JPS6087825A - ガス製造装置 - 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】 本発明は原料ガスに含まれる特定のガスを吸着剤に吸着
されることにより、タリ、りのガスを製品ガスとして取
出すガス製造装置の改良に関するものである。

従来のガス製造装置を第Ｊ、２図に示した。まず第１図
のものから説明すると、（０１）（０２）が吸脱着塔、
（０３）が原料ガス供給用圧縮機、（０４）が冷却器、
（０５）が脱着用吸引ポンプ、（０６）が弁、（０７）
が製品ガス取出管、（０８）が原料ガス供給管、（０９
）が吸着ガス取出管、（０１０”ｌが断熱層で、原料ガ
ス供給用圧縮機（０３）を作動し、原料ガスを原料ガス
供給管（０８）→原料ガス供給用圧縮機（０３）→冷却
器（（Ｍ）を軽で吸脱着塔（（１１）内へ送り、回吸脱
着塔（Ｏｌ）内を加圧して、原料ガス中の特定ガスを吸
着剤に選択的忙吸着させる一方、残りのガスを製品ガス
として製品ガス取出管（０７）から取出すように、また
吸脱着塔（０１）で吸着が終ると、脱着用吸着ポンプ（
０５）を作動し、吸脱着塔（（ｌ　ｌ）内を大気圧以下
にし、吸着剤に吸着していた吸着ガスを脱着させ、これ
を脱着用吸引ポンプ（０５）→吸着ガス取出管（０９）
から取出して、吸着剤を再生させるように、またこのと
き、吸脱着塔（０２）では、原料ガスを原料ガス供給管
（０８）→原料ガス供給用圧縮機（０３）→冷却器（０
４）を経て吸脱着塔（０２）内へ送り、回吸脱着塔（０
２）内を加圧して、原料ガス中の特定ガスを吸着剤に選
択的に吸着させる一方、残りのガスを製品ガスとして製
品ガス取出管（０７）から取出すように、また上記吸着
過程と脱着過程との間に均圧過程を設け、このときには
、弁（ｏ６）を全開にし、吸脱着塔（０１）内に残存し
ていた残存ガスを吸脱着塔（ｏｚ）の吸着剤に吸着させ
て、製−品純度を上げるように、また吸着過程でも脱着
過程でも吸脱着塔（（１１）（０２）内の温度を冷却器
（ｏ４）により零度以下に保持して、吸脱着性能を向上
させるようにしている。

また第２図のものは、吸脱着塔（Ｏｒ）　（または（０
２））から取出される製品ガス（圧力ガス）を膨張ター
ビン（ＯＨ）へ導いて膨張させることにより、仕事を行
なわせて、動力を回収し、またこれにより低温になった
製品ガスを熱交換器（０１４）へ導いて、原料ガス供給
管（ｏ８）を吸脱着塔（ｏｌ）（または（０２））に向
う原料ガスを冷却する以外は第１図のものと同様に運転
して、製品ガスを取出すようにしている、。

前記第１図のガス製造装置では、（１）吸着過程と脱着
過程との間に均圧過程を設け、このときＫは、弁（０６
）を全開にし、吸脱着塔（ＣＨ）（または（０２）　）
内に残存していた残存ガスを吸脱着塔（ｏｚ）（または
（０１））の吸着剤に吸着させて、製品純度を上げるよ
うにしているので、製品ガスを連続的に取出すことがで
きない。（ＩＩ）Ｊ’Ｊ品ガスがもっている動力を回収
することができない、　（Ｉｌｌ）脱着過程において、
吸脱着塔（ｌｌｆ２１内を高真空度にすれば、脱着特性
を向上できるが、単一の脱着用吸引ポンプ（０５）では
、大幅な負荷運転になる。また第２図のガス製造装置に
も前記（１）（１）の欠点がある。また前記（■’）の
点については、製品ガスがもっている動力を回収できる
が、それを連続的に行なうことができないという欠点が
あった。

以上の欠点は、第３図に示すように吸脱着塔（ｏｌ）（
０２）の数をふやす一方、２基を１組とする各吸脱着塔
（ｏｌ）（０２）を位相をずらして運転することにより
、解消できるが、この場合には、吸脱着塔（ｏｘ）（ｏ
ｚ）や切換弁類の数がいたづらに多くなって、ガス製造
装置の設置に広い面積を必要とするという問題が生じる
。

本発明は前記の問題点に対処するもので、複数の区画室
を有する単筒状の回転式服脱着塔と、原料ガスを回吸脱
着塔の各区画室へ供給する原料ガス供給用圧縮機と、前
記吸脱着塔内の各区画室に次々に連絡して同各区画市内
の吸着剤に吸着された吸着ガスを吸引する吸引圧力の韮
っだ膜数の脱着用吸引Ｓ？ンプとを具えていることを特
徴としたガス製造装置に係り、その目的とする処は、装
置全体を小型化できる。製品ガスを連続的に取出すこと
ができる。さらに脱着用吸引ポンプに大幅な負荷を与え
ずに吸脱着塔内を高Ｊ′Ｅ、を度Ｗすることができる改
良されたガス製造装置を供する点にある。

