KR19980087318A - 가스정제방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

제거대상불순물로서 적어도 물, 이산화탄소, 일산화탄소를 함유하는 산소, 질소를 주요성분으로 하는 가스의 정제방법 및 장치이다. 피정제가스 중의 일산화탄소를 산화하고, 이어서 물을 흡착제거하고, 또, 이산화탄소를 흡착제거함으로써, 피정제가스를 정제한다. 상기 제거대상 불순물에 수소가 포함되어 있는 경우는, 수소를 촉매로 산화하여 물로 하고, 생성된 물을, 해당 촉매를 담지한 담체, 상기 촉매와 함께 충전한 수분흡착제 및 상기 촉매 이후에 충전한 수분흡착제의 적어도 어느 하나로써 흡착제거한다.

Description

가스정제방법 및 장치
본 발명은 가스정제방법 및 장치에 관한 것으로, 상세하게는 산소, 질소를 주요성분으로 하고, 제거대상 불순물로서 적어도 물, 이산화탄소, 일산화탄소를 포함하는 가스를 정제하는 방법 및 장치에 있다. 더욱 상세하게는 본 발명은, 크린 드라이 에어(정제건조공기)로서 공급하기 위한 원료공기를 정제하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 또한, 본 발명은, 심냉분리(深冷分離)장치의 원료공기에 포함되는 미량의 수소나 일산화탄소를 산화하고, 물이나 이산화탄소로 흡착제거함으로써 원료공기를 정제하는 전(前)처리장치에 적합한 가스정제방법 및 장치에 관한 것이다.
최근, 고순도가스의 수요가 계속 증가하고 있고, 특히 질소에 있어서는, 일렉트로닉스산업, 특히 반도체 제조프로세스에서 대량으로 사용되기 때문에, 가능한 한 높은 순도로 공급하는 것이 요구되고 있다. 일렉트로닉스분야에서 이용되는 질소는, 산소, 물, 이산화탄소, 수소, 일산화탄소, 탄화수소류의 화학적으로 활성인 불순물을 최대한 제거하는 것이 필요하다.
질소가스를 공기로부터 분리하기 위해서는, 심냉분리법이 가스의 생산규모 및 가스 순도의 면에서 적당하지만, 심냉분리법에 있어서 증류에 의해 상술의 모든 불순물이 질소와 분리되는 것은 아니다. 물 및 이산화탄소는, 많은 경우, 원료공기의 공급계에서 흡착에 의해 제거된다. 수소는, 공기중에 포함되는 양이 극히 미량이기 때문에, 증류로 분리하는 것은 가능하지만, 적지 않은 양의 질소의 손실이 따르고, 기액(氣液) 평형관계로부터, 정류탑을 더욱 설치할 필요가 있다. 또한, 일산화탄소는, 비점(沸点)이 질소와 가깝기 때문에, 증류에 의해 질소로부터 일산화탄소를 분리하는 것은 곤란하다.
이와 같은 기술적 문제로부터, 원료공기에서 수소 및 일산화탄소를 제거하는 방법이 몇가지 제안되어 왔다. 일본의 특공평 5-65782호 공보에는, 최고 190℃의 가온(加溫)조건하에서, 수소, 일산화탄소를 공존하는 산소와 반응시켜서 물, 이산화탄소로 한 후, 심냉분리장치에 통상 설치되는, 소위 전처리장치에 의해서 물, 이산화탄소를 제거하는 방법이 개시되어 있다. 이 방법에서는, 수소, 일산화탄소의 산화반응에 적절한 온도로 하기 때문에, 압축열에 의해 80∼150℃로 승온한 원료공기를, 열교환기, 가열기를 통해서 더 가열한 후, 촉매통을 통해서 수소, 일산화탄소를 산화한다. 이 방법은, 원료공기의 가온시에 압축열의 이용, 열교환기에 의한 열회수 등, 장치의 효율화를 도모하고는 있으나, 가열용전력, 열교환기 등의 기기 등의 변동비, 고정비의 상승은 피할 수 없었다.
