JPS6022918A - 混合ガスの成分分離方法及びその装置 - Google Patents

混合ガスの成分分離方法及びその装置

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JPS6022918A
JPS6022918A JP58130070A JP13007083A JPS6022918A JP S6022918 A JPS6022918 A JP S6022918A JP 58130070 A JP58130070 A JP 58130070A JP 13007083 A JP13007083 A JP 13007083A JP S6022918 A JPS6022918 A JP S6022918A
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JP
Japan
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adsorption
gas
mixed gas
adsorbed
adsorption layer
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Pending
Application number
JP58130070A
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English (en)
Inventor
Masashi Sumikawa
澄川 正志
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Daiwa Boseki KK
Original Assignee
Daiwa Boseki KK
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Publication date
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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】 本発明は排気ガス中の溶剤等の回収に利用する混合ガス
の分離方法とその装置に関する。
吸着材を用いである種のガスを吸着し、これを蒸気ある
いは加熱した窒素ガス等で脱着して回収する方法が混合
ガスの分iいて使用されている。
この方法は吸着塔に活性炭、活性炭素繊維、ゼオライト
等を充填した吸着層を内装し、混合ガスを吸着塔内に圧
送して吸着成分を吸着層に吸着させ、他の成分は排気す
る方法である。そして吸着平衡に達した後混合ガスの供
給を中断し、これに替えて蒸気、加熱空気等脱着能力を
もつガスを供給して吸着成分を脱着して回収してい−る
。しかしながらこの方法は、吸着成分が吸着平衡に達す
る時点では吸着効率が急激に低下し、オ非気ガス中に未
吸着成分が増大するため、実際の運転操作では吸着平衡
に述する手前、適度な吸着効果が残っている時点で混合
ガスの供給を停止し、脱着操作に移っているのである。
従って1回の脱着操作による吸着成分の回収量は理論的
吸H量より少なく、脱着に要する蒸気等の熱エネルギー
も、平衡吸着に達した場合にくらべて単位吸着成分当り
の量が増大しているのである。
本発明は従来の方法のかかる非効率的な点を改良し、吸
着層は吸着効率を損うことなく吸着平衡にまで達し、脱
着に要する単位吸着成分量当りの熱エネルギーを低くす
ることを可能にした、混合ガスの成分分離方法とその装
置に係るものである。
すなわち本発明の第1の発明は、ガス成分吸着層を内装
した吸着塔に混合ガスを供給し、吸着すべき成分を吸着
させた後、脱着ガスを供給して吸着成分を脱着し、吸着
層を再生する混合ゲス分離工程において、混合ガスの供
給路において直列に連結した2基のガス吸着層A、、A
2を内装する吸着塔S1と混合ガスの供給路において直
列に連結した2基のガス吸着層A、、A4を内装する吸
着塔S、とを混合ガスの供給路において並列に連結し、
吸着塔S、の吸着層へからA、の方向に混合ガスを供給
してA、、A、に吸着すべきガス成分を吸着させ、同時
に吸着塔S、の吸着層A4に脱着ガスを供給して吸着成
分を脱着する第1工程と、吸着塔S、の吸着層A、から
