KR20050030957A - 목적 가스 분리 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은，흡착제가 충전된 복수의 흡착탑을 이용한 가스 분리 방법이고，각탑에서 일련의 공정（흡착，제１ 감압，제２ 감압，탈착，세정，승압）을 포함하는 １사이클이 반복된다．흡착공정에서는，탑（Ａ）에 혼합 가스（Ｇ１）를 도입하고，흡착제에 불필요 성분을 흡착시키고，제품 가스（Ｇ２）를 탑외로 도출한다（도 ３a)．제１ 감압 공정에서는, 가스（Ｇ３）도출에 의해 탑（Ａ）의 내압을 강하시킨다（도 ４a)．제２ 감압 공정에서는，가스 도출에 의해 탑（Ａ）의 내압을 더욱 강하시킨다（도 ４b）．탈착 공정에서는，불필요 성분을 흡착제로부터 탈착시켜 탑（Ａ）밖으로 배출한다（도 ４c)．세정공정에서는，가스（Ｇ３）도입과 가스（Ｇ４）배출을 병행 한다（도 ５a)．승압공정에서는，가스（Ｇ３）도입에 의해 탑（Ａ）의 내압을 상승시킨다（도 ５b)．제１ 감압 공정중의 탑（Ａ）으로부터의 가스（Ｇ３）는 세정공정중의 탑（Ｃ）에 도입되고（도 ４a)，제２ 감압 공정중의 탑（Ａ）으로부터의 가스（Ｇ３）는 승압공정중의 탑（Ｃ）에 도입된다（도 ４b)．

Description

목적 가스 분리 방법{METHOD OF SEPARATING TARGET GAS}

본 발명은 압력 스윙 흡착법（ＰＳＡ법）에 의해, 혼합 가스로부터 목적 가스（예를 들면 수소 가스）를 분리하는 방법에 관한 것이다．

혼합 가스로부터 수소 가스 등의 목적 가스를 분리하기 위한 수법의 하나로서, ＰＳＡ법이 알려져 있다．ＰＳＡ법에서는，흡착제를 충전한 흡착탑을 예를 들면 ２∼４탑 구비하는 장치가 사용되고，각 흡착탑에 있어，흡착공정，감압 공정，탈착 공정，세정공정，승압공정 등으로 이루어지는 １사이클이 반복된다．예를 들면 특개소５８－４０１２６호 공보，특개평 １－６３０１９호 공보，특개평 ８－１０５５１호 공보 등에 개시되어 있는 것과 같이，ＰＳＡ법에 대해서는，취득되는 목적 가스의 순도나 회수율의 향상을 도모하는 관점에서, 각종 기술이 개발되고 있다．

예를 들면，흡착공정중의 흡착탑으로부터 도출되는 제품 가스를 탈착 공정을 마친 다른 흡착탑에 세정 가스로서 공급함으로서, 해당 다른 흡착탑을 세정하는 기술이 알려져 있다．또，흡착공정을 마치고 고압하에 있는 흡착탑과，세정공정을 마치고 저압하에 있는 다른 흡착탑과의 사이에서，균압화를 도모함으로서, 흡착공정후의 흡착탑의 감압과 세정공정후의 다른 흡착탑의 승압을 동시에 행하는 기술이 알려져 있다．

도 １１a∼도 １１c，도 １２a∼도 １２c 및 도 １３a∼도 １３c은，이들 ２개의 기술을 포함하는 종래의 ＰＳＡ법에 대한 일련의 공정을 나타낸다．상기 방법에서는，소정의 흡착제가 충전된 ３개의 흡착탑(Ａ，Ｂ，Ｃ)을 구비하는 장치가 사용되고，스텝 I ∼ IX 로 이루어지는 １사이클이 반복된다．

도 １１a는 스텝 I을 나타낸다．스텝 I에서는，흡착탑(Ａ，Ｂ，Ｃ)에서 각각 흡착공정，제１ 승압공정 및 감압 공정이 행해진다．흡착탑(Ａ)에는 목적 가스를 함유하는 혼합 가스(Ｇ１')가 도입되고，혼합 가스(Ｇ１')중의 불필요 성분이 탑내(塔)內의 흡착제에 흡착되고，목적 가스가 부화(富化)된 제품 가스(Ｇ２')가 탑외(塔外)로 도출된다．흡착탑(Ｂ，Ｃ)은 균압화된다．구체적으로는，흡착공정 내지 뒤에 나오는 스텝 IX 를 마치고 고압 상태에 있는 흡착탑(Ｃ)로부터，목적 가스 농도의 비교적 높은 가스(Ｇ３')가 도출되고，상기 가스(Ｇ３)'가 세정공정 내지 뒤에 나오는 스텝 IX 를 마치고 저압 상태에 있는 흡착탑(Ｂ)에 도입된다．이것에 의해，흡착탑(Ｃ)의 내부 압력이 강하함과 동시에，흡착탑(Ｂ)의 내부 압력이 상승한다．

도 １１b는 스텝 II를 나타낸다．스텝 II 에서는，흡착탑(Ａ)에서 스텝 I 에 계속해서 흡착공정이 행해지고，흡착탑(Ｂ，Ｃ)에서 각각 제２ 승압공정 및 탈착공정이 행해진다．흡착탑(Ｂ)에서는，흡착탑(Ａ)으로부터 도출되는 제품 가스(Ｇ２')의 일부가 탑내에 도입됨으로서, 내부 압력이 더욱 상승한다．흡착탑(Ｃ)에서는，탑내에 잔류하는 가스가 배출가스(Ｇ４')로서 탑외로 배출되고，또한，해당 배출에 따른 감압에 기인해서 흡착제로부터 불필요 성분이 탈착하고，해당 탈착가스도 배출가스(Ｇ４')로서 탑외로 배출된다．

도 １１c는 스텝 III 를 나타낸다．스텝 III에서는，흡착탑(Ａ)으로 스텝 II 에 계속해서 흡착공정이 행해지고，흡착탑(Ｂ)에서 스텝 II 에 계속해서 제２ 승압공정이 행해지고，흡착탑(Ｃ)에서 세정공정이 행해진다．흡착탑(Ｃ)에서는，흡착탑(Ａ)으로부터 도출되는 제품 가스(Ｇ２')의 일부가 탑내에 도입되고 또한 배출 가스(Ｇ４')가 탑외로 배출되고，이것에 의해 흡착제가 세정된다．

도 １２a∼도 １２c는，스텝 IV ∼ VI 를 나타낸다．스텝 IV ∼ VI 에서는，스텝 I ∼ III 에 있어 흡착탑(Ａ)에서 행해진 것과 마찬가지로，흡착탑(Ｂ)에서 흡착공정을 통하여 행해지고，스텝 I ∼ III 에 있어 흡착탑(Ｂ)에서 행해진 것과 마찬가지로，흡착탑(Ｃ)에서 제１ 승압공정 및 제２ 승압공정이 순차적으로 행해지고，스텝 I ∼ III 에 있어 흡착탑(Ｃ)에서 행해진 것과 마찬가지로，흡착탑(Ａ)에서 감압 공정，탈착 공정 및 세정공정이 순차적으로 행해진다．

