JPH08141346A - 圧力スイング吸着法による回転式ガス分離装置 - Google Patents

圧力スイング吸着法による回転式ガス分離装置

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JPH08141346A
JPH08141346A JP6283247A JP28324794A JPH08141346A JP H08141346 A JPH08141346 A JP H08141346A JP 6283247 A JP6283247 A JP 6283247A JP 28324794 A JP28324794 A JP 28324794A JP H08141346 A JPH08141346 A JP H08141346A
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JP
Japan
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gas
adsorbent
valve plate
port
adsorber
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Pending
Application number
JP6283247A
Other languages
English (en)
Inventor
Sadamu Takahashi
定 高橋
Kunio Sagi
邦夫 佐木
Jun Izumi
順 泉
Takayuki Harada
孝幸 原田
Kenichi Hamada
憲一 浜田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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  • Separation Of Gases By Adsorption (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 圧力スイング吸着法による回転式ガス分離装
置において、吸着ガスを脱着する工程の初めに吸着器か
らパージガス供給用ポートへ向うガス流れを防止可能に
構成した回転式ガス分離装置を提供する。 【構成】 圧力スイング吸着法による回転式ガス分離装
置における吸着器区画室の上部に配置される上部固定弁
板1にはパージガス供給用ポート11が形成されてい
る。この弁板1に設けてあるパージガス供給用ポート1
1の張角β1は、下部固定弁板の特定ガス回収用脱着ポ
ートの張角β2より小さくされている。従って、減圧工
程では、まず特定ガス回収用脱着ポート9が開いて区画
室が減圧され、その後にパージガス供給用ポート11が
開くので区画室からパージガス供給用ポート11へ向う
ガス流れが防止される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、混合ガスを加圧してそ
の中の特定成分ガスを選択的に吸着剤に吸着させ、次い
で減圧してその特定成分ガスを分離回収するように構成
した圧力スイング吸着法(PSAと略す)によるガス分
離装置に関する。
【0002】
【従来の技術】吸着塔を回転式とした、PSAによるガ
ス回収・分離を行う装置を図5から図8によって説明す
る。これらの図において、1は上部固定弁板、2は下部
固定弁板、また、3,4はそれら弁板に設けられている
軸受である。
【0003】5は軸受3,4によって支持され、回転す
る回転軸、6は同回転軸5に装着されているキー、7は
同キー6によって回転軸5に固定され、上部固定弁板1
と下部固定弁板2との間で回転する回転式吸着器であ
る。8は下部固定弁板2に設けられている原料ガス流入
ポート、9は特定ガス回収用脱着ポートである。
【0004】10は、上部固定弁板1に設けられた精製
ガス排出ポート、11は同じく上部固定弁板1に設けら
れたパージガス供給用ポートである。12は、吸着器7
内に複数個設けられ、上下に貫通している区画室、13
は同区画室12の各々に充填されている吸着剤である。
14は原料ガス流入ポート8に配管を介して接続してい
る原料ガスの昇圧、供給用ガス圧縮機である。また、1
5は真空ポンプで、特定ガス回収用脱着ポート9に繋が
り、吸着された特定ガスを減圧吸引して回収する。
【0005】本装置において、原料ガスは、ガス圧縮機
14によって下部固定弁板2の原料ガス流入ポート8を
経て、同ポートに連通している吸着器7の区画室12に
送入され、そこに充填している吸着剤13によって特定
