JPS61197018A - 圧力差吸脱着気体分離法における不要成分の破過を予知する方法 - Google Patents
圧力差吸脱着気体分離法における不要成分の破過を予知する方法Info
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- JPS61197018A JPS61197018A JP60011068A JP1106885A JPS61197018A JP S61197018 A JPS61197018 A JP S61197018A JP 60011068 A JP60011068 A JP 60011068A JP 1106885 A JP1106885 A JP 1106885A JP S61197018 A JPS61197018 A JP S61197018A
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は圧力差吸脱着気体分離法における不要成分の破
過を予知する方法に関するものである。
過を予知する方法に関するものである。
吸着剤の気体または蒸気の吸着量がその分圧の高低によ
って増減する現象と、気体または蒸気の混合物を吸着剤
層に流すとき、その混合物の各成分の吸着剤に対する吸
着力の差により層内の流速に遅速を生じて成分の分離が
起る現象を利用して、気体または蒸気の混合物から成る
成分を純粋な状態または濃縮された状態で収得する分離
法は、空気からの窒素の分離や混合ガスからの水素の分
離。
って増減する現象と、気体または蒸気の混合物を吸着剤
層に流すとき、その混合物の各成分の吸着剤に対する吸
着力の差により層内の流速に遅速を生じて成分の分離が
起る現象を利用して、気体または蒸気の混合物から成る
成分を純粋な状態または濃縮された状態で収得する分離
法は、空気からの窒素の分離や混合ガスからの水素の分
離。
気体の脱湿などに広く利用されている。この方法はプレ
ッシャー・スイング・アドソープシミン。
ッシャー・スイング・アドソープシミン。
略してＰＳＡ法と呼ばれているが、ここでは圧力差吸脱
着気体分離法という。
着気体分離法という。
而して、この方法の操作は、吸着剤層を二以上設け、第
１吸着剤層の一端から加圧下の混合気体を流し、他端か
らそれを流出させて混合気体中のある成分を捕集するの
であるが、その際、まず捕集されるのは最も吸着力の弱
い成分である。例えば、水素を含む混合ガスから水素を
分離する場合、水素は最も吸着力が弱いので、極めて純
粋な状態で得られる。ある時間水素が流出した後、吸着
力が水素に次ぐ成分が吸着剤層内を進行するので、純粋
な水素を採取する場合、この成分が吸着層から破過して
水素に混入するのを防ぐため、吸着剤層出口の弁を閉じ
ると同時に原料混合気体を第２吸着剤層に供給し、第１
吸着剤層と同様な操作を行なう。第１吸着剤層内には高
圧下の気体が存在するので、これを吸着剤層入口に向け
減圧放出する。この気体は廃棄されるか、または燃料な
ど他の目的に利用される。前記の減圧により吸着剤の間
隙の気体と被吸着成分が減圧されることによって脱着さ
れる成分が除かれる。吸着剤層が大気圧またはそれ近く
まで減圧された後、出口の弁から既に捕集された成分の
一部を吸着剤層に逆流させて吸着剤内に残る被吸着成分
を完全に脱着させて入口方向に排出する。このようにし
て吸着剤は再生されるので、上述の操作を繰返すことが
出来る。
１吸着剤層の一端から加圧下の混合気体を流し、他端か
らそれを流出させて混合気体中のある成分を捕集するの
であるが、その際、まず捕集されるのは最も吸着力の弱
い成分である。例えば、水素を含む混合ガスから水素を
分離する場合、水素は最も吸着力が弱いので、極めて純
粋な状態で得られる。ある時間水素が流出した後、吸着
力が水素に次ぐ成分が吸着剤層内を進行するので、純粋
な水素を採取する場合、この成分が吸着層から破過して
水素に混入するのを防ぐため、吸着剤層出口の弁を閉じ
ると同時に原料混合気体を第２吸着剤層に供給し、第１
吸着剤層と同様な操作を行なう。第１吸着剤層内には高
圧下の気体が存在するので、これを吸着剤層入口に向け
減圧放出する。この気体は廃棄されるか、または燃料な
ど他の目的に利用される。前記の減圧により吸着剤の間
隙の気体と被吸着成分が減圧されることによって脱着さ
れる成分が除かれる。吸着剤層が大気圧またはそれ近く
まで減圧された後、出口の弁から既に捕集された成分の
