TW202100224A - 氣體分離裝置及氣體分離方法 - Google Patents

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Abstract

一實施方式的氣體分離裝置2包括：第一吸附槽6，具有吸附第一氣體的閘門型吸附材料；第二吸附槽10，經由第一開閉閥V1而與第一吸附槽連接，具有吸附第一氣體的朗謬型吸附材料；第一氣體管，設置有第二開閉閥V2，使包含第一氣體與第二氣體的混合氣體流入第一吸附槽中；第二氣體管，與第二吸附槽連接，設置有第三開閉閥V3，取出混合氣體依次通過第一吸附槽及第二吸附槽所獲得的通過氣體；第三氣體管，與第一吸附槽連接，設置有第四開閉閥V4，取出已自閘門型吸附材料中脫附的第一氣體；以及第四氣體管，與第二吸附槽連接，設置有第五開閉閥V5，取出已自朗謬型吸附材料中脫附的第一氣體。

Description

氣體分離裝置及氣體分離方法
本發明是有關於一種氣體分離裝置及氣體分離方法。
先前，當利用變壓吸附方式（Pressure Swing Adsorption，PSA）自混合氣體中分離精製目標氣體時，主要使用朗謬（langmuir）型吸附材料（例如沸石、活性碳等）（參照專利文獻1）。 現有技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本專利特開2002-191924號公報
[發明所欲解決之課題]
朗謬型吸附材料基本上越擴大吸附/脫附的壓力範圍，分離精製的效率越提升。但是，若擴大吸附/脫附的壓力範圍，則對應於所述壓力範圍，用於壓力調整的成本增加，因此分離精製的運轉成本變高。
因此，本發明的目的在於提供一種可降低運轉成本的氣體分離裝置及氣體分離方法。 [解決課題之手段]
本發明的一形態的氣體分離裝置包括：第一吸附槽，具有吸附第一氣體的閘門（gate）型吸附材料；第二吸附槽，經由第一開閉閥而與所述第一吸附槽連接，且具有吸附所述第一氣體的朗謬型吸附材料；第一氣體管，與所述第一吸附槽連接，設置有第二開閉閥，且使混合氣體流動，所述混合氣體包含與所述第一氣體不同的第二氣體及所述第一氣體；第二氣體管，與所述第二吸附槽連接，設置有第三開閉閥，且取出通過氣體，所述通過氣體為所述混合氣體依次通過所述第一吸附槽及所述第二吸附槽而獲得；第三氣體管，與所述第一吸附槽連接，設置有第四開閉閥，且取出已自所述閘門型吸附材料中脫附的第一氣體；以及第四氣體管，與所述第二吸附槽連接，設置有第五開閉閥，且取出已自所述朗謬型吸附材料中脫附的第一氣體。
所述氣體分離裝置包括具有閘門型吸附材料的第一吸附槽。第一吸附槽與第一氣體管連接，因此經由第一氣體管而朝第一吸附槽中供給混合氣體。已被供給至第一吸附槽中的混合氣體之中，第一氣體由閘門型吸附材料吸附，因此可將混合氣體分離成第一氣體與第二氣體。閘門型吸附材料因第一吸附槽內的第一氣體的分壓而不吸附第一氣體。於該情況下，第一氣體通過第一吸附槽。第一吸附槽與具有朗謬型吸附材料的第二吸附槽連接，因此通過了第一吸附槽的第一氣體可由第二吸附槽內的朗謬型吸附材料吸附。其結果，可自第二氣體管中取出已自混合氣體中分離的第二氣體。另外，若使已吸附於閘門型吸附材料及朗謬型吸附材料上的第一氣體脫附，則可經由第三氣體管及第四氣體管來回收第一氣體。
於所述氣體分離裝置中，藉由控制所述第一開閉閥～所述第五開閉閥，可獨立地控制第一吸附槽及第二吸附槽內的壓力。因此，於使第一氣體自吸附有第一氣體的閘門型吸附材料及朗謬型吸附材料中脫附的情況下，可應用對應於閘門型吸附材料及朗謬型吸附材料的壓力。於閘門型吸附材料中，無需使壓力過度地下降，因此可縮小用於吸附/脫附的壓力範圍，因此可降低壓力調整所需要的成本。因此，可實現運轉成本的降低。
所述第三氣體管及所述第四氣體管亦可與壓力調節器連接。於該情況下，容易調節第一吸附槽及第二吸附槽內的壓力，以使第一氣體自閘門型吸附材料及朗謬型吸附材料中脫附。
本發明的另一形態的氣體分離方法包括：吸附步驟，於具有吸附第一氣體的閘門型吸附材料的第一吸附槽、及經由開閉閥而與所述第一吸附槽連接且具有吸附所述第一氣體的朗謬型吸附材料的第二吸附槽中，將所述開閉閥設為開狀態，以所述第一吸附槽及所述第二吸附槽的順序，使包含與所述第一氣體不同的第二氣體及所述第一氣體的混合氣體流動來提高所述第一吸附槽及所述第二吸附槽內的壓力，藉此使所述混合氣體內的所述第一氣體吸附於所述閘門型吸附材料及所述朗謬型吸附材料上，並自與所述第二吸附槽連接的第一取出管中取出所述第二氣體；第一脫附步驟，將所述開閉閥設為開狀態，使所述第一吸附槽內的壓力下降至所述閘門型吸附材料的所述第一氣體脫附的壓力為止，藉此使所述第一氣體自所述閘門型吸附材料及所述朗謬型吸附材料中脫附，並且自與所述第一吸附槽連接的第二取出管中取出所述第一氣體；以及第二脫附步驟，於所述第一脫附步驟之後，將所述開閉閥設為閉狀態，使所述第二吸附槽內的壓力下降，藉此使所述第一氣體自所述朗謬型吸附材料中脫附，並自與所述第二吸附槽連接的第三取出管中取出已脫附的所述第一氣體。
於所述方法中，於吸附步驟中，混合氣體依次流向閘門型吸附材料及朗謬型吸附材料。混合氣體之中，第一氣體吸附於閘門型吸附材料及朗謬型吸附材料上，因此將第一氣體及第二氣體自混合氣體中分離。於第一吸附槽內的第一氣體的分壓較可吸附第一氣體的壓力低的情況下，第一氣體不吸附於閘門型吸附材料上，而通過第一吸附槽。如所述般通過第一吸附槽的第一氣體由朗謬型吸附材料吸附，因此可自混合氣體中更確實地取出第二氣體。另外，藉由實施第一脫附步驟及第二脫附步驟，可使閘門型吸附材料及朗謬型吸附材料再生，並且可取出第一氣體。