한편, 일본의 특개평 4-219111호 공보에는, 심냉분리장치의 물, 이산화탄소 제거용의 전처리장치인 흡착기 내를, 건조제-촉매-이산화탄소흡착제의 3층구조로 하고, 원료공기 중의 물, 이산화탄소, 수소, 일산화탄소를 동시에 제거하는 방법이 개시되어 있다. 이 방법도, 수소, 일산화탄소는, 산화에 의해 물, 이산화탄소로 되어 흡착제거된다. 이 방법의 장점은, 5∼50℃의 원료공기를 사용하기 때문에 가온할 필요가 없고, 또, 기존의 전처리용 흡착기내에 촉매를 충전하기 때문에, 수소, 일산화탄소를 산화하기 위한 촉매통을 새롭게 설치할 필요가 없다. 그러나, 흡착기 내의 건조제와 이산화탄소 흡착제와의 사이에 촉매를 충전한 것은, 흡착제의 재생에 의해 적지 않은 영향이 있다. 즉, 가열재생(TSA)에서는, 재생공정에서 가장 열량을 필요로 하는 건조제 앞(재생가스 유입경로에서 보아)에 촉매가 충전되어 있기 때문에, 가열을 위한 필요열량의 증가 및 재생용 가스량의 증가를 피할 수 없다. 또한, 압력변동 흡착법(PSA)에서는, 재생용 열량의 문제는 없으나, 흡착기 용적의 증대에 따른 퍼지가스량의 증가나 흡착기 전환조작에 의한 원료공기의 손실이 생긴다.
본 발명의 목적은, 가열용 전력이나 열교환기 등의 기기에 따른 변동비나 고정비의 상승 및 퍼지가스량의 증가, 원료공기의 손실 등을 방지할 수 있고, 효율적으로 수소나 일산화탄소를 제거할 수 있는 가스정제방법 및 장치를 제공하는 것에 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예를 나타내는 가스정제장치의 계통도이다.
도 2는 본 발명을 공기액화분리장치의 전처리장치에 적용한 예를 나타내는 계통도이다.
도 3은 본 발명을 정제건조공기 공급장치에 적용한 예를 나타내는 계통도이다.
도 4는 실험예로 사용한 정제장치의 충전탱크를 나타내는 개략도이다.
도 5는 실험예의 측정결과를 나타내는 것으로, 수소, 이산화탄소 및 물의 농도변화를 나타내는 도면이다.
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 촉매층 2 : 건조제층
3 : 이산화탄소흡착제층 4 : 수소제거층
11,11a,11b : 충전탱크 12,15,17,21 : 라인
13a : 원료가스 흡입밸브 14a : 정제가스 출구밸브
16 : 심냉분리계 18b,20b : 밸브
19 : 가열기 30 : 사용자
31 : 유량조정용 밸브
본 발명의 가스정제방법은, 제거대상 불순물로서 적어도 물, 이산화탄소, 일산화탄소를 함유하는 산소, 질소를 주요성분으로 하는 피정제가스를, 일산화탄소를 산화하여 이산화탄소로 하는 산화공정과, 물의 흡착제거공정과, 이산화탄소의 흡착제거공정을 차례로 거쳐 정제한다. 상기 피정제가스는 공기가 대표적이다.
또, 상기 제거대상 불순물에 수소가 포함되어 있는 경우는, 수소를 촉매로 산화하여 물로 하고, 생성된 물을, 해당 촉매를 담지(擔持)한 담체(擔體), 상기 촉매와 함께 충전한 수분흡착제 및 상기 촉매 이후에 충전한 수분흡착제의 적어도 어느 하나에 의해 흡착제거한다. 이 수소의 산화 및 제거는, 상기 이산화탄소의 흡착제거 공정후의 공정에서 행하는 것이 바람직하다.
또한, 입구쪽으로부터 차례로 촉매층, 수분흡착제층, 이산화탄소흡착제층 및 수소제거층을 적층하여 충전한 충전탱크를 적어도 2대 사용하여 공기액화분리장치에 도입하는 원료공기를 정제하는 경우에는, 상기 충전탱크의 한쪽으로는, 입구에서 압축한 상기 원료공기를 도입하여 상기 촉매층에서 일산화탄소를 이산화탄소로 하고, 이어서 상기 수분흡착제층에서 물을 제거하며, 또한 상기 이산화탄소흡착제층에서 이산화탄소를 제거하고 상기 수소제거층으로 수소를 산화하여 물로 함과 동시에, 생성된 물을 제거하여 출구에서 도출한 정제공기를 심냉분리계로 도입하는 정제공정을 행하고, 상기 충전탱크의 다른쪽으로는, 상기 심냉분리계부터의 귀환가스의 일부를 가온하여 출구에서 도입하고, 상기 수소제거층에 흡착하고 있는 물과, 상기 이산화탄소 흡착제층에 흡착하고 있는 이산화탄소와, 상기 수분흡착제층에 흡착하고 있는 물을 제거하여 입구로부터 도출한 후, 상기 귀환가스의 일부를 가온하지 않고 출구로부터 도입하여 상기 각층을 냉각하며, 이어서 상기 정제공기의 일부를 도입하여 탱크 내를 재가압하는 재생공정을 행하여, 상기 정제공정과 상기 재생공정을 전환하며 연속하여 원료공기의 정제를 행한다.
