KR102292143B1

KR102292143B1 - 가스 분리 회수 방법 및 설비

Info

Publication number: KR102292143B1
Application number: KR1020197023881A
Authority: KR
Inventors: 노부유키 시가키; 야스히로 모기; 다카시 하라오카; 이쿠히로 스미
Original assignee: 제이에프이 스틸 가부시키가이샤
Priority date: 2017-01-19
Filing date: 2017-12-06
Publication date: 2021-08-20
Also published as: BR112019014398A2; EP3549657A4; JP2018114464A; KR20190102288A; US11083990B2; EP3549657A1; CN110198775B; US20200047108A1; WO2018135164A1; CN110198775A; JP6677181B2

Abstract

세정 공정을 실시하지 않고 회수 가스의 농도를 높일 수 있고, 이로써 적은 전력 소비량으로 고농도의 목적 가스 성분을 분리 회수할 수 있는 가스 분리 회수 방법을 제공한다.
압력 스윙 흡착법에 의해 원료 가스로부터 특정한 가스 성분을 분리 회수할 때에, 가스 흡착제가 가스종에 따라 흡착력과 압력에 대응한 흡착·탈착 특성이 상이하고, 탈착 공정에 있어서 가스종에 따라 탈착 타이밍차가 있는 것을 이용하여, 탈착 공정을 예를 들어 2 개의 시간대로 구분하고, 탈착 가스를 각 시간대마다 나누어 회수한다. 이로써, 예를 들어, 흡착제에 탈착 타이밍차가 있는 가스 1 과 가스 2 가 흡착되어 있는 경우에, 가스 1 의 농도가 높은 회수 가스와 가스 2 의 농도가 높은 회수 가스를, 각각 나누어 회수할 수 있어, 고농도의 목적 가스 성분을 선택적으로 분리 회수할 수 있다.

Description

가스 분리 회수 방법 및 설비

본 발명은, 압력 스윙 흡착법 (PSA 법) 에 의한 가스 분리 회수 방법과 그 실시에 바람직한 설비에 관한 것이다.

종래, 원료 가스에 포함되는 소정의 가스 성분을 분리하는 방법으로서, 압력 스윙 흡착법 (Pressure Swing Adsorption 법, PSA 법) 이 사용되어 왔다 (예를 들어 특허문헌 1 참조). PSA 법은, 흡착제에 대한 가스 성분의 흡착량이 가스종 및 그 분압에 따라 상이한 것을 이용한 분리 방법으로, 통상, 흡착제에 가스 성분을 흡착시키는 공정 (흡착 공정), 흡착제에 대한 가스 성분의 흡착률을 높이기 위해, 다른 흡착탑에서 탈착된 탈착 가스의 일부를 세정 가스로서 공급하는 공정 (세정 공정), 및 흡착된 가스 성분을 흡착제로부터 탈착시켜 가스를 회수하는 공정 (탈착 공정) 을 갖는다. 이 PSA 법은, 다양한 분야에 적용되고 있는데, 원료 가스에 포함되는 일 성분을 흡착시킴으로써, 고농도의 가스를 제조하는 방법으로서 이용되는 경우가 많다. PSA 법은, 가압-상압의 압력차를 사용하는 가압 방식과, 상압 (또는 미가압)-감압의 압력차를 사용하는 흡인 방식이 있으며, 후자에 대해서는 VSA 법 (Vacuum Swing Adsorption) 이라고 불리는 경우도 있다.

일본 공개특허공보 평06-144818호

N. Heymans et al., 「Experimental and theoretical study of the adsorption of pure molecules and binary systems containing methane, carbon monoxide, carbon dioxide and nitrogen. Application to the syngas generation」, Chemical Engineering Science 66 (2011) pp. 3850-3858 A. Arefi Pour et al., 「Adsorption separation of CO2/CH4 on the synthesized NaA zeolite shaped with montmorillonite clay in natural gas purification process」, Journal of Natural Gas Science and Engineering 36 (2016) pp. 630-643

PSA 법은 가스 분리에 필요로 하는 전력이 크기 때문에, 가스 분리 비용의 삭감에는 PSA 법에 있어서의 전력 소비량의 삭감이 필요하다. 일반적으로, 가압 방식의 PSA 법에서는 흡착 공정에 있어서 흡착압을 높이기 위한 가스 컴프레서 전력 소비량이, 흡인 방식의 PSA 법에서는 탈착 공정에 있어서의 진공 펌프 전력 소비량이, 각각 가스 분리에 필요로 하는 전력 소비량 중 주요한 비율을 차지하고 있다. 이들 전력 소비량은, 흡착 및 탈착을 실시하는 가스량이 많아질수록 커진다.

일반적으로, PSA 운전 사이클이 흡착 공정과 탈착 공정의 2 공정만이라면 전력 소비량은 억제할 수 있지만, 회수 가스의 농도는 낮아진다. 한편, 탈착 가스를 일부 세정 가스로서 다른 흡착탑으로 순환 공급하는 세정 공정을 실시하는 운전 방법에서는, 회수 가스의 농도는 높게 할 수 있지만, 한편으로 탈착 가스를 다시 흡착제에 흡착시켜 탈착 공정으로 보내기 때문에, 탈착을 실시하는 가스량이 증가하고, 전력 소비량도 증가해 버린다.

따라서 본 발명의 목적은, 이상과 같은 종래 기술의 과제를 해결하여, 세정 공정을 실시하지 않고 회수 가스의 농도를 높일 수 있고, 이로써 적은 전력 소비량으로 원료 가스로부터 고농도의 목적 가스 성분을 분리 회수할 수 있는 가스 분리 회수 방법 및 설비를 제공하는 것에 있다.

본 발명자들은, 일반적으로 가스 흡착제는 가스종에 따라 흡착력과 압력에 대응한 흡착·탈착 특성이 상이하고, 탈착 공정에 있어서 가스종에 따라 탈착 타이밍차가 있는 것에 주목하고, 이 탈착 타이밍차를 이용하여, 탈착 가스를 2 개 이상의 시간대로 나누어 회수함으로써, 고농도의 목적 가스 성분을 선택적으로 분리 회수할 수 있도록 한 새로운 가스 분리 회수 방법을 창안하였다.

즉, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 요지는 이하와 같다.

[1] 압력 스윙 흡착법에 의해 원료 가스로부터 특정한 가스 성분을 분리 회수하는 방법에 있어서, 흡착탑에 충전된 흡착제에 가스 성분을 흡착시키는 흡착 공정과, 그 흡착 공정에서 흡착제에 흡착시킨 가스 성분을 탈착시켜 가스를 회수하는 탈착 공정을 가짐과 함께, 다른 흡착탑의 탈착 가스의 일부를 세정 가스로서 공급하는 세정 공정을 갖지 않는 가스 분리 회수 방법으로서, 탈착 공정을 복수의 시간대로 구분하고, 탈착 가스를 상기 각 시간대마다 나누어 회수하는 가스 분리 회수 방법.

