JPS60239310A - アルゴン−酸素精錬排ガスからアルゴンを回収する方法 - Google Patents
アルゴン−酸素精錬排ガスからアルゴンを回収する方法Info
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- JPS60239310A JPS60239310A JP59095805A JP9580584A JPS60239310A JP S60239310 A JPS60239310 A JP S60239310A JP 59095805 A JP59095805 A JP 59095805A JP 9580584 A JP9580584 A JP 9580584A JP S60239310 A JPS60239310 A JP S60239310A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(発明の技術分野)
本発明はアルゴン−酸素精錬排ガスからアルゴンを回収
する方法に関するものである。
する方法に関するものである。
クロムステンレス鋼、クロムニッケルステ/レス鋼、耐
熱鋼などの高クロム鋼(鉄)の精錬法として広く採用さ
れているアルゴン−酸素精錬法は、周知のようにクロム
を酸化することなく脱炭が可能でかつ良好な品質が得ら
れるが、高価なアルゴンを大量(12〜15 Ndl溶
鋼溶鋼圧使用しなければならない。一方、アルゴン−酸
素精錬排ガスは外気を遮断して捕集すると平均的にアル
ゴンを約30%程度含んでいる。したがって当該排ガス
に含まれるアルゴンを安価に分離することができれば、
これを循環再使用することによりアルゴンコストの低減
をはかることができ、工業的にきわめて有意義である。
熱鋼などの高クロム鋼(鉄)の精錬法として広く採用さ
れているアルゴン−酸素精錬法は、周知のようにクロム
を酸化することなく脱炭が可能でかつ良好な品質が得ら
れるが、高価なアルゴンを大量(12〜15 Ndl溶
鋼溶鋼圧使用しなければならない。一方、アルゴン−酸
素精錬排ガスは外気を遮断して捕集すると平均的にアル
ゴンを約30%程度含んでいる。したがって当該排ガス
に含まれるアルゴンを安価に分離することができれば、
これを循環再使用することによりアルゴンコストの低減
をはかることができ、工業的にきわめて有意義である。
本発明はこのような目的に適合するものである。
(従来技術)
アルゴン−酸素精錬排ガスからアルゴンを回収する方法
として、従来いくつかのプロセスが知られている。
として、従来いくつかのプロセスが知られている。
+a+ 特公昭50−8999号公報は当該排ガスを外
気と遮断して捕集し、−酸化炭素の選択的吸収液(銅ア
ンモニア溶液など)と接触させ、−酸化炭素を除去して
アルゴンを回収する方法を開示している。
気と遮断して捕集し、−酸化炭素の選択的吸収液(銅ア
ンモニア溶液など)と接触させ、−酸化炭素を除去して
アルゴンを回収する方法を開示している。
(bl 特公昭52−28750号公報は外気と遮断し
て捕集した当該排ガスに酸素を添加し、−酸化炭素を燃
焼させ二酸化炭素に変換させた後、二酸化炭素を一10
0℃程度で液化凝縮させて除去し、アルゴンを回収する
方法を開示している。
て捕集した当該排ガスに酸素を添加し、−酸化炭素を燃
焼させ二酸化炭素に変換させた後、二酸化炭素を一10
0℃程度で液化凝縮させて除去し、アルゴンを回収する
方法を開示している。
(C)更に、特開昭54−149396号公報は当該排
ガスを外気と遮断して捕集し、酸素添加して一酸化炭素
を二酸化炭素に転換後、二酸化炭素に対し吸着能力を有
する合成ゼオライトと接触させて二酸化炭素を除去して
アルゴンを回収する方法を開示している。
ガスを外気と遮断して捕集し、酸素添加して一酸化炭素
を二酸化炭素に転換後、二酸化炭素に対し吸着能力を有
する合成ゼオライトと接触させて二酸化炭素を除去して
アルゴンを回収する方法を開示している。