또한, 입구측에서부터 차례로 촉매층, 수분흡착제층, 이산화탄소 흡착제층 및 수소제거층을 적층하여 충전한 충전탱크를 적어도 2대 사용하여, 정제건조공기용의 원료공기를 정제하는 경우에는, 상기 충전탱크의 한쪽으로는, 입구에서 압축한 상기 원료공기를 도입하여 상기 촉매층에서 일산화탄소를 이산화탄소로 하고, 이어서 상기 수분흡착제층에서 물을 제거하고, 또한 상기 이산화탄소흡착제층에서 이산화탄소를 제거하고, 그리고 상기 수소제거층에서 수소를 산화하여 물로 함과 동시에, 생성된 물을 제거하여 출구에서 도출한 정제공기를 사용자(user)에 공급하는 정제공정을 행하고, 상기 충전탱크의 다른쪽으로는, 상기 정제공정에서 얻어진 정제공기의 일부를 가온하여 출구로부터 도입하고 상기 수소제거층에 흡착하고 있는 물과, 상기 이산화탄소흡착제층에 흡착하고 있는 이산화탄소와, 상기 수분흡착제층에 흡착하고 있는 물을 제거하여 입구에서 도출한 후, 상기 정제공기의 일부를 가온하지 않고 출구로부터 도입하여 상기 각 층을 냉각하고, 이어서 상기 정제공기의 일부를 도입하여 탱크 내를 재가압하는 재생공정을 행하여, 상기 정제공정과 상기 재생공정을 전환하며 연속하여 원료공기의 정제를 행한다.
본 발명의 가스정제장치는, 제거대상 불순물로서 적어도 물, 이산화탄소, 일산화탄소를 함유하는 산소, 질소를 주요성분으로 하는 피정제가스를 정제하기 위해서, 일산화탄소를 산화하기 위한 촉매, 수분흡착제, 이산화탄소흡착제를 피정제가스의 유입방향으로부터 차례로 충전하고 있다. 또한, 상기 일산화탄소를 산화하기 위한 촉매는, 백금 또는 팔라듐과 같이, 철, 코발트, 니켈, 망간, 동, 크롬, 주석, 납 및 셀륨의 적어도 일종을, 미세구멍의 지름이 110 옹스트롬 이하인 미세구멍을 실질적으로 포함하지 않는 알루미나 담체에 담지시킨 것이다.
본 발명의 가스정제방법 및 장치에 의하면, 상온에서 일산화탄소나 수소를 산화하여, 피정제가스 중에 원래부터 포함되어 있는 물이나 이산화탄소와 동시에 제거할 수 있다. 또한, 재생조작을 효율적으로 할 수 있어, 재생용가스량 혹은 가열용 전력량을 삭감할 수 있다. 상기 가스정제장치는 정제건조공기 공급장치로서 적합하다. 상기 가스정제장치는 공기액화분리장치의 전처리장치에 적합하다.
이하, 본 발명을 첨부도면에 의하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예를 나타내는 가스정제장치의 계통도이다. 이 가스정제장치는, 피정제가스의 흐름방향으로부터 차례로, 일산화탄소를 산화하여 이산화탄소로 하기 위한 촉매를 충전한 촉매층(1), 물을 흡착제거 하기 위한 수분흡착제를 충전한 건조제층(2), 이산화탄소를 흡착제거하기 위한 이산화탄소흡착제를 충전한 이산화탄소흡착제층(3)을 배열한 것이다.