於第二脫附步驟中，將第一開閉閥關閉，因此可一面使第一吸附槽內的壓力維持對應於閘門型吸附材料的壓力，一面使第二吸附槽內的壓力下降。於閘門型吸附材料中，無需為了脫附而使壓力過度地下降，因此可縮小壓力調整範圍。因此，可降低壓力調整所需要的成本。因此，可實現運轉成本的降低。
一實施方式的氣體分離方法亦可進而具有：第一清洗步驟，於所述第二脫附步驟之後，將所述開閉閥設為閉狀態，一面使實質上不吸附於所述朗謬型吸附材料上的非吸附氣體流入所述第二吸附槽中，一面經由所述第二取出管而取出已自所述朗謬型吸附材料中脫附的所述第一氣體；以及第二清洗步驟，於所述第一清洗步驟之後，將所述開閉閥設為開狀態，一面使實質上不吸附於所述閘門型吸附材料上的非吸附氣體自所述第二吸附槽流入所述第一吸附槽中，一面經由所述第三取出管而取出已自所述朗謬型吸附材料及所述閘門型吸附材料中脫附的所述第一氣體。
於該情況下，可促進第一氣體自閘門型吸附材料及朗謬型吸附材料中的脫附。於第一清洗步驟中將第一開閉閥關閉，於第二清洗步驟中將第二開閉閥打開，藉此可於對應於朗謬型吸附材料及閘門型吸附材料的吸附/脫附性能的壓力下實施第一清洗步驟及第二清洗步驟。
一實施方式的氣體分離方法亦可進而包括送回步驟，所述送回步驟將已於所述第一脫附步驟及所述第二脫附步驟中被取出的氣體的一部分送回所述第一吸附槽及所述第二吸附槽的至少一者中。亦存在如下的情況：於已於所述第一脫附步驟及所述第二脫附步驟中被取出的氣體中，亦包含除第一氣體以外的成分。藉由實施所述送回步驟，可使已於所述第一脫附步驟及所述第二脫附步驟中被取出的氣體中的第一氣體再次吸附於閘門型吸附材料及朗謬型吸附材料上。如所述般吸附的第一氣體例如可藉由實施第一脫附步驟及第二脫附步驟來取出，因此可提升第一氣體的回收率。
一實施方式的氣體分離方法亦可進而具有升壓步驟，所述升壓步驟於所述吸附步驟之前，將所述第一吸附槽及所述第二吸附槽內升壓。於該升壓步驟中，可提高第一吸附槽及第二吸附槽內的壓力，因此例如若於升壓步驟之後實施吸附步驟，則可減少穿過第一吸附槽的第一氣體。
本發明的另一形態的氣體分離方法的另一例包括：吸附步驟，於具有吸附第一氣體的閘門型吸附材料的第一吸附部、及與所述第一吸附部串聯地配置且具有吸附所述第一氣體的朗謬型吸附材料的第二吸附部中，使包含與所述第一氣體不同的第二氣體及所述第一氣體的混合氣體依次流向所述第一吸附部及所述第二吸附部，藉此提高所述第一吸附部及所述第二吸附部的壓力，而使所述第一氣體吸附於所述閘門型吸附材料及所述朗謬型吸附材料上；以及脫附步驟，降低所述第一吸附部及所述第二吸附部內的壓力，而於所述閘門型吸附材料及所述朗謬型吸附材料上使所述第一氣體脫附。
於所述氣體分離方法的另一例中，可使用閘門型吸附材料將第一氣體及第二氣體自混合氣體中分離。未吸附於閘門型吸附材料上的第一氣體由朗謬型吸附材料吸附。因此，可更確實地將第一氣體及第二氣體自混合氣體中分離。閘門型吸附材料因其吸附/脫附性能，而可縮小用於吸附/脫附的壓力範圍。因此，可降低壓力調整所需要的成本，因此可實現運轉成本的降低。 [發明之效果]
根據本發明，可提供一種可降低運轉成本的氣體分離裝置及氣體分離方法。
以下，一面參照圖式，一面對本發明的實施方式進行說明。對相同的元件賦予相同的符號，並省略重覆的說明。圖式的尺寸比率未必與說明的尺寸比率一致。
圖1是用於說明閘門型吸附材料的吸附/脫附性能的圖式。圖1的橫軸表示壓力，縱軸表示吸附對象物質的朝閘門型吸附材料中的吸附容量。圖1的實線表示吸附特性，虛線表示脫附特性。閘門型吸附材料是具有閘門型吸附/脫附性能的吸附材料。如圖1所示，閘門型吸附材料是如下的吸附材料：可自特定的壓力P1起使吸附對象物質急劇地吸附，並且可自比壓力P1低的特定的壓力P2起使吸附對象物質急劇地脫附。閘門型吸附材料的例子為具有閘門型吸附/脫附性能的多孔性配位高聚物（Porous Coordination Polymer，PCP（多孔配位聚合物））。PCP有時亦被稱為金屬有機結構體（Metal Organic Framework，MOF（金屬有機骨架））。閘門型吸附材料的例子包含ZIF-7、MIL-53。
圖2是用於說明朗謬型吸附材料的吸附/脫附性能的圖式。圖2的橫軸表示壓力，縱軸表示吸附對象物質的朝朗謬型吸附材料中的吸附容量。朗謬型吸附材料是如下的吸附材料：不具有如閘門型吸附材料般急劇的吸附/脫附特性，如圖2所示，對應於壓力變化而平滑地產生吸附對象物質的吸附/脫附。朗謬型吸附材料的例子包含沸石、活性碳等。於特定的條件下，沸石有時亦作為閘門型吸附材料發揮功能。於圖2中，為了便於說明，圖示有圖1中所示的壓力P1及壓力P2。
（第一實施方式） 於第一實施方式中，對利用變壓吸附法（PSA法），自包含第一氣體與第二氣體的混合氣體中分離精製作為目標氣體的第二氣體的情況進行說明。第一氣體的例子包含二氧化碳（CO2 ）氣體及一氧化碳（CO）氣體，第二氣體的例子包含氫（H2 ）氣及氦（He）氣。混合氣體亦可包含第一氣體及第二氣體以外的氣體。
