JPS61222905A - 酸素富化空気の製法 - Google Patents

酸素富化空気の製法

Info

Publication number
JPS61222905A
JPS61222905A JP61061972A JP6197286A JPS61222905A JP S61222905 A JPS61222905 A JP S61222905A JP 61061972 A JP61061972 A JP 61061972A JP 6197286 A JP6197286 A JP 6197286A JP S61222905 A JPS61222905 A JP S61222905A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
bed
oxygen
pressure
product gas
air
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP61061972A
Other languages
English (en)
Inventor
ウイルバー.クライマー.クラツツ
シバジ.サーカー
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Air Products and Chemicals Inc
Original Assignee
Air Products and Chemicals Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Air Products and Chemicals Inc filed Critical Air Products and Chemicals Inc
Publication of JPS61222905A publication Critical patent/JPS61222905A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/02Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • B01D53/04Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/02Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • B01D53/04Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
    • B01D53/047Pressure swing adsorption
    • B01D53/0473Rapid pressure swing adsorption
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/14Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by absorption
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2253/00Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
    • B01D2253/10Inorganic adsorbents
    • B01D2253/106Silica or silicates
    • B01D2253/108Zeolites
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2256/00Main component in the product gas stream after treatment
    • B01D2256/12Oxygen
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2257/00Components to be removed
    • B01D2257/10Single element gases other than halogens
    • B01D2257/102Nitrogen
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2257/00Components to be removed
    • B01D2257/50Carbon oxides
    • B01D2257/504Carbon dioxide
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2257/00Components to be removed
    • B01D2257/80Water
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2259/00Type of treatment
    • B01D2259/40Further details for adsorption processes and devices
    • B01D2259/40011Methods relating to the process cycle in pressure or temperature swing adsorption
    • B01D2259/40028Depressurization
    • B01D2259/4003Depressurization with two sub-steps
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2259/00Type of treatment
    • B01D2259/40Further details for adsorption processes and devices
    • B01D2259/40011Methods relating to the process cycle in pressure or temperature swing adsorption
    • B01D2259/40043Purging
    • B01D2259/4005Nature of purge gas
    • B01D2259/40052Recycled product or process gas
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2259/00Type of treatment
    • B01D2259/40Further details for adsorption processes and devices
    • B01D2259/40011Methods relating to the process cycle in pressure or temperature swing adsorption
    • B01D2259/40058Number of sequence steps, including sub-steps, per cycle
    • B01D2259/4006Less than four
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2259/00Type of treatment
    • B01D2259/40Further details for adsorption processes and devices
    • B01D2259/40011Methods relating to the process cycle in pressure or temperature swing adsorption
    • B01D2259/40058Number of sequence steps, including sub-steps, per cycle
    • B01D2259/40062Four
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2259/00Type of treatment
    • B01D2259/40Further details for adsorption processes and devices
    • B01D2259/40011Methods relating to the process cycle in pressure or temperature swing adsorption
    • B01D2259/40077Direction of flow
    • B01D2259/40081Counter-current
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2259/00Type of treatment
    • B01D2259/40Further details for adsorption processes and devices
    • B01D2259/403Further details for adsorption processes and devices using three beds
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2259/00Type of treatment
    • B01D2259/40Further details for adsorption processes and devices
    • B01D2259/404Further details for adsorption processes and devices using four beds
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2259/00Type of treatment
    • B01D2259/40Further details for adsorption processes and devices
    • B01D2259/414Further details for adsorption processes and devices using different types of adsorbents
    • B01D2259/4141Further details for adsorption processes and devices using different types of adsorbents within a single bed
    • B01D2259/4145Further details for adsorption processes and devices using different types of adsorbents within a single bed arranged in series
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02CCAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
    • Y02C20/00Capture or disposal of greenhouse gases
    • Y02C20/40Capture or disposal of greenhouse gases of CO2

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
  • Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)