[2] 상기 [1] 의 가스 분리 회수 방법에 있어서, 흡착 공정시에 일단측으로부터 원료 가스가 도입되고, 타단측으로부터 원료 오프 가스가 배출되는 흡착탑에 있어서, 탈착 공정에서는 흡착탑의 상기 타단측으로부터 탈착 가스를 배출하는 가스 분리 회수 방법.

[3] 상기 [1] 또는 [2] 의 가스 분리 회수 방법에 있어서, 흡착탑이 가스가 상하 방향으로 흐르는 종형 흡착탑이고, 운전시에 가장 가스 유속이 커지는 공정에서의 가스 흐름 방향을 하방향으로 하는 가스 분리 회수 방법.

[4] 상기 [1] ∼ [3] 중 어느 하나의 가스 분리 회수 방법에 있어서, 흡착탑에 탑 내 압력을 저하시키기 위한 방압 밸브를 형성하고, 탈착 공정에 있어서 진공 펌프로 흡착탑 내를 감압하기 전에, 상기 방압 밸브를 개방하여 흡착탑 내의 압력을 저하시키는 가스 분리 회수 방법.

[5] 상기 [1] ∼ [4] 중 어느 하나의 가스 분리 회수 방법에 있어서, 탈착 공정에 있어서, 공정 개시시로부터의 1 개 이상의 시간대에서는, 진공 펌프로 흡착탑 내를 감압함으로써 가스를 탈착하고, 그 후의 시간대에서는, 진공 펌프를 사용하지 않고 흡착탑 내에 퍼지 가스를 도입함으로써 가스를 탈착하는 가스 분리 회수 방법.

[6] 상기 [1] ∼ [5] 중 어느 하나의 가스 분리 회수 방법에 있어서, 탈착 공정에 있어서, 특정한 시간대에 탈착되는 가스가, 다른 시간대에 탈착되는 가스보다 열량이 높아지도록, 탈착 공정을 복수의 시간대로 구분하고, 상기 특정한 시간대에 있어서 탈착되는 가스를 고칼로리 가스로서 회수하는 가스 분리 회수 방법.

[7] 상기 [6] 의 가스 분리 회수 방법에 있어서, 원료 가스가 CO 와 CO₂ 를 포함하는 혼합 가스이고, 탈착 공정에 있어서, 특정한 시간대에 탈착되는 가스가, 다른 시간대에 탈착되는 가스보다 CO 농도가 높아지도록, 탈착 공정을 복수의 시간대로 구분하는 가스 분리 회수 방법.

[8] 압력 스윙 흡착법에 의해 원료 가스로부터 특정한 가스 성분을 분리 회수하는 설비에 있어서, 흡착탑에 충전된 흡착제에 가스 성분을 흡착시키는 흡착 공정과, 그 흡착 공정에서 흡착제에 흡착시킨 가스 성분을 탈착시켜 가스를 회수하는 탈착 공정을 가짐과 함께, 다른 흡착탑의 탈착 가스의 일부를 세정 가스로서 공급하는 세정 공정을 갖지 않는 가스 분리 회수를 실시하는 설비로서, 탈착 가스의 배기 라인이 복수로 분기됨과 함께, 각 분기 라인에 개폐 밸브가 형성되고, 탈착 공정에서 탈착되는 가스를 시간대마다 상이한 분기 라인을 통해 회수할 수 있도록 한 가스 분리 회수 설비.

[9] 상기 [8] 의 가스 분리 회수 설비에 있어서, 흡착 공정시에 일단측으로부터 원료 가스가 도입되고, 타단측으로부터 원료 오프 가스가 배출되는 흡착탑에 있어서, 탈착 공정에서는 흡착탑의 상기 타단측으로부터 탈착 가스가 배출되도록, 탈착 가스의 배기 라인이 형성된 가스 분리 회수 설비.

[10] 상기 [8] 또는 [9] 의 가스 분리 회수 설비에 있어서, 흡착탑이 가스가 상하 방향으로 흐르는 종형 흡착탑이고, 운전시에 가장 가스 유속이 커지는 공정에서의 가스 흐름 방향이 하방향이 되도록, 흡착탑에 대한 가스의 급배기 라인이 형성된 가스 분리 회수 설비.

[11] 상기 [8] ∼ [10] 중 어느 하나의 가스 분리 회수 설비에 있어서, 탈착 가스의 배기 라인에 흡착탑 내를 감압하기 위한 진공 펌프가 형성된 설비로서, 흡착탑 내의 압력을 저하시키기 위한 방압 밸브를 갖는 가스 분리 회수 설비.

[12] 상기 [8] ∼ [11] 중 어느 하나의 가스 분리 회수 설비에 있어서, 탈착 가스의 배기 라인에 흡착탑 내를 감압하기 위한 진공 펌프가 형성된 설비로서, 가스 탈착용의 퍼지 가스를 흡착탑 내에 도입하기 위한 퍼지 가스 도입 라인을 갖는 가스 분리 회수 설비.

본 발명에 의하면, 세정 공정을 실시하지 않고 회수 가스의 농도를 높일 수 있고, 이 때문에 적은 전력 소비량으로 고농도의 목적 가스 성분을 분리 회수할 수 있다.

도 1 은, 본 발명의 가스 분리 회수 방법 및 설비의 일 실시형태를 나타내는 설명도이다.
도 2 는, 흡착제에 대한 흡착력에 차이가 있는 2 종류의 가스에 대해, 압력에 대응한 흡착·탈착 특성을 나타내는 그래프이다.
도 3 은, 본 발명의 가스 분리 회수 방법 및 설비의 다른 실시형태를 나타내는 설명도이다.
도 4a 는, 본 발명의 가스 분리 회수 방법 및 설비의 다른 실시형태에 있어서의 공정의 일부를 나타내는 설명도이다.
도 4b 는, 도 4a 와 동일한 실시형태에 있어서의 공정의 다른 일부를 나타내는 설명도이다.
도 5 는, 본 발명의 가스 분리 회수 방법 및 설비의 다른 실시형태를 나타내는 설명도이다.
도 6 은, 실시예에서 사용한 PSA 실험 장치를 나타내는 설명도이다.

본 발명의 가스 분리 회수 방법은, 압력 스윙 흡착법에 의해 원료 가스로부터 특정한 가스 성분을 분리 회수하는 방법으로, 흡착탑에 충전된 흡착제에 가스 성분을 흡착시키는 흡착 공정과, 이 흡착 공정에서 흡착제에 흡착시킨 가스 성분을 탈착시켜 가스를 회수하는 탈착 공정을 가짐과 함께, 다른 흡착탑의 탈착 가스의 일부를 세정 가스로서 공급하는 세정 공정을 갖지 않는다. 먼저 서술한 바와 같이, 세정 공정을 실시하면 회수 가스의 농도는 높게 할 수 있지만, 탈착을 실시하는 가스량이 증가하고, 전력 소비량이 증가해 버린다. 그래서, 본 발명에서는, 세정 공정을 실시하지 않고 회수 가스의 농도를 높이기 위해, 탈착 공정을 복수의 시간대로 구분하고, 탈착 가스를 상기 각 시간대마다 나누어 회수한다. 또, 이것을 실시하기 위한 설비에서는, 탈착 가스의 배기 라인이 복수로 분기됨과 함께, 각 분기 라인에 개폐 밸브가 형성되고, 탈착 공정에서 탈착되는 가스를 시간대마다 상이한 분기 라인을 통해 회수할 수 있도록 한다.

