JPS60129116A - 非加熱再生型吸着装置 - Google Patents

非加熱再生型吸着装置

Info

Publication number
JPS60129116A
JPS60129116A JP58238646A JP23864683A JPS60129116A JP S60129116 A JPS60129116 A JP S60129116A JP 58238646 A JP58238646 A JP 58238646A JP 23864683 A JP23864683 A JP 23864683A JP S60129116 A JPS60129116 A JP S60129116A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
adsorption
adsorbent
heat
regeneration
gas
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP58238646A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasushi Tomisaka
富阪 泰
Ichiro Funada
一郎 船田
Yuji Horii
堀井 雄二
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.)
Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kobe Steel Ltd filed Critical Kobe Steel Ltd
Priority to JP58238646A priority Critical patent/JPS60129116A/ja
Publication of JPS60129116A publication Critical patent/JPS60129116A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

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、熱交換機構を内蔵せしめることによシ吸着熱
を再生熱の補償用に利用できる用にしたいわゆる非加熱
再生型吸着装置に関するものである。
非加熱再生型吸着装置は、加熱手段を何ら用いることな
く、吸着時よシも減圧状態の下で再生用パージガス(例
えば製品ガスの一部)を流すことによシ吸着剤の再生を
行なう方式の吸着装置であって、蒸気等の加熱手段を用
いる加熱再生型のものに比べて再生時間がかな)短いた
め装置も小型となシ且つ自動化にも適しており、又高濃
度成分の吸着除去にも適用し易く好結果が得られるとい
う利点がある。
しかしこの様な非加熱再生型吸着装置では、吸着反応及
び再生反応が夫々本質的に発熱及び吸熱現象であるため
、吸着剤層内において吸着時の温度上昇と再生時の温度
低下がくシ返されることに々る。従って吸着及び再生の
各反応がいわゆる等温操作下で進行するように配慮され
た吸着装置に比べて■有効吸着容量の減少、■製品ガス
純度の低下、■再生用パージガスの増加という不利な点
を有している。
更にこの様々不利な点は被処理ガスの性状によよって一
層顕著になる場合があシ、例えば空気から酸素を濃縮分
離するに当たっては、水蒸気や二酸化炭素の他に原料空
気中の80チ近くを占める窒素を吸着除去しなければな
らないが、この場合の吸着操作では高濃度成分の対象と
なるためいきおい吸着熱が大きくなる。又処理量に対し
て原料ガス流量が多くなるので吸着塔径を大きくしなけ
ればならず、その結果塔壁からの熱移動が相対的に極め
て少なくな)断熱操作に近い運転条件となるという問題
もある。
この様な場合の対策として従来では等温操作を仮定した
ときに設定される所要の吸着剤量よシも更に多いめの吸
着剤を使用して吸着剤層を構成し、該吸着剤層に蓄積さ
れた吸着熱を再生時の熱源として利用する工夫を行なっ
ているが、吸着塔が必要以上に大型となってしまい装置
経済性を悪くしているという問題がある。又吸脱着サイ
クルを早めなければならないので切替弁の開閉回数を多
くしなければならず、運転作業が非常に繁雑となる。
更に再生操作の初期に行なわれる圧抜き時に製品ガス等
の再生用パージガスを多量に消費し、いずれもガス処理
