JPS61149224A - 圧力スイング吸着方法 - Google Patents
圧力スイング吸着方法Info
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- JPS61149224A JPS61149224A JP59271323A JP27132384A JPS61149224A JP S61149224 A JPS61149224 A JP S61149224A JP 59271323 A JP59271323 A JP 59271323A JP 27132384 A JP27132384 A JP 27132384A JP S61149224 A JPS61149224 A JP S61149224A
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- adsorption
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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】
［産業上の利用分野］
本発明は吸着特性の異なる複数種（３種類以上）の成分
を含む混合ガスから特定の１成分を濃縮回収する方法に
関し、詳しくは２段の圧力スイング吸着（ＰＳＡ）装置
を使用することにより回収目的成分より吸着性の高い成
分及び低い成分を夫々分離廃棄し、高純度かつ高回収率
に目的成分を得ることのできる圧力スイング吸着方法に
関するものである。
を含む混合ガスから特定の１成分を濃縮回収する方法に
関し、詳しくは２段の圧力スイング吸着（ＰＳＡ）装置
を使用することにより回収目的成分より吸着性の高い成
分及び低い成分を夫々分離廃棄し、高純度かつ高回収率
に目的成分を得ることのできる圧力スイング吸着方法に
関するものである。
［従来の技術］
吸着特性の異なる複数種（３種類以上）の成分を含む混
合ガスから回収目的成分を濃縮回収する例としては、Ｃ
ｏ、ＣＯ２、Ｎ２ 、Ｈ２，０２。
合ガスから回収目的成分を濃縮回収する例としては、Ｃ
ｏ、ＣＯ２、Ｎ２ 、Ｈ２，０２。
Ｈ２Ｏ等から成る転炉ガス（ＬＤＧ）中よりＣＯを濃縮
回収する場合が代表的に例示されるので、以下転炉ガス
を例にとって説明する。転炉ガスの組成は一般にＣＯ：
６３％前後、ＣＯ２：１５％前後、Ｎ２：１２％前後、
Ｈ２：２％前後、０２：１％前後、Ｈ２０ニア％前後と
されており、これらの中からＣＯを分離回収する方法と
しては調液吸収法や深冷分離法等か−・般的に用いられ
ている。しかしこれらの方法には、繁雑な前処理の必要
性や装置や設備の取り扱いの複雑さ等の難点が有り、使
用及び保守の簡便さから近年圧力スイング吸着方法の採
用が試みられつつある。
回収する場合が代表的に例示されるので、以下転炉ガス
を例にとって説明する。転炉ガスの組成は一般にＣＯ：
６３％前後、ＣＯ２：１５％前後、Ｎ２：１２％前後、
Ｈ２：２％前後、０２：１％前後、Ｈ２０ニア％前後と
されており、これらの中からＣＯを分離回収する方法と
しては調液吸収法や深冷分離法等か−・般的に用いられ
ている。しかしこれらの方法には、繁雑な前処理の必要
性や装置や設備の取り扱いの複雑さ等の難点が有り、使
用及び保守の簡便さから近年圧力スイング吸着方法の採
用が試みられつつある。
第２図は２段ＰＳＡ装置を使った従来のＣＯ濃縮回収装
置の説明図であり、以下本図に従って説明する。尚原料
ガスは前記転炉ガスを使用するものとする。原料ガス供
給管１から供給される原料ガスは熱交換器３で冷却され
た後、ドレンセパレータで除塵等が施され、活性アルミ
ナ又はゼオライト等の吸着剤を有する前収理用ＰＳＡ装