도 2 는, 흡착제에 대한 흡착력에 차이가 있는 2 종류의 가스에 대해, 압력에 대응한 흡착·탈착 특성을 나타내는 그래프이다. 예를 들어, CO₂ 흡착제로서 사용되는 13X 제올라이트는, N₂ 나 CO 와 같은 흡착력이 작은 가스종에 대해서는, 도 2 의 가스 1 과 같이 압력에 대하여 선형인 흡착 특성을 갖는다. 한편, CO₂ 와 같은 흡착력이 큰 가스종에 대해서는, 도 2 의 가스 2 와 같이 흡착량이 크고, 또한 압력에 대하여 비선형인 흡착 특성을 갖는다. 이와 같이 가스종에 의해 압력에 대응한 흡착·탈착 특성이 상이한 흡착제를 사용하는 경우, 탈착 공정에 있어서 가스 탈착 타이밍에 차이가 발생한다. 즉, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 압력에 대하여 선형인 흡착 특성을 갖는 가스 1 은, 고압 상태로부터 감압하는 과정에서 가스가 탈착되는 것에 반하여, 압력에 대하여 비선형인 흡착 특성을 갖는 가스 2 는, 고압 상태에서는 거의 가스가 탈착되지 않고, 저압 상태까지 감압된 시점에서 급격히 가스가 탈착된다.

따라서, 이와 같은 가스 탈착 타이밍차에 따라, 예를 들어, 탈착 공정을 2 개의 시간대로 구분하고, 탈착 가스를 그 각 시간대마다 나누어 회수함으로써, 가스 1 의 농도가 높은 회수 가스와 가스 2 의 농도가 높은 회수 가스를, 각각 나누어 회수하는 것이 가능해진다. 본 발명은, 이와 같이 하여 세정 공정을 실시하지 않고 회수 가스의 농도를 높이는 것을 가능하게 하고, 고농도의 목적 가스 성분을 선택적으로 분리 회수할 수 있도록 한 것이다.

도 1 은, 본 발명의 가스 분리 회수 방법 및 설비의 일 실시형태를 나타내는 설명도이다. 이 실시형태에서는, 탈착 공정을 제 1 시간대와 제 2 시간대로 구분하고, 탈착 가스를 상기 각 시간대마다 나누어 회수하도록 한 것이고, 도 1 의 (a) 는 「흡착 공정」, (b) 는 「탈착 공정 : 제 1 시간대」, (c) 는 「탈착 공정 : 제 2 시간대」를 각각 나타내고 있다.

여기서, 도 2 에 나타나는 가스 1, 가스 2 와 동일하게, 이하의 설명에 있어서, 가스 1 이란, 압력에 대하여 선형인 흡착 특성을 갖고, 고압 상태로부터 감압하는 과정에서 탈착되는 가스를 가리키고, 또, 가스 2 란, 압력에 대하여 비선형인 흡착 특성을 갖고, 고압 상태에서는 거의 탈착되지 않고, 저압 상태까지 감압된 시점에서 급격히 탈착되는 가스를 가리킨다. 또한, 도 3 ∼ 도 5 에 나타내는 다른 실시형태에 있어서도 동일하다.

도 1 에 있어서, 흡착탑 (1) 은 가스가 상하 방향으로 흐르는 종형 흡착탑이고, 도 2 에 나타내는 바와 같은 가스종에 따라 흡착 등온선의 선형성이 상이한 흡착제가 충전되어 있다. 이 흡착탑 (1) 의 일단측 (하단측) 에는, 원료 가스 도입용 및 탈착 가스 배기용의 급배기관 (2) 이 접속되고, 이 급배기관 (2) 에는, 원료 가스의 도입 라인 (4) 을 구성하는 공급관과, 탈착 가스의 배기 라인 (5) 을 구성하는 배기관이 각각 접속되어 있다. 또, 흡착탑 (1) 의 타단측 (상단측) 에는 원료 오프 가스의 배기 라인 (3) 을 구성하는 배기관이 접속되어 있다.

상기 배기 라인 (5) 에는 진공 펌프 (6) 가 형성됨과 함께, 그 하류측 (펌프 토출측) 이 분기 라인 (50a, 50b) 으로 분기되고, 각 분기 라인 (50a, 50b) 에는 개폐 밸브 (7a, 7b) (차단 밸브) 가 형성되어 있다. 그 밖에 도면에 있어서, 8 은 도입 라인 (4) 에 형성되는 개폐 밸브 (차단 밸브), 9 는 배기 라인 (3) 에 형성되는 개폐 밸브 (차단 밸브) 이다.

여기서, 흰색의 개폐 밸브는 개방 상태에 있는 것을, 검게 칠한 개폐 밸브는 폐쇄 상태에 있는 것을, 각각 나타내고 있다. 또한, 도 3 ∼ 도 5 에 나타내는 다른 실시형태에 있어서도 동일하다.

도 1 (a) 의 흡착 공정에서는, 흡착탑 (1) 에 도입 라인 (4) 을 통해 원료 가스가 도입되고, 원료 오프 가스가 배기 라인 (3) 으로부터 배출된다. 이어서, 세정 공정을 실시하지 않고, 진공 펌프 (6) 로 흡착탑 (1) 내를 감압함으로써 탈착 공정을 실시하지만, 그 제 1 시간대에서는, 도 1 (b) 에 나타내는 바와 같이 가스 1 의 회수를 목적으로 하여 분기 라인 (50a) 을 통해 탈착 가스 (회수 가스 A) 를 회수하고, 계속되는 탈착 공정의 제 2 시간대에서는, 도 1 (c) 에 나타내는 바와 같이 가스 2 의 회수를 목적으로 하여 분기 라인 (50b) 을 통해 탈착 가스 (회수 가스 B) 를 회수한다. 이와 같은 탈착 가스의 회수를 실시하기 위해, 개폐 밸브 (7a, 7b) 가 적절히 개폐된다 (도 3 ∼ 도 5 의 실시형태도 동일).

상기 서술한 바와 같이, 가스 1 은, 압력에 대하여 선형인 흡착 특성을 갖고, 고압 상태로부터 감압하는 과정에서 탈착되는 가스이며, 가스 2 는, 압력에 대하여 비선형인 흡착 특성을 갖고, 고압 상태에서는 거의 탈착되지 않고, 저압 상태까지 감압된 시점에서 급격히 탈착되는 가스이기 때문에, 제 1 시간대에서는 가스 1 의 농도가 높은 회수 가스 A 가 얻어지고, 제 2 시간대에서는 가스 2 의 농도가 높은 회수 가스 B 가 얻어진다. 이 때문에 농도가 높은 목적 가스 성분 (예를 들어, 회수 가스 A) 을 선택적으로 회수할 수 있다.

여기서, 제 1 시간대와 제 2 시간대의 시간 구분은, 도 2 에 나타내는 바와 같은 흡착제의 흡착·탈착 특성과, 목적 가스 성분의 목표 농도나 열량, 목표 수율 등에 따라 결정하면 된다.