一部を吸着剤層に逆流させて吸着剤内に残る被吸着成分
を完全に脱着させて入口方向に排出する。このようにし
て吸着剤は再生されるので、上述の操作を繰返すことが
出来る。
第２吸着剤層は第１吸着剤層に遅れて同様な操作を繰返
す。更に、第３．第４の吸着剤層を使用し適当な遅れを
もって同様な操作を繰返し、−巡すれば原料混合気体の
供給と必要成分の採取はほとんど中断することなく連続
的に行なうことが出来る。以上が圧力差吸脱着気体分離
法の概要である。
す。更に、第３．第４の吸着剤層を使用し適当な遅れを
もって同様な操作を繰返し、−巡すれば原料混合気体の
供給と必要成分の採取はほとんど中断することなく連続
的に行なうことが出来る。以上が圧力差吸脱着気体分離
法の概要である。
然し、実際の操作においては、吸着剤層の入口及び出口
の弁の開閉のタイミングと、サイクルの時間が適当に設
定されることが必要である。
の弁の開閉のタイミングと、サイクルの時間が適当に設
定されることが必要である。
上記の操作において、予めタイミングの設定されたタイ
マーを使用すれば、はとんど無人で操作を行なうことが
出来るが、原料混合気体の供給速度は組成が変動した場
合、それに応じて弁の開閉タイミングを調節しなければ
ならない。その中で最も困難なのは第１の吸着工程の吸
着で、必要成分の捕集が終り、不要成分の破過流出する
時期を予知することである。この出口弁の閉鎖が遅過ぎ
れば、必要成分に不要成分が混入し、早過ぎれば装置の
能力と必要成分の収率を低下させる。
マーを使用すれば、はとんど無人で操作を行なうことが
出来るが、原料混合気体の供給速度は組成が変動した場
合、それに応じて弁の開閉タイミングを調節しなければ
ならない。その中で最も困難なのは第１の吸着工程の吸
着で、必要成分の捕集が終り、不要成分の破過流出する
時期を予知することである。この出口弁の閉鎖が遅過ぎ
れば、必要成分に不要成分が混入し、早過ぎれば装置の
能力と必要成分の収率を低下させる。
原料混合気体を吸着剤層に通し始めて不要成分が破過す
るまでの時間は原料混合気体の流量と不要成分の濃度に
左右されるので、これを予知して出口弁を開閉すれば、
原料混合気体の流量や濃度の変化に応じて操作条件を調
節することが出来る。
るまでの時間は原料混合気体の流量と不要成分の濃度に
左右されるので、これを予知して出口弁を開閉すれば、
原料混合気体の流量や濃度の変化に応じて操作条件を調
節することが出来る。
その方法の一つは吸着剤層出口付近のガス分析であるが
、吸着剤層中の不要成分の吸着帯前面の進行速度は早い
ので、普通の分析法では分析サンプルの採取や分析器の
作動遅れが大きく、この目的の達成のためには実用的で
ない。
、吸着剤層中の不要成分の吸着帯前面の進行速度は早い
ので、普通の分析法では分析サンプルの採取や分析器の
作動遅れが大きく、この目的の達成のためには実用的で
ない。
また、成る種の気体は吸着剤層に挿入したセンサでその
存在を電気信号化して遅れなく分析することが出来るが
、気体の種類が著しく限定されるので一般的でない。
存在を電気信号化して遅れなく分析することが出来るが
、気体の種類が著しく限定されるので一般的でない。
本発明は上述のような従来技術の問題点を解決すること
を目的としてなされたもので、その構成は、１ 吸着剤
層の一端から加圧下の混合気体を流し、該混合気体中の
各成分の吸着剤に対する吸着力の差を利用して吸着剤層
内の各成分の流れに遅速を生ぜしぬ、吸着剤層の他端に
おいて求める成分を純粋な状態或は濃縮された状態で捕
集した後、吸着剤層内の混合気体を吸着剤層の入口に向
けて減圧放出し、更に収得された気体の一部を出口から
入口に向け流して吸着された成分を脱着放出する一連の
工程を繰返す圧力差吸脱着気体分離法において、吸着剤
層の出口付近及びそれよりやや出口に近い部分にそれぞ
れ第１温度センサ及び第２温度センサを設け、不要成分
の吸着熱による第１温度センサの第２温度センサに対す
る温度上昇を電気信号に変換し、これを外部に指示させ
ることにより吸着剤層内を出口に向け移動しつつある不
要成分の吸着帯の前面の位置を知ると同時に前記２個の
温度センサの指示の差により不要成分の破過を予知する
ことを特徴とするものである。
を目的としてなされたもので、その構成は、１ 吸着剤
層の一端から加圧下の混合気体を流し、該混合気体中の
各成分の吸着剤に対する吸着力の差を利用して吸着剤層
内の各成分の流れに遅速を生ぜしぬ、吸着剤層の他端に
おいて求める成分を純粋な状態或は濃縮された状態で捕