置の吸着塔５ａへ導入される。吸着塔５ａでは吸着性の
高いＣＯ２及びＮ２０が主に吸着され、吸着性の比較的
哉いＣ０１Ｎ２ 、 Ｎ２ 、 ｏ、、等は吸着塔５ａ
をほとんどそのまま通過してサージタンク６に貯留され
る。吸着塔５ａ内の吸着剤が飽和状態となり、加圧吸着
が完了したと思われる時点になると、原料ガスの供給を
吸着塔５ｂへ切り替え、吸着塔５ａを排ガス廃棄管１０
に配管替えして減圧し、被吸着性成分であるＣＯ２、Ｎ
２０を廃棄する。このとき吸着塔５ａ内の吸着剤を完全
に再生する目的でサージタンク６内のｃｏ、Ｎ２、Ｎ、
２．０２混合ガスの一部を洗浄ガスとして吸着塔５ａへ
供給し、排ガス廃棄管ｉｏから廃棄放出する。通常のＰ
ＳＡ装置では吸着塔５ａにおけるＣＯ２とＮ２０の脱着
が完了した時点で、吸着塔５ｂ内におけるＣＯ２及びＮ
２０の吸着が飽和状態となる様に設計されており、原料
の供給を再び弁操作によって切替え吸着塔５ａへの吸着
を開始し、吸着塔５ｂでの脱着を開始する。このように
吸着塔５ａ及び吸着塔５ｂの吸着−脱着パターンを交互
に繰返すことにより原料ガス中からＣＯ２とＮ２０の除
去された混合ガス（以下中間精製ガスと言うこともある
）をサージタンク６内に貯留する。
置の説明図であり、以下本図に従って説明する。尚原料
ガスは前記転炉ガスを使用するものとする。原料ガス供
給管１から供給される原料ガスは熱交換器３で冷却され
た後、ドレンセパレータで除塵等が施され、活性アルミ
ナ又はゼオライト等の吸着剤を有する前収理用ＰＳＡ装
置の吸着塔５ａへ導入される。吸着塔５ａでは吸着性の
高いＣＯ２及びＮ２０が主に吸着され、吸着性の比較的
哉いＣ０１Ｎ２ 、 Ｎ２ 、 ｏ、、等は吸着塔５ａ
をほとんどそのまま通過してサージタンク６に貯留され
る。吸着塔５ａ内の吸着剤が飽和状態となり、加圧吸着
が完了したと思われる時点になると、原料ガスの供給を
吸着塔５ｂへ切り替え、吸着塔５ａを排ガス廃棄管１０
に配管替えして減圧し、被吸着性成分であるＣＯ２、Ｎ
２０を廃棄する。このとき吸着塔５ａ内の吸着剤を完全
に再生する目的でサージタンク６内のｃｏ、Ｎ２、Ｎ、
２．０２混合ガスの一部を洗浄ガスとして吸着塔５ａへ
供給し、排ガス廃棄管ｉｏから廃棄放出する。通常のＰ
ＳＡ装置では吸着塔５ａにおけるＣＯ２とＮ２０の脱着
が完了した時点で、吸着塔５ｂ内におけるＣＯ２及びＮ
２０の吸着が飽和状態となる様に設計されており、原料
の供給を再び弁操作によって切替え吸着塔５ａへの吸着
を開始し、吸着塔５ｂでの脱着を開始する。このように
吸着塔５ａ及び吸着塔５ｂの吸着−脱着パターンを交互
に繰返すことにより原料ガス中からＣＯ２とＮ２０の除
去された混合ガス（以下中間精製ガスと言うこともある
）をサージタンク６内に貯留する。
次に吸着塔７ａ、７ｂを有するｃｏ濃縮用ＰＳＡ装置で
はサージタンク６内のＣｏ、Ｎ２、Ｎ２．０２混合ガス
からｃｏを回収する工程を行なう。サージタンク６内の
中間精製ガスは大気圧より高くなっており、弁２２の操
作を行なうだけで吸着塔７ａに供給することができる。
はサージタンク６内のＣｏ、Ｎ２、Ｎ２．０２混合ガス
からｃｏを回収する工程を行なう。サージタンク６内の
中間精製ガスは大気圧より高くなっており、弁２２の操
作を行なうだけで吸着塔７ａに供給することができる。
中間精製ガスの中で最も吸着性が高い成分はＣＯであり
、吸着塔７ａの吸着剤にはＣＯが優先的に吸着される。
、吸着塔７ａの吸着剤にはＣＯが優先的に吸着される。
吸着剤に吸着されなかったＮ２ 、 、Ｎ２ 、０２は
吸着塔７ａを通過して弁２８及び排ガス廃棄管１２から
除去され、吸着塔７ａの吸着が飽和状態に達したときに
中間精製ガスの供給先を吸着塔７ｂへ切替える。ＣＯの
脱着に際しては高純度ＣＯの回収を主目的としているか