前記のプロセスのうちta)および(b)については、
プロセスの設備構成が複雑である上に運転コストの大き
い吸収液の再生や低温処理を含むので、経済的にアルゴ
ンを回収することが困難なため1 ヶ□イ、あわ、いれ
、。(。)Kつい、、よ、つゆ4いは比較的簡単である
が、吸着装置に供給されるガス中のアルゴン濃度が30
%台と低く、被吸着物質(二酸化炭素)の濃度が高いの
で、装置が大型化し無駄が多く、コストの上昇を招く。
プロセスの設備構成が複雑である上に運転コストの大き
い吸収液の再生や低温処理を含むので、経済的にアルゴ
ンを回収することが困難なため1 ヶ□イ、あわ、いれ
、。(。)Kつい、、よ、つゆ4いは比較的簡単である
が、吸着装置に供給されるガス中のアルゴン濃度が30
%台と低く、被吸着物質(二酸化炭素)の濃度が高いの
で、装置が大型化し無駄が多く、コストの上昇を招く。
更に、回収アルゴンの濃度が913%(特開昭54−1
49396号公報実施例)と低いので、使用法が限定さ
れると共にメークアップ用市販アルゴンと互換的に取扱
うことができないので、循環再使用のために別に受けい
れ設備を設置する必要があり、取扱いも複雑になるなど
実用的な問題がある。
49396号公報実施例)と低いので、使用法が限定さ
れると共にメークアップ用市販アルゴンと互換的に取扱
うことができないので、循環再使用のために別に受けい
れ設備を設置する必要があり、取扱いも複雑になるなど
実用的な問題がある。
(発明の目的)
本発明は、アルゴン−酸素精錬排ガスからアルゴンを回
収する方法として、上記従来技術の問題点を解決し、簡
単な設備で安価に操業できるのみならず、メークアップ
用市販アルゴント全く互換性をもって取扱うことのでき
る純度の高いアルゴンを回収する新たな方法を提供する
ことを目的とするものである。
収する方法として、上記従来技術の問題点を解決し、簡
単な設備で安価に操業できるのみならず、メークアップ
用市販アルゴント全く互換性をもって取扱うことのでき
る純度の高いアルゴンを回収する新たな方法を提供する
ことを目的とするものである。
(発明の構成および作用)
本発明の要点は、アルゴン−酸素精錬排ガスを後述のよ
うにアルゴン濃度の高い(好ましくは約90%以上)精
錬終期のみにおいて外気と遮断して捕集し、次いでこの
捕集された排ガスを酸素、窒素に対し吸着能力を有する
吸着剤と接触させて酸素、窒素を除去してアルゴンを回
収することである。
うにアルゴン濃度の高い(好ましくは約90%以上)精
錬終期のみにおいて外気と遮断して捕集し、次いでこの
捕集された排ガスを酸素、窒素に対し吸着能力を有する
吸着剤と接触させて酸素、窒素を除去してアルゴンを回
収することである。
以下に本発明の構成について詳しく説FJAを加える。
アルゴン−酸素精錬排ガスよりアルゴンを回収すること
を目的として外気と遮断して排ガスの捕集を行う場合、
完全なシールは技術的ないし経済的に困難で若干の外気
の混入はさけられない。この場合の精錬期間内の当該排
ガスの組成の一例をあげると表1のようになる。表1か
ら明らかなように、精錬終期はアルゴンを90%以上含
む。このように、アルゴン濃度の高い期間のみ捕集すれ
ばコンノ々クトな装置で効率よくアルゴンを回収するこ
とができ、設備費、運転費共極小にすることができる。
を目的として外気と遮断して排ガスの捕集を行う場合、
完全なシールは技術的ないし経済的に困難で若干の外気
の混入はさけられない。この場合の精錬期間内の当該排
ガスの組成の一例をあげると表1のようになる。表1か
ら明らかなように、精錬終期はアルゴンを90%以上含
む。このように、アルゴン濃度の高い期間のみ捕集すれ
ばコンノ々クトな装置で効率よくアルゴンを回収するこ
とができ、設備費、運転費共極小にすることができる。
表1゜アルゴン−酸素精錬排ガス組成(例)表1に示す
ように、精錬終期のみ選別捕集されたガスは一酸化炭素
は殆んど含まないが、酸素および窒素を無視できない程
度に含んでいる。