도 １３a∼도 １３c은，스텝 VII ∼ IX 를 나타낸다．스텝 VII ∼ IX 에서는，스텝 I ∼ III 에 있어 흡착탑(Ａ)에서 행해진 것과 마찬가지로，흡착탑(Ｃ)에서 흡착공정을 통하여 행해지고，스텝 I ∼ III 에 있어 흡착탑(Ｂ)에서 행해진 것과 마찬가지로，흡착탑(Ａ)에서 제１ 승압공정 및 제２ 승압공정이 순차적으로 행해지고，스텝 I ∼ III 에 있어 흡착탑(Ｃ)에서 행해진 것과 마찬가지로，흡착탑(Ｂ)에서 감압 공정，탈착 공정 및 세정공정이 순차적으로 행해진다．

이와 같은 종래의 방법에 의하면，혼합 가스(Ｇ１')로부터 불필요 성분이 제거되고 목적 가스가 부화된 제품 가스(Ｇ２')가 스텝 I ∼ IX 에 걸쳐 연속적으로 얻어진다．

그러나，도 １１a∼도 １３c에 나타내는 종래의 목적 가스 분리 방법에서는，흡착공정을 마친 흡착탑에 존재하는 가스(Ｇ３')(제품 가스에 가까운 높은 목적 가스 농도를 갖는 가스）가 유효하게 이용되고 있지 않다．예를 들면 스텝 I 에서는，흡착공정을 마친 흡착탑(Ｃ)으로부터 흡착탑(Ｂ)로 가스(Ｇ３')가 도입되는 것은，양탑이 동일한 내부 압력에 이를 때까지 이고, 그 후의 스텝 II 에서는，흡착탑(Ｃ)에 잔존하는 상당량의 가스(Ｇ３')(목적 가스 농도가 여전히 비교적 높은 가스）는 가스(Ｇ４')의 일부로서 장치바깥으로 배출된다．스텝 I 에 있어 흡착탑(Ｂ)으로 도입되는 가스(Ｇ３')에 포함되는 목적 가스는 최종적으로는 제품 가스(Ｇ２')로서 회수되지만，스텝 II 에 있어 흡착탑(Ｃ)으로부터 배출되는 가스(Ｇ４')에 포함되는 목적 가스는，제품 가스(Ｇ２')로서 회수되지 않고 잃어버린다．이와 같은 목적 가스의 손실은，스텝 V ， VIII 에 있어서도 생긴다．

나아가，도 １１a∼도 １３c에 나타내는 종래의 목적 가스 분리 방법에서는，탈착 공정을 마친 흡착탑을 세정하기 위한 세정 가스로서 제품 가스(Ｇ２')만이 낭비된다．흡착탑의 세정에는，상당량의 세정 가스가 필요로 되므로，제품 가스(Ｇ２')만으로 세정 가스를 조달하는 것은，목적 가스 손실량의 증대의 원인으로 된다．예를 들면 흡착탑(Ｃ)의 세정에는，스텝 III 에 있어 흡착공정중의 흡착탑(Ａ)으로부터 도출되는 제품 가스(Ｇ２')중의 비교적 다량인 일부가 낭비된다．이와 같은 목적 가스의 손실은，스텝 VI 에 있어서 흡착탑(Ａ)의 세정 및 스텝 IX 에 있어서 흡착탑(Ｂ)의 세정에 있어도 생긴다．

종래의 목적 가스 분리 방법에서는，이와 같이，목적 가스의 손실량이 비교적 커지는 경향이 있고, 그 결과，충분한 목적 가스 회수율을 달성할 수 없는 경우가 있다．

도 １은，본 발명에 관계된 목적 가스 분리 방법을 실시하기 위한 ＰＳＡ 분리 장치의 개략 구성을 나타낸다．

도 ２는，제１실시예에 관계된 목적 가스 분리 방법의 각 스텝에 대해서，각 흡착탑에서 행해지는 공정과, 도１에 나타내는 ＰＳＡ 분리 장치의 각 자동밸브의 개폐 상태를 나타낸다．

도 ３a∼도 ３c는，제１실시예에 관계된 목적 가스 분리 방법에 있어서 스텝Ｓ１∼Ｓ３의 가스 흐름 상태를 나타낸다．

도 ４a∼도 ４c는，스텝Ｓ３ 후에 계속되는 스텝Ｓ４∼Ｓ６의 가스 흐름 상태를 나타낸다．

도 ５a∼도 ５c는，스텝 Ｓ６ 후에 계속되는 스텝Ｓ７∼Ｓ９의 가스 흐름 상태를 나타낸다．

도 ６은，제２실시예에 관계된 목적 가스 분리 방법의 각 스텝에 대해서，각 흡착탑에서 행해지는 공정과, 도１에 나타내는 ＰＳＡ 분리 장치의 각 자동밸브의 개폐 상태를 나타낸다．

도 ７은，제２실시예에 관계된 목적 가스 분리 방법에 있어서 스텝Ｓ１'의 가스 흐름 상태를 나타낸다．

도 ８은，제２실시예에 관계된 목적 가스 분리 방법에 있어서 스텝Ｓ４'의 가스 흐름 상태를 나타낸다．

도 ９는，제２실시예에 관계된 목적 가스 분리 방법에 있어서 스텝Ｓ７'의 가스 흐름 상태를 나타낸다．

도 １０은，실시예１∼４ 및 비교예의 감압 공정에 관계된 압력 및 취득된 수소 가스의 순도 및 회수율을 나타낸다．

도 １１a∼도 １１c는，종래의 목적 가스 분리 방법에 있어서 스텝 I ∼ III 의 가스 흐름 상태를 나타낸다．

도 １２a∼도 １２c는，스텝 III 후에 계속되는 스텝 IV ∼ VI 의 가스 흐름 상태를 나타낸다．

도 １３a∼도 １３c는，스텝 VI 후에 계속되는 스텝 VII ∼ IX 의 가스 흐름 상태를 나타낸다．

본 발명은，이와 같은 사정에서 고안된 것이고，ＰＳＡ법에 있어서 높은 목적 가스 회수율을 달성할 수 있는 목적 가스 분리 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다．

