JPH0768041B2 - 酸素富化ガスの製造法 - Google Patents
酸素富化ガスの製造法Info
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- JPH0768041B2 JPH0768041B2 JP63203910A JP20391088A JPH0768041B2 JP H0768041 B2 JPH0768041 B2 JP H0768041B2 JP 63203910 A JP63203910 A JP 63203910A JP 20391088 A JP20391088 A JP 20391088A JP H0768041 B2 JPH0768041 B2 JP H0768041B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は空気等の酸素、窒素を主成分とする混合気体よ
り選択的に酸素を吸着する酸素吸着剤を使用しての酸
素、窒素を主成分とする混合気体より酸素、窒素を分離
する方法に関するものである。
り選択的に酸素を吸着する酸素吸着剤を使用しての酸
素、窒素を主成分とする混合気体より酸素、窒素を分離
する方法に関するものである。
酸素吸着剤を利用した空気からの酸素、窒素吸着分離法
は装置が小型簡易であり、又無人運転に近い殆ど保守を
必要としない利点をもつため、酸素濃度最大60％の酸素
富化空気製造について製造量10〜3,000Nm3−O2/h程度の
中小型装置として深冷分離装置で作られる液体酸素を輸
送して使用するケースについての代替が期待される。
は装置が小型簡易であり、又無人運転に近い殆ど保守を
必要としない利点をもつため、酸素濃度最大60％の酸素
富化空気製造について製造量10〜3,000Nm3−O2/h程度の
中小型装置として深冷分離装置で作られる液体酸素を輸
送して使用するケースについての代替が期待される。
この装置の代表的なものの概要を述べると、装置は空気
圧縮機及び２塔又はそれ以上の酸素吸着塔、又場合によ
つては真空ポンプ等から構成される。この装置におい
て、１塔に圧縮空気を送ると、充填された４Åよりやゝ
小さい窓径を有し室温で酸素選択性を示す酸素吸着剤に
より空気中の酸素は吸着除去されて、残る高圧窒素は吸
着塔の後方に流出し回収される。一方、他塔では吸着し
た酸素を減圧条件で放出させて酸素富化空気として回収
再生する。これを交互にくり返して連続的に酸素、窒素
を分離する。
圧縮機及び２塔又はそれ以上の酸素吸着塔、又場合によ
つては真空ポンプ等から構成される。この装置におい
て、１塔に圧縮空気を送ると、充填された４Åよりやゝ
小さい窓径を有し室温で酸素選択性を示す酸素吸着剤に
より空気中の酸素は吸着除去されて、残る高圧窒素は吸
着塔の後方に流出し回収される。一方、他塔では吸着し
た酸素を減圧条件で放出させて酸素富化空気として回収
再生する。これを交互にくり返して連続的に酸素、窒素
を分離する。
上記の吸着塔に充填していた酸素吸着剤の代表的なもの
は、ベルグバウフオルグ社により実用化されたポリスチ
レン等を原料として空気気流中600℃程度の高温で焼成
縮合して窓径を４Åよりもやゝ小さくして室温で分子直
径の小さな酸素は容易に吸着されるが、やゝ大きな分子
直径の窒素は吸着されにくい酸素選択吸着性モレキユラ
ーシーブスカーボン4A（以下、MSC−4Aと略す）であ
り、酸素、窒素２成分混合ガスから酸素を選択的に吸着
するものであつて、空気条件下での窒素の共吸着は酸素
吸着の約80％以下と推定される。
は、ベルグバウフオルグ社により実用化されたポリスチ
レン等を原料として空気気流中600℃程度の高温で焼成
縮合して窓径を４Åよりもやゝ小さくして室温で分子直
