JPS5864132A - ガス吸着分離用吸着剤 - Google Patents
ガス吸着分離用吸着剤Info
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- JPS5864132A JPS5864132A JP16367181A JP16367181A JPS5864132A JP S5864132 A JPS5864132 A JP S5864132A JP 16367181 A JP16367181 A JP 16367181A JP 16367181 A JP16367181 A JP 16367181A JP S5864132 A JPS5864132 A JP S5864132A
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- Japan
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- oxygen
- adsorption
- type zeolite
- adsorbent
- dissolved
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- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
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。
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、空気中の酸素を分離、除去又は濃縮するため
の酸素の選択吸着剤に関する。
の酸素の選択吸着剤に関する。
空気からの酸素の分離、除去、又は濃縮における最大の
問題点は通常原料を空気に求めるため、原料コストは無
料で、酸素に付加される価格が：。
問題点は通常原料を空気に求めるため、原料コストは無
料で、酸素に付加される価格が：。
（ａ）分離、濃縮に設けられる設備費
（ｂ）装置を稼動させるに必要な諸動力費（Ｃ）分離媒
体が必要な場合、その価格及び補充費用 等に依存することである。又１分離、濃縮のプロセス−
は原料を空砲に求める限り、酸素の分離。
体が必要な場合、その価格及び補充費用 等に依存することである。又１分離、濃縮のプロセス−
は原料を空砲に求める限り、酸素の分離。
窒素の分離の二つのいずれを採用してもかまわない。こ
れらの点から経済的に有利なものとしては、従来実施さ
れてきた酸素、窒素分離プロセスの代表的なものとして
空気を極低温に冷却し酸素、窒素の沸点の違いにより分
離する深冷分離装置が挙げられる。
れらの点から経済的に有利なものとしては、従来実施さ
れてきた酸素、窒素分離プロセスの代表的なものとして
空気を極低温に冷却し酸素、窒素の沸点の違いにより分
離する深冷分離装置が挙げられる。
この装置は大容量の酸素製造に適しており国内の酸素、
窒素製造の大半が深冷分離プロセスに依存しているが、
大電力、大設備を必要とするという欠点がある。他には
、近年ユニオンカーバイド社等により開発され実用化さ
れている分離方法にアルミノンリケード系冒分子吸着剤
を使用したものがおる。このうち、モレキーラーンーガ
ス５Ａｉ３Ｘ（ユニオンカーバイト社製、商品名）と称
されるものは、窒素に対して極めて大きな吸着能（１，
２ｆＮ２ ／ １０Ｑ ａｔ ＮＴＰ ）を有し、これ
らにより空気中から窒素の選択的除去を行い酸素を分離
、濃縮するプロセスが実用化されている。
窒素製造の大半が深冷分離プロセスに依存しているが、
大電力、大設備を必要とするという欠点がある。他には
、近年ユニオンカーバイド社等により開発され実用化さ
れている分離方法にアルミノンリケード系冒分子吸着剤
を使用したものがおる。このうち、モレキーラーンーガ
ス５Ａｉ３Ｘ（ユニオンカーバイト社製、商品名）と称
されるものは、窒素に対して極めて大きな吸着能（１，
２ｆＮ２ ／ １０Ｑ ａｔ ＮＴＰ ）を有し、これ