일반적으로 가스 흡착제는, 도 2 와 같이 가스종에 따라 흡착력과 압력에 대응한 흡착·탈착 특성 (흡착 등온선의 선형성) 이 상이하고, 본 발명에서는 그와 같은 흡착제를 사용하면 된다. 따라서, 흡착제의 종류에 특별한 제한은 없지만, 특히 바람직한 흡착제로서, 상기 서술한 13X 제올라이트 이외에, ZSM-5 제올라이트, NaA 제올라이트 등을 예시할 수 있다. 13X 제올라이트는, 특히 CO₂ 와 CO 및 N₂ 에 대해 흡착 등온선의 선형성이 상이하다. 또, ZSM-5 제올라이트는, 특히 CO₂ 와 CO 에 대해 흡착 등온선의 선형성이 상이하고 (예를 들어, 비특허문헌 1 의 Fig. 5), NaA 제올라이트는, 특히 CO₂ 와 CH₄ 에 대해 흡착 등온선의 선형성이 상이하다 (예를 들어, 비특허문헌 2 의 Fig. 7).

흡착제의 종류에 따라, 흡착 등온선의 선형성이 상이한 가스종은 상이하므로, 분리하는 가스종에 따라 흡착제의 종류를 적절히 선택하면 된다.

또한, 본 실시형태에서는, 탈착 공정을 2 개의 시간대로 구분한 것이지만, 흡착제의 종류나 분리 회수하는 가스종에 따라서는, 탈착 공정을 3 개 이상의 시간대로 구분하고, 탈착 가스를 상기 각 시간대마다 나누어 회수하도록 해도 된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시형태에 대해 설명한다.

본 발명에서는, 흡착 공정시에 일단측으로부터 원료 가스가 도입되고, 타단측으로부터 원료 오프 가스가 배출되는 흡착탑에 있어서, 탈착 공정에서는 흡착탑의 상기 타단측 (원료 가스 도입측과 반대측) 으로부터 탈착 가스를 배출함으로써, 가스 분리 효율을 높일 수 있다. 도 3 은, 그와 같은 본 발명의 가스 분리 회수 방법 및 설비의 일 실시형태를 나타내는 설명도이다. 이 실시형태도 탈착 공정을 제 1 시간대와 제 2 시간대로 구분하고, 탈착 가스를 상기 각 시간대마다 나누어 회수하도록 한 것이고, 도 1 의 (a) 는 「흡착 공정」, (b) 는 「탈착 공정 : 제 1 시간대」, (c) 는 「탈착 공정 : 제 2 시간대」를 각각 나타내고 있다.

도 3 에 있어서, 흡착탑 (1) 은 가스가 상하 방향으로 흐르는 종형 흡착탑이고, 도 2 에 나타내는 바와 같은 가스종에 따라 흡착 등온선의 선형성이 상이한 흡착제가 충전되어 있다. 이 흡착탑 (1) 의 일단측 (상단측) 에는, 원료 가스의 도입 라인 (4) 을 구성하는 공급관이 접속되어 있다. 또, 흡착탑 (1) 의 타단측 (하단측) 에는, 원료 오프 가스 배기용 및 탈착 가스 배기용의 배기관 (10) 이 접속되고, 이 배기관 (10) 에는, 원료 오프 가스의 배기 라인 (3) 을 구성하는 배기관과, 탈착 가스의 배기 라인 (5) 을 구성하는 배기관이 각각 접속되어 있다. 또한, 그 밖의 구성은, 도 1 의 실시형태와 동일하므로, 동일한 부호를 붙이고, 상세한 설명은 생략한다.

원료 가스를 도입했을 때의 흡착탑 (1) 내의 가스 흡착량 분포는, 원료 가스 도입구에 가까운 영역에 흡착력이 큰 가스 2 가 흡착되고, 원료 가스 도입구로부터 먼 영역에 흡착력이 작은 가스 1 이 흡착된다. 이것은, 원료 가스가 흡착탑 (1) 내를 흐를 때의 가스 조성의 연속적인 변화에 의한 것이다. 이와 같은 가스 흡착량 분포가 발생하고 있는 흡착탑 (1) 에 있어서, 도 1 의 실시형태와 같이 원료 가스 도입측과 동일한 측으로부터 탈착 가스를 배출하면, 가스 탈착 타이밍차에 의한 가스 분리 효과는 얻어진다. 한편으로, 처음에 흡착력이 작은 가스 1 이 탈착될 때에, 흡착력이 큰 가스 2 가 흡착되어 있는 영역을 통과하기 때문에, 가스 2 의 분압이 저하되어 가스 2 가 부분적으로 탈착되어 버리고, 그 만큼 가스 분리 효과가 저하된다.

이에 대하여, 본 실시형태와 같이 원료 가스 도입측과 반대측으로부터 탈착 가스를 배출함으로써, 흡착탑 (1) 내에서의 가스 흡착량 분포가 도 3 (a) 와 같이 되어 있는 상태로부터 가스 탈착을 개시함으로써, 도 3 (b) 에 나타내는 바와 같이, 제 1 시간대에 있어서, 흡착력이 작은 가스 1 을 흡착력이 큰 가스 2 가 흡착되어 있는 영역을 통과하지 않고 탈착시킬 수 있고, 이 때문에 가스 2 가 부분적으로 탈착되지 않고, 도 1 의 실시형태에 비해 가스 분리 효율이 향상되게 된다.

본 실시형태에서도, 도 3 (a) 의 흡착 공정에서는, 흡착탑 (1) 에 도입 라인 (4) 을 통해 원료 가스가 도입되고, 원료 오프 가스가 배기관 (10) 및 배기 라인 (3) 으로부터 배출된다. 이어서, 세정 공정을 실시하지 않고, 진공 펌프 (6) 로 흡착탑 (1) 내를 감압함으로써 탈착 공정을 실시하지만, 그 제 1 시간대에 있어서, 도 3 (b) 에 나타내는 바와 같이 가스 1 의 회수를 목적으로 하여 분기 라인 (50a) 을 통해 탈착 가스 (회수 가스 A) 를 회수하고, 계속되는 탈착 공정의 제 2 시간대에 있어서, 도 3 (c) 에 나타내는 바와 같이 가스 2 의 회수를 목적으로 하여 분기 라인 (50b) 을 통해 탈착 가스 (회수 가스 B) 를 회수한다.

또, 본 발명에서는, 도 3 의 실시형태와 동일하게 흡착탑을 가스가 상하 방향으로 흐르는 종형 흡착탑으로 하고, 운전시에 가장 가스 유속이 커지는 공정에서의 가스 흐름 방향을 하방향으로 함으로써, 유동화에 의한 흡착제의 열화를 억제할 수 있다. 이 경우에는, 그와 같은 가스 흐름을 실현할 수 있도록, 흡착탑에 대한 가스의 급배기 라인이 형성된다.

