JPS63107719A - 圧力スイング吸着方法 - Google Patents
圧力スイング吸着方法Info
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- JPS63107719A JPS63107719A JP61253475A JP25347586A JPS63107719A JP S63107719 A JPS63107719 A JP S63107719A JP 61253475 A JP61253475 A JP 61253475A JP 25347586 A JP25347586 A JP 25347586A JP S63107719 A JPS63107719 A JP S63107719A
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- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 16
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Landscapes
- 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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［ａ業上の利用分野］
本発明は圧力スイング吸着装置（ＰＳＡ装置）を使用し
て空気から０２ガス及びＮ２ガスを精製する方法に関し
、詳細には一方のＰＳＡ装置の排ガスを他のＰＳＡ装置
の原料ガスとして有効に利用することにより、Ｎ２ガス
及び０２ガスを高効率に回収できる様に構成した圧力ス
イング吸着方法に関するものである。
て空気から０２ガス及びＮ２ガスを精製する方法に関し
、詳細には一方のＰＳＡ装置の排ガスを他のＰＳＡ装置
の原料ガスとして有効に利用することにより、Ｎ２ガス
及び０２ガスを高効率に回収できる様に構成した圧力ス
イング吸着方法に関するものである。
［従来の技術］
第５図は原料空気よりＮ２ガスを精製する３塔式ＰＳＡ
装置の例を示す概略説明図である。原料ガス供給管８か
ら供給される原料空気は前処理塔２ａ、２ｂのいずれか
一方を通過してＨ２Ｏ及びＣＯ２が吸着除去された後、
レシーバタンク６を経由して吸着塔３ａ、、３ｂ、３ｃ
のいずれかへ送給される。そして該吸着塔３ａ〜３Ｃ内
の吸着剤に対して非吸着性の０２を主体とする通過ガス
は排気管９ａから前処理塔２ａ、２ｂのいずれかへ返送
されＨ２Ｏ及びＣＯ２を脱着して前処理塔２ａ、２ｂを
再生した後、放出管９から系外へ廃棄される。他方吸着
剤に吸着されたＮ２成分はその後真空ポンプ４の減圧吸
引によって脱着され製品タンク５内へ回収される。
装置の例を示す概略説明図である。原料ガス供給管８か
ら供給される原料空気は前処理塔２ａ、２ｂのいずれか
一方を通過してＨ２Ｏ及びＣＯ２が吸着除去された後、
レシーバタンク６を経由して吸着塔３ａ、、３ｂ、３ｃ
のいずれかへ送給される。そして該吸着塔３ａ〜３Ｃ内
の吸着剤に対して非吸着性の０２を主体とする通過ガス
は排気管９ａから前処理塔２ａ、２ｂのいずれかへ返送
されＨ２Ｏ及びＣＯ２を脱着して前処理塔２ａ、２ｂを
再生した後、放出管９から系外へ廃棄される。他方吸着
剤に吸着されたＮ２成分はその後真空ポンプ４の減圧吸
引によって脱着され製品タンク５内へ回収される。
第６図は原料空気より０２ガスを精製する３塔式ＰＳＡ
装置の側を示す概略説明図である。ブロワー１２によっ
て吸引された原料空気はエアフィルター１１を介して原
料ガス供給管１７から吸着塔１３ａ、１３ｂ、１３ｃの
いずれかに導入される。そして該吸着塔内の吸着剤に対