らにより空気中から窒素の選択的除去を行い酸素を分離
、濃縮するプロセスが実用化されている。
実際には５ Ａ 、 １３ｆｆ型モレキユラーンープス
は、その吸着能がラングミ、ア（Ｌａｎｇｍｕｉｒ ）
型吸着等温線に従い、圧力が１．５ ａ ｔ ａに達す
ると圧力素の除去が必要となる。そのため、装置の大容
量化にともなうスケールメリットが小さく小容量設備に
限定されているのが実状である。又。
は、その吸着能がラングミ、ア（Ｌａｎｇｍｕｉｒ ）
型吸着等温線に従い、圧力が１．５ ａ ｔ ａに達す
ると圧力素の除去が必要となる。そのため、装置の大容
量化にともなうスケールメリットが小さく小容量設備に
限定されているのが実状である。又。
他には、酸素を選択的に吸収する遷移金属系の有機錯体
の利用も考えられる。例えば、サルコミンと呼ばれる環
状コバルト錯体は２モルのサルコミンで１モルの酸素を
吸収する。この吸収は温度、圧力の変動に対して川遊的
であるので空気の昇温−降温すイクル、昇圧−降圧サイ
クルにより原理的には酸素の分離、濃縮が達成される。
の利用も考えられる。例えば、サルコミンと呼ばれる環
状コバルト錯体は２モルのサルコミンで１モルの酸素を
吸収する。この吸収は温度、圧力の変動に対して川遊的
であるので空気の昇温−降温すイクル、昇圧−降圧サイ
クルにより原理的には酸素の分離、濃縮が達成される。
実際には吸収、放出にともない劣化が甚だしく、又、高
価なため適用は極めて特殊な酸素キャリアーとしての使
用に限定されよう。これらの他、未だに実用化に至らな
いが原理的にも充分用能なものとして酸素選択透過フィ
ルター、酸化ジルコニウムによる酸素ポンプ等が挙げら
れる。以上のように酸素の分離、濃縮、除去に関しては
実用上小容量酸素製造プロセスではモレキーラーンーガ
スによる空気中の窒素除去による圧力スイングプロセス
が採用されている。又、大容量型では極低温冷却による
深冷分離プロセスが採用されているが、いずれも動力費
。
価なため適用は極めて特殊な酸素キャリアーとしての使
用に限定されよう。これらの他、未だに実用化に至らな
いが原理的にも充分用能なものとして酸素選択透過フィ
ルター、酸化ジルコニウムによる酸素ポンプ等が挙げら
れる。以上のように酸素の分離、濃縮、除去に関しては
実用上小容量酸素製造プロセスではモレキーラーンーガ
スによる空気中の窒素除去による圧力スイングプロセス
が採用されている。又、大容量型では極低温冷却による
深冷分離プロセスが採用されているが、いずれも動力費
。
設備費の低減に関してはほとんど限界に到達したと考え
られる。
られる。
本発明は上記の酸素製造プロセスの欠点を改善し、酸素
の優先的な吸着剤を供することにより大幅な酸素製造価
格の低減、酸素製造プロセスの大幅な設備の小型化を達
成することを目的として提案するものである。
の優先的な吸着剤を供することにより大幅な酸素製造価
格の低減、酸素製造プロセスの大幅な設備の小型化を達
成することを目的として提案するものである。
本発明者等は前述のモレキーラーシーガスのうちＮａ−
Ａ型ゼオライトは室温においては吸着塔に充填し高圧で
空気を流過しても殆ど酸素を選択的に吸着せず、むしろ
前述の５ Ａ 、 １３Ｘと同様に窒素選択型吸着剤と
して挙動するのに対し。
Ａ型ゼオライトは室温においては吸着塔に充填し高圧で
空気を流過しても殆ど酸素を選択的に吸着せず、むしろ
前述の５ Ａ 、 １３Ｘと同様に窒素選択型吸着剤と
して挙動するのに対し。
Ｎａ−Ａ型ゼオライトに少くとも２価以上の価数を有す
るＦｅを一湿状態で接触させた後、４５０’Ｃ近傍の温
度条件で熱処理したＮａ−Ａ型ゼオライト（以下、 Ｆ
ｅ溶解Ｎａ−Ａ型ゼオライトと呼ぶ）は純粋なＮａ−Ａ
型ゼオライトと著しく異なり、酸素選択性が上昇しかつ
０２−成分系での酸素吸着量が増大することを見出した
。
るＦｅを一湿状態で接触させた後、４５０’Ｃ近傍の温
度条件で熱処理したＮａ−Ａ型ゼオライト（以下、 Ｆ
ｅ溶解Ｎａ−Ａ型ゼオライトと呼ぶ）は純粋なＮａ−Ａ
型ゼオライトと著しく異なり、酸素選択性が上昇しかつ