次に本発明のガス製造装置を第４図に示す一実施例によ
、り説明すると、（１１（２１（３１（４１が区画室、
（ｌａ）（ｚａ）　（ａａ）（４ａ）が網目構造物、（
５）が単筒状の回転式服脱着塔、（６）が同回転式吸脱
着塔（５）の下方に位置する固定式プレナム、ｍ（ｓｌ
（９）ｆｌｏ）が上記回転式服脱着塔（５）の上方に位
置する回転式プレナム、（７α）（８ａ）（９ａ）（１
０ｔｚ）がガス孔、ｆｌ　ＩＩ　１１２１（１３１が脱
着用吸引ポンプ、（１４）が製品ガス取出管、０最が原
料ガス供給用圧縮機、（［１が原料ガス供給管、　（１
７）［１８１がシール装置で、単筒状の回転式服脱着塔
（５）内が複数の区画室（ＩＩ（２１＋３１（４１に区
画されて、同各区画室（１）〜（４）内に吸着剤が充填
されている。また同各区画室（１１〜（４）には、網目
構造物（ｌａ）（２σ）（３ａ）（４ａ）よりなる底部
から原料ガスが導入される。また吸脱着塔（５）の上方
には、固定式プレナム＋７１＋８１（９）（１０）が設
けられ、それぞれには、ガス孔（７ａ）（８ａ）（９α
）（ｌｏα）が穿設され、第１のガス孔（７α）からは
吸着剤を通過した１１２品ガスが出てくる。残りのガス
孔（８ｔｌ＞（９α）（１ｏα）は、吸着用吸引ポンプ
Ｑ３１ｔ＋２）（ｍｌにそれぞれ連結されている。また
吸脱着塔（５）の下方には、原料ガス供給用固定式プレ
ナム（６）が設けられ、同プレナム（６）の孔（６ａ）
が原料ガス供給用ガス圧縮機（１５）に連結されている
。また吸脱着塔（５）の上下部と固定式プレナム（６）
及び（７）〜（１ωとの間には、シール装置（ｌ’ｎ賭
が設けられている。また各脱着用吸引ポンプ（１３１＋
１２１（１１）は、１αｔａ〜Ｑ、ｌ　ａｔαの圧力範
囲内において異なる圧力で吸引するようになっている。

次に前記ガス製造装置の作用を説明する。原料ガスが原
料ガス供給用圧縮機（１５１から吸着過程の区画室（１
）へ供給され、同原料ガス中の特定ガスが圧力上昇過程
において同区画室（１）内の吸着剤に選撰的に吸着され
、吸着されなかったガスが製品ガスとしてプレナム（７
）から取出される。上記区画室（１）が全吸糸過程を終
了すると、吸脱着基（５）が矢印のように回転して、区
画室（１）が脂、着用プレナム（８）に連絡し、同プレ
ナム（８）のガス孔（８σ）に接続する吸引ポンプ（１
３１により、吸着剤に吸着されたガスの脱着・吸引が開
始される。この特定圧力による脱着が終了すると、吸脱
瘤塔（５）が上記矢印方向に１ピツチ回転して、区画室
（１）が脱着用プレナム（９）に連絡し、同プレナム（
９）のガス孔（９α）に接続する吸引ポンプ＋１２１に
より、吸Ｘ剤に吸着されたガスの脱着・吸引が上記の場
合よりも高い背圧で行なわれる。またこの特定圧力によ
る脱着が終了すると、吸脱着基（５）が上記矢印方向に
１ピツチ回転して、区画室（１）が脱着用プレナム（９
１に連絡し、同プレナム００）のガス孔（ｌ（）α）に
接続する吸引ポンプ（Ｉｌｌにより、吸着剤に吸着され
たガスの脱着・吸引が上記の場合よりもさらに高い背圧
で行なわれる。またこの特定圧力による脱着が終了する
と、吸脱着基（５）が上記矢印方向に１ピツチ回転して
、区画室（１）がプレナム（７）に連絡し、前記当初の
状態に戻って、区画室（１１のガス製造の１サイクルを
完了する。また他の区画室（２）〜（４）も同様に１ピ
ツチづつ回転して、ガス製造のサイクルを繰返すことに
なる。なお吸脱着基（５）の各区画室（１）〜（４）の
数は図示の４つに限定されない。また各区画室（１）〜
（４）の幅は同じでなくてもよ（、吸脱着基（５）は円
筒形以外の正多角筒形でもよい。

本発明のガス製造装置は前記のように複数の区画室を有
する単筒状の回転式服脱着塔と、原料ガスを回吸脱着塔
の各区画室へ供給する原料ガス供給用圧縮機と、前記吸
脱前塔内の各区画室に次々に連絡して同各区画室内の吸
着剤に吸着された吸着ガスを吸引する吸引圧力の異った
複数の脱着用吸引ポンプとを具えているので、ＣＩ）装
置全体を小型化できる。（ｎ）製品ガスを連続的圧取出
すことができる。（１）脱着用吸引ポンプに大幅な９荷
を与えずに吸脱着塔内を高真空度にすることができる効
果がある。

