JPS58140309A - 空気中のチツ素濃縮方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は空気中のチツＸ？ＩｋｊｉＩＩ７ｊ法に保９、
籍に＠Ｎｔ嗜内で９気中の敵本ｔｔＩＩＩｔ集吸着剤に
遇択剤に１ｊｌｋ着させて非ｇ＆盾吻として凝縮され九
テツ累を傅かつ吸着塔内を減圧して酸素吸着剤を再生さ
せることによ９分−１纜−されたチッ素を會む製品ガス
を連続的に生成させる空気中のチッ素纜縮方法に関する
。

圧力変Ｔｏ＠層分離法によって空気中からチッ素をａｍ
する方法は、吸着ガス回収方式と脱着ガス１収方式に大
別される。吸着ガス回部方式は吸着剤細孔への拡散速度
が大きいａＳを＠＊＃去して製品テラＩＡを得る方法で
ある。一方、脱着ガス回収方式ＩＩｉ吸層剤に吸着させ
たチッ素を臭璧脱看させ、脱着ガスを製品チッ素として
回収する方式である。しかし、この脱着ガス回収方式に
は操作が＊祿で製品の貴加圧を賛するなどの鋤点がろシ
、し九がってｇ＆涜ガス圓収方式の方が実用的である。

吸着ガス１収方式は一般的には複数の吸着塔で加圧、ａ
膚、ＩＡ圧脱層工機會−９返し行っておシ、この４６酋
減圧脱着は吸着剤の再生１ｃ↓くする丸めＡ仝操作を打
っている。このように吸着ガス回収力式では真空脱着工
程ｆｔｔむことから工業的かつ鮭虜的に央１する場合、
奴庸工榴、減圧脱層工機などを如１”ｊに効率よく操作
するかが］１費となる。

しかし、従来の圧力／ＲＩＩＪ吸庸分Ｓ法におけるチン
本１１１ｉ１１）ｊ法においては、ば本吸庸剤を再生”
する腋比駅庸工騙から加圧工程に移行する鍬に、加圧上
−の初勘で威圧状總にあった吸着塔内でのガス波音が１
ｓｔ１時に増大するため、脱着工程で再生され九ａｎ剤
層の伏線が乱されると共に空気中の酸素が光分に六層さ
れずに吸着塔の出口に達することになって製品ガスのチ
ツ＊ａ度の低下を来光しかつ収率を鎮少させていた。

本発明の目的はこのような従来技術の欠点を解（内し、
テラＡ磯直の尚い製品ガスを収率良く僧ることので自る
空気中のチツ木磯細方法を提供することｙｃある。

本発明ｒよ、鍍本Ｗｋ層剤を光横した複数１−の吸着塔
に対して空気ｔ−設定圧力まで尋人する加圧工程と、前
記尋人され友空気中の［本を９口圧下に欧嵩吸着剤ｒｃ
ｖ庸させそれによって（＃Ｉ−されたチン本を含む製品
ガスを取出すａ看工稲と、吸着塔を鎮圧して離業分圧を
下は酸某吸盾創ｔ＾生さぞる脱着工程とを躯次に返しな
がら邊続的に−一さ１またチン本を宮む製品ガス１に憎
る空気中のチノ嵩−一方法において、前記加圧工程の間
に酊Ｅ４ｊＬ層慟に対して導入される空気の流蓋が平滑
化される＝うに加圧１８時の空気の流速を６１１顧する
ことＪｋ今蕾とする。

以下本発明の実施例全図面に蕪いて評頗１ζ絖例する。

第１図は本発明方法を実施するための装置の一例につい
ての系統図を示し、図中、ｔｌｔ本畝看剤を充積し九＠
＊梧１，２に対して圧＃ｉ撫３．気歇分離鉄装置で腕湿
込れた空気入が加圧、鉄層および脱着の６工ｈｒこおい
て所定のパターンで遇択的に圓閉制御されるパルプ１１
〜１８によって尋人されてａＩＩｊｌｌされ九テツ本を
含む製品カスＢとして取出される一力、脱着されたｔＩ
Ｉｔ本を含む排気ガスＣとして真空ボ／プ５によシ排出
されるようになされている。

