TWI468337B - An argon refining method, an argon refining apparatus, an argon refining method, and an argon purifying apparatus - Google Patents

An argon refining method, an argon refining apparatus, an argon refining method, and an argon purifying apparatus Download PDF

Info

Publication number
TWI468337B
TWI468337B TW99118867A TW99118867A TWI468337B TW I468337 B TWI468337 B TW I468337B TW 99118867 A TW99118867 A TW 99118867A TW 99118867 A TW99118867 A TW 99118867A TW I468337 B TWI468337 B TW I468337B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
adsorption
gas
tsa
adsorbent
adsorption tower
Prior art date
Application number
TW99118867A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201043571A (en
Inventor
Kazuo Haruna
Masanori Miyake
Junichi Sakamoto
Mitsutoshi Nakatani
Original Assignee
Sumitomo Seika Chemicals
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Seika Chemicals filed Critical Sumitomo Seika Chemicals
Publication of TW201043571A publication Critical patent/TW201043571A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI468337B publication Critical patent/TWI468337B/zh

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B23/00—Noble gases; Compounds thereof
    • C01B23/001—Purification or separation processes of noble gases
    • C01B23/0036—Physical processing only
    • C01B23/0052—Physical processing only by adsorption in solids
    • C01B23/0057—Physical processing only by adsorption in solids characterised by the adsorbent
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • B01D53/04—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Separation Of Gases By Adsorption (AREA)

Description

氬精製方法、氬精製裝置、氬氣精製方法以及氬氣精製裝置
本發明是關於利用溫度變動吸附法來精製氬的方法及裝置，還有可利用上述方法及裝置的方法及裝置。
氬經常被用來作為單晶矽拉晶爐、陶瓷燒結爐、製鋼用真空脫氣爐、太陽電池用矽電漿熔解爐等之中的爐內氣氛。被用來作為爐內氣氛氣體的氬，會因為不純物的混入而降低純度。關於被用來作為爐內氣氛氣體的氬，為了再利用，會有將其回收而以溫度變動吸附法(TSA法：Thermal Swing Adsorption)來精製的情況。關於使用TSA法的氬精製技術，揭露於例如以下的專利文獻1~2。
【專利文獻1】特開平7-138007號公報
【專利文獻2】特開2006-111506號公報
從單晶矽拉晶爐、陶瓷燒結爐、製鋼用真空脫氣爐、太陽電池用矽電漿熔解爐等所排出之以氬氣為主成分的已使用的氣氛氣體，其氬濃度是相對較高(氬濃度例如為95vol%以上)。在習知技術中，針對這樣高濃度的氬氣，是難以使用TSA法來作進一步的高濃度化並達成高回收率。
另外，從單晶矽拉晶爐、陶瓷燒結爐、製鋼用真空脫氣爐、太陽電池用矽電漿熔解爐等所排出之以氬氣為主成分的已使用的氣氛氣體中，多含有成為不純物的氮。為了充分地將氬高純度化，有必要除去上述氮。在使用TSA法的氬精製技術中，是使用已充填在低溫區的氮的吸附性高的既定吸附劑的吸附管，但是在使用TSA法的習知的氬精製技術中，是在吸附管重複如下所述的吸附步驟及脫附步驟，以謀求氮的去除。
在吸附步驟中，是在將精製對象的粗氬氣冷卻至既定溫度之後，將其導入吸附管。粗氬氣是在吸附管內流通而被導出於吸附管外，而在吸附管內流通的過程中與吸附劑接觸而冷卻吸附劑。藉由與粗氬氣的接觸，吸附劑是徐徐地降溫，而此吸附劑的氮吸附能力則徐徐地提高(也就是粗氬氣是精製對象的氣體，還擔當用以冷卻吸附劑的媒介的作用)。在吸附步驟中，氮是被這樣的吸附劑所吸附。
在脫附步驟中，是將已精製的氬氣以外的其他的加熱用氣體加熱至既定溫度之後，將其導入吸附管。加熱用氣體是在吸附管內流通而被導出於吸附管外，而在吸附管內流通的過程中與吸附劑接觸而加熱吸附劑。藉由與加熱用氣體的接觸，吸附劑是徐徐地升溫，而此吸附劑的氮吸附能力則徐徐地變低。在吸附步驟中，是從這樣的吸附劑將氮脫附，而與加熱用氣體一起排出至吸附管外。
然而，在藉由從吸附劑到粗氬氣的熱傳而使吸附劑降溫的上述吸附步驟中，多有需要較長時間來使吸附劑到達充分的低溫的情況。另外，在吸附劑到達充分的低溫之前，並未充分地從在吸附管內流通的粗氬氣除氮，使吸附劑到達充分的低溫所需要的時間愈長，則未充分除氮的氬氣之從吸附管的導出量就會增加(此情況從氬氣的高純度化的觀點來看為不理想)。除此之外，在藉由從已精製的氬氣以外的其他的加熱用氣體到吸附劑的熱傳而使吸附劑升溫的上述脫附步驟中，多有需要較長時間來使吸附劑到達充分的高溫的情況。