A、の方向に混合ガスを供給して吸着層A、 、 A 
4に吸着すべきガス成分を吸着させ、同時に吸着塔S1
の吸着屑入−こ脱着ガスを供給して吸着成分を脱着する
第2工程と、吸着塔S、の吸着層へからA1の方向に混
合ガスを供給して吸着層A、、A、に吸着すべきガス成
分を吸着させ、同時に吸着塔S、の吸着層A、)こ脱着
ガスを供給して吸着成分を脱着する第3工程と、吸着塔
S、の吸着層A、からA、の方向に混合ガスを供給して
吸着層A;、A、に吸着すべきガス成分を吸着させ、同
時に吸着塔S、の吸着1f4Atに脱着ガスを供給して
吸着成分を脱着する第4工程とを1サイクルとして、こ
れを繰返すことを特徴とする混合ガスの成分分離方法で
ある。
上記第1の発明において、ガス吸着層A、 、A2.A
及びA4は、活性炭、活性炭素繊維、ゼオライト等の吸
着すべきガス成分、濃度等に応じて選択しうる吸着物質
を充填した筒状セル、フェル)、/%ニカム積層体、ペ
ーパー等のエレメントからなり、これら吸着層に混合ガ
スを接触通過させることにより、回収ガス成分(吸着す
べきガス成分)を吸着させることができる。これら吸着
層は吸着塔内に2基づつ内装され、混合ガスは2基のう
ちいずれの方向からも供給可能な如く配管し、供給弁を
もっている。また各吸着層は各々独立して脱着ガスの供
給、排気が可能であるように配管し、各々の供給弁、排
気弁をもっている。
以下図面により本発明を説明する。第1図は本発明の実
施態様を示すフローチャートで、矢印により本発明の第
1工程における混合ガス及び脱着ガスの供給及び排気の
状態を示している。
第2図は吸着MA、 、A、、A、、A4の各工程にお
ける初期状態と混合ガスの供給方向及び脱着ガスの供給
を示す工程表である。初期状態は各吸着層の吸着状態を
斜線で示しである。第2工程の初期状態は第1工程で混
合ガスを吸着層A1からA、の方向に供給している〜の
で、吸N層A1が吸着平衡に達し、A。
は一部が吸着していることを各々斜線で示している。以
下、第3.4工程も前工程での吸着状を初期状態として
示しており、吸着平衡に達した吸着層は枠全体に斜線を
記し、一部吸着した吸着層は枠の一部に斜線を記して表
わしている。
混合ガスの供給方向は二つの吸着層を貫通する矢印で表
わしている。すなわち、第1工程では、混合ガスは吸着
層A1を経てA、に供給され排気されることを示してい
る・。また脱着ガスの供給状態は縦方向の矢印で示して
いる。前工程で吸着平衡に達した吸着層に脱着ガスを供
給し、吸着成分を脱着し排気することを示している。
第1工程において混合ガスは峡着塔S、内の吸着層AI
からA、の方向に供給され、回収ガス成分はまず吸着層
A1に吸着される。
時間の経過と共に吸着層A、には回収ガス成分が多量に
吸着され、A1の吸着能は低下し、吸着もれが生じてき
て、A1からの排気中には回収ガス成分が残るようにな
るが、A1の排気は吸着層A、に導びかれ、排気中の回
収ガス成分はすべてA2に吸着される。かぐして吸着塔
Stの回収能力は吸着層A、力5吸着平衡に達するまで
衰えることはないのである。
そして吸5tlA+が平衡に達した時点で混合ガスの供
給を停止するが、このとき吸着層A、には未だ充分にガ
ス吸saが残っているのである。第2工程において混合
ガスは吸着塔S、内の吸着@AsからA。
の方向に供給され、第1工程と同様に回収ガス成分は吸
着層A、及びA4に吸着される。これと同時に第1工程
で吸着平衡に達し、た吸t 脂A Iには蒸気。
加熱空気等の脱着ガスが供給され、吸着成分を脱着し排
気する。かくして第2工程では吸着NAgが平衡に達し
、吸着層A1の吸l能が再生されるのである。
次の第3工程において、混合ガスは再び吸着塔S、に供
給されるが、@1工程とは逆の方向すなわち吸着t#A
tを経てAIに流れるように供給される。
吸着層A2は第1工程において回収ガス成分を若干吸着
しているが、吸S話は未だ充分残っているから、第3工
程においては吸着層A2が吸着平衡に達するまで混合ガ
スの供給を続ける。このとき吸着!IiA、はA、で吸
着もれになった回収ガス成分を吸着するから、吸着塔S
1の吸S itは低下することはない。また同時に第2
工程において吸着平衡に達した吸s M Asに脱着ガ
スが供給され回収ガス成分を脱着し、A3の吸着能力を
再生する。
次に第4工程において、混合ガスは吸着塔S、内の吸着