以トー第１図について、ｈＩＪＩ：Ｉ：、、吸着および
説層の各工程動作を装置がすでに作動状態におるものと
してさらにｌｖｉ細に説明する。

筐ず吸着４１で７ＪＩＩ圧工程を吸着塔２で吸層工機ｒ
＊ｈする。この場合、電憾弁１１，１４．１６は洲、電
磁弁１２，１３，１５．１７および１８ｔよ閉である。

この弁操作によって送入［２１から送られる空気は圧輪
機３．気液分１１１１に訪４．管２２を畦て二方向に分
かれる。一方に絞９弁６に入りここで流菫が調姫嘔れ電
−升１１を通り吸着塔１に供紺される。他の一方は亀蝿
弁１４からａ層塔２に入る。獣盾％２ｒｉ吸盾工福で６
９吸盾壜２によって酸基は＠′３１１１ｉ６れ、チン本
は電蝉弁１６を逼り製品ガス取出管２３で取り出場れる
。とｊＬに対して＠盾梧１ではカロ圧工機で政り板６で
流菫調整され次空気が電蝉弁１１を通り吸着塔１に設尾
圧力まで像々に加圧尋人される。この４ｈ曾電磁升１５
は閉である。以上がｍｌサイクルで＃４２サイクルとし
て次の工程に入る。

加圧工程が終了した吸倉梧ｌでは、吸層工栓になシミ両
弁１１は閉、亀峨升１２が開と切管る。

この後、空気は１１Ｌ蝿弁１２を介して吸着塔１に入り
ここでば本は吸着され慮幅されたチン本が柩り出される
。吸着塔２は前工程で吸着し九酸素ｔ′電磁弁１８およ
びガス、ｍ出１２４ｔ−弁し、真窒不／プ５によって排
出する脱漕工櫨でめる。このＪＪＩ合’ｗｏａ弁１８は
−、’に出弁１３，１４および１６は閉である。

久いて第３サイクルに人９、吸倉梧１では吸層工棚を継
続される。一方、吸＊令２では脱着工程から加圧工程に
入り電磁弁１３は開、電員弁１４゜１６および１８は閉
となｐｇ！気は績シ似７によってｍ１１１が―蟹されｖ
Ａ層塔２に設建圧力まで入る。

第４サイクルでは、吸着塔１は脱着工程になり第２サイ
クルで記述し九＠盾梧２と同様に、前工程で吸着しｆｃ
は本を′＃ＩＬ蝿升１７およびガス耕出官２４を介し＾
臣ボング５によって排出する。この場合、％輯弁１１．
１２および１ｓｔま閉でΦる。

−カ、＠７に梧２では収着１根に桜り′鴫蝉升１３とｌ
４が切替シ、空気は電磁弁１４を介して吸着塔に入りこ
こでｌｌｌｊｉＩｌ式れたチン素を竜蝋升１６に介して
取出す。以上第１からｊＩ４サイクルをもって一周期ブ
イクルが形成され、ａＩＩａされたチン素は連続的に製
品として嘔り出ちれる。

圧力変１１Ｊ＠層分虐法において、１１２素を一纏する
方法により磯秦チン素を得る場合には、チン素の吸収容
量が１！１１素よりも大きいことによシ酸素を製線する
ものでめるから、充分な吸着平衡が侍られるはど分−が
よくなり、シたがって吸着塔に導入するガス〃ｌ圧速匿
は小さい方が好ましい。

一方、吸着剤細孔への拡散速度の大きい酸素を吸着除去
しチン素を濃縮する方法をとる本発明においては、ガス
流速が大きい方が好ましい、しかしガス流速が＃ＲＩＡ
のガス相から吸着剤層への移動速度以上に大きくなると
分離効率が低下してチツ本の１１１１度が低くなる。　
　　　、、、。