ように、精錬終期のみ選別捕集されたガスは一酸化炭素
は殆んど含まないが、酸素および窒素を無視できない程
度に含んでいる。
そこで、本発明では酸素、窒素に対して吸着能力を有す
る吸着剤を用いて、いわゆるPSA(Pressure
Swing Adsorption)法により酸素、
窒素を吸着除去してアルゴンを回収する。そのため、回
収アルゴンは998%以上の濃度をもち、メークアップ
用市販アルゴンと完全に互換性をもって取扱うことがで
きる。
る吸着剤を用いて、いわゆるPSA(Pressure
Swing Adsorption)法により酸素、
窒素を吸着除去してアルゴンを回収する。そのため、回
収アルゴンは998%以上の濃度をもち、メークアップ
用市販アルゴンと完全に互換性をもって取扱うことがで
きる。
PSA:Aによってアルゴンと酸素を分離することは常
温では非常に困難であるが、例えば特公昭54−382
3号公報に示されているS i02 、klh O3及
び1]20を主成分としアルカリ及びアルカリ土類金属
酸化物の含有量が1〜10重量%であり、表2又は表3
に示すX線回折像を示す天然産の凝灰岩を適当な粒度に
粉砕し、約350〜700℃で加熱脱水して賦活処理し
たものは、本発明の方法に適した分離性能を有する吸着
剤として使用することができる。
温では非常に困難であるが、例えば特公昭54−382
3号公報に示されているS i02 、klh O3及
び1]20を主成分としアルカリ及びアルカリ土類金属
酸化物の含有量が1〜10重量%であり、表2又は表3
に示すX線回折像を示す天然産の凝灰岩を適当な粒度に
粉砕し、約350〜700℃で加熱脱水して賦活処理し
たものは、本発明の方法に適した分離性能を有する吸着
剤として使用することができる。
表 2
表 3
すなわち、本発明は当該排ガスをアルゴン濃度の高い精
錬終期のみにおいて捕集することを着想したことと、適
切な吸着剤で酸素、窒素を分離除去できることを見出し
たことからなでれたものである。
錬終期のみにおいて捕集することを着想したことと、適
切な吸着剤で酸素、窒素を分離除去できることを見出し
たことからなでれたものである。
更に理解を容易にするために、以下に図面によって本発
明の一例を具体的に説明する。
明の一例を具体的に説明する。
第1図は本発明方法を実施するための設備の例である。
アルゴン−酸素精錬において、精錬炉lに装入された溶
鋼(銑)2の中に、炉底付近に設置された羽口3からア
ルゴンホルダー13より送られたアルゴンと酸素ホルダ
ー14より送られた酸素との混合ガス4を吹き込んで吹
錬するとき、高温の精錬排ガス5が発生する。精錬排ガ
ス5は外気と遮断したフード6、冷却塔7、集塵機8を
通ってダクト9に至る。更に吸引ファン10によって排
ガスホルダー11に貯槽される。もし全量貯槽されると
そのガス組成は平均化されアルゴン30%、−酸化炭素
60%程度、それに若干の外気が混入したものになるが
、前記のようにアルゴン濃度の高い精錬終期のみ貯槽し
、アルゴン濃度の低い初期および中期はバイパスダクト
16の方に導き別処理することとする。このとき、排ガ
スホルダー11に貯槽されたガスの組成は若干の外気の
混入を伴って表1の例に示すようにアルゴン91%、酸
素2%、窒素7%程度になる。このガスを排ガスホルダ
ー11よりPEAシステム12に送りアルゴンと酸素お
よび窒素とを分離すると、99.8%以上の純度をもつ
アルゴンが回収される。これはメークアップ用市販アル
ゴン15と互換的にとり扱うことができるので、アルゴ
ンホルダー13に送られ再使用される。
鋼(銑)2の中に、炉底付近に設置された羽口3からア
ルゴンホルダー13より送られたアルゴンと酸素ホルダ
ー14より送られた酸素との混合ガス4を吹き込んで吹
錬するとき、高温の精錬排ガス5が発生する。精錬排ガ
ス5は外気と遮断したフード6、冷却塔7、集塵機8を
通ってダクト9に至る。更に吸引ファン10によって排
ガスホルダー11に貯槽される。もし全量貯槽されると
