JPS62269727A - 空気液化分離装置における圧力変動式吸着器の再生方法 - Google Patents

空気液化分離装置における圧力変動式吸着器の再生方法

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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】 3、発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 本発明は、空気液化分離装置における圧力変動式吸着器
の再生方法に関する。
〔従来の技術〕
従来の空気液化分離装置は、例えば第5図に示す如く、
管1より供給された空気は空気圧縮!12により圧縮さ
れて管3.切換弁4aを介して吸着・再生を切換えて行
なう2基1群の圧力変動式吸着器5a、5bからなる吸
着器群5の一方の圧力変動式吸着器5aに供給され、該
吸着器5aで水分、炭酸ガス等を吸着除去され、切換弁
6a、管7を介して熱交換器や精留塔を内蔵した深冷分
離部8に供給され、ここで液化・精留分離され、製品ガ
スである酸素ガスは管9より、廃ガスは管10より夫々
扱き出され、酸素ガスはそのまま製品ガスとなり、一方
廃ガスは切換弁11bを介して使方の圧力変動式吸着器
5bに供給されて該吸着器5bを再生し、切換弁12b
を介して管13より大気へ放出されている。
尚、2基の圧力変動式吸着器5a、5bは切換弁4a、
4b、6a、6b、11a、1 lb、12a、12b
を周期的に切換えて吸着・再生を行なう。
このように圧力変動式吸着器は、廃ガスを用いて該吸着
器の再生を行なっていた。
〔発明が解決しようとする問題点〕
空気液化分離の前処理としては、従来からMS(モレキ
ュラーシーブス)吸着器によって水分。
炭酸ガスを吸着除去する方法が行なわれていた。
このMS@着器は吸着・再生を繰返して使用され、圧力
変動(PSA)方式、熱変動(TSA)方式を問わず製
品分離後の廃ガスによって再生されており、製品ガス(
酸素ガスや窒素ガス)は水分。
炭酸ガスを含まない状態で製品として使用されていた。
しかし、TSA方式では、再生ガス比(=再生ガス量/
空気量)は0.2〜0.3程度であり、製品ガスの収率
に対し余裕があったが、PSA方式の場合は、再生ガス
比によって水分、炭酸ガスの吸着除去に必要な空気と再
生ガスの圧力差が決まり、また再生ガス比も0.5以上
と大量の廃ガスが必要であり、製品ガスの収率や所要動
力の点において不利になることが多かった。
一方、近年石炭のガス化や高炉用専に空気への酸素富化
が行なわれているが、これに用いられるM素ガスは、水
分、炭酸ガス等の不純物の混入が許容されている。また
古い石油井戸へ窒素ガスを吹き込み石油採取を行なう場
合も窒素ガス中への不純物の混入が許容され、将来的に
は低純度の酸素あるいは窒素ガスの需要は大きくなるも
のと予想される。
本発明は以上のことを背景にしてなされたもので、製品
ガス中に大気中の不純物(主として水分や炭酸ガス)の
混入が許容される場合において、空気液化分難の前処理
として圧力変動式吸着器を使用する場合に、廃ガスと共
に製品ガスを該吸着器の再生ガスとして使用することに
より、再生ガス比を増大し、運転圧力を下げ、製品ガス
の製造コストを大幅に低減する方法を提供するものであ
る。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明はこのようなことから、深冷分離部に供給される
空気の前処理として不純物を取除く空気液化分離装置に
おける圧力変動式吸着器の再生方法において、吸着・再
生を交互に切換えて行なう複数の圧力変動式吸着器を有
する吸着器群を少なくとも2群設け、前記深冷分離部に
て分離生成された廃ガス及び製品ガスを、各々の吸着器
群に専用的に供給することを特徴とするものである。
〔実施例〕
以下、第1図乃至第4図に基づき本発明の詳細な説明す
る。なお、同等のものについては、同一番号を付す。
第1図の実施例は、2基1群の圧力変動式吸着器を用い
て吸着及び再生を交互に切換えて行なう吸着器群を2群
備えたもので、再生ガスには廃ガスと製品ガスである酸
素ガスを使用するものである。
まず管1より取り入れた空気は空気圧縮機2で圧縮され
、管3より再生ガスである酸素ガスと廃ガスの流m割合