この次め本実Ｊ１１１？ｌｌにおいては前記のように脱
着生機から７ＪＯ圧工楊に移行する際に、吸着塔ｌ又は
２に加圧空気を導入する弁を吸着工根時に用いられる′
に磁弁１２，１４から赦シ似６，７を付設した亀−升１
１．１３に切供え、流速を威シ―贅した加圧空気を吸着
塔１．２に流入させるようになされている。

ここで空気の流速、したかって力ロ圧速直についてチン
素の公庫効率や収率吟を考慮して前記装置を用いて樵々
実蒙した結果、１９ｒ足のチン素纜纏嵐を侍る丸めには
この流速の籠に一足の純−が存在することが発見された
。

以下この夾＠績釆を嬶２図および第３図のグラフについ
て説明する、％爽−では吸着圧力を４ａｔｍ、脱着圧力
を０．１ｓｔｍおよびサイクル時間ｔ−８０秒（＠庸工
４Ｍ４０秒、脱層工伽ＪＯ抄。

加圧工＠ｉｏ抄）として打なつ九。

比軟のため、＊鰭は前１絞り＆６．７に−設けた場合と
設けない場合について行なった。第２１のグラフは加圧
工程の雌過時閣Ｔ（抄）を情報にとシ、そのときの奴層
嶋１，２内の全気流速Ｖ（メートル／抄）ｔ−縦紬に夫
々とって示したものでめシ、点＊ｉは軟９嶺のない値米
方法の礒曾を、東＃ｌｉｌは叙シ板を用いた本％四の笑
殉例の場合を夫々表わし−〔いる。

図から明らかなように、憾米万沫の絞り板を用いない場
合では、加圧工程に入った初期に尚流速で塔内にカスが
流扛る。この時、加圧の前工根で減圧脱７＃さｆしてい
るため、カロ圧工桶に入ると電磁弁１１１１ｃは１３が
一時に全曲しガスが４内に急凍に流れることを示してい
る。このＪＩＩＩ曾、加圧時間音１０秒にしているもの
の央除には２秒以内で〃ｌ圧工機が縛っている。すなわ
ちｙ＆盾の設定圧力まで約２秒以内で急上昇することに
なる。

−万、笑−で示し九本発明方法による流量調螢では加圧
工程で作動する電磁弁の前に絞り板６を設直し、電磁弁
１１または１３が一時に全開になっても場内のガス流速
が大きくならないようＶこその場内ｗｉＡ直′に１．０
　ｍ　／　ｓ程度になるように―費し友ものである。こ
の給米、力ｌ圧工機では１０秒間を費してガスが場内に
入る。すなわち吸着の設疋圧力までの上昇が１０抄関か
かつて砿々に行なわれることを示しており、吸着塔内の
光塙）−内部を乱す仁とがない効ｋかめる。以上のガス
ｔＩＩＬ連の―贅を行なつ九彼に次の吸着工程に移るこ
とＩｃよシチツＩＡ嫌＃操作が良好に行なわれるもので
るる、なお、第１図における系統図で政シ板６ま九は７
の寸法は任意の変更可能な中波をもつものでるる。

さらに、加圧工程時の畝５＃を塔内の空気流速■（（ｍ
／ｓ）を樟々な値にとシ、これとチン素苫臂製品ガスの
チッ木＊ｔｉｔＮ＊　　（嶌）との関係會求めた。この
爽１ＩＩＩＩ幀米を第３図のグラフに示す。このグラフ
から明らかなように、伽品ガスψのチン素磯嵐について
加圧工程中の空気流速はめる賊通な範囲をと９、九とえ
ば所望のチン素ａｌ＆嵐を９０Ｘとすれは、この流速の
範囲は約０．２ないし４ｍ／ｓとすることが必賛である
。

