JPS61178014A

JPS61178014A - 吸着器の定風量均圧方法

Info

Publication number: JPS61178014A
Application number: JP60017139A
Authority: JP
Inventors: Tadanori Ogawa; 尾川　任功; Kazuo Seki; 関　和夫
Original assignee: Japan Oxygen Co Ltd; Nippon Sanso Corp
Current assignee: Japan Oxygen Co Ltd; Nippon Sanso Corp
Priority date: 1985-01-31
Filing date: 1985-01-31
Publication date: 1986-08-09
Anticipated expiration: 2009-05-11
Also published as: JPH0634894B2

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】〔産業上の利用分野〕本発明は吸着器（乾燥器等を含む）の複数の筒体の圧力
を均圧させる場合、均圧されるべき筒体の圧力を他方よ
り順次昇圧する過程において、常に一定風量のガスが流
れるように制御する定風量均圧方法に関する。

〔従来の技術〕

Ｐ、、ＳＡ（圧力変動吸着）法によるガス分離方法にお
いて複数の吸着器を均圧する場合、また吸着器、乾燥器
等を用いて炭酸ガス、水分等を除去する空気分離装置、
ガス分離装置において、複数の吸着器又は乾燥器等を均
圧する際、従来はそれらの局間に備えた均圧弁を電磁弁
または手動操作して開口させることにより圧力ガスを均
圧されるべぎ筒内に送り込んで行なっていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、均圧弁が急に開かれると、均圧されるべき筒
の圧力が最初は大気圧近くであり圧力差が大ぎいため当
初は大量のガスが流れるが、時間の経過につれて圧力差
が少なくなって流れにくくなり、下記のような欠点があ
った。

■均圧開始当初、扱者工程の吸着筒より均圧工程の吸着
筒へ大量のガスが流れるため精製ガス流量が減少し下流
の装置または供給先に混乱を生ぜしめる。

■均圧が進むとガスが流れにくくなり、均圧に時間がか
かる。

■均圧開始時、動圧がかかり吸着剤、筒本体その他に悪
影響を与える。

そしてこれらの問題は、吸着分離を行なう装置全てにつ
いて同様に起こっているが空気分離装置においては均圧
開始当初、大量のガスが流れるため精溜塔に入る空気が
減少し精溜が乱れるという減少が起きている。特にアル
ゴン採取を同時に行う場合、複精溜塔、Ｆ部塔中間段の
アルゴン原料ガス抽出部のガス組成が変動して厄介な問
題が生ずる。

この様な不都合を解消するためにバランス弁の下流側に
オリフィス等の流闇計を設けて手動により弁゛開度を調
節することも考えられるが、装置運転中常時人間が弁操
作”を行うことおよびこれにより完全を期することは不
可能に近い。

そこで本発明は、均圧開始から均圧終了迄の間供給ガス
量が変動して下流の°ガス供給先に与える乱れを低減さ
せて装置の収率゛を上昇し、かつ均圧弁からの流量調整
をバランス弁の下流側にオリフィス等を設けること−に
より行なっていた厄介さをなくし、さらに吸着剤、筒本
体その他に与えてぃｈ機械的問題を除去した吸着器の定
風量均圧方法ｉ提供するととを目的とする。またこれに
より空気分離装置の場合は精溜塔にもたらされていた乱
れを低減させ、特、にアルゴン採取時の収率向上を目的
とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は上記問題点を解決するため、複数個の吸着筒を
用い、複数成分よりなる原料気体を加圧下で供給して被
吸着成分を吸着する吸着工程と、吸着工程を終了した吸
着筒に吸着した被吸着成分を脱着させる脱着工程とを、
各吸着筒にて交互に繰り返すことにより連続的に原料気
体の分離を行なうＰＳＡ　（圧力変動吸着）法によるガ
ス分離方法において、また空気あるいはガス分離装置中
に備えられた複数の吸着筒に原料気体を加圧下で供給し
、水分、炭酸ガス等の不純物を吸着する吸着工程と、吸
着工程を終了した吸着筒に吸着した不純物（被吸着成分
）を脱着させる脱着工程とを各吸着筒にて交互に繰り返
すことにより連続的に原料気体を精溜塔に供給して、精
溜塔で液化分離する空気あるいはガス分離方法において
、吸着筒の均圧の際バランス弁を流れるガス量が常に一
定量であるようにバランス弁の弁開度を自動的に制御す
ることを特徴とするものである。

