JPS63111916A - 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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- JPS63111916A JPS63111916A JP61257760A JP25776086A JPS63111916A JP S63111916 A JPS63111916 A JP S63111916A JP 61257760 A JP61257760 A JP 61257760A JP 25776086 A JP25776086 A JP 25776086A JP S63111916 A JPS63111916 A JP S63111916A
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Landscapes
- 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。
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］
本発明は吸着剤に対して非吸着性であるガス成分を、複
数の圧力スイング吸着塔を使って有効に精製する方法に
関し、詳細には、吸着塔内死空間またはこれに連通され
ている配管中に存在する回収目的成分（非吸着性ガス）
が、除去成分である吸着性ガスの減圧脱着段階で一緒に
排出放棄されてしまうのを防止し、これを有効に回収で
きるように構成した圧力スイング吸着方法に関するもの
である。以下の説明においては空気を原料ガスとして０
２成分を精製する場合における０２成分の効率回収を例
に取り挙げて述べていくが、本発明はこの例に限定解釈
されてはならず、混合ガスから特定の非吸着性ガスを回
収する場合の全てに適用できる。
数の圧力スイング吸着塔を使って有効に精製する方法に
関し、詳細には、吸着塔内死空間またはこれに連通され
ている配管中に存在する回収目的成分（非吸着性ガス）
が、除去成分である吸着性ガスの減圧脱着段階で一緒に
排出放棄されてしまうのを防止し、これを有効に回収で
きるように構成した圧力スイング吸着方法に関するもの
である。以下の説明においては空気を原料ガスとして０
２成分を精製する場合における０２成分の効率回収を例
に取り挙げて述べていくが、本発明はこの例に限定解釈
されてはならず、混合ガスから特定の非吸着性ガスを回
収する場合の全てに適用できる。
［従来の技術］
第２図は０□ガス精製用の３塔式圧力スイング吸着装置
を示す概略説明図であり、第３図はこのうちの１塔にお
ける工程順序を示す説明図である。エアフィルター１に
よって粉塵等の除去された原料空気はブロワ−２により
吸着塔３ａ。
を示す概略説明図であり、第３図はこのうちの１塔にお
ける工程順序を示す説明図である。エアフィルター１に
よって粉塵等の除去された原料空気はブロワ−２により
吸着塔３ａ。
３ｂ、３ｃのいずれかへ送給される。例えば吸着塔３ａ
において除去成分の吸着工程が行なわれているとすると
き、原料空気中のＮ２．、Ｈ２Ｏ。
において除去成分の吸着工程が行なわれているとすると
き、原料空気中のＮ２．、Ｈ２Ｏ。
Ｃ０２の各成分はここでは不純ガスであり吸着塔３ａ内
の吸着剤に吸着され、吸着されずに吸着塔３ａをそのま
ま通過する。２成分は矢印Ａに沿って回収され製品ガス
タンク４内に収納される。
の吸着剤に吸着され、吸着されずに吸着塔３ａをそのま
ま通過する。２成分は矢印Ａに沿って回収され製品ガス
タンク４内に収納される。
一方吸着塔３ｂにおいては該工程直前の脱着工程におい
て減圧されていたのを回復し次の吸着に備える為の蓄圧
工程（昇圧工程ということもある）が行なわれ、製品０
２ガス（主として製品ガスタンク４内の製品ガス）を矢
印Ｂに沿って吸着塔３ｂ内へ送り込み吸着塔３ｂ内をほ
ぼ常圧近傍の吸着圧力まで昇圧させる。