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) 本発明は選択吸収によるガスの分離に関するものであり
、更に詳しくは、循環空気から富化された酸素含有量の
工業的に有用なガス生成物を回収することlC関するも
のである。
(従来の技術) 米国特許第401)429号明細書には、選択着駅によ
る空気分留のための先行特許文献に開示されている種々
の系について論議がなされている。一般にこれらの先行
技術の方法は、窒素を保有するための選択吸着剤のベッ
トを有する塔を通常使用しており、このベットを通して
供給空気を通過させ、高度に酸素の富化されたに1流出
物を該ベットから放出させる。空前負荷ベットの再生は
圧力減少および/またはガ゛ス流によるベットの浄化に
よって行われる。これらの従来技術の方法の目的は、約
80チ0露以上の高い酸素含有量の生成物流を得ること
であり、その方法の工程および操作条件はこの目的が達
成されるように設計されている。このような高度富化法
のための#!素四回収率富化空気として実際に回収され
た酸素を供給空気中の全酸素の係として定義される)は
約401のオーダーである。低酸素含有量の生成物を得
るようKg蜜寓化法を操業すると更に低い回収効率とな
る。
吸着工程で最初に高い圧力を使用し、窒素脱吸着の開は
大気圧に近い圧力を使用するこのような先行技術の方法
(psA)の例としては、米国特許填2944627号
および同1!、 3717974号が挙げられる。
その他の記載された先行の方法にかいては、米国特許1
f、 3796022号、同第401)429号、同第
4129424号および同第4169149号によって
例示されるように、大気圧以下の圧力でベットからの窒
素の脱吸着が行われる。
窒素を選択的に保有するのく好ましい吸着剤は市場で入
手できる合成ゼオライト例えはA型、X型およびモルデ
ナイトである。大抵の従来技術の方法においては、供給
空気を窒素吸着ベットに導入する前に、供給空気から水
およびCO,を除去することが準備される。
(発明が解決しようとする問題点) 高度に酸素富化された空気が要求または希望されて−る
多数の応用例があるが、低酸素濃度の富化空気を使用し
かつ使用することのできる或種の工業的方法も存在する
。このようkして種々の態勢方法および化学的および生
化當的反応器において、約23〜4540.含有量の空
気が使用される。このような中程度の酸素富化空気は比
較的純粋な液状を走はガス状の酸素を循環空気流に添加
すること忙よって得られる。このような手法は技術的に
は満足なものであるが、比較的経費ががかり、このよう
々添加をしなければ中程度の酸素富化空気生成物を使用
することによって利益の得られる或種の応用例において
は経済的に望ましくない。
本発明の目的は、制御された中程度の酸素濃度の有用な
酸素富化生成ガスを、高い酸素回収効率で、循環空気か
ら製造する簡単かつ経済的な方法を提供することである
(問題を解決するための手段) 本発明によれば、選択吸着技術により、久〜父容量係の
酸素含有量を有する酸素富化ガス生成物が循環空気から
製造される。本発明を実施するに当っては、著しく簡単
化された断熱圧力振動吸着サイクル(PEA )が採用
される。この方法は、窒素選択吸着剤のベットを有して
いる塔に、好ましくはその一端に、該塔が大気圧から数
気圧の第1圧力になるまで供給空気を導入することKよ
って行われる。次に生成物としての酸素富化空気を、該
ベットへの供給空気の最初の導入方向と同じ流れ方向で
、例えば供給空気導入部から塔の反対の端部で該塔から
生成物として取シ出すととKより、塔の圧力を中間第2
圧力水準に低下°させる。次に酸素富化生成物の取シ出
し方向と逆の流れ方向で排気する、例えば最初の空気入
口端から排気することによって塔の圧力を更に大気圧に
低下させ、こうしてこのサイクルを完了し、サイクル順
序を繰返すために塔を準備する。このようなおだやかな
操作によって、酸素含有量る〜26係の酸素富化生成ガ
スが、供給空気から約75〜85憾の酸素回収率で得ら
れる。
(発明の動果) サイクル順序に付加工程を含ませることによって、酸素
50%までを含有しているような高酸素含有量の酸素富
化生成ガスが得られる。塔の排気に続いて、供給空気導
入方向と反対の流れ方向で酸素富化空気生成物の一部で
浄イヒし、サイクルを繰返し、こうしてサイクルの継続
により約5011での酸素を含有している酸素富化生成
物が得られる。
別法として、成る場合には、約(資)〜50係までの酸
素を含有する富化流出物を循環空気から得られるような
条件下で本発明方法を操作するのが有利なことがわかシ