そのガス組成は平均化されアルゴン30%、−酸化炭素
60%程度、それに若干の外気が混入したものになるが
、前記のようにアルゴン濃度の高い精錬終期のみ貯槽し
、アルゴン濃度の低い初期および中期はバイパスダクト
16の方に導き別処理することとする。このとき、排ガ
スホルダー11に貯槽されたガスの組成は若干の外気の
混入を伴って表1の例に示すようにアルゴン91%、酸
素2%、窒素7%程度になる。このガスを排ガスホルダ
ー11よりPEAシステム12に送りアルゴンと酸素お
よび窒素とを分離すると、99.8%以上の純度をもつ
アルゴンが回収される。これはメークアップ用市販アル
ゴン15と互換的にとり扱うことができるので、アルゴ
ンホルダー13に送られ再使用される。
PSAシステム12は酸素、窒素に対して吸着能力のあ
る吸着剤、即ち前述の天然凝灰岩などを充填した2本以
上の吸着塔列と配管、自動1 o、、およヶエ、工、ヨ
ヮヵゆ71.□いるが、その−例を第2図に示す。第2
図の装置構成は吸着剤を除きPSA装置としては公知の
もので、図中A、B、Oは吸着塔、V□〜VtSは自動
切換弁、Dは原料ブロワ−1Eは排気ポンプ、Fはパー
ジブロワ−1GはPSA排ガスタンクを示す。第1図の
排ガスホルダー11に貯槽された精錬終期の精錬排ガス
17は第2図の原料ブロワ−Dに導かれ、回収アルゴン
18は第2図の吸着塔から出て第1図のアルゴンホルダ
ー13に送られる。
る吸着剤、即ち前述の天然凝灰岩などを充填した2本以
上の吸着塔列と配管、自動1 o、、およヶエ、工、ヨ
ヮヵゆ71.□いるが、その−例を第2図に示す。第2
図の装置構成は吸着剤を除きPSA装置としては公知の
もので、図中A、B、Oは吸着塔、V□〜VtSは自動
切換弁、Dは原料ブロワ−1Eは排気ポンプ、Fはパー
ジブロワ−1GはPSA排ガスタンクを示す。第1図の
排ガスホルダー11に貯槽された精錬終期の精錬排ガス
17は第2図の原料ブロワ−Dに導かれ、回収アルゴン
18は第2図の吸着塔から出て第1図のアルゴンホルダ
ー13に送られる。
一般的なPSA装置として吸着、脱着などの操作を合理
的に組合せた塔構成や弁切換サイクルが種々公知技術と
して知られており、それらの中から設備および運転コス
ト、アルゴン回収率、操作性などを考慮して適当なもの
を場合に応じて採用することもできる。
的に組合せた塔構成や弁切換サイクルが種々公知技術と
して知られており、それらの中から設備および運転コス
ト、アルゴン回収率、操作性などを考慮して適当なもの
を場合に応じて採用することもできる。
温度は常温以下、吸着圧は常圧以上、脱着圧は常圧〜減
圧で行い得るが、第1図の場合は通常常温、常圧近辺で
吸着、減圧(数10mH#)で脱着を行うのが運転コス
トからみて最も有利である。
圧で行い得るが、第1図の場合は通常常温、常圧近辺で
吸着、減圧(数10mH#)で脱着を行うのが運転コス
トからみて最も有利である。
(実施例)
溶鋼処理量 60t/チヤージ
精錬時間 45分
吹込アルゴン 15 Nm3/ を鋼
吹込酸素 16−5 Nm” / を鋼上記の精錬条件
で第1図に示す工程でアルゴンを回収した。精錬の終期
に排ガスホルダー11に捕集された精錬排ガスの組成は
、表1に示すようにアルゴン909%、酸素1.9%、
窒素7.2%であった。これから、PSAシステム12
として第2図に示すものを基本構成として用いて酸素、
窒素を除去して回収されたアルゴンの組成は、アルゴン
999%、酸素450ppm、窒素550 ppmで、
アルゴン回収率93%であった。
で第1図に示す工程でアルゴンを回収した。精錬の終期
に排ガスホルダー11に捕集された精錬排ガスの組成は
、表1に示すようにアルゴン909%、酸素1.9%、
窒素7.2%であった。これから、PSAシステム12
として第2図に示すものを基本構成として用いて酸素、
窒素を除去して回収されたアルゴンの組成は、アルゴン
999%、酸素450ppm、窒素550 ppmで、