して非吸着性を示す０２ガスはこれら吸着塔をそのまま
通過し、その大部分が製品タンク１６内へ回収される。
装置の側を示す概略説明図である。ブロワー１２によっ
て吸引された原料空気はエアフィルター１１を介して原
料ガス供給管１７から吸着塔１３ａ、１３ｂ、１３ｃの
いずれかに導入される。そして該吸着塔内の吸着剤に対
して非吸着性を示す０２ガスはこれら吸着塔をそのまま
通過し、その大部分が製品タンク１６内へ回収される。
他方吸着剤に対して易吸着性を示すＮ２゜Ｎ２０．Ｃｏ
、成分はその後真空ポンプ１４によって減圧脱着されミ
ストセパレータ１５を経て系外へ放出される。
、成分はその後真空ポンプ１４によって減圧脱着されミ
ストセパレータ１５を経て系外へ放出される。
［発明が解決しようとする問題点］
第５．６図に例示したＮ２精製用ＰＳＡ装置及びｏ２Ｍ
製用ＰＳＡ装置に供給される原料ガスとしては一般に空
気が利用され、原料ガス中の８２．０２ガス濃度は常に
ほぼ一定である。その為上記ＰＳＡ装置において回収さ
れる製品ガスの純度及び回収量もほぼ一定であり、ＰＳ
Ａ装置に多少の改良を加えても純度及び回収量を向上さ
せるには自ずから限界があった。また従来のＰＳＡ装置
では回収目的としない不用な排ガスはそのまま大気中へ
放出してしまうのが一般的であり、Ｎ２精製用ＰＳＡ装
置ではｏ２濃度の高い排ガスが、他方ｏ２精製用ＰＳＡ
装置ではＮ２濃度の高い排ガスが夫々そのまま放出され
ている。しかしこのことは良く考えてみると極めて無駄
なことである。
製用ＰＳＡ装置に供給される原料ガスとしては一般に空
気が利用され、原料ガス中の８２．０２ガス濃度は常に
ほぼ一定である。その為上記ＰＳＡ装置において回収さ
れる製品ガスの純度及び回収量もほぼ一定であり、ＰＳ
Ａ装置に多少の改良を加えても純度及び回収量を向上さ
せるには自ずから限界があった。また従来のＰＳＡ装置
では回収目的としない不用な排ガスはそのまま大気中へ
放出してしまうのが一般的であり、Ｎ２精製用ＰＳＡ装
置ではｏ２濃度の高い排ガスが、他方ｏ２精製用ＰＳＡ
装置ではＮ２濃度の高い排ガスが夫々そのまま放出され
ている。しかしこのことは良く考えてみると極めて無駄
なことである。
そこで本発明者らは上記ＰＳＡ装置から放出される排ガ
スを有効利用すれば、０２ガス及びＮ２ガスの回収操業
が大幅に改善され、これらをより安価に入手できるので
はないかと考えて種々検討した結果、本発明の圧力スイ
ング吸着方法を完成させるに至った。
スを有効利用すれば、０２ガス及びＮ２ガスの回収操業
が大幅に改善され、これらをより安価に入手できるので
はないかと考えて種々検討した結果、本発明の圧力スイ
ング吸着方法を完成させるに至った。
［問題点を解決するための手段］
上記目的を達成し得た本発明方法は、次の点に要旨を有
するものである。
するものである。
即ち０２ガス精製用ＰＳＡ装置（以下
０２ＰＳＡ装置という）とＮ２ガス精製用ＰＳＡ装置（
以下Ｎ２ＰＳＡ装置という）とを並列し、（イ）Ｏ，Ｐ
ＳＡ装置から排出されるＮ２ガス濃度の高い排出ガスの
一部又は全部をＮ、ＰＳＡ装置の原料ガスとして使用す
る方法、或はこれとは逆に（ロ）Ｎ、ＰＳＡ装置から排
出される０２濃度の高い排出ガスの一部又は全部を０２
ＰＳＡ装置の原料ガスとして使用する方法を採用する。
以下Ｎ２ＰＳＡ装置という）とを並列し、（イ）Ｏ，Ｐ
ＳＡ装置から排出されるＮ２ガス濃度の高い排出ガスの
一部又は全部をＮ、ＰＳＡ装置の原料ガスとして使用す
る方法、或はこれとは逆に（ロ）Ｎ、ＰＳＡ装置から排
出される０２濃度の高い排出ガスの一部又は全部を０２
ＰＳＡ装置の原料ガスとして使用する方法を採用する。
［作用］
本発明方法では、０２ＰＳＡ装置の排ガスをＮ２ ＰＳ
Ａ装置の原料ガスとして用いる方法又はＮ２ＰＳＡ装置