、この流出物は次に単に循環空気で希釈することKよシ
器〜3540.の所望の範囲内の低酸素含有量の混合生
成ガスを得ることができる。
(作 用) この方法を実施するときには、第1の圧力を大気圧以上
の圧力から約10気圧の圧力の範囲にすることができる
。一般にこの第1の圧力は少なくとも約1.5気圧の水
準に保たれる。この第1圧力の上限は約10気圧の圧力
であるが、10気圧よりも幾分低い圧力を使用するのが
好ましい。従って、例えば、′41圧力の上限水準を約
7気圧以上にならないように制限するのが好ましく、5
気圧までに制限された圧力および4気圧のような低い圧
力が非常に満足なことがわかった。勿論、低い圧力を使
用することによって操作における或種の効率に影響のあ
ることが理解されよう。
生成物としての酸巽富化空気の除去と関連して、第2圧
力が第1圧力の0.75倍よりも大きくない水準にある
ことは本発明の本質的なことである。第2圧力は第1圧
力の067倍以下であることが好ましく、第1圧力の0
.67倍または0.60倍の第2圧力を用いたときに満
足な結果が得られた。勿論、第2圧力にどのような圧力
水準を選択しようとも、大気圧よりも大きくなくてはな
らないということが理解されよう。
本発明を操作するときには、大気圧への排気工程に続い
て直ちに第2圧力水準への減圧および生成物の回収の行
われることに注意しなければならない。繰返される2つ
の工程の間で、ベットの中間的浄化または大気圧以下の
圧力への減圧は行われない。更に、吸着剤ベットを第1
圧力水準に最初に加圧することは、専ら該ベットに循環
空気を導入することによって行われる。追加的にガスを
導入してベットを補助的に加圧することはしない。
第1図に示された実施例は、これに限定されるものでは
ないが、平行して操作される設計A、 BおよびCの3
個の吸着剤塔を示している。供給空気は10で圧縮され
、水冷却器40内で循環系温度近くに冷却され、凝縮水
を除去するためのノックアウトドラム41を通過し、管
11を経由して選択された一つの塔の中を通って流れる
。それぞれの塔には吸着剤が2層充填されている。供給
端部の層は供給空気から水および少なくとも一部の2酸
化炭素を除去する。このような目的のために通常使用さ
れる任意の公知の吸着剤、例えばA型またはX型分子ふ
る込ゼオライト、アルミナ、シリカゲルおよび活性炭が
使用される。隣接する第2の層には、窒素を保有するた
めの公知の任意の選択吸着剤、例えば合成モルデナイト
、または種々の陽イオンと交換することのできるA型ま
たはX型分子ふるいゼオライトを使用することができる
塔Aが流入供給空気を受取るためのものとすると、塔A
け最初は大気圧である。弁12が開かれ、弁1)と14
が閉ぢられると、最初に設定され九大気圧以上の圧力水
準が塔内で得られるまで、塔A内への圧縮空気の導入が
筆1工程として続けられる。
この圧力水準は約10気圧まで、好ましくは1.5〜4
気圧の節囲内である。サイクル順序の次の工程でけ、弁
12が閉ぢられ、弁14が開かれ、こうして酸素の富化
された第1流出物を塔Aから取り出し、管15を経由し
て生成物貯蔵タンクとして役立つ捕集器16を通り、該
タンクからは富化された生成ガスが使用のために管18
を経由して取り出される。
塔Aからの生成物の取り出しは、塔内の圧力が予定され
た大気圧以上の中間第2圧力水準に低下するまで続けら
れる。
所定の中間圧力水準に達したときに、弁1ust閉ぢら
れ、弁1)は開かれ、こうして塔Aは大気圧に排気され
、残存ガスが脱吸着され、管」を経由して放出される。
次に塔AVi、該塔に循環空気を再導入して操作工程順
を繰返す準備が整えられる。
代って塔BおよびCの操作工程は、相殺的関係で塔AI
Cついて述べたと同じ順序で行われる。3−導糸の特電
の塔に組合されている弁の位置が匍秒操作サイクルに基
づいて表1に示されており、この場合に供給ガスは系に
連続的に導入され、富化されたガスが接糸25≧ら連続
的に取り出される。
表   1 時間  塔     弁 1秒)    A  B  1)  121)1422
23243233340−30 AdI)2D10C’
CC0(:!c0030−60 I)mA(I112 
CCOQCCCOC(イ)−90D2.I)IAd (
1! OCQ (1! OOC! CC=閉鎖  A(
1=吸着 0=開放  DI =第1減圧 D2 = @ 2減圧 表1は9秒3工程サイクルを示したものであるが、(1
)窒紫吸渭、(2)中間圧力水準への減圧および(3)
大気圧への排気に均等に時間割りした約9〜120秒の
長時間または短時間操作サイクルを採用できることが理
解されよう。
