JPS6041523A - 経時的に変量して発生するガスを他の装置に安定供給する方法 - Google Patents

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】 （ｉＪ的） 本発明はＰＳＡ装置で発生するオフガスを他の装置δに
安定供給する方法に関するものである。

ＰＳＡとは圧力スイング吸着ＣＰｒｅｓｓｕｒｅ　Ｓｗ
ｉｎｇＡｄｓｏｒｐｔｉｏｎ）のことで、混合成分を有
するガスを加圧して活性アルミナ、活性炭、ゼオライト
その他の多孔質の吸着剤と接触させたとき、圧力を−１
−げ下げすることによって吸着量が増減し、この増派の
仕方かカスによって異なるという性質を利用１、てガス
の分離を行なおうとする操作である。現在、水素の精製
、ヘリウムの精製、炭酸ガスの除去１放射性カスの濃縮
、天然ガスの精製、イソパラフィンとｎ−パラインの分
離など化学［業における種々のプロセスに用いられてい
る。

吸りされたカス成分は、吸着塔の圧力を下げることによ
り、場合によっては非吸着ガス成分の一部を用いてパー
ジすることにより、吸着剤から除去される。一方、吸着
塔は再び加圧されて吸着］二程に供される。このため、
そこから発生するオフカス即ち脱着ガスは経時的に変量
する。ＰＳＡは通常複数の吸着塔を併設し加圧・減圧の
位相をずらして運転する方法がとられており、オフカス
の発生量の変動もある程度は緩和されるが、しかし依然
としてセミバッチ的な断続流である。

多くの場合そのオフカスも工業的に利用価値のあるもの
であるが、それを利用するにしても量的変動を消去して
平消流にしなければ下流プロセスか安定しない。

従来一般にこの安定化の為に使用されているのはオフガ
スを水封式ドラム（ガスホルダー）に貯留するりｊ法で
ある。この方法は圧力が一定で制御調Ｓ市旧か不要であ
るという利点はあるが、他方装買が大規模になり、摺動
部分を有し、また水位ヘットか大きくとれないという欠
点がある。またオフガスをいったん蓄圧ドラムに受け入
れて徐々に放出する方１人も）えられているが、オフガ
スは量的、量的変動が激しいのでオフガス放出量を平滑
化しつつかつ受入量と放出量とをバランスさせるために
は多数の制御弁を必要とし複雑なシステムとなる。

本発明は従Ｓｔ−法の欠点を解消し、簡単なシステムで
経時的に変動するオフガスを平滑化し、しかもＰ　Ｓ　
Ａ装置への背圧の影響を少なくするとともにオフガスの
有する圧力ポテンシャルを下流プロセスで利用できる程
度に保つことを目的とする。

（構成） 本発明の方法は加圧された混合ガスをＰＳＡ装置に供給
し吸着された特定成分を脱着する際に経時的に変量して
発生するオフガス（第１のカス）を第１の槽に受け入れ
次いで第１の制御弁を介して第２の槽に供給し、第２の
槽から他の装置へ供給すると共に、第２のガスを第２の
制御弁を介して直接第２の檜に供給できるようにしたこ
とよりなる。

本発明の方法はＰＳＡ装置で発生するオフガス一般に応
用可能であるか、以下代表例として水素精製プロセスｉ
こついて説明する。

添（＝１第１図において、ｌは水素含有ガス源で、ライ
ン１１を経てＰＳＡ水素分離装置２に供給され、ここで
分離された精製水素はライン２１で回収される。ライン
２２に排出されたオフガスはこれを第１槽（サージドラ
ム）３に受け入れ次いで第１の制御弁４を介して第２槽
（冬キシングドラム）５に供給する。そして第２槽から
ライン６を経て他の装置、例えば加熱炉の燃焼バーナー
１に供給する。他方、第２のガスをライン１２がら第２
の；ＩＪ制制御７を介して直接第２槽５に供給できるよ
うにする。第２のガスは他の装置からのガスを利用する
が、ＰＳＡ装置の原料ガスでもよい。

このシステ１１において、第２槽の圧力を検出してそれ
が一定値になるように圧力コントローラー４１で第１の
制御弁４を制御し、さらに第１の制御弁で設定したより
も若干低い圧力で第２の制御ゴＴ７か作動するように圧
力コントローラー７１で制御する。

