JPH072025Y2 - Pressure swing adsorption device - Google Patents

Pressure swing adsorption device

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JPH072025Y2
JPH072025Y2 JP2241792U JP2241792U JPH072025Y2 JP H072025 Y2 JPH072025 Y2 JP H072025Y2 JP 2241792 U JP2241792 U JP 2241792U JP 2241792 U JP2241792 U JP 2241792U JP H072025 Y2 JPH072025 Y2 JP H072025Y2
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adsorption
gas
unit
tower
product
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船田一郎
安岡憲二
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株式会社小島製作所
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  • Separation Of Gases By Adsorption (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】[Detailed description of the device]

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】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
adsorptionapparatus )、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。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a multi-unit type pressure swing adsorption device (PSA device, pressure swing) in which a plurality of adsorption units composed of a plurality of adsorption towers are arranged in parallel.
adsorptionapparatus), in particular, a multi-unit pressure swing adsorption device used to separate air.

【0002】[0002]

【従来の技術】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。
2. Description of the Related Art Up to now, it has been known to use a PSA device to adsorb and separate a mixed gas composed of a plurality of gas components into respective constituent gas components. There are a two-column type in which the towers form one unit, 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/
2 、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 the one-unit type, and
When designing the device, for example, by performing a performance test experiment using a small N 2 -PSA device, the optimum superficial velocity, Air /
N 2, product N 2 amount / adsorbent loading, packing height / column diameter, etc. calculated in advance the amount of air / Todan area, by using these values directly, the product N 2 given from the demand end The required amount of raw material air was calculated according to the amount. therefore,
The diameter of the adsorption tower (tower diameter) is based on the empty column cross-sectional area (empty column cross-sectional area per tower) obtained by dividing the raw material air volume calculated in this way by the previously calculated empty column velocity. Had been decided.
Therefore, the larger the amount of raw material air, the larger the column diameter required, and it was difficult to downsize the entire apparatus.

【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P
SA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 fluidized state can be obtained in the adsorption tower, but the adsorption tower is used to separate a large amount of raw material air. The PSA device having a large diameter has the following problems. First, the first problem is that since the tower diameter of the adsorption tower is large, L / D (L: adsorbent filling height, D:
This is because the value of (inner diameter of adsorption column) becomes small, the gas flow state in the adsorption column tends to be non-uniform, and the performance such as the product purity is deteriorated. L / D from the experience rule so far
In the case of a two-column PSA device satisfying the formula of ≦ 3, the raw material air has a non-uniform flow in the adsorption process, and the purge gas having a relatively small amount of gas does not flow uniformly in the desorption process. It is known that a channeling phenomenon of fluid flow occurs. As a result, such a two-tower type P
In the SA device, desorption of the adsorbed oxygen component becomes insufficient, sufficient purge regeneration is not performed, and the oxygen component cannot be sufficiently adsorbed and separated by the adsorbent (eg, molecular sieve, carbon) in the adsorbing process of the next process. As a result, 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 apparatus 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, in the conventional two-tower N 2 -PSA apparatus, when the adsorption tower is switched, the A tower, which has been in the adsorption step until 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-equalization process-desorption process in the tower A, and in the desorption process-equalization process-adsorption process in the tower B as opposed to the adsorption process in the tower A. A pressure equalizing step is provided between the step and the desorption step (see FIG. 5B), and in this pressure equalizing 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 −P
SA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, such a conventional two-tower type N 2 -P
In the pressure equalization step of the SA device, product nitrogen could not be taken out from the adsorption tower, large pressure fluctuations occurred when switching the adsorption tower, and from the measurement example of the concentration distribution in the adsorption tower in the adsorption step shown in FIG. As can be seen, there is a problem that the product nitrogen concentration fluctuates greatly due to pressure fluctuations.

【0007】この他、中型〜大型のN2 −PSA装置や
2 −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, If the diameter of the adsorption tower becomes large and becomes larger than the width of the vehicle (for example, the width of the bed of a truck), it becomes difficult to transport the assembled assembly in the factory. And in the case of such a large PSA device,
There is also the problem that the assembly will have to be carried out on-site, and the period required to assemble the device will become longer.