このように本実施画においては、吸着塔１．２に対して
加圧工程で窒気ｔｔｙｒ建の圧力になるまで供給し、ｌ
＆宥工根で酸素を吸着させて纜顛チッ嵩を僧ると共に、
脱層工根で減圧下に酸素を説看して吸着剤を今生させる
加圧工程への移行の際に供給パルプを切洟えてｆＩＲｌ
）板６，７を付設され九電憾バルブ１１．１３を介して
加圧空気をα２〜４…／Ｓの一速腋に調整して供給する
ようになされているので、吸着４１．２内の空気流量が
蛾迩な軛−内に平滑化姑れ、チン素ａＦＩＬの簡い製品
ガスを効率よく得ることかで龜る。また本実施例の方法
は率に便乗の餉直に対して絞り椴を付設し九電凶升１１
，１３’ｉ設ｒｙた簡単な構成によって容易に実堝する
ことができる。

／Ｊｌｌ圧工根時にＩｗ紀の空気流速の一螢を行なうこ
とによって具体的にはＭＩＳに示すように便乗方法ｙＣ
比較してチツ巣貴震にして１３嶌、収率にして１０％の
改善がなされた。

ｌｌ 同、本祐明の方法は第１−に示す装置の他、友とえは４
４図に示すような史に簡略化された装置（Ｃよつ又も同
様に実施することができる。この実施例では前記第１図
示の中の絞り板６．７および電磁弁１１，１３，１２．
１４に代えて＠７＋１＃塔１゜２の出口軸に蝋絖されて
それらの圧力を検知する一つの１１１ｊ１０１ｔｔ８＆
よひこのＩ＆ｌ１ｊｌＯ針８による制御計に吸着塔１．
２への供給！２気の流速（加圧達腋）ｔ−＃４金する一
節升９．ｌＯが設けられている。ここで１１１ｊ１′ｉ
弁９，１０は吸着塔１，２内の流速を加圧工根時に敵適
でおるα２〜４…／Ｓの軸重となるように制御するが、
＠層工程に門いてかかる軸回の流速が用いられても吸着
操作には何等の悪影曽も及ばされない。

第４図の夾Ｊｌ１例では各吸着塔１．２に対して加圧１
根および吸層工根で空気を導入する弁を兼用させること
によってパルプ等の部品点数を減少させることかできか
つ〃ロ圧工楊時の吸７１１梧内のガス流速を良好にｉ＆
１１螢することが可能である。

叙上のように本発明の方法によれば、−にの商いチツ累
を含む製品ガスを良好な収率で得ることができる。

【図面の簡単な説明】

１ｓ１図は本発明方法の実施？Ｉｌｔ示す説明図、第２
図および琳３図は本発明方法における流速調整の幼果を
下す説明図、第４図は本発明方法の別の東Ｍ例を示す説
明図で６る。 １．２・・・吸７ＩＩ塔、３・・・圧−慎、５・・・真
窒ポンプ、６．７・・・絞り板、１１，１２，１３，１
４，１５゜ＴＣ５） ￥　３　目 Ｖ（弗Ｓ　） 草４　口 ３

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、欧本吸層剤を光礪し九頷数債の吸着塔に対して’ｙ
   ’；ｚｔｔｅ足圧力まで尋人する加圧工種と、前記尋人
   され′＃−仝気中の殴木を〃ｌ圧下に酸本畝盾剤に吸着
   ６ぜそれによって績秦されたテラ本を含む製品ガス４ｒ
   嘔出す吸層工根と、＠層場を減圧して酸素分圧を下ｔＩ
   ′ｆ歇本吸層創を再生させる脱着工程とをＩ１１次＃Ｉ
   返しながらＡ続的に一一されたチッ素を言む製品カスを
   得る空気中のチン素濃細方法において、−〇記加圧工程
   の闇に前記吸着塔に対して尋人逼れる空気の流量が＋滑
   化賂れるように〃ｕ圧工根時の斐気の流速を＃１４節す
   ることを性能とする前記全気中のチツ＊＊＊方法。 ２　前記空気の流速を前記吸着場内での空気の線速嵐が
   ０．２ないし４ｍ／ｓＯ軛囲とな軸回うに調節すること
   ｔ−臀叡とする前記％ｌｆｆ−請求の軸自第１項記畝の
   空気中のテラ累績一方法。