径の小さな酸素は容易に吸着されるが、やゝ大きな分子
直径の窒素は吸着されにくい酸素選択吸着性モレキユラ
ーシーブスカーボン4A（以下、MSC−4Aと略す）であ
り、酸素、窒素２成分混合ガスから酸素を選択的に吸着
するものであつて、空気条件下での窒素の共吸着は酸素
吸着の約80％以下と推定される。
この吸着による酸素、窒素分離装置は前に中小型領域で
有利と述べたが、1Nm3の酸素を製造するのに0.75〜1Kwh
を必要とし、大容量深冷分離法で製造される酸素の0.45
Kwhに比し消費電力は大きい。又、装置容量の増大に対
し吸着剤のコストがゼオライト系の数倍もすることか
ら、スケールアツプに伴い吸着剤コストが突出し3,000N
m3−O2/h以上の領域では深冷分離法に競合できないと評
価される。
有利と述べたが、1Nm3の酸素を製造するのに0.75〜1Kwh
を必要とし、大容量深冷分離法で製造される酸素の0.45
Kwhに比し消費電力は大きい。又、装置容量の増大に対
し吸着剤のコストがゼオライト系の数倍もすることか
ら、スケールアツプに伴い吸着剤コストが突出し3,000N
m3−O2/h以上の領域では深冷分離法に競合できないと評
価される。
従つて、これら欠点についての改善方法が種々考えられ
るが、本発明に関連して改善方法を述べると以下のよう
な障害が通常出現する。
るが、本発明に関連して改善方法を述べると以下のよう
な障害が通常出現する。
先ず、消費電力の低減については、送風圧力を低くして
低圧で吸着操作を行なうことが考えられるが、酸素吸着
量が圧力にほぼ比例して低下するため、装置の容量が極
めて増大する。次に、吸着量の増大を図るために、低温
条件で吸着操作を行なうことが考えられるが、この場合
は酸素の吸着・脱着速度が著しく低下するため、同一充
填量での製品酸素富化空気量が室温時に比し約10％程度
しか増加しない。このため、温度の低下に伴ない冷凍機
消費電力のみが上昇するので動力原単位が漸次上昇す
る。
低圧で吸着操作を行なうことが考えられるが、酸素吸着
量が圧力にほぼ比例して低下するため、装置の容量が極
めて増大する。次に、吸着量の増大を図るために、低温
条件で吸着操作を行なうことが考えられるが、この場合
は酸素の吸着・脱着速度が著しく低下するため、同一充
填量での製品酸素富化空気量が室温時に比し約10％程度
しか増加しない。このため、温度の低下に伴ない冷凍機
消費電力のみが上昇するので動力原単位が漸次上昇す
る。
以下、MSC−4Aを用いて酸素富化空気を製造する方法を
第２図によつて説明する。
第２図によつて説明する。
入口側ライン１を通じて圧縮機２で1.05〜3atmに加圧さ
れた空気は流路3aから脱湿脱CO2塔４に入り、極めて清
浄な加圧空気となる。流路3bの後流に設置されたバルブ
５は開となつており、清浄な加圧空気は流路6a及び開状
態のバルブ7aを通じて吸着塔8aに入る。吸着塔8aに入つ
た加圧空気は前述のモレキユラーシーブス系の酸素吸着
剤9aで酸素が吸着されて後方に行くに従がい窒素濃度が
上昇する。この後、加圧空気は開状態のバルブ10a,11a,
12及びバルブ11a,12の間に挿入された製品窒素タンク13
を通じて製品窒素として回収される。
れた空気は流路3aから脱湿脱CO2塔４に入り、極めて清
浄な加圧空気となる。流路3bの後流に設置されたバルブ
５は開となつており、清浄な加圧空気は流路6a及び開状
態のバルブ7aを通じて吸着塔8aに入る。吸着塔8aに入つ
た加圧空気は前述のモレキユラーシーブス系の酸素吸着
剤9aで酸素が吸着されて後方に行くに従がい窒素濃度が
上昇する。この後、加圧空気は開状態のバルブ10a,11a,
12及びバルブ11a,12の間に挿入された製品窒素タンク13