て減圧されていたのを回復し次の吸着に備える為の蓄圧
工程（昇圧工程ということもある）が行なわれ、製品０
２ガス（主として製品ガスタンク４内の製品ガス）を矢
印Ｂに沿って吸着塔３ｂ内へ送り込み吸着塔３ｂ内をほ
ぼ常圧近傍の吸着圧力まで昇圧させる。
他方吸着塔３Ｃにおいては脱着工程が行なわれ、真空ポ
ンプ５を用いて塔内を減圧することによりそれ以前の吸
着工程において吸着剤に吸着されていたＮ２ 、Ｎ２０
．Ｃｏ□の各成分を脱着させて矢印Ｃ方向に穆送しミス
トセパレータ６を経由して系外へ放出する。
ンプ５を用いて塔内を減圧することによりそれ以前の吸
着工程において吸着剤に吸着されていたＮ２ 、Ｎ２０
．Ｃｏ□の各成分を脱着させて矢印Ｃ方向に穆送しミス
トセパレータ６を経由して系外へ放出する。
〔発明が解決しようとする問題点コ
ところが上記装置による製品ｏ２ガスの回収率［（回収
される製品ｏ２ガス量／原料ガス中の０２ガス量）Ｘ１
００％］は一般に低く、通常約４０％前後である。この
様に回収率が低い原因について種々検討した結果、吸着
工程終了時点で吸着塔′死空間に残存する０２ガス及び
該吸着塔に連通ずる配管（遮断弁まで）内に残存する０
２ガスが、次の脱着工程実施時に脱着放出ラインを経由
して系外へ排出されてしまうという点が挙げられるので
はないかと考えられた。また更に他の原因として、吸着
剤の吸着特性を有効に活用するための昇圧工程において
製品ｏ２ガスが使用されており、このｏ２ガスは大部分
吸着塔を通過して製品ガスタンクに戻されてくるとはい
え、かなり多くの０２ガスを前記死空間や連通配管に止
めて前記の様に放出させてしまうということが挙げられ
る。更に折角製品ガスとして取り出したものを再び吸着
塔に供給するということは、原料ガスの導入量を減少さ
せることを意味し、ＰＳＡ装置としての装置効率も悪く
電力等を無駄に消費していることにもなる。
される製品ｏ２ガス量／原料ガス中の０２ガス量）Ｘ１
００％］は一般に低く、通常約４０％前後である。この
様に回収率が低い原因について種々検討した結果、吸着
工程終了時点で吸着塔′死空間に残存する０２ガス及び
該吸着塔に連通ずる配管（遮断弁まで）内に残存する０
２ガスが、次の脱着工程実施時に脱着放出ラインを経由
して系外へ排出されてしまうという点が挙げられるので
はないかと考えられた。また更に他の原因として、吸着
剤の吸着特性を有効に活用するための昇圧工程において
製品ｏ２ガスが使用されており、このｏ２ガスは大部分
吸着塔を通過して製品ガスタンクに戻されてくるとはい
え、かなり多くの０２ガスを前記死空間や連通配管に止
めて前記の様に放出させてしまうということが挙げられ
る。更に折角製品ガスとして取り出したものを再び吸着
塔に供給するということは、原料ガスの導入量を減少さ
せることを意味し、ＰＳＡ装置としての装置効率も悪く
電力等を無駄に消費していることにもなる。
そこで本発明者らは製品ガスの回収率を向上させること
を主眼にしつつ効率的なＰＳＡ装置運転操業が実施でき
る様な方法を確立する目的で種々研究を重ねた結果、本
発明方法を完成させるに至った。
を主眼にしつつ効率的なＰＳＡ装置運転操業が実施でき
る様な方法を確立する目的で種々研究を重ねた結果、本
発明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、不純成分の脱着廃
棄工程で減圧された吸着塔を次の吸着工程に備えて昇圧
させるに当たり、製品ガスの他、別途吸着工程の終了し
た吸着塔空間部及びそれに連通された配管中の残留ガス
を供給して昇圧する点に要旨を有するものである。
棄工程で減圧された吸着塔を次の吸着工程に備えて昇圧
させるに当たり、製品ガスの他、別途吸着工程の終了し
た吸着塔空間部及びそれに連通された配管中の残留ガス
を供給して昇圧する点に要旨を有するものである。
［作用］
扱者工程終了時の吸着塔（以下第１吸着塔と言うことも