상기 촉매층(1)에 충전되는 촉매는, 일산화탄소를 산화하여 이산화탄소로 할 수 있는 촉매이면 되고, 백금 또는 팔라듐과 같이, 철, 코발트, 니켈, 망간, 동, 크롬, 주석, 납, 셀륨으로 이루어지는 군에서 선택한 적어도 한 종류를, 미세구멍의 지름이 110 옹스트롬 이하인 미세구멍을 실질적으로 포함하지 않는 알루미나 담체상에 담지시킨 것을 사용하는 것이 바람직하다. 피정제가스는, 해당 가스에 원래 포함되어 있는 수분을 유지한 채로 촉매층(1)으로 들어가고, 함유한 일산화탄소를 산화하는 공정이 행하여져 이산화탄소가 생성된다.
상기 건조제층(2)에 충전되는 수분흡착제로서는, 실리카겔, 활성 알루미나, 제오라이트를, 각각 단독 혹은 혼합하여 사용할 수 있다. 피정제가스는, 이 건조제층(2)을 통과함으로써, 함유한 수분을 흡착제거하는 공정이 행하여져 고도로 건조한 상태가 된다.
상기 이산화탄소흡착제층(3)에 충전되는 이산화탄소흡착제로서는, 각종 제오라이트가 적합하고, 구체적으로는, Ca-A형, Na-X형, Ca-X형 혹은 A형/X형 제오라이트를, 단일 혹은 복수의 금속이온으로 이온교환한 흡착제를, 단독 혹은 복수조합시켜 사용할 수 있다. 피정제가스는, 이 이산화탄소흡착제층(3)을 통과함으로써, 함유한 이산화탄소를 흡착제거하는 공정이 행하여져 고도로 정제된 상태가 된다.
또한, 제거대상 불순물로서, 상기 불순물에 수소를 포함하는 경우에는, 촉매로 수소를 산화하여 물로 함과 동시에, 산화의 결과로 생긴 물을 흡착제거하는 제 4 처리층, 즉 수소제거층을 설치한다. 이 수소제거층에 있어서 사용되는 수소산화촉매는, 팔라듐 또는 백금이 가장 적합하고, 활성 알루미나 혹은 제오라이트를 담체로서 팔라듐 및/또는 백금을 0.25∼1.0중량% 담지한 것이 적합하다. 또한, 생성된 물을 흡착제거하는 흡착제(건조제)로서는, 상기 건조제층(2)과 같은 실리카겔, 활성 알루미나, 제오라이트를 사용할 수 있다. 이들 건조제는, 촉매와 함께 혼합충전하여도 되고, 촉매를 충전한 층의 하류측에 이들을 충전하도록 하여도 좋다. 또한 수소를 산화하는 상기 촉매를, 상술한 바와 같이, 활성 알루미나나 제오라이트에 담지시킴으로써, 촉매를 담지한 담체 자체에서 생성된 수분을 흡착제거할 수 있다.
이 제 4 처리층(수소제거층)에 의해 함유하는 수소를 제거하는 공정은, 제 2 처리층인 건조제층(2) 이후이면 어떠한 위치여도 좋다. 그러나, 수소를 산화함으로써 생긴 물을 고도로 제거하기 위해서는, 수소산화촉매의 담체로서 제오라이트를 사용하는 것이 바람직하고, 이 경우는, 이산화탄소의 영향을 피하기 위해서, 수소제거층은, 이산화탄소흡착제층(3)의 후단, 즉, 상기 각 공정을 끝낸 후의 최종공정에서 하는 것이 바람직하다.
이와 같이, 피정제가스의 유입방향으로부터 차례로, 촉매층(1), 건조제층(2) 및 이산화탄소흡착제층(3)을 배설하고, 또한 필요에 따라서 상기 수소제거제층을 배설함으로써, 촉매에 의한 일산화탄소 및 수소의 산화와, 반응결과 생긴 물, 이산화탄소 및 피정제가스에 원래 포함되어 있는 물이나 이산화탄소의 흡착제거가 일련의 조작으로서 결합되어, 효율적인 가스정제가 가능해진다.
도 2는, 본 발명을 공기액화분리장치의 전처리장치에 적용한 예를 나타내는 계통도이다. 이 전처리장치는, 원료공기의 유입측으로부터 차례로, 상기 촉매층(1), 건조제층(2), 이산화탄소흡착제층(3) 및 수소제거층(4)을 설치한 충전탱크를 2대 설치하여, 원료공기를 연속하여 정제할 수 있도록 형성되어 있다.
