JPS58193718A - 吸着塔の非加熱再生法 - 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】 この発明は、減圧再生時に消費する乾燥空気量の節減お
よび原料空気の冷却を目的とした吸着塔の非加熱再生法
に関するものである。

従来、非加熱再生法における加圧空気の除湿については
、種々の文献にも記載されているとおり、加圧下の吸着
、減圧下の脱着を繰り返えすものであるが、減圧トの脱
着に伴う吸着剤層の温度低下現象に着目し、これを経済
的に抑制して、脱着効率を数群するための満足すべき方
法は未だ見出されていない。

たとえば、脱着に基づく温度低下は、どく短時間の切り
換えでは、吸着剤および空気のエンタルピーが相殺して
、顕著に現われないが、切り換え時間が長くなればなる
ほど、別途補助加熱手段による熱エネルギーの供給が必
要であって、この補助手段として、電熱線を封入する方
法が採用されるが、これは電力費の上昇を招き、決して
好ましいものとは言えない。また、従来の非加熱再生法
では、吸着工程と脱着工程との温度を同等にする目的か
ら、吸着熱を吸着剤層から放出させない範囲（約５分程
度）の切り換え時間が通常選ばれているが、切り換え時
間をこれ以上長くすると、再生（脱着）時の温度低下１
こよって乾燥空気への吸着水分の拡散脱離に悪影響を与
え、これを避けるため番こは再生空気の消費率が著しく
増加して、経済的にきわめて不利となる。

この発明は、以上のような現状に着目してなされたもの
であり、２基の吸着塔により交互に加圧吸着工程と減圧
脱着工程とを反復繰り返えして加圧空気中の水分および
炭酸ガスを除去する装置において、吸着塔内に熱交換器
を挿入し、これに未処理の高温空気を通過させて、吸着
剤層の再生時の温度低下を抑制することを特徴とする吸
着塔の非加熱再生法を提供するものである。以下に、図
面を用いながら、その詳細を述べる。

まず、第１図におけるＡおよびＡ′は、第２図（縦断面
図）および第３図（横断面図）に示すような垂直多管式
の熱交換器Ｅ（およびＥ’　）と、吸着剤Ｂ（およびＢ
’　）とを内蔵しているが、空気導入ロイから送入され
た高温空気は熱交換器Ｅ内を通過し、弁栓Ｖ、を経て冷
却器Ｃに入る。弁栓Ｖ１はタイマーによって時間設定を
行ない、２基の吸着塔の吸着工程と脱着工程との切り換
えと一致させる電磁弁（自動式）であり、また冷却器Ｃ
は水冷式のものである。高温空気は冷却器Ｃ内で冷却さ
れると、空気が含んでいた水分は凝縮して水滴になるの
で、これを気水分離器Ｆで分別し、弁栓Ｖ３から適宜系
外に取出す。一方、除湿された空気は、弁栓ｖ２を経て
、もう一つの吸着塔Ａ′の内部に導入され、吸着剤Ｂ′
で乾燥されながら塔内を上昇し、弁栓Ｖ−を通過して除
湿空気取出口口から取出される。ここで弁栓ｖ２は、弁
栓Ｖｌと同様、自動式の電磁切換弁であり、弁栓ＶＳ　
　は逆止弁である。なお、垂直多管式の熱交換器Ｅおよ
びＥ′は、吸着剤の充填およびガスの流通を円滑にする
うえで好都合であり、また、熱交換をよりよくするため
に上部を円錐形に絞った形状とすることが望ましいが、
必ずしもこれに限定するものではない。

つぎに、このようにして除湿された空気の一部は、流量
調整弁である弁栓ｖ５を通り、大気圧下で吸着工程を休
止している吸着塔Ａに導入され、吸着剤層Ｂを通過する
過程で、吸着水の離脱を行ない、弁栓６を経て脱離水分
排出口ノλから脱離水分とともに系外に排出される。吸
着塔Ａにおいては、吸着剤に吸着している水分が脱着す
るにあたって吸熱現象が起き、吸着剤層Ｂの温度は低下
しようとするが、この発明の方法によれば、吸着塔Ａ内
の熱交換器Ｅには、前記したように高温空気が通過して
いるため温度の降下は起こらず、吸着水分の脱着をきわ
めて円滑に効率よく促進することができる。