ある）内空間部（吸着剤粒子相互間のデッドスペース）
及び該吸着塔に連通される配管（但し遮断弁によって遮
断される位置まで）内には前記した様に回収目的製品ガ
スが高濃度で残存しており、このガスを、別途脱着工程
が終了して昇圧工程を行なう段取りになっている吸着塔
（以下第２吸着塔と言うこともある）へ圧力差を利用し
て送給してやれば、次に第１吸着塔の脱着工程を行なっ
た時の該第１吸着塔からの製品ガス放出量を大幅に減少
できる。また前記残存ガスを第２吸着塔へ送給すること
は、第２吸着塔の昇圧を補助することになるので昇圧工
程用として循環されていた製品ガス量が低減される。こ
うした結果の総合効果として製品ガスの回収率が増加し
、また装置効率の向上によって無駄のないＰＳＡ装置運
転操業が行なえる様になった。
ある）内空間部（吸着剤粒子相互間のデッドスペース）
及び該吸着塔に連通される配管（但し遮断弁によって遮
断される位置まで）内には前記した様に回収目的製品ガ
スが高濃度で残存しており、このガスを、別途脱着工程
が終了して昇圧工程を行なう段取りになっている吸着塔
（以下第２吸着塔と言うこともある）へ圧力差を利用し
て送給してやれば、次に第１吸着塔の脱着工程を行なっ
た時の該第１吸着塔からの製品ガス放出量を大幅に減少
できる。また前記残存ガスを第２吸着塔へ送給すること
は、第２吸着塔の昇圧を補助することになるので昇圧工
程用として循環されていた製品ガス量が低減される。こ
うした結果の総合効果として製品ガスの回収率が増加し
、また装置効率の向上によって無駄のないＰＳＡ装置運
転操業が行なえる様になった。
［実施例］
第１図は本発明方法の実施に利用するＰＳＡ装置の実施
例を示す概略説明図であり、当該装置における特徴は、
２つの吸着塔同士を１対として相互に連結する連通管９
ａ〜９Ｃを設け、各連通管には自動開閉弁Ｖ１〜Ｖ、及
びニードル弁Ｎ１〜Ｎ３を夫々１個ずつ配設する点にあ
る。
例を示す概略説明図であり、当該装置における特徴は、
２つの吸着塔同士を１対として相互に連結する連通管９
ａ〜９Ｃを設け、各連通管には自動開閉弁Ｖ１〜Ｖ、及
びニードル弁Ｎ１〜Ｎ３を夫々１個ずつ配設する点にあ
る。
次に運転手順の実例を述べるが、いま連通管９ｂ及び自
動開閉弁Ｖ２並びにニードル弁Ｎ２の作動例を説明する
と次に示す通りである。
動開閉弁Ｖ２並びにニードル弁Ｎ２の作動例を説明する
と次に示す通りである。
即ち脱着工程の終了した直後で減圧状態にある吸着塔３
ｂの昇圧工程を行なうに当たっては、（１）吸着工程終
了直後の吸着塔３Ｃ内の死空間に残存する０２純度の高
いガスと該吸着塔３ｃに連通される配管（破線で囲む）
内に残存する０２純度の高いガスと、（２）製品ガスタ
ンク４から流量調整弁８を介して矢印Ｄ２に沿フて供給
される製品０□ガスを利用する。このうち（１）で述べ
た０□純度の高いガスの供給は、吸着塔３ｂと吸着塔３
ｃの圧力差が利用され連通管９ｂによって矢印Ｄ１に沿
って行なわれる。しかし開閉弁ｖ２をいきなり開放する
と一瞬のうちに多量のガスが移動する恐れがあるので、
ニードル弁Ｎ２の開度を予め調整しておき一定時間内（
数秒間）に適正なガス量を移動させるのが好ましい。そ
して（１）によるガス供給のみでは昇圧の目的が達しき
れない場合は（２）による製品ガスの補給を行なう。
ｂの昇圧工程を行なうに当たっては、（１）吸着工程終
了直後の吸着塔３Ｃ内の死空間に残存する０２純度の高
いガスと該吸着塔３ｃに連通される配管（破線で囲む）
内に残存する０２純度の高いガスと、（２）製品ガスタ
ンク４から流量調整弁８を介して矢印Ｄ２に沿フて供給
される製品０□ガスを利用する。このうち（１）で述べ
た０□純度の高いガスの供給は、吸着塔３ｂと吸着塔３
ｃの圧力差が利用され連通管９ｂによって矢印Ｄ１に沿
って行なわれる。しかし開閉弁ｖ２をいきなり開放する
と一瞬のうちに多量のガスが移動する恐れがあるので、
ニードル弁Ｎ２の開度を予め調整しておき一定時間内（