有鑑於此，本發明的目的是提供一種氬精製方法及裝置，其適用於利用TSA法而以高產率取得高純度氬，且適用於謀求TSA作業時間的縮短，並提供一種目的氣體精製方法及裝置，適用於利用上述氬精製方法及裝置。
根據本發明的第一特徵，是提供一種氬精製方法。在本方法中，是將含氬的混合氣體收進貯留槽；另外，從貯留槽向著含已充填吸附劑的吸附管之TSA吸附塔供應混合氣體。然後，在TSA吸附塔中重複進行含吸附(adsorption)步驟、加熱脫附(desorption)步驟、及冷卻步驟的循環。在吸附步驟中，在吸附管內的吸附劑為相對低溫的吸附用溫度的狀態下，將混合氣體導入此吸附管，使吸附劑吸附此混合氣體中的不純物，且將氬富化後的精製氣體從此吸附管導出。在加熱脫附步驟中，是使吸附管內的吸附劑升溫至相對高溫的溫度並同時使不純物從此吸附劑脫附。另外，在加熱脫附步驟中，是使用液狀熱媒加熱吸附管內的吸熱劑，且將精製氣體導入吸附管並同時從此吸附管導出廢氣，而將此廢氣導入貯留槽。在冷卻步驟中，是使吸附管內的吸附劑降溫。另外，在冷卻步驟中，是使用液狀冷媒來冷卻吸附管內的吸附劑。
在本方法中，是在TSA吸附塔中實行包含上述的吸附步驟、加熱脫附步驟、及冷卻步驟的溫度變動吸附法(TSA法)，藉此謀求混合氣體中的氬的富化乃至高純度化，同時關於高純度氬，容易達成高產率。這是因為在本方法中，在加熱脫附步驟中從TSA吸附塔持續導出的廢氣是回到貯留槽，將此廢氣供作使用TSA法的再一次的氬富化。在本方法的加熱脫附步驟中，是從經過吸附步驟而吸附著氮的吸附劑將氮脫附。為了將此脫附的氮適當地排出TSA吸附塔外，將精製氣體導入處於加熱脫附步驟的TSA吸附塔的吸附管。因此，從處於加熱脫附步驟的TSA吸附塔乃至吸附管導出的廢氣的氬濃度較高。在本方法中，並未將這樣的廢氣排出裝置外而使其回到貯留槽，供作使用TSA法的再一次的氬富化。因此，本方法是適用於以高產率取得高純度氬。
另外，若藉由本方法，則容易縮短TSA作業時間。這是因為在本方法中，是在實行伴隨著吸附劑的溫度變動的TSA法之時，使用液狀熱媒及液狀冷媒來實現吸附劑的溫度變動。具體的步驟是如下所述。
在本發明的加熱脫附步驟中，是使用液狀熱媒加熱吸附管內的吸附劑。藉由使液狀熱媒接觸充填著吸附劑的吸附管，而將熱從此液狀熱媒供應至吸附管內的吸附劑，而可以加熱吸附劑。由於液狀熱媒的比熱是有相當程度地大於氣體的比熱，比起使用氣體作為用於TSA法中加熱吸附劑的媒介之情況，如本方法使用液狀熱媒來加熱吸附劑的情況可以較快使吸附劑升溫至所欲的溫度。假如設定使用55%乙醇水溶液來作為本方法中的液狀熱媒的情況(第一情況)，並設定使用氬氣來作為加熱用的媒介將吸附劑升溫的情況(第二情況)，由於55%乙醇水溶液的比熱為0.839kcal/kg‧℃(在-20℃)、氬氣的比熱為0.125kcal/kg‧℃(在-23℃)，關於每單位時間對吸附劑的熱供應量，在第一情況是可以實現第二情況的7倍左右。因此，第一情況(相關於本發明的情況)，是可以在以第二情況的七分之一的程度的短時間之下使加熱脫附步驟結束。加熱脫附步驟時間的縮短，是有助於TSA作業時間的縮短。
另一方面，本方法的冷卻步驟中，是使用液狀冷媒來冷卻吸附管內的吸附劑。藉由使液狀冷媒接觸充填著吸附劑的吸附管，而藉由此液狀冷媒從吸附管內的吸附劑奪取熱能，而藉此可以冷卻吸附劑。由於液狀冷媒的比熱是有相當程度地大於氣體的比熱，比起使用氣體作為用於TSA法中冷卻吸附劑的媒介之情況，如本方法使用液狀冷媒來冷卻吸附劑的情況可以較快使吸附劑降溫至所欲的溫度。假如設定使用55%乙醇水溶液來作為本方法中的液狀冷媒的情況(第三情況)，並設定使用氬氣來作為冷卻用的媒介將吸附劑降溫的情況(第四情況)，由於55%乙醇水溶液及氬氣的比熱是如上所述，關於每單位時間從吸附劑的熱接收量，在第三情況是可以實現第四情況的7倍左右。因此，第三情況(相關於本發明的情況)，是可以在以第四情況的七分之一的程度的短時間之下使冷卻步驟結束。冷卻步驟時間的縮短，是有助於TSA作業時間的縮短。
如上所述，本發明的第一特徵之氬精製方法，是適用於利用TSA法而以高產率取得高純度氬，且適用於謀求TSA作業時間的縮短。
除此之外，本方法是容易因應氬的精製時之作為原料氣體的混合氣體的流量變動、組成變動等。一般而言，從單晶矽拉晶爐、陶瓷燒結爐、製鋼用真空脫氣爐、太陽電池用矽電漿熔解爐等所排出之以氬為主成分的已使用的氣氛氣體，多有伴隨著排出流量、不純物組成等的變動，亦有急遽變動的情況。因此，為了將從爐中排出的此排放氣體作連續性地精製處理，有必要構築可以因應此排放氣體的流量變動、組成變動等的處理系統。在本方法中，關於作為原料氣體的混合氣體，一旦收進貯留槽之後，就從此貯留槽向著用以實行TSA法的TSA吸附塔作供應。即使是收進貯留槽之作為原料氣體的混合氣體伴隨著其流量、組成等變動的情況，藉由一旦將此混合氣體收進貯留槽並受到貯留及混合，流量變動、組成變動等會在從此貯留槽導出的混合氣體中受到緩和或抑制(從這樣的流量變動、組成變動等緩和或抑制的觀點，貯留槽之用於收容氣體的容積較好為可變)。因此若藉由本方法，容易因應原料氣體的流量變動、組成變動等。
根據本發明的第二特徵，是提供一種氬精製方法。在此方法中，是將含氬的混合氣體收進貯留槽；另外，從貯留槽向著從複數個TSA吸附塔選出的TSA吸附塔供應混合氣體，上述TSA吸附塔包含已充填吸附劑的吸附管。然後，在上述複數個TSA吸附塔中，各自重複進行含吸附步驟、加熱脫附步驟、及冷卻步驟的循環。在吸附步驟中，是在吸附管內的吸附劑為相對低溫的吸附用溫度的狀態下，將混合氣體導入此吸附管，而使吸附劑吸附此混合氣體中的不純物，且將氬富化後的精製氣體從此吸附管導出。在加熱脫附步驟中，是使吸附管內的吸附劑升溫至相對高溫的溫度並同時使不純物從此吸附劑脫附。另外，在加熱脫附步驟中，是使用液狀熱媒來加熱吸附管內的吸附劑，且將精製氣體導入吸附管並同時從此吸附管導出廢氣，而將此廢氣導入貯留槽。導入處於加熱脫附步驟的TSA吸附塔的吸附管之精製氣體，是從處於吸附步驟的TSA吸附塔的吸附管導出的精製氣體。在冷卻步驟中，是使吸附管內的吸附劑降溫；另外，在冷卻步驟中，是使用液狀冷媒來冷卻吸附管內的吸附劑。
本發明的第二特徵相關之氬精製方法，是包含本發明的第一特徵相關之氬精製方法的構成。因此，若藉由第二特徵相關之氬精製方法，關於第一特徵相關之氬精製方法，可以取得與上述同樣的技術效果。具體而言，第二特徵之氬精製方法，是適用於利用TSA法而以高產率取得高純度氬，且適用於謀求TSA作業時間的縮短。除此之外，第二特徵之氬精製方法，是容易因應作為原料氣體的混合氣體的流量變動、組成變動等。