본 발명에 의하면，흡착제가 충전된 복수의 흡착탑을 이용해서 혼합 가스로부터 목적 가스를 분리하기 위한 방법이 제공된다．상기 방법에서는，선택된 １개의 흡착탑에 혼합 가스를 도입하고，해당 혼합 가스에 포함되는 불필요 성분을 흡착제에 흡착시키고，목적 가스가 부화된 제품 가스를 해당 흡착탑으로부터 도출하기 위한 흡착공정과，제１ 도출 가스를 도출함으로서 흡착탑의 내부 압력을 제１ 중간 압력까지 강하시키기 위한 제１ 감압 공정과，제２ 도출 가스를 도출함으로서 흡착탑의 내부 압력을 제２ 중간 압력까지 나아가 강하시키기 위한 제２ 감압 공정과，흡착제로부터 불필요 성분을 탈착시켜서 배출하기 위한 탈착 공정과，흡착탑에 세정 가스를 도입함과 동시에 해당 흡착탑으로부터 배출 가스를 배출하기 위한 세정공정과，흡착탑에 승압 가스를 도입함으로서 해당 흡착탑의 내부 압력을 상승시키기 위한 승압공정을 포함하는 １사이클이 각 흡착탑에 있어 반복해서 행해진다．제１ 감압 공정중의 흡착탑으로부터 도출되는 제１ 도출 가스는，세정공정중의 흡착탑에 세정 가스로서 도입되고，제２ 감압 공정중의 흡착탑으로부터 도출되는 제２ 도출 가스는，승압공정중의 흡착탑에 승압 가스로서 도입된다．

다탑식 ＰＳＡ법에 근거한 목적 가스 분리 방법에 관계된 종래의 기술에 있어서는，세정공정중의 흡착탑 내지 흡착제의 세정에는，세정 가스로서 제품 가스만이 사용되는 경우가 많다．흡착제의 재생효율（세정효율）만으로 착안하면，불필요 성분 농도보다 낮은 제품 가스 쪽이，흡착공정을 마친 흡착탑 내에 잔존하는 제품 가스（제품 가스보다 목적 가스 농도가 낮은 가스）보다도，세정 가스로서는 적합하다고 생각되고 있기 때문이다．그러나，흡착탑의 세정에는 상당량의 세정 가스가 필요로 되므로，제품 가스만으로 세정 가스를 조달하는 것은，목적 가스 손실량의 증대의 원인으로 된다．

종래의 기술에 있어서는，세정공정중의 흡착탑을 위한 세정 가스로서，흡착공정후의 감압 공정에 있는 다른 흡착탑으로부터 도출되는 제품 가스가，제품 가스를 대신해서 사용되는 경우가 있다．그러나，해당 종래 방법에서는，해당 다른 흡착탑의 감압 공정은 소정의 비교적 높은 압력으로 종료되고，감압 공정을 마친 해당 다른 흡착탑내에 상당량의 목적 가스가 불필요 성분과 함께 이지만 잔존하는 것에 관계없이，해당 잔존 목적 가스는，감압 공정후의 탈착 공정으로 대기 등으로 방출된다．

흡착공정후에 감압되는 흡착탑에서는，흡착공정으로 흡착제에 흡착한 불필요 성분이 해당 흡착제로부터 탈착하는 양이 강압에 수반해 점점 증가하고，종래의 기술에 있어서는，불필요 성분의 탈착량은 비교적 높은 압력으로 과대하게 된다고 생각되고 있었다．불필요 성분 농도의 과대한 가스를 다른 흡착탑의 세정에 사용하면，그 흡착탑내의 흡착제를 충분히 재생 내지 세정할 수 없다．그 때문에, 종래의 기술에 있어서는，감압 공정중의 흡착탑으로부터 도출되는 제품 가스가 다른 흡착탑을 위한 세정 가스로서 사용되는 경우라도，해당 감압 공정은 소정의 비교적 높은 압력으로 종료되고，그 후의 탈착 공정으로，상당량의 목적 가스를 포함하는 가스가 탑외로 배출된다．부가해서，세정 대상의 흡착탑에 대해서는，세정 가스로서 상당량의 제품 가스를 사용해서，새로운 세정을 행할 필요가 있다．탈착 공정에 있어서 상당량의 목적 가스의 손실 및 세정 가스로서의 상당량의 제품 가스의 사용은，높은 목적 가스 회수율을 달성하는데 있어서 바람직하지 않다．

그러나，흡착공정후에 감압되는 흡착탑에 대해서，종래 상정되고 있던 감압 공정 종료 압력을 초월해서 강압해도，해당 흡착탑으로부터 도출되는 가스의 불필요 성분 농도는 비교적 낮게 유지되는 경향이 있다, 고 하는 지견(知見)을，본 발명자들은 얻었다. 구체적으로는，감압 공정중의 흡착탑내의 강압에 의해 불필요 성분이 흡착제로부터 일단 탈착해도，탑내의 흡착제에는 불필요 성분을 흡착할 수 있는 여유가 충분히 남아 있으므로，탈착 가스의 적어도 일부는，동일 흡착탑내의 흡착제에 있어서 다른 부분에 다시 흡착되는 경향이 있고, 따라서 감압 대상의 흡착탑에 대해서 종래 상정되고 있던 감압 공정 종료 압력을 초월해서 강압해도，소정의 압력까지는，해당 흡착탑으로부터 도출되는 가스의 불필요 성분 농도는 비교적 낮게 유지될 수 있다, 라는 지견을 얻을 수 있다．

본 발명에서는，이와 같은 지견에 근거해서，제１ 감압 공정중의 흡착탑으로부터의, 제품 가스에 가까운 높은 목적 가스 농도를 갖는 준제품 가스를 세정 대상의 흡착탑에 대해서 세정 가스로서 도입함과 동시에，제１ 감압 공정에 계속되는 제２ 감압 공정중의 흡착탑으로부터의，여전히 제품 가스에 가까운 높은 목적 가스 농도를 갖는 준제품 가스를 승압 대상의 흡착탑에 대해서 승압 가스로서 도입한다．이렇게 해서，제１ 및 제２ 감압 공정으로 흡착탑으로부터 도출되는 가스에 포함되는 목적 가스를 유효 활용함으로서, 높은 목적 가스 회수율을 달성하는 것이 가능해진다．

바람직하게는，본 방법의 １사이클은, 승압공정 후에 흡착탑에 추가승압가스를 도입함으로서 해당 흡착탑의 내부 압력을 더욱 상승시키기 위한 추가승압공정 을 포함하고，흡착공정중의 흡착탑으로부터 도출되는 제품 가스의 일부는，추가승압공정중의 흡착탑에 추가승압가스로서 도입된다．이와 같은 구성은，승압공정중의 흡착탑과 제２ 감압 공정중의 흡착탑과의 사이의 균압화를 이용해서 승압공정중의 흡착탑의 내부 압력을 상승시킨 경우에，특히 실익이 있다．본 구성에 의하면，균압화만으로는 달성할 수 없는 압력 상승을，목적 가스 농도가 높고 또한 고압력의 제품 가스의 도입에 의해 달성할 수 있다．

바람직하게는，본 방법의 １사이클은, 세정공정 후에 흡착탑에 추가세정가스를 도입함과 동시에 해당 흡착탑으로부터 배출 가스를 배출하기 위한 추가세정공정을 포함하고，흡착공정중의 흡착탑으로부터 도출되는 제품 가스의 일부는，추가세정공정중의 흡착탑에 추가세정가스로서 도입된다．준제품 가스에 의한 세정에 더해，제품 가스에 의한 세정을 행하는 것은 흡착제의 재생 효율을 높인 다음에 호적(好適)하다．