도 2에 있어서, 충전탱크(11a)가 정제조작을 하고 있고, 충전탱크(11b)가 재생조작을 하고 있는 경우, 압축기로 압축된 가스(원료공기)는, 애프터 쿨러, 물분리기를 지나 라인(12)으로부터 원료가스흡입밸브(13a)를 거쳐 충전탱크(11a)에 유입한다. 이 때의 원료공기의 온도는, 예컨대, 5∼50℃이다.
충전탱크(11a)에 유입한 원료공기는, 촉매층(1)에서, 함유한 일산화탄소가 촉매의 작용에 의해 공기 중의 산소와 반응하고, 산화되어 이산화탄소가 된다. 다음에, 건조제층(2)에서, 원료공기 중에 포함되어 있는 수분이 흡착제거되고, 이산화탄소흡착제층(3)에서, 원료공기 중에 원래부터 포함되어 있는 이산화탄소와, 상기 촉매층(1)에서 생성된 이산화탄소가 흡착제거된다. 또한, 마지막의 수소제거층(4)에서, 함유한 수소가 촉매의 작용에 의해서 공기중의 산소와 반응하고, 산화되어 물이 됨과 동시에, 생성된 물이 촉매의 담체 등에 흡착제거된다.
충전탱크(11a)에서 정제된 원료공기는, 충전탱크 출구끝단으로부터 유출하고, 정제가스출구밸브(14a), 라인(15)을 통하여 심냉분리계(16)에 유입한다. 심냉분리계(16)에서 제품이 되지 않은 가스는, 재생용가스로서 라인(17), 밸브(18b)를 통하여 충전탱크(11b)에 도입된다. 충전탱크(11b)에서 각 층(1∼4)은, 재생조작전에 행하여진 정제조작에 있어서, 수소제거층(4)은, 수소의 산화반응 결과로 생긴 물이 촉매담체에 흡착하고 있고, 이산화탄소흡착제층(3)은, 이산화탄소가 흡착하여 거의 여과기능상실 직전의 상태에 있다. 또한, 건조제층(2)은, 물이 흡착하고 있으며, 이 또한 여과기능상실 직전의 상태에 있다. 촉매층(1)은, 일산화탄소를 산화하기 위한 촉매기능만을 하고 있고, 특별하게 상태의 변화는 없다.
이와 같은 상태로 재생조작에 들어 가면, 재생용가스는, 가열기(19)로 필요한 온도(예컨대 150∼250℃)로 가열되어 충전탱크(11b)로 도입하고, 각 층에 열을 주고, 또한, 가열 결과로 제거한 물, 이산화탄소를 포함하여 밸브(20b), 라인(21)을 통하여 대기로 유출한다. 각 층이 필요한만큼 승온되어, 물, 이산화탄소의 제거이 충분히 행해지면 가열을 정지하고, 계속해서 재생용가스를 흐르게 하여 가온된 각 처리층을 냉각한다. 또한, 재생조작의 후반에는, 정제가스의 일부를 사용한 재가압조작이 행해지고, 다음 정제조작으로 들어갈 준비가 종료된다.
충전탱크(11a)의 정제조작은, 이 충전탱크(11a)에서 정제된 공기중의 물 및 이산화탄소의 농도가 허용되는 범위에 있는 동안 계속되고, 여과기능상실이 일어나기 전에 충전탱크(11a)에서의 정제조작이 중단되어 이 충전탱크(11a)가 재생조작으로 전환됨과 동시에, 충전탱크(11b)가 정제조작으로 전환된다. 그리고, 충전탱크(11a, 11b)를 사용한 정제, 재생조작은, 일정시간마다 전환되어, 각각의 탱크가 정제, 재생을 교대로 되풀이함으로써, 연속적으로 원료공기의 정제가 행하여진다.
도 3은, 본 발명을 정제건조공기 공급장치에 적용한 예를 나타내는 계통도이다. 또, 도 2의 구성요소와 공통하는 요소에는 동일한 부호를 붙여 그 상세한 설명을 생략하고 있다.
이 장치는, 라인(15)에 도출한 정제건조공기를, 도 2에 나타내는 심냉분리계(16) 대신에 사용자(user)(30)에 공급하는 동시에, 그 일부를 라인(17)으로 분기하여, 재생용가스로서 사용하도록 한 것이다. 라인(17)에는 유량조정용 밸브(31)가 설치되어 있다. 이 실시예는, 충전탱크의 재생을 정제건조공기의 일부로 행한다.