第５図に本発明のガスｊｌｌＪ造装置の他の実施例を示
した。同実施例では、原料ガス供給用圧縮機（１９と脱
着用吸引ポンプｆｌｌｌ（ｌ屓Ｉ：３）とを、共通−個
の駆動体０９）と歯車装置（２０）とを介して駆動さ七
る。その際、脱着用吸引ポンプ旧１　＋１２１（１３１
及び原料ガス供給用圧縮機０５ｉを所望の流量、圧力を
得られる回転数で駆動するように設計している。なお上
記歯車装置（２０１の小歯車（２（Ｉｈ）は、大歯車（
２０σ）の周りに複数個配置することができる。また脱
、％−ｆ用吸引ポンプ旧１ｔ１２１（１３）の吸引圧力
は、１〜０１αｔαの範囲内で段階的に変えている。従
って各脱着用吸引ポンプ１ｌｌｌｔ＋２）（＋３１は定
回転である。本実施例でも、複数の区画室（１）〜（４
）を有Ｉ−る単筒状の回転式服脱着塔（５）と、原料ガ
スを回吸脱着塔（５）の各区画室（１）〜（４）へ供給
する原料ガス供給用圧縮機（１５１と、前記吸脱着基（
５）内の各区画室（１）〜（４）に次々に連絡して同各
区画室（１）〜（４）内の吸着剤に吸着された吸着ガス
を吸引する吸引圧力の異った複数の脱着用吸引ポンプ（
１３１＋１２１ｆｌ１１とを具えており、前記第４図に
示す実施例と同様の作用効果を達成できるが、本実施例
では、その外に、吸脱着基（５）と圧縮機及゛びポンプ
系との双方に分れているので、構造が極めて簡単になる
。また圧縮機及び７βンプ系が共通の駆勅体叫により駆
動されているため、部品点数が少り１．Ｃる上に、給油
装置が強制循環給油装置ｌ基でよくて、運転費の７０〜
８０％を占める圧縮機及びポンプ系動力費（ｌＮｍ”の
ガスを製造する電力＊）を低減できる。さらに圧縮機及
びポンプ系は定負荷運転を実施しているため、効率、運
転安定性、信頼性を向上できるという効果がある。

また第６図は、脱着ガスの配管系に熱交換器０４）を設
置し、これにより原料ガス供給管αりを固定プレナム（
６）に向う原料ガスを冷却して、吸着時の最適低温東件
に近づける例である。本実施例でも第４．５図に示す部
分と同じ部分は同一符号で示した。吸着剤から脱着され
た脱着ガスは、脱着時の吸熱反応のために、加数給管０
１１）を固定プレプーム（６）に向５ｉ料ガスよりも低
温になっている。本実施例装置では、吸着剤に低温吸着
特性の良好な吸着剤を使用しており、脱着ガスが零度以
下になる。

この脱着ガスの低温を利用する熱父換器旧）により、大
気温度で吸込まれろ原料ガスを冷却する。またこの冷却
される原料ガスにより、）ｊ’、ｊ料ガス供給用圧縮機
（１５）の入口部を冷却する。そのため、原料ガス供給
用圧縮機０５）の動力が少なく　１ｊ：る。同時に吸脱
着塔（５）の区画室（１）〜（１１）も冷却されるので
、低温吸着特性の良好な吸ズｆ剤を最適の吸・脱着条件
に近づけることができ、冷凍動力を低減′〔きて、この
点でも動力費を低減できる。

以上本発明を実施例について説明したが、勿論本発明は
このような実施例にたり局限されるものではな（、本発
明の梢神を逸脱しない範囲内でｌｌｉ々の設計の改変を
施しうるものであ４・、

【図面の簡単な説明】

第１．２．３図は従来のガス製造４・し置の各側を示す
説明図、第４図は本発明に係るガス製造装置の一実施例
を示す斜視図、第５図は他の実施例を示す斜視図、第６
図はさらＶこイ１（シの実施例を示す斜視図で））る。 （１）〜（４）・・・区画宇、（５）・・・吸脱着塔、
旧１　ｔ＋　２１　（１３１・・・脱着用吸引ポンプ、
（１５ｉ・・・原料ガス供給用圧縮機−イｖ代理人　弁
理士　岡　本　重　文 外３名 第４図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数の区画室を有する単筒状の回転式吸脱着塔と、原料
   ガスを回吸脱着塔の各区画室へ供給する原料ガス供給用
   圧縮機と、前記吸脱着塔内の各区画室に次々に連絡して
   同各区画室内の吸着剤に吸着された吸着ガスを吸引する
   吸引圧力の異った複数の脱着用吸引ポンプとを具えてい
   ることを肋徴としたガス製造装置。