０２−成分系での酸素吸着量が増大することを見出した
。
又、低温になるに従い酸素吸着速度は低下するが、一方
窒素は全く吸着されず極めて高濃度の窒素ガスからの酸
素の除去も司能であることも発見した。このようなｐｅ
溶解Ｎａ−Ａ型ゼオライトの酸素選択性については従来
の酸素、窒素に対する吸着の研究においては何ら明示さ
れていない。
窒素は全く吸着されず極めて高濃度の窒素ガスからの酸
素の除去も司能であることも発見した。このようなｐｅ
溶解Ｎａ−Ａ型ゼオライトの酸素選択性については従来
の酸素、窒素に対する吸着の研究においては何ら明示さ
れていない。
本発明者等は上述のＦｅ溶解Ｎａ−Ａ型ゼオライトを得
るために下記のような処理を行った。先ず本発明者等は
ＵＯＯ社製Ｎａ−Ａ型ゼオライト粉末を充分に水洗し、
更にＮａｃ１水溶液で１００’０１時間煮沸後再び水洗
したものを原料として使用した。
るために下記のような処理を行った。先ず本発明者等は
ＵＯＯ社製Ｎａ−Ａ型ゼオライト粉末を充分に水洗し、
更にＮａｃ１水溶液で１００’０１時間煮沸後再び水洗
したものを原料として使用した。
これはＮａ−Ａ型ゼオライト粉末にはＱ、１ｗｔ％程度
のＫ 、 ０．０５ｗｔ％程度のＯａ、Ｑ、Ｑ５ｗ七％
程度のＭｇ等の不純物が通常混入しているが上記処理に
より全不純物量が０１−ｔ％以下になるように精製する
ことができるからである。この中から５０ｆを分取しこ
れを１１の純水に入れてスラリー状になるように攪拌し
ながら、 Ｆｅイオンの酸化の進行を防ぐためＮ２ガス
でバブリングして溶存酸素を除去した。この後、 Ｆｅ
ｃ１４水溶液を滴下して更に攪拌を１時間続けた。Ｆｅ
Ｑ１４はゼオライト水溶液がｐＨ９〜１０程度のためＦ
ｅ（ＯＨ）３コロイドとして存在するものと思われるが
、大部分はＮａ−Ａ型ゼオライトへ付着する。
のＫ 、 ０．０５ｗｔ％程度のＯａ、Ｑ、Ｑ５ｗ七％
程度のＭｇ等の不純物が通常混入しているが上記処理に
より全不純物量が０１−ｔ％以下になるように精製する
ことができるからである。この中から５０ｆを分取しこ
れを１１の純水に入れてスラリー状になるように攪拌し
ながら、 Ｆｅイオンの酸化の進行を防ぐためＮ２ガス
でバブリングして溶存酸素を除去した。この後、 Ｆｅ
ｃ１４水溶液を滴下して更に攪拌を１時間続けた。Ｆｅ
Ｑ１４はゼオライト水溶液がｐＨ９〜１０程度のためＦ
ｅ（ＯＨ）３コロイドとして存在するものと思われるが
、大部分はＮａ−Ａ型ゼオライトへ付着する。
この後脱水して第１図に示すような吸着塔に充填し、空
気からの機素吸着特性を確認した。
気からの機素吸着特性を確認した。
本実験においてはＩＦｅｃｌ＃の滴下液量を調整する事
により、 Ｆｅ２Ｏ３換算重量％で０．５ｗｔ％、 １
ｗｔ％の２種類を調整した。この後、 Ｆｅの付着した
Ｎａ−Ａ型ゼオライトから真空濾過器を使用して水を除
去し。
により、 Ｆｅ２Ｏ３換算重量％で０．５ｗｔ％、 １
ｗｔ％の２種類を調整した。この後、 Ｆｅの付着した
Ｎａ−Ａ型ゼオライトから真空濾過器を使用して水を除
去し。
空気浴で１００°Ｃにおいて予備乾燥した後、真空加熱
浴でＱ、ｉ Ｔｏｒｒの真空排気条件下４５０°Ｃで１
時間加熱してＦｅをＮａ−Ａ型ゼオライトへ溶解させた
。
浴でＱ、ｉ Ｔｏｒｒの真空排気条件下４５０°Ｃで１
時間加熱してＦｅをＮａ−Ａ型ゼオライトへ溶解させた
。
ＷｅのＨａ−Ａ型ゼオライトへの溶解の確認はＥＳＲに
よる電子分布及びＸ線マイクロアナライザーによる結晶
断面のＦｅの濃度分布により確認している。
よる電子分布及びＸ線マイクロアナライザーによる結晶
断面のＦｅの濃度分布により確認している。
なお、Ｎａ−Ａ型ゼオライトへのＰｅの溶解には。
上記Ｆｓｃ１３以外にＰｅＣ１２、Ｆｅ（ＯＨ５００２
）ｚ ＋ Ｆｅ（Ｎｏ３）ｚｌＦ（１（Ｎｏ３）３等を
使用したが最終的な吸着性は変らない。
）ｚ ＋ Ｆｅ（Ｎｏ３）ｚｌＦ（１（Ｎｏ３）３等を
使用したが最終的な吸着性は変らない。
以下図面を参照してＦθ溶解Ｎａ−Ａ型ゼオライト乙
の空気からの吸着分離性について説明する。第１図はＮ