以上、２基の吸着塔ＡおよびＡ′を、それぞれ脱着工程
および吸着工程に用いるときの空気の循環経路を示した
が、空気導入ロイから高温未処理空気を、吸着塔に内の
熱交換器Ｅ′から弁栓ｖ１、冷却器Ｃ１気水分離器Ｆ、
弁栓Ｖ２、吸着塔Ａの吸着剤層Ｂ、弁栓Ｖ４　　を経て
除湿空気取出口口に至る経路、および吸着塔Ａの吸着剤
層Ｂを通過した乾燥空気の一部を、流量調整弁である弁
栓ｖ５　　を経て吸着塔Ａ′内の吸着剤層Ｂ′に導入し
、弁栓ｖ′６を通って脱離水分排出ロバから排出させる
経路を採用すれば、吸着塔Ａを吸着工程に、また吸着塔
へ′を脱着工程に活用することになる。したがって、弁
栓を適宜切り換えることによって、２基の吸着塔Ａおよ
びＡ′の役割を任意に変換することができる。

この発明において、前記した高温未処理空気は空気圧縮
機から得られた高温多湿の空気であり、吸着剤の吸着反
応が発熱、脱着反応が吸熱であることから高温多湿の空
気は脱着反応時の温度低下を防ぐための熱源に用いるこ
とが望ましく、また、脱着反応に熱エネルギーを供給し
、そのことによって自らは冷却され、凝縮水は分離され
より乾燥した状態で吸着反応に及ぶこぶになるので、熱
エネルギーの需給バランスはきｉめて好ましくなる。

このような利用方法によれば、吸着剤層ＢまたはＢ′に
吸着された水分が脱着する際の吸熱反応によって、吸着
剤温度が低下して水分の脱着量が減少するということは
なくなり、水分脱離を促進し、再生空気が搬送する水分
量を増加させるため、再生用空気の使用量を著しく減少
させることになる。

この発明は、前記したとおり、高温未処理空気によって
脱着工程時における温度低下を防き脱着効率を高めよう
とするものであって、従来の非加熱再生法における空気
消費量が１４〜１６％程度必要であるのに対し、この発
明においては８％以下でよい。このことは（１）式から
も説明することができる。

すなわら、吸着工程において、 【ビ・流入する空気の温度（”Ｃ） 題・・・温度【１における飽和水分量（ｇ／ｍ３）、Ｉ
２・・・熱交換器出口空気温度（’Ｃ）、Ｗ２・・・温
度ｔ２における飽和水分量（ｇ／ｍ３）、Ｐｏ・・・吸
着工程時の圧力（ａｉｍ）、Ｐ・・・脱着工程時の圧力
（ａｉｍ）、「・・・再生空気消費率 とすれば、 となる。ここで、Ｐ＝＝ｌ、Ｐｏ＝７と仮定すれば、’
　／Ｐｏ　−０，１４ さらに、この発明の一実施例としてり、＝４０、ｊ２＝
２５とすれば、Ｗ、　＝　５５．　］　ｇ／ｍ３、Ｗ２
＝２３．８ｇ／ｍ３　となり、 ｒ　＝　Ｏ，１４Ｘ（２３，８÷５５．１）−０，０６
したかつて、従来型の非加熱再生法における再生空気消
費率が０．１４であるのに対し、この発明においては０
．０６でよいことになり、空気の消費量は半分以下とな
る。

以上述べたことから明らかであるが、この発明の方法は
つぎの点で大きい特徴がある。まず、従来の非加熱再生
法では、吸着塔に入る以前に水冷式のプレクーラ等を設
置し、原料空気を冷却するために多量の冷却水を消費し
、経済的にきわめて不利であったが、この発明の方法に
よれば、脱着工程時の吸熱現象で原料空気を冷却して水
分量を減少させているために、特別のプレクーラ等の設
置および多量の冷却水等を必要としない。また、この発
明においては、吸着塔内部に設けられた熱交換器によっ
て、脱着工程時に吸着剤層が加温されるため、脱着効率
が向上し、再生空気への飽和水蒸気量も増大して、脱着
水分の排出効率は向トするので、再生空気の消費量を軽
減させることができる。したνつで、これら特徴に基づ
くこの発明の意義は、きわめて大きいと言うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による加圧空気の除湿法の一例を示す
装置の系統図、第２図はこの発明の吸着塔の模式化した
縦断面図、第３図は同横断面図である。 Ａ、Ａ’・・・吸着塔、Ｂ　、　Ｂ’・・・吸着剤、Ｃ
・・・冷却器、Ｅ　、　Ｅ’・・・熱交換器、Ｆ・・・
気水分離器、Ｖ】〜６．ｖ’１〜６・・・弁栓、イ・・
・空気導入口、口・・・除湿空気取出口、ハ・・・脱離
水分排出口 特許出願人　　大洋技研株式会社 同　代理人　鎌　１）文　二 第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ２基の吸着塔により交互に加圧吸着工程と減圧脱着工程
   とを反復繰り返えして加圧空気中の水分および炭酸ガス
   を除去する装置において、吸着塔内に熱交換器を挿入し
   、これに未処理の高温空気を通過させて、吸着剤層の再
   生時の温度低下を抑制することを特徴とする吸着塔の非
   加熱再生法。