JPH10286424A

JPH10286424A - 圧力振動式吸着設備の運転制御方法

Info

Publication number: JPH10286424A
Application number: JP9096170A
Authority: JP
Inventors: Takashi Okuma; 隆大熊
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1997-04-14
Filing date: 1997-04-14
Publication date: 1998-10-27

Abstract

(57)【要約】【課題】無段階制御もしくは段階的において、均圧終
了圧力及び昇圧終了圧力を一定に保ち、結果的に製品ガ
スの純度の安定化を図る。【解決手段】圧力振動式吸着設備の無段階もしくは段
階的運転制御方法において、複数の吸着塔１Ａ〜１Ｃの
少なくとも一つの吸着塔の内部圧力を圧力検出器３１で
検出し、均圧工程が終了した時点の圧力をサンプリング
し、複数回のサンプリングにより得られた均圧終了時圧
力平均値を設定圧力と比較し、平均値が高い場合は均圧
流量調整弁の開度を設定量だけ加算し、低い場合は均圧
流量調整弁の開度を設定量だけ減算する。また、昇圧工
程が終了した時点の圧力をサンプリングし、複数回のサ
ンプリングにより得られた昇圧終了時圧力平均値を設定
圧力と比較し、平均値が高い場合は昇圧流量設定値及び
／または昇圧バイパス弁の開度を設定量だけ減算し、低
い場合は昇圧流量設定値及び／または昇圧バイパス弁の
開度を設定量量だけ加算する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、圧力振動式吸着分
離法（ＰＳＡ）を実施する設備の運転制御方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】かかる圧力振動式吸着法（Pressure Swi
ng Adsorption）による特定ガス成分の回収自体は、特
公昭６３−５８６１４号公報、特開平３−２２９６１１
号公報に記載されているように広く知られている。

【０００３】例えば、空気中からの酸素の分離・回収を
一例に説明すると、通常ゼオライトを窒素吸収剤として
充填した吸着塔を複数配列した圧力振動式吸着装置を使
用し、空気を吸着塔内に導入して窒素を吸着剤に吸着さ
せる吸着工程、吸着した窒素を真空ポンプ等によって減
圧し放出する減圧工程、さらに、製品ガスを導入して減
圧後の吸着塔内の圧力を復圧させる昇圧工程からなるサ
イクルを、各吸着塔毎に交互に組み合わせて連続操業を
行っている。

【０００４】ところで、この圧力振動式吸着設備からの
製品ガスの払い出し量は、この製品ガスの使用先の操業
条件に合わせて随時変動させる必要がある。この製品ガ
スの払い出し量は、専ら、余剰回収ガス量を放散若しく
はオフガスに流す、または製品圧縮機にバイパス弁を設
け、必要量だけ回収ガスとして取り出すことによって、
払出し量を変化させており、このため、原料ブロワー、
真空ポンプ、製品圧縮機は１００％負荷で運転すること
となり、設備全体としての電力消費量は変わらず、酸素
発生量当たりの電力消費量（電力源単位）が悪化する。

【０００５】この対策として、例えば図８に示すよう
に、３基の各吸着塔１Ａ，１Ｂ，１Ｃに原料ガスを供給
する原料ブロワ２Ａ，２Ｂ、吸着工程において窒素を吸
着したのちの酸素を製品として取り出すための製品圧縮
機３Ａ，３Ｂ、及び、吸着塔１Ａ，１Ｂ，１Ｃに吸着さ
れた窒素を吸引しオフガスとして排出するための真空ポ
ンプ４Ａ，４Ｂをそれぞれ２基づつ備えた設備が開発さ
れている。なお、図中１７は、昇圧ガス流量調整弁であ
る。

【０００６】この設備においては、操業条件に合わせ
て、２基の原料ブロワ２Ａ，２Ｂ、製品圧縮機３Ａ，３
Ｂ、及び真空ポンプ４Ａ，４Ｂをそれぞれ使い分け、フ
ル操業時には、２基とも稼働させることにより１００％
の操業を行い。また、条件に応じ、それぞれ原料ブロワ
２Ａ、製品圧縮機３Ａ、及び真空ポンプ４Ａの１基のみ
を稼働させる。