ら、まず吸着塔７ａ内を大気圧程度まで放圧することに
よって塔内の死空間に残留しているＮ２ 、 Ｎ２ 、
０２ 、等を放出し、更に製品タンク９及び洗浄用管３
０を介してＣＯガスを洗浄ガスとして導入し、Ｎ２、Ｎ
２ 、０２ 、等の放出を完遂して吸着塔７ａ内を十分
に洗浄する。こうして塔内の不純ガスを全てパージし終
ったならば真空ポンプ８によって吸着塔７ａ内を減圧し
、吸着剤に吸着されているＣＯを製品として脱着回収し
、製品タンク９へ貯留する。
吸着塔７ａを通過して弁２８及び排ガス廃棄管１２から
除去され、吸着塔７ａの吸着が飽和状態に達したときに
中間精製ガスの供給先を吸着塔７ｂへ切替える。ＣＯの
脱着に際しては高純度ＣＯの回収を主目的としているか
ら、まず吸着塔７ａ内を大気圧程度まで放圧することに
よって塔内の死空間に残留しているＮ２ 、 Ｎ２ 、
０２ 、等を放出し、更に製品タンク９及び洗浄用管３
０を介してＣＯガスを洗浄ガスとして導入し、Ｎ２、Ｎ
２ 、０２ 、等の放出を完遂して吸着塔７ａ内を十分
に洗浄する。こうして塔内の不純ガスを全てパージし終
ったならば真空ポンプ８によって吸着塔７ａ内を減圧し
、吸着剤に吸着されているＣＯを製品として脱着回収し
、製品タンク９へ貯留する。
１？Ｉ爪拌ｈ１厄羊柑７ら出栓室か賜善球７＾−７ｂ間
で交互に繰返し行ない高純度ｃｏを濃縮回収する。
で交互に繰返し行ない高純度ｃｏを濃縮回収する。
［発明が解決しようとする問題点］
上述した様な２段のＰＳＡ装置を使った従来の方法では
第１段のＰＳＡ装置において高吸着成分であるＮ２０、
ＣＯ２を除去するに当たって回収目的成分であるＣｏの
一部を洗浄ガスとして使いこれらを混合ガスと一緒に廃
棄してしまうという手順を採用することになるから、回
収目的成分であるＣＯの回収率を甚だしく低下させてい
る。ところで「圧力スイング吸着システム」 （鉛末、
北用、共著、講談社、Ｐ２Ｏ）によると例えばＣ０２：
１３．８Ｘ 、 Ｎ２０ ： ５％、 Ｎ２ ：８
１．２％から成る混合ガス中からＰＳＡ装置を用いてＮ
２を回収する場合、吸着剤に吸着されたＮ２０及びＣＯ
２を完全に洗浄除去する目的で吸着塔出口の製品Ｎ２ガ
スのうち３０％を返送し洗浄後廃棄するという完全洗浄
システムを採用したとしても、前記製品Ｎ２ガス中には
いまだ４５０ ＰＰＩＩものＣＯ２が含まれることが示
されている。このことは前記ＣＯ２、Ｎ２０．Ｃｏ、Ｎ
２．０２等の混合ガスからＣＯを回収する方法において
も当てはまることであり、前記鉛末らの知見をベースに
おいて考えるならば、第１段ＰＡＳ装置において処理さ
れた後の中間精製ガス（Ｃｏ、Ｎ２．Ｎ２．０２からな
る混合ガス）中に混入しているＣＯ２濃度を５ ｐｐｍ
程度以下にするためには、吸着塔５ａ、５ｂの洗す用と
して該中間精製ガスの約５０％程度を還流させる必要が
あることになる。
第１段のＰＳＡ装置において高吸着成分であるＮ２０、
ＣＯ２を除去するに当たって回収目的成分であるＣｏの
一部を洗浄ガスとして使いこれらを混合ガスと一緒に廃
棄してしまうという手順を採用することになるから、回
収目的成分であるＣＯの回収率を甚だしく低下させてい
る。ところで「圧力スイング吸着システム」 （鉛末、
北用、共著、講談社、Ｐ２Ｏ）によると例えばＣ０２：
１３．８Ｘ 、 Ｎ２０ ： ５％、 Ｎ２ ：８
１．２％から成る混合ガス中からＰＳＡ装置を用いてＮ
２を回収する場合、吸着剤に吸着されたＮ２０及びＣＯ
２を完全に洗浄除去する目的で吸着塔出口の製品Ｎ２ガ
スのうち３０％を返送し洗浄後廃棄するという完全洗浄
システムを採用したとしても、前記製品Ｎ２ガス中には
いまだ４５０ ＰＰＩＩものＣＯ２が含まれることが示
されている。このことは前記ＣＯ２、Ｎ２０．Ｃｏ、Ｎ
