JPS6022964B2 - ガス分離のための圧変動吸着法及びシステム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は圧変動吸着によりガス混合物を分離する方法及
びシステムに関する。

本発明の原理は他の分野に適用できるけれども、本発明
を使用する１つの分野は空気を画分して高純度酸素の生
成物流を提供するにある。

空気を分離するための基本的圧変動吸着法及びシステム
においては高圧で吸着を行ない、低圧で脱着も行なう。
圧縮空気を吸着剤材料の固定床に導入し、次いでその窒
素を優先的に吸着せしめて酸素に富む生成物ガスを生成
せしめる。吸着床がほぼ飽和されると床圧力を減少せし
めて吸着剤材料から窒素を脱着させ、吸着容量を再生せ
しめる。再生効率を増加させるために、いまいま生成物
又は中間プロセス流の一部をパージすることがある。連
続操作を容易にするために、２つ又はそれより多くの吸
着床を使用して、１つの床が吸着を行なっている間に他
方の床は再生を行なう。圧変動吸着法及びシステムの設
計及び操件に際しては、吸着床の吸着剤材料を最大限に
利用し、システムの操作のためのエネルギー要求を減少
させ、実質的に一定の生成物純度を得、そして改善され
た効率及び信頼性と共に生成物純度を維持しながら吸着
剤材料要求を減少させることは高度に望ましい。従って
本発明の１つの観点は、少なくとも２つの吸着の各々に
おける選択的吸着によりガス状混合物から少なくとも１
つの成分を画分するための圧変動法であって、フィード
流からのガス状混合物を第１吸着帯域がほぼ飽和される
まで該第１吸着帯城を通過せしめ、同時に第２吸着帯城
をパージし次いで、然る後フィード流からの該ガス状混
合物を該第２吸着帯城がほぼ飽和されるまで該第２吸着
帯域を通過せしめ、同時に該第１吸着帯城をパージし次
いで与圧し、その際パージング段階の終りの吸着床の各
々に対する与圧ガスの一部は該第１床のフィード端と該
第２床のフィード端との間の圧均等化に由来するもので
あり、そのことから吸着操作の終りに該吸着帯城の一方
から抜き出されるガスはフィード流に対して向流方向で
ありそして該フィード流からのガス状混合物と共にフィ
ード流と並流方向にて該吸着帯城の他方中にその与圧後
に導入されることを特徴とする、上記圧変動法を提供す
ることにある。

本発明の第２の観点は、ガス入口及びガス出口を有する
第１吸着床と、ガス入口及びガス出口を有する少なくと
も１つの追加の吸着床と、該吸着床の該ガス入口をフィ
ードガス流に連結する供給手段と、生成物出口と、該第
１吸着床の該ガス出口に１端にて連結され、該追加の吸
着床の該ガス出口に他端にて連結されたガス流路とを具
備し、該ガス流路は、‘ａ｝該第１吸着床の該ガス出口
と該追加の吸着床との間に設けられた、該第１床の該出
口から該追加の吸着床に向かう方向のガスフローを妨げ
ないが該第１床の該ガス出口に向かう方向のフローを制
御するようになっている第１フロー制御弁と、｛ｂ｝該
追加の吸着床の該ガス出口と該第１吸着床との間に設け
られた該追加の該出口から該第１吸着床に向かう方向の
ガスフローを妨げないが該追加の床の該ガス出口へ向か
う方向のブロー制御するようになっている第２フロー制
御弁とを具備することを特徴とする、圧変動法によりガ
ス状混合物から少なくとも１つの成分を画分するための
システムを提供することにある。

本発明の第３の観点は、ガス入口及びガス出口を有する
第１吸着床と、該吸着床の該ガス入口をフィードガス流
に連結する手段と、生成物出口と、該吸着床の該ガス出
口を該生成物出口に連結する生成物導管と、溜めと、該
生成物導管及び溜めに連結された第１溜め導管であって
該生成物導管から該溜めへの１方向にのみガスフロ−を
許容する手段を含む第１溜め導管と、該溜め及び該生成
物導管に連結され該溜めから該生成物導管への生成物ガ
スのフローを制御する弁を含む第２溜め導管とを具備す
ることを特徴とする、圧変動吸着によるガス状混合物か
ら少なくとも１つの成分を画分するためのシステムを提
供することにある。

本発明の更に１つの観点に従えば、ガス入口及びガス出
口を有する第１吸着床と、ガス入口及びガス出口を有す
る少なくとも１つの追加の吸着床と、該吸着床の該ガス
入口をフィードガス流に連結する手段と、生成物出口と
、該吸着床の該ガス出口を該生成物出口に連結する手段
と、フィード流からのガス状混合物を第１吸着床が実質
的に飽和されるまで該第１吸着床を通過せしめ、この間
同時的に該追加の吸着床をパージし次いで与圧し、然る
後フイード流からのガス状混合物を該追加の吸着床が実
質的に飽和されるまで該追加の吸着床を通過せしめこの
間同時的に該第１吸着床をパージし次いで与圧すること
を含むシステム操作を制御するためのシステム制御装置
と、該システム制御装置と、該システム制御装置を所定
数のサイクルに対して該システムの操作を維持するよう
にせしめる該システム制御装置に作用的に連結された別
の制御手段とを具備することを特徴とする、圧変動吸着
によりガス状混合物から少なくとも１つの成分を画分す
るためのシステムが提供される。本発明の更に１つの観
点に従えば、交互に代る段階から成る連続的方法であっ
て、その第１段階の期間中はフィード流からのガス状混
合物を第１吸着帯城がほぼ飽和されるまでフィード方向
に第１吸着帯域を通過せしめ、第２吸着帯城をパージし
、次いで与圧し、その次の段階の期間中はフィード流か
らのガス状混合物を第２吸着帯城がほぼ飽和されるまで
フィード方向に該第２吸着帯城を通過せしめ、この間該
第１吸着帯域をパージし次いで与圧し、該第１段階とそ
の次の段階とは重なることなく行なわれ、該パージング
は【ａー該吸着床がそれぞれ吸着操作を終了した時に、
パージせんとするそれぞれの吸着帯域から低純度ガスを
フィードフローと並流方向にて抜き出し、｛ｂ）該抜き
出された低純度ガスを隔離貯蔵吸着帯域の１端に導入し
、【ｃ｝それぞれの吸着床の該フィード方向と反対方向
にそれぞれの該吸着帯域を通してパージガスを排気せし
め、そして‘ｄ｝該隔離貯蔵吸着帯城の該１端からガス
を抜き出し、雅抜き出したガスをそれぞれの該吸着帯城
の該フィード方向と反対方向にそれぞれの該吸着帯城を
通過せしめ、そしてそれぞれの該吸着帯域が比較的低圧
である時に該フィード流へと流れさせ、そのことにより
該隔離貯蔵吸着帯城から抜き出されたガスはそれぞれの
該吸着帯域から７イードフローと並流方向にて該吸着帯
城の他を通過する、ことにより行なわれることを特徴と
する上記の方法による少なくとも２つの吸着帯域の各々
における選択的吸着によってガス状混合物から少なくと
も１つの成伏を画分するための圧変動法を提供すること
にある。