第一實施方式中所使用的閘門型吸附材料及朗謬型吸附材料只要使用所述例示的吸附材料之中，優先地（換言之，更多地）吸附第一氣體，且實質上（換言之，幾乎）不吸附第二氣體的閘門型吸附材料及朗謬型吸附材料即可。以下，為了簡化說明，只要未事先預告，則省略所述「優先地」及「實質上」。
利用圖3對氣體分離裝置2的一例進行說明。
氣體分離裝置2包括：第一氣體管4、第一吸附槽6、連結管8、第二吸附槽10、第二氣體管（第一取出管）12、第三氣體管（第二取出管）14、以及第四氣體管（第三取出管）16。
第一氣體管4是為了將混合氣體供給至第一吸附槽6中而使混合氣體流動的氣體管。第一氣體管4的一端與第一吸附槽6的氣體通過口6a連接，另一端與混合氣體供給源18連接。於作為原料氣體的混合氣體由其他裝置生成的情況下，例如亦可將第一氣體管4的另一端與所述其他裝置連接。於第一氣體管4設置有自動開閉閥（第一開閉閥）V1。
第一吸附槽6於其內部具有閘門型吸附材料。閘門型吸附材料例如被填充至第一吸附槽6內。第一吸附槽6具有氣體通過口6a與氣體通過口6b。氣體通過口6a與第一氣體管4連接。氣體通過口6b與連結管8連接。
連結管8是將第一吸附槽6與第二吸附槽10連結的氣體管。連結管8的一端與氣體通過口6b連接，另一端與第二吸附槽10的氣體通過口10a連接。於連結管8設置有自動開閉閥（第二開閉閥）V2。因此，第一吸附槽6與第二吸附槽10經由自動開閉閥V2而連接。
第二吸附槽10於其內部具有朗謬型吸附材料。朗謬型吸附材料例如被填充至第二吸附槽10內。第二吸附槽10具有氣體通過口10a與氣體通過口10b。氣體通過口10a與連結管8連接。氣體通過口10b與第二氣體管12的一端連接。
第二氣體管12是主要用於取出通過氣體的氣體管，所述通過氣體是自第一吸附槽6經由連結管8及氣體通過口10b而被供給至第二吸附槽10中，並通過第二吸附槽10的氣體。於第二氣體管12設置有自動開閉閥（第三開閉閥）V3。
所述通過氣體是藉由自混合氣體中去除第一氣體而得到精製的氣體。具體而言，所述通過氣體是第二氣體（目標氣體）。通過氣體理想的是僅包含第二氣體，但於實體機器中略微包含其他成分（例如第一氣體）。因此，通過氣體是與作為原料氣體的混合氣體的情況相比，第二氣體的比例增加的濃縮氣體（或富有第二氣體的氣體）。以下，為了便於說明，只要未事先預告，則將通過氣體稱為第二氣體。第二氣體管12的另一端與氣體儲存部20連接。氣體儲存部20是儲存作為目標氣體的第二氣體的槽或儲氣瓶。
於氣體儲存部20，設置有用於取出已被儲存於氣體儲存部20中的第二氣體的第五氣體管13。於第五氣體管13，亦可設置用於調節第一吸附槽6及第二吸附槽10內的壓力的調節閥V6。調節閥V6的例子包含背壓閥、流量調節閥及開度調節閥。
第三氣體管14是如下的氣體管：用於當使已吸附於閘門型吸附材料上的第一氣體脫附時，取出已自閘門型吸附材料中脫附的第一氣體。於第一實施方式中，第三氣體管14具有主幹道M、副幹道14a。副幹道14a的一端與第一吸附槽6連接。副幹道14a的一端例如與氣體通過口6a（第一吸附槽6之中與第一氣體管4的連接側）連接。於圖3中所示的實施方式中，副幹道14a的一端連接於第一氣體管4中的自動開閉閥V1與氣體通過口6a之間的區域，藉此與氣體通過口6a連接。於副幹道14a設置有自動開閉閥（第四開閉閥）V4。副幹道14a的另一端與主幹道M連接。主幹道M設置有真空泵（壓力調節器）22。因此，於所述第三氣體管14中，在第三氣體管14中的第一氣體的流動方向上，於自動開閉閥V4的下游側設置有真空泵22。
第四氣體管16是如下的氣體管：用於當使已吸附於朗謬型吸附材料上的第一氣體脫附時，取出已自朗謬型吸附材料中脫附的第一氣體。於第一實施方式中，第四氣體管16具有主幹道M、副幹道16a。副幹道16a的一端與第二吸附槽10連接。副幹道16a的一端例如與氣體通過口10a（第二吸附槽10之中與連結管8的連接側）連接。於圖3中所示的實施方式中，副幹道16a的一端連接於連結管8中的自動開閉閥V2與氣體通過口10a之間的區域，藉此與氣體通過口10a連接。於副幹道16a設置有自動開閉閥（第五開閉閥）V5。副幹道16a的另一端與主幹道M連接。第四氣體管16與第三氣體管14共用主幹道M。因此，於所述第四氣體管16中，在第四氣體管16中的第一氣體的流動方向上，於自動開閉閥V5的下游側設置有真空泵22。
第三氣體管14及第四氣體管16亦可不共有主幹道M。於該情況下，只要於第三氣體管14及第四氣體管16分別設置真空泵即可。
所述自動開閉閥V1～自動開閉閥V5、調節閥V6及真空泵22等例如只要藉由未圖示的控制裝置來控制即可。
繼而，對利用氣體分離裝置2的氣體分離方法的一例進行說明。氣體分離方法包括：吸附步驟、第一脫附步驟、以及第二脫附步驟。氣體分離方法亦可於第二脫附步驟之後，具有第一清洗步驟、第二清洗步驟及升壓步驟。此處，對具有第一清洗步驟、第二清洗步驟及升壓步驟時的氣體精製方法的各步驟進行說明。
[吸附步驟] 於吸附步驟中，將自動開閉閥V1、自動開閉閥V2、自動開閉閥V3設為開狀態，將自動開閉閥V4、自動開閉閥V5設為閉狀態。由於自動開閉閥V2為開狀態，因此第一吸附槽6與第二吸附槽10連通。於該狀態下，使混合氣體經由第一氣體管4而流入第一吸附槽6及第二吸附槽10中，藉此提高第一吸附槽6及第二吸附槽10內的壓力，而使第一氣體吸附於閘門型吸附材料及朗謬型吸附材料上。藉此，自第二氣體管12中取出第二氣體。已被取出的作為目標氣體的第二氣體被儲存於氣體儲存部20中。已被儲存於氣體儲存部20中的第二氣體只要經由第五氣體管13而適宜取出即可。當氣體分離裝置2具有調節閥V6時，於吸附步驟中，亦能夠以使第一吸附槽6及第二吸附槽10的壓力上升的方式調節調節閥V6。