【０００７】このような操業方法によって、５０％操業
時には、消費電力も５０％に落とすことができ、払い出
し量に応じた無駄の無い効率的な操業が可能となる。

【０００８】しかしながら、図８に示す圧力振動式吸着
設備においては、従来の設備に加えてさらに原料ブロワ
２Ｂ、製品圧縮機３Ｂ、及び真空ポンプ４Ｂ、及びこれ
に関連するバルブ類が必要になると共に、設備の設置面
積が大きくなるといった場所確保上の問題が生じる。ま
た、同図に示す設備においては、１００％と５０％の２
タイプの操業は可能であるものの、無段階の操業は不可
能であり、効率的な稼働が充分に達成されたものとは言
えない。

【０００９】このような問題点を解消するため、本願の
出願人らは先に、特開平７−８０２３１号公報におい
て、原料ブロワ、製品圧縮機、及び真空ポンプの設置台
数を増やすことなく、かつ操業条件に応じ製品供給量を
無段階に調整可能な圧力振動式吸着設備の操業方法を提
案した。

【００１０】これは、図５に示すように、特定の成分ガ
スを吸着する吸着剤を充填した複数の吸着塔１Ａ，１
Ｂ，１Ｃと、同吸着塔１Ａ，１Ｂ，１Ｃに原料ガスを供
給する原料ブロワ４６を備えた原料ガス供給系４５と、
前記吸着塔１Ａ，１Ｂ，１Ｃによって特定ガスを吸着し
た後のガスを取り出すための製品圧縮機４８を備えた製
品ガス系４７と、前記吸着塔１Ａ，１Ｂ，１Ｃに吸着さ
れた特定ガスを吸引しオフガスとして排出するための真
空ポンプ５０を備えたオフガス系４９を有する圧力振動
式吸着設備において、原料ブロワ４６、製品圧縮機４
８、及び真空ポンプ５０の回転数を制御し、操業条件に
応じて、原料ブロワ４６、製品圧縮機４８、及び真空ポ
ンプ５０の電力消費量を無段階に変動させるものであ
る。

【００１１】図６は図５に示す吸着装置の操業サイクル
の組み合わせ図、図７は各吸着塔における圧力の時間変
化を示すグラフで、図５〜図７を参照して、例えば吸着
塔１Ａにおいて、原料ガスの供給系４５の管路のバルブ
５３及び製品ガス系４７の管路のバルブ５４を開放して
原料ガスを吸着塔１Ａに導入して吸着剤に特定ガスを吸
着し製品ガスを得る吸着工程（ａ）と、原料ガス供給系
４５の管路のバルブ５３及び製品ガス系４７の管路のバ
ルブ５４を閉塞、オフガス系４９の管路のバルブ５５を
開放し、真空ポンプ５０と吸着塔１Ｃを直結して吸着ガ
スを吸収する減圧工程（ｂ）、オフガス系４９の管路の
バルブ５５を閉塞、製品ガス系４７の管路のバルブ５６
を開放して、吸着塔１Ｂに製品ガスである回収した酸素
の一部を導入して塔内部を昇圧する昇圧工程（ｃ）とか
らなる。

【００１２】そして、吸着塔１Ａが吸着工程（ａ）にあ
る間、吸着塔１Ｂ及び１Ｃは、昇圧工程（ｃ）及び減圧
工程（ｂ）、吸着塔１Ａが減圧工程（ｂ）にある間、吸
着塔１Ｂ及び１Ｃは、吸着工程（ａ）及び昇圧工程
（ｃ）、また吸着塔１Ａが昇圧工程（ａ）にある間、吸
着塔１Ｂ及び１Ｃは、減圧工程（ｂ）及び吸着工程
（ａ）となるように各サイクルが設定され、これによっ
て、系全体の連続操業を可能としている。