２．０２等の混合ガスからＣＯを回収する方法において
も当てはまることであり、前記鉛末らの知見をベースに
おいて考えるならば、第１段ＰＡＳ装置において処理さ
れた後の中間精製ガス（Ｃｏ、Ｎ２．Ｎ２．０２からな
る混合ガス）中に混入しているＣＯ２濃度を５ ｐｐｍ
程度以下にするためには、吸着塔５ａ、５ｂの洗す用と
して該中間精製ガスの約５０％程度を還流させる必要が
あることになる。
しかるに第１段精製において回収率が早くも半減してい
る為、最終回収目的成分であるＣＯが約半分しか回収さ
れないことになってしまい極めて非経済的である。
る為、最終回収目的成分であるＣＯが約半分しか回収さ
れないことになってしまい極めて非経済的である。
そこで本発明者らは２段ＰＳＡ装置を使って回収目的成
分の純度を低下させることなく、シかも目的成分の回収
率を高くすることのできる濃縮方法の工夫研究を積み重
ねた結果、本発明を完成させるに至った。
分の純度を低下させることなく、シかも目的成分の回収
率を高くすることのできる濃縮方法の工夫研究を積み重
ねた結果、本発明を完成させるに至った。
［問題点を解決するための手段１
吸着剤に対する吸着性が少なくとも次の３階級に区分さ
れる成分から成る混合ガス： 高吸着性成分：Ａ 中吸着性成分二Ｂ 低吸着性成分：Ｃ を原料とし、２段階に分けて設けられた圧力スイング吸
着（ＰＳＡ）装置によって中吸着性成分Ｂを濃縮回収す
る方法において、高吸着性成分Ａを第１段ＰＳＡ装置に
吸着させ、第１段ＰＳＡ装置の通過ガスを第２段ＰＳＡ
装置に導入して中吸着性成分を第２段ＰＳＡ装置に吸着
させ、第２段ＰＳＡ装置を通過した低吸着性成分Ｃを第
１段ＰＳＡ装置における洗浄ガスとして供給する点に、
本発明の要旨が存在する。
れる成分から成る混合ガス： 高吸着性成分：Ａ 中吸着性成分二Ｂ 低吸着性成分：Ｃ を原料とし、２段階に分けて設けられた圧力スイング吸
着（ＰＳＡ）装置によって中吸着性成分Ｂを濃縮回収す
る方法において、高吸着性成分Ａを第１段ＰＳＡ装置に
吸着させ、第１段ＰＳＡ装置の通過ガスを第２段ＰＳＡ
装置に導入して中吸着性成分を第２段ＰＳＡ装置に吸着
させ、第２段ＰＳＡ装置を通過した低吸着性成分Ｃを第
１段ＰＳＡ装置における洗浄ガスとして供給する点に、
本発明の要旨が存在する。
［作用］
第１段ＰＳＡ装置において高吸着性成分を除かれた中低
吸着性成分ガスの一部を該第１段ＰＳＡ装Ｍ市の洗浄ガ
スとして用いるという従来方法を改め、中吸着性成分回
収用の第２段ＰＳＡ装置を使って中吸着性成分と低吸着
性成分とを分離し、非吸着通過成分である低吸着性成分
を前記第１股ＰＳＡ装置洗浄用ガスとして用いる。この
結果回収目的成分である中吸着成分を第１段ＰＳＡ装置
の洗浄用ガスとして装置外へ廃棄してしまうという不都
合を一挙に解消することができる。尚高吸着性成分を分
離させるための第１段ＰＳＡ装置の吸着剤は、非回収目
的成分である低吸着性成分（第２段ＰＳＡ装置の通過ガ
ス）を多量に使うことによって洗浄するので、回収目的
成分である中吸着性成分に含有される高吸着性成分濃度
が増加することはなく、高純度製品ガス確保が可能であ
る。
吸着性成分ガスの一部を該第１段ＰＳＡ装Ｍ市の洗浄ガ
スとして用いるという従来方法を改め、中吸着性成分回
収用の第２段ＰＳＡ装置を使って中吸着性成分と低吸着
性成分とを分離し、非吸着通過成分である低吸着性成分
を前記第１股ＰＳＡ装置洗浄用ガスとして用いる。この
結果回収目的成分である中吸着成分を第１段ＰＳＡ装置
の洗浄用ガスとして装置外へ廃棄してしまうという不都
合を一挙に解消することができる。尚高吸着性成分を分
離させるための第１段ＰＳＡ装置の吸着剤は、非回収目
的成分である低吸着性成分（第２段ＰＳＡ装置の通過ガ