본 발명은, 흡착탑 (1) 내의 가스 흡착량 분포를 이용하기 때문에, 가스가 상하 방향으로 흐르는 종형 흡착탑을 사용하는 것이 바람직하지만, 종형 흡착탑은, 동일한 흡착제 충전량이라도 횡형 흡착탑 등과 비교하여 탑의 단면적이 작아지기 때문에, 흡착제 충전층 내를 흐르는 가스의 유속이 커진다. 이와 같은 가스 유속이 큰 흡착탑에서는, 흡착제가 유동화하여 흡착제의 열화가 촉진될 우려가 있다. 예를 들어, 흡인 방식의 PSA 법의 경우에는, 흡착탑 (1) 을 감압한 후의 흡착 공정 개시시 (원료 가스 도입 개시시) 등에 가스 유속이 증가한다. 또, 가압 방식의 PSA 법의 경우에는, 흡착 공정 후의 가스 방압 (후술하는 도 4a (b) 와 같은 방압 공정) 개시시 등에 가스 유속이 증가한다. 이 때문에, 도 3 과 같이 흡착탑 (1) 을 가스가 상하 방향으로 흐르는 종형 흡착탑으로 하고, 예를 들어 흡착 공정 개시시 (원료 가스 도입 개시시) 에 가장 가스 유속이 커지는 운전시에는, 그 공정에서의 가스 흐름 방향을 하방향으로 한다. 도 3 은, 그와 같은 조건을 만족하는 가스 흐름 방향으로 되어 있다. 흡착제 충전층의 하부는, 흡착제를 지지하는 철망 등에 의해 흡착제의 움직임이 구속되어 있기 때문에, 그와 같은 가스 흐름 방향이면 흡착제의 유동화가 억제되어, 유동화에 의한 흡착제의 열화를 방지할 수 있다.

또, 본 발명에서는, 흡착탑에 탑 내 압력을 저하시키기 위한 방압 밸브를 형성하고, 탈착 공정에 있어서 진공 펌프로 흡착탑 내를 감압하기 전에, 상기 방압 밸브를 개방하여 흡착탑 내의 압력을 저하시키도록 할 수 있고, 이로써 탈착 공정의 일부를 진공 펌프를 운전하지 않고 실시할 수 있기 때문에, 가스 분리에 필요한 전력을 삭감할 수 있다.

도 4 는, 그와 같은 본 발명의 가스 분리 회수 방법 및 설비의 일 실시형태를 나타내는 설명도이다. 또한, 도 4 는, 도 4a 와 도 4b 를 총칭한 것이다. 이 실시형태도 탈착 공정을 제 1 시간대와 제 2 시간대로 구분하고, 탈착 가스를 상기 각 시간대마다 나누어 회수하도록 한 것이고, 도 4 의 (a) 는 「흡착 공정」, (b) 는 「방압 공정」, (c) 는 「탈착 공정 : 제 1 시간대」, (d) 는 「탈착 공정 : 제 2 시간대」를 각각 나타내고 있다.

도 4 에 있어서, 흡착탑 (1) 은 가스가 상하 방향으로 흐르는 종형 흡착탑이고, 도 2 에 나타내는 바와 같은 가스종에 따라 흡착 등온선의 선형성이 상이한 흡착제가 충전되어 있다. 도 3 의 실시형태와 동일하게, 흡착탑 (1) 의 일단측 (상단측) 에는, 원료 가스의 도입 라인 (4) 을 구성하는 공급관이 접속되어 있다. 또, 흡착탑 (1) 의 타단측 (하단측) 에는, 원료 오프 가스 배기용 및 탈착 가스 배기용의 배기관 (10) 이 접속되고, 이 배기관 (10) 에는, 원료 오프 가스의 배기 라인 (3) 을 구성하는 배기관과, 탈착 가스의 배기 라인 (5) 을 구성하는 배기관이 각각 접속되고, 또한 방압 밸브 (12) 를 구비하는 방압관 (11) 이 접속되어 있다. 또한, 그 밖의 구성은, 도 1, 도 3 의 실시형태와 동일하므로, 동일한 부호를 붙이고, 상세한 설명은 생략한다.

도 1 이나 도 3 의 실시형태에서는, 탈착 공정은 진공 펌프에 의해 흡착탑 (1) 내를 감압함으로써 이루어지고, 그 동안 진공 펌프의 제어에 의해 감압 속도가 제어된다. 그러나, 흡착 공정 후의 가스 흡착압이 높은 상태이면, 진공 펌프에 의한 감압을 실시하지 않고 방압만으로 감압하는 것도 가능하다. 그래서, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 흡착 공정 (도 4a (a)) 과 탈착 공정 (도 4b (c)) 사이에 방압 공정 (도 4a (b)) 을 형성하고, 흡착탑 (1) 내의 압력을 저하시킨 후, 탈착 공정을 실시하는 것이다.

본 실시형태에서도, 도 4a (a) 의 흡착 공정에서는, 흡착탑 (1) 에 도입 라인 (4) 을 통해 원료 가스가 도입되고, 원료 오프 가스가 배기관 (10) 및 배기 라인 (3) 으로부터 배출된다. 흡착 공정 종료 후, 세정 공정을 실시하지 않고, 도 4a (b) 에 나타내는 바와 같이 방압 밸브 (12) 를 개방하여 흡착탑 (1) 내의 압력을 저하시킨다 (방압 공정). 이 방압 공정 종료 후, 방압 밸브 (12) 를 닫고, 진공 펌프 (6) 로 흡착탑 (1) 내를 감압함으로써 탈착 공정을 실시한다. 즉, 탈착 공정의 제 1 시간대에 있어서, 도 4b (c) 에 나타내는 바와 같이 가스 1 의 회수를 목적으로 하여 분기 라인 (50a) 을 통해 탈착 가스 (회수 가스 A) 를 회수하고, 계속되는 탈착 공정의 제 2 시간대에 있어서, 도 4b (d) 에 나타내는 바와 같이 가스 2 의 회수를 목적으로 하여 분기 라인 (50b) 을 통해 탈착 가스 (회수 가스 B) 를 회수한다.

또한, 방압 공정에서의 방압 가스는, 회수 가스 A 보다 가스 1 의 농도는 낮지만, 가스 1 이 어느 정도 농축된 가스이므로, 회수하여 특정한 용도에 이용해도 된다.

또, 본 발명에서는, 탈착 공정에 있어서, 공정 개시시로부터의 1 개 이상의 시간대에서는, 진공 펌프로 흡착탑 내를 감압함으로써 가스를 탈착하고, 그 후의 시간대에서는, 진공 펌프를 사용하지 않고 흡착탑 내에 퍼지 가스를 도입함으로써 가스를 탈착할 수 있고, 이 경우에는, 가스 탈착용의 퍼지 가스를 흡착탑 내에 도입하기 위한 퍼지 가스 도입 라인이 형성된다.

흡착제에 대한 흡착력이 작은 가스 1 과 흡착력이 큰 가스 2 를 각각 고농도로 회수하는 것이 목적이면, 진공 펌프만으로 가스 탈착을 실시할 필요가 있지만, 예를 들어, 가스 2 를 불순물 가스로서 방산하여 문제가 없는 경우에는, 가스 2 에 대해서는, 진공 펌프를 사용하지 않고, 퍼지 가스를 유통시킴으로써 탈착시키고, 퍼지 가스와 함께 배출하면 된다. 이와 같은 방법을 채용함으로써, 흡착력이 큰 가스 2 를 탈착시키기 위해 진공 펌프를 운전할 필요가 없어지므로, 가스 분리에 필요한 전력을 대폭 삭감할 수 있다.