【００１３】ところで、各吸着塔において、吸着工程が
終わった時は内部圧力は高く、減圧工程が終わった時は
内部圧力は低い。そして、吸着工程が終わった段階では
吸着塔の上部に製品に近い純度の高いガスが残ってい
る。そこで、バルブの開閉を制御することにより、吸着
工程を終えた吸着塔と減圧工程を終えた吸着塔とをつな
ぐことにより、ガス回収及び圧力回収を行うのが、図６
及び図７に示す均圧工程（ｄ）である。

【００１４】因みに、図７の１Ａにおける吸着工程の圧
力Ｐ０は原料ブロワ４６の能力によって決まり、減圧工
程における圧力の減少速度は真空ポンプ５０の能力によ
って決まり、昇圧工程における圧力の増加速度は製品ガ
ス系の昇圧用バルブの開度をどのように設定するかによ
って決まる。

【００１５】ここで、均圧工程をどの時点で終了して次
の減圧工程もしくは昇圧工程に移行するかがＰＳＡの能
力を引き出す上で重要な管理値となる。均圧終了圧力Ｐ
１が高い場合には均圧工程で回収されるガス濃度は高い
ものの回収されるガス量は少ない。逆に均圧終了圧力が
低い場合には均圧工程で回収されるガス量は多くなるも
ののガス濃度が低くなる。従って、均圧終了圧力Ｐ１は
ＰＳＡとしての能力が高くなる値に保持する必要があ
る。

【００１６】また、昇圧終了圧力Ｐ４も均圧終了圧力Ｐ
１と同様にＰＳＡの能力を引き出す上で重要な管理値と
なる。図７のＣ−１のように製品ガス系の昇圧用のバル
ブの開度が小さな場合には、吸着工程に移行する時に昇
圧終了圧力Ｐ４と吸着圧力Ｐ０との差が大きくなり、吸
着工程初期に原料ガス系及び製品ガス系よりガスが一気
に吸着塔内に流入する。逆に図７のＣ−２のように製品
ガス系の昇圧用のバルブの開度が大きい場合には、昇圧
に要するガスが多くなり吸着工程を行っている塔に悪影
響を与えることになる。従って、昇圧終了圧力Ｐ４もＰ
ＳＡとしての能力が高くなる値に保持する必要がある。

【００１７】特開平７−７４５号公報には、ＰＳＡのパ
ージ工程（昇圧工程）中に、吸着塔を出ていくパージガ
スがあらかじめ選択された量に達したときに工程を停止
する方法が開示されている。通常はシーケンサのタイマ
ーもしくは時限リレーを用いて実施されている。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、特開平７−
８０２３１号公報において開示された無段階制御に関し
ては、運転パラメーターを入力して制御を行うが、具体
的には、真空ポンプ１０や製品圧縮機８の回転数及び各
調整弁の開度に対する容量などの特性が線形でないこ
と、また周囲の温度や湿度、吸着塔内の状態の影響を受
け、工程切替時の圧力が一定にならないという実施上の
問題があった。

【００１９】本発明が解決しようとする課題は、無段階
もしくは段階的な制御において、均圧終了圧力及び昇圧
終了圧力を一定に保ち、結果的に製品ガスの純度の安定
化を図ることにある。