に応じて管3と管3から分岐した管3aに分配され、切
換弁4a、20aを介して2基1群として設けられた2
つの吸着器群5.21の圧力変動式吸着器(以下吸着器
と称する)58.21aに送られ、夫々の吸着器5a、
21aで水分、炭酸ガスを除去されて、切換弁6a、2
2a、管7,23を介して管7より深冷分離部8に送ら
れ、ここで液化、精留分離されて、酸素ガスと廃ガスが
得られる。
そして、分離された製品ガスである酸素ガスは管9より
、廃ガスは管10より取出され、酸素ガスは管9より切
換弁24bを介して一方の吸@器群21の吸着器21b
に、廃ガスは管10より他方の吸着器群5の吸着器5b
に専用的に送られ、夫々吸着器21b、5bを再生し、
酸素ガスは切換弁25bを介して管26より製品ガスと
して取出され、一方廃ガスは切換弁12b、管13を介
して放出される。
尚、20 b 、 22 b 、 24 a 、 25
 a ハ切換弁である。
以上のようにして吸着器の吸着・再生を行なうが、この
吸着・再生は夫々の吸着群毎に前記切換弁を操作して対
でなる吸着器を交互に周期的に切換えて行なう。また製
品ガスである酸素ガスを再生ガスとして使用する吸着器
群21では切換えの際に、深冷分離部8よりの再生初頭
ガスを放出弁27a、27bより放出パージをし、しか
る後放出弁27a、27bを閉じて、管26より製品ガ
スとして取出すことも考慮しである。
第2図の実施例は、2基1群の圧力変動式吸着器を用い
て吸着及び再生を交互に切換えて行なう吸着器群を第1
図に示す実施例にざらに1群増加して3群とし、再生ガ
スとして前記実施例の廃ガス、酸素ガスの外に窒素ガス
を使用するものである。即ち、製品ガスを二種共再生ガ
スとして使用して再生ガス比を大きくし、原料空気圧を
更に低減化するものである。
管1より取り入れた空気は、空気圧縮様2で圧縮され、
再生ガスである窒素ガスと酸素ガスと廃ガスの流m割合
に応じて管3と管3から分岐した管3a、3bに分配さ
れ、管3.3a、3bより供給される空気は前記実施例
と同様にして吸着。
液化・精留分離され、夫々再生ガスとして利用される。
管3bより供給された空気は、切換弁30aを介して吸
@器群31の吸着器31aに供給されて不純物を吸着さ
れ、切換弁32a、管33を介して管7に合流して管3
,3aから供給された空気と合流して深冷分離部8に供
給され、ここで液化・精留分離された窒素ガスは管34
.切換弁35bを介して吸着器31bに送られ、吸着器
31bを再生し、切換弁36b、管37を介して製品ガ
スとして取出される。
尚30b、32b、35a、36aは切換弁、38a、
38bは初頭ガスの放出弁である。
この場合も各吸着器群は夫々対でなる吸着器において各
吸着器が交互に吸着・再生を周期的に繰返して行なう。
また、本実施例では製品ガスの仕様上、一方の製品ガス
中に不純物の混入が許されない場合は、吸着器群を2群
とし他方の製品ガスと廃ガスを再生ガスとして使用する
ことも可能である。
第3図の実施例は、第1図に示す実施例において、空気
の加圧段階で各吸着器群に対応して異なる二つの圧力に
昇圧するため空気圧縮機2,2aを備えたもので、該圧
縮82.2aにて圧縮された空気は夫々管3,3aを介
して各吸着器群5゜21に供給するようにし、その他は
第1図の実施例と同様である。
尚この場合製品ガス取出管26に切換弁28を設け、管
29にて管13に接続することにより、製品ガスを取出
すにあたり管26より初頭ガスを放出する時は、管29
.管13を介して行なう。
また、本実施例では空気圧力を2系統にて深冷分離部8
内で処理することが有効な場合に採用できる。またこの
場合は原料空気の分配のための調部機構を設ける必要が
ない。さらに吸着器群を3群用いた場合は、空気圧縮機
を2台で、吸着器群の2群と1群に対応させることもで
きる。
第4図の実施例は、3基1群の圧力変動式吸着器を用い
て吸着及び再生を交互に切換えて行なう吸着器群を2群
備えたもので、再生ガスには廃ガスと製品ガスである例
えば酸素ガスを使用するものであり、第1実施例におけ
る吸@器群5.21に吸着器5c、21cを追加すると
ともにこれに対する切換弁20c、22c、24c、2
5cを追加したものである。管1より取り入れられ、空
気圧縮機2で圧縮された空気は、管3.3aから分配弁
41a、41bにより各々の吸着器群5゜21の吸着器