ａ−Ａ型ゼオライト及び本発明のＦｅ溶解１Ａ型ゼオラ
イトの空気分離特性を計測するために本発明者等が試作
した装置の概略説明図である。＋１）は高圧の空気ボン
ベである。ボンベ（１）を出た高圧空気は減圧器（２１
を経てバルブ（３）に至る。
ａ−Ａ型ゼオライト及び本発明のＦｅ溶解１Ａ型ゼオラ
イトの空気分離特性を計測するために本発明者等が試作
した装置の概略説明図である。＋１）は高圧の空気ボン
ベである。ボンベ（１）を出た高圧空気は減圧器（２１
を経てバルブ（３）に至る。
減圧器（２）とバルブ（３）の間にブルドン管式圧力計
（４）が設置され圧力の測定が可能であり本試験では減
圧器（２）とブルドン管式圧力計（４）により入口圧力
を５ ａｔａに設定した。内径１０ｓｎ＋５２’＋長さ
３００朋のステンレス製の吸着塔（６）に挿入された水
洗直後の吸着剤（７）は何らの吸着能をも有しない。
（４）が設置され圧力の測定が可能であり本試験では減
圧器（２）とブルドン管式圧力計（４）により入口圧力
を５ ａｔａに設定した。内径１０ｓｎ＋５２’＋長さ
３００朋のステンレス製の吸着塔（６）に挿入された水
洗直後の吸着剤（７）は何らの吸着能をも有しない。
このため本試験では一７０°Ｃ〜６０Ｄ’Ｏ迄の温度調
整用能な温度調節浴（８１に吸着塔（６）を設置し、吸
着剤前処理のためバルブ＋３１ 、 ＋５１を閉じ、バ
ルブ（９）を開にし真空ポンプａｌｌで吸着塔内を０．
Ｉ Ｔｏｒｒ ｖｃ減圧し、温度調節浴（８）を４５０
°Ｃに設定して脱水を兼ねて熱処理を１時間行った。そ
の後再び室温に冷却してバルブ（３）及び（５）を開に
して高圧空気を流過させフロート式流量計０１１で流量
を測定した後醗素濃度計Ｏ２に全景流入させて出口酸素
濃度を計測し、更にデータは自記式記録計１３で記録し
た。
整用能な温度調節浴（８１に吸着塔（６）を設置し、吸
着剤前処理のためバルブ＋３１ 、 ＋５１を閉じ、バ
ルブ（９）を開にし真空ポンプａｌｌで吸着塔内を０．
Ｉ Ｔｏｒｒ ｖｃ減圧し、温度調節浴（８）を４５０
°Ｃに設定して脱水を兼ねて熱処理を１時間行った。そ
の後再び室温に冷却してバルブ（３）及び（５）を開に
して高圧空気を流過させフロート式流量計０１１で流量
を測定した後醗素濃度計Ｏ２に全景流入させて出口酸素
濃度を計測し、更にデータは自記式記録計１３で記録し
た。
第１図に示すような実験装置で吸着塔６に■Ｆｅを全く
溶解していないＮａ−Ａ型ゼオライト粉末■０５Ｗシ％
ｙｅ溶解Ｎａ−Ａ型ゼオライト■１［１ｗｔ％ｒｅ溶解
Ｎａ−Ａ型ゼオライトを１５ｆ充填し９人口ガス流量を
１０１００Ｎ／分人口空気圧力を５ａｔａに設定して出
口酸素濃度の経時変化を測定した。室温（２５°Ｃ）に
おける出口酸素濃度の経時変化の例を第２図に示す。第
２図において横軸は経過時間であり１目盛は１分である
。縦軸は０２濃度であり単位は容量％である。なお、入
口側酸素濃度を示すため空気中酸素濃度２０８％のとこ
ろに基準線αを記した。
溶解していないＮａ−Ａ型ゼオライト粉末■０５Ｗシ％
ｙｅ溶解Ｎａ−Ａ型ゼオライト■１［１ｗｔ％ｒｅ溶解
Ｎａ−Ａ型ゼオライトを１５ｆ充填し９人口ガス流量を
１０１００Ｎ／分人口空気圧力を５ａｔａに設定して出
口酸素濃度の経時変化を測定した。室温（２５°Ｃ）に
おける出口酸素濃度の経時変化の例を第２図に示す。第
２図において横軸は経過時間であり１目盛は１分である
。縦軸は０２濃度であり単位は容量％である。なお、入
口側酸素濃度を示すため空気中酸素濃度２０８％のとこ
ろに基準線αを記した。
又、第２図において出口酸素濃度の経時変化曲線を■Ｆ
ｅを全く溶解していないＮａ−Ａｆｌｊゼオライトは実
線で、■Ｑ、 ５ｗｔ％Ｆｅ溶解Ｎａ−Ａ型ゼオライト
は破線で■ｉ、Ｑｗｔ％Ｆｅ溶解Ｎａ−Ａ型ゼオライト
は一点鎖線で示している。第２図において先ずＦｅを全
く溶解していないＮａ−Ａ型ゼオライトの出口酸素濃度
の経時変化データ■から説明する。本試料では出口酸素
濃度は初期に２０８％から１８％迄低下し、その後４６
％迄急速に上昇した後、徐々に減少し空気流通後約５分