【００２０】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明は、特定の成分ガスを吸着する吸着剤を充填
した複数の吸着塔を有し、製品ガス量を効率よく発生さ
せるために工程時間、真空ポンプ等を構成する回転機器
の能力を無段階もしくは段階的に調整することができる
圧力振動式吸着設備の運転制御方法において、複数の吸
着塔の少なくとも一つの吸着塔の内部圧力を検出し、均
圧工程が終了した時点の圧力をサンプリングし、複数回
のサンプリングした信号を平均し、平均化された均圧終
了時圧力を設定圧力と比較し、設定圧力上限値より高い
場合は均圧流量調整弁の開度を予め定められた量だけ加
算し、設定圧力下限値より低い場合は均圧流量調整弁の
開度を予め定められた量だけ減算すること、及び／また
は複数の吸着塔の少なくとも一つの吸着塔の内部圧力を
検出し、昇圧工程が終了した時点の圧力をサンプリング
し、複数回のサンプリングした信号を平均し、平均化さ
れた昇圧終了時圧力を設定圧力と比較し、設定圧力上限
値より高い場合は昇圧流量設定値及び／または昇圧バイ
パス弁の開度を予め定められた量だけ減算し、設定圧力
下限値より低い場合は昇圧流量設定値及び／または昇圧
バイパス弁の開度を予め定められた量だけ加算するよう
にしたものである。

【００２１】

【発明の実施の形態】図１は本発明の一例として空気か
ら酸素を分離，回収に適用するために、従来の３基の吸
着塔を備えた圧力スイング吸着塔設備の概要を示す。

【００２２】同図において、ゼオライトが充填されたそ
れぞれの吸着塔１Ａ，１Ｂ，１Ｃには、原料ガスである
空気５を吸着塔１Ａ，１Ｂ，１Ｃに送入する原料ブロワ
２を備えた原料ガス送入系と、吸着塔１Ａ，１Ｂ，１Ｃ
によってＮ₂ガスを吸着した後の高濃度のＯ₂ガスを製品
６として取り出すための製品圧縮機３を備えた製品ガス
系と、吸着塔１Ａ，１Ｂ，１Ｃに吸着されたＮ₂ガスを
吸引しオフガス７として排出するための真空ポンプ４を
備えたオフガス系と、さらに製品ガスであるＯ₂の一部
を吸着塔１Ａ，１Ｂ，１Ｃに供給して昇圧する昇圧ガス
系と、吸着工程後の塔内製品ガスを均圧工程にて回収す
る均圧ガス系から構成されている。さらに、昇圧ガス系
にはその流量をコントロールするための昇圧流量計２
１、昇圧調整弁２２及び昇圧バイパス弁２３を備えてお
り、均圧ガス系にはその流量をコントロールするための
均圧流量調整弁２４を備えている。また、各原料ガス送
入系、製品ガス系、オフガス系、昇圧ガス系及び均圧ガ
ス系には、それぞれ開閉弁１１，１２，１３，１４及び
１５，１６並びに１７が配設されている。さらに、吸着
塔１Ｃの内部圧力を検出する吸着塔圧力発信器３１が設
けられている。

【００２３】なお、吸着塔圧力発信器３１は吸着塔１Ｃ
の１基にのみ設置されているが、これに限定されるもの
ではない。

【００２４】本実施例では、制御装置８により、均圧流
量、昇圧流量の調整・制御を次の方法で実施している。

【００２５】なお、制御装置８内には、工程時間に関す
るメモリＤ１〜Ｄ２９、流量制御に関するメモリＤ３１
〜Ｄ３４、無段階制御値格納用メモリＤ４０、流量制御
に関する境界条件値用メモリＤ３１１〜Ｄ３４６、工程
時間に関する境界条件値用メモリＤ４１１〜Ｄ６９６が
ＳＱ（シーケンサ）内メモリとして設けられており、そ
れぞれ図２に示す設定がされている。

【００２６】図２（ａ）は工程切替時間を決定するタイ
ムサイクルデーターである。例えばメモリＤ１は無段階
制御値Ｄ４０が１１００≦Ｄ４０＜１３００の条件にお
いてはシーケンサー（ＳＱ）内でＤ４０が１１００の場
合の条件値Ｄ４１１とＤ４０が１３００の場合の条件値
Ｄ４１２間の線形演算がなされ、制御値として用いられ
る。同様に図２（ｂ）は流量制御値及び制御弁開度値を
示す。例えばメモりＤ３１は無段階制御値Ｄ４０が１３
００≦Ｄ４０＜１５００の条件においてはシーケンサー
（ＳＱ）内でＤ４０が１３００の場合の条件値Ｄ３１２
とＤ４０が１５００の場合の条件値Ｄ３１３間の線形演
算がなされ、制御値として用いられる。