탈착 공정에 있어서 흡착탑내의 최저 압력을 ０％로 하고, 흡착공정에 있어서 흡착탑내의 최고 압력을 １００％로 할 경우，제１ 중간 압력은 바람직하게는 ３５∼８０％，보다 바람직하게는 ３５∼６５％의 범위 내에 있다．이 경우，제２ 중간 압력은 바람직하게는 １５∼５０％，보다 바람직하게는 １５∼４０％의 범위 내에 있다．

본 발명에 의하면，제１ 감압 공정에 있어서 제１ 중간 압력의 값 또는 제１ 도출 가스의 양 및 제２ 감압 공정에 있어서 제２ 중간 압력의 값 또는 제２ 도출 가스의 양을 적절히 변경함으로서, 목적 가스의 회수율을 일정한 범위로 제어하는 것이 가능하다．예를 들면，흡착탑의 제１ 중간 압력이 흡착공정 최고압력의 약 반이 될 때 까지 제１ 감압 공정（세정공정에 있는 흡착탑에 대해서는 세정공정）을 행하고, 흡착탑의 제２ 중간 압력이 제１ 중간 압력의 약 반이 될 때 까지 제２ 감압 공정（승압공정에 있는 흡착탑에 대해서는 승압공정）을 행할 경우，최대의 회수율을 얻을 수 있는 경향이 있다．

바람직하게는，혼합 가스는 목적 가스로서의 수소 가스 및 불필요 성분으로서의 이산화탄소 가스를 포함한다．본 발명이 적용되는 혼합 가스는 특히 한정되는 것은 아니지만，혼합 가스가 목적 가스로서의 수소 가스와 불필요 성분으로서의 이산화탄소 가스를 포함하고 있는 경우에，본 발명이 호적하게 적용할 수 있는 것을 알고 있다．이 경우，흡착공정 최고 압력은 예를 들면 ０．５∼１０ＭＰａ（게이지 압）의 범위내로 설정되고，탈착 공정에 있어서 탈착 최저 압력은 예를 들면 ０∼５００ｋＰａ（게이지 압）으로 설정된다．

도１은，본 발명의 제１실시예에 관계된 목적 가스 분리 방법을 실시하기 위한 ＰＳＡ 분리 장치Ｘ를 나타낸다．ＰＳＡ 분리 장치Ｘ는 ３개의 흡착탑(Ａ，Ｂ，Ｃ)과 혼합 가스용 배관(１１)과 제품 가스용 배관(１２)과 감압용 배관(１３)과 가스 도입용 배관(１４)과 제품 가스 역류용 배관(１５，１６)과 가스 배출용 배관(１７)을 구비한다．본 실시예에서는，ＰＳＡ 분리 장치Ｘ는 ＰＳＡ법에 의해, 수소 가스를 함유하는 혼합 가스로부터 불필요 성분을 제거하고 수소 가스를 분리할 수 있도록 구성되어 있다．

각 흡착탑(Ａ，Ｂ，Ｃ)에는，흡착제가 충전되어 있다．흡착제로서는, 이산화탄소 가스나 메탄 가스를 불필요 성분으로서 제거할 경우에는，예를 들면 카본계 흡착제가 채용된다．일산화탄소 가스나 질소 가스를 불필요 성분으로서 제거할 경우에는，예를 들면 제오라이트계 흡착제가 채용된다．수증기를 불필요 성분으로서 제거할 경우에는，예를 들면 알루미나 흡착제가 채용된다．단일의 흡착탑에는 한 종류의 흡착제를 충전해도 좋고，여러 종류의 흡착제를 충전해도 좋다．

각 배관(１１∼１７)에는 자동 밸브(２ａ∼２ｒ)가 설치되어 있다．배관(１３, １４, １６)에는 유량 조절 밸브(３ａ∼３ｃ)가 설치되어 있다．

본 실시예에서는，이상과 같은 구성을 갖는 ＰＳＡ 분리 장치Ｘ를 사용해서 ＰＳＡ법에 의해, 수소 함유 혼합 가스로부터 불필요 성분을 제거할 수 있고，그 결과，수소가 부화된 제품 가스，즉 수소 부화 가스 내지 농축 수소 가스를 얻을 수 있다．ＰＳＡ 분리 장치Ｘ의 구동시에 있어서는，각 자동밸브(２ａ∼２ｒ)의 개폐 상태가 적절히 교체됨으로서, 흡착탑(Ａ，Ｂ，Ｃ) 및 배관(１１∼１７)에 있어서 가스의 흐름 상태가 결정되고，도２에 나타낸 스텝(Ｓ１∼Ｓ９)로 이루어지는 １사이클이 반복된다．단일의 흡착탑에 착안하면，１사이클에 있어，흡착공정，제１ 감압 공정，제２ 감압 공정，탈착 공정，세정공정，제１ 승압공정，및 제２ 승압공정이 순차적으로 행해진다．도２에는，각 스텝(Ｓ１∼Ｓ９)에 있어서 각 자동밸브(２ａ∼２ｒ)의 개폐 상태도 나타내고 있다．

도 ３a∼도 ３c，도 ４a∼도 ４c 및 도 ５a∼도 ５c는，스텝(Ｓ１∼Ｓ９)에 있어서 ＰＳＡ 분리 장치Ｘ에서의 가스의 흐름 상태를 나타낸다．이들 도에 있어서，가스류는 굵은 선 화살표로 표시되어 있다．

스텝(Ｓ１)에서는，도２에 나타낸 것과 같이 각 자동밸브(２ａ∼２ｒ)의 개폐 상태가 선택되고，도 ３a에 나타낸 것과 같은 가스 흐름 상태가 달성되고，흡착탑(Ａ，Ｂ，Ｃ)으로 각각 흡착공정，세정공정 및 제１ 감압 공정이 행해진다．

도１ 및 도 ３a를 아울러 참조하면 잘 이해할 수 있듯이，스텝(Ｓ１)에서는，수소 가스를 함유하는 혼합 가스(Ｇ１)가 배관(１１) 및 자동 밸브(２ａ)를 개재시켜 흡착탑(Ａ)에 도입된다．흡착탑(Ａ)에서는，혼합 가스(Ｇ１)에 포함되는 불필요 성분이 흡착제에 의해 흡착 제거되고，수소 농도가 높은 가스가 제품 가스(Ｇ２)로서 탑외로 도출된다．상기 제품 가스(Ｇ２)는 자동 밸브(２ｉ) 및 배관(１２)을 개재시켜 도외(圖外)의 통에 회수된다．