で破過した。このデータ■かられかるように吸着の初期
においては単位時間当りの酸素の吸着量が窒素の吸着量
を上まわり、このため出口酸素濃度は減少する。しかし
９時間の経過とともに単位時間当りの酸素の吸着量を窒
素の吸着量が上まわり出口酸素濃度は上昇する。更に時
間が経過すると吸着剤が酸素、窒素に対し飽和するため
徐々に低下し入口側ガス濃度に等しくなる。
ｅを全く溶解していないＮａ−Ａｆｌｊゼオライトは実
線で、■Ｑ、 ５ｗｔ％Ｆｅ溶解Ｎａ−Ａ型ゼオライト
は破線で■ｉ、Ｑｗｔ％Ｆｅ溶解Ｎａ−Ａ型ゼオライト
は一点鎖線で示している。第２図において先ずＦｅを全
く溶解していないＮａ−Ａ型ゼオライトの出口酸素濃度
の経時変化データ■から説明する。本試料では出口酸素
濃度は初期に２０８％から１８％迄低下し、その後４６
％迄急速に上昇した後、徐々に減少し空気流通後約５分
で破過した。このデータ■かられかるように吸着の初期
においては単位時間当りの酸素の吸着量が窒素の吸着量
を上まわり、このため出口酸素濃度は減少する。しかし
９時間の経過とともに単位時間当りの酸素の吸着量を窒
素の吸着量が上まわり出口酸素濃度は上昇する。更に時
間が経過すると吸着剤が酸素、窒素に対し飽和するため
徐々に低下し入口側ガス濃度に等しくなる。
一方、Ｎａ−Ａ型ゼオライトの酸素、窒素１成分系の吸
着量に関しては°°「吸着の基礎と設計」乳用・銘木Ｐ
、２２６１＋に記載されているように２０°Ｃ９Ｉａｔ
ａの条件下で１２当り１，７ ｎｎｌの窒素と２２ωｌ
の酸素を吸着する。これらの事実を総合すると吸着量に
おいて窒素の方が３倍程度大きいので本来出口酸素濃度
は高くなる筈であるが、酸素の吸着剤への拡散速度が窒
素の拡散速度に比べ大きいため、上記のような現象が起
るものと推定される。しかしながら今迄述べたＮａ−Ａ
型ゼオライトの空気からの酸素、窒素の分離性で判るよ
うにあまりにも酸素の選択的吸着性が弱く、実用的に使
用する事は経済的に困難である。つづいて本発明のＦｅ
溶解Ｎａ−Ａ型ゼオライトの有効性について説明する。
着量に関しては°°「吸着の基礎と設計」乳用・銘木Ｐ
、２２６１＋に記載されているように２０°Ｃ９Ｉａｔ
ａの条件下で１２当り１，７ ｎｎｌの窒素と２２ωｌ
の酸素を吸着する。これらの事実を総合すると吸着量に
おいて窒素の方が３倍程度大きいので本来出口酸素濃度
は高くなる筈であるが、酸素の吸着剤への拡散速度が窒
素の拡散速度に比べ大きいため、上記のような現象が起
るものと推定される。しかしながら今迄述べたＮａ−Ａ
型ゼオライトの空気からの酸素、窒素の分離性で判るよ
うにあまりにも酸素の選択的吸着性が弱く、実用的に使
用する事は経済的に困難である。つづいて本発明のＦｅ
溶解Ｎａ−Ａ型ゼオライトの有効性について説明する。
第２図においてＱ、５ｗｔ％Ｆｅ溶解Ｎａ−Ａ型ゼオラ
イト■では出口酸素濃度の最高値が２９％と低下してお
り、前記したＦｅを溶解していないものよりかなり低く
なる。また１ｗｔ％Ｆｅ溶ＩＩＩ！ Ｎａ−Ａ型ゼオラ
イト■においても出口酸素濃度の最高値は２７％であり
、 Ｑ、５．ｗｔ％Ｆｅ溶解Ｎａ−Ａ型ゼオライトに比
べてあまり変わるところはない。
イト■では出口酸素濃度の最高値が２９％と低下してお
り、前記したＦｅを溶解していないものよりかなり低く
なる。また１ｗｔ％Ｆｅ溶ＩＩＩ！ Ｎａ−Ａ型ゼオラ
イト■においても出口酸素濃度の最高値は２７％であり
、 Ｑ、５．ｗｔ％Ｆｅ溶解Ｎａ−Ａ型ゼオライトに比
べてあまり変わるところはない。
上記５種類の吸着剤のうちＱ、５ｗｔ％Ｆθ溶解Ｎａ−
Ａ型ゼオライトを用いて低温側の吸着条件で空気からの
酸素、窒素分離を行なったところ常温操作でも上記のよ
うな効果があったものが、更に低温条件が加えられるこ
とにより一層の効率の上昇が認められた。これを第３図
により説明する。
Ａ型ゼオライトを用いて低温側の吸着条件で空気からの
酸素、窒素分離を行なったところ常温操作でも上記のよ
うな効果があったものが、更に低温条件が加えられるこ
とにより一層の効率の上昇が認められた。これを第３図
により説明する。
第３図は第２図と同様、室温（２５°Ｃ）及び低温（内
。
。
−２５°ｃ−）における出口酸素濃度の経時変化を示す
もので、横軸、縦軸および基準線αは第２図と同義であ
る。第３図において■の２５°Ｃでのデータは第２図の
■と同にものである。■１は０°Ｃにおいて吸着操作を
行ったもので出口酸素濃度の最低値は９％と低下してお
り窒素を吸着しておらず完全な酸素選択吸着性を示す。
もので、横軸、縦軸および基準線αは第２図と同義であ
る。第３図において■の２５°Ｃでのデータは第２図の
■と同にものである。■１は０°Ｃにおいて吸着操作を
行ったもので出口酸素濃度の最低値は９％と低下してお
り窒素を吸着しておらず完全な酸素選択吸着性を示す。
また■１′は−２５゜Ｃにおいて吸着操作を行ったもの
で完全な酸素選択吸着性を示しかつ出口酸素濃度の最低
値は１％となり非常によい空気分離性能を示す。
で完全な酸素選択吸着性を示しかつ出口酸素濃度の最低
値は１％となり非常によい空気分離性能を示す。
次に０．５ ｗｔ％Ｆｅ溶解Ｎａ−Ａ型ゼオライトをペ
レット化するためのバインダーの影響について試験を行
った。
レット化するためのバインダーの影響について試験を行
った。
ペレット化するためのバインダーとしてはカオリナイト
（ニーーシーラント産）とンリカゾル（日産化学製、固
形分２０ｗｔ％含有）を使用し。
（ニーーシーラント産）とンリカゾル（日産化学製、固
形分２０ｗｔ％含有）を使用し。
ゼオライトに対しバインダー固形分の・量が２昨ｔ％と
なるようにバインダーを添加した。バインダーの混合割
合はそれぞれシリカゾル１００％、シリカゾル５０％十
カオリナイト５０％、カオリナイト１００％の３種類と
した。
なるようにバインダーを添加した。バインダーの混合割
合はそれぞれシリカゾル１００％、シリカゾル５０％十
カオリナイト５０％、カオリナイト１００％の３種類と
した。
Ｑ、５ｗｔ％Ｆθ溶解Ｎａ−Ａ型ゼオライトにバインダ
ーを添加した後、２０分間ニーグーで攪拌混合し、その
後１６龍戸に押し出し造粒を行った。
ーを添加した後、２０分間ニーグーで攪拌混合し、その
後１６龍戸に押し出し造粒を行った。
押し出し造粒を行つたベレットは１００°Ｃにおいて乾
燥後６００°Ｃにおいて１時間焼成した。上記のように
して得たベレットを粉砕し、約１５ ｆの試料を第１図
に示す試験装置を使用して吸着試験を実施した。試験方
法は前述試験と全く同様であり、 Ｑ、１Ｔｏｒｒにお
いて４５０°Ｃの真空熱処理を１時間行った後９人ロガ
ス流量１ｏｏｂｍｌ／分入口空気圧力５ａｔａで吸着試
験を行りた。試験結果を第４図に示す。第４図は第２図
と同様、室温（２５°Ｃ）及び低温（−３０°Ｃ）にお
ける出口酸素濃度の経時変化を示すもので、横軸、縦軸
、および基準線αは第２図と同義である。シリカゾルを
バインダーとして使用した場合には室温（２５°Ｃ）に
おいても既に酸素選択吸着性が認められ低温（−３０°
Ｃ）に冷却した場合には完全な酸素選択吸着性を示す。
燥後６００°Ｃにおいて１時間焼成した。上記のように
して得たベレットを粉砕し、約１５ ｆの試料を第１図
に示す試験装置を使用して吸着試験を実施した。試験方
法は前述試験と全く同様であり、 Ｑ、１Ｔｏｒｒにお
いて４５０°Ｃの真空熱処理を１時間行った後９人ロガ
ス流量１ｏｏｂｍｌ／分入口空気圧力５ａｔａで吸着試
験を行りた。試験結果を第４図に示す。第４図は第２図
と同様、室温（２５°Ｃ）及び低温（−３０°Ｃ）にお
ける出口酸素濃度の経時変化を示すもので、横軸、縦軸
、および基準線αは第２図と同義である。シリカゾルを
バインダーとして使用した場合には室温（２５°Ｃ）に
おいても既に酸素選択吸着性が認められ低温（−３０°
Ｃ）に冷却した場合には完全な酸素選択吸着性を示す。
この時の流過空気中の酸素濃度は室温の場合１５％、低
温の場合１１％であった。
温の場合１１％であった。
次にカオリナイトをバインダーとして使用した場合には
、吸着剤として使用しているＦｅ溶解Ｎａ−Ａ型ゼオラ
イトの吸着性能と類似しており。
、吸着剤として使用しているＦｅ溶解Ｎａ−Ａ型ゼオラ
イトの吸着性能と類似しており。
室温では窒素選択吸着婦、低濡においては酸素選択吸着
性を示した。この場合の出口酸素濃度は室温の場合３０
％、低温の場合１％であった。
性を示した。この場合の出口酸素濃度は室温の場合３０
％、低温の場合１％であった。
ンリカゾルとカオリナイトを混合してバインダーとした
場合にはバインダーとしてのシリカゾルの性質及びバイ
ンダーとしてのカオリナイトの性質の中間の性質が認め
られた。つまり、バインダーとしてンリカゾルとカオリ
ナイトの混合系を使用した場合、室温においては酸素を
吸着し、出口酸素濃度が１５％まで下がった後次に窒素
の吸着量が増加し酸素濃度は２６％まで上昇した後約５
分で破過する。低温に冷却した場合には機素選択吸着性
を示し出口窒素濃度は６％。
場合にはバインダーとしてのシリカゾルの性質及びバイ
ンダーとしてのカオリナイトの性質の中間の性質が認め
られた。つまり、バインダーとしてンリカゾルとカオリ
ナイトの混合系を使用した場合、室温においては酸素を
吸着し、出口酸素濃度が１５％まで下がった後次に窒素
の吸着量が増加し酸素濃度は２６％まで上昇した後約５
分で破過する。低温に冷却した場合には機素選択吸着性
を示し出口窒素濃度は６％。
−とじて’Ｗｅ溶解Ｈａ−Ａ型ゼオライトを造粒する場
合には酸素の選択吸着性に影響が認められた。
合には酸素の選択吸着性に影響が認められた。
この現象はバインダーによる吸着剤内の酸素。
窒素の拡散速度（ＤＯ２ＤＮ２ ）の差に起因するもの
と考えられる。装置設計上ではＤＯ２〉ＤＮ２を満足す
る温度条件において、濃度と諸条件の関係は。
と考えられる。装置設計上ではＤＯ２〉ＤＮ２を満足す
る温度条件において、濃度と諸条件の関係は。
ＣＯ：初濃度
ｌｌ：吸着層の高さ
Ｕ ：空塔速度
の式で記述される。出口窒素濃度を最大にするためには
この吸着剤に残留する０２を最大にｌ収よい。より実用
的には本試験の結果から判断してバインダーとして温度
の低い場合にはカオリナイトを多く、又温度が高いほど
シリカゾルを多く配合したものを選定すればよいことが
わかる。
この吸着剤に残留する０２を最大にｌ収よい。より実用
的には本試験の結果から判断してバインダーとして温度
の低い場合にはカオリナイトを多く、又温度が高いほど
シリカゾルを多く配合したものを選定すればよいことが
わかる。
以上説明したように本発明は、従来の既文献にいかなる
示唆もされていない酸素選択型の全く新しい吸着剤であ
る。
示唆もされていない酸素選択型の全く新しい吸着剤であ
る。
本発明は、その適用する範囲が極めて広く例えばモレキ
ュラーシーガスを利用した機素濃縮装置に適用する場合
、温度スイング、圧力スイング方式のいずれにも適用可
能であり、従来のＮ２吸着型モレキュラーシーブスの吸
着性能をはるかに凌駕し装置の小型化、酸素濃縮の低廉
（１゜への道を開くものである。
ュラーシーガスを利用した機素濃縮装置に適用する場合
、温度スイング、圧力スイング方式のいずれにも適用可
能であり、従来のＮ２吸着型モレキュラーシーブスの吸
着性能をはるかに凌駕し装置の小型化、酸素濃縮の低廉
（１゜への道を開くものである。
又２本発明を他成分ガスからの酸素除去に利用するなら
ば極めて安価な酸素吸着除去剤を提供することとなる。
ば極めて安価な酸素吸着除去剤を提供することとなる。
第１図は１本発明に関しその効果を確認するために使用
した試験装置のフロー、第２図、第３図および第４図は
、実質的に純粋なＮａ−Ａ型ゼオライト＋ ０．５ｗｔ
％Ｆｅ溶解Ｎａ−Ａ型ゼオライト、 １ｗｔ％Ｆｅ溶解
Ｎａ−Ａ型ゼオライト、シリカゾルバインダー添加Ｑ、
５ｗｔ％Ｆｅ溶解Ｈａ−Ａ型ゼオライト、ソリ力ゾル十
カオリンバインダー添加Ｑ、５ｗｔ％Ｆｅ溶解Ｎａ−Ａ
型ゼオライト並びにカオリンバインダー添加０．５ｗｔ
％Ｆθ溶解Ｎａ−Ａ型ゼオライトの常湿、０°Ｃ−２５
°Ｃおよび一３０°Ｃの温度下の動的吸着量を示すグラ