퍼지 가스로는, 통상, 질소 등이 사용되지만, 이것에 한정되지 않는다.

도 5 는, 그와 같은 본 발명의 가스 분리 회수 방법 및 설비의 일 실시형태를 나타내는 설명도이다. 이 실시형태도 탈착 공정을 제 1 시간대와 제 2 시간대로 구분하고, 탈착 가스를 상기 각 시간대마다 나누어 회수하도록 한 것이고, 도 5 의 (a) 는 「흡착 공정」, (b) 는 「탈착 공정 : 제 1 시간대」, (c) 는 「탈착 공정 : 제 2 시간대」를 각각 나타내고 있다.

도 5 에 있어서, 흡착탑 (1) 은 가스가 상하 방향으로 흐르는 종형 흡착탑이고, 도 2 에 나타내는 바와 같은 가스종에 따라 흡착 등온선의 선형성이 상이한 흡착제가 충전되어 있다. 도 3 의 실시형태와 같이, 흡착탑 (1) 의 일단측 (상단측) 에는, 원료 가스의 도입 라인 (4) 을 구성하는 공급관이 접속되어 있지만, 그 개폐 밸브 (8) 와 흡착탑 (1) 사이의 도입 라인 (4) 의 부분에는, 퍼지 가스 도입용의 공급관 (13) 이 접속되고, 이 공급관 (13) 에는 개폐 밸브 (14) (차단 밸브) 가 형성되어 있다. 또, 흡착탑 (1) 의 타단측 (하단측) 에는, 원료 오프 가스 배기용 및 탈착 가스 배기용의 배기관 (10) 이 접속되고, 이 배기관 (10) 에는, 원료 오프 가스의 배기 라인 (3) 을 구성하는 배기관과, 탈착 가스의 배기 라인 (5) 을 구성하는 배기관이 각각 접속되어 있다. 또한, 그 밖의 구성은, 도 1, 도 3 의 실시형태와 동일하므로, 동일한 부호를 붙이고, 상세한 설명은 생략한다.

본 실시형태에서도, 도 5 (a) 의 흡착 공정에서는, 흡착탑 (1) 에 도입 라인 (4) 을 통해 원료 가스가 도입되고, 원료 오프 가스가 배기관 (10) 및 배기 라인 (3) 으로부터 배출된다. 이어서, 세정 공정을 실시하지 않고 탈착 공정을 실시하지만, 그 제 1 시간대에 있어서는, 진공 펌프 (6) 로 흡착탑 (1) 내를 감압함으로써, 도 5 (b) 에 나타내는 바와 같이 가스 1 의 회수를 목적으로 하여 분기 라인 (50a) 을 통해 탈착 가스 (회수 가스 A) 를 회수한다. 계속되는 탈착 공정의 제 2 시간대에 있어서는, 가스 2 의 회수를 목적으로 하여, 도 5 (c) 에 나타내는 바와 같이 개폐 밸브 (14) 를 개방하여 공급관 (13) 으로부터 흡착탑 (1) 내에 퍼지 가스를 도입하고, 이 퍼지 가스로 가스를 탈착시키고, 분기 라인 (50b) 을 통해 탈착 가스 (회수 가스 B) 를 퍼지 가스와 함께 회수한다. 또한, 이 회수 가스 B ＋ 퍼지 가스의 혼합 가스는, 대기 중으로 방산해도 되고, 가스 2 의 농도가 높은 가스로서 특정한 용도에 이용해도 된다.

본 발명에 있어서 원료 가스가 되는 혼합 가스는, 적어도 2 개 이상의 가스 성분으로 이루어지는 것이면 특별히 제한은 없고, 예를 들어, 제철 프로세스에 있어서는, 코크스로 가스, 전로 가스 등이 있다.

본 발명에서는, 다양한 목적에서 원료 가스로부터 목적 가스 성분을 분리 회수할 수 있지만, 원료 가스로부터 고칼로리 가스를 분리 회수하는 경우에는, 탈착 공정에 있어서, 특정한 시간대에 탈착되는 가스가, 다른 시간대에 탈착되는 가스보다 열량이 높아지도록, 탈착 공정을 복수의 시간대로 구분하고, 상기 특정한 시간대에 있어서 탈착되는 가스를 고칼로리 가스로서 회수한다. 따라서, 예를 들어, 원료 가스가 CO 와 CO₂ 를 포함하는 혼합 가스인 경우에는, 탈착 공정에 있어서, 특정한 시간대에 탈착되는 가스가, 다른 시간대에 탈착되는 가스보다 CO 농도가 높아지도록, 탈착 공정을 복수의 시간대로 구분하고, 상기 특정한 시간대에 있어서 탈착되는 가스를 고칼로리 가스로서 회수한다.

단, 본 발명법은, 고칼로리 가스의 분리 회수뿐만 아니라, 예를 들어, 열량이 낮은 2 종류 이상의 가스 (모두 비가연성 가스) 의 혼합 가스를 원료 가스로 하여 가스의 분리 회수를 실시하는 경우 등에도 적용할 수 있음은 말할 필요도 없다.

실시예

도 6 에 나타내는 바와 같은 내경 40 ㎜, 높이 200 ㎜ (흡착제 충전층의 높이 190 ㎜) 의 흡착탑을 갖는 PSA 실험 장치를 사용하여 본 발명의 실증 실험을 실시하였다. 흡착제에는 시판되는 13X 제올라이트를 사용하였다. 시험 조건은, 흡착압 50 ㎪G, 탈착압 -95 ㎪G, 사이클 타임 351 초로 하였다. 원료 가스에는 N₂ : 49 vol％, CO₂ : 22 vol％, CO : 24 vol％, H₂ : 5 vol％ 의 가스 조성의 혼합 가스를 사용하고, 흡착탑에 대하여 매스 플로우 컨트롤러 (MFC) 로 유량 3 ℓ/min 으로 제어하여 공급하였다.

도 4a 및 도 4b 의 실시형태에 준하여, 흡착 공정, 방압 공정, 탈착 공정을 순차 실시하고, 탈착 공정에서는 제 1 시간대에 있어서 회수 가스 A 를, 제 2 시간대에 있어서 회수 가스 B 를 각각 회수하였다. 각 공정의 시간 배분은 흡착 공정 t₁ : 243 sec, 방압 공정 t₂ : 6 sec, 탈착 공정의 제 1 시간대 t₃ : 5 sec, 탈착 공정의 제 2 시간대 t₄ : 97 sec 로 하였다. 각 공정에서 원료 오프 가스, 방압 가스, 회수 가스 A, 회수 가스 B 를 채취하고, 채취한 가스를 가스 크로마토그래피로 조성 분석하였다. 표 1 에 원료 가스와 채취 가스의 조성 분석 결과를 나타낸다.