〔作　用〕

したがって、吸着器の均圧の際、均圧される吸着筒の圧
力に関係なく常に一定量のガスが均圧されるべき吸着筒
側に自動的に流れ、装置全体に与える乱れを防止するこ
とができる。

〔実施例〕

第１図は吸着筒の系統図であり、吸着は加圧下、脱着は
常圧で行なわれる。

一対の吸着筒１，２の中には吸着剤が充填されており、
管３から入る圧縮原料気体は弁４を経て吸着筒１の吸着
層を通過し、この際水分、炭酸ガス等の不純物が吸着さ
れ、脱湿気体は逆止弁５を経て管６より精溜塔へ送られ
ている。

このとき一方の吸着筒２は再生過程にあり、常圧に戻さ
れた脱湿気体は管７から逆止弁８を経て吸着筒２を逆方
向に通過し、吸着層に吸着されている水分、炭酸ガス等
の被吸着成分を除去しつつ、弁９を経て管１０より排出
される。

そして、この再生（脱＠）終了後、吸着筒２を均圧にす
るが、この均゛圧工程はバランス弁１１を開き吸着筒１
を経た圧縮気体を吸着筒２側に送り込むことにより行な
う。本実施例ではこの均圧のとき、大気圧近くから使用
圧力まで昇圧する過程で均圧される筒の圧力に関係なく
常に一定の流量を流すようにし装置に変動を与えないよ
うにしている。

以下、不純物除去に吸着器を用いた型式の空気分離装置
を例にとって、原料空気中の水分と炭酸ガスを吸着除去
する吸着器について説明する。原料空気は流ｆｉｔ１１
　、０００　Ｎｍ／ｈ　、圧カバ３０ｋｑ／ｄである。

今再生が終了した一方の吸着筒２を略大気圧力から約３
０ｋｏ／ｃｍ迄均圧する過程の各Ｃｖ値（流量係数）を
計算すると以下の表の通りとなる。なお、ここに吸着筒
１，２は直径１７００　ｍｗ　ｘ長さ５２００＋ｎ＋で
あり、今１５分で均圧すると流量Ｑは１０９５１ＴＩｌ
／ｈとなる。

−表一この計算に示す如く均圧工程においてバランス弁を流れ
るガスを一定風聞にするには上表の如くそのＣｖ　１ｍ
を変化させればよい。Ｃｖ値は弁口径を決める際の流齢
係数であり、弁通過面積の関数として表わされる。した
がって、弁の必要面積確保のため上表のＣｖ値になるよ
う外部から指令を与えればよい。

このための方法としては、機械的方法と電気的方法が考
えられる。以下台々の方法について説明する。

第２図は本発明の一実施例の機械的方法を示すものであ
り、前記バランス弁１１の開度を調整して常に一定の風
量を送るようにしたものである。

すなわちタイマー（図示せず）によって駆動される歯車
１２により、弁リフトを１５分間でＣｖ値２．３６〜５
．９に連続的に変化させるように予め設定されたカム１
３を駆動させ、カム１３の下部に設けた押軸１４を押し
下げ、それによって弁箱１５内の弁軸１６を下方に押し
下げて弁座１７に密接している弁軸１６下端の弁子１８
を下げて弁座１７と弁子１８とのｒ１隔を徐々に開き、
ガス人口１９からガス出口２０に常に一定の流量を供給
するようにしている。そして均圧しないときはスプリン
グ２１にて弁軸１６を押し上げ、弁子１８を全開位置に
している。

第３図は本発明の他の実施例の電気的方法を示すもので
、空気１１１０００　ＮＴｌｌ１／ｈ　、　圧力３０ｋ
Ｑ／　ｃｄ、温度５℃、切換周期１２時間の吸着器を均
圧させる場合である。この場合バランス弁１１は最小Ｃ
ｖＩｌｉ２．３６．最大Ｃｖ値５．９となる弁を選定す
ればよい。このように選定すれば均圧時著しく流量が減
り、アルゴンを採取する場合の精溜塔内の蹟溜状態の著
しい乱れが解消され、装置は安定して運転ができる。

ここで用いられるバランス弁１１は弁箱２２内をダイヤ
フラム２３で仕切って２室に分割し、上方を作動空気圧
室２４、下方をガス人口２５及びガス出口２６に接続し
てガス流通室２７を形成しており、ダイヤフラム２３の
略中央にダイヤフラム２３の動きに応じて上下動するよ
うに弁軸２８を垂設し、ダイヤフラム２３の動きで弁子
２９を弁座３０に対して開閉できるようにしである。