[第一脫附步驟] 於所述吸附步驟後，將自動開閉閥V4打開，另一方面，將自動開閉閥V1、自動開閉閥V3關閉。因此，於第一脫附步驟中，自動開閉閥V2、自動開閉閥V4為開狀態，自動開閉閥V1、自動開閉閥V3、自動開閉閥V5為閉狀態。將自動開閉閥V1～自動開閉閥V5維持成所述狀態，使真空泵22工作，而使第一吸附槽6內的壓力下降至適合於第一氣體自閘門型吸附材料中脫附的壓力（圖1的壓力P2以下）為止。由於自動開閉閥V2為開狀態，因此第一吸附槽6與第二吸附槽10連通。因此，第二吸附槽10內的壓力亦下降。藉此，第一氣體自閘門型吸附材料及朗謬型吸附材料中脫附。已脫附的第一氣體經由第三氣體管14而被排出。
[第二脫附步驟] 於所述第一脫附步驟之後，將自動開閉閥V5打開，另一方面，將自動開閉閥V2、自動開閉閥V4關閉。於第二脫附步驟中，自動開閉閥V5為開狀態，另一方面，自動開閉閥V1～自動開閉閥V4為閉狀態。將自動開閉閥V1～自動開閉閥V5維持成所述狀態，於第二脫附步驟中使真空泵22繼續工作，藉此使第二吸附槽10內的壓力下降至適合於已吸附在朗謬型吸附材料上的第一氣體的脫附的壓力為止。由於自動開閉閥V5為開狀態，因此已自朗謬型吸附材料中脫附的第一氣體經由第四氣體管16而被排出。
[第一清洗步驟] 於所述第二脫附步驟之後，將自動開閉閥V3打開。因此，於第一清洗步驟中，自動開閉閥V3、自動開閉閥V5為開狀態，自動開閉閥V1、自動開閉閥V2、自動開閉閥V4為閉狀態。將自動開閉閥V1～自動開閉閥V5維持成所述狀態，於第二脫附步驟中使真空泵22繼續工作。藉此，氣體儲存部20內的第二氣體流入第二吸附槽10中。第二氣體不吸附於第二吸附槽10內的朗謬型吸附材料上，因此是非吸附氣體，並且作為清洗氣體發揮功能。藉由此種第二氣體（非吸附氣體）的朝第二吸附槽10中的流入，而促進第一氣體自朗謬型吸附材料中的脫附。與第二脫附步驟的情況同樣地，已自朗謬型吸附材料中脫附的第一氣體經由第四氣體管16而被排出。
[第二清洗步驟] 於所述第一清洗步驟之後，將自動開閉閥V2、自動開閉閥V4打開，另一方面，將自動開閉閥V5關閉。因此，於第二清洗步驟中，自動開閉閥V2、自動開閉閥V3、自動開閉閥V4為開狀態，自動開閉閥V1、自動開閉閥V5為閉狀態。由於自動開閉閥V2為開狀態，因此第一吸附槽6與第二吸附槽10連通。因此，將自動開閉閥V1～自動開閉閥V5維持成所述狀態，於第一清洗步驟中使真空泵22繼續工作，藉此氣體儲存部20內的第二氣體依次流向第二吸附槽10及第一吸附槽6。第二氣體不吸附於第一吸附槽6內的閘門型吸附材料上，因此相對於閘門型吸附材料是非吸附氣體，並且作為清洗氣體發揮功能。藉由此種第二氣體（非吸附氣體）的朝第二吸附槽10及第一吸附槽6中的流入，而促進第一氣體自朗謬型吸附材料及閘門型吸附材料中的脫附。與第一脫附步驟的情況同樣地，已自朗謬型吸附材料及閘門型吸附材料中脫附的第一氣體經由第三氣體管14而被排出。
[升壓步驟] 於所述第二清洗步驟之後，將自動開閉閥V4關閉。因此，於升壓步驟中，自動開閉閥V2、自動開閉閥V3為開狀態，自動開閉閥V1、自動開閉閥V4、自動開閉閥V5為閉狀態。由於自動開閉閥V2、自動開閉閥V3為開狀態，因此與第二清洗步驟的情況同樣地，氣體儲存部20內的第二氣體依次流向第二吸附槽10及第一吸附槽6。由於自動開閉閥V1、自動開閉閥V4、自動開閉閥V5為閉狀態，因此藉由所述第二氣體的朝第二吸附槽10及第一吸附槽6中的流入，第二吸附槽10及第一吸附槽6內升壓。
藉由實施所述吸附步驟，而自混合氣體中分離精製第二氣體。將以吸附步驟、第一脫附步驟、第二脫附步驟、第一清洗步驟、第二清洗步驟及升壓步驟的順序實施所述吸附步驟、所述第一脫附步驟、所述第二脫附步驟、所述第一清洗步驟、所述第二清洗步驟及所述升壓步驟作為基本循環，藉由重覆該基本循環，而於各基本循環中，自混合氣體中分離精製作為目標氣體的第二氣體。
於重覆所述基本循環的情況下，於升壓步驟之後，實施下一個基本循環的吸附步驟。因此，升壓步驟亦為於吸附步驟之前實施的步驟。相反地，亦可重覆以升壓步驟、吸附步驟、第一脫附步驟、第二脫附步驟、第一清洗步驟及第二清洗步驟的順序實施的基本循環。
於氣體分離裝置2中，在混合氣體的流動方向上，自上游側（第一吸附槽6的氣體通過口6a側）朝向下游側（第二吸附槽10的氣體通過口10b側），以第一吸附槽6及第二吸附槽10的順序配置第一吸附槽6及第二吸附槽10。
因此，於所述吸附步驟中，若將混合氣體供給至第一吸附槽6中，則混合氣體依次流向第一吸附槽6及第二吸附槽10。因此，第一氣體由第一吸附槽6內的閘門型吸附材料吸附。未由閘門型吸附材料吸附的第一氣體由配置於第一吸附槽6的下游的第二吸附槽10內的朗謬型吸附材料吸附。
