JPH07275631A - 圧力スイング吸着法における製品不純物の置換低減方法 - Google Patents

圧力スイング吸着法における製品不純物の置換低減方法

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JPH07275631A
JPH07275631A JP6072170A JP7217094A JPH07275631A JP H07275631 A JPH07275631 A JP H07275631A JP 6072170 A JP6072170 A JP 6072170A JP 7217094 A JP7217094 A JP 7217094A JP H07275631 A JPH07275631 A JP H07275631A
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JP
Japan
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gas
adsorption
product
adsorbed
adsorption tower
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JP6072170A
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English (en)
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Katsushi Kosuge
克志 小菅
Kiyoshi Uenoyama
清 上野山
Yasushi Kawamura
靖 川村
Toshiya Higuchi
俊也 樋口
Yuzuru Kato
讓 加藤
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 吸着成分を製品とするPSA法を適用して、
混合ガス中の特定吸着成分以外の難吸着成分を効率よく
低減させ、製品の生産効率を向上させる。 【構成】 特定成分ガスを含有する混合ガス(原料ガ
ス)より、特定成分ガスを選択的に吸着する吸着剤を充
填した2塔以上のガス吸着塔を用い、昇圧、吸着、洗
浄、脱着の工程からなる圧力スイング吸着法を適用して
特定成分ガスを製品ガスとして回収するに当たって、置
換洗浄工程を吸着工程ののちで洗浄工程の前に設けたも
ので、吸着工程が終了した後に、回収製品ガスへの含有
を許容される難吸着成分ガスを吸着塔に導入して吸着塔
内に残留している不純物を除去する。洗浄工程におい
て、製品ガスの一部を循環して、吸着剤の未吸着の部分
に吸着すると共に、置換洗浄工程で導入された非吸着ガ
スを放逐して所定の製品濃度とすることもできる。吸着
工程終了後、吸着塔内に残留する非吸着不純物が、導入
された非吸着ガスにより、吸着回収ガスの吸着条件に影
響を与えることなく系外に排出され置換される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、吸着成分を製品とする
圧力スイング吸着法(PSA法)において、製品中に含
まれる不純物成分を効率的に置換低減する方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】圧力スイング吸着法(PSA法)は、特
定成分を選択的に吸着する吸着剤を収容した複数の吸着
塔を配置し、それぞれの吸着塔に、混合ガスの加圧下で
導入して混合ガス中の特定成分を加圧下で吸着剤に吸着
し、減圧下で吸着した特定成分を吸着剤から放出する共
に吸着剤を再生する昇圧、吸着、洗浄、脱着といった工
程を交互に繰り返して特定ガス成分を分離回収するもの
で、例えば、特公平3−65207号公報にも記載され
ているように、装置が簡単なこと、運転経費が少ない利
点から広く採用されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、炭化水
素を水蒸気改質法あるいは、部分酸化法にて製造したガ
ス、又はメタノールの熱分解法にて製造したガス等から
高濃度化された一酸化炭素ガスを分離回収する場合のよ
うに、特定回収ガス成分中の不純物、例えば、一酸化炭
素ガス中の水素ガスのみを低減するためにPSA法を適
用した場合には、その洗浄工程で吸着剤の空隙部分に存
在する不純物成分を含む未吸着の部分を回収ガスで置換
するために、製品ガスは置換に使用される分だけ減って
しまい製品歩留りが低減し、生産効率が低減する。すな
わち、原料ガスに含まれる難吸着成分の製品不純物低減
に際しては、洗浄工程で使用する製品回収したガスを増
やし、より製品純度を上げて低減させおり、製品の生産
効率を落として低減させているという問題がある。
【0004】本発明の目的は、PSA法を適用して混合