【0008】[0008]

【考案が解決しようとする課題】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。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention solves the above-mentioned problems in the conventional PSA apparatus, can keep the gas flow state in the adsorption tower even, and can prevent the pressure when switching the adsorption tower. It is an object of the present invention to provide a pressure swing adsorption device which has a small fluctuation and is capable of separating a large amount of mixed gas 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 inventor of the present invention has a structure in which a conventional adsorption unit composed of a plurality of adsorption columns is arranged in parallel to form a multiple unit structure, and the flow rate of the mixed gas flowing into each adsorption unit is adjustable by a flow divider and a valve. By keeping the gas flow state in the adsorption tower uniform by shifting the adsorption tower switching time in the adsorption unit by the sequencer, the pressure fluctuation when switching the adsorption tower is reduced and the separation performance is improved. Was successful. In addition, 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 before being sent to the product gas holder, It was found that the mixed gas can be separated in a state where the gas flow state is uniform and the pressure fluctuation when switching the adsorption tower is small.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】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, and two or more adsorption towers. Are connected in parallel to form one adsorption unit, and two or more of the adsorption units are connected in parallel. On the mixed gas inflow side of each adsorption unit, the mixed gas is fed to each adsorption tower. A flow divider capable of dividing the flow is provided, and a flow dividing gas control valve capable of adjusting the flow rate of the mixed gas sent to each adsorption unit is provided between the flow divider and the adsorption unit. That is, the separation gas outflow side of each adsorption unit is connected to a separation gas surge tank for each adsorption unit. That it is connected with the scan holder,
Also, 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。
The present invention also provides the above-mentioned adsorption device,
Between each separation gas surge tank and the product gas holder, there is a combiner that can combine the separated gases, and between this combiner and each separation gas surge tank, there is a combiner. It is also characterized in that a merged gas control valve capable of adjusting the flow rate of the separated gas to be sent is provided respectively.

【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 block diagram of an N 2 -PSA apparatus as an example of the PSA apparatus of the present invention, but the present invention is not limited to this. As shown in FIG. 1, according to the present invention, two or more adsorption units 3 formed by connecting two or more adsorption columns in parallel are connected in parallel, which is a multi-tower multiple unit type. The point is greatly different from the conventional one (the PSA apparatus of the present invention shown in FIG. 1 has two adsorption towers as one unit).
It is a unit type). Therefore, compared to the conventional one, it is possible to reduce the amount of mixed gas (air) flowing into one adsorption tower, and it is possible to reduce the tower diameter.
Since the L / D value is easily set to 3 or more, it is possible to prevent one of the conventional problems, that is, the nonuniform flow distribution of the mixed gas in the adsorption tower. The simplest one adsorption unit 3 in the present invention is one composed of two towers (A tower and B tower) as shown in FIG. 1, but may be three or more towers. The inside of the adsorption towers A and B shown in FIG. 1 is filled with a filler according to the gas components constituting the mixed gas, and as the filler, various adsorbents that have been commercially available so far are used. (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。
Further, in the PSA apparatus of the present invention, the gas in each adsorption unit 3 can be divided so that the nonuniform 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 inlet side (generally, the inlet of the bottom of each adsorption unit), a flow divider 1 and a flow dividing gas control valve 2 capable of dividing the mixed gas sent to each adsorption tower are provided.

【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 to be mixed. It flows out from the 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 mixed gas outlets 10 are provided. Should be used. At this time, the inner diameter D of the flow distributor 1 and the inner diameter d of the mixed gas inflow port 9 are divided so that the mixed gas is evenly divided into the adsorption units.
It is preferable that the inner diameter d of the mixed gas outlet 10 satisfies the equation of D ≧ 2d.

【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
It is provided between the flow divider 1 and the adsorption unit 3, and this valve can adjust the flow rate of the mixed gas sent to each adsorption unit 3. Generally, the static pressure of fluid, especially gas, in the pipe is determined by the flow resistance, and it is necessary to branch the mixed gas inlet pipe to each unit and equalize the static pressure in all pipes after the branch. In the present invention, the diversion gas control valve 2 provided in the pipe to the flow divider 1 and each adsorption unit 3 is
It acts to equalize the static pressure of the raw material mixed gas (for example, air). 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 made uniform. Therefore, the deterioration of the adsorption separation performance due to the non-uniform flow, which occurs when treating the total amount of air with one adsorption unit as in the conventional case, and the reduction of the product purity in particular 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。
The N 2 -PSA of the present invention shown in FIG. 1 is used.
In the device, the supply amount of the raw material air is measured by the flow meter 8 so that the total amount of the mixed gas (raw material air) supplied to the adsorption unit 3 becomes a predetermined flow rate required for the entire device. Divided gas control valve 2 provided for every 3
The air is introduced into each adsorption unit 3 so as to be evenly divided, and after being adsorbed and separated in the A tower and the B tower, the exhaust gas generated by the separation is exhausted from each adsorption unit 3. It has a structure.