이와 동시에，본 스텝에서는 흡착탑(Ｃ)로부터 흡착탑(Ｂ)로 세정 가스가 공급된다．구체적으로는，흡착공정 내지 뒤에 나오는 스텝(Ｓ９)을 마치고 고압 상태에 있는 흡착탑(Ｃ)으로부터 수소 가스 농도의 비교적 높은 준제품 가스(Ｇ３)가 도출되고，상기 준제품 가스(Ｇ３)는 자동 밸브(２ｎ)，배관(１３)，유량 조절 밸브(３ａ)，자동 밸브(２ｐ)，배관(１４) 및 자동 밸브(２ｊ)를 개재시켜, 탈착 공정 내지 뒤에 나오는 스텝(Ｓ９)을 마치고 저압 상태에 있는 흡착탑(Ｂ)에 세정 가스로서 도입된다．이것에 의해，흡착탑(Ｃ)의 내부 압력은 제１ 중간 압력까지 강하함과 동시에，흡착탑(Ｂ)로부터는 배출 가스(Ｇ４)가 배출된다．상기 배출 가스(Ｇ４)는，자동 밸브(２ｄ) 및 배관(１７)을 개재시켜 예를 들면 대기중으로 배출된다．

스텝(Ｓ２)에서는，도２에 나타낸 것과 같이 각 자동밸브(２ａ∼２ｒ)의 개폐 상태가 선택되고，도 ３b에 나타낸 것과 같은 가스 흐름 상태가 달성되고，흡착탑(Ａ)에서 스텝(Ｓ１)으로부터 계속해서 흡착공정이 행해지고，흡착탑(Ｂ，Ｃ)에서 각각 제１ 승압공정 및 제２ 감압 공정이 행해진다．

도１ 및 도 ３b를 아울러 참조하면 잘 이해할 수 있듯이，스텝(Ｓ２)에서는，흡착탑(Ｂ，Ｃ)의 균압화가 도모된다．구체적으로는，흡착탑(Ｃ)으로부터는，여전히 수소 가스 농도의 비교적 높은 준제품 가스(Ｇ３)가 스텝(Ｓ１)으로부터 계속해서 도출되고，상기 준제품 가스(Ｇ３)는 자동 밸브(２ｎ)，배관(１３)，유량 조절 밸브(３ａ)，자동 밸브(２ｐ)，배관(１４) 및 자동 밸브(２ｊ)를 개재시켜，흡착탑(Ｂ)에 승압 가스로서 도입된다．이것에 의해，흡착탑(Ｃ)의 내부 압력은 제２ 중간 압력까지 강하하고，흡착탑(Ｂ)의 내부 압력은 상승한다．

스텝(Ｓ３)에서는，도２에 나타낸 것과 같이 각 자동밸브(２ａ∼２ｒ)의 개폐 상태가 선택되고，도 ３c에 나타낸 것과 같은 가스 흐름 상태가 달성되고，흡착탑(Ａ)에서 스텝(Ｓ１)으로부터 계속해서 흡착공정이 행해지고，흡착탑(Ｂ，Ｃ)에서 각각 제２ 승압공정 및 탈착 공정이 행해진다．

도１ 및 도 ３c를 아울러 참조하면 잘 이해할 수 있듯이，스텝(Ｓ３)에서는，흡착탑(Ａ)으로부터의 제품 가스(Ｇ２)의 일부는，배관(１２)，배관(１５)，자동 밸브(２ｑ)，유량 조절 밸브(３ｂ)，배관(１４) 및 자동 밸브(２ｊ)를 개재시켜 흡착탑(Ｂ)에 도입된다．이것에 의해，흡착탑(Ｂ)의 내부 압력은 더욱 승압한다．스텝(Ｓ１，Ｓ２)을 거쳐 내부 압력이 강하한 흡착탑(Ｃ)에서는 흡착제로부터 불필요 성분이 탈착하고，주로 해당 불필요 성분을 포함하는 배출 가스(Ｇ４)가 흡착탑(Ｃ)으로부터 자동 밸브(２ｆ) 및 배관(１７)을 개재시켜 장치밖으로 배출된다．

도 ４a∼도 ４c는，스텝(Ｓ４∼Ｓ６)을 나타낸다．스텝(Ｓ４∼Ｓ６)에서는，스텝(Ｓ１∼Ｓ３)에 있어 흡착탑(Ａ)에서 행해진 것과 마찬가지로，흡착탑(Ｂ)에서 흡착공정을 통하여 행해지고，스텝(Ｓ１∼Ｓ３)에 있어 흡착탑(Ｂ)에서 행해진 것과 마찬가지로，흡착탑(Ｃ)에서 세정공정，제１ 승압공정 및 제２ 승압공정이 순차적으로 행해지고，스텝(Ｓ１∼Ｓ３)에 있어 흡착탑(Ｃ)에서 행해진 것과 마찬가지로，흡착탑(Ａ)에 제１ 감압 공정，제２ 감압 공정 및 탈착 공정이 순차적으로 행해진다．

도 ５a∼도 ５c는，스텝(Ｓ７∼Ｓ９)을 나타낸다．스텝(Ｓ７∼Ｓ９)에서는，스텝(Ｓ１∼Ｓ３)에 있어 흡착탑(Ａ)에서 행해진 것과 마찬가지로，흡착탑(Ｃ)에서 흡착공정을 통하여 행해지고，스텝(Ｓ１∼Ｓ３)에 있어 흡착탑(Ｂ)에서 행해진 것과 마찬가지로，흡착탑(Ａ)에서 세정공정，제１ 승압공정 및 제２ 승압공정이 순차적으로 행해지고，스텝(Ｓ１∼Ｓ３)에 있어 흡착탑(Ｃ)에서 행해진 것과 마찬가지로，흡착탑(Ｂ)에서 제１ 감압 공정，제２ 감압 공정 및 탈착 공정이 순차적으로 행해진다．

단일의 흡착탑에서 상술한 일련의 공정에 있어，탈착 공정에 있어서 흡착탑내의 최저 압력을 ０％로 하고, 흡착공정에 있어서 흡착탑내의 최고 압력을 １００％라고 할 경우，제１ 중간 압력은 바람직하게는 ３５∼８０％，보다 바람직하게는 ３５∼６５％의 범위내로 설정되고，또한，제２ 중간 압력은 바람직하게는 １５∼５０％，보다 바람직하게는 １５∼４０％의 범위내로 설정된다．

이와 같은 방법에 의하면，혼합 가스(Ｇ１)로부터 불필요 성분이 제거되고 목적 가스가 부화된 제품 가스(Ｇ２)를 스텝(Ｓ１∼Ｓ９)에 걸쳐 연속적으로 얻을 수 있다．

이상과 같은 본 발명의 목적 가스 분리 방법에서는，제１ 감압 공정중의 흡착탑으로부터의，제품 가스에 가까운 높은 목적 가스 농도를 갖는 준제품 가스(Ｇ３)가，세정 대상의 흡착탑에 대해서 세정 가스로서 도입됨과 동시에，제１ 감압 공정에 계속하는 제２ 감압 공정중의 흡착탑으로부터의，여전히 제품 가스에 가까운 높은 목적 가스 농도를 갖는 가스 준제품 가스(Ｇ３)가 승압 대상의 흡착탑에 대해서 승압 가스로서 도입된다．제１ 및 제２ 감압 공정에 흡착탑에서 도출된 준제품 가스(Ｇ３)에 포함되는 목적 가스를 이와 같이 유효 활용함으로서, 높은 목적 가스 회수율을 달성하는 것이 가능해진다．