コストの高騰につながるという問題をかかえている。
本発明は上記の事情に着目し、吸着剤層自体に熱交換機
構を具備せしめて吸着操作中における吸着剤層の発熱を
再生操作中における吸着剤層へ供給し、その結果として
吸着、再生画操作をほぼ等温条件下で進行させ得る様な
非加熱再生型吸着装置を開発すべく鋭意研究を進めてき
た結果完成したものである。しかしてこの様な本発明装
置とは、吸着剤が充填された被処理ガス通路内に総括伝
熱表面積が比較的大きな熱交換媒体通路を収納し、吸着
時の被処理ガス通路内における発熱が上記熱交換媒体通
路内の熱交換媒体に伝えられる様に構成してなる点に要
旨を有するものである。
以下実施例図面に基づいて本発明の構成及び作用効果を
説明する。第1図は本発明装置の吸着処理部(以下吸着
塔と称する)Aの要部模式説明図であり、吸着剤充填室
工(図面では吸着剤を省略している)内をガス流れ方向
(矢印方向)に治って仕切板2’a、2b、・・・(以
下代表的に言うときは2と表記する)で複数の流路3a
 、 3b 、・・・(以下代表的に言うときは3と表
記する)に仕切ると共に、異種のガスが1つの仕切板2
を境にして上下の流路を互に逆方向又は同方向(図では
逆方向)時に直交方向へ流れることができるように吸着
塔Aの端部加工(ノズルやヘッダー等の取付加工)が施
されている。即ち吸着剤充填室lには1つの被処理ガス
通路内に熱交換媒体通路が所定ピッチ毎に多数内設され
ると共に、両道路が夫々群として交互に切替可能に形成
されている。言い換えると被処理ガス通路たる吸着剤充
填室l内には比較的大きな総括伝熱表面積を有する熱交
換媒体通路が収納された状態にあシ、従って吸着時の被
処理ガス通路内における発熱が熱交換媒体通路内の熱交
換媒体に伝えられる。しかる釦この場合熱交換媒体は吸
着剤そのものであシ、仕切板2を介して吸着時の発熱を
脱着時の十分な補償用熱源として利用することができる
ので、吸着塔Aでは吸着、再生画反応がほぼ等温条件下
で進行させることが可能となシ、有効吸着容量の増加や
製品ガス純度の向上が期待できる。又製品ガス等の再生
用パージガスの消費量を著しく節約できる点でも極めて
有利である。
次にこの様な吸着塔Aを有する本発明吸着装置の運転操
作手順を簡単に説明すると次の通シである。第2図は吸
着塔Aを1基使用して構成された吸着装置の運転系統図
で、配管ala’及び配管す。
b′は夫り吸着塔A内の被処理ガス通路群(熱交換媒体
通路群でもある)及び熱交換媒体通路群(被処理ガス通
路群でもある)に連通される。原料ガスは3方弁4から
配管aを通じて塔着塔A内の被処理ガス通路群に供給さ
れ、該通路群を通過する間に所定の吸着処理が行なわれ
、処理ガスは配管a’+弁5を経て製品ガスとして回収
される。一方該通路群に隣接している熱交換媒体通路群
は再生状態にあシ、この再生に轟たっては、3方弁4′
の操作によシ配管す、cを連通せしめると共に弁7を聞
くことによ多熱交換媒体通路群の圧力抜きをまず行ない
、減圧状態とする。次いで弁5′を開き、製品ガスの一
部を再生用パージガスとして配管b′から熱交換媒体通
路群へ供給する。こうして再生が完了すると3方弁4,
4′及び弁5,5′の切替操作を行なって吸着塔A内の
被処理ガス通路と熱交換媒体通路を切替えることによシ
原料ガスの流れを3方弁4′、配管す、熱交換媒体通路
群、配管b′及び弁5′とする一方、再生用パージガス
の流れを弁5、配管a/、被処理ガス通路群、配管at
3方弁4及び弁3として吸着処理が継続され、同時に脱
着処理も継続される。以後この様な通路の切替えを交互
に行なうことによシ吸着及び再生の両操作を1つの吸着
塔A内でほぼ等温条件下で連続して行なわせることがで
きる。従ってこの装置で吸着処理して得られた製品ガス
の純度は非常に優れると共に安定しており、又吸着塔A
の有効吸着容量を従来型吸着塔の場合よシも相対的に増
大することができ、吸着塔Aひいては吸着装置の小型化
が可能となる。
尚N3図は吸着塔内の一流路宿成の変形例を示す斜視説
明図であシ、図示の如く各仕切板2の間に波形フィン6
を介在させた状態で吸着剤を充填したものを流路構成と
して採用してもよく、この場合には波形フィン6による
伝熱促進効果を期待することができ、等温条件の時間的
変動幅を極めて小さくすることができるという利点があ
る。又第1図示例では被処理ガス通路と熱交換媒体通路
が平行している場合を示したが、第4図に示す様に両道
路が直交させることも可能である。更にこの直交型にお
いても第3図に示した様な流路構成を採用することは勿
論可能である。
次に本発明装置の他の実施例について説明する。
第5図は他の実施例装置の全体模式図で、B及びB′は
、3方弁12〜15の切替操作によシ交互に吸着処理及
び再生処理を行なうように構成された吸着塔である。更
に各吸着塔B 、 B’内には伝熱管17 、17’が
夫々十分な伝熱有効長さを確保し得るように収納される
と共に、両伝熱管17 、17’は熱媒体供給用ポンプ
16を介して閉回路が形成されている。即ち吸着剤充填
室11 、11’内には比較的大きな総括伝熱表面積を
有する熱交換媒体通路が収納された状態にあシ、吸着時
の吸着塔B内における発熱が熱交換媒体通路内の熱交換
媒体(例えば7レオン、水、アンモニア等)を通じて吸
着塔B′内での再生時の補償用熱源として利用すること
かできる。尚切替運転操作については第2図の実施例装
置の場合に準じて行なえばよい。この結果吸着塔B及び
B′の組合わせよシ吸着、再生の各反応を11ぼ等温条
件下で進行させることができるので、第2図の実施例装
置の場合と同様に有効吸着容量の増加や製品ガス純度の
向上が期待できると共に再生用パージガスの消費量を著
しく節約することができる。
尚吸着塔B 、 B’としては、第1図に示した様な吸
着塔Aも考えられるが、採用に尚たっては一方の通路群
から吸着剤を全て除きこの空間部分を熱交換媒体通路と
すればよい。
次に第5図に示す本発明吸着装置に具備せしめた熱交換
機構即ち伝熱管17 、17’及びポンプ16で構成さ
れる熱交換媒体通路による吸着熱回収効果を調べるため
に、第5図からこの熱交換機構を除いた従来型吸着装置
との間で比較実験を行なった。実験は空気から酸素を濃
縮分離する場合について行ない、条件は下記の如く設定
した。
・空気流量: 700 Nm”/hr ・温度(水蒸気露点):30℃ ・圧力 :1.Q5atm ・吸着剤:活性アルミナ(H20除去用)ゼオライト 
(CO2,N2除去用) HzOt CO2−N2の吸着によシ発生する熱量を計
算すると次の通シである。即ちH,0と活性アルミナと
の反応、COlとゼオライトとの反応及びN2とゼオラ
イトとの反応時における各吸着熱が夫々700胤/kg
、300踵勺、2O0bいg程度であるので、70ON
m’/hrの空気を処理する場合には、22.4X70
0+O,48X300+682.5X200# 150
,000 (kcil/h )工170(KW)の熱が
吸着時に発生することになる。
しかして実験の結果、本発明吸着装置では回収熱量が約
120KWにも達し、発生熱の約70俤を回収できるの
に対し、従来型の吸着装置では約30KWに過ぎず、発
生熱の約20%L、か回収し得ないととが確認できた。
尚上記の実施例はいずれも本発明の代表例を示すに過ぎ
ず、前述の趣旨に沿って吸着塔の構成、特に被処理ガス
通路及び熱交換媒体通路の形状や寸法、流路切替構成、
熱交換媒体の種類等を適当に変更して実施することも勿
論可能であシ、本発明の技術的範囲に属する。
本発明は以上の様に構成されるが、要は吸着剤層自体に
熱交換機構を具備せしめて吸着操作中における吸着剤層
の発熱を再生操作中における吸着剤層へ供給し、その結
果として吸着、再生画操作をほぼ等温条件下で進行させ
得る様な非加熱再生型吸着装置としたので、この種装置
のこれまでの欠点とされていた事項を全て解消し、有効
吸着容量の増加による製品ガス純度の高位安定化と吸着
装置の小型化を期待できるようになシ、又再生用パージ
ガスの消費量を著しく節約できる様になった。従ってガ
ス処理コストの低減化に資するところは極めて大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明装置の吸着処理部の模式説明図、第2図
は本発明装置の運転系統図、第3図は吸着処理部の一流
路構成の変形例を示す斜視説明図、第4図は吸着処理部
の変形例を示す斜視説明図、第5図は本発明装置の変形
例を示す全体模式図である。 1・、・吸着剤充填室 2a t 2b・・・仕切板3
a、3b−流路 4.4’l12〜15 ・3方弁5.
5:q・・・弁 6・・・波形フィン17.17’・・
・伝熱管 A、B、B’・・・吸着処理部a 、a’、
b 、b′−・・配管 出願人 株式会社神戸製鋼所