の排ガスをＯ，ＰＳＡ装置の原料ガスとして用いる方法
を採用するので、夫々のＰＳＡ装置に供給する原料ガス
中の回収目的成分濃度を予め高めておくことができる。
Ａ装置の原料ガスとして用いる方法又はＮ２ＰＳＡ装置
の排ガスをＯ，ＰＳＡ装置の原料ガスとして用いる方法
を採用するので、夫々のＰＳＡ装置に供給する原料ガス
中の回収目的成分濃度を予め高めておくことができる。
これによって原料回収比率［（回収製品ガス量／原料ガ
ス量）Ｘ１００Ｉを相対的に高めることが可能となり、
従来方法に比較して単位時間当たりの製品ガス回収量を
向上させることができる。
ス量）Ｘ１００Ｉを相対的に高めることが可能となり、
従来方法に比較して単位時間当たりの製品ガス回収量を
向上させることができる。
［実施例］
第１図は本発明方法を実施する為に設計されたＰＳＡ装
置の代表例を示す概略説明図であり、Ｎ２ＰＳＡ装置Ｎ
の後段側に０２ＰＳＡ装置０を配設したものを示す、即
ち、Ｎ２ＰＳＡ装置Ｎの排ガス放出管９は三方弁２２及
びバッファータンク２１を介してＯ，ＰＳＡ装置０の原
料ガス供給管１７に連結され、該バッファータンク２１
には０、ＰＳＡ装置０用の原料空気導入管１７ａが接続
される。従ってＮ、ＰＳＡ装置Ｎの吸着塔３８〜３Ｃを
通過してきた０２リツチの排ガスは排気管９ａ及び前処
理塔２ａ、２ｂを介して放出管９からバッファータンク
２１へ送給される。調圧のために設けられた該バッファ
ータンク２１に導入された０２リツチ排ガスはエアフィ
ルター１１を介して導入される原料空気と混合され、ブ
ロワ−１２によってＯ，ＰＳＡ装置０へ供給される。
置の代表例を示す概略説明図であり、Ｎ２ＰＳＡ装置Ｎ
の後段側に０２ＰＳＡ装置０を配設したものを示す、即
ち、Ｎ２ＰＳＡ装置Ｎの排ガス放出管９は三方弁２２及
びバッファータンク２１を介してＯ，ＰＳＡ装置０の原
料ガス供給管１７に連結され、該バッファータンク２１
には０、ＰＳＡ装置０用の原料空気導入管１７ａが接続
される。従ってＮ、ＰＳＡ装置Ｎの吸着塔３８〜３Ｃを
通過してきた０２リツチの排ガスは排気管９ａ及び前処
理塔２ａ、２ｂを介して放出管９からバッファータンク
２１へ送給される。調圧のために設けられた該バッファ
ータンク２１に導入された０２リツチ排ガスはエアフィ
ルター１１を介して導入される原料空気と混合され、ブ
ロワ−１２によってＯ，ＰＳＡ装置０へ供給される。
従って前段のＮ、ＰＳＡ装置Ｎにおける原料ガスには通
常の空気が使用されることになるが、後段の０２ＰＳＡ
装置０では、０２リツチな排ガスの導入によって０２ガ
ス濃度の高められた富酸空気が原料ガスとして供給され
、該０２ＰＳＡ装置０における製品０２ガスの純度及び
回収量が向上する。
常の空気が使用されることになるが、後段の０２ＰＳＡ
装置０では、０２リツチな排ガスの導入によって０２ガ
ス濃度の高められた富酸空気が原料ガスとして供給され
、該０２ＰＳＡ装置０における製品０２ガスの純度及び
回収量が向上する。
第２図は第１図の例とは逆に前段に０２ＰＳＡ装置０、
後段に８２ ＰＳＡ装置装置数設した例を示す概略説明
図であり、０２ＰＳＡ装置０の排ガス放出管１８はＮ２
ＰＳＡ装置Ｎの原料ガス供給管８に三方弁３２及びバッ
ファータンク３１を介して連結される。従フてＮ２ＰＳ
Ａ装置に供給される原料ガスは富窒素となり、該Ｎ、Ｐ
ＳＡ装置Ｎにおいて精製されるＮ２ガスは高純度且つ高
回収量となる。
後段に８２ ＰＳＡ装置装置数設した例を示す概略説明
図であり、０２ＰＳＡ装置０の排ガス放出管１８はＮ２
ＰＳＡ装置Ｎの原料ガス供給管８に三方弁３２及びバッ
ファータンク３１を介して連結される。従フてＮ２ＰＳ
Ａ装置に供給される原料ガスは富窒素となり、該Ｎ、Ｐ