본 실험에서 흡착제로서 사용한 13X 제올라이트는 CO₂ 의 흡착력이 크기 때문에, 흡착 공정에서의 원료 오프 가스의 조성 (원료 가스로부터의 조성 변화) 은 주로 CO₂ 흡착에 의한 것이다. 한편, 회수 가스 A 에 대해서는, CO₂ 보다 비교적 흡착력이 작은 CO 가 41.7 vol％ 까지 농축되어 있고, 또, 회수 가스 B 에 대해서는, 흡착력이 큰 CO₂ 가 99.0 vol％ 까지 농축되어 있어, 본 발명에 의한 가스 분리 효과가 얻어지는 것을 확인할 수 있다. 또한, 방압 가스에 대해서는, CO 농도가 회수 가스 A 보다는 낮기는 하지만, 32.3 vol％ 까지는 농축되어 있고, 또한 CO₂ 혼입량도 적기 때문에, 방압 가스도 CO 분리 가스로서 사용하는 것이 가능하다.

1 : 흡착탑
2 : 급배기관
3 : 배기 라인
4 : 도입 라인
5 : 배기 라인
6 : 진공 펌프
7a, 7b : 개폐 밸브
8 : 개폐 밸브
9 : 개폐 밸브
10 : 배기관
11 : 방압관
12 : 방압 밸브
13 : 공급관
14 : 개폐 밸브
50a, 50b : 분기 라인