根據本發明的第三特徵，是提供一種氬精製裝置。本裝置是包含：一TSA吸附塔，其具有一第一氣體通過口與一第二氣體通過口，並具有一吸附管，上述吸附管與此第一及第二氣體通過口連通且充填有吸附劑；一貯留槽，用以在將含氬的混合氣體供應至TSA吸附塔之前，貯留上述混合氣體；一冷媒貯槽，以冷卻吸附管內的吸附劑為目的，用以存放供應至TSA吸附塔的液狀冷媒；一熱媒貯槽，以加熱吸附管內的吸附劑為目的，用以存放供應至TSA吸附塔的液狀熱媒；一第一氣體線，連結貯留槽及TSA吸附塔之間，而得以將混合氣體從貯留槽供應至TSA吸附塔的第一氣體通過口側；一第二氣體線，其連接TSA吸附塔及貯留槽之間，而得以將從TSA吸附塔的第一氣體通過口側導出的氣體供應至貯留槽；一第一冷媒線，用以將冷媒從冷媒貯槽供應至TSA吸附塔；一第二冷媒線，用以將冷媒從TSA吸附塔回送至冷媒貯槽；一第一熱媒線，用以將熱媒從熱媒貯槽供應至TSA吸附塔；以及一第二熱媒線，用以將熱媒從TSA吸附塔回送至熱媒貯槽。若藉由具備這樣的結構的本裝置，可以適當地實行本發明的第一特徵相關之上述的氬精製方法。
根據本發明的第四特徵，是提供一種氬精製裝置。本裝置是包含：複數個TSA吸附塔，其具有一第一氣體通過口與一第二氣體通過口，並具有一吸附管，上述吸附管與此第一及第二氣體通過口連通且充填有吸附劑；一貯留槽，用以在將含氬的混合氣體供應至TSA吸附塔之前，貯留上述混合氣體；一冷媒貯槽，以冷卻吸附管內的吸附劑為目的，用以存放供應至TSA吸附塔的液狀冷媒；一熱媒貯槽，以加熱吸附管內的吸附劑為目的，用以存放供應至TSA吸附塔的液狀熱媒；一第一氣體線，連結貯留槽及各TSA吸附塔之間，而得以將混合氣體從貯留槽供應至各TSA吸附塔的第一氣體通過口側；一第二氣體線，具有一主幹路及複數個分支路，上述分支路是設置於每一個TSA吸附塔並連接此TSA吸附塔的吸附管的第二氣體通過口側；一第三氣體線，具有一主幹路及複數個分支路，上述主幹路是連接於貯留槽，上述分支路是設置於每一個TSA吸附塔並連接此TSA吸附塔的吸附管的第一氣體通過口側；一第一冷媒線，用以將冷媒從冷媒貯槽供應至吸附劑冷卻對象的TSA吸附塔；一第二冷媒線，用以將冷媒從TSA吸附塔回送至冷媒貯槽；一第一熱媒線，用以將熱媒從熱媒貯槽供應至吸附劑加熱對象的TSA吸附塔；以及一第二熱媒線，用以將熱媒從TSA吸附塔回送至熱媒貯槽。若藉由具備這樣的結構的本裝置，可以適當地實行本發明的第一特徵相關之上述的氬精製方法、第二特徵相關之上述的氬精製方法。
根據本發明的第五特徵，是提供一種目的氣體精製方法。在本方法中，是向著TSA吸附塔供應含目的氣體的混合氣體，上述TSA吸附塔包含已充填吸附劑的吸附管。然後，在TSA吸附塔中重複進行含吸附步驟、加熱脫附步驟、及冷卻步驟的循環。在吸附步驟中，是在吸附管內的吸附劑為相對低溫的吸附用溫度的狀態下，將混合氣體導入此吸附管，而使此吸附劑吸附此混合氣體中的不純物，且將目的氣體富化後的精製氣體從此吸附管導出。在加熱脫附步驟中，使吸附管內的吸附劑升溫至相對高溫的溫度並同時使不純物從此吸附劑脫附。另外，在加熱脫附步驟中，是使用液狀熱媒來加熱吸附管內的吸附劑。在冷卻步驟中，是使吸附管內的吸附劑降溫。另外，在冷卻步驟中，是使用液狀冷媒來冷卻吸附管內的吸附劑。作為使用本方法之精製對象的目的氣體者，除了氬之外，可列舉出的有氦、氖、氪、及氙等的稀有氣體等。
具備這樣構成的本方法，可以適當地應用於本發明的第一特徵相關之上述的氬精製方法、第二特徵相關之上述的氬精製方法等之中。另外，若藉由本方法，與關於第一特徵相關之上述的氬精製方法之上述內容同樣，在精製既定的目的氣體之時，容易縮短TSA的作業時間。這是因為在本方法中，在實行伴隨著吸附劑的溫度變動之TSA法之時，使用液狀熱媒及液狀冷媒來實現吸附劑的溫度變動。
根據本發明的第六特徵，是提供一種目的氣體精製方法。在本方法中，是向著從複數個TSA吸附塔選出的TSA吸附塔供應含目的氣體的混合氣體，上述TSA吸附塔包含已充填吸附劑的吸附管。然後，在複數個TSA吸附塔中，各自重複進行含吸附步驟、加熱脫附步驟、及冷卻步驟的循環。在吸附步驟中，是在吸附管內的吸附劑為相對低溫的吸附用溫度的狀態下，將混合氣體導入此吸附管，而使吸附劑吸附此混合氣體中的不純物，且將目的氣體富化後的精製氣體從此吸附管導出。在加熱脫附步驟中，是使吸附管內的吸附劑升溫至相對高溫的溫度並同時使不純物從此吸附劑脫附。另外，在加熱脫附步驟中，是使用液狀熱媒來加熱吸附管內的吸附劑。在冷卻步驟中，是使吸附管內的吸附劑降溫。另外，在冷卻步驟中，是使用液狀冷媒來冷卻吸附管內的吸附劑。作為使用本方法之精製對象的目的氣體者，除了氬之外，可列舉出的有氦、氖、氪、及氙等的稀有氣體等。
根據本發明的第七特徵，是提供一種目的氣體精製裝置。在本裝置中，是包含：一TSA吸附塔，其具有一第一氣體通過口與一第二氣體通過口，並具有一吸附管，上述吸附管與此第一及第二氣體通過口連通且充填有吸附劑；一冷媒貯槽，以冷卻吸附管內的吸附劑為目的，用以存放供應至TSA吸附塔的液狀冷媒；一熱媒貯槽，以加熱吸附管內的吸附劑為目的，用以存放供應至TSA吸附塔的液狀熱媒；一第一冷媒線，用以將冷媒從冷媒貯槽供應至TSA吸附塔；一第二冷媒線，用以將冷媒從TSA吸附塔回送至冷媒貯槽；一第一熱媒線，用以將熱媒從該熱媒貯槽供應至TSA吸附塔；以及一第二熱媒線，用以將熱媒從該TSA吸附塔回送至熱媒貯槽。若藉由具備這樣的結構的本裝置，可以適當地實行本發明的第五特徵相關之上述的目的氣體精製方法。
根據本發明的第八特徵，是提供一種目的氣體精製裝置。在本裝置中，是包含：複數個TSA吸附塔，其具有一第一氣體通過口與一第二氣體通過口，並具有一吸附管，上述吸附管與此第一及第二氣體通過口連通且充填有吸附劑；一冷媒貯槽，以冷卻吸附管內的吸附劑為目的，用以存放供應至TSA吸附塔的液狀冷媒；一熱媒貯槽，以加熱吸附管內的吸附劑為目的，用以存放供應至TSA吸附塔的液狀熱媒；一氣體線，具有一主幹路及複數個分支路，上述分支路是設置於每一個TSA吸附塔並連接此TSA吸附塔的第二氣體通過口側；一第一冷媒線，用以將冷媒從冷媒貯槽供應至吸附劑冷卻對象的TSA吸附塔；一第二冷媒線，用以將冷媒從TSA吸附塔回送至冷媒貯槽；一第一熱媒線，用以將熱媒從熱媒貯槽供應至吸附劑加熱對象的TSA吸附塔；以及一第二熱媒線，用以將熱媒從TSA吸附塔回送至熱媒貯槽。
 【用以實施發明的最佳形態】
第1圖是顯示本發明相關的氬精製裝置Y的全體概略結構。氬氣精製裝置Y是具有貯留系統1、前處理系統2、PSA(Pressure Swing Adsorption)系統3、回收線4、與TSA(Thermal Swing Adsorption)系統5，其構成是可以回收含氬的原料氣體G0 並同時連續式地精製氬。
原料氣體G0 是被用於單晶矽拉晶爐、陶瓷燒結爐、製鋼用真空脫氣爐、太陽電池用矽電漿熔解爐等中的爐內氣氛氣體而混入不純物的氬，而從至少一個既定的爐具(省略其圖示)連續性或斷續性地排出。此排放氣體(原料氣體G0 )的排出流量、壓力、組成等，常會隨著在爐中的實施中的步驟、爐子的操作條件等而變動，也會有急遽變動的情況。原料氣體G0 是含有氬氣作為主成分，且含有氮、一氧化碳、氧、氫、及二氧化碳。主要的不純物例如為氮。