ガス中の特定ガス成分以外の成分を低減して回収特定ガ
ス成分の純度を上げるに当たって、製品の製出効率を向
上させるための手段を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、特定成分ガス
を含有する混合ガスより、特定成分ガスを選択的に吸着
する吸着剤を充填した2塔以上のガス吸着塔を用い、昇
圧、吸着、洗浄、脱着といった工程からなる圧力スイン
グ吸着法を適用して特定成分ガスを製品ガスとして回収
するに当たって、置換洗浄工程を吸着工程ののちで洗浄
工程の前に設けたもので、吸着工程が終了した後に、回
収製品ガスへの含有を許容される難吸着成分ガスを吸着
塔に導入して吸着塔内に残留している不純物を除去し、
洗浄工程において、製品ガスの一部を循環して、吸着剤
の未吸着の部分に吸着すると共に、置換洗浄工程で導入
された難吸着ガスを放逐して所定の製品濃度とすること
を特徴とする。
【0006】また、上記方法において、洗浄工程を省略
した圧力スイング吸着法に適用し、不純物を低減するこ
ともできる。
【0007】
【作用】吸着工程終了後、吸着塔内に残留する難吸着不
純物が、導入された回収製品ガスへの含有を許容される
難吸着ガスにより、吸着回収ガスの吸着条件に影響を与
えることなく系外に排出され置換される。
【0008】
【実施例】本発明を、一酸化炭素ガス中の水素を不純物
として置換低減する場合に適用した例について説明す
る。
【0009】実施例1 図1は、第1の装置系を示す図であって、吸着塔として
A,Bの2塔を使用し、洗浄工程の循環製品ガスの導入
にはブロアBLを使用した。この場合、回収した一酸化
炭素ガスの特性に影響を与えない難吸着成分ガスとして
窒素ガスを使用した。V1 〜V10は切替弁であり、VP
は真空ポンプを、VEはバッファタンクを示す。同図に
おいて、昇圧、吸着、洗浄、脱着の工程において、吸着
後の工程としての置換洗浄工程で窒素ガスを導入した。
【0010】図2は、上記図1に示す装置系における各
吸着塔A、Bにおける作業工程を示す図であって、各吸
着塔において、導入原料の昇圧、吸着、置換洗浄、それ
に伴う放圧、洗浄、脱着の工程が交互に繰返される。
【0011】以下、図1、図2により、それぞれの工程
におけるA塔のガス流れを順追って説明する。
【0012】昇圧工程は、一酸化炭素及び水素ガスを含
有する原料ガスを弁V2 を開としてA塔へ導入し、同塔
の圧力を脱着工程終了圧から、吸着工程の操作圧力まで
昇圧し、本工程を終了する。望ましくは、吸着圧力±
0.2Kg/cm2 Gとなった時点で終了とする。尚、
本工程で昇圧のために吸着塔に導入するガスは、原料ガ
スの他に、他塔の吸着工程で発生する吸着工程オフガス
あるいは、燃焼廃ガスからCO2 を回収する場合等に代
表される可燃性ガスに相当しないガス成分の系の場合
は、Airを用いることも可能であり、これらのガスを
導入するライン、切替弁等の変更により対応できる。
【0013】昇圧工程終了後、引き続いて、原料ガスを
弁V2 、V5 を開としてA塔へ導入し、原料ガス中の一
酸化炭素を吸着剤に吸着させ、所定の吸着状態となった
時点で本工程を終了する。
【0014】望ましくは、原料ガス流量をSV(スペー
スベロシティ)100〜1500〔(Nm3 /Hr/m
3 −吸着剤量)〕で供給し、本工程の時間を60〜30
0〔sec〕で行なう。尚、これらの値は、吸着剤の吸
着特性によって決定されるため、上記以外の範囲で行な
われる場合もありうる。
【0015】吸着工程が終了後、置換洗浄工程では、回
収製品ガスへの含有を許容される難吸着成分ガスを弁V
1 、V5 を開とすることにより吸着塔へ導入し、吸着工
程終了後、吸着塔内に残留している不純物の大部分がオ
フガスとして排出される。
【0016】本置換洗浄工程は、後述する放圧工程の後
に行なっても良く、望ましくは、吸着工程終了後、洗浄
工程の前に、あるいは洗浄工程を有しない場合は脱着工
程の前に実施される。
【0017】尚、本工程で吸着塔に導入する難吸着成分
ガス量の基本的な考え方は後述する。
【0018】次に、放圧工程は、吸着塔の圧力をほぼ常
圧状態にすることを目的として、弁V5 を開として実施
される。本工程は、吸着塔圧力が0.2Kg/cm2
以上の場合に用いることが望ましく、吸着塔内圧力がA
TM〜0.2Kg/cm2 Gとなった時点で終了するこ
とが望ましい。また、放圧工程を実施するために、別の
弁、ライン、ホルダー等を設置することも可能である。
【0019】放圧工程の後に、洗浄工程では、バッファ
ータンクVEにたくわえられた製品ガスの一部をブロワ
ーBLにより昇圧し、弁V4 、V5 を開とすることで吸
着塔へ循環する。本工程では、この循環ガス量は所定の
製品ガス品質が得られる量を供給すれば良く品質により
決定される。また、供給手段としては、ブロワー、圧縮
機等を用いて吸着塔へ押し込む方法と、同機器により吸