ガスが吸着され、吸着されなかったガス、即ち、精製ガ
スは上部固定弁板1の精製ガス排出ポート10を通り排
出される。
【0006】一方、回転式吸着器7の回転によって、特
定ガスを吸着した吸着剤13を内蔵する区画室12が下
部固定弁板2の特定ガス回収用脱着ポート9に繋がった
とき、特定ガスは真空ポンプ15の減圧作用によって吸
着剤13から脱離し、脱着回収される。
【0007】この状態のとき、吸着した特定ガスの脱離
を容易にするため上部固定弁板1のパージガス供給用ポ
ート11より、パージガス(一般には精製ガスをパージ
ガスとして使用する場合が多い)が注入される。この様
に、吸着器7の回転により、各区画室12に順次原料ガ
ス供給工程と特定ガス脱離工程が与えられるため、連続
的に特定ガスの回収・分離ができる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】従来装置において、原
料ガス流入ポート8と連通していた区画室12は、吸着
器7の回転に伴い、図6〜図8に示した吸着器7と上下
部固定弁板1,2の各ポートの位置関係に示されている
ように、弁板1,2のガスシール面のところで各ポート
との連絡を断って原料ガス流入ポート8、特定ガス回収
用脱着ポート9のどちらにも連通しない位置関係を経
て、次に、特定ガス回収用脱着ポート9と繋がる。
【0009】この時、その区画室12は上部固定弁板1
のパージガス供給用ポート11とも同時に連通するた
め、瞬間的に同区画室12のガスは、下部固定弁板2側
と上部固定弁板1側の両方に流れて減圧が開始される。
その後、時間の経過と共にその区画室12の上部から下
部に向けての一方向定常的流れ状態に落ち着くが、問題
は、定常ガス流れに到達する過程で発生するパージガス
供給用ポート11側への区画室内ガスの非定常流れにあ
る。
【0010】即ち、この上向き流れにより、特定ガスの
吸着帯が区画室12の上部に移動するため特定ガスの脱
離・回収性能が低下する。また、減圧工程時の急激な上
部流れは、吸着剤13の流動化現象を引き起こし、最悪
の場合、吸着剤13を粉化させる。そして、この様な欠
点は、特に吸着器7の回転が早い場合に顕著に現われ
る。
【0011】本発明は、PSAによる回転式ガス分離装
置において、吸着ガスを脱着する工程の初めに吸着器か
らパージガス供給用ポートへ向うガス流れを防止するよ
うに構成した回転式ガス分離装置を提供することを課題
としている。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明では、このような
従来技術にみられる欠点を解消し、前記課題を解決する
ため、吸着工程から減圧工程に移る吸着器区画室を、最
初、上向きガス流れが生じないよう上部側のみガス密封
状態とし、下部側より真空引きを行う。そして、所定の
塔内圧力に減圧した後、上部側のガス密封状態を解きパ
ージガスを供給するように構成する。
【0013】すなわち、本発明による回転式ガス分離装
置では、吸着器の区画室の上下に配置の弁板に設けてあ
るパージガス供給用ポートの張角を特定ガス回収用脱着
ポートの張角より小さくした構成を採用する。
【0014】また、他の構成として、本発明による回転
式ガス分離装置では前記弁板に設けてある特定ガス回収
用脱着ポートを少くとも2つに分けて形成し、前記パー
ジガス供給用ポートはその特定ガス回収用脱着ポートの
少くとも2つ目以降に対応する位置に設けた構成を採用
する。
【0015】
【作用】本発明による圧力スイング吸着法による回転式
ガス分離装置では前記した構成を採用しているので、吸
着器の区画室が減圧工程に入るときに、まず特定ガス回
収用脱着ポートの方が開かれ、その際、区画室の上部側
は弁板によってガス密封状態にされている。
【0016】そして特定ガス回収用脱着ポートからの排
気でその区画室内が減圧されてから、上方の弁板のパー
ジガス供給用ポート位置に来てその区画室へパージガス
が供給される。
【0017】このようにして、本発明によれば、減圧工
程移行時に瞬間的に発生していた吸着器区画室の上向き
ガス流れは、同区画室と繋がる上部固定弁板の摺動部分
をガス密封状態としているため、完全に防止され、下部
側からの真空排気により、常に下向きガス流れ状態を作
り出すことができる。
【0018】この結果、吸着器上部側の特定ガス吸着帯
を下方向に移動させることができるため、特定ガスの脱
離・回収性能が大幅に向上する。また、吸着剤の流動化
現象を引き起こす急激な上向きガス流れがないため、吸
着剤の粉化を防止できる。
【0019】
【実施例】以下、本発明による回転式ガス分離装置につ