を通じて製品窒素として回収される。
一方、吸着塔8bは開状態のバルブ16b及び流路17を通じ
て連結された真空ポンプ18で減圧されひかれており、こ
のため吸着塔8bは空気流れと反対方向に吸着した酸素が
負圧状態で離脱し、吸着塔8b中の酸素吸着剤9bに吸着さ
れていた酸素は容易に離脱され酸素吸着剤9bは短時間で
再生される。吸着塔8aの酸素吸着剤9aが飽和し、一方吸
着塔8bの酸素吸着剤9bから酸素が離脱して再生が済む
と、入口空気の流路6aを6bに切り換え、今迄述べた方法
を交互に行なうと吸着工程で製品窒素が再生工程で酸素
富化空気が連続的に回収できる。
て連結された真空ポンプ18で減圧されひかれており、こ
のため吸着塔8bは空気流れと反対方向に吸着した酸素が
負圧状態で離脱し、吸着塔8b中の酸素吸着剤9bに吸着さ
れていた酸素は容易に離脱され酸素吸着剤9bは短時間で
再生される。吸着塔8aの酸素吸着剤9aが飽和し、一方吸
着塔8bの酸素吸着剤9bから酸素が離脱して再生が済む
と、入口空気の流路6aを6bに切り換え、今迄述べた方法
を交互に行なうと吸着工程で製品窒素が再生工程で酸素
富化空気が連続的に回収できる。
なお、吸着塔の切り換えにあたつては、単純に流路6aか
ら6bへ（又はその逆）切り換えるだけでなく、切り換え
直後の昇圧に伴なう入口空気の吹きぬけを防ぎ、かつ、
吸着塔の後方に残存する窒素及び前方の加圧空気の系外
への放出を最小にするため、先ず、バルブ10a,10bを全
開にして吸着直後の吸着塔8aの後方の残存窒素を再生直
後の吸着塔8bに一部移す。この時吸着塔8aの圧力をP
0（atm）吸着塔8bの圧力をP1（atm）とすると、均圧後
の圧力は となる。
ら6bへ（又はその逆）切り換えるだけでなく、切り換え
直後の昇圧に伴なう入口空気の吹きぬけを防ぎ、かつ、
吸着塔の後方に残存する窒素及び前方の加圧空気の系外
への放出を最小にするため、先ず、バルブ10a,10bを全
開にして吸着直後の吸着塔8aの後方の残存窒素を再生直
後の吸着塔8bに一部移す。この時吸着塔8aの圧力をP
0（atm）吸着塔8bの圧力をP1（atm）とすると、均圧後
の圧力は となる。
この方法で単に塔を切り換える時のP1（atm）からP0（a
tm）への急速な昇圧に比べ、以上の操作ではP1（at
m）， P0（atm）とゆるやかに昇圧するため、昇圧時の空気の
吹き抜けを防止しつつ、脱着工程での残存窒素、高圧空
気の系外への放出を最小にするような対策が可能となつ
ている。
tm）への急速な昇圧に比べ、以上の操作ではP1（at
m）， P0（atm）とゆるやかに昇圧するため、昇圧時の空気の
吹き抜けを防止しつつ、脱着工程での残存窒素、高圧空
気の系外への放出を最小にするような対策が可能となつ
ている。
以上の操作方法で第２図に示した空気分離装置で空気分
離を行なつた。装置の操作諸元を第１表に示す。
離を行なつた。装置の操作諸元を第１表に示す。
第１表の操作条件で空気から酸素、窒素を分離した。
しかし、第２図に図示する圧力スイング方式の酸素、窒
素吸着分離方法では、従来の酸素吸着剤MSC−4Aを用
い、例えば室温条件下、吸着圧力1.2atm、再生圧力0.15
atmにおいて、1kgの吸着剤で酸素濃度45％の酸素富化空
気を約2.5Nlを１回の再生工程で回収できる程度であ
る。又、この時の消費電力が0.2Kwh/Nm3程度であり、
又、吸着剤コストがゼオライト系窒素吸着剤の５倍以上
となり、吸着剤の占めるコストが全装置コストの1/3に
なる等のスケールアツプ上の障害も生じた。
素吸着分離方法では、従来の酸素吸着剤MSC−4Aを用
い、例えば室温条件下、吸着圧力1.2atm、再生圧力0.15