ス）を多量に使うことによって洗浄するので、回収目的
成分である中吸着性成分に含有される高吸着性成分濃度
が増加することはなく、高純度製品ガス確保が可能であ
る。
［実施例］
本発明方法による圧力スイング吸着方法を、前記組成の
転炉ガスからＣＯを濃縮回収する場合の例に基づいて説
明する。第１図は本発明方法に用いる代表装置の概略図
であり、第２図に示した従来装置と異なる点は、 （イ
）吸着塔５ａ、５ｂの洗浄用配管を吸着塔７ａ、７ｂの
廃棄管１２に弁３１を介して接続する点、 （ロ）吸着
塔５ａ、５ｂ、７ａ、７ｂの減圧脱着用真空ポンプ８を
全ての吸着塔に共有使用する目的で三方弁３３．３４．
３５を設けた点、（ハ）ＣＯ２、Ｎ２０除去後の中間精
製ガスを貯留しておくためのサージタンク６を廃止した
点等である。次に該ＰＳＡ装置運転方法及び工程の特徴
を順次述べていく、まず第４図（Ｌ）に示す様に第１段
ＰＳＡ装置の吸着塔５ａにおいて原料ガス中のＨ？、Ｏ
やＣＯ２を吸着させておき、これら高吸着性成分が取り
除かれた後の中間精製ガスは、ＣＯ濃縮用第２段ＰＳＡ
装置の吸着塔７ｂへ供給される。尚第４図の各吸着塔内
に表わした格子状斜線は吸着状態にあることを模式的に
示し、単一右下り斜線は脱着状態にあることを夫々模式
的に示すものである。
転炉ガスからＣＯを濃縮回収する場合の例に基づいて説
明する。第１図は本発明方法に用いる代表装置の概略図
であり、第２図に示した従来装置と異なる点は、 （イ
）吸着塔５ａ、５ｂの洗浄用配管を吸着塔７ａ、７ｂの
廃棄管１２に弁３１を介して接続する点、 （ロ）吸着
塔５ａ、５ｂ、７ａ、７ｂの減圧脱着用真空ポンプ８を
全ての吸着塔に共有使用する目的で三方弁３３．３４．
３５を設けた点、（ハ）ＣＯ２、Ｎ２０除去後の中間精
製ガスを貯留しておくためのサージタンク６を廃止した
点等である。次に該ＰＳＡ装置運転方法及び工程の特徴
を順次述べていく、まず第４図（Ｌ）に示す様に第１段
ＰＳＡ装置の吸着塔５ａにおいて原料ガス中のＨ？、Ｏ
やＣＯ２を吸着させておき、これら高吸着性成分が取り
除かれた後の中間精製ガスは、ＣＯ濃縮用第２段ＰＳＡ
装置の吸着塔７ｂへ供給される。尚第４図の各吸着塔内
に表わした格子状斜線は吸着状態にあることを模式的に
示し、単一右下り斜線は脱着状態にあることを夫々模式
的に示すものである。
吸着塔７ｂ内でＣＯが吸着され、吸着塔７ｂを通過した
低吸着性成分であるＮ２ 、Ｎ２．０２の混合ガスは洗
浄用管３０ａを介して吸着塔５ｂの洗浄に使用され、最
後に排ガス廃棄管１０′から放出される。このとき吸着
塔７ａでは真空ポンプ８によってＣＯを減圧脱着させて
おり、製品ＣＯガスとして製品タンク９に供給している
。第４図（ｂ）に示した工程になると、吸着塔５ａでは
第４図（ａ）と同様Ｈ２０やＣＯ２の吸着を続行し、吸
着塔５ａを通過した中間精製ガスは吸着塔７ａへ供給さ
れる。吸着塔５ｂでは洗浄の終った塔内を更に真空ポン
プ８によって減圧し、Ｈ２ＯとＣＯ２を吸着塔５ｂから
脱着排出してしまう。このとき吸着塔７ｂではＣＯの吸
着が飽和に達した時点で中間精製ガスの供給を止め、そ
の供給先を吸着塔５ａに切替える。そして吸着塔７ｂ内
を放圧し、死空間に残留している中間精製ガスを放出し
てから製品ＣＯガスの一部を洗浄用管３０ｂから瞬間的
に導入させ、吸着塔７ｂ内を洗浄する。第４図（Ｃ）に
示す工程になると吸着塔５ａでは塔内の放圧が完了した
後、前述の中間精製ガスによる洗浄に移行する。吸着塔
５ｂでは吸着が続行されており、Ｈ２Ｏと００２の除か
れた中間精製ガスはさらに吸着塔７ａに供給されてここ
でＣＯが吸着され、吸着塔７ａを通過したＮ２ 、Ｈ２
，０２の混合ガスは前述吸着塔５ａの洗浄ガスとして使
用されて装置外へ廃棄される。第４図（ｄ）に示す工程