前記3一工程サイクルは循環空気″fr23〜304の
酸素含有量に富化するのに使用することができる。
この方法は3塔系について記載したが、貯蔵器を適当な
寸法にすることによって1個だけの塔または2個の塔で
も行うことができる。
笥2図に示した実施例は、幻〜504の酸素含有量を有
する富化生成ガスの製造に使用することができる。この
目的のために、サイクル中に追加工程を使用するが、ζ
こでは操業中の塔を浄化し、続いて排気工程を行う。各
塔内の吸着剤の充填は前記と同様である。
第2図の実施例の4個の塔にけA −Dが付けられてい
る。塔AKついては前記と同様に、この塔は最初大気圧
である。塔内の圧力は、弁1)および14を閉ぢ、開い
た弁12を通して凝縮水を除去した後、循環温度に近い
温度で圧縮供給空気を導入することによって、所定の大
気圧以上の圧力水準(1,5〜4気圧)に高められる。
次いで、弁12および1)を閉ぢ、開いた弁14を通し
て生成富化空気を取り出すことにより、圧力を大気圧以
上の中間圧力水準に低下させる。富化された生成ガスは
タンク16に送られるか、または該ガスを生成する他の
塔から管15を経由して送られる。このサイクルの第3
工程においては、塔A内の圧力は、弁12および14を
閉ぢ、弁1)を通ってベットから残存ガスを排気するこ
とによ)大気圧に低下される。排気に続いて、サイクル
のfa1工糧と同様に、製品貯蔵タンク!6から取り出
され九富化空気で塔Aを浄化するか、または富イヒ空気
を生成する他の塔から管15を経由して、開いた弁14
および1)により、供給空気導入方向く対して向流で塔
ムを通って排気される。
浄化工種によシ塔からは多量のN、が脱吸着され、吸着
物質移動区域を敏感にさせ、次の繰返しサイクルの吸着
工程において高酸素含有量の生成ガスが製造される。塔
B、OおよびDの操作順序は同じであるが、これらの工
程は、製品製造工程および空気供給工程がサイクルを通
じて連続的に行われるように相殺的になっている。表2
には4−ベット系の弁操作順序が示されている。ここで
再び、操作は適当な寸法の製品貯蔵器を使用すゐことに
よ91〜3個の塔で行うことができる。
表   2 時間  塔      弁 (秒)  ム−BOD  里竪4土ηlL%盤競J1醪
5■遣0−3OA(l P D2 I)1000000
00000030−60 I)I A(l P D20
00000 C! OOOO060−90D2 Di 
Act P  OOOOOOOCOOO090−120
P D2 I)I Ad OOOOOC! O(’ O
OOOC=閉鎖  A(1=吸着 0−開放  nt =第1減圧 D2 =第2減圧 P=浄化 4工程サイクルおよび3工程サイクルにおいて、操作の
温度範囲は10〜60’Cである。また4工程テイクル
は、4工程のそれぞれに等しい時間を割当てて30〜9
60秒の範囲内で120秒よりも短時間または長時間で
行うことができる。
(実施例) 実施例1 3一工程法で操作する実験操作において、使用し九各吸
着剤ベットは径4インチ(10,16crrt )、長
さ16フイー) (4,88m )であった。各ベット
で00mおよび水を除去するための吸着剤の層はX型分
子ふるい14d−?ンド(6,35に9)であり、窒素
保有層は同じゼオライト42ポンド(19に?)であっ
九。
塔は循環空気?、3 sap (2071)を導入する
ととkよシ最初把大気圧から3気圧にされた。次に25
容量チの酸素含有量を有すふ富化空気5.18(!?(
1441)を取り出すことによシ、塔の圧力を3気圧か
ら1.7気圧に低下させた。最後に、排気し、サイクル
を繰返すことによシ塔の圧力を大気圧忙下げた。富化ガ
ス生成物中には供給空気の酸素の85係が回収された。
実施例2 4一工程法操作を使用する実験操作において、ベットの
寸法および吸着剤層は前記実施例と同じであった。最初
の吸着工程において、供給空気を7.3 SOF (2
071)で導入することにより、塔の圧力を大気圧から
3気圧に高めた。次に富化生成ガスを取シ出すことによ
って圧力を2気圧に低下させ、これに続いて塔を排気し
て圧力を1気圧にした。最後に、貯蔵器から取り出した
富化ガス生成物で吸着剤ベットを浄化した。得られた富
化生成物率はベット当り4.OSay (11),01
)であり、富化空気純度は酸素28.0ヂであった。富
化生成ガス中の供給空気からの酸素回収末は73e6で
あった。
或種の燃焼法においては、循環空気を用いて得られるよ
りも高い 温度の要求されることがわかった。このよう
に高い焔温度は使用する空気の酸素含有量を適当に増加
させて得られた。酸素含有ガスを使用するこの方法およ