本発明が更に容易に理解されるように、添付図面を参照
して、単に例として以下説明する。

第１図は本発明に従う圧変動吸着システムの略図である
。第２図は本発明の圧変動吸着法を例示するサイクルシ
ークエンチヤートである。

第３図は一部を除かれた本発明に従う圧変動吸着システ
ムの他の具体例の略図である。

第４図は本発明に従う圧変動吸着システムのための制御
装置の略ブロック図である。

第１図を参照すると、圧変動吸着法によりガス混合物か
ら少なくとも１つの成分を画分するための、本発明に従
うシステムが示されている。

ガス状フィード混合物は入口導管１川こ沿って流れるフ
ィードガス流により上記システムに供給され、そしてポ
ンプ又は圧縮器１２により導管１０に沿って移動する。
このシステム及び方法は、酸素に富む流れを生成するた
めの圧変動吸着による空気の画分に関して特定的に説明
され例示されているが、本発明はいかなる有機及び／又
は無機ガス混合物の分離に対しても広範に適用すること
．ができる。このシステムはガス入口１８及びガス出口
２０を有する第１吸着床容器１６中に床Ａを含む。

更にこのシステムはガス入口２６及びガス出口２８を有
する床容器２４中に少なくとも１つの追加の吸着床Ｂを
含む。好ましい容器構造には内部環を有する外部圧力セ
ルが包含される。

多くの吸着剤材料が当業界で公知であり、吸着床に使用
するための典型的な吸着剤材料の例には天然又は合成ビ
オラィト、シリカゲル、アルミナ等が包含される。

一般に、システムの吸着剤床は同じ吸着剤材料を含有す
るが、各床は異なった種類の吸着剤材料又は所望により
吸着剤材料の種々の混合物を含有することができる。本
発明のシステムは、導管１からフィードガス流とは蓮適
していない容器３２中の隔離貯蔵吸着床Ｃを具備し、第
１図に示されたシステムによれば、ガスは導管３４を経
由して同じ端部にて床Ｃに導入されそして床Ｃから抜き
出される。

図示されたシステムにおいては、吸着床Ｃは吸着床Ａ及
びＢとほぼ同じ方法であり、そして同じ種類の吸着剤材
料を含有することができるが、この隔離貯蔵吸着床Ｃは
より小さい寸法であることができ、異なった吸着剤材料
を含有することができ、吸着床Ａ及びＢと比較して異な
った容量で操作することができる。吸着床Ａのガス入口
１８は自動弁４０Ａを含む適当な導管によりフイードガ
ス流導管１川こ連結され、同様に吸着床Ｂのガス入口２
６は自動弁４０８を含む適当な導管によりフイードガス
流導管１０に連結されている。

このシステムは、大気に開放され得る又は廃ガス流と運
通し得る廃ガス出口４４を更に具備する。

吸着床Ａ及びＢのガス入口１８及び２６は、それぞれ自
動弁４６Ａ及び４６Ｂを含む適当な対応する導管により
廃ガス出口４４にも連結されている。

自動弁４０Ａ及び４０８及び４６Ａ及び４６Ｂ、並びに
後に述べる別の自動弁はソレノィド作動型であることが
できるが、いずれにせよ完全に開くか又は完全に閉じる
ように操作され得る種類のものであることができる。ガ
ス流路を規定する適当な導管が吸着床Ａのガス出口２０
‘こ１端にて連結され且つ吸着床Ｂのガス出口２８に反
対端にて連結されている。

該ガス流路には吸着床Ａのガス出口と吸着床Ｂとの間に
第１フロー制御弁５０Ａが配置されている。弁５０Ａは
床Ａから吸着床Ｂに向かう方向にそれを通るガスフロ−
を妨げず、そして逆方向にそれを通るフローを制御する
ようになっている。このフローは手動調節により制御す
るのが好ましい。吸着床８のガス出口２８と吸着床Ａと
の間の該ガス流路中に設けられた第２フロー制御弁５０
８は、床Ｂから床Ａへの方向にそれを通るガスフローを
妨げず、そして逆方向にそれを通るガスフローを制御す
るようになっており、好ましくは手動で制御するように
なている。弁５０Ａ，５０Ｂは同じであることが好まし
く、パーカーハンニフイン（Ｐａｒｋｅｒ−Ｈａｎｎｊ
ｆｊｎ）フロー制御弁として商業的に知られた型のもの
であることができる。自動弁５４の形態にある隔離弁は
吸着床Ａ及びＢのガス出口２０と２８との間のガス流路
中に設けられ、好ましくは吸着床Ａのガス出口２０とフ
ロー制御弁５０Ａとの間に設けられる。床ＡとＢとの間
の第２ガス流路がこれらの床のガス出口２０及び２８を
連結する適当な導管又は配管により設けられている。

この第２流路においては、第１自動弁６０Ａが床Ａの出
口２川こ隣接して連結され、そして第２自動弁６０Ｂは
吸着床Ｂの出口２８に隣接して連結される。隔離貯蔵吸
着床Ｃは自動弁６０Ａと６０Ｂとの間のこの第２ガス流
路中の或る点に自動弁６２を通して連結されている。本
発明のシステムは、生成物出口６６と生成物出口６６に
吸着床のガス出口を連結するための生成物導管とを更に
具備する。

示されたシステムにおいては、生成物導管はフロー制御
弁５０Ａと５０Ｂとの間の或る点にて該第１流路に連結
され、そして自動弁７２を含む第１区域７０と、圧力調
整器７６とスロットル弁７８と流量計８０との一連の組
合せを含む第２区域７４とを含む。生成物出口６６への
生成物の流速は、好ましくは手動により調節可能なニー
ドル型弁であるスロットル弁７８により制御され、その
流速はメータ８０１こより肉眼で見えるように指示され
る。本発明のシステムは溜め８４を具備し、このものは
主として導管８６を通して受け入れられた生成物ガスを
貯蔵する役目をし、そしてシステムの故障の場合に生産
性を維持するための予備供給の役目をする。