ＳＡ装置Ｎにおいて精製されるＮ２ガスは高純度且つ高
回収量となる。
第３．４図はＮ２ＰＳＡ装置Ｎ及び０２ＰＳＡ装置０の
排ガス放出管及び原料ガス供給管を相互に接続し、原料
空気の導入箇所を１箇所に限定した実施例を示す概略説
明図である。
排ガス放出管及び原料ガス供給管を相互に接続し、原料
空気の導入箇所を１箇所に限定した実施例を示す概略説
明図である。
第３．４図とも０２ＰＳＡ装置０の排ガス放出管１８は
Ｎ、ＰＳＡ装置装置数料ガス供給管８に三方弁及びバッ
ファータンクを介して連結され、またＮ２ ＰＳＡ装置
装置数出管９はｏ２ＰＳＡ装置０の原料ガス供給管１７
に三方弁及びバッファータンクを介して接続される。
Ｎ、ＰＳＡ装置装置数料ガス供給管８に三方弁及びバッ
ファータンクを介して連結され、またＮ２ ＰＳＡ装置
装置数出管９はｏ２ＰＳＡ装置０の原料ガス供給管１７
に三方弁及びバッファータンクを介して接続される。
第３図に示す実施例では０２ＰＳＡ装置０の原料ガス供
給側のバッファータンク２１に原料空気導入管１７ａを
設けているのに対し、第４図に示す実施例ではＮ２ＰＳ
Ａ装置Ｎの原料ガス供給側のバッファータンク３１に原
料空気導入管３４を配設する点で相違するが原理的には
同一であるので一括して説明する。
給側のバッファータンク２１に原料空気導入管１７ａを
設けているのに対し、第４図に示す実施例ではＮ２ＰＳ
Ａ装置Ｎの原料ガス供給側のバッファータンク３１に原
料空気導入管３４を配設する点で相違するが原理的には
同一であるので一括して説明する。
これらの実施例においては後段ＰＳＡ装置の原料ガスは
その全量又は一部が前段ＰＳＡ装置の排ガスによってま
かなわれることになるので、後段ＰＳＡ装置及び前段Ｐ
ＳＡ装置の処理能力は排ガス量に見合った適正な均衡を
考慮して設計されることになる。尚第３，４図に示す破
線２３ａは前処理塔２ａ、２ｂを通過しないバイパス管
を示し、Ｎ、ＰＳＡ装置装置数出管９ａと三方弁２２．
３５を直結させ、不要成分であるＣＯ２やＨ，ＯがＰＳ
Ａ装置内を循環しない様にこれらを廃棄管２３ｂから放
出するものである。また第３．４図の他の実施態様とし
て後段のＰＳＡ装置の排ガスをＰＳＡ装置外へ放出して
いるものであっても構わない。
その全量又は一部が前段ＰＳＡ装置の排ガスによってま
かなわれることになるので、後段ＰＳＡ装置及び前段Ｐ
ＳＡ装置の処理能力は排ガス量に見合った適正な均衡を
考慮して設計されることになる。尚第３，４図に示す破
線２３ａは前処理塔２ａ、２ｂを通過しないバイパス管
を示し、Ｎ、ＰＳＡ装置装置数出管９ａと三方弁２２．
３５を直結させ、不要成分であるＣＯ２やＨ，ＯがＰＳ
Ａ装置内を循環しない様にこれらを廃棄管２３ｂから放
出するものである。また第３．４図の他の実施態様とし
て後段のＰＳＡ装置の排ガスをＰＳＡ装置外へ放出して
いるものであっても構わない。
（試験例）
第６図に示す０２ＰＳＡ装置０に原料ガスとして通常の
空気を２５００ Ｎｍ’／ｈで供給したとき、回収０２
ガスの純度は９３％、回収率は４２％であった。これを
第１の試験装置とする。さらに第５図に示すＮ、ＰＳＡ
装置装置数料ガスとして通常の空気を１５０ Ｎｍ’／
ｈで供給したとき、回収Ｎ２ガス純度は９９．９９９％
、回収率は４２％であった。これを第２の試験装置とす
る。尚上記第１゜２の試験装置のガス回収量は、夫々次
の通りである。
空気を２５００ Ｎｍ’／ｈで供給したとき、回収０２
ガスの純度は９３％、回収率は４２％であった。これを
第１の試験装置とする。さらに第５図に示すＮ、ＰＳＡ
装置装置数料ガスとして通常の空気を１５０ Ｎｍ’／
ｈで供給したとき、回収Ｎ２ガス純度は９９．９９９％
、回収率は４２％であった。これを第２の試験装置とす
る。尚上記第１゜２の試験装置のガス回収量は、夫々次