着塔を介して引き入れる方法のどちらを採用しても良
い。但し、後者の場合には、吸着塔からバッファータン
クへガスが逆流しない様にする必要がある。
【0020】最後に、洗浄工程の終了した吸着塔は、脱
着工程で吸着剤に吸着した一酸化炭素ガスが弁V3 を開
として真空ポンプにより吸引脱着され、バッファータン
クへ送られる。
【0021】以上の操作をくり返し行なうことで連続的
に製品ガスが得られる。尚、B塔においては、A塔の説
明と同様に図2の順番で操作され、上記説明の切替弁を
1をV6 に、V2 をV7 にVN をVN+5 に置き換えて
操作を行なう。
【0022】また、本実施例は2塔の吸着塔を用いて行
なったが、2塔以上の吸着塔を用いて、置換洗浄工程を
複数塔のタイムサイクルに組み入れたタイムサイクルを
用いても良い。
【0023】図3は、吸着、置換洗浄、洗浄、それに脱
着の(a)〜(d)の各工程における上記各吸着塔内の
態様を示すもので、吸着工程(a)においては、目的と
する一酸化炭素ガスが吸着剤の大部分に吸着され、不純
物としての水素分が部分的に残留、吸着されている状態
を示す。この吸着工程が終了したのちの置換洗浄工程
(b)で、難吸着ガスとしての窒素ガスを導入して不純
物としての水素分を置換低減放出する。(c)は置換洗
浄工程(b)終了後、製品ガスを導入して洗浄する工程
を示し、その後(d)の脱着工程において、回収する一
酸化炭素ガスと無害成分ガスである窒素ガスとの混合ガ
スが回収される。
【0024】上記の置換洗浄工程で吸着塔に導入される
窒素ガスの量Q1 (m3 )は、吸着塔高さ(m)をZ、
置換洗浄ガスの吸着塔内流速(m/sec )をuとする
と、 Q1 =Q×Z/u とした量を導入する。
【0025】表1は、製品ガスとして、COが99%以
上の純度のガスを回収したときの実績データーを置換洗
浄工程を有しない従来法と比較例して示す。なお、吸着
剤として特許第1326552号に示される活性炭にハ
ロゲン化アルミニウムを担持したものを1.05リット
ル/塔使用し、吸着圧力、置換洗浄圧力として3.5K
g/cm2 G、脱着圧力として大気圧〜50トールを適
用した。
【0026】
【表1】 同表より、本発明を適用することによって、吸着剤当た
りの製品ガス量(生産効率)を落とすことなく、H2
度が約1/3に低下させることができた。
【0027】これは、従来法にて製品ガス中のH2 不純
物濃度をさらに下げるとすると、洗浄ガス量を一層増加
させ、その分製品ガス量が減少するため、本効果は製品
効率の向上にも効果的である。
【0028】実施例2 図4は、図1の装置系に対して、洗浄工程からのオフガ
スを原料ガス中に導入して、原料ガスとして再利用する
例を示す。
【0029】同図による操作の態様は、図1の場合と同
様である。
【0030】この場合、図1に示す例と比較して、洗浄
工程からのオフガスを再利用した分原料ガスが少なくて
済み、回収率が向上する。
【0031】上記実施例においては、原料ガスとしての
COガス中の不純物としてH2 ガス量の低減を例に挙げ
て説明したが、この他に、COガスを例に挙げれば、非
吸着成分ガスとしてN2 ガス、あるいはH2 ガスを使用
してCOガス中のCH4 ガスの低減や、非吸着成分ガス
としてH2 ガスを使用してCOガス中のN2 ガスの低減
に適用できる。
【0032】また、適用する吸着塔を2基配置した例に
ついて説明したが、2基以上使用した場合にも適用でき
る。
【0033】
【発明の効果】本発明によって以下の効果を奏する。
【0034】(1) 吸着剤の生産効率を落とすことな
く、原料ガスに含まれる特定の難吸着成分の製品不純物
低減が容易に可能となる。
【0035】(2) 吸着成分を製品とするPSA設備
において、置換洗浄工程を設けることのみで他の設備を
設置せずに特定の難吸着成分の製品不純物低減が容易に
可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1の実施例としての装置系を示
す。
【図2】 図1に示す装置系における各吸着塔の作業工
程を示す。
【図3】 吸着、置換洗浄、洗浄、それに脱着のの各工
程における上記各吸着塔内の態様を示す。
【図4】 本発明の第2の実施例としての装置系を示
す。
【符号の説明】
A,B 吸着塔 V1 〜V9 切替弁 VP 真空ポンプ CP 圧縮機 VE バッファタンク
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 樋口 俊也 福岡県北九州市戸畑区大字中原46−59 新 日本製鐵株式会社機械・プラント事業部内 (72)発明者 加藤 讓 福岡県北九州市戸畑区大字中原46−59 新 日本製鐵株式会社機械・プラント事業部内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 特定成分ガスを含有する混合ガスより特