集した後、吸着剤層内の混合気体を吸着剤層の入口に向
けて減圧放出し、更に収得された気体の一部を出口から
入口に向け流して吸着された成分を脱着放出する一連の
工程を繰返す圧力差吸脱着気体分離法において、吸着剤
層の出口付近及びそれよりやや出口に近い部分にそれぞ
れ第１温度センサ及び第２温度センサを設け、不要成分
の吸着熱による第１温度センサの第２温度センサに対す
る温度上昇を電気信号に変換し、これを外部に指示させ
ることにより吸着剤層内を出口に向け移動しつつある不
要成分の吸着帯の前面の位置を知ると同時に前記２個の
温度センサの指示の差により不要成分の破過を予知する
ことを特徴とするものである。
即ち、本発明は吸着剤層内の出口付近に温度センサとし
て抵抗温度計の感熱抵抗体或はサーミスタもしくは熱電
温度計の熱電対を挿入し、その部分の吸着熱による温度
上昇を抵抗または起電力の変化として測定し、これを電
気信号化して取出し、要すればこれを増幅して電磁弁を
作動させるようにすればよいわけであるが、このセンサ
は吸着時のみならず、減圧及び再生時の吸着剤全体の吸
着及び脱着熱による温度変化や外気温、供給する混合気
体の温度変化にも感じるので、それらによる温度変化を
打消すため１本発明においては、温度センサを２個使用
し、１個は吸着剤層出口から数ｌ乃至数＋１の位置に、
他の１個はそれよりやや出口に遠い位置に設け、それら
双方の温度差を測定するようにした。この温度差を求め
るには双方の起電力または抵抗変化を打消すような電気
回路を以て簡単の目的を達成することが出来る。
て抵抗温度計の感熱抵抗体或はサーミスタもしくは熱電
温度計の熱電対を挿入し、その部分の吸着熱による温度
上昇を抵抗または起電力の変化として測定し、これを電
気信号化して取出し、要すればこれを増幅して電磁弁を
作動させるようにすればよいわけであるが、このセンサ
は吸着時のみならず、減圧及び再生時の吸着剤全体の吸
着及び脱着熱による温度変化や外気温、供給する混合気
体の温度変化にも感じるので、それらによる温度変化を
打消すため１本発明においては、温度センサを２個使用
し、１個は吸着剤層出口から数ｌ乃至数＋１の位置に、
他の１個はそれよりやや出口に遠い位置に設け、それら
双方の温度差を測定するようにした。この温度差を求め
るには双方の起電力または抵抗変化を打消すような電気
回路を以て簡単の目的を達成することが出来る。
一般に、吸着剤層内を気体が流れるとき、該吸着剤に対
する気体の吸着力に従って吸着剤層内の吸着帯の前面は
成る速度を以て入口から出口に向って移動する。その際
、吸着帯の前面が到達すると同時にその部分の温度が上
昇するが、前面が通り過ぎると、温度は旧に復する。本
発明はこの現象を利用したものである。
する気体の吸着力に従って吸着剤層内の吸着帯の前面は
成る速度を以て入口から出口に向って移動する。その際
、吸着帯の前面が到達すると同時にその部分の温度が上
昇するが、前面が通り過ぎると、温度は旧に復する。本
発明はこの現象を利用したものである。
次の本発明の実施の一例を図に拠り説明する。
図は、吸着剤として活性炭を用い、この吸着剤層（長さ
４００Ｃ１１）の内部に第１熱電対と第２熱電対をそれ
ぞれ該吸着剤層出口から５０ｃ＋ｎ、５ｃｍの個所に互
に極性を逆にして接続挿入し、該吸着剤層に。
４００Ｃ１１）の内部に第１熱電対と第２熱電対をそれ
ぞれ該吸着剤層出口から５０ｃ＋ｎ、５ｃｍの個所に互
に極性を逆にして接続挿入し、該吸着剤層に。
２９％のメタンと１９％の２酸化炭素を含む水素を通じ
たとき、吸着剤層の出口付近のある断面を吸着帯の前面
が通過するときの温度変化を示す図表で、縦軸は温度、
横軸は時間をそれぞれ表わし、Ｂはメタン、Ｃは２酸化
炭素のそれぞれの吸着帯前面の吸着熱による温度上昇を
示す。而して、吸着剤層に原料の粗水素を１５ｋｇ／ａ
Ｉの圧力の下に通じ。
たとき、吸着剤層の出口付近のある断面を吸着帯の前面
が通過するときの温度変化を示す図表で、縦軸は温度、
横軸は時間をそれぞれ表わし、Ｂはメタン、Ｃは２酸化
炭素のそれぞれの吸着帯前面の吸着熱による温度上昇を
示す。而して、吸着剤層に原料の粗水素を１５ｋｇ／ａ
Ｉの圧力の下に通じ。
出口から純水素が流出しつつある時間を経過した後、メ
タンの吸着帯前面が出口に接近し、第１の熱電対を挿入
した部分に到達した時をＡとすると、この時点からその
部分の吸着剤層の温度が上昇し、約１分後Ｂ点でメタン
の吸着熱による温度の山が現われ、これが一時下降し、