HA4からA、の方向に供給され、回収ガス成分はA4
に吸着される。そして吸着層A4の吸M粍が減衰してく
ると、残りの回収ガス成分はA、に吸着され、A4が吸
着平衡に達するまで混合ガスの供給を続けるのである。
また同時に、第3工程において吸着平衡に達した吸N層
A、に脱着ガスが供給され回収ガス・成分を脱着し、A
、の吸着能力を再生するのである。
以上の如く、各工程毎の混合ガスが供給される吸@層は
吸着平衡に達するまで、混合ガスの供給が続けられ、そ
れが次工程において脱着されるわけであるから、回収ガ
ス単体↓当りの脱着ガスの量は最小ですむのである。こ
れが従来の方法では、吸着層が吸着平衡に至るまで混合
ガスの供給を続けると、未吸着ガス量が増木するので、
やむを得ず吸着平衡に達する前に供給を停止していた。
この吸着層の脱着に要する親和ガスQ量は吸着平衡に達
したものと同量を要するので、回収ガス単位量当りの脱
着ガスは多くなっていたのである。
吸着量と脱着に要する脱着ガスとの間係を以下の実験例
により説明する。
吸着層に活性炭繊維を用いて、空気中のトルエンを吸着
し、N、ガスで脱着した。諸条件は次のとおりである。
吸着〜 活性炭繊維不織布、比表面積 1.350〜1,550d/f 混合ガス トルエン(a度3,780PPm)を含む空
気供給速度0.131 mンsec 吸 着 率 (吸着層1v当りの吸着トルエン重量)+
11 44.4% +2+ 23.2% 脱着カス N、ガス、温度120′″C1供給量1.5
00 CCA*n r重量1.250711710〜1
20℃の熱容幻。
Cp = 7.01 kca// kfl 0mol 
−de9実質的に残留トルエン量が0になるまでの所要
時間は(1) 、 +21共に23分であった。これか
ら所要エンタルピーをめると、 所要N2の量= 1.57/minX23mlnX1.
2507F/I!3 XIOXI/28 = 0.00154 klF ・mo/所要エンタルピ
ー=0.00154X (120−0)X7.01=1
.295 kcal! となり、これからトルエン1即当りの脱着エネルギーを
+11 、 +21各々につきめる岩、fit 1.2
95kcaA’X110.444FX1,000= 2
,917 kcal (2) 1.295kcalXI10.232グX 1
,000= 5,582 kcaA’ となり、トルエンの吸着量が多い場合の方が脱着に要す
るエネルギーが少量ですむことを示している。
次に上述の混合ガスの吸着方法を実施するための本発明
の第2の発明について説明する。
本発明の第2の発明は、混合ガスの供給路(1)におい
て、直列に連結した2基のガス吸51r Iq(At 
、Atを内装する吸着塔S1と、混合ガスの供給路(1
)において直列に連結した2基のガス吸着層As 、 
A 4を内装する吸着塔S2とを混合ガスの供給路(1
)において並列に連結し、該吸着塔Slと82には混合
ガスをいずれか一方だけに供給しつるように、また吸着
塔S、において吸着層A、とA、のいずれの測からも混
合ガスを供給しうるように、さらに吸着塔S2において
も吸着FWtAnとA4のいずれの側からも混合ガスを
供給しうるように供給弁P1.Pt 、Ps 、 P4
を設け、各吸着層には各々から分離後の非吸着ガスを排
出しうるよう非吸着ガス排気弁Q11921Q$144
と非吸着ガス排気v(2)を設け、また各吸着層には各
々に脱着ガスを供給しうるように脱着ガス供給管(3)
と脱着ガス供給弁rIlr2+rll+r4とを設け−
さらに吸着ガスを脱着した脱着ガスを各々から排出しつ
るように脱着ガス排気弁’ 1 r t2 + ’BL
 ’4と脱・着ガス排気管(4)とを設け、さらに吸着
層A、とA、との間、及びA、とA4との間に中間弁U
、、U、を設けてなる混合ガスの成分分離装置である。
本発明は以上の装置により実施することができるが、混
合ガスの連続分離工程において、各吸着層は吸着平衡に
達するまで吸着を続けるので、脱着に要する、エネルギ
ーを最小にすることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施態様を示すフローチャート、第2
図は各工程毎の各吸着層初期状態、混合ガスの供給方行
及び脱t hpスの供給を示す工程表である。 以下図において (1)混合ガスの供給路、(2)非吸着ガス排気管(3