atmにおいて、1kgの吸着剤で酸素濃度45％の酸素富化空
気を約2.5Nlを１回の再生工程で回収できる程度であ
る。又、この時の消費電力が0.2Kwh/Nm3程度であり、
又、吸着剤コストがゼオライト系窒素吸着剤の５倍以上
となり、吸着剤の占めるコストが全装置コストの1/3に
なる等のスケールアツプ上の障害も生じた。
本発明者らは、この吸着剤の使用量、消費動力の減少対
策が一つの大きな解決課題と考え、種々実験、検討の結
果、窓径4.1〜4.5Åを有するモレキユラーシーブスカー
ボンが低温条件下で空気から強力に酸素を吸着するこ
と、酸素を吸着した該モレキユラーシーブスカーボンを
減圧条件下におくと容易に酸素富化空気を得ると同時に
モレキユラーシーブスカーボンが再生されることを確認
し、この知見に基づいて本発明を完成するに至つた。
策が一つの大きな解決課題と考え、種々実験、検討の結
果、窓径4.1〜4.5Åを有するモレキユラーシーブスカー
ボンが低温条件下で空気から強力に酸素を吸着するこ
と、酸素を吸着した該モレキユラーシーブスカーボンを
減圧条件下におくと容易に酸素富化空気を得ると同時に
モレキユラーシーブスカーボンが再生されることを確認
し、この知見に基づいて本発明を完成するに至つた。
すなわち、本発明は窓径4.1〜4.5Åを有し室温で弱い窒
素選択吸着性を示すが低温では酸素選択吸着性を示すモ
レキユラーシーブスカーボンを充填した少くとも２塔の
吸着塔において、＋５℃〜−50℃の低温下で、酸素及び
窒素を主成分とする混合気体を大気圧以上3atm以下で吸
着塔に流入させて該混合気体に含まれる酸素を選択的に
吸着させ、該吸着塔出口から高純度窒素又は窒素富化ガ
スを流出させ、一方、酸素を吸着した該吸着塔を0.08at
m以上0.3atm以下に減圧させて酸素富化ガスを採取する
ことを特徴とする酸素富化ガスの製造法である。
素選択吸着性を示すが低温では酸素選択吸着性を示すモ
レキユラーシーブスカーボンを充填した少くとも２塔の
吸着塔において、＋５℃〜−50℃の低温下で、酸素及び
窒素を主成分とする混合気体を大気圧以上3atm以下で吸
着塔に流入させて該混合気体に含まれる酸素を選択的に
吸着させ、該吸着塔出口から高純度窒素又は窒素富化ガ
スを流出させ、一方、酸素を吸着した該吸着塔を0.08at
m以上0.3atm以下に減圧させて酸素富化ガスを採取する
ことを特徴とする酸素富化ガスの製造法である。
なお、モレキユラーシーブスカーボンは、ポリスチレン
造粒品を窒素雰囲気中で温度300〜700℃で熱処理して水
素の離脱とスチレンの縮合を起こさることによつて得ら
れる活性炭様の三次元架橋構造物である。架橋構造は３
Å以上の均一な窓となり、窓径より大きな分子は吸着せ
ず、窓径より小さな分子を吸着する作用を有する。熱処
理時間を長く保つと窓径は縮小する傾向をもつ。本発明
において使用する窓径4.1〜4.5Åの低温で酸素選択性を
有するモレキユラーシーブスカーボン（以下、MSC−4.1
〜4.5Aという）はポリスチレン造粒品を窒素雰囲気中で
650℃,3時間熱処理することによつて得られる。
造粒品を窒素雰囲気中で温度300〜700℃で熱処理して水
素の離脱とスチレンの縮合を起こさることによつて得ら
れる活性炭様の三次元架橋構造物である。架橋構造は３
Å以上の均一な窓となり、窓径より大きな分子は吸着せ
ず、窓径より小さな分子を吸着する作用を有する。熱処
理時間を長く保つと窓径は縮小する傾向をもつ。本発明
において使用する窓径4.1〜4.5Åの低温で酸素選択性を
有するモレキユラーシーブスカーボン（以下、MSC−4.1
〜4.5Aという）はポリスチレン造粒品を窒素雰囲気中で
650℃,3時間熱処理することによつて得られる。