成為氬氣精製裝置Y的一部分之貯留系統1，是如第1圖所示，具有緩衝槽(buffer tank)10、除塵器11、升壓吹風器(blower)12、濃度分析計13、流量控制部14、及具有原料氣體導入端E1的線15。除塵器11、緩衝槽10、升壓吹風器12、及流量控制部14，是在線15內成直列配置。
緩衝槽10是用以暫時貯留含氬的混合氣體(包含原料氣體G0 )的貯留槽。另外，在本實施形態中，是將緩衝槽10構成為用於收容氣體的容積可變動。容積可變動的緩衝槽10，例如是藉由內部空間可擴大、縮小的袋狀物體來形成貯留空間。
除塵器11是將來自爐具的排放氣體之原料氣體G0 中所含的多量的粉塵、金屬粉等的固形成分從原料氣體G0 除去。這樣的除塵器11，是配置在緩衝槽10的上流側，而具有例如既定的除塵過濾器而成。
升壓吹風器12是配置在緩衝槽10的下流側，且是為了將原料氣體G0 收進緩衝槽10而作動。藉由升壓吹風器12的作動，負壓作用於緩衝槽10內的氣體貯留空間，使原料氣體G0 適當地流入緩衝槽10。另外，藉由升壓吹風器12的作動，將氣體G1 從緩衝槽10導出，而向著前處理系統2送出此氣體G1 。
濃度分析計13是測定經過緩衝槽10及升壓吹風器12的氣體G1 所含的各不純物的濃度。具體而言，濃度分析計13是測定氣體G1 所含的氮、一氧化碳、氧、氫、及二氧化碳的各自的濃度。
流量控制部14是控制供應至前處理系統2等的後段的氣體G1 的流量。這樣的流量控制部14是例如可控制開合度的閥所構成。
成為氬精製裝置Y的一部分的前處理系統2，是從氣體G1 除去以後段的PSA系統3中所實行的壓力變動吸附法(PSA法)、後段的TSA系統5中所實行的溫度變動吸附法(TSA法)等所難以除去的不純物。作為精製氬之時藉由PSA法、TSA法等難以除去的不純物者，可列舉出的有氧及氫。另外，因為氧常對將精製後的氬氣作為爐內氣氛氣體而再利用之時有害，有很高的除去必要性。前處理系統2是如第1圖所示，具有前處理槽20A、20B、20C、預熱器21、冷卻器22A、22B、22C、氧供應量控制部23A、23B、23C、氫供應量控制部24、溫度計25A、25B、25C、氫濃度分析計26、及線27。前處理槽20A、20B、20C，是在線27內配置成直列的狀態。線27則包含線27A、27B、27C、27D。
前處理槽20A是轉化反應槽，其用於將氣體G1 中的一氧化碳變成二氧化碳而實質上除去(一氧化碳會有對於充填於後段的前處理槽20B、20C的觸媒而言為觸媒毒的情況)。在前處理槽20A中，是充填著促進下列的反應式(1)所表示的轉化反應的觸媒。可用來作為此觸媒者，例如鉑系觸媒、鈀系觸媒等的貴金屬觸媒。
【化1】
CO+(1/2)O2 →CO2 　...(1)
前處理槽20B是轉化反應槽，其用於將經過前處理槽20A中的處理而由前處理槽20A導出的氣體G1 中的氫及氧變成水而將其低濃度化或實質上除去。在前處理槽20B中，是充填著促進下列的反應式(2)所表示的轉化反應的觸媒。可用來作為此觸媒者，例如鉑系觸媒、鈀系觸媒等的貴金屬觸媒。
【化2】
H2 +(1/2)O2 →H2 O　...(2)
前處理槽20C是轉化反應槽，其用於將經過前處理槽20B中的處理而由前處理槽20B導出的氣體G1 中的氫及氧變成水而將其低濃度化或實質上除去。在前處理槽20C中，是充填著促進上列的反應式(2)所表示的轉化反應的觸媒。可用來作為此觸媒者，例如鉑系觸媒、鈀系觸媒等的貴金屬觸媒。
預熱器21是為了在到達前處理槽20A升溫氣體G1 ，例如由電熱器所構成。氧供應量控制部23A是與圖外的氧貯留部連結，且與線27A連結。這樣的氧供應量控制部23A是為了控制因應需求而從氧貯留部供應至線27A的氧的流量，例如由可控制開合度、打開狀態時間等的閥所構成。溫度計25A是測定導入前處理槽20A之前的氣體G1 的溫度。
冷卻器22A是為了冷卻經過前處理槽20A中的處理而由前處理槽20A的出口端20b導出的氣體G1 ，而設置於線27B。這樣的冷卻器22A是例如為以冷卻水作為冷卻媒介的熱交換器所構成。氧供應量控制部23B是與圖外的氧貯留部連結，且與線27B連結。這樣的氧供應量控制部23B是為了控制因應需求而從氧貯留部供應至線27B的氧的流量，例如由可控制開合度、打開狀態時間等的閥所構成。溫度計25B是測定導入前處理槽20B之前的氣體G1 的溫度。
冷卻器22B是為了冷卻經過前處理槽20B中的處理而由前處理槽20B導出的氣體G1 ，而設置於線27C。這樣的冷卻器22B是例如為以冷卻水作為冷卻媒介的熱交換器所構成。氧供應量控制部23C是與圖外的氧貯留部連結，且與線27C連結。這樣的氧供應量控制部23C是為了控制因應需求而從氧貯留部供應至線27C的氧的流量，例如由可控制開合度、打開狀態時間等的閥所構成。氫供應量控制部24是與圖外的氫貯留部連結，且與線27C連結。這樣的氫供應量控制部24是為了控制因應需求而從氫貯留部供應至線27C的氫的流量，例如由可控制開合度、打開狀態時間等的閥所構成。氫濃度分析計26是在流動於線27C的氣體G1 添加氫、氧等之前，測定氣體G1 的氫濃度。溫度計25C是測定導入前處理槽20C之前的氣體G1 的溫度。
冷卻器22C是為了冷卻經過前處理槽20C中的處理而由前處理槽20C導出的氣體G1 ，而設置於線27D。這樣的冷卻器22C是例如為以冷卻水作為冷卻媒介的熱交換器所構成。
本實施形態中的前處理系統2，是具有如上所述的三段的轉化反應槽。然而，因應將氣體G1 供應至後段(PSA系統3、TSA系統5)之前從此氣體G1 所欲除去的不純物的種類及量，亦可以將前處理系統2構成為具備一段的轉化反應槽、或二段的轉化反應槽、或四段的轉化反應槽。或者是，將氣體G1 供應至後段(PSA系統3、TSA系統5)之前並無從此氣體G1 所欲除去的氮以外的不純物的情況，則亦可不設置前處理系統2。
成為氬氣精製裝置Y的一部分的PSA系統3，是如第1圖及第2圖所示，具有PSA裝置30。PSA裝置30是具有吸附塔31A、31B、31C、升壓機32、冷卻器33、線34~37，其構成是可利用來自前處理系統2的氣體G1 的壓力變動吸附法(PSA法)，而濃縮分離氬。
吸附塔31A、31B、31C各自在兩端具有氣體通過口31a、31b，並在氣體通過口31a、31b之間，充填有用以選擇性吸附氣體G1 所含的不純物的吸附劑。例如，可使用CaA式沸石(zeolite)來作為用以吸附作為不純物的氮、一氧化碳、二氧化碳等的吸附劑。例如，可使用碳分子篩(carbon molecular sieves；CMS)來作為用以吸附作為不純物的二氧化碳的吸附劑。例如，可使用氧化鋁來作為用以吸附作為不純物的水分的吸附劑。可以在吸附塔31A、31B、31C充填一種的吸附劑，亦可以在吸附塔31A、31B、31C層積、充填複數種的吸附劑。關於充填於吸附塔31A、31B、31C內的吸附劑的種類、數量等，是因應欲在吸附塔31A、31B、31C除去的不純物的種類及量來決定。