に分配され、充圧時の圧力変動は空気圧縮機容は調節ル
ープ50によって制御される。
各吸着器群5.21の各々の吸着器は吸着、再生、充圧
の工程を各切換弁を周期的に切換えて運転されている。
そして減圧再生初期の初頭ガスは切換弁28により管2
9から大気に放出され、ついで切換弁28を切換えて管
26.管60.ガスホルダ61を介して管62より採取
される。
吸着器群21の吸着器の切換途中において製品ガス通路
が一時的に閉止される間は、圧力副面ループ51が作動
し、製品ガスを管63に供給し、管26よりの製品ガス
と合流し、管60からガスホルダ61に入り圧力変動を
緩衝した後、管62より採取される。
一方廃ガスを再生ガスとして使用する吸着器群5も同様
に運転されるもので、吸着器の切換え途中において廃ガ
ス通路が一時的に閉止される間に圧力調節ループ52が
作動し、廃ガスを管64に供給し、再生に使用した廃ガ
スとともに管13より放出される。このように廃ガスを
大気中に放出してよい場合は、切換弁28に相当する弁
は不要である。
また、管26.60.13に夫々真空ポンプを設置し、
再生圧力を負圧として空気圧力を一層低下させてもよい
。さらに分配弁41a、41bは手動弁でもよいが、必
要に応じて流母調節弁など調節様能を持たせてもよいし
、各吸着器群の出口側に設けてもよい。
本発明は、このように廃ガスを再生ガスとして用いてい
る吸着器群に製品ガスを再生ガスとして用いる吸着器群
を1群以上並列に設置し、全体としての再生ガス比を増
大させることができ、又各吸着器群の再生ガス固に応じ
て再生ガス比が同程度となるように空気を分配する制御
系を設けることもでき、更に各吸着器群の圧力変動式吸
着器群は2基以上の組とすることもできる。従来空気液
化分離の前処理として圧力変動式吸着器を採用した場合
、製品収率を50%とすると、再生ガス比は約50%と
なり空気圧力は8〜10に9/ajG必要であった。し
かし本発明によれば製品収率に無関係に再生ガス比を最
大100%近くまでとすることが出来るので空気圧力を
5 K5 / ciG以下にすることが可能になった。
〔発明の効果〕 本発明は以上のように、複数基の圧力変動式吸着器を有
する吸着群を少なくとも2群設け、一方の吸M群に廃ガ
スを、他方の吸着群に不純物がある程度混入しても使用
可能である製品ガスを夫々別系統で流して各吸着群の吸
着器を再生するので、再生ガス比が増大し、運転圧力を
下げることが可能となり、効率よく圧力変動式吸着器の
再生ができ、製品ガスの製造コストを大幅に低減するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
第1図乃至第4図は本発明に係る圧力変動式吸着器の再
生方法を説明するためのもので、第1図は2基1群の圧
力変動式吸着器を2群用いて行なう一実施例を示す系統
図、第2図は2基1群の圧力変動式吸着器を3群用いて
行なう他実施例を示す系統図、第3図は2基1群の圧力
変動式吸着器を2群備えるとともに、夫々の群に対応す
る空気導入系統を別途に応えた別の実施例を示す系統図
、第4図は3基1群の圧力変動式吸着器を2群用いて行
なう更に別の実施例を示す系統図、第5図は従来の圧力
変動式吸着器の再生方法を説明するための系統図である
。 2.2a・・・空気圧縮機  5.21.31・・・吸
着器群  5a、5b、5c、21a、21b。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、深冷分離部に供給される空気の前処理として不純物
    を取除く空気液化分離装置における圧力変動式吸着器の
    再生方法において、吸着・再生を交互に切換えて行なう
    複数の圧力変動式吸着器を有する吸着器群を少なくとも
    2群設け、前記深冷分離部にて分離生成された廃ガス及
    び製品ガスを、各々の吸着器群に専用的に供給すること
    を特徴とする空気液化分離装置における圧力変動式吸着
    器の再生方法。
JP61111188A 1986-05-15 1986-05-15 空気液化分離装置における圧力変動式吸着器の再生方法 Expired - Fee Related JPH07163B2 (ja)

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