以下本発明の方法について実施例により詳細に説明す
る。
る。
本発明の有効性を実証するため、第１図に示す空気分離
装置で空気から酸素と窒素の分離を試みた。
装置で空気から酸素と窒素の分離を試みた。
以下、第１図に基づいて実施した内容を説明する。
入口側ライン１を通じて圧縮機２で1.05〜3ataに加圧さ
れた空気は、流路3aから脱湿脱CO2塔４に入り、極めて
清浄な大気圧もしくは加圧空気となる。流路3bの後流に
設置されたバルブ５は開となつており、清浄な加圧空気
は流路6a及び開状態のバルブ7aを通じて吸着塔8aに入
る。吸着塔8aに入つた加圧空気は酸素吸着剤9aで酸素が
吸着されて後方に行くに従がい窒素濃度が上昇する。こ
の後、加圧空気は開状態のバルブ10a,11,12及びバルブ1
1,12の間に挿入された製品窒素タンク13を通じて製品窒
素として回収される。
れた空気は、流路3aから脱湿脱CO2塔４に入り、極めて
清浄な大気圧もしくは加圧空気となる。流路3bの後流に
設置されたバルブ５は開となつており、清浄な加圧空気
は流路6a及び開状態のバルブ7aを通じて吸着塔8aに入
る。吸着塔8aに入つた加圧空気は酸素吸着剤9aで酸素が
吸着されて後方に行くに従がい窒素濃度が上昇する。こ
の後、加圧空気は開状態のバルブ10a,11,12及びバルブ1
1,12の間に挿入された製品窒素タンク13を通じて製品窒
素として回収される。
さて、次に吸着塔8aの酸素吸着剤9aが飽和し、一方、吸
着塔8bの酸素吸着剤9bから酸素富化空気が離脱して再生
回収が済むと、入口空気の流路6aを6bに切り換え、今迄
述べた方法を交互に行なうと製品酸素富化空気、窒素、
窒素富化空気が連続的に回収できる。なお、入口の清浄
な加圧空気のライン3bと離脱酸素富化空気を主成分とす
るガスライン17の間は熱交換器19で熱交換可能となつて
おり、製品窒素ライン21と流路3bとの間も又熱交換器22
で熱交換可能となつている。又流路3bには圧縮式冷凍機
20が設置されているため、極めて能率的に吸着塔8a及び
吸着塔8bは冷却され低温条件に設定される。
着塔8bの酸素吸着剤9bから酸素富化空気が離脱して再生
回収が済むと、入口空気の流路6aを6bに切り換え、今迄
述べた方法を交互に行なうと製品酸素富化空気、窒素、
窒素富化空気が連続的に回収できる。なお、入口の清浄
な加圧空気のライン3bと離脱酸素富化空気を主成分とす
るガスライン17の間は熱交換器19で熱交換可能となつて
おり、製品窒素ライン21と流路3bとの間も又熱交換器22
で熱交換可能となつている。又流路3bには圧縮式冷凍機
20が設置されているため、極めて能率的に吸着塔8a及び
吸着塔8bは冷却され低温条件に設定される。
以上の操作方法で第１図に示した空気分離装置で空気分
離を行なつた。装置の操作諸元を第２表に示す。
離を行なつた。装置の操作諸元を第２表に示す。
第２表の操作条件で空気から酸素、窒素を分離した。
第２図および第１表に示す従来例と、第１図および第２
表に示す本発明の一実施例との実験結果を第３図以下に
要約する。以下第３図から遂次MSC−4.1〜4.5A吸着剤に
よる空気からの圧力スイング式酸素、窒素吸着分離の、
従来の25℃においてのMSC−4Aでの空気分離に対する主
たる改善点を説明する。
表に示す本発明の一実施例との実験結果を第３図以下に
要約する。以下第３図から遂次MSC−4.1〜4.5A吸着剤に
よる空気からの圧力スイング式酸素、窒素吸着分離の、
従来の25℃においてのMSC−4Aでの空気分離に対する主
たる改善点を説明する。
先ず、吸着塔を冷却条件に導き低温条件下での吸着分離
を試みた。これは低温条件に設定することにより吸着量