)脱着カス供給管、(4)脱着ガス排気管S、、S2 
吸着塔 A−、A、A、A、 吸着層 P+ Pz P8 P4 供給弁 Qi Q2Qg q4 非吸着ガス排気弁rrrr 脱
着カス供給弁 1 2 s 4 t1ttL、、t4 脱着ガス排気弁 出願人 タイワエンジニアリング株式会社叔N(マヘ→

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、 ガス成分吸着層を内装した吸着塔に混合ガスを供
    給し、吸着すべきガス成分を吸着させた後、脱着ガスを
    供給して、吸着成分を脱着し、吸着層を再生する混合ガ
    ス分離工程において、混合ガスの供給路において直列に
    連絡した2基のガス吸着層A1. A、を内装する吸着
    塔S、と混合ガスの供給路において直列に連結した2基
    のガス吸着層As、 A、を内装する吸着塔S2とを混
    合ガスの供給路において並列に連結し、吸着塔S8の吸
    着層A1からA2の方向に混合ガスを供給してA1、 
    Atに吸着すべきガス成分を吸着させ、同時に吸着塔S
    2の吸着層へに脱着ガスを供給して吸着成分を脱着する
    第1工程と、吸着塔S、の吸着層A3からA4の方向に
    混合ガスを供給して吸着層A3、 Aaに吸着すべきガ
    ス成分を吸着させ、同時に吸着塔S、の吸着層A1に脱
    着ガスを供給して吸着成分を脱着する第2工程と、吸着
    塔S、の吸着層AtからAoの方向に混合ガスを供給し
    てAt 、 Aiに吸着すべきガス成分を吸着させ、同
    時に゛吸着塔S2の吸着層へに脱着ガスを供給して吸着
    成分を脱着する第3工程と、吸着塔S2の吸着層A4か
    らA3の方向に混合ガスを供給してA4. A、に吸着
    すべきガス成分を吸着させ、同時に吸着塔S、の吸着層
    A2に脱着ガスを供給して吸着成分を脱着する第4工程
    とを1サイクルとして、これを繰返すことを特徴とする
    混合ガスの成分分離方法。 2、混合ガスの供給路(1)において直列に連結した2
    基のガス吸着層A、 、 A、を内装する吸着塔S。 と、混合ガスの供給路(1)において直列に連結した2
    基のガス吸着層A8. A、を内装する吸着塔S。 とを混合ガスの供給路(1)において並列に連結し、該
    吸着塔S1と5.には混合ガスをいずれか一方だけに供
    給しうるように、また吸着塔51において吸着NAtと
    A、のいずれの側からも混合ガスを供給しうるように、
    さらに吸着塔S2においても吸着層A、とA4のいずれ
    の測からも混合ガスを供給しうるように、供給弁Ps、
    Pt、Ps、P4を設け、各吸着層には各々から分離後
    の非吸着ガスを排出しつる非吸着ガス排気弁Qt+’h
    *qs*q4と非吸着ガス排気管(2)を設け、また各
    吸着層には各々に脱着ガスを供給しつるように脱着ガス
    供給管(3)と脱着ガス供給弁rInr!、rjr’4
    とを設け、さらに吸着ガスを脱着した脱着ガスを各々か
    ら排出しうるように脱着ガス排出弁【、μt+ta+【
    4と脱着ガス排気管(4)と、さらに吸着層A、とA2
    の間、及びA、とA4の間に中間弁?4.l、を設けて
    なる混合ガスの成分分離装置。
JP58130070A 1983-07-15 1983-07-15 混合ガスの成分分離方法及びその装置 Pending JPS6022918A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5672196A (en) * 1995-08-01 1997-09-30 The Boc Group, Inc. Process and apparatus for the separation of gases
US5755857A (en) * 1994-11-30 1998-05-26 The Boc Group Plc Purification apparatus
CN1112227C (zh) * 1998-10-13 2003-06-25 徐云良 低浓度有机废气吸附或脱附装置

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