約３分後に２酸化炭素の吸着帯前面がこの点に到達した
とき、最高Ｃ点に再び温度の山が現われ、その後温度は
下降する。この第１熱電対はそれより出口に近い第２電
対と極性を逆にして接続されているので、温度変化０は
この双方の熱電対が等しい温度下にあることを示す。従
って、外気や供給気体の温度変化は第１．第２熱電対に
等しく作用し、相互に電位差が打消されるので、第１熱
電対で温度変化として現われない。この吸着剤層に原料
ガスを流し続けるならば、第１熱電対はこのような温度
経過を示すが、いま、温度指示がＤの達したとき、この
電位差の信号により出口の電磁弁を閉じれば、水素中に
メタンが混入することはない。吸着、減圧。
タンの吸着帯前面が出口に接近し、第１の熱電対を挿入
した部分に到達した時をＡとすると、この時点からその
部分の吸着剤層の温度が上昇し、約１分後Ｂ点でメタン
の吸着熱による温度の山が現われ、これが一時下降し、
約３分後に２酸化炭素の吸着帯前面がこの点に到達した
とき、最高Ｃ点に再び温度の山が現われ、その後温度は
下降する。この第１熱電対はそれより出口に近い第２電
対と極性を逆にして接続されているので、温度変化０は
この双方の熱電対が等しい温度下にあることを示す。従
って、外気や供給気体の温度変化は第１．第２熱電対に
等しく作用し、相互に電位差が打消されるので、第１熱
電対で温度変化として現われない。この吸着剤層に原料
ガスを流し続けるならば、第１熱電対はこのような温度
経過を示すが、いま、温度指示がＤの達したとき、この
電位差の信号により出口の電磁弁を閉じれば、水素中に
メタンが混入することはない。吸着、減圧。
再生の工程が終るまでにこの温度変化は０に復し、次の
サイクルに備えることが出来る。
サイクルに備えることが出来る。
本発明は上述の通りであるから、例えば、実施例に示し
たような、メタンと２酸化炭素を含有する粗水素の精製
等に採用して極めて効果的であり特に前記第１温度セン
サと第２温度センサの指示の差を電気信号として取出し
、要すればこれを増幅して電磁弁を介し吸着剤層出口に
設けた自動開閉弁を閉じるようにすれば、極めて正確な
制御が可能となる。
たような、メタンと２酸化炭素を含有する粗水素の精製
等に採用して極めて効果的であり特に前記第１温度セン
サと第２温度センサの指示の差を電気信号として取出し
、要すればこれを増幅して電磁弁を介し吸着剤層出口に
設けた自動開閉弁を閉じるようにすれば、極めて正確な
制御が可能となる。
図は活性炭を用いた吸着剤層に２９％のメタンと１９％
の２酸化炭素を含む水素を通じたとき、吸着剤層の出口
付近のある断面を吸着帯の前面が通過する時の温度変化
を示す図表である。
の２酸化炭素を含む水素を通じたとき、吸着剤層の出口
付近のある断面を吸着帯の前面が通過する時の温度変化
を示す図表である。
Claims (1)
- １ 吸着剤層の一端から加圧下の混合気体を流し、該混
合気体中の各成分の吸着剤に対する吸着力の差を利用し
て吸着剤層内の各成分の流れに遅速を生ぜしめ、吸着剤
層の他端において求める成分を純粋な状態或は濃縮され
た状態で捕集した後、吸着剤層内の混合気体を吸着剤層
の入口に向けて減圧放出し、更に収得された気体の一部
を出口から入口に向け流して吸着された成分を脱着放出
する一連の工程を繰返す圧力差吸脱着気体分離法におい
て、吸着剤層の出口付近及びそれよりやや出口に近い部
分にそれぞれ第１温度センサ及び第２温度センサを設け
、不要成分の吸着熱による第１温度センサの第２温度セ
ンサに対する温度上昇を電気信号に変換し、これを外部
に指示させることにより吸着剤層内を出口に向け移動し
つつある不要成分の吸着帯の前面の位置を知ると同時に
前記２個の温度センサの指示の差により不要成分の破過
を予知することを特徴とする圧力差吸脱着気体分離法に
おける不要成分の破過を予知する方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60011068A JPS61197018A (ja) | 1985-01-25 | 1985-01-25 | 圧力差吸脱着気体分離法における不要成分の破過を予知する方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60011068A JPS61197018A (ja) | 1985-01-25 | 1985-01-25 | 圧力差吸脱着気体分離法における不要成分の破過を予知する方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61197018A true JPS61197018A (ja) | 1986-09-01 |