になると、吸着塔５ａでは中間精製ガスによる洗浄が完
了した後、依然として吸着剤に吸着されているＣＯ２と
Ｈ２Ｏを脱着除去するために真空ポンプ８で塔内減圧し
て完全脱着を図る。吸着塔５ｂではＣＯ２とＨ２Ｏの吸
着が続行されており、塔内を通過した中間精製ガスは吸
着塔７ｂへ導かれＣＯの吸着が行なわれる。このとき吸
着塔７ａでは放圧の後製品ＣＯガスによる吸着塔内の洗
浄を行なっている。以上で各吸着塔５ａ、５ｂ、７ａ、
７ｂの吸着・脱着の１工程サイクルが完了するのである
が、各吸着塔の工程相関は第３図に示す通りである。た
だし吸着塔５ａ、５ｂでの減圧脱着工程は必ずしも必要
ではなく、本例では００回収用ポンプの厘転が間欠にな
るため。
低吸着性成分であるＮ２ 、Ｎ２．０２の混合ガスは洗
浄用管３０ａを介して吸着塔５ｂの洗浄に使用され、最
後に排ガス廃棄管１０′から放出される。このとき吸着
塔７ａでは真空ポンプ８によってＣＯを減圧脱着させて
おり、製品ＣＯガスとして製品タンク９に供給している
。第４図（ｂ）に示した工程になると、吸着塔５ａでは
第４図（ａ）と同様Ｈ２０やＣＯ２の吸着を続行し、吸
着塔５ａを通過した中間精製ガスは吸着塔７ａへ供給さ
れる。吸着塔５ｂでは洗浄の終った塔内を更に真空ポン
プ８によって減圧し、Ｈ２ＯとＣＯ２を吸着塔５ｂから
脱着排出してしまう。このとき吸着塔７ｂではＣＯの吸
着が飽和に達した時点で中間精製ガスの供給を止め、そ
の供給先を吸着塔５ａに切替える。そして吸着塔７ｂ内
を放圧し、死空間に残留している中間精製ガスを放出し
てから製品ＣＯガスの一部を洗浄用管３０ｂから瞬間的
に導入させ、吸着塔７ｂ内を洗浄する。第４図（Ｃ）に
示す工程になると吸着塔５ａでは塔内の放圧が完了した
後、前述の中間精製ガスによる洗浄に移行する。吸着塔
５ｂでは吸着が続行されており、Ｈ２Ｏと００２の除か
れた中間精製ガスはさらに吸着塔７ａに供給されてここ
でＣＯが吸着され、吸着塔７ａを通過したＮ２ 、Ｈ２
，０２の混合ガスは前述吸着塔５ａの洗浄ガスとして使
用されて装置外へ廃棄される。第４図（ｄ）に示す工程
になると、吸着塔５ａでは中間精製ガスによる洗浄が完
了した後、依然として吸着剤に吸着されているＣＯ２と
Ｈ２Ｏを脱着除去するために真空ポンプ８で塔内減圧し
て完全脱着を図る。吸着塔５ｂではＣＯ２とＨ２Ｏの吸
着が続行されており、塔内を通過した中間精製ガスは吸
着塔７ｂへ導かれＣＯの吸着が行なわれる。このとき吸
着塔７ａでは放圧の後製品ＣＯガスによる吸着塔内の洗
浄を行なっている。以上で各吸着塔５ａ、５ｂ、７ａ、
７ｂの吸着・脱着の１工程サイクルが完了するのである
が、各吸着塔の工程相関は第３図に示す通りである。た
だし吸着塔５ａ、５ｂでの減圧脱着工程は必ずしも必要
ではなく、本例では００回収用ポンプの厘転が間欠にな
るため。
三方弁を用いて共用することにより効率の良い脱着を試
みた例に過ぎない。
みた例に過ぎない。
（実施例１）
ＣＯ：６３％、ＣＯ２：１５％、Ｎ２：１２％、Ｈ２：
２％、０２ ：１％、Ｈ２０ニア％の組成で構成される
転炉ガス（ＬＤＧ）１００モル中からＣＯを濃縮回収す
る場合について２段ＰＳＡ装置の各位置における各成分
量は以下の様になる。
２％、０２ ：１％、Ｈ２０ニア％の組成で構成される
転炉ガス（ＬＤＧ）１００モル中からＣＯを濃縮回収す
る場合について２段ＰＳＡ装置の各位置における各成分
量は以下の様になる。
但しＣＯ回収用ＰＳＡ装置での製品ＣＯの回収率６０％
、純度はほぼ１００％とし、第１段ＰＳＡ装置でのＨ２
０、ＣＯ２脱着時に同伴して廃棄されるＣＯ等の損失率
は５％とする。
、純度はほぼ１００％とし、第１段ＰＳＡ装置でのＨ２
０、ＣＯ２脱着時に同伴して廃棄されるＣＯ等の損失率
は５％とする。
（Ｉ）ガス供給部（原料ガス供給管■において）ＣＯ：
８３モル、ＣＯ２：１５モル、Ｎ２ ：１２モル、Ｈ２
：２モル、０２ ＝１モル、Ｈ２０２０モル、合計１０
０モル： （ＩＩ ）第１段ＰＳＡ装置出口（弁１９．２０との間
の分岐管において）［各成分５％減］ＣＯ：５９．９モ
ル、Ｎ２：１１．４モル、Ｈ２：１９モル、０２ ：
０．９５モル、合計７４．２モル；（ｍ−ａ）第１図の
第２段ＰＳＡ装置出口（弁２６．２７との間のＣＯ回収
用分岐管において）［回収率６０％ＩＣＯ：３５．９モ
ル、合計同左；（ＩＶ−ａ）第１図の第２段ＰＳＡ装置
出口（弁２８．２９との間の非吸着ガス回収分岐管にお
いて）Ｃｏ：２４モル、Ｎ、 ：１１．４モル、Ｈ２
：１．９モル、 ０２ ：０．９５モル、合計３８．
３モル；（ｍ−ｂ）第２図の第２段ＰＳＡ装置出口（弁
２６．２７との間のＣＯ回収用分岐管において）Ｃ・・
・１８．９モル 合計同左； ［但し第２図の装置において吸着塔５ａ、５ｂを通過し
た混合ガスの５０％を吸着塔５ａ、５ｂの洗浄ガスとし
て使った場合］ 以上の試算から吸着塔５ａ、５ｂの洗浄に用いられるガ
ス量は第２図の従来方法の場合（■）／２ ＝ ３７．
１ （モル）、第１図の本発明方法の場合（ＴＶ −ａ
） ＝３８．３ （モル）が供給可能であり、この全量
を吸着塔５ａ、５ｂの洗浄用として用いれば３８．３
（モル） ＞３７．１ （モル）となり、本発明方法に
おける吸着塔５ａ、５ｂの洗浄用ガス量の条件は十分に
満たすことができる。また製品ＣＯガスの回収量につい
ては、第２図で示した装置を用いた従来法よりも第１図
で示した装置を用いた本発明方法のほうが約２倍近くの
ＣＯを確保できることが分かる。
８３モル、ＣＯ２：１５モル、Ｎ２ ：１２モル、Ｈ２
：２モル、０２ ＝１モル、Ｈ２０２０モル、合計１０
０モル： （ＩＩ ）第１段ＰＳＡ装置出口（弁１９．２０との間
の分岐管において）［各成分５％減］ＣＯ：５９．９モ
ル、Ｎ２：１１．４モル、Ｈ２：１９モル、０２ ：
０．９５モル、合計７４．２モル；（ｍ−ａ）第１図の
第２段ＰＳＡ装置出口（弁２６．２７との間のＣＯ回収
用分岐管において）［回収率６０％ＩＣＯ：３５．９モ
ル、合計同左；（ＩＶ−ａ）第１図の第２段ＰＳＡ装置
出口（弁２８．２９との間の非吸着ガス回収分岐管にお
いて）Ｃｏ：２４モル、Ｎ、 ：１１．４モル、Ｈ２
：１．９モル、 ０２ ：０．９５モル、合計３８．
３モル；（ｍ−ｂ）第２図の第２段ＰＳＡ装置出口（弁
２６．２７との間のＣＯ回収用分岐管において）Ｃ・・
・１８．９モル 合計同左； ［但し第２図の装置において吸着塔５ａ、５ｂを通過し
た混合ガスの５０％を吸着塔５ａ、５ｂの洗浄ガスとし
て使った場合］ 以上の試算から吸着塔５ａ、５ｂの洗浄に用いられるガ
ス量は第２図の従来方法の場合（■）／２ ＝ ３７．
１ （モル）、第１図の本発明方法の場合（ＴＶ −ａ
） ＝３８．３ （モル）が供給可能であり、この全量
を吸着塔５ａ、５ｂの洗浄用として用いれば３８．３
（モル） ＞３７．１ （モル）となり、本発明方法に
おける吸着塔５ａ、５ｂの洗浄用ガス量の条件は十分に
満たすことができる。また製品ＣＯガスの回収量につい
ては、第２図で示した装置を用いた従来法よりも第１図
で示した装置を用いた本発明方法のほうが約２倍近くの
ＣＯを確保できることが分かる。
［発明の効果］
本発明の圧力スイング吸着方法を用いることにより、製
品として回収する成分の濃縮純度を下げることなく、し
かも製品ガスを高い回収率で得ることができるようにな
った。即ち第１段ＰＳＡ装置段階で製品ガスの無駄な廃
棄を極めて少なく抑制することが可能となった。
品として回収する成分の濃縮純度を下げることなく、し
かも製品ガスを高い回収率で得ることができるようにな