数秒間）に適正なガス量を移動させるのが好ましい。そ
して（１）によるガス供給のみでは昇圧の目的が達しき
れない場合は（２）による製品ガスの補給を行なう。
実験例
内径：２２００ｍｍ、高さ：２６００ｍｍの吸着塔を備
えた３塔式ＰＳＡ装置を使用して原料空気から０２成分
の精製を行なった。
えた３塔式ＰＳＡ装置を使用して原料空気から０２成分
の精製を行なった。
尚吸着剤としてはゼオライト５Ａ（バイエル社製）を用
い、吸着塔の１サイクルは３分（吸着・昇圧・脱着の各
工程を夫々１分ずつ）とし、原料供給量は２５０ＯＮｎ
＋’、脱着圧力は１５０ Ｔｏｒｒ。
い、吸着塔の１サイクルは３分（吸着・昇圧・脱着の各
工程を夫々１分ずつ）とし、原料供給量は２５０ＯＮｎ
＋’、脱着圧力は１５０ Ｔｏｒｒ。
昇圧工程の供給０□ガス量は１３５０ Ｎｍ３／ｈと
した。
した。
（従来方法）
純度９３％の０２ガスが２１５ Ｎｍ’／ｈで得られ
るときの１塔、１サイクル当たりの回収量は、２１５
Ｘｏ、９３Ｘ （１／６０）＝３．３３（Ｎｍ３／サイ
クル）となり、また昇圧工程時の循環ｏ２ガス量は、１
３５０ｘ ０．９３ｘ （１／６０） ＝ ２０．９３
（Ｎｍ３／サイクル）である。
るときの１塔、１サイクル当たりの回収量は、２１５
Ｘｏ、９３Ｘ （１／６０）＝３．３３（Ｎｍ３／サイ
クル）となり、また昇圧工程時の循環ｏ２ガス量は、１
３５０ｘ ０．９３ｘ （１／６０） ＝ ２０．９３
（Ｎｍ３／サイクル）である。
一方原料空気中の０２ガス量は、
２５００Ｘ ０．２１Ｘ （１／６０） ＝ ８．７５
（Ｎｍ３／サイクル）であり、当該方法において回収
されずに放出される０２ガス量は、 ８．７５−３．３３＝５．４２（Ｎｍ３／サイクル）と
なる。
（Ｎｍ３／サイクル）であり、当該方法において回収
されずに放出される０２ガス量は、 ８．７５−３．３３＝５．４２（Ｎｍ３／サイクル）と
なる。
（本発明方法）
１塔の吸着塔内死空間及び該吸着塔に連通ずる配管のス
ペースは約１．４ ｍ３あり、このスペースの約３０％
の残留ガスが本発明によって昇圧工程に利用可能である
とすると、製品ガス回収量は１．４ｘ Ｏ，３ｘ ０．
９３＝ ０．４ （Ｎｒｎ３／サイクル）増えることに
なる。つまり系外へ放出されるｏ２ガス量は５．４２−
０．４ ＝ ５．０２（Ｎｍ’／サイクル）とすること
ができ、さらに製品ガスタンクからの循環ｏ２２ガスは
、１３５０− （０，４ｘ ６０） ＝ １３２６（
Ｎ＋ｎ３／ｈ） に減少させることができる。
ペースは約１．４ ｍ３あり、このスペースの約３０％
の残留ガスが本発明によって昇圧工程に利用可能である
とすると、製品ガス回収量は１．４ｘ Ｏ，３ｘ ０．
９３＝ ０．４ （Ｎｒｎ３／サイクル）増えることに
なる。つまり系外へ放出されるｏ２ガス量は５．４２−
０．４ ＝ ５．０２（Ｎｍ’／サイクル）とすること
ができ、さらに製品ガスタンクからの循環ｏ２２ガスは
、１３５０− （０，４ｘ ６０） ＝ １３２６（
Ｎ＋ｎ３／ｈ） に減少させることができる。
従って本発明による０２ガス回収量は、３．３３＋０．
４ ＝３．７３（Ｎｍ３／サイクル）とすることができ
、従来方法と比較した場合、３．７５／３．３３＝ １
．１倍程度の回収量となる。
４ ＝３．７３（Ｎｍ３／サイクル）とすることができ
、従来方法と比較した場合、３．７５／３．３３＝ １
．１倍程度の回収量となる。
本発明方法は上記した。２ガス精製の例に限らず、Ｈ２
ガスの精製やｃｏ２ガス除去を行なうＰＳＡ方法等にも
適用することができる。
ガスの精製やｃｏ２ガス除去を行なうＰＳＡ方法等にも
適用することができる。
［発明の効果］
本発明方法を利用することによって回収目的成分の回収
率を向上させることができ、しかも効率的なＰＳＡ装置
の運転が可能となる。
率を向上させることができ、しかも効率的なＰＳＡ装置
の運転が可能となる。
第１図は本発明方法に利用するＰＳＡ装置の実施例を示