升壓機32是具有氣體吸入口32a及氣體送出口32b。氣體吸入口32a是與前處理系統2中的線27D連結。這樣的升壓機32的目的是將從氣體吸入口32a吸引的氣體G1 從氣體送出口32b向著吸附塔31A、31B、31C供應及送出，例如為壓縮機。
冷卻器33是在將氣體G1 供應至吸附塔31A、31B、31C之前，將此氣體G1 冷卻。
線34是具有主幹路34’及分支路34A、34B、34C，主幹路34’是連接升壓機32的氣體送出口32b，分支路34A、34B、34C是各自連接吸附塔31A、31B、31C的各氣體通過口31a側。在分支路34A、34B、34C，是附設有可以在開狀態與閉狀態之間切換的自動閥34a、34b、34c。另外，在線34的主幹路34’，是配置著上述的冷卻器33。
線35是具有主幹路35’及分支路35A、35B、35C，分支路35A、35B、35C是各自連接吸附塔31A、31B、31C的各氣體通過口31b側。在分支路35A、35B、35C，是附設有可以在開狀態與閉狀態之間切換的自動閥35a、35b、35c。
線36是具有主幹路36’及分支路36A、36B、36C，分支路36A、36B、36C是各自連接吸附塔31A、31B、31C的各氣體通過口31b側。在分支路36A、36B、36C，是附設有可以在開狀態與閉狀態之間切換的自動閥36a、36b、36c。
線37是具有主幹路37’及分支路37A、37B、37C，主幹路37’是具有氣體排出端E2，分支路37A、37B、37C是各自連接吸附塔31A、31B、31C的各氣體通過口31a側。在分支路37A、37B、37C，是附設有可以在開狀態與閉狀態之間切換的自動閥37a、37b、37c；在主幹路37’，是附設有可以在開狀態與閉狀態之間切換的自動閥37d。
本實施形態中的PSA系統3或PSA裝置30是具有如上所述的吸附塔31A、31B、31C。然而，亦可以將PSA系統3構成為具備一個吸附塔、亦可以構成為具備二個吸附塔、亦可以構成為具備四個以上的吸附塔者。或者是，將氣體G1 供應至後段的TSA系統5之前並無從此氣體G1 所欲除去的氮以外的不純物的情況，則亦可不設置PSA系統3。
成為氬氣精製裝置Y的一部分的回收線4，是如第1圖所示，連結PSA系統3或PSA裝置30中的上述線37、與貯留系統1中的上述緩衝槽10。在回收線4，是附設有可以在開狀態與閉狀態之間切換的自動閥4a。這樣的回收線4，是使從PSA裝置中的吸附塔31A、31B、31C的各氣體通過口31a側排出的既定氣體回到緩衝槽10。
成為氬精製裝置Y的一部分的TSA系統5，是如第1圖及第3圖所示，具有TSA裝置50。TSA裝置50是具有吸附塔51A、51B、熱交換器52A、冷卻器52B、冷媒槽52C、冷媒幫浦52D、鹽水冷卻器(brine cooler)52E、熱媒槽52F、熱媒幫浦52G、成為氣體流路的線53~58、與冷媒熱媒線，其中上述冷媒熱媒線是包含與冷媒流動及熱媒流動相關的線59a~59f，且在既定部位附有自動閥。TSA裝置50是構成為利用溫度變動吸附法(TSA法)，而可以從來自PSA系統3的準精製氣體G2 進一步地濃縮分離氬。
吸附塔51A、51B是分別具有氣體通過口51a、51b、至少一根吸附管51c、二片分隔板51d、與空間部51e、51f。吸附塔51A、51B是被縱向放置。在吸附管51c中，是充填有用以選擇性吸附作為氣體G1 所含的不純物之氮的吸附劑。可使用例如，可使用CaX式沸石、Ca絲光沸石(mordenite)式沸石、及LiX式沸石來作為此類的吸附劑。可以在吸附管51c內充填一種的吸附劑，亦可以在吸附塔51A、51B內層積、充填複數種的吸附劑。這樣的吸附管51c，是在塔內受到分隔板51d的支撐，而連通吸附管51c內部與空間部51e乃至氣體通過口51a、51b。另外，空間部51e是氣體流路的一部分；而空間部51f是接受容納冷媒、熱媒等的部位；而上述空間部51e、51f是藉由分隔板51d而分隔出來。
熱交換器52A是冷卻從PSA裝置30導出的準精製氣體G2 ，冷卻器52B是冷卻已經過熱交換器52A的準精製氣體G2 ，冷媒槽52C是存放液狀的冷媒M1。作為冷媒M1者，可使用例如乙醇水溶液、甲醇水溶液、氯化鈣水溶液、氯化甲烷、或乙二醇。冷媒幫浦52D是將冷媒槽52C內的冷媒M1送至鹽水冷卻器52E側而至吸附塔51A、51B側。鹽水冷卻器52E是附有冷凍機的冷媒冷卻器，其是為了在冷媒M1到達吸附塔51A、51B之前，將此液狀冷媒冷卻至既定溫度為止。熱媒槽52F是存放液狀的熱媒M2並加熱熱媒M2，而在熱媒槽52F是設置有既定的加熱工具(省略其圖示)。作為熱媒M2者，可使用例如乙醇水溶液、甲醇水溶液、氯化鈣水溶液、氯化甲烷、或乙二醇。在本實施形態中，冷媒M1及熱媒M2是同一種類的液體。熱媒幫浦52G是將熱媒槽52F內的熱媒M2送至吸附塔51A、51B側。
線53是具有主幹路53’及分支路53A、53B，分支路53A、53B是各自連接吸附塔51A、51B的各氣體通過口51a側。在分支路53A、53B，是附設有可以在開狀態與閉狀態之間切換的自動閥53a、53b。上述的熱交換器52A及冷卻器52B，是設置於線53的主幹路53’。
線54是具有主幹路54’及分支路54A、54B，分支路54A、54B是各自連接吸附塔51A、51B的各氣體通過口51b側。在分支路54A、54B，是附設有可以在開狀態與閉狀態之間切換的自動閥54a、54b。線54的主幹路54’，是連接於上述的熱交換器52A。
線55是具有精製氣體導出端E3，並經由熱交換器52A與線54連通。
線56是具有主幹路56’及分支路56A、56B，分支路56A、56B是各自連接吸附塔51A、51B的各氣體通過口51b側。在分支路56A、56B，是附設有可以在開狀態與閉狀態之間切換的自動閥56a、56b。另外，線56的主幹路56’，是與上述的線55連結，而在主幹路56’，是附設有可以在開狀態與閉狀態之間切換的自動閥56c。
線57是具有主幹路57’及分支路57A、57B，分支路57A、57B是各自連接吸附塔51A、51B的各氣體通過口51b側。在分支路57A、57B，是附設有可以在開狀態與閉狀態之間切換的自動閥57a、57b。另外，線57的主幹路57’，是連結於線54的主幹路54’。
線58是具有主幹路58’及分支路58A、58B，分支路58A、58B是各自連接吸附塔51A、51B的各氣體通過口51a側。在分支路58A、58B，是附設有可以在開狀態與閉狀態之間切換的自動閥58a、58b。另外，線58的主幹路58’，是連結於上述的貯留系統1的緩衝槽10。