例如，閘門型吸附材料於特定的壓力P1（參照圖1）下急劇地吸附第一氣體，但於第一吸附槽6內的壓力（具體而言，第一氣體的分壓）未滿壓力P1的情況下，幾乎不吸附第一氣體。因此，於吸附步驟中，於第一吸附槽6內的壓力（第一氣體的分壓）比可吸附第一氣體的壓力低的情況（例如吸附步驟的初期階段，特別是未實施升壓步驟的情況）下，混合氣體中的第一氣體不吸附於閘門型吸附材料上，而通過第一吸附槽6。於吸附步驟中，若第一吸附槽6內的壓力（第一氣體的分壓）變高而變成壓力P1以上，則第一氣體吸附於第一吸附槽6的閘門型吸附材料上。但是，存在因第一氣體吸附於第一吸附槽6的閘門型吸附材料上，而導致第一吸附槽6內的第一氣體的分壓下降的情況。於該情況下，第一氣體亦通過第一吸附槽6。即便第一氣體如所述般穿過第一吸附槽6，如上所述，亦可藉由第二吸附槽10內的朗謬型吸附材料來吸附第一氣體。其結果，可自混合氣體中獲得高純度的第二氣體。
如上所述，於氣體分離裝置2及利用其的氣體分離方法中，使第一氣體吸附於閘門型吸附材料上而自混合氣體中分離第二氣體，另一方面，藉由朗謬型吸附材料來吸附未由閘門型吸附材料吸附的第一氣體。
閘門型吸附材料於特定的壓力P1（參照圖1）下急劇地吸附第一氣體，另一方面，於特定的壓力P2（參照圖1）下，使第一氣體急劇地脫附。因此，只要是可發揮吸附/脫附能力的壓力範圍，則可維持分離精製效率，而縮小吸附/脫附壓力的範圍。因此，可降低為了壓力調整而需要的成本，因此於氣體分離裝置2及使用其的氣體分離方法中，可實現運轉成本的降低。
於氣體分離裝置2的結構中，藉由適宜控制自動開閉閥V1～自動開閉閥V5，可實施所述第一脫附步驟及所述第二脫附步驟。因此，可使閘門型吸附材料及朗謬型吸附材料再生而重覆利用。
進而，如圖1所示，閘門型吸附材料若為壓力P2以下，則已吸附的第一氣體脫附。因此，於第一脫附步驟中，只要將第一吸附槽6內的壓力減壓至壓力P2或較壓力P2略低的程度為止即可。
第一吸附槽6與第二吸附槽10經由自動開閉閥V2而連接，因此藉由控制自動開閉閥V2，可切換成將第一吸附槽6內的空間及第二吸附槽10內的空間連接的狀態、及將第一吸附槽6內的空間及第二吸附槽10內的空間分離的狀態。進而，第一吸附槽6與第三氣體管14連接，第二吸附槽10與第四氣體管16連接。因此，可獨立地控制第一吸附槽6及第二吸附槽10內的壓力。因此，於第二脫附步驟中，可一面於第一吸附槽6中保持可維持自閘門型吸附材料中脫附的能力（閘門關閉）的壓力，一面使具有朗謬型吸附材料的第二吸附槽10的壓力進一步下降。如上所述，第一吸附槽6側可為對應於閘門型吸附材料的吸附/脫附能力的壓力控制，因此可降低運轉成本。
於第二脫附步驟中，為了使更多的第一氣體自第二吸附槽10內的朗謬型吸附材料中脫附，自第一脫附步驟起進一步對第二吸附槽10內進行減壓。但是，具有朗謬型吸附材料的第二吸附槽10只要可吸附未由第一吸附槽6吸附的第一氣體即可。因此，例如與不設置第一吸附槽6，僅藉由第二吸附槽10（即，僅藉由朗謬型吸附材料）而自混合氣體中去除第一氣體的情況相比，可減小第二吸附槽10的容量。換言之，可減少朗謬型吸附材料的量。因此，與僅藉由第二吸附槽10而自混合氣體中去除第一氣體的情況相比，可減少為了對第二吸附槽10內的壓力進行減壓而需要的時間及真空泵22的功率。其結果，可降低氣體分離裝置2及使用其的氣體分離方法的運轉成本。
於氣體分離方法具有第一清洗步驟及第二清洗步驟的實施方式中，可藉由第一清洗步驟及第二清洗步驟，使第一氣體自閘門型吸附材料及朗謬型吸附材料中進一步脫附。因此，當於進行一次吸附步驟後實施下一個吸附步驟時，可使大量的第一氣體吸附於閘門型吸附材料及朗謬型吸附材料上，因此當重覆利用氣體分離裝置2（藉由重覆所述基本循環）而自混合氣體中分離精製第二氣體時，容易維持作為目標氣體的第二氣體的品質。進而，藉由第一清洗步驟及第二清洗步驟的實施，因如所述般可藉由吸附步驟來使大量的第一氣體吸附於閘門型吸附材料及朗謬型吸附材料上，故藉由吸附步驟所獲得的第二氣體的量增加。其結果，自混合氣體中回收第二氣體的回收效率增加。
如上所述，於氣體分離裝置2中，可獨立地控制第一吸附槽6及第二吸附槽10內的壓力。因此，可於對應於朗謬型吸附材料的壓力下實施第一清洗步驟，並且可於對應於閘門型吸附材料的壓力下實施第二清洗步驟。其結果，可有效地活用第一吸附槽6及第二吸附槽10內的氣體。例如，藉由第一清洗步驟及第二清洗步驟的實施，可減少升壓步驟中的升壓量。其結果，可增加第二氣體的回收量。於不實施升壓步驟的情況下，當再次實施吸附步驟時，可將第一吸附槽6內的壓力維持成固定壓力以上，因此容易藉由第一吸附槽6的閘門型吸附材料來吸附大量的第一氣體。
於氣體分離方法具有升壓步驟的實施方式中，於升壓步驟中，第一吸附槽6及第二吸附槽10內的壓力上升。因此，於升壓步驟之後實施的吸附步驟中，第一氣體容易吸附於閘門型吸附材料上，可減少第一氣體穿過第二吸附槽10。於第二吸附槽10內的朗謬型吸附材料中，亦是壓力高時，吸附容量大，因此可吸附更多的第一氣體。其結果，可獲得高純度的第二氣體。
（第二實施方式） 第一實施方式是將混合氣體所具有的第一氣體及第二氣體中的第二氣體作為目標氣體來分離精製的實施方式。但是，亦可將第一氣體作為目標氣體來分離。對將第一氣體作為目標氣體而自混合氣體中分離的第二實施方式進行說明。第二實施方式中的第一氣體及第二氣體的例子與第一實施方式相同。
第二實施方式中所使用的閘門型吸附材料及朗謬型吸附材料亦可使用具有與第一實施方式的情況相同的性質的吸附材料。第二實施方式的閘門型吸附材料的例子可與第一實施方式的情況相同。
