JPS6287222A - 圧力変動式ガス製造装置 - Google Patents

圧力変動式ガス製造装置

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JPS6287222A
JPS6287222A JP60213490A JP21349085A JPS6287222A JP S6287222 A JPS6287222 A JP S6287222A JP 60213490 A JP60213490 A JP 60213490A JP 21349085 A JP21349085 A JP 21349085A JP S6287222 A JPS6287222 A JP S6287222A
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JP
Japan
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adsorption
compressor
tower
pressure
storage tank
Prior art date
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Pending
Application number
JP60213490A
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English (en)
Inventor
Ichiro Funada
一郎 船田
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Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
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Publication date
Application filed by Kobe Steel Ltd filed Critical Kobe Steel Ltd
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  • Separation Of Gases By Adsorption (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、原料ガス中から目的ガスを分離するに当たり
、圧縮機の性能を有効に利用し、1]的ガスを経済的に
製造することのできる圧力変動式ガス製造装置に関する
ものである。
[従来の技術] ガス分離技術の1つとして原料を加圧して特定ガスを吸
着材に吸着させ、次いで減圧することによって該吸着材
から吸着ガスを脱着・分離する技術(圧力変動式ガス分
離技術)があり注目を集めている。即ち該ガス分離技術
は吸着材の再生に際して加熱を必要としないので再生時
間が大幅に短縮されガス分離効率を飛躍的に向上させた
という点で特に注目されている。
第2図(A)〜(C)は圧力変動式ガス製造装置の一例
並びにその操業手順を示す模式図で、装置は前処理部I
と吸着分離部Hに分かれ、前処理部■には2基の前処理
塔1,2、吸着分離部IIには3基の吸着分離塔3,4
.5を夫々設置して構成されている。また前処理塔1.
2及び吸着分離塔3.4.5にはゼオライト等の吸着材
が夫々充填されている。面図では理解の便をはかる為ガ
スが流れているラインだけを実線で示し、その他のライ
ンの表記を省略した。
上記装置によって例えば空気中からN2を分離する場合
を説明すると、まず圧縮機6を稼動して原料空気を加圧
し前処理塔lへ導入する。加圧空気は前処理塔lを通過
する間に原料空気中に含まれるH2OやCO2等の不純
物が除去され、次いでラインL1を経由して吸着分離塔
3へ導入される。ここで空気中のN2が吸着材に選択的
に吸着され、02リツチとなった空気Gが吸着分離塔3
から系外へ放出される。尚吸着分離塔5では、前を程で
吸着されたN2の脱着(減圧分離)が行なわれている。
(A)で示される操業状態で吸着分離塔3へのN2吸着
を続は吸着分離塔3の吸着能力が飽和に達すると、稼動
ラインを(B)で示す様に切替え、洗浄運転へ移行する
。即ち(A)工程の終r段階では吸着分離塔3の吸着材
の細孔は殆ど全てがN2で占められているものの、僅か
ではあるが02等も吸着されている。従ってかかる吸着
分離塔3をただちに真空ポンプ8で減圧して吸着材から
吸着成分を脱着させると02等の不純物を若干量含んだ
N2が回収され、製品N2の純度が低いものとなる。そ
こで製品N2の純度を上げる為にN2ポンベ9より吸着
分離塔3内にN2を導入し若干量共存されている02等
の不純物をパージする。即ちパージにより吸着分離塔3
内の吸着材に吸着されていた027?が放出され塔内で
は(A)工程終r時(飽和蒔)よりもN2の占める、1
合が一層上昇する。尚図例では吸着分離塔3からパージ
されたガス中に含まれるN2を02と共に吸着分離塔4
へ導入してN2を回収し、02′:gはさらに前処理塔