った。即ち第１段ＰＳＡ装置段階で製品ガスの無駄な廃
棄を極めて少なく抑制することが可能となった。
第１図は本発明方法を行なう為の装置例を示す概略図、
第２図は従来の圧力スイング吸着方法に用いる装置例を
示す概略図、第３図は本発明方法の各吸着塔における工
程の相関関係の例を示す図、第４図（ａ）〜（ｄ）は本
発明方法における工程を示す説明図である。 １・・・原料ガス供給管 ２・・・圧縮機３・・・熱
交換器 ４・・・ドレンセパレータ５ａ、５ｂ
・・・前処理用ＰＳＡ吸着塔６・・・サージタンク
第２図は従来の圧力スイング吸着方法に用いる装置例を
示す概略図、第３図は本発明方法の各吸着塔における工
程の相関関係の例を示す図、第４図（ａ）〜（ｄ）は本
発明方法における工程を示す説明図である。 １・・・原料ガス供給管 ２・・・圧縮機３・・・熱
交換器 ４・・・ドレンセパレータ５ａ、５ｂ
・・・前処理用ＰＳＡ吸着塔６・・・サージタンク
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 吸着剤に対する吸着性が少なくとも次の３階級に区分さ
れる成分から成る混合ガス： 高吸着性成分：Ａ 中吸着性成分：Ｂ 低吸着性成分：Ｃ を原料とし、２段階に分けて設けられたＰＳＡ装置によ
って中吸着性成分Ｂを濃縮回収する方法において、高吸
着性成分Ａを第１段ＰＳＡ装置に吸着させつつ第１段Ｐ
ＳＡ装置の通過ガスを第２段ＰＳＡ装置に導入し、中吸
着性成分Ｂを第２ＰＳＡ装置に吸着させつつ第２段ＰＳ
Ａ装置を通過した低吸着性成分Ｃを第１段ＰＳＡ装置に
おける洗浄ガスとして供給することを特徴とする混合ガ
スから特定成分を濃縮回収する方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59271323A JPS61149224A (ja) | 1984-12-22 | 1984-12-22 | 圧力スイング吸着方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59271323A JPS61149224A (ja) | 1984-12-22 | 1984-12-22 | 圧力スイング吸着方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61149224A true JPS61149224A (ja) | 1986-07-07 |
Family
ID=17498450
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59271323A Pending JPS61149224A (ja) | 1984-12-22 | 1984-12-22 | 圧力スイング吸着方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61149224A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019150769A (ja) * | 2018-03-02 | 2019-09-12 | Ｊｆｅスチール株式会社 | ガス分離方法 |
-
1984
- 1984-12-22 JP JP59271323A patent/JPS61149224A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019150769A (ja) * | 2018-03-02 | 2019-09-12 | Ｊｆｅスチール株式会社 | ガス分離方法 |
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