JPS62136222A - 混合ガスから特定のガスを吸着分離する方法 - Google Patents

混合ガスから特定のガスを吸着分離する方法

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JPS62136222A
JPS62136222A JP60278590A JP27859085A JPS62136222A JP S62136222 A JPS62136222 A JP S62136222A JP 60278590 A JP60278590 A JP 60278590A JP 27859085 A JP27859085 A JP 27859085A JP S62136222 A JPS62136222 A JP S62136222A
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adsorbed
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巧 河野
Makoto Kurimoto
誠 栗本
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Sumitomo Chemical Co Ltd
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、混合ガスを吸着剤によって分離する方法に関
する。
さらに詳しくは、圧力振動式吸着分離方法（以下ＰＥＡ
法と称する）によって、目的とするガスを分Ｉ！Ｉｌ精
製する方法に関するものである。
［従来の技術］ 従来、特開昭５９−１７８１１６＠公報醤ζ示されてい
るように吸着剤を用いて、混合ガスから特定のガス成分
を選択的に吸着させ、ガス洗浄後、脱着を行なうことに
より特定のガス成分を分離する方法において、原料ガス
として用いる混合ガス中に吸着剤を劣化させるようなイ
オウなどの不純物が混在している場合は、前処理設備（
不純物除去設備）を設けることがあるが、水分について
は何ら前処理をしていないのが実状である。
〔発明が解決しようとする問題点］ しかし従来のように、吸着剤に供給する混合ガスがウェ
ットガス状態で供給されると、水分が吸着剤の一部に吸
着され、目的とするガス成分の吸着剤の有効細孔面積が
減少し吸脱着量が減少して、回収率が低下するとともに
純度が低下する欠点があった。
この傾向は混合ガス中の水分の含有量すなわち露点温度
が高いはど８著である。
また原料ガスとしては前処理しない限ロドライガスは少
なく、供給ガス温度での飽和状態のウェットガスが殆ど
である。
通常、吸着および脱着は常温下で行なわれるので大気温
度の変化によって吸着分離性能（回収率、ガス純度等）
にばらつきを生ずる欠点もあった。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明等はかかる問題点を解決すべく鋭意研究を行なっ
た結果、露点の高い混合ガスを除湿することによって特
定ガス成分の回収率ならびに純度もあがり、安定した性
能が得られることを見出し、本発明を完成させるに至っ
た。
すなわち本発明は吸着剤を用いて露点の高い混合ガスか
ら特定のガス成分を選択的に吸着させ、ガス洗浄後、脱
着を行なうことにより特定のガス成分を吸着分離する方
法において混合ガス中の水分を除湿した後、混合ガスを
吸着剤に供給することを特徴とするガスの吸着分離方法
である。
本発明の方法は、露点の高い混合ガスを通常用いられる
ガス冷却器または除湿装置に通して除湿した後、混合ガ
スを吸着剤に供給すること暑ζよって行なわれる。
水分を含有する混合ガスから特定のガスを選択的に吸着
させ、減圧脱着を行なうことにより特定のガスを分離精
製する方法の１例を工程毎に示すと、 １、水分を含有する混合ガスをガス冷却器または除湿装
置に供給し除湿する。つづいて除湿後の混合ガスをガス
昇温用熱交換器に供給しガス昇温させる前処理工程。
Ｌ　前処理が終了した混合ガスを吸着塔へ導入して通過
させ特定のガス成分を吸着させる吸着工程。
■、吸着工程終了後、別にある特定のガス成分を吸着塔
に導入し、不要ガス成分を洗浄する洗浄工程 １、吸着剤に吸着している特定のガス成分を脱着させ一
部を製品として回収する脱着工程のようになる。