【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 apparatus of the present invention, as shown in FIG. 1, the separation gas (nitrogen gas) of each adsorption unit 3 is separated.
The outflow side is connected to the separation gas surge tank 5 for each adsorption unit, and each of the separation gas surge tanks 5 is further connected to one product gas holder 7 having a large capacity as shown in FIG. There is. 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
It is collected in the product gas holder 7, passed through this product holder 7, and then 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。
Further, in another PSA apparatus according to 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 gases. It is connected to the combiner 4, and the separated gas is sent to the product gas holder 7 via the combiner 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 introduced from each separated gas inlet 12 is inside the main body of the merger 4. Through the separation gas outlet 11.
At this time, the relationship between the inner diameter D of the merger 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 equation of D ≧ 2d 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, between the confluence unit 4 and each separation gas surge tank 5,
Each of the confluent gas control valves 6 is provided, and the flow rate of the separation gas (nitrogen gas) sent to the confluence device 4 is adjusted uniformly by the valves 6, but the confluent gas control valve 6 is not provided. In some cases, the flow rate of the separated gas sent to the combiner 4 can be adjusted evenly by the split gas control valve 2, and the combined gas control valve 6 in the present invention is appropriately provided. In this way, the effect obtained by evenly adjusting the flow rate for each separation gas surge tank 5 is the same as in the case where the mixed gas is evenly divided into the adsorption units 3 by the divided 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, the product gas holder 7 determines whether or not it is necessary to provide the flow divider 4, 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 above. If this 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. The product gas concentration from the gas surge tank 5 becomes uniform.
However, when the average residence time of the product gas in the product gas holder 7 becomes 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 necessarily 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. Will also have the role of.

【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。
Further, the PSA apparatus 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 different for each adsorption unit 3. For example, when the adsorption unit 3 is a two-tower type, the adsorption towers (A tower and B tower) are switched for each half cycle time while being shifted for each adsorption unit 3. At the same time, 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. Incidentally, FIG.
The sequencer is not shown in the PSA device of the present invention shown in FIG.

【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 adsorption tower switching time is controlled in this way, the PSA apparatus of the present invention can reduce the pressure fluctuation when the adsorption tower is switched, thereby improving the product purity. On the other hand, in the case of using the conventional 2-tower 1-unit type N 2 -PSA apparatus, as shown in FIG.
As shown in the concentration distribution curve in the adsorption tower, when the adsorption tower is switched to the adsorption step, the pressure equalization step, the desorption step, or the opposite direction, the fluctuation of the product concentration increases with the pressure fluctuation during the pressure equalization step. There is a problem that the separation performance deteriorates,
The PSA device of the present invention solves such a problem.

【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 equalizing step. In this respect, the plurality of adsorption unit types in the present invention have the conventional ones. It is extremely advantageous over the unit type. That is, when the adsorption tower switching times in the 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), 60/3 = 20 sec.
It is controlled so that the adsorption tower of the adsorption unit is switched at intervals of. 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 are preset among the operating conditions of each adsorption unit, especially the conditions affecting the separation performance. It is necessary to adjust the amount of air to be introduced by the diverting gas control valve and the pressure equalization time while operating each adsorption unit.
Then, attach a concentration meter for adjustment to each adsorption unit, adjust the mixed gas input amount to each adsorption unit, whether the raw material air is evenly distributed to each adsorption unit, and whether the product gas is evenly joined. Please drive after confirming.

【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 in the adsorption tower is used. Can be used for separating various mixed gases by appropriately selecting.

【0027】[0027]

【実施例】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=3
cm、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。
EXAMPLES Example 1: Performance test test by 5-unit type N 2 -PSA device (a device for separating nitrogen gas as a product from raw air, which is a pressure adsorption and atmospheric desorption system) Filling height 85 cm × Two adsorption towers having an inner diameter of 15 cm 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, as a flow divider capable of diverting the mixed gas sent to each adsorption unit, the structure shown in FIG. 3 (inner diameter D = 3
cm, inner diameter d = 0.4 cm), and a diversion gas control valve (needle valve) that can adjust the flow rate of the mixed gas sent to each adsorption unit between the diversion device and the adsorption unit. Provided.

【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, since the product gas holder having a relatively large internal volume also serves as a confluencer, the confluencer is not separately 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, and about 10 kg is used per adsorption tower. did.