상술의 도 2, 도 3에 나타낸 바와 같이, 일산화탄소를 산화하기 위한 촉매층(1)을 원료공기의 흐름방향에 대하여 최상류부에 설치함으로써, 물 및 이산화탄소흡착제거용의 건조제층(2) 및 이산화탄소흡착제층(3)의 재생조작은, 촉매층(1)의 존재를 고려하지 않고 실시할 수 있다. 상술한 바와 같이, 촉매층(1)의 촉매는, 정제공정의 실시에 의해 아무런 상태변화를 일으키지 않기 때문에, 이와 같은 것이 가능해진다.
즉, 촉매층(1)을 건조제층(2)과 이산화탄소흡착제층(3)과의 중간위치에 설치한 경우에는, 건조제층(2)의 재생조작에 있어서, 촉매층(1)의 가열이 행하여진 후에 건조제층(2)의 가열이 행해진다고 하는 여분의 동력을 필요로 하지만, 상기한 바와 같이 배치함으로써, 건조제층(2)과 이산화탄소흡착제층(3)이 연속하고 있기 때문에, 중간부에서의 열손실이 없어지고, 건조제층(2)을 효율적으로 가열할 수 있다.
또한, 제거대상 불순물로서 수소가 가해진 경우에도, 수소의 산화가 행해질 뿐이므로, 그를 위해 필요한 촉매는 극히 한정된 양이기 때문에, 거의 영향은 없다.
실험예
하기의 양의 제거대상 불순물을 포함하는 원료공기를, 도 4에 나타내는 정제장치의 충전탱크(11)로 도입하여 정제를 하였다.
원료공기 : 압력 600 kPA
온도 10℃ 수분포화
제거대상불순물 일산화탄소 5ppm, 수소 10ppm, 이산화탄소 400ppm
촉매층(1) : 알루미나 담체 100 밀리리터(㎖)당 백금 3g, 철 1.4g을 담지시 킨킴촉매
건조제층(2) : 활성 알루미나
이산화탄소흡착제층(3) : 합성 제오라이트 Na-X 형
수소제거층(4) : 제오라이트담체 100 밀리리터(㎖)당 팔라듐 0.3g을 담지시 킨 촉매
상기 원료공기를 일정유량으로 흐르게 하고, 충전탱크 출구에서 노점, 이산화탄소, 수소, 일산화탄소를 측정하였다. 측정에는, 경면식 노점계, 적외선 분석계, 환원가스검지식가스 크로마트그래프를 각각 사용하였다. 측정결과를 도 5에 나타낸다.
도 5에 나타낸 바와 같이, 일산화탄소는, 측정한 시간내에 전부 검출되지 않았다. 수소는, 물의 여과기능상실과 동시에 점차로 농도가 상승하였다. 이산화탄소는, 본 장치의 경우 약 180분에서 여과기능상실 되었다.
이들 결과로부터, 각 층의 충전량을 적절히 설정함으로써, 도 2, 도 3에 나타낸 계통에서의 연속적인 정제, 재생공정의 실시가 가능한 것으로 판단된다.
이상에서와 같이 본 발명의 가스정제방법 및 장치에 의하면, 상온에서 수소, 일산화탄소를 산화하고, 피정제가스중에 원래 함유되어있는 물, 이산화탄소와 함께 제거할 수 있음과 동시에, 재생조작을 효율좋게 행할 수 있으며, 재생용 가스량 또는 가열용 전력량의 절감이 가능하다.

Claims (9)

  1. 제거대상 불순물로서 적어도 물, 이산화탄소, 일산화탄소를 함유하는 산소, 질소를 주요성분으로 하는 가스의 정제방법으로서, 일산화탄소를 산화하여 이산화탄소로 하는 산화공정과, 물의 흡착제거공정과, 이산화탄소의 흡착제거공정을 차례로 행하는 가스정제방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 가스가 공기인 가스정제방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제거대상불순물에 수소가 포함되어 있는 경우는, 수소를 촉매로 산화하여 물로 하고, 생성된 물을, 해당 촉매를 담지한 담체, 상기 촉매와 같이 충전한 수분흡착제 및 상기 촉매이후에 충전한 수분흡착제 중의 적어도 어느 하나에 의해 흡착제거하는 가스정제방법.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 수소의 산화 및 생성된 수분의 흡착제거는, 상기 이산화탄소의 흡착제거공정 후의 공정에서 행하는 가스정제방법.