高い吸着分離性能を得るには水分の露点が低い方が好ま
しい。しかし、露点を徐々に低下させていき、ある露点
以下になると吸着分離性能の優位差がほとんど無くなり
、それ以上露点を下げてもそれに見合った効果は得られ
ない。
目的とするガス成分と吸着剤の組み合わせによっても異
なるが、通常、吸着および脱着を行う温度約２０〜４０
℃から水分が凍結しない範囲で約５〜２０℃好ましくは
１０〜１５℃低い露点まで除湿される。
一般的に吸着温度が低いほど吸着量が増大する傾向を示
し、温度が高い方が脱着量は増大する傾向を示すが、全
体としては温度が高い方が回収率が高い。したがってガ
ス冷却器などで除湿した後に通常はガス熱交換器を設は
混合ガスを昇温させる。
ＰＳＡ装置で用いられる吸着剤としては、周知のもので
活性炭、ゼオライト、分子ぶるい活性炭などがあげられ
る。
これらの吸着剤を用途別にみると代表的なものでは、ゼ
オライトは銘柄により空気中の酸素の分離、−酸化炭素
の分離、水素の分離など、又分子ぶるい活性炭も銘柄に
より空気中の窒素の分離、水素の分離などに使用される
。
吸着剤は堅固な塔あるいは槽内に充填されており、吸着
剤量および吸着剤／１２１Ｗｉは、ガスの処理麗、塔あ
るいは槽内流速などによって決まる。
吸着は、混合ガスを吸着剤層に導入し、目的とするガス
成分を十分吸着させる。吸着後のガスは吸着塔外へ排出
する。一般的に、吸着量は吸着圧力と脱着圧力の圧力差
が大きくなれば吸着量が増大する。また、吸着温度が低
いほど吸ｉｎが増大する傾向を示す。
脱着は目的とするガス成分を十分吸着した吸着剤の圧力
を減することにより目的とするガス成分が吸着剤から分
離し、脱着ガスとして吸着塔外に排出する。
吸着塔は一般に縦型円筒型のものが多く、原料ガスの供
給は吸着塔底部入口端より行ない吸着後のガスは吸着塔
頂部出口端より排出される。
−万脱着ガスは吸着塔底部入口端より排出される。
通常吸着、洗浄および脱着の行なわれる圧力については
、吸着工程は大気圧程度から４〜６ｋｇ／ｃｌ！ＩＧの
範囲で、脱着工程は約５０　Ｔｏｒｒ　カら大気圧の範
囲で行なわれる。吸着工程を大気圧程度で行なった時は
、脱着工程は約５０　Ｔｏｒｒまで行なわれ、４〜５＃
／ｊＧで行なった時は、大気圧程度あるいは約５　Ｑ　
’ｉ’ｏｒｒ　　まで脱着が行なわれる。
第１１Ｋに本発明に用いられる装置概要の１例を示す。
１は原料ガスを供給する吸引ブロアー２は原料ガス中の
水分を除湿するガス冷却器、８は冷却されたガスを昇温
するためのガス熱交換器、４はＰ８ム装置、５はＰ８Ａ
装置内に組込まれている吸着塔、６は吸着剤に吸着した
ガスを脱着させるための真空ポンプである。
原料ガスは１の吸引ブロアーを通って８のガス熱交換器
に導入される。ここでは２のガス冷却器で冷却されたガ
スと原料ガスと薔ζよる熱交換が行なわれ、冷却された
ガスは昇温される。
つづいて２のガス冷却器に入り冷却、除湿される。さら
に８のガス熱交換器に導入しガス昇温後Ｐ８Ａ装置に入
る。
本発明の方法は製鉄所から発生する高炉ガス、転炉ガス
、または熱風炉排ガスなどからのＣＯｓ、ＣＯの分離精
製などに用いられる。
１１！２図は、ＣＯｓとＮｓ　　の混合ガスを除湿して
（露点１０℃）、および除湿しないで（露点２７℃）、
常温（約２５℃）で吸着分離したときの回収率と００ｚ
純度の関係を示す。
なお回収率の定義は、次の通りである。
〔実施例〕
実施例■ ００１１　＝　２８　ｖｏ１％、Ｎｌ＋　＝＝　７２ｖ
ｏ１％、水分８０℃飽和からなる混合ガスを原料ガスと
し、７８０−の分子ぶるい活性炭（西独ベルブバラ社ｇ
ｌ）を充填した吸着塔（内径４０■、長さ５００　ｗｍ
　）並びに除湿装置（冷凍式ガスドライヤー）、脱着用
真空ポンプ、切り替え弁からなる一塔によるＰ８ム装置
にてαノ霊の分離精製を行なった。
原料ガスを除湿装置に導入し、露点５℃まで除湿した。
つづいて除湿した混合ガスを大気圧力下で１２０秒間に
２０Ｌ供給し吸着させ、さらに（Ｘ）ｇ　＝＝　ｌ　Ｑ
　Ｑ　７０１％の洗浄ガスを大気圧力下で１２０秒間に
１１．５１供給し洗浄を行った。つづいて真空ポンプを
使って大気圧力から６０　Ｔｏｒｒ　　まで２４０秒間
要して真空脱着させた。吸着および脱着の温度は約２０
℃で行なった。
同様の方法で露点を１０℃、２０℃、８０℃それぞれに
ついて行なった。
脱着ガスの００１純度の平均値および脱着ガス量をＷｉ