ＰＳＡ 분리 장치Ｘ에 있어서 배관(１６)，유량 조절 밸브(３ｃ) 및 자동 밸브(２ｒ)는，다음 실시예에서 사용되지만，본 실시예에 관계된 방법에서는 사용되지 않는다．따라서 본 실시예에 관계된 방법을 실시한 다음，ＰＳＡ 분리 장치Ｘ로부터 이들을 제외한 구성을 갖는 장치를 사용할 수 있다．

도６은，ＰＳＡ 분리 장치Ｘ를 사용해서 행해지는 제２ 실시예에 관계된 목적 가스 분리 방법의 각 스텝에 대해서，각 흡착탑에서 행해지는 공정과，ＰＳＡ 분리 장치Ｘ의 각 자동밸브(２ａ∼２ｒ)의 개폐 상태를 나타낸다．본 실시예에서는，ＰＳＡ 분리 장치Ｘ의 구동시에 있어 각 자동밸브(２ａ∼２ｒ)의 개폐 상태가 도６에 나타낸 것과 같이 교체됨으로서, 흡착탑(Ａ，Ｂ，Ｃ) 및 배관(１１∼１７)에 있어서 가스의 흐름 상태가 결정되고，도６에 나타내는 스텝(Ｓ１∼Ｓ９)으로 이루어지는 １사이클이 반복된다．단일의 흡착탑에 착안하면，１사이클에 있어，흡착공정，제１ 감압 공정，제２ 감압 공정，탈착 공정，제１ 세정공정，제２ 세정공정，제１ 승압공정 및 제２ 승압공정이 순차적으로 행해진다．

본 실시예에 관계된 방법은，실질적으로는，스텝(Ｓ１，Ｓ２)의 사이에 스텝(Ｓ１')이, 스텝(Ｓ４，Ｓ５)의 사이에 스텝(Ｓ４')이，스텝(Ｓ７，Ｓ８)의 사이에 스텝(Ｓ７')이 추가되어 있는 점에 있어，제１ 실시예에 관계된 방법과 다르다．

스텝(Ｓ１')에서는，도６에 나타낸 것과 같이 각 자동밸브(２ａ∼２ｒ)의 개폐 상태가 선택되고，도７에 나타낸 것과 같은 가스 흐름 상태가 달성된다．

도 ３a에 나타내는 스텝(Ｓ１) 다음의 본 스텝에 있어，흡착탑(Ａ)에서는，스텝(Ｓ１)으로부터 계속해서 흡착공정이 행해진다．스텝(Ｓ１)에서 세정공정（제１ 세정공정）을 마친 흡착탑(Ｂ)에서는，새로운 세정공정（제２ 세정공정）이 행해진다．구체적으로는，도１ 및 도７을 아울러 참조하면 잘 이해할 수 있듯이，흡착탑(Ａ)으로부터의 제품 가스(Ｇ２)의 일부가，자동 밸브(２ｉ)，배관(１２)，배관(１５)，자동 밸브(２ｒ)，유량 조절 밸브(３ｃ)，배관(１６)，배관(１３)，유량 조절 밸브(３ａ)，자동 밸브(２ｐ)，배관(１４) 및 자동 밸브(２ｊ)를 개재시켜 흡착탑(Ｂ)으로 도입된다．이와 동시에，흡착탑(Ｂ)으로부터는 배출 가스(Ｇ４)가 배출된다．상기 배출 가스(Ｇ４)는 자동 밸브(２ｄ) 및 배관(１７)을 개재시켜 장치밖으로 배출된다．본 스텝에 있어，흡착탑(Ｃ)은 가스가 통류되지 않고 대기 상태에 있고, 다음 스텝(Ｓ２)에 있어서 제２ 감압 공정에 구비한다．

본 스텝에 있어서는，흡착탑(Ｂ)에 제１ 감압 공정중의 흡착탑(Ｃ)으로부터 공급되는 준제품 가스(Ｇ３)가 세정 가스로서 사용되는 스텝(Ｓ１)에 있어서 제１ 세정공정을 계속해서，세정 가스로서 제품 가스(Ｇ２)가 사용되는 제２ 세정공정이 행해진다．따라서 흡착탑(Ｂ)의 흡착제의 세정 재생은 촉진된다．상기 제２ 세정공정으로 사용되는 제품 가스(Ｇ２)의 유량은 흡착탑(Ｂ)에 있어서 흡착제의 충전 용적 등을 고려해서，유량 조절 밸브(３ｃ)에 의해 조절된다．

스텝(Ｓ４')에서는，도６에 나타낸 것과 같이 각 자동밸브(２ａ∼２ｒ)의 개폐 상태가 선택되고，도８에 나타낸 것과 같은 가스 흐름 상태가 달성된다．

도 ４a에 나타내는 스텝(Ｓ４)의 다음 본 스텝에 있어，흡착탑(Ｂ)에서는，스텝(Ｓ４)으로부터 계속해서 흡착공정이 행해진다．스텝(Ｓ４)에서 세정공정（제１ 세정공정）을 마친 흡착탑(Ｃ)에서는，새로운 세정공정（제２ 세정공정）이 행해진다．구체적으로는，도１ 및 도８을 아울러 참조하면 이해할 수 있듯이，흡착탑(Ｂ)으로부터의 제품 가스(Ｇ２)의 일부가，자동 밸브(２ｌ)，배관(１２)，배관(１５)，자동 밸브(２ｒ)，유량 조절 밸브(３ｃ)，배관(１６)，배관(１３)，유량 조절 밸브(３ａ)，자동 밸브(２ｐ)，배관(１４) 및 자동 밸브(２ｍ)를 개재시켜 흡착탑(Ｃ)에 도입된다．이와 동시에，흡착탑(Ｃ)으로부터는 배출 가스(Ｇ４)가 배출된다．상기 배출 가스(Ｇ４)는，자동 밸브(２ｆ) 및 배관(１７)을 개재시켜 장치밖으로 배출된다．본 스텝에 있어，흡착탑(Ａ)은 가스가 통류되지 않고 대기 상태에 있고, 다음 스텝(Ｓ５)에 있어서 제２ 감압 공정에 구비한다．

본 스텝에 있어서는，흡착탑(Ｃ)에서 제１ 감압 공정중의 흡착탑(Ａ)으로부터 공급되는 준제품 가스(Ｇ３)가 세정 가스로서 사용되는 스텝(Ｓ４)에 있어서 제１ 세정공정을 계속해서，세정 가스로서 제품 가스(Ｇ２)가 사용되는 제２ 세정공정이 행해진다．따라서 흡착탑(Ｃ)의 흡착제의 세정 재생은 촉진된다．상기 제２ 세정공정으로 사용되는 제품 가스(Ｇ２)의 유량은 흡착탑(Ｃ)에 있어서 흡착제의 충전 용적 등을 고려해서，유량 조절 밸브(３ｃ)에 의해 조절된다．

스텝(Ｓ７')에서는，도６에 나타낸 것과 같이 각 자동밸브(２ａ∼２ｒ)의 개폐 상태가 선택되고，도９에 나타낸 것과 같은 가스 흐름 상태가 달성된다．