びその他の方法に対して、使用する空気を通常の酸素2
1チから酸素5〜35%のオーダーの水準に富化するこ
とによって、燃焼効率を2倍以上に高めることができる
。従乳このような酸素富化ガスは純粋な酸素を添加する
ことによって得られた。純酸素の混合は比較的高価であ
り、幾らかの浦在的使用者によシ危険なことと考えられ
ている。本発明は、循環空気から45俤までの08を含
有している工業的用途のための適度に富化されたガスを
直ちに得る簡単かつ経済的に魅力のある方法を提供する
ものである。通常の燃焼方法にこのような富化ガスを使
用する外に、化学的および生イビ学的反応器内で使用さ
れる種々の酸化方法に有効に使用される。
お〜2640.の酸素富化生成物は、第1図および表1
の3一工程法の操作によって循環空気から直ちに得るこ
とができるが、26102以上で約30〜45403ま
での酸素富化生成流出物を製造し、この得られた流出生
成物を大気圧空気で希釈してZ3−26憾の範囲の所望
の酸素濃度の酸素富化生成物を得るために、第2図およ
び表2の方法を使用するのが経済的に一層有効であるこ
とがわかった。
実施例3 第3図に示したように1本発明による酸表富化した生成
物を製造するための条件下で、第3図のグラフBIC示
したように酸素濃度を約2511から48係に逐次増加
し、各一度でプロットした酸素回収幅で、多数の操作を
それぞれ行った。これらの操作はCo、を含有していな
い乾燥空気を供給し、21℃で40psigの到達操業
圧で行った。圧力降下水準を調節し、酸素の富化を高め
るために浄化時間を実験毎に増加した。
第3図のグラフAけ、ベットにおける吸着剤1ooon
oポンr当りに製造された含有酸素のボンドモルで表わ
したゼオライト吸着剤の使用量を記録したものである。
吸着工程からの酸素富化流出物と循環空気との混合を第
4図に図示した。循環空気F#−を数気圧の所望圧に圧
縮され、第2図に示したような選択吸着系に供給され、
26チ以上のri&素濃度を有する酸素富化生成物Eが
得られる。吸着された廃ガスWおよび浄化ガスは塔から
排気される。所望の酸素濃度の最小生成物Pを得るため
に、循環空気A(酸素21チ含有)を適当量混合して所
望の酸素濃度を得る。
表   3 25qIb酸素−空気を得るための第4図0.25 0
.84  0  1.421.OO,5223320,
300,710,560,890,440,44151
10,400,560,790,720,210,42
12530,500,480,860,680,140
,431169表3は、直接製造した2510.生成物
と比較して、循環空気を添加する(9)、40および5
040.の酸素富化流出物を使用して2510.生成物
を製造するための@3および4図による物質およびエネ
ルギー収支を示している。この表は幾つかの水準のm、
R1!に度で吸着工程で回収した酸素の量(R)、添加
した循環空気(A/P)と25チo2生成物を作るため
に使用した酸素富化流出物(K/P)の割合、生成物P
を製造するために使用した供給空気(F/P)の量、生
成物ポンドモル当シの必要な全エネルギー(KWa )
、および254OR濃度の生成物を製造する際に使用し
た窒素保有吸着剤の量(ポンド)を示している。
表3かられかるように、25%oz富化ガスの直接製造
法と比較して、40チ酸素ガスを製造し25%0.1に
希釈するために富化方法を使用すれば、総エネルギー要
求で5憾減少し、吸着剤量が関係゛減少される。
表3は、(資)〜504酸素濃度の酸素富化流出物を得
て、この流出物を循環空気で希釈して2s 4 o2Q
度の最終がス生成物を得る条件の下で本発明方法を操作
することに特に関しているものであるが、本発明によっ
て製造された酸素富化ガス流に添加する循環空気の量を
変えることによって、約δ〜3540aの範囲内でその
他の所望の生成物を同様に製造できることが理解される
【図面の簡単な説明】
第1図は酸素含有量る〜30チのガス生成物を循環空気
から製造するために本発明を実施するのに適している系
のフローシート図、第2図はn〜父チ以上の酸素含有量
を有するガス生成物を循環空気から製造するために本発
明を実施するフローシート図、第3図は(a)種々の酸
素純度水準で吸着剤単位量当り供給空気から製造される
酸素の重量、および(b)これらの02純度水準で供給
空気からの酸素回収率を示す一連のグラフ図、第4図は
本発明の他の実施例の70−シート図である。 10・・・圧縮機、11・・・管、12.1).14・
・・弁、A%B1C・・・塔。 代 理 人  押  1)  良  久[」 L1yo
2%  FI6.3 / gl/ − 自発手続補正書 昭和61年4月12日