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 減圧下に再生用パージガスを流すことによシ吸着剤の再
    生を行なう非加熱再生型吸着装置におい−で、吸着剤が
    充填された被処理ガス通路内に総括伝熱表面積が比較的
    大きな熱交換媒体通路を収納し、吸着時の被処理ガス通
    路内における発熱が前記熱交換媒体通路内の熱交換媒体
    に伝えられる様に構成してなることを特徴とする非加熱
    再生型吸着装置。
JP58238646A 1983-12-16 1983-12-16 非加熱再生型吸着装置 Pending JPS60129116A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58238646A JPS60129116A (ja) 1983-12-16 1983-12-16 非加熱再生型吸着装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58238646A JPS60129116A (ja) 1983-12-16 1983-12-16 非加熱再生型吸着装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS60129116A true JPS60129116A (ja) 1985-07-10

Family

ID=17033223

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP58238646A Pending JPS60129116A (ja) 1983-12-16 1983-12-16 非加熱再生型吸着装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS60129116A (ja)

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0312213A (ja) * 1989-06-07 1991-01-21 Kobe Steel Ltd 溶剤吸着体及び溶剤回収装置
US5861050A (en) * 1996-11-08 1999-01-19 Store Heat And Produce Energy, Inc. Thermally-managed fuel vapor recovery canister
US7795479B1 (en) 2009-12-15 2010-09-14 Uop Llc Temperature controlled adsorption multi-step regeneration cycle
KR101062918B1 (ko) 2008-09-01 2011-09-06 주식회사 창해에탄올 멀티튜브형 에탄올 압력스윙흡착 탈수장치
JP2011177638A (ja) * 2010-02-27 2011-09-15 Jfe Steel Corp 圧力スイング吸着法によるガス分離方法及びガス分離装置
US8067646B2 (en) 2008-12-17 2011-11-29 Uop Llc Combined temperature controlled adsorption and heat pump process for fuel ethanol dehydration
WO2011155058A1 (ja) * 2010-06-11 2011-12-15 エネルギープロダクト株式会社 ガス分離装置
US8227648B2 (en) 2008-12-17 2012-07-24 Uop Llc Combined temperature controlled water adsorption and two stage heat pump process for fuel ethanol dehydration
US8226746B2 (en) 2008-12-17 2012-07-24 Uop Llc Indirectly heated temperature controlled adsorber for sorbate recovery
WO2013028815A1 (en) * 2011-08-24 2013-02-28 Corning Incorporated Thermally integrated adsorption-desorption systems and methods
US8936727B2 (en) 2009-03-06 2015-01-20 Uop Llc Multiple bed temperature controlled adsorption
CN104474838A (zh) * 2014-11-10 2015-04-01 中国航天员科研训练中心 常温状态下吸附解吸一体式反应装置
WO2018026515A1 (en) * 2016-08-04 2018-02-08 Exxonmobil Research And Engineering Company Flexible adsorbents for low pressure drop gas separations
WO2022137898A1 (ja) * 2020-12-24 2022-06-30 株式会社デンソー 二酸化炭素回収システム