2へ送給して前処理塔2の脱着・再生に利用している。
こうして吸着分離塔3の洗浄が終了するとラインを(C
)で示す様に切替えて吸着分離塔3内を真空ポンプ8に
より減圧する。これにより吸着分離塔3内に吸着されて
いたN2を脱着させ、製品N2として回収する。これと
同時に圧lii機6で加圧した原料空気は前処理塔2を
経由して吸着分離塔5へ導入され吸着分離塔5へのN2
吸着が行なわれる。
上記の如く前処理塔1.2並びに吸着分離塔3.4.5
の操業状態を切替えつつ、交互に[加圧−吸着一洗浄一
説着]の各工程を実施することにより原料空気から製品
N2を分離することができる。
この様な圧力変動式ガス製造方法においては、その工程
構成から分かる様に1サイクルの操業中には吸着分離塔
内の不純吸着成分をN2でパージする洗浄工程が存在す
る。この間、第2図(B)からも理解される様に圧縮機
6から吸着分離部■への加圧空気の供給は中断され、圧
縮機は空運転することになる。即ち運転条件により長短
はあるがlサイクル中に占める洗浄工程の割合は比較的
大きく、この間圧縮機の電力は有効利用されないことに
なる。その為洗浄工程を除く工程期間内に吸着分離塔へ
の加圧空気の供給を完遂しなければならず、その分圧縮
機の性能は大きめに設計せざるを得なかった。
[発明が解決しようとする問題点] 本発明はこうした事情に着目してなされたものであって
、圧縮機の性能を無駄なく利用することにより運転コス
トを低減し、且つ設備コストも低減することのできる様
な圧力変動式ガス製造装置の提供を目的とするものであ
る。
[問題点を解決するための手段] しかして上記目的を達成した本発明型dとは、加圧時に
吸着させたガスを、減圧下に脱着させて目的ガスを得る
圧力変動式ガス製造装置であって、圧縮機と吸着分離塔
の間に吸着停止期間の圧縮機吐出縫に見合った容積の加
圧原料ガス貯留タンクを介設した点に要旨を有するもの
である。
[作用] 前述の如〈従来洗浄工程の間は圧縮機の性能を有効利用
することができず圧縮機から得られる加圧空気は無処理
のまま大気中へ放出されていた。
尚この間圧縮機を停止することも考えられるが、圧力変
動式ガス製造装置の1サイクルはせいぜい1分と周期が
短く、圧縮機をいちいち停止させていると次の再起動ま
であまり余裕がなく起動の回数が増大し、起動電力コス
トがかさむばかりで根本的な問題解決とはならない、そ
こで本発明者等は圧縮機の運転は中断せず、洗浄区間で
製造される加圧空気を一旦貯留し、これを吸着区間で供
給することを考え、この考えを推し進めた結果本発明を
完成するに至った。
即ち本発明における加圧原料ガス貯留タンクの設置箇所
は圧縮機と吸着分離塔の間であれば良く、例えば圧li
i機と前処理塔の間あるいは前処理塔と吸着分離塔の間
が挙げられる。前者の場合には前処理前の加圧空気を貯
留すれば良く、後者の場合は前処理済の加圧空気を貯留
すればよい、尚装置としては前処理塔を省略することも
ある。また上記貯留タンクは洗浄工程の期間中に圧縮機
から生産される加圧空気を十分に収納することが要請さ
れるので、該生産量に見合った容積に設計する必要があ
る。
即ち洗浄工程中の加圧空気量は相当に多量となるので貯
留タンクが小さすぎるとタンクの破裂や圧lii機の作
動不良をまねき、目的を達成することができなくなる。
尚貯留タンク内の圧力は吸着分離塔への供給圧以上とな
るので貯留タンクの出口側にレギュレーター等を設置し
吐出圧を調整して供給すればよい。
本発明の基本構成は上記の通りであり、圧縮機の性能を
有効利用できるので運転コストを低減することができる
。即ち洗浄工程中も圧縮機を稼動させ、これによって得
られるた加圧空気を貯留タンクに貯めておき加圧・吸着
工程中に吸着分離塔へ供給されるので圧縮機で生産され
る加圧空気の全てが利用され無駄が生じない、又吸着分
離塔における必要空気量は、従来の加圧・吸着期間だけ
でなく洗浄期間も含めた期間内に供給すればよいので、
圧縮機の単位時間当たりの生産能力は小さくて済む、換
言すると小容量の圧縮機で賄うことができ設備コストを
低減することができる。
尚本発明技術と類似する技術として圧縮機吐出圧力の変
動(脈動)を低減する為に圧縮機の吐出側に比較的小容
量の空気タンクを設置することがあるが、こうした空気
タンクは脈動の大きい往復妨型圧縮機や揺動型圧縮機等
の小型圧縮機に限られ、N2製造用等の圧力変動式ガス
製造装置に使用される脈動の小さい大型圧縮機(ネジ型
やターボ型が多い)には設置する必要がない、従って本
発明技術とは明確に区別されるべきものである。
[実施例] 第1図(A)−(C)は、本発明に係る圧力変動式N2
58!造装置並びにその運転状況を示す模式図で、第2
図と同様にガスが流れているラインのみを実線で図示し
ている。塔数等の装置構成は第2図例と略同等であるが
前処理部工と吸着分離部Hの間に加圧原料ガス貯留タン
ク10及び制御圧力バルブ11を介設している。
上記装置を用いてN2製造を行なうに当たっては前記と
同様に[加圧−吸着一洗浄一説着]の各工程をくり返す
ので同等部分については説明を省略し、相違部分につい
てのみ説明する。