１表に示す。
第　　１　　表 実施例■ 製鉄所から発生する熱風炉排ガス（（ｊＯ＊　＝２８　
ｖｏｌ　９６、Ｎｓ　＝　７１　ｖｏ１％、Ｏｘ　＝　
１　ｖｏ１９Ｉ！Ｉ。
水分、２７℃飽和）を原料ガスとし、それぞれ１６８Ｌ
の分子ぶるい活性炭（西独ベルブバラ社！！りを充填し
た吸着塔８塔有するＰＥＡ装置ならびにガス冷却器とガ
ス昇温用熱交換器とからなる前処理設備とを組み合わせ
た第１図に示した装置を用いて（３０２の分離精製を行
なった。
原料ガスは１の吸引ブロアーを通って８のガス熱交換器
に導入される。ここでは２のガス冷却器で冷却されたガ
スと原料ガスとによる熱交換が行われ、冷却されたガス
は８０℃まで昇温される。つづいて２のガス冷却器に入
り露点１０”Ｃまで冷却される。さらに８のガス熱交換
器に導入しガス昇温後Ｐ８ム装置に入る。
大気圧力下、１５０秒間で段着を行い、同じ＜　１５０
秒間で洗浄を行った後、６の真空ポンプによって６０　
Ｔｏｒｒ　　まで真空減圧脱着させた。
真空減圧脱着の内２９０　Ｔｏｒｒ　から１５０Ｔｏｒ
ｒ　　までを製品として回収した。
吸着および脱着の温度は約２６℃であった。
このとき、原料ガスの供給量は１００　Ｎｔｒｌ／ｈｒ
。
製品ガスｃｏ！純度は９９．９　ｖｏ１％、製品回収率
は４７．８％、製品得量は１８．２４　Ｎｊ／ｈｒであ
った。
比較例■ 実施例■において前処理装置を設けず水分２７”Ｃ飽和
ガスにて■２を分離精製した。
このとき、原料ガスの供給量は１００　Ｎｄ／ｈｒ、製
品ガス■２純度は９８．５　ｖｏ１％、製品回収率は４
５．７％、製品得量は１３．０ＩＮｉ／ｈｒ　であった
。
実施例■ ＵＨ４＝　２９．５　ｖｏ１％、Ｎ２　＝　７０．５　
ｖｏｌ　Ｎ、水分３０℃飽和からなる混合ガスを原料ガ
スとし、７８０艷の分子ぶるい活性炭（西独ベルブバラ
社製）を充填した吸着塔（内径４０■、長さ５００　ｗ
ａ　）並びに除湿装置（冷凍式ガスドライヤー）、脱着
用真空ポンプ、切り替え弁からなる一塔によるＰＥＡ装
置にてＣＨａの分離精製を行った。
原料ガスを除湿装置に導入し、露点５℃まで除湿した。
つづいて除湿したｎ合ガスを大気圧力下で１５０秒間に
１２Ｌ供給し吸着さセ、すら１２：　０１ｉａ　＝　９
９．５ｖｏｌ　Ｎの洗浄ガスを大気圧力下で１５０秒間
に７．５Ｌ供給し洗浄を行った。つづいて真空ポンプを
使って大気圧力から５０　Ｔｏｒｒ　　まで８００秒間
要して真空脱着させた。吸着および脱着の温度は約２０
”Ｃであった。
同様の方法で露点を１０℃、２０’Ｃ，８０Ｘ】それぞ
れについて行った。
脱着ガスのＣＨａ純度の平均値および脱着ガス量を第２
！２に示す。
第　　２　　表 〔発明の効果〕 以上詳細に述べたように、本発明は、原料ガスが露点の
高いガスであってもそれを除湿することによって特定の
ガス成分を高回収率、高純度で得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、吸着塔を８塔有するＰ８ム装置ならびにガス
冷却器とガス昇温用熱交換器とからなる前処理設備とを
組み合わせた特定ガスを分離精製する装置の１例を示す
。 ｌ・・・吸引ブロアー ２・・・ガス冷却器 ８・・・ガス熱交換器 ４・・・Ｐａム装置 ５・・・吸着塔 ６・・・真空ポンプ 第２図はＯＯ！を分離精製する際に原料ガスを除湿した
場合と除湿しない場合の（Ｘ）２の回収率と純度の関係
を示す。 第１図 １−−−−−一吸引ブロアー ２−−−−−−ガス冷却器 ３−−−−−−ガス熱交換器 ４−−−−−−　Ｐ　Ｓ　Ａ装置 ５−−−−−一吸＠塔 ６−−−−−−真空ポンプ 第２図 回収率　［％］

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １、吸着剤を用いて露点の高い混合ガスから特定のガス
    成分を吸着させ、ガス洗浄後、脱着を行なうことにより
    特定のガス成分を吸着分離する方法において、混合ガス
    中の水分を除湿した後、混合ガスを吸着剤に供給するこ
    とを特徴とするガスの吸着分離方法。
JP60278590A 1985-12-10 1985-12-10 混合ガスから特定のガスを吸着分離する方法 Pending JPS62136222A (ja)

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