そして、上記弁軸２８の下部は弁箱底部３１に取付けた
バランススプリング３２により１方に付勢されるバラン
スロッド３３に接続されており、上記作動空気圧室２４
に圧縮空気が送られたときにバランススプリング３２に
抗して下方にへこむダイヤフラム２３によって弁子２９
が弁座３０に密接して閉鎖されるようになっている。

前記作動空気圧室への作動空気は作動空気圧導入管３４
及び作動空気管３５を通って送られるようになっており
、この作動空気の送り量の［Ｔは、ガス出口２６側に一
端を接続して２次圧力を検出する圧力検出管３６の他端
を作動空気導入管３４及び作動空気管３５間に介在させ
たプログラム設定器３７に接続することによって、この
プログラム設定器３７に２次圧力を検知させて行なって
いる。

このプログラム設定器３７は、定められたバランス時間
内に２次圧力に関係なく、バランス時間中一定の流量を
流すよう弁子２９を自動的に同状態にするための空気圧
を供給する設定器であって、以下の機能を有している。

■吸着筒の容量とバランス時間から単位時間内に流す流
量を計算する。

■上記流量に相当する各正角の必要Ｃｖ値を計算する。

■Ｃｖ値に相当する弁リフトを計算する。

■各圧力毎に一定流量を流すための弁リフトをうえる作
動圧力を作動空気管３５に送る。

以上の機能により機械的方法と同じように常に一定のｌ
ｉｔ量を均圧すべき吸着筒２側に送ることができる。

〔発明の効果〕

本発明は以上のように、吸着筒の均圧の際常に一定ｍの
ガスが流れるようにバランス弁のＣｖ値を予め求めてお
き、このＣｖ値になる様弁作動舟の指令を与えることに
より弁開度を自動的に制御するようにしたから、均圧開
始当初に大量のガスが流れるのを防止でき、ＰＳＡ　（
圧力変動吸着）法による分Ｉ１１装置、空気分離装置、
ガス分離装置等について均圧時の装置に与える影響が非
常に少なくなる。特に空気分離装置においてアルゴンの
需要が多くアルゴン採取運転を厳しい条件で行なってい
る場合この効果は大きく、単に収率面のみでなく、オペ
レーターの精神的な負担も軽減される。また、自動的な
制御によるためオリフィスその他で流量調整を行なうと
いった厄介さもなくなる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の実施例を示すもので、第１図は吸着筒の系
統図、第２図は定風量均圧の機械的方法の説明断面図、
第３図は同じく電気的方法の説明断面図である。１．２・・・吸着筒　　　１１・・・バランス弁１２・
・・歯車　　１３・・・カム　　１４・・・押軸１５・
・・弁箱　　１６・・・弁軸　　１７・・・弁座１８・
・・弁子　　　１９・・・ガス人口　　　２０・・・ガ
ス出口　　２１・・・スブング　　２２・・・弁箱２３
・・・ダイ１２フラム　　２４・・・作動空気圧室２５
・・・ガス入口　　２６・・・ガス出口　　２７・・・
ガス流通室　　　２８・・・弁軸　　　２９・・・弁子
３０・・・弁座　　３１・・・底部　　３２・・・バラ
ンススプリング　　３３・・・バランスロッド　　３４
・・・作動用空気圧導入管　　３５・・・２次圧力の検
出管３７・・・プログラム設定器特　許　出　願　人　日本Ｍ素株式会社豪１図第２因磨３図

Claims

【特許請求の範囲】１、複数の吸着筒に複数成分よりなる原料気体を加圧下
で供給し、被吸着成分を吸着する吸着工程と、吸着工程
を終了した吸着筒に吸着した被吸着成分を脱着させる脱
着工程とを各吸着筒にて交互に繰り返すことにより連続
的に原料気体を分離するガス分離方法において、吸着器
の均圧の際バランス弁を流れるガス量が常に一定量のガ
スが流れるようにバランス弁の弁開度を自動的に制御す
ることを特徴とする吸着器の定風量均圧方法。２、前記バランス弁の弁開度は、そのＣｖ値より予め設
定したタイマとこれにより回転するカムとによりバラン
ス弁のリフト量を制御することを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の吸着器の定風量均圧方法。３、前記バランス弁の弁開度は、バランス弁後方の２次
圧力を検出し、これをプログラム設定器にて比較演算し
て２次圧力に相当する必要なＣｖ値となる様に制御する
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の吸着器の
定風量均圧方法。