JPH07284624A - 流動層を用いた分子ふるい吸着剤による特定ガスの連続回収装置 - Google Patents
流動層を用いた分子ふるい吸着剤による特定ガスの連続回収装置Info
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- JPH07284624A JPH07284624A JP7600594A JP7600594A JPH07284624A JP H07284624 A JPH07284624 A JP H07284624A JP 7600594 A JP7600594 A JP 7600594A JP 7600594 A JP7600594 A JP 7600594A JP H07284624 A JPH07284624 A JP H07284624A
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- Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
- Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 空気中から酸素を回収する場合のように、複
数成分からなる原料ガスから特定成分ガスを、吸着剤の
吸着条件を変化させる温度条件スイング吸着法によって
消費電力の低減、設備の大型化による多量処理を可能と
する装置の提供。 【構成】 分離回収を行う特定成分ガスの分子径より大
きく、且つ、それ以外のガスの分子径より小さな径の孔
を有する分子ふるい吸着剤を原料ガスによって流動せし
める流動層吸着塔と、該吸着塔にて特定成分ガスを吸着
した吸着剤と吸着剤に未吸着のガスとを分離する固気分
機器と、該固気分離機器にて分離した吸着剤を加熱して
吸着している特定成分ガスを分離回収する流動層加熱塔
と、該流動層加熱塔から取り出した吸着剤を冷却して性
能を回復せしめる流動層冷却塔と、冷却回復した吸着剤
を前記流動層吸着塔に供給する吸着剤供給ラインとから
なる。
数成分からなる原料ガスから特定成分ガスを、吸着剤の
吸着条件を変化させる温度条件スイング吸着法によって
消費電力の低減、設備の大型化による多量処理を可能と
する装置の提供。 【構成】 分離回収を行う特定成分ガスの分子径より大
きく、且つ、それ以外のガスの分子径より小さな径の孔
を有する分子ふるい吸着剤を原料ガスによって流動せし
める流動層吸着塔と、該吸着塔にて特定成分ガスを吸着
した吸着剤と吸着剤に未吸着のガスとを分離する固気分
機器と、該固気分離機器にて分離した吸着剤を加熱して
吸着している特定成分ガスを分離回収する流動層加熱塔
と、該流動層加熱塔から取り出した吸着剤を冷却して性
能を回復せしめる流動層冷却塔と、冷却回復した吸着剤
を前記流動層吸着塔に供給する吸着剤供給ラインとから
なる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば、空気中の酸素
のように、複数のガス成分からなる原料ガスから特定成
分ガスを吸着剤を用いて連続的に回収する装置に関す
る。
のように、複数のガス成分からなる原料ガスから特定成
分ガスを吸着剤を用いて連続的に回収する装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】複数のガス成分からなる原料ガスから特
定ガス成分を回収するものとして、例えば、空気中の酸
素を選択的に吸着する吸着剤を用いて、窒素を分離して
回収することとし、特公昭６３−５８６１３号公報、特
公昭６３−５８６１４号公報等にも記載されている。
定ガス成分を回収するものとして、例えば、空気中の酸
素を選択的に吸着する吸着剤を用いて、窒素を分離して
回収することとし、特公昭６３−５８６１３号公報、特
公昭６３−５８６１４号公報等にも記載されている。
【０００３】この吸着剤を用いる酸素の回収法は、吸着
剤を充填した２塔以上の吸着塔を組み合せて、加圧吸着
と減圧脱着操作を組み合わせた、いわゆる圧力条件をス
イング操作する方法によって行われる。
剤を充填した２塔以上の吸着塔を組み合せて、加圧吸着
と減圧脱着操作を組み合わせた、いわゆる圧力条件をス
イング操作する方法によって行われる。
【０００４】この圧力スイング操作による酸素の回収法
は、比較的簡単な設備と操作法による回収が可能である