の上昇が一般的におこるので吸着時の破過帯が縮少し装
置の小型化と分離効率の向上が期待できたためである。
を試みた。これは低温条件に設定することにより吸着量
の上昇が一般的におこるので吸着時の破過帯が縮少し装
置の小型化と分離効率の向上が期待できたためである。
その他の操作条件を吸着圧力1.05atm,再生回収圧力0.15
atm,製品酸素濃度45vol％に設定し、温度を室温から漸
次低温へ下げて酸素富化空気1Nm3/h製造時の動力単位を
求めた。第３図は操作温度と動力原単位との関係を示す
グラフである。第３図において横軸は温度、縦軸は動力
原単位を示し○印はMSC−4.1〜4.5A、■印はMSC−4Aに
ついて示している。第３図からわかるようにMSC−4Aで
は温度の低下に伴ないむしろ動力原単位が上昇している
のに対し、MSC−4.1〜4.5Aでは温度の低下に伴ない10℃
付近で窒素選択吸着性から酸素選択吸着性に変化し、５
゜〜−50℃で動力原単位に低下した。
atm,製品酸素濃度45vol％に設定し、温度を室温から漸
次低温へ下げて酸素富化空気1Nm3/h製造時の動力単位を
求めた。第３図は操作温度と動力原単位との関係を示す
グラフである。第３図において横軸は温度、縦軸は動力
原単位を示し○印はMSC−4.1〜4.5A、■印はMSC−4Aに
ついて示している。第３図からわかるようにMSC−4Aで
は温度の低下に伴ないむしろ動力原単位が上昇している
のに対し、MSC−4.1〜4.5Aでは温度の低下に伴ない10℃
付近で窒素選択吸着性から酸素選択吸着性に変化し、５
゜〜−50℃で動力原単位に低下した。
次に、初期設備に関係する項目について述べる。第３図
の操作条件、すなわち吸着圧力1.05atm、再生回収圧力
0.15atm、製品酸素濃度45vol％での吸着剤1kg当りの酸
素富化空気を製造する場合の酸素富化空気製造量を第４
図に示した。第４図は温度と上記酸素富化空気製造量と
の関係を示すグラフであり、第４図の横軸は温度、縦軸
は吸着剤1kg当りの酸素富化空気製造量（Nl）であり、
記号○，■は第３図と同じ意味を有する。
の操作条件、すなわち吸着圧力1.05atm、再生回収圧力
0.15atm、製品酸素濃度45vol％での吸着剤1kg当りの酸
素富化空気を製造する場合の酸素富化空気製造量を第４
図に示した。第４図は温度と上記酸素富化空気製造量と
の関係を示すグラフであり、第４図の横軸は温度、縦軸
は吸着剤1kg当りの酸素富化空気製造量（Nl）であり、
記号○，■は第３図と同じ意味を有する。
第４図から判るように、MSC−4Aは低温にしても、酸素
富化空気製造量は室温の場合の10％程度しか増加しない
のに対し、（室温25℃ではMSC−4A 1kg当り2.5Nlの酸
素富化空気製造量）、MSC−4.1〜4.5Aでは−30℃では室
温の場合の２倍以上の酸素富化空気製造量を得ることが
でき、低温吸着の効果が顕著である。
富化空気製造量は室温の場合の10％程度しか増加しない
のに対し、（室温25℃ではMSC−4A 1kg当り2.5Nlの酸
素富化空気製造量）、MSC−4.1〜4.5Aでは−30℃では室
温の場合の２倍以上の酸素富化空気製造量を得ることが
でき、低温吸着の効果が顕著である。
第５図は吸着圧力と動力原単位との関係を示すグラフで
あり、第５図において、横軸は吸着圧力縦軸は1Nm3/hで
の酸素富化空気を製造するに必要な消費電力（KW）であ
る。吸着剤としてMSC−4.1〜4.5A及びMSC−4Aを使用
し、温度−30℃、再生回収圧力0.15atm、製品酸素濃度4
5vol％に設定して、吸着塔圧力を1.05〜4.5atmに変更し
た時の消費電力を調べたものである。第５図の横軸は吸
着圧力、縦軸は1km3/hの酸素富化空気を製造するに要す