フである。 第４図 図中 紹１咄はハロ＃東東崖（砕ｌ幻 横軸１↓」埼Ｍ（分〕
した試験装置のフロー、第２図、第３図および第４図は
、実質的に純粋なＮａ−Ａ型ゼオライト＋ ０．５ｗｔ
％Ｆｅ溶解Ｎａ−Ａ型ゼオライト、 １ｗｔ％Ｆｅ溶解
Ｎａ−Ａ型ゼオライト、シリカゾルバインダー添加Ｑ、
５ｗｔ％Ｆｅ溶解Ｈａ−Ａ型ゼオライト、ソリ力ゾル十
カオリンバインダー添加Ｑ、５ｗｔ％Ｆｅ溶解Ｎａ−Ａ
型ゼオライト並びにカオリンバインダー添加０．５ｗｔ
％Ｆθ溶解Ｎａ−Ａ型ゼオライトの常湿、０°Ｃ−２５
°Ｃおよび一３０°Ｃの温度下の動的吸着量を示すグラ
フである。 第４図 図中 紹１咄はハロ＃東東崖（砕ｌ幻 横軸１↓」埼Ｍ（分〕
Claims (1)
- （１）実質的に純粋なＮａ−Ａ型ゼオライトに、少なく
とも２価以上の鉄を溶解してなる酸素吸着剤（２）実質
的に純粋なＮａ−Ａ型ゼオライトに、少なくとも２価以
上の鉄を溶解してなり、かつバインダーとして、シリカ
ゾルおよび（または）カオリンを配合したことを特徴と
する酸素吸着剤
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16367181A JPS5864132A (ja) | 1981-10-14 | 1981-10-14 | ガス吸着分離用吸着剤 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16367181A JPS5864132A (ja) | 1981-10-14 | 1981-10-14 | ガス吸着分離用吸着剤 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5864132A true JPS5864132A (ja) | 1983-04-16 |
Family
ID=15778373
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16367181A Pending JPS5864132A (ja) | 1981-10-14 | 1981-10-14 | ガス吸着分離用吸着剤 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5864132A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999027010A1 (en) * | 1997-11-21 | 1999-06-03 | W. R. Grace & Co.-Conn. | Oxygen scavenging compositions |
| CN114195167A (zh) * | 2021-12-20 | 2022-03-18 | 南京永成分子筛有限公司 | 一种钠基制氧分子筛及其制备方法 |
-
1981
- 1981-10-14 JP JP16367181A patent/JPS5864132A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999027010A1 (en) * | 1997-11-21 | 1999-06-03 | W. R. Grace & Co.-Conn. | Oxygen scavenging compositions |
| US5977212A (en) * | 1997-11-21 | 1999-11-02 | W. R. Grace & Co.-Conn. | Oxygen scavenging compositions |
| CN114195167A (zh) * | 2021-12-20 | 2022-03-18 | 南京永成分子筛有限公司 | 一种钠基制氧分子筛及其制备方法 |
| CN114195167B (zh) * | 2021-12-20 | 2023-03-03 | 南京永成分子筛有限公司 | 一种钠基制氧分子筛及其制备方法 |
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