    定成分ガスを選択的に吸着する吸着剤を充填した2塔以
    上のガス吸着塔を用い、昇圧、吸着、脱着の工程からな
    る圧力スイング吸着法を適用して吸着成分である特定成
    分ガスを製品ガスとして回収するに当たって、 吸着工程が終了した後に、置換洗浄工程を設け、回収製
    品ガスへの含有を許容される難吸着成分ガスを吸着塔に
    導入して吸着塔内に残留している不純物を除去すること
    を特徴とする圧力スイング吸着法における製品不純物の
    置換低減方法。
  2. 【請求項2】 特定成分ガスを含有する混合ガスより特
    定成分ガスを選択的に吸着する吸着剤を充填した2塔以
    上のガス吸着塔を用い、昇圧、吸着、脱着の工程からな
    る圧力スイング吸着法を適用して吸着成分である特定成
    分ガスを製品ガスとして回収するに当たって、 吸着工程が終了した後に、置換洗浄工程を設け、回収製
    品ガスへの含有を許容される難吸着成分ガスを吸着塔に
    導入して吸着塔内に残留している不純物を除去し、 引きつづき設けた洗浄工程において、製品ガスの一部を
    循環せしめて吸着剤の未吸着の部分に吸着せしめ、置換
    洗浄工程で導入された難吸着ガスを放逐して所定の濃度
    の製品とする圧力スイング吸着法における製品不純物の
    置換低減方法。
JP6072170A 1994-04-11 1994-04-11 圧力スイング吸着法における製品不純物の置換低減方法 Pending JPH07275631A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009503788A (ja) * 2005-07-25 2009-01-29 ブルーム エナジー コーポレーション 車両燃料電池に水素を提供する分圧スイング吸着システム
JP2009503791A (ja) * 2005-07-25 2009-01-29 ブルーム エナジー コーポレーション 分圧スイング吸着を利用するガス分離方法および装置
JP2009509738A (ja) * 2005-09-27 2009-03-12 ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア 亜酸化窒素の除去方法
JP2019150769A (ja) * 2018-03-02 2019-09-12 Jfeスチール株式会社 ガス分離方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05337323A (ja) * 1992-06-05 1993-12-21 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 溶剤の回収方法
JPH0679123A (ja) * 1992-05-29 1994-03-22 Boc Group Inc:The ガス状アルケンと1種以上のアルカン類を含んだガス混合物からガス状アルケンを分離する方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0679123A (ja) * 1992-05-29 1994-03-22 Boc Group Inc:The ガス状アルケンと1種以上のアルカン類を含んだガス混合物からガス状アルケンを分離する方法
JPH05337323A (ja) * 1992-06-05 1993-12-21 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 溶剤の回収方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009503788A (ja) * 2005-07-25 2009-01-29 ブルーム エナジー コーポレーション 車両燃料電池に水素を提供する分圧スイング吸着システム
JP2009503791A (ja) * 2005-07-25 2009-01-29 ブルーム エナジー コーポレーション 分圧スイング吸着を利用するガス分離方法および装置
JP2009509738A (ja) * 2005-09-27 2009-03-12 ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア 亜酸化窒素の除去方法
US8075672B2 (en) 2005-09-27 2011-12-13 Basf Se Method of removing nitrous oxide
JP2019150769A (ja) * 2018-03-02 2019-09-12 Jfeスチール株式会社 ガス分離方法

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