る動力原単位（Kwh）であり、記号○，■は前記と同じ
意味を有する。
あり、第５図において、横軸は吸着圧力縦軸は1Nm3/hで
の酸素富化空気を製造するに必要な消費電力（KW）であ
る。吸着剤としてMSC−4.1〜4.5A及びMSC−4Aを使用
し、温度−30℃、再生回収圧力0.15atm、製品酸素濃度4
5vol％に設定して、吸着塔圧力を1.05〜4.5atmに変更し
た時の消費電力を調べたものである。第５図の横軸は吸
着圧力、縦軸は1km3/hの酸素富化空気を製造するに要す
る動力原単位（Kwh）であり、記号○，■は前記と同じ
意味を有する。
第５図から判るように、MSC−4A,MSC−4.1〜4.5Aとも同
じ傾向を示すが、MSC−4.1〜4.5Aは著しく高い酸素選択
吸着性を示し、特に１〜3atmの低圧で酸素富化空気の低
動力原単位での再生回収が計られている。
じ傾向を示すが、MSC−4.1〜4.5Aは著しく高い酸素選択
吸着性を示し、特に１〜3atmの低圧で酸素富化空気の低
動力原単位での再生回収が計られている。
次に上記の有効性が成立する領域である吸着圧力1.05at
m、製品酸素濃度45vol％、温度−30℃に操作条件を設定
して吸着剤としてMSC−4A,MSC−4.1〜4.5Aの各々につい
て脱着圧力を0.1〜0.5atm迄変更して動力原単位を測定
しこれを第６図に示した。第６図は再生回収圧力と動力
原単位との関係を示すグラフである。
m、製品酸素濃度45vol％、温度−30℃に操作条件を設定
して吸着剤としてMSC−4A,MSC−4.1〜4.5Aの各々につい
て脱着圧力を0.1〜0.5atm迄変更して動力原単位を測定
しこれを第６図に示した。第６図は再生回収圧力と動力
原単位との関係を示すグラフである。
第６図において横軸は再生回収圧力（atm）、縦軸は酸
素富化空気1Nm3/h製造時の動力原単位（Kwh）を示し、
記号は前記と同じである。
素富化空気1Nm3/h製造時の動力原単位（Kwh）を示し、
記号は前記と同じである。
第６図から判るように、MSC−4Aを用いると動力原単位
は0.2Kwh/Nm3−酸素富化空気近傍が下限であるが、MSC
−4.1〜4.5Aを用いると0.08atm〜0.3atmの範囲で0.2Kwh
/Nm3−酸素富化空気の動力原単位よりも低くなる。特に
0.1〜0.3atm近傍では著しく動力原単位が小さくなるの
で好ましい。
は0.2Kwh/Nm3−酸素富化空気近傍が下限であるが、MSC
−4.1〜4.5Aを用いると0.08atm〜0.3atmの範囲で0.2Kwh
/Nm3−酸素富化空気の動力原単位よりも低くなる。特に
0.1〜0.3atm近傍では著しく動力原単位が小さくなるの
で好ましい。
以上、本発明について空気から酸素富化空気を製造する
場合について説明したが、本発明は空気ばかりでなく、
酸素と窒素を主成分とする混合ガスから酸素富化ガスを
製造する場合に適用できることは云うまでもない。
場合について説明したが、本発明は空気ばかりでなく、
酸素と窒素を主成分とする混合ガスから酸素富化ガスを
製造する場合に適用できることは云うまでもない。
本発明によれば、酸素選択吸着性を示すMSC−4Aを使用
する従来法に比し、極めて、小さな動力原単位で酸素富
化ガスを採取することができ、その工業的価値は顕著な
ものがある。
する従来法に比し、極めて、小さな動力原単位で酸素富
化ガスを採取することができ、その工業的価値は顕著な
ものがある。
第１図は本発明を実施するに用いられる空気分離装置の
一態様図、第２図は従来の空気分離装置の一態様図、第
３図〜第６図は本発明の効果を示す図表で、第３図は操
作温度と動力原単位との関係を示すグラフ、第４図は操