す概略説明図、第２図は従来方法に利用するＰＳＡ装置
の例を示す概略説明図、第３図は１塔の吸着塔の１工程
サイクルを示す工程順序説明図である。 １・・・エアフィルター ２・・・ブロワ−３ａ、３
ｂ、３ｃ・・・吸着塔 ４・・・製品ガスタンク５
・・・真空ポンプ ６・・・ミストセパレータ７
・・・水分除去管 ８・・・流量調整弁９ａ、９
ｂ、９ｃ・”連通管
す概略説明図、第２図は従来方法に利用するＰＳＡ装置
の例を示す概略説明図、第３図は１塔の吸着塔の１工程
サイクルを示す工程順序説明図である。 １・・・エアフィルター ２・・・ブロワ−３ａ、３
ｂ、３ｃ・・・吸着塔 ４・・・製品ガスタンク５
・・・真空ポンプ ６・・・ミストセパレータ７
・・・水分除去管 ８・・・流量調整弁９ａ、９
ｂ、９ｃ・”連通管
Claims (1)
- 複数の圧力スイング吸着塔を使って原料ガス中の不純成
分を吸着除去し吸着塔通過ガスを製品ガスとして回収す
る圧力スイング吸着方法において、不純成分の脱着廃棄
工程で減圧された吸着塔を次の吸着工程に備えて昇圧さ
せるに当たり、製品ガスの他、別途吸着工程の終了した
吸着塔空間部及びそれに連通された配管中の残留ガスを
供給して昇圧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 |
|---|---|---|---|
| JP61257760A JPS63111916A (ja) | 1986-10-28 | 1986-10-28 | 圧力スイング吸着方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61257760A JPS63111916A (ja) | 1986-10-28 | 1986-10-28 | 圧力スイング吸着方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63111916A true JPS63111916A (ja) | 1988-05-17 |
Family
ID=17310714
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61257760A Pending JPS63111916A (ja) | 1986-10-28 | 1986-10-28 | 圧力スイング吸着方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63111916A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996026894A1 (fr) * | 1995-03-02 | 1996-09-06 | Sumitomo Seika Chemicals Co., Ltd. | Procede de recuperation de gaz riche en oxygene |
-
1986
- 1986-10-28 JP JP61257760A patent/JPS63111916A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996026894A1 (fr) * | 1995-03-02 | 1996-09-06 | Sumitomo Seika Chemicals Co., Ltd. | Procede de recuperation de gaz riche en oxygene |
| US5755856A (en) * | 1995-03-02 | 1998-05-26 | Sumitomo Seika Chemicals Co. Ltd. | Process of recovering oxygen-enriched gas |
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