如圖4所示，第二實施方式的氣體分離裝置2A主要於氣體儲存部20與主幹道M連接這一點上，與第一實施方式的氣體分離裝置2不同。所述不同點以外的氣體分離裝置2A的結構與氣體分離裝置2相同，因此省略所述不同點以外的氣體分離裝置2A的結構的說明。
氣體儲存部20將經由第三氣體管14及第四氣體管16而被取出的第一氣體作為目標氣體來儲存。氣體儲存部20於第三氣體管14及第四氣體管16中，連接在與第一吸附槽6及第二吸附槽10相反側。與第一實施方式的情況同樣地，氣體儲存部20與第五氣體管13連接。於第二實施方式中，第五氣體管13是用於取出已被儲存於氣體儲存部20中的第一氣體的氣體管。於第五氣體管13，亦可設置用於調節第一氣體的取出量的調節閥。
繼而，對使用氣體分離裝置2A的氣體分離方法進行說明。第二實施方式的氣體分離方法具有：吸附步驟、第一脫附步驟、第二脫附步驟以及升壓步驟。
於吸附步驟中，自第二吸附槽10流入第二氣體管12中的第二氣體為雜質，因此對所述第二氣體進行排氣，且將於第一脫附步驟及第二脫附步驟中已自閘門型吸附材料及朗謬型吸附材料中脫附的第一氣體作為目標氣體來儲存於氣體儲存部20中，除以上兩點以外，第二實施方式中的吸附步驟、第一脫附步驟、第二脫附步驟及升壓步驟與第一實施方式中的對應的步驟相同。例如於吸附步驟中，為了調節第一吸附槽6及第二吸附槽10內的壓力，氣體分離裝置2A亦可於第二氣體管12中，在自動開閉閥V3的後段設置用於調節壓力的調節閥V6。調節閥V6的例子與第一實施方式的情況相同。
於氣體分離裝置2A及利用其的氣體分離方法中，於吸附步驟之後，實施所述第一脫附步驟及所述第二脫附步驟，藉此可回收已自混合氣體中分離的第一氣體。將以吸附步驟、第一脫附步驟、第二脫附步驟及升壓步驟的順序實施所述吸附步驟、所述第一脫附步驟、所述第二脫附步驟及所述升壓步驟作為基本循環，藉由重覆該基本循環，可於各基本循環中，自混合氣體中分離並回收目標第一氣體。
升壓步驟亦為於吸附步驟之前實施的步驟這一點，以及亦可將以升壓步驟、吸附步驟、第一脫附步驟及第二脫附步驟的順序實施該些步驟的循環作為基本循環來重覆這一點與第一實施方式的情況相同。
氣體儲存部20內的氣體是已自混合氣體中分離的第一氣體。理想的是自混合氣體中分離所有第一氣體，但於實體機器中有時亦略微混合有一部分雜質。因此，氣體儲存部20內的氣體亦是與自混合氣體供給源18供給的混合氣體相比，作為目標氣體的第一氣體的分壓高（第一氣體的比例多）的濃縮氣體（富有第一氣體的氣體）。
為了自此種濃縮氣體中進一步分離第一氣體，氣體分離裝置2A亦可具有將氣體儲存部20內的氣體送回第一吸附槽6中的第六氣體管24。於圖4中所示的氣體分離裝置2A的實施方式中，第六氣體管24與第一吸附槽6的氣體通過口6a連接。例如，如圖4所示，藉由連接在第一氣體管4中的自動開閉閥V1與氣體通過口6a之間、或第三氣體管14的副幹道14a中的自動開閉閥V4與氣體通過口6a之間，第六氣體管24可與氣體通過口6a連接。於第六氣體管24設置有自動開閉閥V7。自動開閉閥V7可藉由控制自動開閉閥V1～自動開閉閥V5等的未圖示的控制裝置來控制。
於氣體分離裝置2A具有所述第六氣體管24的實施方式中，氣體分離方法進而具有將所述濃縮氣體送回第一吸附槽6中的送回步驟。
於氣體分離方法中，只要於將吸附步驟、第一脫附步驟及第二脫附步驟實施一次之後實施送回步驟即可。例如，於利用氣體分離裝置2A，將氣體分離方法的所述多個步驟（吸附步驟、第一脫附步驟、第二脫附步驟及升壓步驟）作為一個基本循環來重覆的情況下，於最初的基本循環中亦可不實施送回步驟。進而，於第二次以後的基本循環中，例如較佳為在吸附步驟與第一脫附步驟之間實施送回步驟。
於實施送回步驟的情況（例如，在吸附步驟與第一脫附步驟之間實施的情況）下，將自動開閉閥V2、自動開閉閥V3、自動開閉閥V7設為開狀態，並且將自動開閉閥V1、自動開閉閥V4、自動開閉閥V5設為閉狀態。藉此，將氣體儲存部20內的濃縮氣體自氣體儲存部20經由第六氣體管24而送回第一吸附槽6及第二吸附槽10中。因此，對應於第一吸附槽6及第二吸附槽10內的壓力，已被送回的濃縮氣體中的第一氣體再次吸附於閘門型吸附材料及朗謬型吸附材料的至少一者上。如所述般再次吸附的第一氣體藉由第一脫附步驟及第二脫附步驟來取出。於送回步驟以外的步驟中，自動開閉閥V7只要為閉狀態即可。
送回步驟中的自動開閉閥V1～自動開閉閥V5及自動開閉閥V7的狀態只要是濃縮氣體流入第一吸附槽6及第二吸附槽10中，且第一氣體可吸附於閘門型吸附材料及朗謬型吸附材料上的狀態即可。因此，送回步驟中的自動開閉閥V1～自動開閉閥V5及自動開閉閥V7的狀態並不限定於所述例示的情況。當實施送回步驟時，為了排出第二氣體，較佳為自動開閉閥V3為開狀態。
於氣體分離裝置2A中，與氣體分離裝置2的情況同樣地，於所述吸附步驟中，若將混合氣體供給至第一吸附槽6中，則混合氣體依次流向第一吸附槽6及第二吸附槽10。因此，與第一實施方式的情況同樣地，第一氣體由第一吸附槽6內的閘門型吸附材料吸附。未由閘門型吸附材料吸附的第一氣體由配置於第一吸附槽6的下游的第二吸附槽10內的朗謬型吸附材料吸附。因此，即便使用閘門型吸附材料，亦可更確實地自混合氣體中分離第一氣體。於第一脫附步驟及第二脫附步驟中，使如所述般吸附的第一氣體自閘門型吸附材料及朗謬型吸附材料中脫附，藉此可回收第一氣體。如上所述，即便使用閘門型吸附材料，藉由與朗謬型吸附材料進行組合，亦可更確實地自混合氣體中分離第一氣體，因此可提升自混合氣體中回收第一氣體的效率。