Claims

압력 스윙 흡착법에 의해 원료 가스로부터 특정한 가스 성분을 분리 회수하는 방법에 있어서,
흡착탑에 충전된 흡착제에 가스 성분을 흡착시키는 흡착 공정과,
그 흡착 공정에서 흡착제에 흡착시킨 가스 성분을 탈착시켜 가스를 회수하는 탈착 공정을 가짐과 함께,
다른 흡착탑의 탈착 가스의 일부를 세정 가스로서 공급하는 세정 공정을 갖지 않는 가스 분리 회수 방법으로서,
탈착 공정을 복수의 시간대로 구분하고, 탈착 가스를 상기 각 시간대마다 나누어 회수하는 가스 분리 회수 방법.
제 1 항에 있어서,
흡착 공정시에 일단측으로부터 원료 가스가 도입되고, 타단측으로부터 원료 오프 가스가 배출되는 흡착탑에 있어서,
탈착 공정에서는 흡착탑의 상기 타단측으로부터 탈착 가스를 배출하는 가스 분리 회수 방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
흡착탑이 가스가 상하 방향으로 흐르는 종형 흡착탑이고, 운전시에 가장 가스 유속이 커지는 공정에서의 가스 흐름 방향을 하방향으로 하는 가스 분리 회수 방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
흡착탑에 탑 내 압력을 저하시키기 위한 방압 밸브를 형성하고,
탈착 공정에 있어서 진공 펌프로 흡착탑 내를 감압하기 전에, 상기 방압 밸브를 개방하여 흡착탑 내의 압력을 저하시키는 가스 분리 회수 방법.
제 3 항에 있어서,
흡착탑에 탑 내 압력을 저하시키기 위한 방압 밸브를 형성하고,
탈착 공정에 있어서 진공 펌프로 흡착탑 내를 감압하기 전에, 상기 방압 밸브를 개방하여 흡착탑 내의 압력을 저하시키는 가스 분리 회수 방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
탈착 공정에 있어서, 공정 개시시로부터의 1 개 이상의 시간대에서는, 진공 펌프로 흡착탑 내를 감압함으로써 가스를 탈착하고, 그 후의 시간대에서는, 진공 펌프를 사용하지 않고 흡착탑 내에 퍼지 가스를 도입함으로써 가스를 탈착하는 가스 분리 회수 방법.
제 3 항에 있어서,
탈착 공정에 있어서, 공정 개시시로부터의 1 개 이상의 시간대에서는, 진공 펌프로 흡착탑 내를 감압함으로써 가스를 탈착하고, 그 후의 시간대에서는, 진공 펌프를 사용하지 않고 흡착탑 내에 퍼지 가스를 도입함으로써 가스를 탈착하는 가스 분리 회수 방법.
제 4 항에 있어서,
탈착 공정에 있어서, 공정 개시시로부터의 1 개 이상의 시간대에서는, 진공 펌프로 흡착탑 내를 감압함으로써 가스를 탈착하고, 그 후의 시간대에서는, 진공 펌프를 사용하지 않고 흡착탑 내에 퍼지 가스를 도입함으로써 가스를 탈착하는 가스 분리 회수 방법.
제 5 항에 있어서,
탈착 공정에 있어서, 공정 개시시로부터의 1 개 이상의 시간대에서는, 진공 펌프로 흡착탑 내를 감압함으로써 가스를 탈착하고, 그 후의 시간대에서는, 진공 펌프를 사용하지 않고 흡착탑 내에 퍼지 가스를 도입함으로써 가스를 탈착하는 가스 분리 회수 방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
탈착 공정에 있어서, 특정한 시간대에 탈착되는 가스가, 다른 시간대에 탈착되는 가스보다 열량이 높아지도록, 탈착 공정을 복수의 시간대로 구분하고, 상기 특정한 시간대에 있어서 탈착되는 가스를 고칼로리 가스로서 회수하는 가스 분리 회수 방법.
제 3 항에 있어서,
탈착 공정에 있어서, 특정한 시간대에 탈착되는 가스가, 다른 시간대에 탈착되는 가스보다 열량이 높아지도록, 탈착 공정을 복수의 시간대로 구분하고, 상기 특정한 시간대에 있어서 탈착되는 가스를 고칼로리 가스로서 회수하는 가스 분리 회수 방법.
제 4 항에 있어서,
탈착 공정에 있어서, 특정한 시간대에 탈착되는 가스가, 다른 시간대에 탈착되는 가스보다 열량이 높아지도록, 탈착 공정을 복수의 시간대로 구분하고, 상기 특정한 시간대에 있어서 탈착되는 가스를 고칼로리 가스로서 회수하는 가스 분리 회수 방법.
제 5 항에 있어서,
탈착 공정에 있어서, 특정한 시간대에 탈착되는 가스가, 다른 시간대에 탈착되는 가스보다 열량이 높아지도록, 탈착 공정을 복수의 시간대로 구분하고, 상기 특정한 시간대에 있어서 탈착되는 가스를 고칼로리 가스로서 회수하는 가스 분리 회수 방법.
제 6 항에 있어서,
탈착 공정에 있어서, 특정한 시간대에 탈착되는 가스가, 다른 시간대에 탈착되는 가스보다 열량이 높아지도록, 탈착 공정을 복수의 시간대로 구분하고, 상기 특정한 시간대에 있어서 탈착되는 가스를 고칼로리 가스로서 회수하는 가스 분리 회수 방법.
제 7 항에 있어서,
탈착 공정에 있어서, 특정한 시간대에 탈착되는 가스가, 다른 시간대에 탈착되는 가스보다 열량이 높아지도록, 탈착 공정을 복수의 시간대로 구분하고, 상기 특정한 시간대에 있어서 탈착되는 가스를 고칼로리 가스로서 회수하는 가스 분리 회수 방법.
제 8 항에 있어서,
탈착 공정에 있어서, 특정한 시간대에 탈착되는 가스가, 다른 시간대에 탈착되는 가스보다 열량이 높아지도록, 탈착 공정을 복수의 시간대로 구분하고, 상기 특정한 시간대에 있어서 탈착되는 가스를 고칼로리 가스로서 회수하는 가스 분리 회수 방법.
제 9 항에 있어서,
탈착 공정에 있어서, 특정한 시간대에 탈착되는 가스가, 다른 시간대에 탈착되는 가스보다 열량이 높아지도록, 탈착 공정을 복수의 시간대로 구분하고, 상기 특정한 시간대에 있어서 탈착되는 가스를 고칼로리 가스로서 회수하는 가스 분리 회수 방법.
제 10 항에 있어서,
원료 가스가 CO 와 CO₂ 를 포함하는 혼합 가스이고, 탈착 공정에 있어서, 특정한 시간대에 탈착되는 가스가, 다른 시간대에 탈착되는 가스보다 CO 농도가 높아지도록, 탈착 공정을 복수의 시간대로 구분하는 가스 분리 회수 방법.
제 11 항에 있어서,
원료 가스가 CO 와 CO₂ 를 포함하는 혼합 가스이고, 탈착 공정에 있어서, 특정한 시간대에 탈착되는 가스가, 다른 시간대에 탈착되는 가스보다 CO 농도가 높아지도록, 탈착 공정을 복수의 시간대로 구분하는 가스 분리 회수 방법.
제 12 항에 있어서,
원료 가스가 CO 와 CO₂ 를 포함하는 혼합 가스이고, 탈착 공정에 있어서, 특정한 시간대에 탈착되는 가스가, 다른 시간대에 탈착되는 가스보다 CO 농도가 높아지도록, 탈착 공정을 복수의 시간대로 구분하는 가스 분리 회수 방법.
제 13 항에 있어서,
원료 가스가 CO 와 CO₂ 를 포함하는 혼합 가스이고, 탈착 공정에 있어서, 특정한 시간대에 탈착되는 가스가, 다른 시간대에 탈착되는 가스보다 CO 농도가 높아지도록, 탈착 공정을 복수의 시간대로 구분하는 가스 분리 회수 방법.
제 14 항에 있어서,
원료 가스가 CO 와 CO₂ 를 포함하는 혼합 가스이고, 탈착 공정에 있어서, 특정한 시간대에 탈착되는 가스가, 다른 시간대에 탈착되는 가스보다 CO 농도가 높아지도록, 탈착 공정을 복수의 시간대로 구분하는 가스 분리 회수 방법.
제 15 항에 있어서,
원료 가스가 CO 와 CO₂ 를 포함하는 혼합 가스이고, 탈착 공정에 있어서, 특정한 시간대에 탈착되는 가스가, 다른 시간대에 탈착되는 가스보다 CO 농도가 높아지도록, 탈착 공정을 복수의 시간대로 구분하는 가스 분리 회수 방법.
제 16 항에 있어서,
원료 가스가 CO 와 CO₂ 를 포함하는 혼합 가스이고, 탈착 공정에 있어서, 특정한 시간대에 탈착되는 가스가, 다른 시간대에 탈착되는 가스보다 CO 농도가 높아지도록, 탈착 공정을 복수의 시간대로 구분하는 가스 분리 회수 방법.
제 17 항에 있어서,
원료 가스가 CO 와 CO₂ 를 포함하는 혼합 가스이고, 탈착 공정에 있어서, 특정한 시간대에 탈착되는 가스가, 다른 시간대에 탈착되는 가스보다 CO 농도가 높아지도록, 탈착 공정을 복수의 시간대로 구분하는 가스 분리 회수 방법.
압력 스윙 흡착법에 의해 원료 가스로부터 특정한 가스 성분을 분리 회수하는 설비에 있어서,
흡착탑에 충전된 흡착제에 가스 성분을 흡착시키는 흡착 공정과,
그 흡착 공정에서 흡착제에 흡착시킨 가스 성분을 탈착시켜 가스를 회수하는 탈착 공정을 가짐과 함께,
다른 흡착탑의 탈착 가스의 일부를 세정 가스로서 공급하는 세정 공정을 갖지 않는 가스 분리 회수를 실시하는 설비로서,
탈착 가스의 배기 라인이 복수로 분기됨과 함께, 각 분기 라인에 개폐 밸브가 형성되고, 탈착 공정에서 탈착되는 가스를 시간대마다 상이한 분기 라인을 통해 회수할 수 있도록 한 가스 분리 회수 설비.
제 26 항에 있어서,
흡착 공정시에 일단측으로부터 원료 가스가 도입되고, 타단측으로부터 원료 오프 가스가 배출되는 흡착탑에 있어서,
탈착 공정에서는 흡착탑의 상기 타단측으로부터 탈착 가스가 배출되도록, 탈착 가스의 배기 라인이 형성된 가스 분리 회수 설비.
제 26 항 또는 제 27 항에 있어서,
흡착탑이 가스가 상하 방향으로 흐르는 종형 흡착탑이고, 운전시에 가장 가스 유속이 커지는 공정에서의 가스 흐름 방향이 하방향이 되도록, 흡착탑에 대한 가스의 급배기 라인이 형성된 가스 분리 회수 설비.
제 26 항 또는 제 27 항에 있어서,
탈착 가스의 배기 라인에 흡착탑 내를 감압하기 위한 진공 펌프가 형성된 설비로서,
흡착탑 내의 압력을 저하시키기 위한 방압 밸브를 갖는 가스 분리 회수 설비.
제 28 항에 있어서,
탈착 가스의 배기 라인에 흡착탑 내를 감압하기 위한 진공 펌프가 형성된 설비로서,
흡착탑 내의 압력을 저하시키기 위한 방압 밸브를 갖는 가스 분리 회수 설비.
제 26 항 또는 제 27 항에 있어서,
탈착 가스의 배기 라인에 흡착탑 내를 감압하기 위한 진공 펌프가 형성된 설비로서,
가스 탈착용의 퍼지 가스를 흡착탑 내에 도입하기 위한 퍼지 가스 도입 라인을 갖는 가스 분리 회수 설비.
제 28 항에 있어서,
탈착 가스의 배기 라인에 흡착탑 내를 감압하기 위한 진공 펌프가 형성된 설비로서,
가스 탈착용의 퍼지 가스를 흡착탑 내에 도입하기 위한 퍼지 가스 도입 라인을 갖는 가스 분리 회수 설비.
제 29 항에 있어서,
탈착 가스의 배기 라인에 흡착탑 내를 감압하기 위한 진공 펌프가 형성된 설비로서,
가스 탈착용의 퍼지 가스를 흡착탑 내에 도입하기 위한 퍼지 가스 도입 라인을 갖는 가스 분리 회수 설비.
제 30 항에 있어서,
탈착 가스의 배기 라인에 흡착탑 내를 감압하기 위한 진공 펌프가 형성된 설비로서,
가스 탈착용의 퍼지 가스를 흡착탑 내에 도입하기 위한 퍼지 가스 도입 라인을 갖는 가스 분리 회수 설비.