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、(1)選択的に窒素を保持する吸着剤のベットに供
    給空気を導入して該ベット内の圧力を大気圧から約10
    気圧を超えない高い水準の第1圧力に高め、 (2)酸素の富化されたガスを生成物としてベットから
    取り出して回収することによつて、ベット圧を大気圧以
    上ではあるが第1圧力の0.75倍以下の中間水準の第
    2圧力に低下させ、前記取り出しは該ベットへの供給空
    気の最初の導入流方向と同じ流れ方向で行われ、 (3)この後、排気してベットを大気圧に回復させ、こ
    の排気は酸素富化生成ガスの前記取り出し流方向と逆の
    流れ方向で行われることを特徴とする適度に富化された
    酸素濃度の生成流を循環空気から取得する方法。 2、供給空気のベットへの最初の導入を、該ベットが少
    くとも約1.5気圧の第1圧力水準に達するまで継続す
    る特許請求の範囲第1項に記載の方法。 3、供給空気のベットへの最初の導入を、該ベットが約
    1.5〜約4気圧の範囲内の第1圧力水準に達するまで
    継続する特許請求の範囲第1項に記載の方法。 4、第2圧力が第1圧力の約0.7倍以下である特許請
    求の範囲第1項に記載の方法。 5、富化された生成ガスが23〜26%の酸素含有量を
    有している特許請求の範囲第3項に記載の方法。 6、ベットを大気圧に排気した後に、該ベットへの供給
    空気の最初の流れ方向と同じ流れ方向で、酸素富化生成
    ガスの一部で該ベットを浄化し、サイクル工程(1)〜
    (3)および浄化工程を繰返し、富化生成ガスが23〜
    50%の酸素含有量を有するようにする特許請求の範囲
    第1項に記載の方法。 7、平行して段階的に操作される少なくとも2つの吸着
    剤ベットを有する塔からなる系の中で所定の操作を、該
    系への循環空気の供給および該系からの酸素富化生成ガ
    スの取り出しが連続的に行われるように実施する特許請
    求の範囲第1項または第6項に記載の方法。 8、平行して段階的に操作される4個の吸着剤ベットを
    有する塔からなる系の中で所定の操作を、該系への循環
    空気の供給および該系からの酸素富化生成ガスの取り出
    しが連続的に行われるように実施する特許請求の範囲第
    6項に記載の方法。 9、所定の操作を40〜960秒のサイクルで行い、そ
    の各々1/4が、順次(1)供給空気からの窒素の吸着
    、(2)酸素富化生成ガスをベットから取り出すことに
    よる該ベットの中間第2圧力水準への減圧、(3)該ベ
    ットの大気圧への排気、および(4)捕集した酸素富化
    生成ガスによる供給空気導入と逆方向での該ベットの浄
    化にそれぞれ割当てられる特許請求の範囲第8項に記載
    の方法。 10、平行して段階的に操作される3個の吸着剤ベット
    を有する塔からなる系の中で所定の操作を、該系への循
    環空気の供給および該系からの酸素富化生成ガスの取り
    出しが連続的に行われるように実施する特許請求の範囲
    第1項に記載の方法。 11、所定の操作を30〜720秒のサイクルで行い、
    その各々1/3が、順次(1)供給空気からの窒素の吸
    着、(2)供給空気導入方向と同じ方向で酸素富化生成
    ガスを取り出すことによる該ベットの中間第2圧力水準
    への減圧、および(3)次のサイクルを開始するために
    供給空気導入方向と逆方向での該ベットの大気圧への排
    気にそれぞれ割当てられる特許請求の範囲第10項に記
    載の方法。 12、(a)選択的に窒素を保持する吸着剤ベット中に
    大気圧以上の圧力で循環空気を通過させて、該ベット内
    の圧力を大気圧から約10気圧を超えない高い第1圧力
    水準に高め、 (b)次に、該ベットから酸素富化生成ガスを取り出し
    かつ捕集することによつて、該ベットの圧力を大気圧以
    上ではあるが第1圧力の0.75倍以下の中間第2圧力
    水準に低下させ、この取り出しは供給空気の該ベットへ
    の最初の導入方向と同じ流れ方向で行われ、 (c)この後、該ベットを排気してその中を大気圧に回
    復させ、この排気は酸素富化生成ガスの前記取り出し方
    向と逆の流れ方向で行われ、 (d)そして次に、工程(a)から始まる工程順序を繰
    返す前に、供給空気導入方向と逆方向で、該ベットを酸
    素富化生成ガスにより浄化する ことからなり、こうして約25%O_2から約50%O
    _2までの範囲内の酸素濃度を有する富化生成ガスを得
    、この富化生成ガスを循環空気と混合することにより該
    ガスを23〜35%O_2の範囲内の所望の酸素濃度に
    希釈することを特徴とする23〜35%O_2の範囲内
    の酸素濃度を有する酸素富化生成ガスを循環空気から製
    造する方法。
JP61061972A 1985-03-19 1986-03-19 酸素富化空気の製法 Pending JPS61222905A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US713503 1985-03-19
US06/713,503 US4685939A (en) 1985-03-19 1985-03-19 Production of oxygen enriched air