の通りである。
０２ＰＳＡ装置０の０２ガス回収量：
２５００ ｘＯ，２１ｘＯ，４２弁２２０ （Ｎｍ３／
ｈ）Ｎ２ＰＳＡ装置ＮのＮ２ガス回収量： １５０ ｘ ０．７９ｘ Ｏ，４２≠５０ （Ｎ ｍ３
／ｈ）上期したガス回収条件を備えた第１．２試験装置
を第３図に示す様に接続し、該装置を運転したところ、
０□ＰＳＡ装置０のブロワ−１２人側に供給される原料
ガス中の０２濃度は２４％（原料空気では２１％）に向
上させることができ、純度９３％の０２ガスを２５００
ｘ ０．２４Ｘ Ｏ，４２＝２５０ （Ｎｍ３／ｈ）
で回収できた。
ｈ）Ｎ２ＰＳＡ装置ＮのＮ２ガス回収量： １５０ ｘ ０．７９ｘ Ｏ，４２≠５０ （Ｎ ｍ３
／ｈ）上期したガス回収条件を備えた第１．２試験装置
を第３図に示す様に接続し、該装置を運転したところ、
０□ＰＳＡ装置０のブロワ−１２人側に供給される原料
ガス中の０２濃度は２４％（原料空気では２１％）に向
上させることができ、純度９３％の０２ガスを２５００
ｘ ０．２４Ｘ Ｏ，４２＝２５０ （Ｎｍ３／ｈ）
で回収できた。
またＮ２ＰＳＡ装置Ｎの圧縮機１人側に供給される原料
ガス中のＮ２ガス濃度は８７％（原料空気では７９％）
にまで向上されることが可能となり、純度９９．９９９
％の製品Ｎ２ガス回収量を１５０Ｘ Ｏ，８７Ｘ ０．
４２’＝ ５５ （Ｎ ｍ’／ｈ）に向上することがで
きた。これらの結果、製品０□ガス及びＮ２ガスとも回
収量は従来の単独ＰＳＡ装置に比べて約１０〜１５％増
加させることができることが分かった。
ガス中のＮ２ガス濃度は８７％（原料空気では７９％）
にまで向上されることが可能となり、純度９９．９９９
％の製品Ｎ２ガス回収量を１５０Ｘ Ｏ，８７Ｘ ０．
４２’＝ ５５ （Ｎ ｍ’／ｈ）に向上することがで
きた。これらの結果、製品０□ガス及びＮ２ガスとも回
収量は従来の単独ＰＳＡ装置に比べて約１０〜１５％増
加させることができることが分かった。
［発明の効果］
本発明方法によフて従来Ｎ２又はＯ，ＰＳＡ装置から放
出されていた排ガスを有効に分離・回収できる様になり
、さらに回収される目的成分は高純度化がはかれ、しか
も単位時間当たりの回収量も高くなり効率的な精製が達
成される。
出されていた排ガスを有効に分離・回収できる様になり
、さらに回収される目的成分は高純度化がはかれ、しか
も単位時間当たりの回収量も高くなり効率的な精製が達
成される。
第１〜４図は本発明方法に適用されるＰＳＡ装置の実施
例を示す概略説明図、第５図は単独のｒ＃、ｐｓＡ装置
を示す概略説明図、第６図は単独のｏ、ＰＳＡ装置を示
す概略説明図である。 １・・・圧縮機 ２ａ、２ｂ・・・前処理塔３
ａ、３ｂ、３ｃ・・・吸着塔 ４・・・真空ポンプ５
・・−Ｎ、ガス製品タンク ６・・・レシーバ−タンク ８・・・原料ガス供給管 ９・・・放出管１１・・・エ
アフィルター １２・・・ブロワ−１３ａ、１３ｂ、１
３ｃ ・・・吸着塔１４・・・真空ポンプ １５・
・・ミストセパレータ１６・・・０２ガス製品タンク １７・・・原料ガス供給管 １１１−・・放出管２１．
２６，３１．３６−・・バッファータンク２２．２５，
３２．３５・・・三方弁 ３４・・・原料空気導入管
例を示す概略説明図、第５図は単独のｒ＃、ｐｓＡ装置
を示す概略説明図、第６図は単独のｏ、ＰＳＡ装置を示
す概略説明図である。 １・・・圧縮機 ２ａ、２ｂ・・・前処理塔３
ａ、３ｂ、３ｃ・・・吸着塔 ４・・・真空ポンプ５
・・−Ｎ、ガス製品タンク ６・・・レシーバ−タンク ８・・・原料ガス供給管 ９・・・放出管１１・・・エ
アフィルター １２・・・ブロワ−１３ａ、１３ｂ、１
３ｃ ・・・吸着塔１４・・・真空ポンプ １５・
・・ミストセパレータ１６・・・０２ガス製品タンク １７・・・原料ガス供給管 １１１−・・放出管２１．