【００２７】図３は本発明の圧力制御装置における制御
のステップを示すフローチャートである。図において、
Ｍ１１０は工程変更に関するＳＱ内接点、Ｃ３２は昇圧
工程１０回実施確認ＳＱ内カウンタ、Ｃ３４は均圧工程
１０回実施確認ＳＱ内カウンタ、Ｄ３１は昇圧流量ＦＩ
Ｃ設定値、Ｄ３２昇圧バイパスＦＣＶ設定値、Ｄ３３は
均圧ＦＣＶ設定値、Ｄ６１はＤ７１の１回当たりの変位
定数、Ｄ６２はＤ７２の１回当たりの変位定数、Ｄ６３
はＤ７３の１回当たりの変位定数、Ｄ７１は昇圧流量Ｆ
ＩＣ設定バイアス値、Ｄ７２は昇圧バイパスＦＣＶ設定
バイアス値、Ｄ７３は均圧ＦＣＶ設定バイアス値、Ｄ８
１はＤ３１がＳＱ制御範囲（０〜４０００）にあること
の確認用メモリ、Ｄ８２はＤ３２がＳＱ制御範囲（０〜
４０００）にあることの確認用メモリ、Ｄ８３はＤ３３
がＳＱ制御範囲（０〜４０００）にあることの確認用メ
モリ、Ｄ１２９は昇圧終了圧力１０回平均値、Ｄ１５９
は昇圧終了圧力１０回平均値、Ｄ２１７は昇圧終了圧力
制御目標値（mim.）、Ｄ２１８は昇圧終了圧力制御目標
値（max.）、Ｄ２３７は均圧終了圧力制御目標値（mi
m.）、Ｄ２３８は均圧終了圧力制御目標値（max.）であ
る。

【００２８】以下図３のフローチャートに基づいて本発
明の方法を説明する。

【００２９】（Ａ）昇圧終了圧力測定及び制御用バイ
アス値演算方法（図３，ステップＳ１００〜Ｓ１８０）（１）吸着塔圧力発信器３１で出力された吸着塔内圧力
を、昇圧終了時点でサンプリングする。本サンプリング
値をデジタル変換してシーケンサ（ＳＱ）内のメモリに
貯える。本値を１０回分平均する。この平均値をメモり
Ｄ１２９に入れる。１０サイクル毎に下記ステップＳ１
１０〜１８０の演算を実施する（Ｓ１００）。

【００３０】（２）昇圧終了圧力の平均値Ｄ１２９を昇
圧終了圧力制御目標上限値Ｄ２１８と比較する。この際
に昇圧流量ＦＩＣ設定バイアス値Ｄ７１が下限（−４０
０）を下回っていないことの確認を同時に実施する（Ｓ
１１０）。

【００３１】（３）昇圧終了圧力制御目標上限値Ｄ２１
８より高い場合は昇圧流量ＦＩＣ設定バイアス値Ｄ７１
を予め定めた量Ｄ６１だけ減算する（Ｓ１２０）。

【００３２】（３）昇圧終了圧力の平均値Ｄ１２９を昇
圧終了圧力制御目標上限値Ｄ２１８と比較する。この際
に昇圧バイパスＦＣＶ設定バイアス値Ｄ７２が下限（−
４００）を下回っていないことの確認を同時に実施する
（Ｓ１３０）。

【００３３】（４）昇圧終了圧力制御目標上限値Ｄ２１
８より高い場合は昇圧バイパスＦＣＶ設定バイアス値Ｄ
７２を予め定めた量Ｄ６２だけ減算する（Ｓ１４０）。

【００３４】（５）昇圧終了圧力の平均値Ｄ１２９を昇
圧終了圧力制御目標下限値Ｄ２１７と比較する。この際
に昇圧流量ＦＩＣ設定バイアス値Ｄ７１が上限（４０
０）を超えていないことの確認を同時に実施する（Ｓ１
５０）。