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS61222905A true JPS61222905A (ja) 1986-10-03

Family

ID=24866397

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP61061972A Pending JPS61222905A (ja) 1985-03-19 1986-03-19 酸素富化空気の製法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US4685939A (ja)
EP (1) EP0195388A1 (ja)
JP (1) JPS61222905A (ja)
KR (1) KR890005264B1 (ja)
ZA (1) ZA862038B (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016043355A (ja) * 2014-08-22 2016-04-04 エア プロダクツ アンド ケミカルズ インコーポレイテッドAir Products And Chemicals Incorporated 圧力スイング吸着による三フッ化窒素の精製

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4902309A (en) * 1987-06-24 1990-02-20 Hempenstall George T Improved method for the ignition and combustion of particulates in diesel exhaust gases
US4896514A (en) * 1987-10-31 1990-01-30 Kabushiki Kaisha Toshiba Air-conditioning apparatus
US4867766A (en) * 1988-09-12 1989-09-19 Union Carbide Corporation Oxygen enriched air system
USRE34434E (en) * 1988-09-12 1993-11-09 Praxair Technology, Inc. Oxygen enriched air system
US4916630A (en) * 1988-09-30 1990-04-10 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Bed tester for molecular sieve oxygen concentrator
DE3842930A1 (de) * 1988-12-21 1990-06-28 Bayer Ag Verfahren zur adsorptiven sauerstoffanreicherung von luft mit mischungen aus ca-zeolith a molekularsieben mittels vakuum-swing-adsorption
US5174979A (en) * 1989-10-06 1992-12-29 Uop Mixed ion-exchanged zeolites and processes for the use thereof in gas separations
US4971609A (en) * 1990-02-05 1990-11-20 Pawlos Robert A Portable oxygen concentrator
US5203887A (en) * 1991-12-11 1993-04-20 Praxair Technology, Inc. Adsorbent beds for pressure swing adsorption operations
US5152813A (en) * 1991-12-20 1992-10-06 Air Products And Chemicals, Inc. Nitrogen adsorption with a Ca and/or Sr exchanged lithium X-zeolite
AU5135593A (en) * 1992-09-22 1994-04-12 Arbor Research Corporation System for separation of oxygen from argon/oxygen mixture
US5344474A (en) * 1993-04-28 1994-09-06 Air Dry Corporation Of America Gas separation device
US5415683A (en) * 1993-11-17 1995-05-16 Praxair Technology, Inc. Vacuum pressure swing adsorption process
US5395427A (en) * 1994-01-12 1995-03-07 Air Products And Chemicals, Inc. Two stage pressure swing adsorption process which utilizes an oxygen selective adsorbent to produce high purity oxygen from a feed air stream
DE19602450C1 (de) * 1996-01-24 1997-02-13 Linde Ag Vakuumdruckwechseladsorptionsverfahren und -vorrichtung
US5871565A (en) * 1997-01-15 1999-02-16 Praxair Technology, Inc. Vacuum/pressure swing adsorption (VPSA) for production of an oxygen enriched gas
US5906674A (en) * 1997-12-16 1999-05-25 The Boc Group, Inc. Process and apparatus for separating gas mixtures
JP2004504927A (ja) 2000-08-02 2004-02-19 ウェアエア オキシゲン インク 小型化した装着可能な酸素濃縮器
US6478850B2 (en) 2000-08-02 2002-11-12 Wearair Oxygen Inc. Miniaturized wearable oxygen concentrator
KR100440873B1 (ko) * 2001-06-18 2004-07-21 주식회사 옥서스 산소발생장치
AU2002332426A1 (en) * 2001-07-25 2003-02-17 Richard A. Haase Processes and apparatus for the manufacture of polynuclear aluminum compounds and disinfectants, and polynuclear aluminum compounds and disinfectants from such processes and apparatus
JP2005522629A (ja) 2002-04-11 2005-07-28 エイ. ハーゼ,リチャード 水燃焼技術−水素と酸素を燃焼させる方法、プロセス、システム及び装置
DE10300141A1 (de) * 2003-01-07 2004-07-15 Blue Membranes Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Sauerstoffanreicherung von Luft bei gleichzeitiger Abreicherung von Kohlendioxid
DE202004021139U1 (de) 2004-01-28 2007-02-01 Apio, Inc., Guadalupe Verpackung
EP1916915A4 (en) * 2005-07-28 2010-06-02 Apio Inc COMBINATIONS OF ATMOSPHERIC CONTROL ELEMENTS
US8268269B2 (en) * 2006-01-24 2012-09-18 Clearvalue Technologies, Inc. Manufacture of water chemistries
US8653208B2 (en) 2012-05-18 2014-02-18 Union Carbide Chemicals & Plastics Technology Llc Process for preparing catalysts and catalysts made thereby
FR3006909B1 (fr) * 2013-06-18 2020-10-16 Nitrocraft Procede d'epuration d'un melange gazeux et generateur correspondant

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57106504A (en) * 1980-12-22 1982-07-02 Hitachi Ltd Concentrating method for oxygen
JPS59184707A (ja) * 1983-03-30 1984-10-20 エア・プロダクツ・アンド・ケミカルズ・インコ−ポレイテツド 医療用酸素発生器のための圧力スイング吸着方法