  5. 입구측에서부터 차례로 촉매층, 수분흡착제층, 이산화탄소흡착제층 및 수소제거층을 적층하여 충전한 충전탱크를 적어도 2대 사용하여 공기액화 분리장치로 도입하는 원료공기를 정제하는 가스정제방법으로서, 상기 충전탱크의 한쪽으로는, 입구에서 압축한 상기 원료공기를 도입하여 상기 촉매층에서 일산화탄소를 이산화탄소로 하며, 이어서 상기 수분흡착제층으로 물을 제거하고, 또, 상기 이산화탄소흡착제층에서 이산화탄소를 제거하고, 그리고 상기 수소제거층에서 수소를 산화하여 물로 함과 동시에, 생성된 물을 제거하여 출구로부터 도출한 정제공기를 심냉분리계에 도입하는 정제공정을 행하고, 상기 충전탱크의 다른쪽으로는, 상기 심냉분리계로부터의 귀환가스의 일부를 가온하여 출구에서 도입하여, 상기 수소제거층에 흡착하고 있는 물과, 상기 이산화탄소흡착제층에 흡착하고 있는 이산화탄소와, 상기 수분흡착제층에 흡착하고 있는 물을 제거하여 입구에서 도출한 후, 상기 귀환가스의 일부를 가온하지 않고 출구에서 도입하여 상기 각 층을 냉각하며, 이어서 상기 정제공기의 일부를 도입하여 탱크 내를 재가압하는 재생공정을 행하며, 상기 정제공정과 상기 재생공정을 전환하여 연속해서 원료공기의 정제를 행하는 가스정제방법.
  6. 입구측에서부터 차례로 촉매층, 수분흡착제층, 이산화탄소흡착제층 및 수소제거층을 적층하여 충전한 충전탱크를 적어도 2대 사용하여, 정제건조공기용의 원료공기를 정제하는 가스정제방법으로서, 상기 충전탱크의 한쪽으로는, 입구에서 압축한 상기 원료공기를 도입하여 상기 촉매층에서 일산화탄소를 이산화탄소로 하고, 이어서 상기 수분흡착제층에서 물을 제거하고, 또, 상기 이산화탄소흡착제층에서 이산화탄소를 제거하며, 그리고 상기 수소제거층에서 수소를 산화하여 물로 함과 동시에, 생성된 물을 제거하여 출구에서 도출한 정제공기를 사용자(user)에 공급하는 정제공정을 행하고, 상기 충전탱크의 다른쪽으로는, 상기 정제공정에서 얻어진 정제공기의 일부를 가온하여 출구에서 도입하여, 상기 수소제거층에 흡착하고 있는 물과, 상기 이산화탄소흡착제층에 흡착하고 있는 이산화탄소와, 상기 수분흡착제층에 흡착하고 있는 물을 제거하여 입구로부터 도출한 후, 상기 정제공기의 일부를 가온하지 않고 출구로부터 도입하여 상기 각 층을 냉각하며, 이어서 상기 정제공기의 일부를 도입하여 탱크 내를 재가압하는 재생공정을 행하며, 상기 정제공정과 상기 재생공정을 전환하여 연속해서 원료공기의 정제를 하는 가스정제방법.
  7. 제거대상 불순물로서 적어도 물, 이산화탄소, 일산화탄소를 함유하는 산소, 질소를 주요성분으로 하는 가스의 정제장치로서, 일산화탄소를 산화하기 위한 촉매, 수분흡착제, 이산화탄소흡착제를 피정제가스의 유입방향에서부터 차례로 충전한 가스정제장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 일산화탄소를 산화하기 위한 촉매는, 백금 또는 팔라듐과 같이, 철, 코발트, 니켈, 망간, 동, 크롬, 주석, 납 및 셀륨의 적어도 한 종류를, 미세구멍의 지름이 110 옹스트롬 이하인 미세구멍을 실질적으로 포함하지 않는 알루미나 담체에 담지시킨 것인 가스정제장치.
  9. 제 7 항에 있어서, 상기 가스정제장치는 공기액화 분리장치의 전(前)처리장치인 가스정제장치.
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