包含於冷媒熱媒線的線59a，是供應到吸附塔51A、51B的冷媒供應用線，其直列地連結冷媒槽52C、冷媒幫浦52D、鹽水冷卻器52E，且其設置是可以與吸附塔51A、51B的各自的空間部51f的下端側連通。
線59b是從吸附塔51A、51B回收冷媒的冷媒回收用線，其設置是可以與吸附塔51A、51B的各自的空間部51f的上端側連通、且可以與空間部51f的下端側連通。另外，線59b是連接於冷媒槽52C。
線59c是均壓用線，其設置是可以與吸附塔51A、51B的各自的空間部51f的上端側連通、且連接於冷媒槽52C。
線59d是供應到吸附塔51A、51B的熱媒供應用線，其直列地連結熱媒槽52F及熱媒幫浦52G，且其設置是可以與吸附塔51A、51B的各自的空間部51f的下端側連通。
線59e是從吸附塔51A、51B回收熱媒的熱媒回收用線，其設置是可以與吸附塔51A、51B的各自的空間部51f的上端側連通、且可以與空間部51f的下端側連通。另外，線59e是連接於熱媒槽52F。
線59f是均壓用線，其設置是可以與吸附塔51A、51B的各自的空間部51f的上端側連通、且連接於熱媒槽52F。
使用具有如以上構造的氬精製裝置Y，則可以以如已下的要領來實行本發明相關的氬精製方法。
在貯留系統1中，使升壓吹風器12作動，而從線15的原料氣體導入端E1收到原料氣體G0 。收到的原料氣體G0 因通過除塵器11而除去既定的固形成分之後，被收進緩衝槽10。在緩衝槽10中，亦從PSA系統3收進經過回收線4而來自PSA系統3的排放氣體，另外，亦從線58收進來自TSA系統5的排放氣體。然後，將氣體G1 從緩衝槽10導出。關於氣體G1 ，是藉由流量控制部14來調節流量。
在流量控制部14受到流量控制的氣體G1 ，是被供應至前處理系統2。在前處理系統2中，是依序對氣體G1 進行在前處理槽20A的一氧化碳的除去(第一處理)、在前處理槽20B的氫濃度的降低或氫的除去(第二處理)、在前處理槽20C的第二處理後殘存的氫的除去(第三處理)。具體而言，在前處理槽20A中，如上所述，是藉由反應式(1)所表的轉化反應而將氣體G1 中的一氧化碳變成二氧化碳來將其實質上除去。在前處理槽20B中，如上所述，是藉由反應式(2)所表的轉化反應而將氣體G1 中的氫及氧變成水來將其低濃度化或實質上除去。在前處理槽20C中，如上所述，是藉由反應式(2)所表的轉化反應而將氣體G1 中的氫及氧變成水來將其實質上除去。
在將氣體G1 導入前處理槽20A之前，調節氣體G1 的溫度。具體而言，氣體G1 的由溫度計25A所測定的溫度，是在線27A中通過預熱器21之時而升溫至例如130~150℃。藉此，使前處理槽的反應溫度為例如250℃以下。對於促進上述反應式(1)所表的轉化反應而言，前處理槽20A中的反應溫度較好為130℃以上。對於在前處理槽20A中充分抑制產生甲烷的反應而言，前處理槽20A中的反應溫度較好為250℃以下。
在將氣體G1 導入前處理槽20A之前，在氣體G1 ，藉由氧供應量控制部23A的作動而添加視需求之既定量的氧。氧的添加量，是根據以上述的濃度分析計13所測定的一氧化碳濃度及氧濃度所決定。為了促進上述反應式(1)所表的轉化反應而在前處理槽20A充分地除去一氧化碳，導入前處理槽的氣體G1 所含的氧，較好為導入前處理槽20A的氣體G1 所含的一氧化碳的1.0~1.5倍當量。在前處理槽20A中，如上所述，發生上述反應式(1)所表的轉化反應，而將氣體G1 中的一氧化碳變成二氧化碳而將其實質上地除去。
在前處理槽20A之後、將氣體G1 導入前處理槽20B之前，藉由通過冷卻器22A來調節氣體G1 的的溫度。將氣體G1 導入前處理槽20B之前調節氣體G1 的的溫度，而使以溫度計25B所測定的溫度為例如50~60℃。藉此，使前處理槽20B中的反應溫度為例如100~360℃。對於促進上述反應式(2)所表的轉化反應而言，前處理槽20B中的反應溫度較好為100~360℃。另外，假設前段的前處理槽20A中發生因氫與氧的反應而產生作為副產物的水的情況，由於水分會成為前處理槽20B內的觸媒的活性阻害要因，導入至前處理槽20B的氣體G1 的溫度，較好為凝結溫度(例如50℃)以上。
在將氣體G1 導入前處理槽20B之前，在氣體G1 ，藉由氧供應量控制部23B的作動而添加視需求之既定量的氧。氧的添加量，是根據以上述的濃度分析計13所測定的一氧化碳濃度及氧濃度、還有在前處理槽20A之前添加的氧量所決定。上述反應式(2)所表的轉化反應為發熱反應，導入前處理槽20B的氣體G1 所含的氧，較好為使前處理槽20B中的反應溫度不超過360℃的量。在前處理槽20B中，如上所述，發生上述反應式(2)所表的轉化反應，而將氣體G1 中的氫及氧變成水而將其實質上地除去或低濃度化。
在前處理槽20B之後、將氣體G1 導入前處理槽20C之前，藉由通過冷卻器22B來調節氣體G1 的的溫度。將氣體G1 導入前處理槽20C之前，調節氣體G1 的溫度將，而使以溫度計25C所測定的溫度為例如50~60℃。藉此，使前處理槽20C中的反應溫度為例如100~360℃。對於促進上述反應式(2)所表的轉化反應而言，前處理槽20B中的反應溫度較好為100~360℃。另外，由於氣體G1 中的水分可能會成為前處理槽20C內的觸媒的活性阻害要因，導入至前處理槽20C的氣體G1 的溫度，較好為凝結溫度(例如50℃)以上。
在將氣體G1 導入前處理槽20C之前，在以氫濃度分析計26測定氣體G1 的氫濃度之後，藉由氧供應量控制部23C的作動而添加視需求之既定量的氧，又藉由氫供應量控制部24的作動而添加視需求之既定量的氫。氧的添加量，是根據以上述的濃度分析計13所測定的一氧化碳濃度及氧濃度、在前處理槽20A之前添加的氧量、在前處理槽20B之前添加的氧量、還有由氫濃度分析計26所測定的氫濃度所決定。為了藉由上述反應式(2)所表的轉化反應而在前處理槽20C除去氫，導入至前處理槽20C的氣體G1 所含的氧，較好為導入至前處理槽20C的氣體G1 所含的氫的1/2當量。在前處理槽20C中，如上所述，發生上述反應式(2)所表的轉化反應，而將氣體G1 中的氫及氧變成水而將其實質上地除去。在從以氬精製裝置Y所精製的氬除去氫及氧的情況中，在前處理槽20B可以充分除去氫及氧的情況中，則不一定要設置前處理槽20C等。
在經過前處理槽20C之後，藉由通過冷卻器22C來調節氣體G1 的溫度。通過冷卻器22C之後的氣體G1 的溫度例如為20~40℃。