アルゴン回収率93%であった。
第1図の排ガスホルダー11に捕集される精錬排ガスは
アルゴン、酸素、窒素のほかに厳密には微量の一酸化炭
素、二酸化炭素、水分などを含むが、これは本発明を実
施する上で何の妨げにもならない。
アルゴン、酸素、窒素のほかに厳密には微量の一酸化炭
素、二酸化炭素、水分などを含むが、これは本発明を実
施する上で何の妨げにもならない。
又、本発明により回収されたアルゴンはメークアップ用
市販アルゴンと全く互換的に取り扱うことができるので
、精錬に再使用されるのみならず他の目的にも使用可能
であることは勿論である。
市販アルゴンと全く互換的に取り扱うことができるので
、精錬に再使用されるのみならず他の目的にも使用可能
であることは勿論である。
(発明の効果)
21、上説明したように、本発明によればアー’L+ゴ
ンー酸素吹錬法により溶鋼(銑)を精錬する際に発生す
る精錬排ガスをアルゴン濃度の高い精錬終期のみにおい
て捕集し、PSAシステムでアルゴンを回収することに
より、PSAシステムがコンノξクトになるため設備費
が安くなると共に、市販のアルゴンと交換的に使用可能
なアルゴンを安価に回収することが出来る等の効果を奏
する。
ンー酸素吹錬法により溶鋼(銑)を精錬する際に発生す
る精錬排ガスをアルゴン濃度の高い精錬終期のみにおい
て捕集し、PSAシステムでアルゴンを回収することに
より、PSAシステムがコンノξクトになるため設備費
が安くなると共に、市販のアルゴンと交換的に使用可能
なアルゴンを安価に回収することが出来る等の効果を奏
する。
第1図は本発明方法を実施するための設備の一例である
。 第2図は第1図におけるPSAシステムの構成を示す一
例である。 1・・・・・・精錬炉、2・・・・・・溶鋼(跣)、3
・・・・・・羽【コ、4・・・・・・アルゴン−酸素混
合ガス、5・・・・・・精錬排ガス、6・・・・・・フ
ード、7″・・・・・・冷却塔、8・・・・・・集塵機
、9・・・・・・ダクト、10・・・・・・吸引ファン
、11・・・・・・排ガスホル$−112・・・・・・
PSAシステム、13・・・・・・アルゴンホルダー、
14・・・・・・酸素ホルダー、15・・・・・・市販
アルゴン(99,8〜99.9%)、16・・・・・す
々イパス ダクト、17・・・・・・精錬終期の精錬排
ガス、18・・・・・・回収アルゴン、A、B、0・・
・・・・吸着塔、■1〜VtS・・・・・・自動切換弁
、D・・・・・・原料プロブ−1E・・・・・・排気ポ
ンプ、F・・・・・・ノぐ一ジブロワー、G・・・・・
・PSA排ガスタンク。 代理人 弁理士 秋 沢 政 光 他2名
。 第2図は第1図におけるPSAシステムの構成を示す一
例である。 1・・・・・・精錬炉、2・・・・・・溶鋼(跣)、3
・・・・・・羽【コ、4・・・・・・アルゴン−酸素混
合ガス、5・・・・・・精錬排ガス、6・・・・・・フ
ード、7″・・・・・・冷却塔、8・・・・・・集塵機
、9・・・・・・ダクト、10・・・・・・吸引ファン
、11・・・・・・排ガスホル$−112・・・・・・
PSAシステム、13・・・・・・アルゴンホルダー、
14・・・・・・酸素ホルダー、15・・・・・・市販
アルゴン(99,8〜99.9%)、16・・・・・す
々イパス ダクト、17・・・・・・精錬終期の精錬排
ガス、18・・・・・・回収アルゴン、A、B、0・・
・・・・吸着塔、■1〜VtS・・・・・・自動切換弁
、D・・・・・・原料プロブ−1E・・・・・・排気ポ
ンプ、F・・・・・・ノぐ一ジブロワー、G・・・・・
・PSA排ガスタンク。 代理人 弁理士 秋 沢 政 光 他2名
Claims (1)
- (1) アルゴン−酸素吹錬法により溶鋼又は溶銑な精
錬するに際し発生する排ガスを吸着塔に導入し吸着及び
脱着操作によりアルゴンを回収する方法において、 前記排ガスを精錬炉より捕集するに際してシま排ガスを
外気と遮断すると共にアルゴン濃度の高(・精錬終期の
みにおいて捕集し、この捕集された排ガスを酸素及び窒