| JPH0475046B2 JPH0475046B2 (ja) | 1992-11-27 |
Family
ID=11767663
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60011068A Granted JPS61197018A (ja) | 1985-01-25 | 1985-01-25 | 圧力差吸脱着気体分離法における不要成分の破過を予知する方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61197018A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0195857A (ja) * | 1987-10-08 | 1989-04-13 | Akio Nakano | 複合金属製品の鋳造方法及びその実施に使用する鋳造装置 |
| US5296017A (en) * | 1991-05-28 | 1994-03-22 | Mitsui Toatsu Chemicals, Inc. | Method and apparatus for concentrating chlorine gas |
| JP2008523981A (ja) * | 2004-12-20 | 2008-07-10 | アイダテック， エル．エル．シー． | 温度に基づく破過検出及び圧力揺動吸着システム及び同一物を有する燃料電池 |
| JP2015517398A (ja) * | 2012-05-04 | 2015-06-22 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ | 酸素分離器及び酸素生成方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS519908U (ja) * | 1974-07-05 | 1976-01-24 | ||
| JPS58156325A (ja) * | 1982-02-25 | 1983-09-17 | ポ−ル・コ−ポレ−シヨン | 自動温度検知サイクル制御を備える吸着分留装置及び方法 |
-
1985
- 1985-01-25 JP JP60011068A patent/JPS61197018A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS519908U (ja) * | 1974-07-05 | 1976-01-24 | ||
| JPS58156325A (ja) * | 1982-02-25 | 1983-09-17 | ポ−ル・コ−ポレ−シヨン | 自動温度検知サイクル制御を備える吸着分留装置及び方法 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0195857A (ja) * | 1987-10-08 | 1989-04-13 | Akio Nakano | 複合金属製品の鋳造方法及びその実施に使用する鋳造装置 |
| US5296017A (en) * | 1991-05-28 | 1994-03-22 | Mitsui Toatsu Chemicals, Inc. | Method and apparatus for concentrating chlorine gas |
| JP2008523981A (ja) * | 2004-12-20 | 2008-07-10 | アイダテック， エル．エル．シー． | 温度に基づく破過検出及び圧力揺動吸着システム及び同一物を有する燃料電池 |
| JP2015517398A (ja) * | 2012-05-04 | 2015-06-22 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ | 酸素分離器及び酸素生成方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0475046B2 (ja) | 1992-11-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |