている一酸化炭素以外の成分を除去しつつ吸着塔から排
ガスを導出する洗浄工程と、吸着塔内を大気圧以下に減
圧しつつ吸着剤が吸着している一酸化炭素を脱着して製
品ガスを回収する製品回収工程と、製品回収工程後の吸
着塔内圧力を所定の吸着圧力まで昇圧する昇圧工程とを
所定工程づつずらせた状態で順に繰り返すように運転さ
れる原料ガス中から一酸化炭素を分離回収する圧力スイ
ング吸着方法であって、上記昇圧工程にある吸着塔内に
昇圧用のガスを原料ガスの導入方向とは逆の方向から向
流で導入することを特徴とする一酸化炭素を含む混合ガ
スから一酸化炭素を分離回収する圧力スイング吸着方
法。
【請求項２】上記吸着塔は四塔が設けられ、上記吸着
工程は、一の吸着塔出口の一酸化炭素の濃度が吸着塔入
口の一酸化炭素の濃度に達する手前の所定の時点まで吸
着塔出口から導出した排ガスを系外に放出し、その一部
を向流で三の吸着塔内に導入してこの吸着塔の昇圧に使
用する第一吸着工程と、上記所定の時点に到達した後、
上記排ガスを上記三の吸着塔内にのみ導入してその昇圧
に使用する第二吸着工程とから構成され、上記減圧工程
は、一の吸着塔出口と一酸化炭素の真空脱気が終了した
二の吸着塔入口とを接続することにより一の吸着塔内を
略大気圧にまで減圧させるとともに、上記二の吸着塔内
を略大気圧にまで昇圧させるように構成され、上記洗浄
工程は、製品ガスを一の吸着塔に導入して洗浄後排ガス
を導出するように構成され、上記製品回収工程は、真空
ポンプによって一の吸着塔の吸着剤に吸着されている一
酸化炭素を脱着し系内に設けられたサージタンクに製品
回収するように構成され、上記昇圧工程は、製品回収が
終了した一の吸着塔入口と吸着工程が終了した二の吸着
塔出口とを接続し、二の吸着塔から導出される排ガスの
一部を向流で導入して一の吸着塔内を一旦昇圧し両吸着
塔内を均圧にした後、両吸着塔内の圧力を略大気圧まで
減圧する第一昇圧工程と、この第一昇圧工程を終了した
一の吸着塔に第一吸着工程を実行中の四の吸着塔の排ガ
スの一部を向流で導入する第二昇圧工程と、この第二昇
圧工程を終了した一の吸着塔に第二吸着工程を実行中の
四の吸着塔の排ガスを向流で導入する第三昇圧工程とか
らなるように構成されていることを特徴とする請求項１
記載の一酸化炭素を含む混合ガスから一酸化炭素を分離
回収する圧力スイング吸着方法。
【請求項３】上記吸着塔は四塔が設けられ、上記吸着
工程は、一の吸着塔出口の一酸化炭素の濃度が吸着塔入
口の一酸化炭素の濃度に達する手前の所定の時点まで吸
着塔出口から導出した排ガスを系外に放出し、その一部
を向流で三の吸着塔内に導入してこの吸着塔の昇圧に使
用する第一吸着工程と、上記所定の時点に到達した後、
上記排ガスを上記三の吸着塔内にのみ導入してその昇圧
に使用する第二吸着工程とから構成され、上記減圧工程
は、一の吸着塔出口と一酸化炭素の真空脱気が終了した
二の吸着塔入口とを接続することにより一の吸着塔内を
略大気圧にまで減圧させるとともに、上記二の吸着塔内
を略大気圧にまで昇圧させるように構成され、上記洗浄
工程は、製品ガスを一の吸着塔に導入して洗浄後排ガス
を導出するように構成され、上記製品回収工程は、真空
ポンプによって一の吸着塔の吸着剤に吸着されている一
酸化炭素を脱着し系内に設けられたサージタンクに製品
回収するように構成され、上記昇圧工程は、製品回収が
終了した一の吸着塔入口と吸着工程が終了した二の吸着
塔出口とを接続し、二の吸着塔から導出される排ガスの
一部を向流で導入して一の吸着塔内を昇圧する第一′昇
圧工程と、この第一′昇圧工程を終了した一の吸着塔に
第一吸着工程を実行中の四の吸着塔の排ガスの一部を向
流で導入する第二昇圧工程と、この第二昇圧工程を終了
した一の吸着塔に第二吸着工程を実行中の四の吸着塔の
排ガスを向流で導入する第三昇圧工程とからなるように
構成されていることを特徴とする請求項１記載の一酸化
炭素を含む混合ガスから一酸化炭素を分離回収する圧力
スイング吸着方法。
【請求項４】上記洗浄工程で一の吸着塔から導出され
る排ガス、および上記一の吸着塔の第一昇圧工程または
上記第一′昇圧工程において一の吸着塔および二の吸着
塔から排出される排ガスを原料ガスにリサイクルするよ
うに構成されていることを特徴とする請求項２または３
記載の一酸化炭素を含む混合ガスから一酸化炭素を分離
回収する圧力スイング吸着方法。
【請求項５】上記第二昇圧工程を実行中の一の吸着塔
に四の吸着塔の第一吸着工程の排ガスの一部を向流で導
入することにより四の吸着塔の圧力変動を小さくするよ
うに構成されていることを特徴とする請求項２または３
記載の一酸化炭素を含む混合ガスから一酸化炭素を分離
回収する圧力スイング吸着方法。
【請求項６】一の吸着塔の第三昇圧工程において、一
の吸着塔と四の吸着塔とを結ぶ接続配管に制御弁を設
け、この制御弁の開閉操作を制御することによって四の
吸着塔の第二吸着工程の圧力変動を小さくするように構
成されていることを特徴とする請求項２または３記載の
一酸化炭素を含む混合ガスから一酸化炭素を分離回収す
る圧力スイング吸着方法。