素を吸着する吸着剤を充填した吸着塔に導入することを
特徴とするアルゴン−酸素精錬排ガスからアルゴンを回
収する方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59095805A JPS60239310A (ja) | 1984-05-14 | 1984-05-14 | アルゴン−酸素精錬排ガスからアルゴンを回収する方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59095805A JPS60239310A (ja) | 1984-05-14 | 1984-05-14 | アルゴン−酸素精錬排ガスからアルゴンを回収する方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60239310A true JPS60239310A (ja) | 1985-11-28 |
Family
ID=14147642
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59095805A Pending JPS60239310A (ja) | 1984-05-14 | 1984-05-14 | アルゴン−酸素精錬排ガスからアルゴンを回収する方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60239310A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62176515A (ja) * | 1986-01-31 | 1987-08-03 | Hitachi Ltd | ガス分離における前処理方法 |
US5547492A (en) * | 1994-04-12 | 1996-08-20 | Korea Institute Of Energy Research | Method for adsorbing and separating argon and hydrogen gases in high concentration from waste ammonia purge gas, and apparatus therefor |
US5601634A (en) * | 1993-09-30 | 1997-02-11 | The Boc Group, Inc. | Purification of fluids by adsorption |
-
1984
- 1984-05-14 JP JP59095805A patent/JPS60239310A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62176515A (ja) * | 1986-01-31 | 1987-08-03 | Hitachi Ltd | ガス分離における前処理方法 |
JPH0683771B2 (ja) * | 1986-01-31 | 1994-10-26 | 株式会社日立製作所 | ガス分離における前処理方法 |
US5601634A (en) * | 1993-09-30 | 1997-02-11 | The Boc Group, Inc. | Purification of fluids by adsorption |
US5547492A (en) * | 1994-04-12 | 1996-08-20 | Korea Institute Of Energy Research | Method for adsorbing and separating argon and hydrogen gases in high concentration from waste ammonia purge gas, and apparatus therefor |
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