という利点があるが、真空ポンプのような回転機器によ
る多量の電力消費を伴う、また、切り替えバルブ、真空
ポンプに大型化に際して製作上の眼界があり、大容量設
備には向かないという欠点がある。
は、比較的簡単な設備と操作法による回収が可能である
という利点があるが、真空ポンプのような回転機器によ
る多量の電力消費を伴う、また、切り替えバルブ、真空
ポンプに大型化に際して製作上の眼界があり、大容量設
備には向かないという欠点がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、例え
ば空気中から酸素を回収する場合のように、複数成分か
らなる原料ガスから特定成分を、吸着剤の吸着条件を変
化させる温度条件スイング吸着法によって電力消費量の
低減と設備の大型化による多量処理を可能とする装置を
提供することにある。
ば空気中から酸素を回収する場合のように、複数成分か
らなる原料ガスから特定成分を、吸着剤の吸着条件を変
化させる温度条件スイング吸着法によって電力消費量の
低減と設備の大型化による多量処理を可能とする装置を
提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、例えば吸着剤
による空気からの酸素分離回収が、圧力条件を変化させ
て吸着剤に吸着された窒素の分離を行う圧力スイング操
作でなく、温度条件を変化させて吸着剤に吸着された酸
素の分離を行うスイング操作によっても可能であるとい
う点、さらには分子ふるい吸着剤を用いることにより回
収酸素の純度を向上させやすい点に着目して完成したも
のである。
による空気からの酸素分離回収が、圧力条件を変化させ
て吸着剤に吸着された窒素の分離を行う圧力スイング操
作でなく、温度条件を変化させて吸着剤に吸着された酸
素の分離を行うスイング操作によっても可能であるとい
う点、さらには分子ふるい吸着剤を用いることにより回
収酸素の純度を向上させやすい点に着目して完成したも
のである。
【０００７】本発明の流動層を用いた分子ふるい吸着剤
による特定ガスの連続回収装置は、温度変化によって吸
着剤の吸着能を変化させて複数成分からなる原料ガス中
の特定成分ガスの分離回収を行う温度スイング操作装置
であって、前記分離回収を行う特定成分ガスの分子径よ
り大きく、且つ、それ以外のガスの分子径より小さな径
の孔を有する分子ふるい吸着剤を原料ガスによって流動
せしめる流動層吸着塔と、該吸着塔にて特定成分ガスを
吸着した吸着剤と吸着剤に未吸着のガスとを分離する固
気分機器と、該固気分離機器にて分離した吸着剤を加熱
して吸着している特定成分ガスを分離回収する流動層加
熱塔と、該流動層加熱塔から取り出した吸着剤を冷却し
て性能を回復せしめる流動層冷却塔と、冷却回復した吸
着剤を前記流動層吸着塔に供給する吸着剤供給ラインと
からなることを特徴とする。
による特定ガスの連続回収装置は、温度変化によって吸
着剤の吸着能を変化させて複数成分からなる原料ガス中
の特定成分ガスの分離回収を行う温度スイング操作装置
であって、前記分離回収を行う特定成分ガスの分子径よ
り大きく、且つ、それ以外のガスの分子径より小さな径
の孔を有する分子ふるい吸着剤を原料ガスによって流動
せしめる流動層吸着塔と、該吸着塔にて特定成分ガスを
吸着した吸着剤と吸着剤に未吸着のガスとを分離する固
気分機器と、該固気分離機器にて分離した吸着剤を加熱
して吸着している特定成分ガスを分離回収する流動層加
熱塔と、該流動層加熱塔から取り出した吸着剤を冷却し
て性能を回復せしめる流動層冷却塔と、冷却回復した吸
着剤を前記流動層吸着塔に供給する吸着剤供給ラインと
からなることを特徴とする。
【０００８】
【作用】圧力スイングによるガス分離回収とは異なり、
圧力調整のための真空ポンプ等大掛かりな回転機械を必
要としない。また、吸着剤の吸着特性から考えて吸着剤
の循環再生のための加熱の程度が、１８０℃までの温度
変化で十分可能であり、この温度変化のための熱源とし
て、ボイラー、加熱炉等の他設備から生じる未利用の余
剰排熱を利用できる。更には、吸着剤を流動化すること
により、加熱、冷却の際の伝熱効率がよくなり、固定層
式に比べて装置の小型化が可能となる。また、モレキュ
ラーシービングカーボンやゼオライトのような、分子ふ
るい吸着剤を使用することにより、ガス分子の大きさの