このシステムの作動機構について述べると、ＰＳＡ水素
精製装置２から排出されるオフガスはその高い圧力によ
って自動的に第１槽３中に蓄圧されるが、それは一時に
第２槽５へは放出されず第１制御弁４により第２槽の圧
力が一定値になるように徐々に放出される。水素精製装
置における吸着基の！、ｌ）替時にはライン２２からの
オフガスの流入は一時中断されることがあったとしても
第１槽に貯えられたオフガスの第２槽への波山は続き第
２槽は設定圧に保たれる。しかしライン６の負荷が大き
く次のチャージがあるまでに第１槽中に貯えられたガス
カシ消費されてしまうと第１槽と第２槽の圧力は等しく
なって第１槽から第２槽へのガスの流入は停止し第２槽
の圧力は低下し始める。

その段階で圧力コントローラー７１がそれを検知し第２
の制御弁７が作動を開始して第２のガスは直接第２槽へ
流入し始める。かくして第２槽の圧力は第１槽の圧力と
は無関係に常時安定に保たれる。

第１槽へのオフガスの平均流入量に比し第２槽からの流
出量がバランスしているか、または少なく、またその間
第１槽が第２槽よりも高い圧力を維持しているような条
件下では制御弁７を通じて直接第２のガスが第２槽・＼
流入しない場合もありキ１＃る。Ｐ　Ｓ　Ａ　’Ｊ置の
平均オフガス排出量に対し第１槽及び第２槽が十分に大
きな容量を有するようｌこ設計すれば圧力の平滑化がよ
り容易になるが、設備費が高くなるので、下流プロセス
における許容圧力変動「口を考慮して適宜な容量を定め
ればよい。また第１槽への平均流入量が第２槽からの流
出量を上回るような場合には過剰のガスをブローｔｉ−
８を通して放出すればよい。

′実施例１ 第１図に示したシステトによりＰＳＡ水素精製装置のオ
フカスを加熱炉の燃焼バーナーに）使用した。Ｏ，１７
Ｋｇ／ｃｍ２Ｇの圧力を有する水素含有Ｊｇ料カスをＰ
ＩＩＥ　してＰＳＡ装置へ供給し水素分離を行った。Ｐ
ＳＡ装置のオスカス圧力は０３−７．８５Ｋｇ／ｃｍ２
Ｇの範囲で変化し、オフカス排出流量はＯ〜約９００Ｏ
Ｎｍ３／Ｈｒの範囲で変化した。流量の変化を第２図に
示す。第１制御ｉｆ　（ｒ）圧力を０．０７５Ｋｇ／ｃ
ｍ２Ｇ、第２制御弁の圧力を０．０７Ｋｇ／ｃｍ２Ｇに
設カー′し操業したところ、第１槽における圧力変化は
０．０７−０．３６Ｋｇ／ｃｍ２Ｇであったか、第２４
Ｐ１における圧力変化は０．０６５〜０　、０９５Ｋｇ
／ｃｍ２Ｇにとどまった。これらの圧力の変化を第３図
に示す。加熱炉バーナーの許容圧力変動範囲は０．０３
５−０．１４５Ｋｇ／ｃｍ２Ｇなので、バーナーの火炎
状態は安定に保たれた。

（効果） 以上の説明及び実施例から明らかなように、本発明の方
法によれば必要最小限の数と容量の槽と少数の制御弁と
で経時的に変量して発生し時には０にもなるガスを平滑
化して安定に使用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の詳細な説明するためのフローチャーｉ
・１第２図はＰＳＡ装置から排出されるオフカス流］１
）の変化の−・例を示すグラフで、横軸が時間（分）、
跋軸がカス流量（Ｎｍ’／Ｈｒ）である。第３図は第１
槽と第２槽における圧力の変化の一例を示すグラフで、
横軸が時間（分）、縦軸が槽内Ｉ上方（Ｋｇ／ｃｍ２Ｇ
）であり、Ａは第１槽、Ｂは第２槽を示す。 出願人　川　鉄　化　学　株　式　会　社同　日　揮　
株　式　会　社 代理人　弁理士　青　淋　昌　二 第　１　図 第　２　囚 第５凹

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 加圧された混合カスＱＰＳＡ装置に供給して吸７１分離
   する際に経時的に変量して発生するオフカス（第１のカ
   ス）を第１の槽に受け入れ次いで第１の制御ゴ「を介し
   て第２の槽に供給し第２の槽から他の装置へ供給すると
   共に、第２のカスを第２の制御弁を介して直接第２の槽
   に供給できるようにしたことよりなる、経時的に変量し
   て発生する力スを他の装置に安定供給する方法。