JPS63239105A

JPS63239105A - アルゴンガスの回収方法

Info

Publication number: JPS63239105A
Application number: JP62073816A
Authority: JP
Inventors: Hirobumi Kamikawa; 神川　博文; Masaru Nagano; 長野　優
Original assignee: Seitetsu Kagaku Co Ltd; Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Seika Chemicals Co Ltd; Nippon Steel Corp
Priority date: 1987-03-26
Filing date: 1987-03-26
Publication date: 1988-10-05
Also published as: JPH0469563B2

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】産業上の利用分野この発明は例えばＡｒ　　０２吹錬炉やＲＨ真空脱ガス
処理設備等におけるアルゴン含有排ガスからアルゴンガ
スを回収する方法に関する。

背景技術最近、製鋼工程中の精錬過程でアルゴンガスを使用する
ことが盛んに行なわれている。例えば、Ａｒ　　０２吹
錬法は、酸素と共にアルゴンを溶鋼中へ吹込むことによ
り、高価なりロムを酸化することなく脱炭を可能とする
ものであり、かつ良好な品質が得られるので、高Ｃｒｗ
Ａの新しい溶鋼法として注目を浴び精錬に採用されてい
る。

同じく製鋼工程中の精錬過程で脱ガスを目的に行なわれ
る溶Ｍ脱ガス法は、溶鋼を真空にさらすことにより溶鋼
中の不純物として有害なＨ，Ｎ。

Ｏガスを減少させる処理を行なう際、溶鋼中に環流ガス
および羽口冷却ガスとして不活性ガスを流しているが、
特に低Ｎ鋼の溶製時には不活性ガスとしてアルゴンが用
いられる。

また、前記Ｃｒ含有鋼に限らず普通の精錬においても、
脱炭効率を向上させる目的で、アルゴンで溶鋼を撹拌し
ながら酸素精錬する方法が採用されるようになってきた
。また、その使用量も増加する傾向におる。

従来技術このような用途に使用されるアルゴンガスは、工業的に
は空気深冷分離装置から得られるアルゴン含有ガスをア
ルゴン濃縮装置でざらに濃縮して製造しているが、該ア
ルゴンガスは空気中に０．９３％程度しか含まれていな
いため、今後前記需要に見合う供給の不足も予想される
。また、非常に高価でもめる。

そこで、このアルゴン使用量を低減するため、使用済み
含有排ガスからアルゴンを分離回収して再利用する方法
が試みられている。

例えば、深冷分離装置を利用する方法（特公昭５２−２
８７５０）　、ｉるいは排出ガス中の微量のＣＯ２を吸
収除去しアルゴンガスを回収する方法（特公昭５Ｏ−８
９９９）等が提案されている。

しかし、これらの方法は、装置構造やユーティリティー
あるいは操作性に難点があり、圧力変動吸着法を利用す
る方法が有利と考えられている。

圧力変動吸着法によるアルゴンの回収方法としては、第
４図にその一例を示すごとく、アルゴン含有排ガスを圧
力変動吸着装置（１）に導入し、該排ガスを圧力変動吸
着法により吸着処理してアルゴン濃縮ガスとして回収す
る方法であり、その制御は、圧力変動吸着装置（１）の
入側排ガスおよび出側回収ガス（製品ガス）をそれぞれ
の調節弁（２Ｘ３）の弁開度、圧力あるいは流量を固定
して制御する方法であり、排ガス組成が比較的安定で変
動が小さい場合に有効な方法である。

発明が解決しようとする問題点従来の圧力変動吸着法は前記した通り、排ガス組成が比
較的安定で変動が小さい場合には問題ないが、排ガス組
成が変動する場合には下記（１）、　（２）式で表わさ
れる製品アルゴン純度とアルゴン収率が変動し、ある規
定値以上の純度を得ようとすると平均収率が低下すると
いう問題がある。

製品アルゴン純度アルゴン収率＝　製品ガフ流量×製品ガス中Ａ・濃度　Ｘ１００％２
９．（２）人側排ガス流量×入側排ガス中Ａｒ濃度その
理由を以下に説明する。

すなわち、入側排ガス流量をＦＩ、　、製品ガス流量を
ＦＯ＋に固定し、製品ガス中アルゴン濃度の変化度合は
小さいので近似的にＣＯＩ　とする。この時、入側排出
ガス中アルゴン濃度がＣ■ＬからＣＩＨまで変化すると
収率は下記（３）式に示されるようにηＡからηＢまで
変化する。