【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 branch gas control valve was adjusted to adjust each adsorption unit. The adsorption / separation operation was performed so that the raw material air was evenly divided. 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 −P
SA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%O
2 )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, the above-mentioned 5-unit type N 2 -P
In the SA device, product nitrogen having a product nitrogen purity of 0.70% O 2 (the O 2 concentration of impurities in the product nitrogen was 0.70% O 2
2 ) 10 Nm 3 (about 2.8 liters / hour)
sec.) I was able to collect. Therefore, the average residence time of the product gas in the product gas holder in 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=0.4
cm)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 using a 5-unit type N 2 -PSA device (PSA device provided with a confluent device) In the N 2 -PSA device 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) between the product gas holder and the separated gas surge tank. d = 0.4
cm) was provided. Further, in the pipe connecting the separation gas surge tank and the merger, 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. The pressure swing adsorption device of the present invention (2
Tower 5 unit type) 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7
sec.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 the product nitrogen sent to the combiner was adjusted by the combined gas control valve so that the pressure was uniform. As a result, by using the above-mentioned 5-unit type N 2 -PSA apparatus, Example 1
It was possible to collect product nitrogen having the same product nitrogen purity as 10 Nm 3 (about 2.8 liter / sec.) Per hour. Therefore, in this Example 2, the average residence time of the product gas in the product gas holder is 20 / 2.8 = about 7
It was 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 −P
SA装置を製作した。そして、圧縮機により約2.0k
g/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 material air) In the 5-unit type N 2 -PSA apparatus described in Example 1, By filling each adsorption tower with about 10 kg of synthetic zeolite 5A as an adsorbent instead of molecular sieve carbon, a 5-unit type O 2 -P of the present invention
The SA device was manufactured. And about 2.0k by the compressor
The raw material air compressed to g / cm 2 G was introduced at 100 Nm 3 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 −PSA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1
0Nm3 の製品窒素を採取するのに1時間あたり35N
3 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
2 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 having a packing height of 106 cm and a tower inner diameter of 30 cm was used in the same manner as in Example 1 An experiment was conducted to separate nitrogen from the feed air.
As a result, in the case of this PSA device, 1 per hour
35 N per hour to collect 0 Nm 3 of product nitrogen
It is necessary to introduce m 3 of air, and the purity of the obtained product nitrogen is 0.75% O 2 (the O 2 concentration of impurities in the product nitrogen is 0.75% O 2 ) It was found that the purity was lower than in the cases of Example 1 and Example 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 −PSA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1
0Nm3 の製品酸素を採取するのに1時間あたり115
Nm3 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 in the same manner as in Example 3. An experiment was conducted to separate oxygen from the feed air.
As a result, in the case of this PSA device, 1 per hour
115 hours per hour to collect 0 Nm 3 of product oxygen
It was found that it was necessary to introduce Nm 3 air, and the purity of the product oxygen obtained was 93% O 2 , which was lower than that in the case of Example 3.

【0036】[0036]

【考案の効果】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。
Effect of the Invention In the PSA apparatus of the present invention, the diameter of the adsorption tower per unit is smaller than that of the conventional 1-unit type PSA apparatus, so that a uniform flow easily occurs in the adsorption tower.
High separation efficiency is obtained, and the product purity does not decrease.
Further, since the column switching time is shifted for each unit, the pressure fluctuation at the time of column switching is small and the separation efficiency is high accordingly. Furthermore, since the adsorption tower volume is small, the purge noise accompanying the tower switching is also small. In addition, as an additional effect, since the adsorption towers are unitized, the device capacity 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
2 −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 apparatus of the present invention is particularly suitable for separating a large amount of air, and the N 2 -PSA apparatus that separates air to make nitrogen gas is a seal gas for preventing oxidation and It can be used to provide an explosion-proof seal gas, a small N 2 -PSA device can be used in place of a nitrogen cylinder, 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
2 −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 −P
SA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。
Incidentally, 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 air is separated to generate oxygen gas. The product O 2 -PSA device can be used to supply a raw material gas for ozone generation, and is a small O 2 -PSA device.
The PSA device is a medium-sized O 2 -P instead of the oxygen cylinder.
The SA device can be used instead of liquid oxygen.
As described above, 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.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

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 flow combiner 5 separation gas surge tank 6 flow mixing 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)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項1】 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.
【請求項2】 上記各分離ガスサージタンク5と製品ガ
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.
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