於氣體分離裝置2A中，藉由適宜控制自動開閉閥V1～自動開閉閥V5，亦可實施所述第一脫附步驟及所述第二脫附步驟。因此，可使閘門型吸附材料及朗謬型吸附材料再生而重覆利用。
進而，於氣體分離裝置2A及使用其的氣體分離方法中，因與第一實施方式的情況相同的理由，而亦可降低運轉成本。於氣體分離方法具有升壓步驟的情況下，如於第一實施方式中所說明般，於升壓步驟之後實施的吸附步驟中，容易使第一氣體吸附於閘門型吸附材料及朗謬型吸附材料上。其結果，可提升自混合氣體中回收第一氣體的回收效率。
於氣體分離方法具有所述送回步驟的實施方式中，可自濃縮氣體中進一步分離第一氣體。進而，於送回步驟中，可一面使濃縮氣體內的第一氣體再次吸附於閘門型吸附材料及朗謬型吸附材料上，一面排出第一吸附槽6及第二吸附槽10內的雜質（例如第二氣體）。其結果，可提升回收的第一氣體的純度。尤其，當重覆所述基本循環時，於第二次以後的重覆中將送回步驟加入基本循環中，藉此於各重覆中濃縮氣體的濃度上升。其結果，藉由重覆基本循環，能夠以更高的純度回收第一氣體。
以上，對本發明的各種實施方式及實施例進行了說明。但是，本發明並不限定於例示的各種實施方式及實施例，其意圖包含由專利申請的範圍表示的範圍，並且包含與專利申請的範圍均等的意思及範圍內的所有變更。
例如，於第一實施方式中，為了實施第一清洗步驟、第二清洗步驟及升壓步驟，而使用氣體儲存部20內的氣體（第二氣體）。但是，亦可具有對第一吸附槽6及第二吸附槽10供給實質上不吸附於閘門型吸附材料及朗謬型吸附材料上的非吸附氣體的非吸附氣體供給部（例如非吸附氣體供給源）。非吸附氣體供給部例如亦可獨立地對第一吸附槽6及第二吸附槽10供給非吸附氣體。於獨立地對第一吸附槽6及第二吸附槽10供給非吸附氣體的情況下，對第一吸附槽6及第二吸附槽10供給的非吸附氣體亦可不同。所謂「實質上不吸附於閘門型吸附材料及朗謬型吸附材料上」，是包含可存在所述非吸附氣體略微地吸附於閘門型吸附材料及朗謬型吸附材料上的情況的意思。
於第一實施方式中，亦可不具有第一清洗步驟、第二清洗步驟及升壓步驟，於第二實施方式中，亦可不具有升壓步驟。
當於所使用的閘門型吸附材料及朗謬型吸附材料中，用於使第一氣體充分脫附的壓力為大氣壓以上時，亦可將壓力調節閥代替圖3及圖4中所示的真空泵22來用作壓力調整部。
第三氣體管（第二取出管）14及第四氣體管（第三取出管）16與第一吸附槽6及第二吸附槽10的連接關係並不限定於例示的連接關係。第一開閉閥～第五開閉閥及其他閥並不限定於藉由控制裝置等來控制並自動地開閉的開閉閥。
氣體分離裝置亦可具有多個將第一吸附槽6及第二吸附槽10串聯連接而成的吸附單元。於該情況下，將多個吸附單元並聯連接。各吸附單元只要實施包含第一實施方式及第二實施方式中所說明的多個步驟的循環即可。於利用包括多個吸附單元的氣體分離裝置的氣體分離方法中，較佳為於多個吸附單元之間，使包含第一實施方式及第二實施方式中所說明的多個步驟的循環的實施時機錯開。例如，只要於一個吸附單元正在實施吸附步驟的期間內，其他吸附單元實施第一脫附步驟即可。藉此，可連續地自混合氣體中取出目標氣體。或者，即便於斷續地自混合氣體中取出目標氣體的情況下，亦可將目標氣體取出一次，並縮短至下一次取出目標氣體為止的間隔。因此，可有效率地取出目標氣體。
當使用包括多個吸附單元的氣體分離裝置進行氣體分離時，亦可於藉由一個吸附單元而結束吸附步驟時，將該吸附單元所具有的第一吸附槽6及第二吸附槽10的至少一個吸附槽內的氣體用作其他吸附單元的第一清洗步驟及第二清洗步驟中的非吸附氣體。
本發明的氣體分離方法的另一例亦可包括：吸附步驟，於具有吸附第一氣體的閘門型吸附材料的第一吸附部、及與第一吸附部串聯地配置且具有吸附第一氣體的朗謬型吸附材料的第二吸附部中，使包含第一氣體與第二氣體的混合氣體依次流向第一吸附部及第二吸附部，藉此提高第一吸附部及第二吸附部的壓力，而使第一氣體吸附於閘門型吸附材料及朗謬型吸附材料上；以及脫附步驟，降低第一吸附部及第二吸附部內的壓力，而於閘門型吸附材料及朗謬型吸附材料上使第一氣體脫附。於該情況下，藉由吸附步驟，可經由與第二吸附部連接的第二氣體管而取出第二氣體。進而，藉由脫附步驟，例如可自第一氣體管中取出第一氣體。於該情況下，由於使用閘門型吸附材料，因此亦可謀求運轉成本的降低。
所述氣體分離方法的另一例例如可藉由如下的氣體分離裝置來適宜地實施，所述氣體分離裝置包括：吸附槽，具有所述第一吸附部、及相對於所述第一吸附部串聯地配置的所述第二吸附部；第一氣體管，於所述吸附槽中與所述第一吸附部側連接，使包含與所述第一氣體不同的第二氣體及所述第一氣體的混合氣體流動；以及第二氣體管，於所述吸附槽中與所述第二吸附部側連接，取出藉由所述混合氣體依次通過所述第一吸附部及所述第二吸附部而獲得的通過氣體。
於目前為止的說明中，對將混合氣體所具有的第一氣體及第二氣體中的一者作為目標氣體，自混合氣體中分離所述目標氣體的情況進行了說明。但是，只要是將混合氣體所具有的第一氣體及第二氣體分離的情況，則可應用本發明的氣體分離裝置及氣體分離方法。因此，亦可將第一氣體及第二氣體分別用作製品氣體。
所述各種實施方式及變形例亦可於不脫離本發明的主旨的範圍內適宜組合。