作温度と酸素富化空気製造量の関係を示すグラフ、第５
図は吸着圧力と動力原単位の関係を示すグラフ、第６図
は再生回収圧力と動力原単位と動力原単位の関係を示す
図表である。
一態様図、第２図は従来の空気分離装置の一態様図、第
３図〜第６図は本発明の効果を示す図表で、第３図は操
作温度と動力原単位との関係を示すグラフ、第４図は操
作温度と酸素富化空気製造量の関係を示すグラフ、第５
図は吸着圧力と動力原単位の関係を示すグラフ、第６図
は再生回収圧力と動力原単位と動力原単位の関係を示す
図表である。
Claims (1)
- 【請求項１】窓径4.1〜4.5Åを有し室温で弱い窒素選択
吸着性を示すが低温では酸素選択吸着性を示すモレキユ
ラーシーブスカーボンを充填した少くとも２塔の吸着塔
において、＋５℃〜−50℃の低温下で、酸素及び窒素を
主成分とする混合気体を大気圧以上3atm以下で吸着塔に
流入させて該混合気体に含まれる酸素を選択的に吸着さ
せ、該吸着塔出口から高純度窒素又は窒素富化ガスを流
出させ、一方、酸素を吸着した該吸着塔を0.08atm以上
0.3atm以下に減圧させて酸素富化ガスを採取することを
特徴とする酸素富化ガスの製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63203910A JPH0768041B2 (ja) | 1988-08-18 | 1988-08-18 | 酸素富化ガスの製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63203910A JPH0768041B2 (ja) | 1988-08-18 | 1988-08-18 | 酸素富化ガスの製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0255202A JPH0255202A (ja) | 1990-02-23 |
| JPH0768041B2 true JPH0768041B2 (ja) | 1995-07-26 |
Family
ID=16481722
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63203910A Expired - Lifetime JPH0768041B2 (ja) | 1988-08-18 | 1988-08-18 | 酸素富化ガスの製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0768041B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20060091777A (ko) * | 2005-02-15 | 2006-08-22 | 최흥수 | 양면 디스플레이를 이용한 정보 또는 광고에 대한 이미지,문자(텍스트) 전달 방법. |
| JP6178147B2 (ja) * | 2013-07-24 | 2017-08-09 | 株式会社クラレ | 窒素ガス濃縮システム |
| CN107673312A (zh) * | 2017-10-24 | 2018-02-09 | 南京创维家用电器有限公司 | 一种家用电器气体输入控制系统及制氧制氮装置 |
-
1988
- 1988-08-18 JP JP63203910A patent/JPH0768041B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0255202A (ja) | 1990-02-23 |
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