２６，３１．３６−・・バッファータンク２２．２５，
３２．３５・・・三方弁 ３４・・・原料空気導入管
Claims (2)
- （１）Ｏ＿２ガス精製用圧力スイング吸着装置における
Ｎ＿２ガス純度の高い排ガスの一部又は全部をＮ＿２ガ
ス精製用圧力スイング吸着装置の原料ガスとして使用す
ることを特徴とする圧力スイング吸着方法。 - （２）Ｎ＿２ガス精製用圧力スイング吸着装置における
Ｏ＿２ガス純度の高い排ガスの一部又は全部をＯ＿２ガ
ス精製用圧力スイング吸着装置の原料ガスとして使用す
ることを特徴とする圧力スイング吸着方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61253475A JPH0683772B2 (ja) | 1986-10-23 | 1986-10-23 | 圧力スイング吸着方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61253475A JPH0683772B2 (ja) | 1986-10-23 | 1986-10-23 | 圧力スイング吸着方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63107719A true JPS63107719A (ja) | 1988-05-12 |
| JPH0683772B2 JPH0683772B2 (ja) | 1994-10-26 |
Family
ID=17251898
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61253475A Expired - Lifetime JPH0683772B2 (ja) | 1986-10-23 | 1986-10-23 | 圧力スイング吸着方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0683772B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5385592A (en) * | 1992-05-20 | 1995-01-31 | Maeda Limited | Filter device for compressed air |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP4036192A4 (en) * | 2019-09-24 | 2023-10-04 | Sekisui Chemical Co., Ltd. | METHOD FOR PRODUCING PURIFIED GAS, METHOD FOR PRODUCING RECOVERY MATERIAL, DEVICE FOR PURIFYING GAS, AND DEVICE FOR PRODUCING RECOVERY MATERIAL |
-
1986
- 1986-10-23 JP JP61253475A patent/JPH0683772B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5385592A (en) * | 1992-05-20 | 1995-01-31 | Maeda Limited | Filter device for compressed air |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0683772B2 (ja) | 1994-10-26 |
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