在前處理系統2中已受到既定的前處理的氣體G1 ，是將其供應至PSA系統3。供應至PSA系統3的氣體G1 ，是藉由升壓機32而被壓縮成例如0.8~1MPaG(G是代表表壓(gage pressure)，以下皆同)之後，藉由通過冷卻器33而被冷卻至既定溫度。在PSA系統3及回收線4中，在PSA裝置30的驅動之時，以第4圖至第6圖所示的樣態來切換自動閥34a~34c、35a~35c、36a~36c、37a~37d、4a，藉此實現裝置內的所欲的氣體的流動狀態，而可以重複以下的步驟1~15所構成的循環(在第4圖至第6圖中，以○來表示各自動閥的開狀態、且以×來表示閉狀態)。在本方法的1個循環中，是在吸附塔31A、31B、31C各自進行吸附步驟、第一減壓步驟、第二減壓步驟、第一脫附步驟、第二脫附步驟、第一清潔步驟、第二清潔步驟、第一升壓步驟、及第二升壓步驟。第7圖是顯示步驟1~5中的在PSA裝置30的氣體的流動狀態。第8圖是顯示步驟6~10中的在PSA裝置30的氣體的流動狀態。第9圖是顯示步驟11~15中的在PSA裝置30的氣體的流動狀態。
在步驟1中，如第4圖所示選擇各自動閥的開閉狀態、且藉由升壓機32的作動，而達成如第7圖(a)所示的氣體流動狀態，而在吸附塔31A進行吸附步驟、在吸附塔31B進行第一清潔步驟、在吸附塔31C進行第一減壓步驟。
一併參照第3圖及第7圖(a)而可以更容易理解，在步驟1中，將氣體G1 導入處於既定的高壓狀態的吸附塔31A的氣體通過口31a側，使吸附塔31A內的吸附劑吸附此氣體G1 中的不純物(二氧化碳、水、氮等)，將氬氣富化後的準精製氣體G2 從吸附塔31A的氣體通過口31b側導出。準精製氣體G2 是經由線35而向著TSA系統5而被送出。在此同時，在步驟1中，將已經經過後文所述的步驟11~15(吸附步驟)的吸附塔31C的內部降壓，而從吸附塔31C的氣體通過口31b側導出氣體G3 。此氣體G3 是經由線36而被導引至吸附塔31B。在此同時，在步驟1中，將來自吸附塔31C的氣體G3 作為清潔氣體而導入至經過後文所述的步驟15(第二脫附步驟)的吸附塔31B的氣體通過口31b側，同時並從吸附塔31B的氣體通過口31a側導出氣體G3 ’(沖洗用氣體)。此氣體G3 ’是經由線37而從氣體排出端E2被排出到裝置外。
在步驟2中，如第4圖所示選擇各自動閥的開閉狀態、且藉由升壓機32的作動，而達成如第7圖(b)所示的氣體流動狀態，而在吸附塔31A進行吸附步驟、在吸附塔31B進行第二清潔步驟、在吸附塔31C進行第一減壓步驟。
一併參照第3圖及第7圖(b)而可以更容易理解，在步驟2中，在吸附塔31A接續步驟1而進行吸附步驟，而導出準精製氣體G2 。在此同時，在步驟2中，在吸附塔31C接續步驟1而進行第一減壓步驟。在此同時，在步驟2中，接續步驟1將來自吸附塔31C的氣體G3 作為清潔氣體而導入至吸附塔31B的氣體通過口31b側，並從吸附塔31B的氣體通過口31a側導出氣體G3 ”(沖洗用氣體)。此氣體G3 ”是經由線37及回收線4而導入至緩衝槽10，而被貯留於緩衝槽10。
在步驟3中，如第4圖所示選擇各自動閥的開閉狀態、且藉由升壓機32的作動，而達成如第7圖(c)所示的氣體流動狀態，而在吸附塔31A進行吸附步驟、在吸附塔31B進行第一升壓步驟、在吸附塔31C進行第二減壓步驟。
一併參照第3圖及第7圖(c)而可以更容易理解，在步驟3中，在吸附塔31A接續步驟2而進行吸附步驟，而導出準精製氣體G2 。在此同時，在步驟3中，在吸附塔31C接續步驟2而將吸附塔31C的內部降壓，從吸附塔31C的氣體通過口31b側導出氣體G4 。此氣體G4 是經由線36而被導引至吸附塔31B。在此同時，在步驟3中，將來自吸附塔31C的氣體G4 作為升壓氣體而導入至吸附塔31B的氣體通過口31b側，將吸附塔31B的內部升壓。
在步驟4中，如第4圖所示選擇各自動閥的開閉狀態、且藉由升壓機32的作動，而達成如第7圖(d)所示的氣體流動狀態，而在吸附塔31A進行吸附步驟、在吸附塔31B進行第二升壓步驟、在吸附塔31C進行第一脫附步驟。
一併參照第3圖及第7圖(d)而可以更容易理解，在步驟4中，在吸附塔31A接續步驟3而進行吸附步驟，而導出準精製氣體G2 。準精製氣體G2 的一部分則被導引至吸附塔31B。在此同時，在步驟4中，則將來自吸附塔31A的準精製氣體G2 作為升壓氣體而導入至吸附塔31B的氣體通過口31b側，而將吸附塔31B的內部升壓。在此同時，在步驟4中，將吸附塔31C的內部降壓，而將不純物從吸附塔31C內的吸附劑脫附，而從吸附塔31C的氣體通過口31a側導出氣體G5 (廢氣)。此氣體G5 是經由線36及回收線4而導入至緩衝槽10，而被貯留於緩衝槽10。
在步驟5中，如第4圖所示選擇各自動閥的開閉狀態、且藉由升壓機32的作動，而達成如第7圖(e)所示的氣體流動狀態，而在吸附塔31A進行吸附步驟、在吸附塔31B進行第二升壓步驟、在吸附塔31C進行第二脫附步驟。
一併參照第3圖及第7圖(e)而可以更容易理解，在步驟5中，在吸附塔31A接續步驟4而進行吸附步驟，而導出準精製氣體G2 。準精製氣體G2 的一部分則被導引至吸附塔31B。在此同時，在步驟5中，在吸附塔31B接續步驟4而將內部升壓。在此同時，在步驟5中，接續步驟4將吸附塔31C內部降壓，而將不純物從吸附塔31C內的吸附劑進一步脫附，而從吸附塔31C的氣體通過口31a側導出氣體G6 (廢氣)。此氣體G6 是經由線37而從氣體排出端E2被排出到裝置外。
在步驟1~5中，處於吸附步驟的吸附塔31A的內部的最高壓力，例如是700~800kPaG。步驟1的第一清潔步驟的終了時間點的吸附塔31C的內部的壓力是例如500~600kPaG。橫跨步驟1~2的第一減壓步驟的終了時間點中的吸附塔31C的內部的壓力(第一中間壓力)是例如300~400kPaG。步驟3的第二減壓步驟的終了時間點的吸附塔31C的內部的壓力(第二中間壓力)是例如150~200kPaG。步驟4的第一脫附步驟的終了時間點的吸附塔31C的內部的壓力是例如70~100kPaG。步驟5的第二脫附步驟的終了時間點的吸附塔31C的內部的壓力是例如0~30kPaG。
在步驟6~10中，與在步驟1~5在吸附塔31A所進行者相同，在吸附塔31B中進行如第8圖所示的吸附步驟。在此同時，在步驟6~10中，與在步驟1~5在吸附塔31B所進行者相同，在吸附塔31C進行如第8圖所示的第一清潔步驟(步驟6)、第二清潔步驟(步驟7)、第一升壓步驟(步驟8)、及第二升壓步驟(步驟9、10)。在此同時，在步驟6~10中，與在步驟1~5在吸附塔31C所進行者相同，在吸附塔31A中進行第8圖所示的第一減壓步驟(步驟6、7)、第二減壓步驟(步驟8)、第一脫附步驟(步驟9)、及第二脫附步驟(步驟10)。
在步驟11~15中，與在步驟1~5在吸附塔31A所進行者相同，在吸附塔31C中進行如第9圖所示的吸附步驟。在此同時，在步驟11~15中，與在步驟1~5在吸附塔31B所進行者相同，在吸附塔31A進行如第9圖所示的第一清潔步驟(步驟11)、第二清潔步驟(步驟12)、第一升壓步驟(步驟13)、及第二升壓步驟(步驟14、15)。在此同時，在步驟11~15中，與在步驟1~5在吸附塔31C所進行者相同，在吸附塔31B中進行第9圖所示的第一減壓步驟(步驟11、12)、第二減壓步驟(步驟13)、第一脫附步驟(步驟14)、及第二脫附步驟(步驟15)。