ここで、収率と純度との間には一般的に第５図に示す相
関関係があり、純度％以上を得るように入側排ガス流量
および出側ガス流量（製品ガス流量）を固定した場合、
収率と純度の関係は第５図のＡ点から８点まで変動し、
収率はηＡからηＢまでの間で低下する。したがって、
おる規定値以上の純度を得ようとすると平均収率が低下
する。

この発明は従来の前記圧力変動吸着法の問題点を解決す
るためになされたものであり、組成の変動するアルゴン
含有排ガスから常に一定の収率でアルゴンガスを回収し
得る方法を提案せんとするものである。

問題点を解決するための手段この発明は従来の前記問題点を解決する手段として、ア
ルゴン含有排ガスから圧力変動吸着法によりアルゴンガ
スを回収するに際し、排ガス中のアルゴンＩＩＩと回収
ガス（製品ガス）中のアルゴン濃度および圧力変動吸着
装置の入側排ガス流量を用い、アルゴン収率が一定にな
るように圧力変動吸着装置の出側ガス流量（製品ガス流
量）を算出し、該算出値に基づいて圧力変動吸着装置の
出側ガス流量を制御し、また、排ガス中のアルゴン濃度と回収ガス中のアルゴン
ａ度および圧力変動吸着装置の出側排ガス流量を用い、
アルゴン収率が一定になるように圧力変動吸着装置の入
側ガス流量を算出し、該算出値に基づいて圧力変動吸着
装置の入側ガス流量を制御することにより、圧力変動吸
着装置に導入されるアルゴン含有排ガスの組成が変動し
ても一定の収率でアルゴンガスを回収できる方法を提案
したものでおる。

発明の図面に基づく開示第１図はこの発明方法を実施するための圧力変動吸着法
によるアルゴン回収装置の一実施例を示す概略図でおる
。

すなわち、アルゴン使用設備（１ｏ）から発生するアル
ゴン含有排ガスを除塵器（１１）にて除塵後、誘引送風
機（１２）にて回収ホルダー（１３）に貯蔵し、送風機
（１４）または圧縮機にて昇圧後、圧力調節弁（１５）
を経て圧力変動吸着装置（１６）へ送られ、ここで吸＠
処理されてアルゴン濃縮ガスとして回収される。

この発明のアルゴン収率を一定にするための制御系は、
圧力変動吸着装置（１６）の入側に設けた排ガスアルゴ
ン濃度計（２０）、排ガス流量計（２１）および排ガス
流量調節器（２２）と、圧力変動吸着装置（１６）の出
側に設けた製品ガス流量調節器（２３）、製品ガス流量
計（２４）および製品ガスアルゴン濃度計（２５）と、
収率が一定になるように圧力変動吸着装置（１６）の出
側ガス流量と入側ガス流量を算出し、該算出値に基づい
て排ガス流量調節器（２２）および製品ガス流量調節器
（２３）を制御する演算装置（２６）とから構成される
。

すなわち、圧力変動吸着装置（１６）に導入される排ガ
ス中のアルゴン濃度および排ガス流量がそれぞれ排ガス
アルゴン濃度計（２０）および排ガス流量計（２１）に
より測定され、この測定値と製品ガスアルゴン濃度計（
２５）により測定される製品ガスアルゴン濃度値が演算
装置（２６）に入力され、ここでアルゴン収率が一定と
なるための製品ガス流量が下記（４）式により算出され
、この算出値に基づいて製品ガス流量調節器（２３）が
制御されることにより、アルゴン収率一定でアルゴンの
回収が行なわれる。

製品ガス流量アルゴン収率×入側排ガス流量Ｘ入側排ガスＡｒ濃度＝
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
・・・（４）１００×製品ガスＡｒ濃度また、この発明では前記排ガス中のアルゴン濃度および
製品ガス中のアルゴン濃度と、製品ガス流量計（２４）
により測定される製品ガス流量を用い、演算装置（２６
）でアルゴン収率が一定となるための入側排出ガス流層
を下記（５）式により演算して求め、この値に基づいて
流量調節器（２２）が制御されることにより、アルゴン
収率一定でアルゴンの回収が行なわれる。