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2944627A (en) * 1958-02-12 1960-07-12 Exxon Research Engineering Co Method and apparatus for fractionating gaseous mixtures by adsorption
NL112453C (ja) * 1957-11-21
NL255368A (ja) * 1959-09-25
US3140931A (en) * 1960-12-01 1964-07-14 Union Carbide Corp Separation of an oxygen-nitrogen mixture
NL286549A (ja) * 1961-12-14
NL286634A (ja) * 1961-12-18 1900-01-01
NL291467A (ja) * 1962-04-12 1900-01-01
NL297067A (ja) * 1962-09-04 1900-01-01
US3313091A (en) * 1963-11-04 1967-04-11 Exxon Research Engineering Co Vacuum cycle adsorption
FR1602353A (ja) * 1968-08-08 1970-11-16
US3717974A (en) * 1968-12-30 1973-02-27 Union Carbide Corp Selective adsorption process for air separation
US3636679A (en) * 1971-01-04 1972-01-25 Union Carbide Corp Selective adsorption gas separation process
US3738087A (en) * 1971-07-01 1973-06-12 Union Carbide Corp Selective adsorption gas separation process
BE792039A (fr) * 1971-11-30 1973-05-29 Air Liquide Procede et installation de fractionnement d'un melange gazeux par adsorption
GB1449864A (en) * 1973-10-24 1976-09-15 Boc International Ltd Adsorption system
US3957463A (en) * 1973-12-12 1976-05-18 Air Products And Chemicals, Inc. Oxygen enrichment process
US4013429A (en) * 1975-06-04 1977-03-22 Air Products And Chemicals, Inc. Fractionation of air by adsorption
JPS5299973A (en) * 1976-02-18 1977-08-22 Toray Ind Inc Adsorption and separation apparatus of mixed gas
GB1574801A (en) * 1976-05-07 1980-09-10 Boc Ltd Gas separation
US4222750A (en) * 1976-08-16 1980-09-16 Champion Spark Plug Company Oxygen enrichment system for medical use
DE2652486C2 (de) * 1976-11-18 1987-01-08 Bergwerksverband Gmbh, 4300 Essen Verfahren zur Gewinnung von stickstoffreichen Gasen aus neben N↓2↓ wenigstens O↓2↓ enthaltenden Gasen, wie z.B. Luft
GB1594454A (en) * 1976-12-23 1981-07-30 Boc Ltd Gas separation
US4194892A (en) * 1978-06-26 1980-03-25 Union Carbide Corporation Rapid pressure swing adsorption process with high enrichment factor
US4194891A (en) * 1978-12-27 1980-03-25 Union Carbide Corporation Multiple bed rapid pressure swing adsorption for oxygen
US4359328A (en) * 1980-04-02 1982-11-16 Union Carbide Corporation Inverted pressure swing adsorption process
KR850003215A (ko) * 1983-09-29 1985-06-13 이. 이겐 인니스 산소-농축 공기의 제조방법
US4512780A (en) * 1983-11-08 1985-04-23 Union Carbide Corporation Pressure swing adsorption with intermediate product recovery

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57106504A (en) * 1980-12-22 1982-07-02 Hitachi Ltd Concentrating method for oxygen
JPS59184707A (ja) * 1983-03-30 1984-10-20 エア・プロダクツ・アンド・ケミカルズ・インコ−ポレイテツド 医療用酸素発生器のための圧力スイング吸着方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016043355A (ja) * 2014-08-22 2016-04-04 エア プロダクツ アンド ケミカルズ インコーポレイテッドAir Products And Chemicals Incorporated 圧力スイング吸着による三フッ化窒素の精製

Also Published As

Publication number Publication date
ZA862038B (en) 1987-11-25
KR890005264B1 (ko) 1989-12-20
KR860007009A (ko) 1986-10-06
EP0195388A1 (en) 1986-09-24
US4685939A (en) 1987-08-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPS61222905A (ja) 酸素富化空気の製法
US5096470A (en) Hydrogen and carbon monoxide production by hydrocarbon steam reforming and pressure swing adsorption purification
US4756723A (en) Preparation of high purity oxygen
EP1230967B2 (en) High purity oxygen production by pressure swing adsorption
US5846298A (en) Ozone recovery by zeolite adsorbents
EP0483670A1 (en) Duplex adsorption process
CN86102340A (zh) 改进的变压吸附过程
JPH0639230A (ja) アルゴン−酸素−炭素除去プロセス廃ガスからのアルゴンを回収する方法
JP2002191925A (ja) 原料ガス分離のための圧力スイング吸着方法
KR19980081620A (ko) 압력 스윙 흡착방법 및 장치
US9708188B1 (en) Method for argon production via cold pressure swing adsorption
US4717397A (en) Adsorbate recovery in PSA process
US3279153A (en) Process for the separation of gases by adsorption
EP0354259A1 (en) Improved pressure swing adsorption process
GB2109266A (en) Pressure swing process for the separation of gas mixtures by adsorption
US4834956A (en) Process for the production of high purity argon
JPS6096510A (ja) 酸素に富んだ生成物の製造法
JPS60819A (ja) 吸着法を使用して一酸化炭素を含む混合ガス中の二酸化炭素を分離・除去する方法
JPH04227018A (ja) 高純度不活性ガスの製造方法
JPS63242317A (ja) ガス状混合物の吸着処理法
JPS6097021A (ja) 吸着法を使用して一酸化炭素ガスを含む混合ガスより一酸化炭素ガスを精製する方法
JPH10216453A (ja) 気体分離方法
JPS6097022A (ja) 吸着法を使用して一酸化炭素ガスを含む混合ガス中の一酸化炭素を濃縮分離する方法
JPS6078611A (ja) 吸着法を使用して一酸化炭素を含む混合ガス中の一酸化炭素α回収率を向上する方法
JPS6011202A (ja) 水素ガスの選択的濃縮方法