第１溜め導管は、上記システム生成物導管の第２区域７
４に１端にて連結され、そして溜め８４の出口導管８６
に他端にて連結されており、そしてシステム生成物導管
７４から溜め８４への方向にのみガスフローを許容する
逆止め弁９０の形態にあるフロー制御手段を含む。

好ましくは手動により調節できるスロットル弁の形態に
ある他の弁９２が、好ましくは逆止め弁９０と溜め８４
との間で該導管に連結されている。弁９２は溜め８４へ
のガス生成物の流速を制御するのに使用することができ
る。第２溜め導管８６を通って溜め８４に一端にて連結
され、そしてシステム生成物導管に他機にて連結され、
溜め８４から生成物導管区域７４への生成物ガスのフロ
ーを制御するための弁９６を含む。制御装置１００、ラ
イン１０２及び１０３により、それぞれ弁７２及び９６
に連結され、そして弁７２の閉止に応答して普通は閉じ
た弁９６を開ける役目をする。圧力指示計１０４（示さ
れてし、ない）は溜め８４中に残存するガス生成物の圧
力を指示するために溜め８４の出口に連結され得る。一
般に、本発明は第１吸着床Ａ、第２吸着床Ｂ及び隔離貯
蔵吸着床Ｃを使用する方法及びシステムとして説明され
ているが、１つより多くの第１吸着床、１つより多くの
第２吸着床及び１つより多くの隔離貯蔵吸着床を、該第
１及び第２吸着床がガス状混合物を供給するフィードガ
ス流と蓮通し、該隔離貯蔵吸着床はフィードガス流と決
して直接に運通しないか又はフィードガス流に直接さら
されないとの条件下に、使用することができる。

本発明の方法及びシステムは窒素の除去により高純度酸
素を与えるように空気を画分することに関して特に説明
されているが、各サイクル及び工程の時間を正しく選び
そして正しい１種又はそれより多くの吸着剤材料、又は
それらの混合物を選ぶことにより、本質的にいかなるガ
ス混合物も本発明の方法及びシステムにより分離するこ
とができる。

本明細書中では、減圧は前記容器、吸着床の関連配管に
おける圧力の減少を指しており、圧力を減少せしめる水
準は操作条件及び画分されるべきガス混合物の性質に依
存して当業者により選ばれることができる。

脱着圧及びパージング圧は同様にして選ばれる。与圧は
容器及び吸着床の関連配管における圧力の増加を指す。
例示されたシステムは約か．ｓ．ｉ．ｇ乃至約４倣．ｓ
．ｉ．ｇの圧力範囲の生成物ガス配送能力を有する。た
とえば、高純度酸素ガス生成物を配送するための空気の
画分に際しては、約３ｐ．ｓ．ｉ．ｇの配送圧が医学用
途及び呼吸装置に使用され、これに対して約４の．ｓ．
ｉ．ｇまでの高配送圧は金属切断又は溶接装置の如き工
業的用途に適している。第２図は第１図のシステムが本
発明を実施するために使用されることを可能ならしめる
プロセスタイミングシークェンスを説明する。

第２図においては、秒での好ましい時間が各工程に対し
て指示されており、各工程に対する各吸着床の好ましい
圧力が挿入的に示され、そしてポンド／平方ィンチゲー
ジにて与えられている。各工程期間中各吸着床にて行な
われる特定の操作が第２図に示されており、大部分は説
明を助けるために略記されている。故に、“ＦＥＥ”は
フィード端均等化（やがて更に詳細に説明される）を意
味し、“ＩＳＯＬ’’は特定の吸着床の隔離を意味し、
“ＥＱ’は２つの吸着床の圧均等化（やがて更に詳細に
説明される）を意味し、“ＲＥＰ”は吸着床の圧力を増
加させるための再与圧を意味し、そして“ＰＵＲＧＥ”
はパージガスの導入もしくはパージングを意味する。
，工程１に先立ち、フイードガス導管１０からのガス状
混合物（即ち大気中の空気）が弁４０Ａを通って吸着床
Ａに流れて通過し、そこで窒素が吸着される。

高純度酸素ガスが出口２０を通って床Ａを去り、開いた
弁５４及びフロー制御弁５０Ａを通り次いで第１生成物
導管区域７０１こ沿って開いた弁７２を通り、第２生成
物導管区域７４に沿って、圧力調整器７６、ニードル弁
７８及び流量計８０の一連の組合せを通って、使用する
ため生成物出口６６へと流れる。工程１の開始のすぐ前
に、吸着床Ａはほぼ飽和され、そこでの吸着操作の終り
に近づく。

工程１の直前には、吸着床Ａは吸着床Ｂ及びＣより高い
圧力である。工程１が開始さ．れると、弁４０Ｂは開き
、一方弁４０Ａ及び弁７２は開いたままである。

第２図に示されている如く、工程１の開始時に、床Ａ，
Ｂ及びＣの典型的な圧力はそれぞれ、３蛇．ｓ．ｉ．ｇ
、７ｐ．ｓ．ｉ．ｇ及び７ｐ．ｓ．ｉ．ｇである。工程
１の期間中は、ガスは床Ａの底部もしくはフィード端か
ら入口１８を通って流れ、そして逆方向においては弁４
０Ａを通り、然る後それは導管１０からの入ってくるフ
ィード空気流と混じり、そして弁４０Ｂを通って床Ｂの
底部もしくはフィード端に流れ込む。床Ａは床Ａ内での
吸着工程の終りに非常に近づいている。結果として、工
程１の期間中、吸着床Ａはフィードフローに対して向流
にて減圧され、そして吸着床Ｂと等しい圧力となって床
Ｂの圧力の上昇が起こる。又工程１においては、吸着床
Ａは酸素ガス生成物を連続して供給するが、しかしこれ
は好ましくは約７秒の期間を有すること工程の終りによ
って終了せしめられる。工程１及びすべての他の工程全
体にわたって、導管１０中の空気流はシステム中に連続
して流れ込み、そして出口６６を通って連続的に流れ出
る。工程１は第１床Ａの出口から生成物ガスを連続して
取り出し、同時に、そのフィード端から第１吸着床Ａ及
び第２吸着床Ｂの圧力を均等化する工程であると言うこ
とができる。

工程１の終りと工程２の開始との間の移り変りにおいて
は、第２図に示された如く、床Ａ及びＢの圧力は２の．
ｓ．ｉ．ｇにて均等化され、隔離された貯蔵吸着床Ｃの
圧力は７Ｐ．Ｓ．ｉ．ｇに維持されている。

工程２の開始時には、弁４０Ｂは開いたままであり、弁
４０Ａは閉じそして６０Ａは開く。この時点では生成物
ガスは吸着床Ａからは得られない。この工程期間中、フ
ィード空気は床Ｂのフィ−ド入口２６に連続して流れ込
み、そして酸素に富むガスが床Ｂの出口２８から生成物
として取り出され、そして第２導管区域７０及び生成物
出口６６へとフロー制御弁５０Ｂを通って流れる。同時
に、低純度ガスが床Ａの出口２０から弁６０Ａ及び弁６
２を通って、隔離貯蔵吸着床Ｃへと流れる。結果として
、工程２の期間中、吸着床Ａは隔離貯蔵吸着床Ｃと圧変
動法せしめられる。自動弁６２は全工程期間中開放され
たままであるか又は必要に応じて開かれたり閉じられた
りする。

工程２は好ましくは約７秒の期間を有する。

工程２の方法は、工程１の圧変動法を終了させ、フィー
ドガス流からのガス混合物を第２吸着床Ｂにて吸着せし
め、第２吸着床の出口から生成物ガスを放出し、同時に
第１吸着床Ａ及び隔離吸着床Ｃの圧力を均等化せしめる
方法であると云うことができる。工程２の終りと工程３
の開始との間の移り変りにおいては、第２図に示された
如く、吸着床Ａ及びＣの床力は１４ｐ．ｓ．ｉ．ｇで均
等化され、そして吸着床Ｂの圧力は２８ｐ．ｓ．ｉ．ｇ
に上昇する。

工程３の始めに、弁４０Ｂは開いたままであり、弁６０
Ａは閉じ、弁４６Ａは開く。工程３の期間中、フィード
空気は連続して床Ｂに入り、生成物品質の酸素に富むガ
スが床Ｂの出口からら生成物として取り出され、生成物
出口６６にて利用できる。工程３の期間中は又、吸着床
Ａはフィードフローに向流方向において弁４６Ａ及び廃
ガス出口４４を通して大気圧に減圧される。結果として
、窒素に富む廃ガスが大気に廃棄され、そして床Ａの圧
力は１４ｐ．ｓ．ｉ．ｇから■．ｓ．ｉ．ｇに降下する
。前記減圧と同時に「床Ｂからフロー制御弁５０Ｂを通
って流れる酸素ガス生成物の一部は弁５０Ａ及び弁５４
を通って床Ａに流れる。生成物品質の酸素ガスは空気分
離期間中に優勢な方向と反対の方向に床Ａを通して流れ
て、フイードフローに対して向流に流れる酸素パージを
与え、床Ａ中の吸着剤材料から窒素を置換し、窒素に富
む流れとなって弁４６Ａ及び出口４４を通って大気へと
このシステムを去る。工程３は約３９砂の期間を有する
のが好ましい。工程３の方法は、工程２の圧変動法を同
時に終了せしめ、フィードガス流からのガス混合物を第
２吸着床Ｂにて連続して吸着せしめ、第２吸着床Ｂの出
口から生成物ガスを放出し、そして第１吸着床Ａを減圧
し（フィードフローに対して向流方向にて）、一部の生
成物ガスを第２吸着床Ｂから第１吸着床Ａへとフィード
フローに対して向流方向にて流すことにより第１吸着床
をパージする方法であると言うことができる。

工程３の終りと工程４の開始との間の移り変りにおいて
は、第２図に示された如く、床Ａ中の圧力は蚊．ｓ．ｉ
．ｇ．であり、隔離貯蔵吸着床Ｃの圧力は１４ｐ．ｓ．
ｉ．ｇ．に維持されており、床Ｂの圧力は３の．ｓ．ｉ
．ｇ．に上昇せしめられる。

工程４の開始時には、弁４０Ｂは開いたままであり、弁
４６Ａは閉じ、弁６０Ａは開く。弁６２は、これまでに
開かれていなければ、工程４の開始時に開かれる。工程
４の期間中フィード空気は連続して床Ｂに入り、生成物
品質の酸素ガスは床Ｂの出口から生成物として連続して
取り出され、そして生成物出口６６にて使用できる。同
時に、隔離貯蔵タンクＣから弁６２及び６０Ａを通り、
床Ａの出口２０を通って床Ａにガスが流入する。工程４
の期間中吸着床Ｃから抜き出されるこのガスは工程２の
期間中床Ｃに供給されるガスの変形でありこのガスは床
Ｃへの移動及び床Ｃからの移動により影響をうけている
。結果として、工程４の期間中隔離貯蔵吸着床Ｃは吸着
床Ａと圧均等化される。

工程４は好ましくは約７秒の期間を有する。

工程４の方法は、第１吸着床の減圧及びパージングを終
了せしめると同時に、フィードガス流からのガス状混合
物を第２吸着床Ｂに連続して吸着せしめ、第２吸着床Ｂ
の出口から生成物ガスを放出せしめ、隔離貯蔵吸着床Ｃ
及び第１吸着床Ａの圧力を均等化する方法であるという
ことができる。前記プロセス工程１，２，３及び４は連
続的に繰り返され、フイード端からの吸着床Ａ及びＢの
圧均等化で始まって吸着床Ａ及びＢの機能を逆にする。

工程４の終りと工程５の開始との間の移り変りにおいて
は、第２図に示される如く、床Ａ及びＣの圧力は７ｐ．
ｓ．ｉ．ｇ．にて均等化され、床Ｂの圧力は３蚊．ｓ．
ｉ．ｇ．にて維持される。工程５の開始時に、弁４０Ｂ
は開いたままであり、弁６０Ａは閉じ、弁４０Ａは開く
。

この工程期間中、ガスは吸着操作の終り近くにある床Ｂ
の底部又はフイード端から弁４０Ｂを通って逆方向に流
れ、然る後それは導管１０から入ってくるフィ−ド空気
流とまじり、得られる混合物は弁４０Ａを通って床Ａの
底部又はフィード端へ流れる。結果として、吸着床Ｂは
吸着床Ｂと圧均等化されるに到り、床Ａはフィードガス
混合物を吸着し始める。このフイード端均等化は工程１
の期間中に起る均等化に類似しているが、この工程にお
いて床Ａ及びＢの役割は交替される。工程５の期間中も
、生成物品質の酸素に富むガスは床Ｂから生成物として
連続して取り出され、そして生成物出口６６にて使用で
きる。この工程はプロセスの後半を開始し、その工程５
〜８は工程１〜４に類似しており、床Ａ及じＢの役割が
交替され、弁シークェンスは同じであるがＡ及びＢの呼
称が交替される。たとえば、工程６のプロセス（工程２
と同じであるが吸着床は逆になっている）は、工程５の
圧均等化を終了せしめ、第１吸着床Ａから生成物ガスを
抜き出しながら第１吸着床Ａを再与圧し、同時的に第２
吸着床Ｂの圧力と隔離貯蔵吸着床Ｃの圧力とを均等化す
るプロセスであると言うことができる。

床Ａ及びＢのフイード端にて吸着床Ａ及びＢの庄均等化
を行なうことにより、工程１において説明された如く、
エネルギー要求を有利に減少せしめ且つ酸素回収を有利
に増加せしめる。

吸着床がその吸着工程の終りにて、工程１において床Ａ
が３の．ｓ．ｉ．ｇ．から２地．ｓ．ｉ．ｇ．とされる
ように、フイ−ドフローに対して向流にて減流されると
、この抜き出されたガスは、従って、システム圧縮機１
２からの空気のみを使用して与圧する普通の工程と比較
してシステム性能に認められる程の損害を何らもたらす
ことなく、再与圧段階の吸着床のフィード端に導入され
得る。フィード端均等化は１つの床の再与圧が他の床の
減圧空気により並流にて助長されることを可能にし、か
くしてフイード空気要求を大中に減少させ且つ酸素回収
を増加させる、即ち、所定量の酸素を生成するために及
び一定の生成物圧力近くに維持するための必要とされる
尽速な再与圧を達成するのに必要な圧縮器１２の寸法を
減少せしめる。フィード端均等化はエネルギーを回収し
、システム効率を増加させ、そして低及び高生成物配送
圧の両方に使用することができる。前記利点は、もちろ
ん工程１及び５において説明された、単１サイクル期間
中に起こるフィード端均等化の両方にあてはまる。フィ
ード端均等化は、下記の理由により、生成物端均等化に
比較して所定の床中の吸着剤材料をより少なく必要とす
る。

生成物端均等化又は出口端均等化においては、高圧の床
は圧均等化工程の期間中フィードフローに対して並流方
向にて減圧される。これは、物質移動帯城が圧力が減少
するにつれて床の生成物端に向かって進むことを引き起
こす。生成物純度を維持するべきこの工程期間中物質移
動帯城を入れる容積とするために、より大きな床、即ち
より大量の吸着剤材料が必要である。他方フィード端均
等化においては、高い圧力の床はこの均等化工程期間中
フイードフローに対して同流方向にて減圧される。この
工程においてガスフローの方向のために物質移動帯城が
前進しない。向流減圧もまた、窒素がこの工程の間に床
のフィード端部に向けて流れ始めるから次のパージ工程
のために有益である。物質移動帯城が前進しないことと
向流減圧との組合せが吸着剤材料の必要量を減少させる
。床サイズファクターは、１つのシステム又はサイクル
から他のシステム又はサイクルに必要とする吸着剤材料
の量を比較するために使用する数量である。

与えられた床サイズファクターにおいて、フイード機部
均等化の使用が、生成物端部均等化の使用と比較してよ
り純度の高い酸素を生成すると考えられる。吸着床が工
程２に例示したようなその中での吸着操作の終了時及び
床のパージの前にある場合の吸着床と隔離貯蔵吸着床と
の間の圧力の均等化並びに工程４に例示したように吸着
床が相対的に低い圧力にある場合の吸着床のパージ後の
これらの同じ二つの構成部分間の圧力のその後の均等化
の組合せが吸着床の使用を最大限とすると同時に生成物
の純度を最大とする。

とくに工程２の間に、圧力を減じつつある床Ａがフィー
ドフ。一に対して隔離貯蔵吸着床Ｃと均等化するにつれ
て、床Ａの物質移動帯城に含まれる窒素の一部が床Ｃに
移される。このことが床Ａの最大かつ連続使用を可能に
する。いいかえると、物質移動帯城を床Ａに沿って入口
から出口へできるだけ移動させることができる。床Ａか
ら床Ｃへのフローの初期においてガスは酸素に富んでい
るが、フローが継続するにつれてガスは段々と新鮮空気
の組成に戻る。さらに隔離貯蔵吸着床は減圧しつつある
吸着剤から幾らかのポテンシャル・エネルギーを回収し
、ついでこれがシステム・ブロー・ダウン圧力を減少し
回収及び効率を減少させる。隔離貯蔵吸着床Ｃを設ける
ことは、物質移動帯域の前面が吸着床の出口端部から抜
け出る場合におこるかも知れない生成物純度の変動を平
均化するための混合容量を与える。システムが設計され
たときの最適平衡条件及びフロー条件で作動する場合に
上述の利益が得られる。例えば、医療用酸素を供給する
ためにシステムを使用する場合、設計条件は約３．０そ
／分のフロー速度である。工程４の期間中に隔離貯蔵吸
着床Ｃがフィードフローに対して向流にて床Ａと圧均等
化するので床Ａに帰るガスは、生成物純度に悪影響を与
えない方法で床Ａの中に分散する。

ガスは一かたまりの量で吸着剤Ａに帰って床Ａの出口領
域において濃縮されるのではなく、そのかわり床Ａの中
を床Ａに沿って分散する。上述のことは、圧力が相対的
に低く、すなわち地．ｓ．ｉ．ｇ．であり、この低圧が
ガスを床を通じて容易に分散させる場合、床Ａへのガス
の回帰が、パージ後直ちにおこるという事実の結果であ
ると信じられている。隔離床Ｃからの再与圧の開始時の
床Ａ中の低圧は雲圧が、床の口織部に隣接する吸着剤材
料の窒素を吸着しない方法で、入ってくるガスを床に沿
って急速に移動することを許すと信じられている。床Ｃ
から床Ａへのガスフローの初期に、ガスは窒素に富んで
いるが、フローが継続するにつれて、ガスはより酸素に
富んだものとなる。床Ｃの圧力が工程６及び８の期間に
第２氏Ｂと均等化するので、上述の利益は勿論同じよう
に明らかである。フロー制御弁５０Ａ及び５０Ｂを配置
することが、吸着床Ａ及びＢの各々にパージガスフロー
の個別的調整を与えることにより、システムをバランス
させることを可能にする。

この二つの床の各々と関連させた調節可能フロー制御弁
を設置することは各々の弁５０Ａ及びＢの単なる手動議
節により床及び配管中の差を補償することを許す。バラ
ンスのとれていないシステムは物質移動帯城の前面が一
つの床の出口端部を通じて他の床におけるよりもはやく
漏出することにより特徴付けられる。生成物純度を維持
するために、これはシステム操作を、最初に窒素の漏出
を起こすところのその床の「漏出までの時間」に限定す
ることとなり、それによって他の床は不十分にしか使用
されずその結果全システムが与えられれた純度でより少
ない酸素を生成することになる。第１図に示したように
生成ガスもまたこれらの同じ弁を通ってシステム生成物
出口６６に移動してもよいが、ダブル・アクティング・
フロー制御弁５０Ａ及び５０Ｂ（すなわち、一方向に自
由にフローさせ反対方向のフローは制御する）を個々に
パージフローを制御するための二つの簡単なニードル弁
によって置き換えることができ、ついで二つのチェック
弁を、生成ガスを床出口部からシステム生成物出口６６
へ送る方向に配置したニードル弁と平行に連結する。弁
５０Ａ，５０Ｂをもつパスにおける自動弁５４（工程１
乃至８を通じて開放）は閉止隔離弁であり、この弁はシ
ステムを停止する場合、床Ａ及びＢを隔離して床の各々
の圧力を維持し圧均等化を防止する役割をする。システ
ムを停止する場合、すべての他の自動弁も閉止する。つ
いでシステムを再び操業する場合、床Ａ及びＢが停止前
の各々の圧力に維持されているために、希望する操作条
件に到達するのに要する時間がより短かい。第１表は隔
離貯蔵タンク又は隔離貯蔵吸着床Ｃのシステム能力に対
する効果を例示するデータを示す。

第１表に示したデー外ま純度９０％の酸素生成物に対す
るものであり、酸素回収百分率は低圧及び高圧配送条件
に対して示されている。使用されている略語、Ｓ．Ｓ．
Ｔ．は隔離貯蔵タンクを意味し、Ｆ．Ｅ．Ｅ．はフィー
ド端部均等化を意味する。第１表第３図は、ガス生成物
を隔離貯蔵吸着床Ｃの他端部から抜き出すことができる
、本発明に従うシステムの他の具体化例の詳細を示す。

第３図に示したシステムにおいて、第１図の構成部分と
同じ構成部分は同じ参照番号をもつがダッシュを付けて
ある。システムは、その詳細のみを第３図に示してある
が、第１図のシステムにおいてＡ及びＢで示した吸着床
と同一の吸着床Ａ′及びＢ′（示されていない）を勿論
同時に含み、ガス入口及び出口、ガスフイード流、廃棄
物出口及び生成物出口への同様の連結をもつ。入口３４
′の反対側にある隔離貯蔵吸着床Ｃ′の端部は自動弁１
１０を有する導管１０８により、レギュレーター７６′
から上流の第２生成物導管区域７４‘こ連結されている
。

弁１１９を開いて、生成物品質のガスを隔離貯蔵吸着床
Ｃ′から抜き出し生成物導管に導入することができる。
これは高圧生成物配送よりもむしろ低圧生成物配送を必
要とする状況において有利であることができる。さらに
、生成物を隔離貯蔵吸着床Ｃ′から配送する場合、この
床は、物質移動帯城がその床のその端部を通して漏出す
る前に短期間に高流速でシステムから生成物を抜き出す
ことを可能とする生成物サージタンクとしても働く。こ
れに対して、漏出条件からの回復は比較的遅いことがあ
り得る。隔離貯蔵床Ｃ′から生成物ガスを抜き出すこと
の他の利益はそれが生成物の比較的大きな回収率を与え
るということである。これは、貯蔵床〇よりの生成物の
抜き出しがその中の圧力を減少させ、そのため圧力がつ
ぎに吸着床Ａ′及びＢの一方と均等になる場合吸着床が
低圧にあるからである。より低い圧力のためのその吸着
床をパ−ジするためのブローダウン要求量がより少なく
なりその結果大気中へのガスの放出量がより少なくなる
。廃棄ロスのこの減少は生成物回収のより高い百分率を
与える結果となる。二重連結隔離貯蔵吸着床Ｃ′に関連
する別の利益は、他の二つの床Ａ′及び８の各々におけ
る物質移動帯城の前面を低下させその結果床が頂部から
隔離貯蔵床Ｃ′と均等化する場合隔離貯蔵吸着床により
取られる窒素をより少なくせしめるフィード端部均等化
を含む。第３図に示すように、システムは、一端で貯め
８４′に連結し、他端で吸着床と結合した第３の貯め導
管１１４を含む。

本例示においては、導管１１４の「床側一端部は自動弁
６０Ａ′及び６０６を有するフローパスに連結しており
これらの弁の間で連続されている。導管１１４は自動弁
１１６を有し、自動弁１１６を開くと生成物ガスが貯め
導管８４′から吸着床に流れることができパージ及び再
与圧のような操作に使用される。第１図及び第３図のシ
ステムにおける貯めの第１の役割は装置の故障又は動力
の停止の場合に生成物ガスの予備供給力を有するという
ことである。

システムが医療用酸素を供給する場合、これは特に重要
である。通常の操作条件下では貯めは２８一２幼．ｓ．
ｉ．ｇ．の圧力にあり、生成物酸素は弁７２及びレギュ
レーター７６を通って生成物出口６６に流れる。もし電
力が停止するか又はしや断されるならば、弁７２が閉止
する。これは弁９６を開く制御１０川こよって感知され
る。酸素フローは、貯めの貯蔵量が空になるまで貯めか
ら弁９６を通って生成物導管をへて出口６６に続く。動
力の停止を示すために警報をならすことができる。貯め
はまたパージ工程の期間中の吸着床のために適当な時に
単に弁１１６を開放することにより必要とするパージ酸
素の一部又は全部を供給するために使用することができ
る。貯めはまた別のサージタンクとして使用することが
できる。吸着床への及び吸着床からの圧均等化は弁１１
６及び６２の正しいシーケンシングを通じて達成するこ
とができる。故障がおこったとき貯めが予備酸素を供給
する場合、予備酸素が続く時間の長さは故障の時の貯め
の圧力に依存する。

もし貯めをバックアップ酸素の供給としてのみ使用する
ならば、貯め圧力は常に最大にあるのに対し、もし貯め
を補助パージ及び／又は再与圧ガスを斑給するために使
用するならば、貯めの圧力は酸素の予備供Ｖ給と同様に
変化するであろう。貯めは吸着床を含むことができるが
又同時により大きなサイズの通常のタンクを含有するこ
とができる。第４図は第１図及び第３図のシステムを制
御するための装置を示す。

生成物導管７４′をタンク又は同様の貯蔵容器１２川こ
連結することができ、そしてガス生成物を、使用するた
めの導管１２２を通じてそこから抜き出すことができる
。自動弁の制御を含むシステムのシーケンシング及びタ
イミングはシステム制御装置１２４により達成され、制
御装置１２４により発生された制御信号は１２６で集合
的に示したラインにより弁及びシステムの他の適当な構
成部分に伝達される。一般に制御装置１２４は貯蔵容器
１２０内の生成物ガスの圧力に応答し、そしてこの目的
のために圧力センサ１３０が連結１３２により貯蔵容器
１２０に作用的に連結されている。センサ１３０からの
出力はライン１３４により別の制御装置に連結されてお
り、この装置１３６はさらに連結１３８によりシステム
制御装魔１２４に制御する関係にて連結されている。一
度びシステムの操業が始まると、完了すべき最小数のサ
イクル及び操業を停止すべきサイクル内での時点という
２つの点から操業を停止すべき最適時間が存在すること
が認められた。別の制御装置１３６は、システム制御装
置１２４をしてシステムの操業が一度び開始された後所
定のサイクル数の間システムの操業を維持させるように
機能する。フィード空気から酸素を生産するシステムに
おいてサイクルを２回完了させると所望の結果を与える
ことが認められた。−回の完全サイクルは第２図に表示
した工程１〜８を含む。さらに、システムの操業を停止
させるべきサイクル内の最適点があり、これは二つの吸
着床Ａ及びＢにおいて圧力が均等である点、即ち工程２
又は工程６の最初であることが認められた。しかがって
、別の制御装置１３６又は、２回の完全サイクルが完了
した後であって二つの吸着床Ａ及びＢにおける圧力が均
等である、次のサイクル内の最適点においてのみシステ
ムを停止させるように機能する。別の制御装置１３６は
、例えばカム型又はステップ・スイッチ型であることが
できる。このようにシステム制御装置１２４はセンサ１
３０による信号によって貯蔵容器１２０内のガス圧に応
答し、正規には貯蔵容器１２０内のガス圧が所定の大き
さに達したときにプロセス及びシステムの操業を停止さ
せる。別の制御装置１３６はシステム制御装置１２４を
オーバーラィドしてサイクル内の所定の瞬間にのみプロ
セス及びシステムの操業を停止させる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に従う圧変動吸着システムの１つの具体
例の略図、第２図は本発明圧動吸着法を例示するサイク
ルシークェンスチャート、第３図は一部を除いた本発明
に従う圧変動吸着システムの他の具体例の略図である。 図においてＡ，Ｂ…吸着床、Ｃ，〇…隔離貯蔵吸着床で
ある。多′凶 務の軍 毅２図 あう■

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 少なくとも２つの吸着帯域の各々における選択的吸
   着によりガス状混合物の成分を画分するための圧変動法
   であつて、順次に、フイード流からのガス状混合物を第
   １吸着帯域がほぼ飽和されるまで該第１吸着帯域を通過
   せしめ、同時に第２吸着帯域をパージし次いで与圧し、
   然る後フイード流からの該ガス状混合物を該第２吸着帯
   域がほぼ飽和されるまで該２吸着帯域を通過せしめ、同
   時に該第１吸着帯域をパージし次いで与圧し、その際パ
   ージング段階の終りの吸着帯域の各々に対する与圧ガス
   の一部は該第１帯域のフイード端と該第２帯域のフイー
   ド端との間の圧均等化に由来するものであり、そのこと
   から吸着操作の終りに該吸着帯域の一方から抜き出され
   るガスはフイード流に対して向流方向でありそして該フ
   イード流からのガス状混合物と共にフイード流と並流方
   向にて該吸着帯域の他方中に該吸着帯域の他方の該与圧
   後に導入されることを特徴とする上記圧変動法。 ２ フイードガス流と直接連通しないように隔離された
   隔離貯蔵吸着帯域を設け、該第１吸着帯域及び第２吸着
   帯域のフイード端からの該吸着帯域の圧均等化の後、フ
   イードガス流からのガス状混合物を該吸着帯域の一方に
   て吸着させて該帯域の一方の出口から生成ガスを取出し
   、該吸着帯域の他方の圧力と該隔離貯蔵吸着帯域の圧力
   とをを、郭吸着帯域の他方からフイードフローと並流方
   向にて低純度ガスを抜き出しそして該隔離貯蔵吸着帯域
   の１端へ該低純度ガスを導入することにより均等化し；
   然る後、該隔離貯蔵吸着帯域の圧力が、該隔離貯蔵吸着
   帯域の該１端からガスを抜き出し該抜き出されたガスを
   フイードフローに対して向流方向にて該他方の吸着帯域
   中に導入することによつて該他方の吸着帯域の圧力と均
   等化される前に、該一方の吸着帯域の出口からフイード
   フローに対して向流方向にて該他方の吸着帯域へと生成
   物ガスを転流せしめることにより該他方の吸着帯域をパ
   ージする、特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３ 特許請求の範囲第２項記載の最後の圧均等化工程後
   に、該帯域のフイード端からの該帯域の圧均等化で開始
   し該吸着帯域の一方の機能と該吸着帯域の他方の機能と
   を逆にすることにより、特許請求の範囲第２項記載のす
   べての工程を連続的に繰り返す、特許請求の範囲第２項
   記載の方法。 ４ 該隔離貯蔵吸着帯域の他端から生成物ガスを抜き出
   すことを含む、特許請求の範囲第２項又は３項記載の方
   法。 ５ 該方法の工程は、該方法が所定回数の同一サイクル
   に対して連続されるように制御される、特許請求の範囲
   第３又は４項記載の方法。 ６ 該方法の工程は、該方法が該方法のサイクルの最適
   点でのみ終了せしめられるように制御される、特許請求
   の範囲第３，４又は５項記載の方法。 ７ 該ガス状混合物が空気であり、該生成物ガスが高純
   度酸素である、前記特許請求の範囲の何れかに記載の方
   法。 ８ 該パージングは、（ａ）該吸着帯域がそれぞれ吸着
   操作を終了した時に、パージングせんとするそれぞれの
   吸着帯域から低純度ガスをフイードフローと並流方向に
   て抜き出し、（ｂ）該抜き出された低純度ガスを隔離貯
   蔵吸着帯域の１端に導入し、（ｃ）それぞれの吸着帯域
   の該フイード方向と反対方向にそれぞれの該吸着帯域を
   通してパージガスを排気せしめ、そして（ｄ）該隔離貯
   蔵吸着帯域の該１端からガスを抜き出し、該抜き出した
   ガスをそれぞれの該吸着帯域の該フイード方向と反対方
   向にそれぞれの吸着帯域を通過せしめ、そしてそれぞれ
   の該吸着帯域が比較的低圧である時に該フイード流へと
   流れさせ、そのことにより該隔離貯蔵吸着帯域から抜き
   出されたガスはそれぞれの該吸着帯域からフイードフロ
   ーと並流方向にて該吸着帯域の他方を通過する、ことに
   より行なわれる特許請求の範囲第１〜７項のいずれかに
   記載の圧変動法。 ９ ガス入口及びガス出口を有する第１吸着床と、ガス
   入口及びガス出口を有する少なくとも１つの追加の吸着
   床と、該吸着床の該ガス入口をフイードガス流に連結す
   る供給手段と、生成物出口と、該第１床と第２床のそれ
   ぞれを飽和させた後で該第１床と第２床のそれぞれをパ
   ージする手段と、パージ後該床のそれぞれを与圧するた
   めの手段と、該第１吸着床の該ガス出口に１端にて連結
   され、該追加の吸着床の該ガス出口に他端にて連結され
   たガス流路と、該吸着床のガス入口を選択的に相互に連
   結するための手段と、該床のそれぞれがそのパージ段階
   の終りに達し次の吸着段階の前に与圧を開始するときに
   、該吸着床のガス入口の圧均等化のための該相互連結手
   段を解放するための制御手段とをを具備する圧変動吸着
   によりガス状混合物から少なくとも１つの成分を画分す
   るための装置。 １０ 該ガス流路は、（ａ）該第１吸着床の該ガス出口
   と該追加の吸着床との間に設けられた、該第１床の該出
   口から該追加の吸着床に向かう方向のガスフローを妨げ
   ないが該第１床の該ガス出口に向かう方向のフローを制
   御するようになつている第１フロー制御弁と、（ｂ）該
   追加の吸着床の該ガス出口と該第１吸着床との間に設け
   られた、該追加の床の該出口から該第１吸着床に向かう
   方向のガスフローを妨げないが該追加の床の該ガス出口
   へ向かう方向のフローを制御するようになつている第２
   フロー制御弁とを具備する特許請求の範囲第９項記載の
   装置。 １１ 該吸着床の該ガス出口間にて該ガス流路中に隔離
   弁を更に含む、特許請求の範囲第１０項記載の装置。 １２ 該生成物出口が該第１フロー制御弁と該第２フロ
   ー制御弁との間で該ガス流路に連結されている、特許請
   求の範囲第１０又は１１項記載の装置。 １３ 該第１フロー制御弁が第１吸着床の該出口に隣接
   し、該第２フロー制御弁が該追加の吸着床の該出口に隣
   接し、生成物導管が１端にて該ガス生成物出口にそして
   他端にて該吸着床の該ガス出口に連結され、そして該シ
   ステムは、溜めと、該生成物導管に連結され且つ該生成
   物導管から該溜めへの方向にのみガスフローを許容する
   フロー制御手段を含む第１導管と、該溜めに連結され且
   つ該ガス生成物出口に隣接した該生成物導管に連結され
   そして該溜めから該生成物導管を経由する該ガス生成物
   出口へのガスフローを制御する手段を含む第２導管とを
   更に具備する、特許請求の範囲第１０，１１又は１２項
   の何れかに記載の装置。 １４ 該生成物出口が、該吸着床の該ガス出口を該生成
   物出口に連結するための生成物導管を具備し、更に故障
   の場合生成物導管へ戻すための生成物ガスを受入れ貯蔵
   する溜めと、該生成物導管及び該溜めに連結された第１
   溜め導管と、該第１溜め導管において該生成物導管から
   該溜めへの１方向にのみガスフローを許容する主段と、
   該溜め及び該生成物導管に連結された第２溜め導管と、
   該第２溜め導管において該溜めから該生成物導管への生
   成物ガスのフローを制御する弁を具備する特許請求の範
   囲第９〜１３項のいずれかに記載の装置。 １５ 該溜め導管と該吸着床との間における該生成物導
   管中の生成物導管弁と、該第２溜め導管弁手段中の該弁
   及び生成物導管弁に作用的に連結されていて、該溜めか
   ら該生成物出口へ生成物ガスを供給するため該生成物導
   管弁の閉止に応答して該第２溜め導管中の該弁を開くよ
   うになつている制御手段とを更に含む、特許請求の範囲
   第１４項記載の装置。 １６ 該溜めに１端にて連結され、該吸着床に他端にて
   連結された第３溜め導管を更に具備し、該第３溜め導管
   はパージング及び再与圧の如き操作のため該溜めから直
   接該吸着床への生成物ガスのフロを制御するための手段
   を具備する、特許請求の範囲第１４又は１５項記載の装
   置。 １７ 該装置制御装置を所定数のサイクルに対して該装
   置の操作を維持するようにせしめる該装置制御装置に作
   用的に連結された別のフロー制御手段を具備する特許請
   求の範囲第１０〜１６項のいずれかに記載の装置。 １８ 該別の手段が該装置フロー制御装置を２回の完全
   サイクルの間該装置の操作を維持せしめるように構成さ
   れている、特許請求の範囲第１７項記載の装置。 １９ 該別の手段の組合せは、該装置制御装置が操作の
   サイクル中の最適点でのみ該装置の操作を終了せしめる
   ようにする、特許請求の範囲第１７項記載の装置。 ２０ サイクル中の該最適点は該吸着床中の圧力が実質
   的に等しい時である、特許請求の範囲第１９項記載の装
   置。 ２１ 該生成物出口に連結されたガス生成物貯蔵容器と
   、該貯蔵容器に作用的に連結された圧感知手段とを更に
   具備し、該装置システム制御装置は、該感知手段の信号
   により該貯蔵手段のガス圧に応答して、正規には該貯蔵
   容器中のガス圧が所定の大きさに到達する時に該装置の
   操作を停止せしめるようになつており、該別の制御手段
   は該圧力感知手段に作用的に連結され、該装置制御装置
   に対して制御する関係にて連結されて該装置制御手段を
   オーバーライドして所定のサイクル期間中にのみ該装置
   の操作を終了せしめるようになつている、特許請求の範
   囲第１７〜２０項の何れかに記載の装置。