【００３５】（６）昇圧終了圧力制御目標下限値Ｄ２１
７より低い場合は昇圧流量ＦＩＣ設定バイアス値Ｄ７１
を予め定めた量Ｄ６１だけ加算する（Ｓ１６０）。

【００３６】（７）昇圧終了圧力の平均値Ｄ１２９を昇
圧終了圧力制御目標下限値Ｄ２１７と比較する。この際
に昇圧バイパスＦＣＶ設定バイアス値Ｄ７２が上限（４
００）を超えていないことの確認を同時に実施する（Ｓ
１７０）。

【００３７】（８）昇圧終了圧力制御目標下限値Ｄ２１
７より低い場合は昇圧バイパスＦＣＶ設定バイアス値Ｄ
７２を予め定めた量Ｄ６２だけ加算する（Ｓ１８０）。

【００３８】（Ｂ）均圧終了圧力測定及び制御用バイ
アス値演算方法（図３，ステップＳ２００〜Ｓ２４０）（１）吸着塔圧力発信器３１で出力された吸着塔内圧力
を、均圧終了時点でサンプリングする。本サンプリング
値をデジタル変換してシーケンサ（ＳＱ）内のメモリに
貯える。

【００３９】（２）本値を１０回分平均する。この平均
値をメモりＤ１５９に入れる。

【００４０】（３）１０サイクル毎に下記ステップＳ２
１０〜２４０の演算を実施する。（Ｓ２００）均圧終了
圧力の平均値Ｄ１５９を均圧終了圧力制御目標上限値Ｄ
２３８と比較する。この際に均圧ＦＣＶ設定バイアス値
Ｄ７３が上限（４００）を上回っていないことの確認を
同時に実施する（Ｓ２１０）。

【００４１】（４）均圧終了圧力制御目標上限値Ｄ２３
８より高い場合は均圧ＦＣＶ設定バイアス値Ｄ７３を予
め定めた量Ｄ６３だけ加算する（Ｓ２２０）。

【００４２】（５）均圧終了圧力の平均値Ｄ１５９を均
圧終了圧力制御目標下限値Ｄ２３８と比較する。この際
に均圧ＦＣＶ設定バイアス値Ｄ７３が下限（−４００）
を下回っていないことの確認を同時に実施する（Ｓ２３
０）。

【００４３】（６）均圧終了圧力制御目標上限値Ｄ２３
８より低い場合は均圧ＦＣＶ設定バイアス値Ｄ７３を予
め定めた量Ｄ６３だけ減算する（Ｓ２４０）。

【００４４】（Ｃ）昇圧終了圧力及び均圧終了圧力の
制御方法（図３，ステップＳ３００〜Ｓ４４０）（１）吸着工程開始（Ｍ１１０がｏｎ）の場合に下記ス
テップＳ３１０〜４４０の演算を実施する（Ｓ３０
０）。

【００４５】（２）無段階制御値Ｄ４０を真空ポンプの
ＶＶＶＦ用での回転数指令値としてアナログ信号に変換
し出力する（Ｓ３１０）。

【００４６】（３）無段階制御値Ｄ４０を製品圧縮機の
ＶＶＶＦ用での回転数指令値としてアナログ信号に変換
し出力する（Ｓ３２０）。

【００４７】（４）無段階制御値Ｄ４０によりタイムサ
イクルデーターＤ１〜Ｄ２９の演算を実施する（Ｓ３３
０）。

【００４８】（５）無段階制御値Ｄ４０により流量制御
値及び制御弁開度値Ｄ３１〜Ｄ３４の演算を実施する
（Ｓ３４０）。

【００４９】（６）以下は昇圧流量ＦＩＣ設定値Ｄ３
１、昇圧バイパスＦＣＶ設定値Ｄ３２及び均圧ＦＣＶ設
定値Ｄ３３がデジタル出力値内（０〜４０００）である
ことを確認した後、出力させるステップである。