違いにより、ガスを分離する作用を有する。例えば空気
からのＯ2 分離の場合には、分子の大きさの違いからＯ
2 が吸着剤粒子の細孔に取り込まれ、残ったＮ2 ガスが
固気分離器で分離回収され、吸着剤に取り込まれたＯ2
は、加熱塔において脱着回収される。つまり、分子ふる
い作用を持たない吸着剤を用いる場合、吸着剤には分離
回収ガスであるＯ2 を吸着させるのではなくＮ2 を吸着
させるため、流動層吸着塔で吸着剤へ吸着しきれないＮ
2 分がサイクロンで同伴Ｎ2 となって、それによりＯ2
純度が低下する。
圧力調整のための真空ポンプ等大掛かりな回転機械を必
要としない。また、吸着剤の吸着特性から考えて吸着剤
の循環再生のための加熱の程度が、１８０℃までの温度
変化で十分可能であり、この温度変化のための熱源とし
て、ボイラー、加熱炉等の他設備から生じる未利用の余
剰排熱を利用できる。更には、吸着剤を流動化すること
により、加熱、冷却の際の伝熱効率がよくなり、固定層
式に比べて装置の小型化が可能となる。また、モレキュ
ラーシービングカーボンやゼオライトのような、分子ふ
るい吸着剤を使用することにより、ガス分子の大きさの
違いにより、ガスを分離する作用を有する。例えば空気
からのＯ2 分離の場合には、分子の大きさの違いからＯ
2 が吸着剤粒子の細孔に取り込まれ、残ったＮ2 ガスが
固気分離器で分離回収され、吸着剤に取り込まれたＯ2
は、加熱塔において脱着回収される。つまり、分子ふる
い作用を持たない吸着剤を用いる場合、吸着剤には分離
回収ガスであるＯ2 を吸着させるのではなくＮ2 を吸着
させるため、流動層吸着塔で吸着剤へ吸着しきれないＮ
2 分がサイクロンで同伴Ｎ2 となって、それによりＯ2
純度が低下する。
【０００９】
【実施例】本発明の装置を空気からの酸素の回収に適用
した例を示す。
した例を示す。
【００１０】図１は、装置の概要を示す。
【００１１】同図において、１は下部から導入する原料
空気を流動ガスとする吸着剤粒子の流動層を形成する流
動層を示し、吸着剤の分子ふるい作用によって空気中の
Ｏ2を選択的に吸着する雰囲気に維持されている。２と
３は、流動層１の頂部から吸着剤粒子と共にガスを導入
し、固気分離を行うために二段に設けられたサイクロン
である。
空気を流動ガスとする吸着剤粒子の流動層を形成する流
動層を示し、吸着剤の分子ふるい作用によって空気中の
Ｏ2を選択的に吸着する雰囲気に維持されている。２と
３は、流動層１の頂部から吸着剤粒子と共にガスを導入
し、固気分離を行うために二段に設けられたサイクロン
である。
【００１２】４は二段のサイクロン２、３において分離
されたＮ2 を回収するためのＮ2 回収ラインを示す。５
は吸着剤に吸着されたＯ2 を脱着して回収するための流
動層加熱塔を示し、６は脱着したＯ2 ガスの導出ライン
を示し、７は加熱源から熱を流動層加熱塔に供給する加
熱パイプである。更に、８は流動層加熱塔５から、バル
ブ９を介して移送された流動吸着剤の吸着機能を回復す
るための流動層冷却塔であり、冷却水を通す冷却パイプ
１０が配置されている。更に、１１は冷却塔８からの再
生吸着剤を吸着流動層１に底部から供給するための供給
ラインを示す。
されたＮ2 を回収するためのＮ2 回収ラインを示す。５
は吸着剤に吸着されたＯ2 を脱着して回収するための流
動層加熱塔を示し、６は脱着したＯ2 ガスの導出ライン
を示し、７は加熱源から熱を流動層加熱塔に供給する加
熱パイプである。更に、８は流動層加熱塔５から、バル
ブ９を介して移送された流動吸着剤の吸着機能を回復す
るための流動層冷却塔であり、冷却水を通す冷却パイプ
１０が配置されている。更に、１１は冷却塔８からの再
生吸着剤を吸着流動層１に底部から供給するための供給
ラインを示す。
【００１３】この装置において、吸着流動層１の内部
で、例えばモレキュラーシービングカーボン、ゼオライ
トのような分子ふるい作用を持つ吸着剤粒子は、吸着流
動層１の底部から導入される原料空気により流動層を形
成する。吸着剤粒子は、原料空気の上昇流により流動
化、浮遊すると同時に、分子ふるいの作用から、吸着剤
の細孔径よりも小さな分子径を有する原料空気中の酸素
を吸着する。酸素を吸着した吸着剤粒子は、吸着剤の細
孔径よりも大きな分子径を有することから、未吸着とな
った窒素を主体としたガスと共に、一次サイクロン２か
ら二次サイクロン３に導入されて固気分離されて、窒素