2、2A:氣體分離裝置 4:第一氣體管 6:第一吸附槽 6a、6b、10a、10b:氣體通過口 8:連結管 10:第二吸附槽 12:第二氣體管（第一取出管） 13:第五氣體管 14:第三氣體管（第二取出管） 14a、16a:副幹道 16:第四氣體管（第三取出管） 18:混合氣體供給源 20:氣體儲存部 22:真空泵（壓力調節器） 24:第六氣體管 M:主幹道 P1、P2:壓力 V1:自動開閉閥（第一開閉閥） V2:自動開閉閥（第二開閉閥） V3:自動開閉閥（第三開閉閥） V4:自動開閉閥（第四開閉閥） V5:自動開閉閥（第五開閉閥） V6:調節閥 V7:自動開閉閥
圖1是說明閘門型吸附材料的吸附/脫附特性的圖式。 圖2是說明朗謬型吸附材料的吸附/脫附特性的圖式。 圖3是第一實施方式的氣體分離裝置的概略圖。 圖4是第二實施方式的氣體分離裝置的概略圖。
2:氣體分離裝置
4:第一氣體管
6:第一吸附槽
6a、6b、10a、10b:氣體通過口
8:連結管
10:第二吸附槽
12:第二氣體管(第一取出管)
13:第五氣體管
14:第三氣體管(第二取出管)
14a、16a:副幹道
16:第四氣體管(第三取出管)
18:混合氣體供給源
20:氣體儲存部
22:真空泵(壓力調節器)
M:主幹道
V1:自動開閉閥(第一開閉閥)
V2:自動開閉閥(第二開閉閥)
V3:自動開閉閥(第三開閉閥)
V4:自動開閉閥(第四開閉閥)
V5:自動開閉閥(第五開閉閥)
V6:調節閥

Claims (7)

  1. 一種氣體分離裝置，包括： 第一吸附槽，具有吸附第一氣體的閘門型吸附材料； 第二吸附槽，經由第一開閉閥而與所述第一吸附槽連接，且具有吸附所述第一氣體的朗謬型吸附材料； 第一氣體管，與所述第一吸附槽連接，設置有第二開閉閥，且使混合氣體流動，所述混合氣體包含與所述第一氣體不同的第二氣體及所述第一氣體； 第二氣體管，與所述第二吸附槽連接，設置有第三開閉閥，且取出通過氣體，所述通過氣體為所述混合氣體依次通過所述第一吸附槽及所述第二吸附槽而獲得； 第三氣體管，與所述第一吸附槽連接，設置有第四開閉閥，且取出已自所述閘門型吸附材料中脫附的第一氣體；以及 第四氣體管，與所述第二吸附槽連接，設置有第五開閉閥，且取出已自所述朗謬型吸附材料中脫附的第一氣體。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的氣體分離裝置，其中所述第三氣體管及所述第四氣體管與壓力調節器連接。
  3. 一種氣體分離方法，包括： 吸附步驟，於具有吸附第一氣體的閘門型吸附材料的第一吸附槽、及經由開閉閥而與所述第一吸附槽連接且具有吸附所述第一氣體的朗謬型吸附材料的第二吸附槽中，將所述開閉閥設為開狀態，以所述第一吸附槽及所述第二吸附槽的順序，使包含與所述第一氣體不同的第二氣體及所述第一氣體的混合氣體流動來提高所述第一吸附槽及所述第二吸附槽內的壓力，藉此使所述混合氣體內的所述第一氣體吸附於所述閘門型吸附材料及所述朗謬型吸附材料上，並自與所述第二吸附槽連接的第一取出管中取出所述第二氣體； 第一脫附步驟，將所述開閉閥設為開狀態，使所述第一吸附槽內的壓力下降至所述閘門型吸附材料的所述第一氣體脫附的壓力為止，藉此使所述第一氣體自所述閘門型吸附材料及所述朗謬型吸附材料中脫附，並且自與所述第一吸附槽連接的第二取出管中取出所述第一氣體；以及 第二脫附步驟，於所述第一脫附步驟之後，將所述開閉閥設為閉狀態，使所述第二吸附槽內的壓力下降，藉此使所述第一氣體自所述朗謬型吸附材料中脫附，並自與所述第二吸附槽連接的第三取出管中取出已脫附的所述第一氣體。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的氣體分離方法，更包括： 第一清洗步驟，於所述第二脫附步驟之後，將所述開閉閥設為閉狀態，一面使實質上不吸附於所述朗謬型吸附材料上的非吸附氣體流入所述第二吸附槽中，一面經由所述第二取出管而取出已自所述朗謬型吸附材料中脫附的所述第一氣體；以及 第二清洗步驟，於所述第一清洗步驟之後，將所述開閉閥設為開狀態，一面使實質上不吸附於所述閘門型吸附材料上的非吸附氣體自所述第二吸附槽流入所述第一吸附槽中，一面經由所述第三取出管而取出已自所述朗謬型吸附材料及所述閘門型吸附材料中脫附的所述第一氣體。
  5. 如申請專利範圍第3項所述的氣體分離方法，更包括送回步驟，所述送回步驟將已於所述第一脫附步驟及所述第二脫附步驟中被取出的氣體的一部分送回所述第一吸附槽及所述第二吸附槽的至少一者中。
  6. 如申請專利範圍第3項至第5項中任一項所述的氣體分離方法，更包括升壓步驟，所述升壓步驟於所述吸附步驟之前，將所述第一吸附槽及所述第二吸附槽內升壓。
  7. 一種氣體分離方法，包括： 吸附步驟，於具有吸附第一氣體的閘門型吸附材料的第一吸附部、及與所述第一吸附部串聯地配置且具有吸附所述第一氣體的朗謬型吸附材料的第二吸附部中，使包含與所述第一氣體不同的第二氣體及所述第一氣體的混合氣體依次流向所述第一吸附部及所述第二吸附部，藉此提高所述第一吸附部及所述第二吸附部的壓力，而使所述第一氣體吸附於所述閘門型吸附材料及所述朗謬型吸附材料上；以及 脫附步驟，降低所述第一吸附部及所述第二吸附部內的壓力，而於所述閘門型吸附材料及所述朗謬型吸附材料上使所述第一氣體脫附。
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