【００５０】（７）Ｓ３４０Ｄで求めた各設定値にＳ１
００〜Ｓ２４０にて求めた各バイアス値を加えて、デジ
タル出力値内であることを確認するためのメモリＤ８１
〜Ｄ８３に格納する（Ｓ３５０）。

【００５１】（８）昇圧流量ＦＩＣ設定値の確認用値Ｄ
８１が０以上であることの確認を実施する（Ｓ３６
０）。

【００５２】（９）昇圧流量ＦＩＣ設定値の確認用値Ｄ
８１が０未満の場合は昇圧流量ＦＩＣ設定値Ｄ３１を０
とする（Ｓ３６５）。

【００５３】（１０）昇圧流量ＦＩＣ設定値の確認用値
Ｄ８１が４０００以下であることの確認を実施する（Ｓ
３７０）。

【００５４】（１１）昇圧流量ＦＩＣ設定値の確認用値
Ｄ８１が４０００を超える場合は昇圧流量ＦＩＣ設定値
Ｄ３１を４０００とする（Ｓ３７５）。

【００５５】（１２）昇圧流量ＦＩＣ設定値の確認用値
Ｄ８１がデジタル出力値内（０〜４０００）にあるので
本値を昇圧流量ＦＩＣ設定値Ｄ３１とする（Ｓ３８
０）。

【００５６】（１３）昇圧バイパスＦＣＶ設定値の確認
用値Ｄ８２が０以上であることの確認を実施する（Ｓ３
９０）。

【００５７】（１４）昇圧バイパスＦＣＶ設定値の確認
用値Ｄ８２が０未満の場合は昇圧バイパスＦＣＶ設定値
Ｄ３２を０とする（Ｓ３９５）。

【００５８】（１５）昇圧バイパスＦＣＶ設定値の確認
用値Ｄ８２が４０００以下であることの確認を実施する
（Ｓ４００）。

【００５９】（１６）昇圧バイパスＦＣＶ設定値の確認
用値Ｄ８２が４０００を超える場合は昇圧バイパスＦＣ
Ｖ設定値Ｄ３２を４０００とする（Ｓ４０５）。

【００６０】（１７）昇圧バイパスＦＣＶ設定値の確認
用値Ｄ８２がデジタル出力値内（０〜４０００）にある
ので本値を昇圧バイパスＦＣＶ設定値Ｄ３２とする（Ｓ
４１０）。

【００６１】（１８）均圧ＦＣＶ設定値の確認用値Ｄ８
３が０以上であることの確認を実施する（Ｓ４２０）。

【００６２】（１９）均圧ＦＣＶ設定値の確認用値Ｄ８
３が０未満の場合は均圧ＦＣＶ設定値Ｄ３３を０とする
（Ｓ４２５）。

【００６３】（２０）均圧ＦＣＶ設定値の確認用値Ｄ８
３が４０００以下であることの確認を実施する（Ｓ４３
０）。

【００６４】（２１）均圧ＦＣＶ設定値の確認用値Ｄ８
３が４０００を超える場合は均圧ＦＣＶ設定値Ｄ３３を
４０００とする（Ｓ４３５）。

【００６５】（２２）均圧ＦＣＶ設定値の確認用値Ｄ８
３がデジタル出力値内（０〜４０００）にあるので本値
を均圧ＦＣＶ設定値Ｄ３３とする（Ｓ４４０）。

【００６６】

【実施例】図４は、本発明の方法を適用して圧力振動式
吸着設備を運転した場合の測定データを示すものであ
る。同図からわかるように、製品ガス発生量が１５０〜
３００Ｎｍ³／Ｈの間で大きく変動しても、製品ガスの
濃度の幅は低く押さえられており、製品の品質が精度高
く維持されていることが分かる。