入側排ガス流量以下、この発明の実施例について説明する。

実施例１真空脱ガス設備（環流式真空脱ガス設備）から発生する
アルゴン含有排ガスからアルゴンを回収する場合につい
て説明する。

第１図に示す設備を用い、第１表に示す組成を有する排
ガスを収率が一定になるように製品ガス流量を演算して
圧力変動吸着装置を制御しアルゴンを回収した場合の操
作条件と製品性状を第２表に、そのチャートを第２図ａ
にそれぞれ示す。その際、前記演算式（４）式中のアル
ゴン収率を７５％に設定して圧力変動吸着装置を制御し
た。

また、比較のため、製品ガス流」を固定して圧力変動吸
着装置を制御してアルゴンを回収した場合の操作条件と
製品製状を第３表に、そのチャートを第２図すにそれぞ
れ示す。

第２表より明らかなごとく、排ガスアルゴン濃度が５０
〜７０％まで変動するにもかかわらず製品アルゴン純度
９８％以上の製品ガスが収率７５％で安定して得られた
。

一方、従来法では排ガスアルゴンａ度５０〜７０％の変
動に対し、製品アルゴン純度９８％以上を得るためのア
ルゴン収率は５３〜７７％（平均６９％）まで変化して
いる。

以下余白第　　１　　表（％）以下余白第　　３　　表実　施　例２実施例１と同じ排ガスから収率が一定になるように入側
排ガス流量を演算して圧力変動吸着装置を制御しアルゴ
ンを回収した場合の操作条ｎと製品性状第４表に、その
チャー１・を第３図にそれぞれ示す。その際、前記（５
）式中のアルゴン収率を７５％に設定した。

第４表より明らかなごとく、本実施例においてもアルゴ
ン純度９８％以上の製品ガスが収率７５％で安定して得
られた。

第　　４　　表発明の詳細な説明したごとく、この発明方法によれば、圧力変動吸
着装置の入側排ガス流量、または出側製品ガス流量を一
定の条件で制御することにより、排出ガス組成が変動し
ても常に一定の収率で純度の高いアルゴンを回収するこ
とができるので、アルゴン使用量の低減に大なる効果を
奏するものである。

【図面の簡単な説明】第１図はこの発明方法を実施するための圧力変動吸着法
によるアルゴン回収装置の一実施例を示す概略図、第２
図および第３図はこの発明の実施例における排ガスアル
ゴン濃度、入側排ガス流量、製品ガス流量、アルゴン純
度およびアルゴン収率のチャート図、第４図は圧力変動
吸着法の基本的な装置構成を示す概略図、第５図は同上
装置のアルゴン収率と製品アルゴン純度の関係を示す図
である。１Ｇ・・・アルゴン使用設備１６・・・圧力変動吸着装置２０・・・排ガスアルゴン濃度計２１・・・排ガス流量計２２・・・排ガス流量調節器２３・・・製品ガス流量調節器２４・・・製品ガス流量計２５・・・製品ガスアルゴン濃度計２６・・・演算装置出願人　　住友金属工業株式会社同　　　製鉄化学工業株式会社

Claims

【特許請求の範囲】

（１）アルゴン含有排ガスから圧力変動吸着法によりア
ルゴンガスを回収する方法において、排ガス中のアルゴ
ン濃度と回収ガス中のアルゴン濃度および圧力変動吸着
装置入側排ガス流量を用い、アルゴン収率が一定になる
よう圧力変動吸着装置出側ガス流量を算出し、該算出値
に基づいて出側ガス流量を制御することを特徴とするア
ルゴンガスの回収方法。
（２）アルゴン含有排ガスから圧力変動吸着法によりア
ルゴンガスを回収する方法において、排ガス中のアルゴ
ン濃度と回収ガス中のアルゴン濃度および圧力変動吸着
装置出側回収ガス流量を用い、アルゴン収率が一定とな
るよう圧力変動吸着装置入側ガス流量を算出し、該算出
値に基づいて入側ガス流量を制御することを特徴とする
アルゴンガスの回収方法。