Cited By (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0312213A (ja) * 1989-06-07 1991-01-21 Kobe Steel Ltd 溶剤吸着体及び溶剤回収装置
US5861050A (en) * 1996-11-08 1999-01-19 Store Heat And Produce Energy, Inc. Thermally-managed fuel vapor recovery canister
KR101062918B1 (ko) 2008-09-01 2011-09-06 주식회사 창해에탄올 멀티튜브형 에탄올 압력스윙흡착 탈수장치
US8067646B2 (en) 2008-12-17 2011-11-29 Uop Llc Combined temperature controlled adsorption and heat pump process for fuel ethanol dehydration
US8227648B2 (en) 2008-12-17 2012-07-24 Uop Llc Combined temperature controlled water adsorption and two stage heat pump process for fuel ethanol dehydration
US8226746B2 (en) 2008-12-17 2012-07-24 Uop Llc Indirectly heated temperature controlled adsorber for sorbate recovery
US8936727B2 (en) 2009-03-06 2015-01-20 Uop Llc Multiple bed temperature controlled adsorption
US7795479B1 (en) 2009-12-15 2010-09-14 Uop Llc Temperature controlled adsorption multi-step regeneration cycle
JP2011177638A (ja) * 2010-02-27 2011-09-15 Jfe Steel Corp 圧力スイング吸着法によるガス分離方法及びガス分離装置
WO2011155058A1 (ja) * 2010-06-11 2011-12-15 エネルギープロダクト株式会社 ガス分離装置
JP5669835B2 (ja) * 2010-06-11 2015-02-18 エネルギープロダクト 株式会社 ガス分離装置
CN103764255A (zh) * 2011-08-24 2014-04-30 康宁股份有限公司 热集成的吸附-脱附系统和方法
JP2014529498A (ja) * 2011-08-24 2014-11-13 コーニング インコーポレイテッド 熱的統合吸着・脱着システムおよび方法
US8858690B2 (en) 2011-08-24 2014-10-14 Corning Incorporated Thermally integrated adsorption-desorption systems and methods
WO2013028815A1 (en) * 2011-08-24 2013-02-28 Corning Incorporated Thermally integrated adsorption-desorption systems and methods
US9138676B2 (en) 2011-08-24 2015-09-22 Corning Incorporated Thermally integrated adsorption-desorption systems and methods
CN104474838A (zh) * 2014-11-10 2015-04-01 中国航天员科研训练中心 常温状态下吸附解吸一体式反应装置
WO2018026515A1 (en) * 2016-08-04 2018-02-08 Exxonmobil Research And Engineering Company Flexible adsorbents for low pressure drop gas separations
US10363516B2 (en) 2016-08-04 2019-07-30 Exxonmobil Research And Engineering Company Flexible adsorbents for low pressure drop gas separations
WO2022137898A1 (ja) * 2020-12-24 2022-06-30 株式会社デンソー 二酸化炭素回収システム

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3323288A (en) Selective adsorption process and apparatus
JPS60129116A (ja) 非加熱再生型吸着装置
US11465094B2 (en) PSA separation-purification system and process integrated with water gas shift reaction process
US5328503A (en) Adsorption process with mixed repressurization and purge/equalization
US3150942A (en) Method of purifying a hydrogen gas stream by passing said gas in series through 13x and 4a or 5a molecular sieves
EP0128580B1 (en) Process for drying gas streams
US20030037672A1 (en) Rapid thermal swing adsorption
JPH0568833A (ja) 水蒸気と二酸化炭素からなるガス状不純物を空気から除去するための圧力スウイング吸着プロセス
KR980008274A (ko) 다중 열 맥동 압력 요동 흡착 방법
US4746332A (en) Process for producing high purity nitrogen
JP2001162126A (ja) ガス精製プロセス及びガス精製装置
EP2364766B1 (en) Method for the removal of moist in a gas stream
JP4234598B2 (ja) 吸着によりガスを処理するための、特に大気を清浄するための方法及び装置
JP2000317246A (ja) アンモニアの回収方法及び回収装置
JP5534865B2 (ja) 圧力スイング吸着法によるガス分離方法及びガス分離装置
GB2281229A (en) An adsorber vessel
JPS60153919A (ja) 吸着塔の吸着および再生方法
US3445990A (en) Separation of gaseous mixtures
KR100825260B1 (ko) 탄소나노튜브제조장치에 사용되는 연속생산형 수소추출장치
KR20020007068A (ko) 압력순환식 흡착공정을 이용한 다목적 산소 제조장치 및제조방법
JPH05237333A (ja) 溶剤等の回収方法
JP3697058B2 (ja) 高濃度オゾンガスの製造方法及びその装置
JP7145934B2 (ja) 温度スイング吸着方法
JPS59179127A (ja) 低温、低圧条件下での混合気体からの酸素及び窒素の分離方法
JP3697056B2 (ja) 高濃度オゾンガスの製造方法及びその装置