도 ５a에 나타내는 스텝(Ｓ７) 다음의 본 스텝에 있어，흡착탑(Ｃ)에서는，스텝(Ｓ７)으로부터 계속해서 흡착공정이 행해진다．스텝(Ｓ７)에서 세정공정（제１ 세정공정）을 마친 흡착탑(Ａ)에서는，새로운 세정공정（제２ 세정공정）이 행해진다．구체적으로는，도１ 및 도９를 아울러 참조하면 잘 이해할 수 있듯이，흡착탑(Ｃ)으로부터의 제품 가스(Ｇ２)의 일부가，자동 밸브(２o)，배관(１２)，배관(１５)，자동 밸브(２ｒ)，유량 조절 밸브(３ｃ)，배관(１６)，배관(１３)，유량 조절 밸브(３ａ)，자동 밸브(２ｐ)，배관(１４) 및 자동 밸브(２ｇ)를 개재시켜 흡착탑(Ａ)에 도입된다．이와 동시에，흡착탑(Ａ)으로부터는 배출 가스(Ｇ４)가 배출된다．상기 배출 가스(Ｇ４)는，자동 밸브(２ｂ) 및 배관(１７)을 개재시켜 장치밖으로 배출된다．본 스텝에 있어，흡착탑(Ｂ)은 가스가 통류되지 않고 대기 상태에 있고, 다음 스텝(Ｓ８)에 있어서 제２ 감압 공정에 구비한다．

본 스텝에 있어서는，흡착탑(Ａ)에서 제１ 감압 공정중의 흡착탑(Ｂ)으로부터 공급되는 준제품 가스(Ｇ３)가 세정 가스로서 사용되는 스텝(Ｓ７)에 있어서 제１ 세정공정을 계속해서，세정 가스로서 제품 가스(Ｇ２)가 사용되는 제２ 세정공정이 행해진다．따라서 흡착탑(Ａ)의 흡착제의 세정 재생은 촉진된다．상기 제２ 세정공정으로 사용되는 제품 가스(Ｇ２)의 유량은，흡착탑(Ａ)에 있어서 흡착제의 충전 용적 등을 고려해서，유량 조절 밸브(３ｃ)에 의해 조절된다．

단일의 흡착탑에서 상술한 일련의 공정에 있어， 탈착 공정에 있어서 흡착탑내의 최저 압력을 ０％로 하고, 흡착공정에 있어서 흡착탑내의 최고 압력을 １００％라고 할 경우，제１ 중간 압력은 바람직하게는 ３５∼８０％，보다 바람직하게는 ３５∼６５％의 범위내로 설정되고，또한，제２ 중간 압력은 바람직하게는 １５∼５０％，보다 바람직하게는 １５∼４０％의 범위내로 설정된다．

이와 같은 방법에 의하면，혼합 가스(Ｇ１)로부터 불필요 성분이 제거되고 목적 가스가 부화된 제품 가스(Ｇ２)를 스텝(Ｓ１∼Ｓ９)에 걸쳐 연속적으로 얻을 수 있다．

이상과 같은 목적 가스 분리 방법에서는，제１ 감압 공정중의 흡착탑에서의 ，제품 가스에 가까운 높은 목적 가스 농도를 갖는 준제품 가스(Ｇ３)가，세정 대상의 흡착탑에 대해서 세정 가스로서 도입됨과 동시에，제１ 감압 공정에 계속하는 제２ 감압 공정중의 흡착탑에서의，여전히 제품 가스에 가까운 높은 목적 가스 농도를 갖는 준제품 가스(Ｇ３)가 승압 대상의 흡착탑에 대해서 승압 가스로서 도입된다．제１ 및 제２ 감압 공정에 흡착탑에서 도출된 준제품 가스(Ｇ３)에 포함되는 목적 가스를 이와 같이 유효 활용함으로서, 높은 목적 가스 회수율을 달성하는 것이 가능해진다．

부가해서，본 방법에서는，흡착탑(Ａ , Ｂ , Ｃ)에 대해서，준제품 가스(Ｇ３)에 의한 세정을 가해서，제품 가스(Ｇ２)에 의한 세정이 행해지기 때문에，흡착탑(Ａ，Ｂ，Ｃ) 내의 흡착제의 재생 효율이 높은 경향이 있다．

〔실시예１〕

도１에 나타낸 것과 같은 ＰＳＡ 분리 장치Ｘ를 사용해서，도２ 및 도 ３a∼도 ５c에 나타내는 각 공정으로 이루어지는 １사이클을 반복해서 행함으로서, 수소 함유 혼합 가스로부터 수소 가스의 분리를 행했다．본 실시예는，제１ 실시예에 대응한다．

본 실시예에 있어，각 흡착탑은，직경이 ５０ｍｍ의 원통형상을 갖는다．각 흡착탑에는，제오라이트 모레큘러 시브（Ｃａ５Ａ 형）와 카본 모레큘러 시브를 １：１．３의 체적비로 함유한 혼합체를 ２．９３５ 리터 충전했다．혼합 가스로서는, 수소 가스 ７７．７７ vol ％，이산화탄소 가스 １９．６２ vol ％，일산화탄소 가스 １ vol ％ 및 메탄 가스 １．６１ vol ％를 포함한 것을 사용했다．ＰＳＡ 분리 장치Ｘ에는，해당 혼합 가스를 ８５１ＮＬ／ｈｒ의 속도로 공급했다．흡착공정중의 흡착탑내의 최고 압력은 ８５０ｋＰａ（게이지 압）로 하고, 제１ 감압 공정중의 흡착탑내의 최종 압력은 ６５０ｋＰａ（게이지 압）로 하고, 제２ 감압 공정중의 흡착탑내의 최종 압력은 ３２５ｋＰａ（게이지 압）로 하고, 탈착 공정중의 흡착탑내의 최저 압력은 ６ｋＰａ（게이지 압）로 했다．

본 실시예에 관계된 방법에 의하면，순도 ９９．９９９ vol ％의 수소 가스를 회수율７６．５％로 얻을 수 있다．이들 결과，및 제１ 및 제２ 감압 공정 최종 압력에 대해서는，도 １０의 표에 언급한다．

〔실시예２〕

본 실시예에서는，제１ 감압 공정 최종 압력을 ６５０ｋＰａ에 대신해서 ５２０ｋＰａ（게이지 압）로 하고, 또한，제２ 감압 공정 최종 압력을 ３２５ｋＰａ에 대신해서 ２６０ｋＰａ（게이지 압）라고 한 것 이외는，실시예１과 동일하게 해서，혼합 가스로부터 수소 가스의 분리를 행했다．

본 실시예에 관계된 방법에 의하면，순도 ９９．９９９ vol ％의 수소 가스를 회수율７８．３％로 얻을 수 있다．이들 결과，및 제１ 및 제２ 감압 공정 최종 압력에 대해서는，도 １０의 표에 언급한다．