【００６７】前記の実施例では空気からの酸素の分離回
収（常圧吸着→減圧脱着）について述べたが、本願発明
ではこれに限定されるものではなく、他にも例えばＣＯ
Ｇ等の水素含有ガスからの水素回収（加圧吸着→常圧脱
着）等に適用しても同じ作用・効果を奏する。

【００６８】

【発明の効果】

（１）本発明によれば、従来の無段階制御よりも製品
ガスの払い出し量が変動もしくは周囲の温度や湿度、吸
着塔内の状態が変動しても、製品ガスの濃度が精度よく
押さえられ、安定的な装置状態を維持することができ
る。

【００６９】（２）本発明により、昇圧終了圧力を一
定に保つことができることから、吸着工程の切替時にお
ける製品配管内の圧力変動を小さく押さえることができ
る。

【００７０】（３）昇圧が早期に行われた場合、昇圧
工程前半では多く昇圧ガスが流れるために製品圧力が低
下、昇圧工程終盤では昇圧ガスが流れなくなり製品圧力
が上昇するが、本発明により、これらの圧力変動を抑制
でき、結果として製品ガスの純度の安定化を図ることが
できる。

【００７１】（４）これらの制御は、吸着塔内の圧力
を吸着塔圧力発信器等の検出手段により検出して自動的
に行うことができるので、操業者による調整が不要とな
り、省力化を図ることができるとともに、人的依存性を
解消することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す系統図である。

【図２】本発明におけるパラメータの設定例を示すテ
ーブルである。

【図３】本発明の圧力制御装置における制御のステッ
プを示すフローチャートである。

【図４】本発明の効果を示すグラフである。

【図５】先願になるの圧力振動式吸着塔設備の構成を
示す系統図である。

【図６】各吸着塔における工程のサイクルを示す説明
図である。

【図７】各工程における圧力の変化を示すタイムチャ
ートである。

【図８】従来の圧力振動式吸着塔設備の構成を示す系
統図である。

【符号の説明】

１Ａ〜１Ｃ吸着塔、２原料ブロワ、３製品圧縮
機、４真空ポンプ、５空気、６製品、７オフガ
ス、８圧力制御装置、１１〜１７切替弁、２１昇圧
流量計、２２昇圧流量調整弁、２３昇圧バイパス
弁、２４均圧流量調整弁、３１吸着塔圧力発信器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】特定の成分ガスを吸着する吸着剤を充填
した複数の吸着塔を有し、製品ガス量を効率よく発生さ
せるために工程時間、真空ポンプ等を構成する回転機器
の能力を無段階もしくは段階的に調整することができる
圧力振動式吸着設備の運転制御方法において、複数の吸着塔の少なくとも一つの吸着塔の内部圧力を検
出し、均圧工程が終了した時点の圧力をサンプリング
し、複数回のサンプリングした信号を平均し、平均化さ
れた均圧終了時圧力を設定圧力と比較し、設定圧力上限
値より高い場合は均圧流量調整弁の開度を予め定められ
た量だけ加算し、設定圧力下限値より低い場合は均圧流
量調整弁の開度を予め定められた量だけ減算することを
特徴とする圧力振動式吸着設備の運転制御方法。
【請求項２】特定の成分ガスを吸着する吸着剤を充填
した複数の吸着塔を有し、製品ガス量を効率よく発生さ
せるために工程時間、真空ポンプ等を構成する回転機器
の能力を無段階もしくは段階的に調整することができる
圧力振動式吸着設備の運転制御方法において、複数の吸着塔の少なくとも一つの吸着塔の内部圧力を検
出し、昇圧工程が終了した時点の圧力をサンプリング
し、複数回のサンプリングした信号を平均し、平均化さ
れた昇圧終了時圧力を設定圧力と比較し、設定圧力上限
値より高い場合は昇圧流量設定値及び／または昇圧バイ
パス弁の開度を予め定められた量だけ減算し、設定圧力
下限値より低い場合は昇圧流量設定値及び／または昇圧
バイパス弁の開度を予め定められた量だけ加算すること
を特徴とする圧力振動式吸着設備の運転制御方法。