いて図示した実施例に基づいて具体的に説明する。な
お、以下の実施例において、図5〜図8に示した従来の
装置と同じ構成の部分には説明を簡潔にするため同じ符
号を付してある。
【0020】(第1実施例)本発明の第1実施例による
装置を図1,図2に示している。図1及び図2におい
て、上部固定弁板1のパージガス供給用ポート11の円
周方向張角β1を、下部固定弁板2の特定ガス回収用脱
着ポート9の円周方向張角β2より吸着剤を入れた区画
室の1区画室分縮小する。
【0021】このように構成することで減圧工程に入っ
た吸着器区画室は、上部固定弁板2のパージガス供給用
ポート11の後縁部分11−bが、同区画室前縁部分1
2−a(図7参照)にオーバラップするまでの間、パー
ジガス供給を受けることなく真空排気が行われ、同区画
室圧力は低下していく。
【0022】その後、吸着器の回転により、同区画室
は、上部固定弁板1のパージガス供給用ポート11と連
通するが、同ポート11の圧力よりも前記区画室上部の
圧力が低いため、上向きガス流れの発生を伴うことなく
パージガスと共に下向き定常流れ状態にスムーズに移行
する。
【0023】なお、本例では、原料ガス流入ポート8の
円周方向張角β0と特定ガス回収用脱着ポート9の円周
方向張角β2が同一になっているが、回収ガスの種類
や、選定する真空ポンプの性能により、原料ガス流入ポ
ートの円周方向張角β0は、特定ガス回収用脱着ポート
の円周方向張角β2より小さくなる場合や逆に大きくな
る場合もあり、本発明はこれらの関係に左右されない。
【0024】(第2実施例)本発明の第2実施例による
装置を図3,図4に示してある。この第2実施例による
装置では、下部固定弁板2の特定ガス回収用脱着ポート
が図4に示すように第1ポート9−1と第2ポート9−
2に分けて設けられている。一方、上部固定弁板1のパ
ージガス供給用ポート11は、前記した第2ポート9−
2に対応する位置に設けられ第1ポート9−1に対応す
る部分はガスシール面とされている。
【0025】従って、この第2実施例の装置では減圧工
程が第1ポート9−1及び第2ポート9−2によるもの
との2工程に分けられる。そして最初の減圧工程におい
て、上部固定弁板1と吸着器区画室摺動面をガス密封状
態とし、下部固定弁板2側で、特定ガス回収用脱着ポー
ト9−1と吸着器区画室を連通させ真空排気状態を作り
出す。
【0026】次のステップでは、一旦真空排気状態を中
断(上部、下部の吸着器区画室摺動面はそれぞれガス密
封状態になる)するが、その次のステップにて、同区画
室は、上部固定弁板1のパージガス供給用ポート11と
下部固定弁板2の特定ガス回収用脱着ポート9−2と繋
がり、吸着剤の再生(即ち特定ガスの脱離・回収)を行
う。
【0027】ところで、第1実施例、第2実施例共に吸
着器が回転するタイプであるが、吸着器が固定して弁板
が回転するタイプでも、弁板に前記したと同様な手段を
講じることで特定ガスの脱離・回収性能向上や、急激な
上向きガス流れ防止により吸着剤の粉化を防ぐことがで
きるため、本発明は前記実施例に示した吸着器回転タイ
プに限定されない。
【0028】
【発明の効果】本発明の回転式ガス分離装置では、吸着
器の区画室の上下に配設される弁板の一方に設ける特定
ガス回収用脱着ポートと弁板の他方に設けるパージガス
供給用ポートに独特の構成を採用することにより減圧工
程移行時に瞬間的に発生していた吸着器区画室の上向き
ガス流れは完全に防止され、下部側からの真空排気によ
り、常に下向きガス流れ状態を作り出すことができる。
【0029】この結果、吸着器上部側の特定ガス吸着帯
を下方向に移動させることができるため、特定ガスの脱
離・回収性能が大幅に向上する。また、吸着剤の流動化
現象を引き起こす急激な上向きガス流れがないため、吸
着剤の粉化を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例に係わる回転式ガス分離装
置における上部固定弁板摺動面の平面図。
【図2】本発明の第1実施例に係わる回転式ガス分離装
置における下部固定弁板摺動面の平面図。
【図3】本発明の第2実施例に係わる回転式ガス分離装
置における上部固定弁板摺動面の平面図。
【図4】本発明の第2実施例に係わる回転式ガス分離装
置における下部固定弁板摺動面の平面図。
【図5】従来の吸着器回転式ガス分離・回収装置を示す
縦断面図。
【図6】図5のVI−VI線に沿う断面図。
【図7】図5の VII−VII 線に沿う断面図。
【図8】図5のVIII−VIII線に沿う断面図。
【符号の説明】