を主体とするガスは、Ｎ2 回収ライン４から導出され回
収される。サイクロン２、３で分離された酸素を吸着し
た吸着剤粒子は、流動加熱パイプ７で加熱されて吸着し
た酸素を脱着して酸素ガスを放出する。更に、酸素ガス
を放出後の粒子は、流動層冷却塔８において、所定温度
に冷却されて吸着能を回復する。この吸着能を回収した
吸着剤粒子は循環供給ライン１１から、吸着流動層１に
供給されて吸着作用を行う。
で、例えばモレキュラーシービングカーボン、ゼオライ
トのような分子ふるい作用を持つ吸着剤粒子は、吸着流
動層１の底部から導入される原料空気により流動層を形
成する。吸着剤粒子は、原料空気の上昇流により流動
化、浮遊すると同時に、分子ふるいの作用から、吸着剤
の細孔径よりも小さな分子径を有する原料空気中の酸素
を吸着する。酸素を吸着した吸着剤粒子は、吸着剤の細
孔径よりも大きな分子径を有することから、未吸着とな
った窒素を主体としたガスと共に、一次サイクロン２か
ら二次サイクロン３に導入されて固気分離されて、窒素
を主体とするガスは、Ｎ2 回収ライン４から導出され回
収される。サイクロン２、３で分離された酸素を吸着し
た吸着剤粒子は、流動加熱パイプ７で加熱されて吸着し
た酸素を脱着して酸素ガスを放出する。更に、酸素ガス
を放出後の粒子は、流動層冷却塔８において、所定温度
に冷却されて吸着能を回復する。この吸着能を回収した
吸着剤粒子は循環供給ライン１１から、吸着流動層１に
供給されて吸着作用を行う。
【００１４】なお、本実施例では空気中から酸素及び窒
素の分離・回収について説明したが、本発明はこれに限
定されるものでなく、二酸化炭素、一酸化炭素の回収等
にも広く適用可能となる。
素の分離・回収について説明したが、本発明はこれに限
定されるものでなく、二酸化炭素、一酸化炭素の回収等
にも広く適用可能となる。
【００１５】
【発明の効果】本発明によって以下の効果を奏する。
【００１６】（１）操作スイング工程に必要な熱源はボ
イラー、加熱炉等の未利用排熱を有効活用でき、流動冷
却塔での排熱を有効利用すれば、更に熱効率が向上す
る。
イラー、加熱炉等の未利用排熱を有効活用でき、流動冷
却塔での排熱を有効利用すれば、更に熱効率が向上す
る。
【００１７】（２）Ｏ2 の回収がサイクロンからではな
く、Ｏ2 のみを吸着している吸着剤で加熱塔から行なえ
るため、Ｏ2 の回収純度の向上が期待できる。
く、Ｏ2 のみを吸着している吸着剤で加熱塔から行なえ
るため、Ｏ2 の回収純度の向上が期待できる。
【００１８】（３）熱サイクルによる操作であるため、
真空ポンプが不要となり、大規模な回転駆動装置が不要
になり、電力消費も軽減する。
真空ポンプが不要となり、大規模な回転駆動装置が不要
になり、電力消費も軽減する。
【００１９】（４）設備そのものが単純であるので、設
備規模を大規模化できる。
備規模を大規模化できる。
【００２０】（５）吸着剤を流動化することにより、加
熱冷却の際の伝熱効率がよくなり、固定層式に比べて装
置の小型化が可能となる。
熱冷却の際の伝熱効率がよくなり、固定層式に比べて装
置の小型化が可能となる。
【図１】 本発明の実施例を示す。
１ 吸着流動層 ２，３ サイクロン ４ Ｎ2 回収ライン ５ 流動層冷却塔 ６ Ｏ2 ガスの導出ライン ７ 加熱パイプ ８ 流動層冷却塔 ９ バルブ １０ 冷却パイプ １１ 再生吸着剤供給ライン
Claims (1)
- 【請求項１】 温度変化によって吸着剤の吸着能を変化
させて複数成分からなる原料ガス中の特定成分ガスの分
離回収を行う温度スイング操作装置であって、 前記分離回収を行う特定成分ガスの分子径より大きく、
且つ、それ以外のガスの分子径より小さな径の孔を有す
る分子ふるい吸着剤を原料ガスによって流動せしめる流
動層吸着塔と、 該吸着塔にて特定成分ガスを吸着した吸着剤と吸着剤に
未吸着のガスとを分離する固気分機器と、 該固気分離機器にて分離した吸着剤を加熱して吸着して
いる特定成分ガスを分離回収する流動層加熱塔と、 該流動層加熱塔から取り出した吸着剤を冷却して性能を
回復せしめる流動層冷却塔と、 冷却回復した吸着剤を前記流動層吸着塔に供給する吸着
剤供給ラインとからなることを特徴とする流動層を用い