(A)図に示される加圧・吸着工程においては圧縮機6
で加圧された原料空気は前処理後、貯留タンク10を経
由してN2吸着処理に付される。このとき貯留タンクl
O内の圧力は圧縮a6吐出圧と略同等になる0次いで吸
着処理が完了し、洗浄り程へ移行すると(B)図で示す
如く貯留タンクioから吸着分離部■への原料空気供給
を停止し、前処理後の加圧空気を貯留タンク10へ貯留
する。尚このとき前処理後の加圧空気の一部を分岐して
前処理塔2内のN20 、CO2等を脱着させ、塔2の
再生を行なう、また吸着分離塔3の洗浄は前記と同様に
実行する。洗浄工程が完了すると(C)図に示す如く流
路を切替え、圧縮機6からの加圧空気を前処理塔2へ導
入し、前処理した後、貯留タンク10へ供給する一方、
貯留タンク10からは洗浄工程中に貯留した分を圧力制
御バルブ11で放出圧を調整しながら放出し、吸着分離
塔5へ供給してN2吸着処理を行なう、こうして加圧・
洗浄をくり返す一方、吸着の完了した吸着分離塔からは
平行してN2を脱着・回収する。″この結果N2製造を
効率良〈実施することができる。
尚上記実施例では、前処理塔を2基、吸着分離塔を3基
設置した圧力変動式N2製造装置を示したが、これらの
塔数については特に制限がある訳でなく、前処理塔と吸
着分離塔を夫々1基ずつ設けたものから夫々を3基以上
の複数基で構成したものまで全て本発明を適用できる。
実施例 N2製造能力が25Nm3/hのN2製造装置であって
従来の貯留タンクを設けないタイプの場合には、4.0
 Kg/ cm2 Gの圧縮空気を40ON腸3 /h
消費したが、本発明に係る貯留タンクを設けたタイプの
場合は4.0Kg/am2Gの圧縮空気の消費量は10
08霧3八で済んだ、また製品N2N21N当りの消費
動力は前者が2.I KWであったのに対し、後者(本
発明)で0.6 KWに過ぎなかった。
[発明の効果] 本発明は以上の様に構成されており、設備コストを低減
し得ると共に、目的ガスを経済的に製造することができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る圧力変動式ガス製造装置を示す模
式図、第2図は従来の圧力変動式ガス製造装置を示す模
式図である。 1.2・・・前処理塔   3,4.5・・・吸着分離
塔6・・・圧縮機     8・・・真空ポンプ9・・
・N2ポンベ 10・・・加圧原料ガス貯留タンク 11・・・圧力制御バルブ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 加圧時に吸着させたガスを、減圧下に脱着させて目的ガ
    スを得る圧力変動式ガス製造装置であって、圧縮機と吸
    着分離塔の間に吸着停止期間の圧縮機吐出量に見合った
    容積の加圧原料ガス貯留タンクを介設したことを特徴と
    する圧力変動式ガス製造装置。
JP60213490A 1985-09-25 1985-09-25 圧力変動式ガス製造装置 Pending JPS6287222A (ja)

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JP60213490A JPS6287222A (ja) 1985-09-25 1985-09-25 圧力変動式ガス製造装置

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JPS6287222A true JPS6287222A (ja) 1987-04-21

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ID=16640059

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JP60213490A Pending JPS6287222A (ja) 1985-09-25 1985-09-25 圧力変動式ガス製造装置

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013544637A (ja) * 2010-10-16 2013-12-19 リンデ アクチエンゲゼルシャフト 一時貯留を有する真空圧力スイング吸着のための方法および装置
CN110486166A (zh) * 2015-05-01 2019-11-22 株式会社神户制钢所 压缩空气储能发电方法及压缩空气储能发电装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5417595A (en) * 1977-07-09 1979-02-08 Bando Kiko Co Grinding and polishing machine for plate glass
JPS54132476A (en) * 1977-12-28 1979-10-15 Boc Ltd Gas separation by pressure converted adhesion cycle

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