1 上部固定弁板 2 下部固定弁板 3 軸受 4 軸受 5 吸着器回転軸 6 キー 7 回転式吸着器 8 原料ガス流入ポート 9 特定ガス回収用脱着ポート 9−1 特定ガス回収用第一ポート 9−2 特定ガス回収用第二ポート 10 精製ガス排出用ポート 11 パージガス供給用ポート 11−a パージガス供給用ポート前縁部分 11−b パージガス供給用ポート後縁部分 12 区画室 12−a 区画室前縁部分 12−b 区画室後縁部分 13 吸着剤 14 ガス圧縮機 15 真空ポンプ
【手続補正書】
【提出日】平成7年1月25日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0007
【補正方法】変更
【補正内容】
【0007】この状態のとき、吸着した特定ガスの脱離
を容易にするため上部固定弁板1のパージガス供給用ポ
ート11より、パージガス(一般には精製ガスをパージ
ガスとして使用する場合が多い)が注入される。この様
に、吸着器7の回転により、各区画室12に順次原料ガ
ス供給工程と特定ガス脱離工程が与えられるため、連続
的に特定ガスの回収・分離ができる。なお、各ポート圧
力の大小関係は、原料ガス流入ポート8>精製ガス排出
用ポート10>パージガス供給用ポート11>特定ガス
回収用脱着ポート9の順番になっている。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 原田 孝幸 下関市彦島江の浦町六丁目16番1号 三菱 重工業株式会社下関造船所内 (72)発明者 浜田 憲一 下関市彦島江の浦町六丁目16番1号 三菱 重工業株式会社下関造船所内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 外観が円筒状を呈し、その内部に複数の
    軸方向区画室を有し、同区画室に吸着剤を充填して吸着
    器を形成し、前記区画室の上下には前記吸着器と相対回
    転される弁板を配し、昇圧した原料ガスを前記吸着剤に
    接触させ、同原料ガス中から特定成分ガスを前記吸着剤
    に吸着させる工程と、次いで減圧により吸着した特定成
    分ガスを前記吸着剤から脱着させる工程を、前記吸着器
    と前記弁板との相対回転により切り替えるように構成し
    た圧力スイング吸着法による回転式ガス分離装置におい
    て、前記弁板に設けてあるパージガス供給用ポートの張
    角を特定ガス回収用脱着ポートの張角より小さくしたこ
    とを特徴とする圧力スイング吸着法による回転式ガス分
    離装置。
  2. 【請求項2】 外観が円筒状を呈し、その内部に複数の
    軸方向区画室を有し、同区画室に吸着剤を充填して吸着
    器を形成し、前記区画室の上下には前記吸着器と相対回
    転される弁板を配し、昇圧した原料ガスを前記吸着剤に
    接触させ、同原料ガス中から特定成分ガスを前記吸着剤
    に吸着させる工程と、次いで減圧により吸着した特定成
    分ガスを前記吸着剤から脱着させる工程を、前記吸着器
    と前記弁板との相対回転により切り替えるように構成し
    た圧力スイング吸着法による回転式ガス分離装置におい
    て、前記弁板に設けてある特定ガス回収用脱着ポートが
    少くとも2つに分けて形成してあり、パージガス供給用
    ポートは前記特定ガス回収用脱着ポートの少くとも2つ
    目以降に対応する位置に設けてあることを特徴とする圧
    力スイング吸着法による回転式ガス分離装置。
JP6283247A 1994-11-17 1994-11-17 圧力スイング吸着法による回転式ガス分離装置 Pending JPH08141346A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005519731A (ja) * 2002-03-14 2005-07-07 クエストエアー テクノロジーズ インコーポレイテッド 圧力スイング及び置換パージの組合せによるガス分離
CN1301147C (zh) * 2002-07-31 2007-02-21 株式会社西部技研 吸附式除湿机
CN108096990A (zh) * 2016-11-25 2018-06-01 中国石油化工股份有限公司 一种吸附分离装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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Effective date: 20011211