〔실시예３〕

본 실시예에서는，제１ 감압 공정 최종 압력을 ６５０ｋＰａ에 대신해서 ４５０ｋＰａ（게이지 압）로 하고, 또한，제２ 감압 공정 최종 압력을 ３２５ｋＰａ에 대신해서 ２２５ｋＰａ（게이지 압）라고 한 것 이외는，실시예１과 동일하게 해서，혼합 가스로부터 수소 가스의 분리를 행했다．

본 실시예에 관계된 방법에 의하면，순도 ９９．９９９ vol ％의 수소 가스를 회수율８０．２％로 얻을 수 있다．이들 결과，및 제１ 및 제２ 감압 공정 최종 압력에 대해서는，도 １０의 표에 언급한다．

〔실시예４〕

본 실시예에서는，제１ 감압 공정 최종 압력을 ６５０ｋＰａ에 대신해서 ３７０ｋＰａ（게이지 압）로 하고, 제２ 감압 공정 최종 압력을 ３２５ｋＰａ에 대신해서 １８５ｋＰａ（게이지 압）라고 한 것 이외는，실시예１과 동일하게 해서，혼합 가스로부터 수소 가스의 분리를 행했다．

본 실시예에 관계된 방법에 의하면，순도 ９９．９９９ vol ％의 수소 가스를 회수율７８．０％로 얻을 수 있다．이들 결과，및 제１ 및 제２ 감압 공정 최종 압력에 대해서는，도 １０의 표에 언급한다．

〔비교예〕

도１에 나타낸 것과 같은 ＰＳＡ 분리 장치Ｘ를 사용해서，도 １１a∼도 １３c에 나타낸 각 공정으로 이루어지는 １사이클을 반복해서 행함으로서, 수소 함유 혼합 가스로부터 수소 가스의 분리를 행했다．본 비교예에서는，１사이클에 있어 단일 흡착탑에 대해서 행해지는 감압 공정은 한번이고，해당 감압 공정의 최종 압력은 ４２５ｋＰａ（게이지 압）로 했다．또，흡착탑을 세정하기 위한 세정 가스로서는, 흡착공정중의 흡착탑에서의 제품 가스를 사용하고，감압 공정중의 흡착탑에서의 가스를 사용하지 않았다．이들 이외의 조건은，실시예１과 동일하게 했다．

본 비교예에 관계된 방법에 의하면，순도 ９９．９９９ vol ％의 수소 가스를 회수율６９．５％ 밖에 얻을 수 없었다．이들 결과 및 감압 공정 최종 압력에 대해서는，도 １０의 표에 언급한다．

〔평가〕

도 １０의 표로부터 이해할 수 있듯이，１사이클에 있어２ 단계의 감압 공정（제１ 및 제２ 감압 공정）이 행해지고，제１ 감압 공정에서 흡착탑으로부터 도출되는 준 제품 가스를 세정 가스로서 다른 흡착탑에 도입함으로서 해당 다른 흡착탑의 세정공정이 행해지고，제２ 감압 공정에서 흡착탑으로부터 도출되는 준 제품 가스를 승압 가스로서 다른 흡착탑에 도입함으로서 해당 다른 흡착탑의 승압공정이 행해지는 실시예１∼４에 관계된 방법에 의하면，１사이클에 있어１ 단계만의 감압 공정이 행해지고 또한 세정 가스의 전부가 제품 가스로 조달되는 비교예에 관계된 방법보다도，수소 가스 회수율은 대폭적으로 향상하고 있다．

또，실시예１∼４를 비교하면，세정에 사용된 준 제품 가스의 양과 승압에 사용된 준 제품 가스의 양과의 밸런스에 의해, 수소 가스 회수율이 변화하는 것을 이해할 수 있을 것이다．실시예３의 방법은，수소 가스의 회수율에 대해서 가장 우수하다．

Claims (6)

1. 흡착제가 충전된 복수의 흡착탑을 이용해 혼합 가스로부터 목적 가스를 분리하기 위한 방법에 있어，

   선택된 １개의 흡착탑에 상기 혼합 가스를 도입하고，해당 혼합 가스에 포함되는 불필요 성분을 상기 흡착제에 흡착시키고，상기 목적 가스가 부화된 제품 가스를 해당 흡착탑으로부터 도출하기 위한 흡착공정과，

   제１ 도출 가스를 도출함으로서 상기 흡착탑의 내부 압력을 제１ 중간 압력까지 강하시키기 위한 제１ 감압 공정과，

   제２ 도출 가스를 도출함으로서 상기 흡착탑의 내부 압력을 제２ 중간 압력까지 더욱 강하시키기 위한 제２ 감압 공정과，

   상기 흡착제로부터 상기 불필요 성분의 적어도 일부를 탈착시켜 배출하기 위한 탈착 공정과，

   상기 흡착탑에 세정 가스를 도입함과 동시에 해당 흡착탑으로부터 배출 가스를 배출하기 위한 세정공정과，

   상기 흡착탑에 승압 가스를 도입함으로서 해당 흡착탑의 내부 압력을 상승시키기 위한 승압공정을 포함하는 １사이클이 각 흡착탑에 있어 반복해서 행해지고，

   상기 제１ 감압 공정중의 흡착탑으로부터 도출되는 상기 제１ 도출 가스는, 상기 세정공정중의 흡착탑에 상기 세정 가스로서 도입되고，상기 제２ 감압 공정중의 흡착탑으로부터 도출되는 상기 제２ 도출 가스는, 상기 승압공정중의 흡착탑에 상기 승압 가스로서 도입되는 목적 가스 분리 방법．
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 １사이클은, 상기 승압공정 후에, 상기 흡착탑에 추가 승압 가스를 도입함으로서 해당 흡착탑의 내부 압력을 더욱 상승시키기 위한 추가 승압공정을 포함하고，상기 흡착공정중의 흡착탑으로부터 도출되는 상기 제품 가스의 일부는, 상기 추가 승압공정중의 흡착탑에 상기 추가 승압 가스로서 도입되는 목적 가스 분리 방법．
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 １사이클은, 상기 세정공정 후에 상기 흡착탑에 추가세정 가스를 도입함과 동시에 해당 흡착탑으로부터 배출 가스를 배출하기 위한 추가세정공정을 포함하고，상기 흡착공정중의 흡착탑으로부터 도출되는 상기 제품 가스의 일부는 상기 추가세정공정중의 흡착탑에 상기 추가세정 가스로서 도입되는 목적 가스 분리 방법．
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 탈착 공정에 있어서 상기 흡착탑내의 최저 압력을 ０％로 하고, 상기 흡착공정에 있어서 상기 흡착탑내의 최고 압력을 １００％라고 할 경우，상기 제１ 중간 압력은 ３５∼８０％의 범위내에 있는 목적 가스 분리 방법．
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 제２ 중간 압력은 １５∼５０％의 범위내에 있는 목적 가스 분리 방법．
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 혼합 가스는 목적 가스로서 수소 가스 및 불필요 성분으로서 이산화탄소 가스를 포함하는 목적 가스 분리 방법．