た分子ふるい吸着剤による特定ガスの連続回収装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7600594A JPH07284624A (ja) | 1994-04-14 | 1994-04-14 | 流動層を用いた分子ふるい吸着剤による特定ガスの連続回収装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7600594A JPH07284624A (ja) | 1994-04-14 | 1994-04-14 | 流動層を用いた分子ふるい吸着剤による特定ガスの連続回収装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07284624A true JPH07284624A (ja) | 1995-10-31 |
Family
ID=13592701
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7600594A Pending JPH07284624A (ja) | 1994-04-14 | 1994-04-14 | 流動層を用いた分子ふるい吸着剤による特定ガスの連続回収装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07284624A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1008376A1 (de) * | 1998-12-11 | 2000-06-14 | Institut für Festkörper- und Werkstofforschung Dresden e.V. | Material zur Reduzierung oder Beseitigung von unerwünschten Beimengungen in Gasen, Verfahren zu dessen Herstellung und Anwendung |
| JP2009090979A (ja) * | 2008-11-25 | 2009-04-30 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 小型デシカント空調装置 |
| JP2014174074A (ja) * | 2013-03-12 | 2014-09-22 | Hitachi Ltd | 物質の分析装置及び分析方法 |
| CN110548364A (zh) * | 2019-10-17 | 2019-12-10 | 清远先导材料有限公司 | 一种回收分子筛吸附的特种气体的方法和装置 |
-
1994
- 1994-04-14 JP JP7600594A patent/JPH07284624A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1008376A1 (de) * | 1998-12-11 | 2000-06-14 | Institut für Festkörper- und Werkstofforschung Dresden e.V. | Material zur Reduzierung oder Beseitigung von unerwünschten Beimengungen in Gasen, Verfahren zu dessen Herstellung und Anwendung |
| JP2009090979A (ja) * | 2008-11-25 | 2009-04-30 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 小型デシカント空調装置 |
| JP2014174074A (ja) * | 2013-03-12 | 2014-09-22 | Hitachi Ltd | 物質の分析装置及び分析方法 |
| US9417163B2 (en) | 2013-03-12 | 2016-08-16 | Hitachi, Ltd. | Analyzer for substance |
| CN110548364A (zh) * | 2019-10-17 | 2019-12-10 | 清远先导材料有限公司 | 一种回收分子筛吸附的特种气体的方法和装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20010608 |