如上，從PSA系統3或PSA裝置30，持續取出氬氣富化後的準精製氣體G2 。
在TSA系統5中，在TSA裝置50的驅動之時，以第10圖及第11圖所示的樣態來切換自動閥53a、53b、54a、54b、56a、56b、56c、57a、57b、58a、58b，藉此實現裝置內的所欲的氣體的流動狀態，而可以重複以下的步驟1~10所構成的循環(在第10圖及第11圖中，以○來表示各自動閥的開狀態、且以×來表示閉狀態)。在本方法的1個循環中，是在吸附塔51A、51B各自進行吸附步驟、冷媒抽出步驟、加熱脫附步驟、熱媒抽出步驟、冷卻步驟、及蓄壓步驟。第12~21圖是顯示步驟1~10中的在TSA裝置50的氣體、冷媒M1及熱媒M2的流動狀態。
在步驟1中，如第10圖所示適當地選擇冷媒熱媒線的各自動閥的開閉狀態、且選擇氣體線的各自動閥的開閉狀態，而達成如第12圖所示的冷媒流動狀態及氣體流動狀態，而在吸附塔51A進行吸附步驟、在吸附塔51B進行冷媒抽出步驟。具體的步驟是如下所述。
在步驟1中，是從冷媒槽52C經由線59a而將冷媒M1供應至吸附塔51A的空間部51f的下端側。此冷媒M1，是藉由冷媒幫浦52D將其從冷媒槽52C抽出，而通過鹽水冷卻器52E而受到冷卻。藉由鹽水冷卻器52E而達成的冷媒M1的冷卻溫度為-50~-40℃。在此同時，從吸附塔51A的空間部51f的上端側經由線59b而將冷媒M1回收至冷媒槽52C。此冷媒M1是在被回收至冷媒槽52C之前通過冷卻器52B，而被用來冷卻準精製氣體G2 。由於冷媒M1與準精製氣體G2 之間的比熱之差大，在冷卻器52B可以有效率地冷卻準精製氣體G2 。冷媒M1是在吸附塔51A的空間部51f與鹽水冷卻器52E之間巡迴，藉此吸附塔51A的吸附管51c內的吸附劑持續受到冷卻而維持在低溫的吸附用溫度。吸附用溫度最低為-50℃、較好為-40℃以上。在本實施形態中，吸附用溫度是例如為-35℃。在此同時，經由線53將準精製氣體G2 導入吸附塔51A的氣體通過口51a側，使吸附塔51A的吸附管51c內的吸附劑吸附此氣體G2 中的不純物氮，且將完成氬富化的精製氣體G7 從吸附塔51A的氣體通過口51b側導出。精製氣體G7 是經由線54、55而從精製氣體導出端E3被排出到裝置外。此精製氣體G7是在被排出到裝置外之前通過熱交換器52A，而被用來冷卻準精製氣體G2 。在此同時，從已經經過後文所述的步驟6~10(吸附步驟)的吸附塔51B的空間部51f的下端側經由線59b，而將冷媒M1回收至冷媒槽52C(此時，使線59c的自動閥為開狀態，將冷媒槽52C與吸附塔51B的空間部51f均壓)。處於吸附步驟的吸附塔51A的吸附管51c的內部壓力為0.01~1MPaG的範圍。
在步驟2中，如第10圖所示適當地選擇冷媒熱媒線的各自動閥的開閉狀態、且選擇氣體線的各自動閥的開閉狀態，而達成如第13圖所示的冷媒流動狀態、熱媒流動狀態、及氣體流動狀態，而在吸附塔51A進行吸附步驟、在吸附塔51B進行加熱脫附步驟。具體的步驟是如下所述。
在步驟2中，是在吸附塔51A中接續步驟1而進行吸附步驟，導出精製氣體G7 。在此同時，藉由熱媒幫浦52G將熱媒M2抽出，從熱媒槽52F經由線59d而將熱媒M2供應至吸附塔51B的空間部51f的下端側。在熱媒槽52F內，是將熱媒M2加熱至例如45~50℃。在此同時，從吸附塔51B的空間部51f的上端側經由線59e而將熱媒M2回收至熱媒槽52F。熱媒M2是在吸附塔51B的空間部51f與熱媒槽52F之間巡迴，藉此吸附塔51B的吸附管51c內的吸附劑持續受到加熱而被升溫至到達例如40℃為止。在加熱脫附步驟中的吸附劑的最高到達溫度會高達50℃。在此同時，經由線56而將從吸附塔51A導出的精製氣體G7 的一部分，導入吸附塔51B的氣體通過口51b側，同時將完氣體G7 ’從吸附塔51B的氣體通過口51a側導出。此氣體G7 ’是經由線58(回收線)而被導入至緩衝槽10，而被貯留於緩衝槽10。另外，處於加熱脫附步驟的吸附塔51B的吸附管51c的內部壓力是在限定於低於吸附步驟中的吸附管51c的內部壓力的情況中，是大氣壓至0.05MPaG之間。
在步驟3中，如第10圖所示適當地選擇冷媒熱媒線的各自動閥的開閉狀態、且選擇氣體線的各自動閥的開閉狀態，而達成如第14圖所示的冷媒流動狀態、熱媒流動狀態、及氣體流動狀態，而在吸附塔51A進行吸附步驟、在吸附塔51B進行熱媒抽出步驟。具體的步驟是如下所述。
在步驟3中，是在吸附塔51A中接續步驟2而進行吸附步驟，導出精製氣體G7 。在此同時，從吸附塔51B的空間部51f的下端側經由線59e，將熱媒M2回收至熱媒槽52F(此時，使線59f的自動閥為開狀態，將熱媒槽52F與吸附塔51B的空間部51f均壓)。
在步驟4中，如第10圖所示適當地選擇冷媒熱媒線的各自動閥的開閉狀態、且選擇氣體線的各自動閥的開閉狀態，而達成如第15圖所示的冷媒流動狀態及氣體流動狀態，而在吸附塔51A進行吸附步驟、在吸附塔51B進行冷卻步驟。具體的步驟是如下所述。
在步驟4中，是在吸附塔51A中接續步驟3而進行吸附步驟，導出精製氣體G7 。在此同時，亦從冷媒槽52C經由線59a而將冷媒M1供應至吸附塔51B的空間部51f的下端側。此冷媒M1，是藉由冷媒幫浦52D將其從冷媒槽52C抽出，而通過鹽水冷卻器52E而受到冷卻。在此同時，從吸附塔51B的空間部51f的上端側經由線59b而將冷媒M1回收至冷媒槽52C。此冷媒M1是在吸附塔51B的空間部51f與鹽水冷卻器52E之間巡迴，藉此吸附塔51B的吸附管51c內的吸附劑持續受到冷卻而被降溫至例如-35℃(吸附用溫度)為止。在此同時，經由線57將從吸附塔51A導出的精製氣體G7 的一部分導入吸附塔51B的氣體通過口51b側，同時將氣體G7 ’從吸附塔51B的氣體通過口51a側導出。被導入至吸附塔51B的精製氣體G7 是對吸附塔51B的吸附管51c內的吸附劑的冷卻有貢獻。另外，氣體G7 ’是經由線58(回收線)而被導入至緩衝槽10，而被貯留於緩衝槽10。
在步驟5中，如第10圖所示適當地選擇冷媒熱媒線的各自動閥的開閉狀態、且選擇氣體線的各自動閥的開閉狀態，而達成如第16圖所示的冷媒流動狀態及氣體流動狀態，而在吸附塔51A進行吸附步驟、在吸附塔51B進行蓄壓步驟。具體的步驟是如下所述。
在步驟5中，是在吸附塔51A中接續步驟4而進行吸附步驟，導出精製氣體G7 。在此同時，接續步驟4而將冷媒M1在吸附塔51B的空間部51f與鹽水冷卻器52E之間巡迴，而吸附塔51B的吸附管51c內的吸附劑則受到冷卻。在此同時，經由線57將從吸附塔51A導出的精製氣體G7 的一部分導入吸附塔51B的氣體通過口51b側，而將吸附塔51B的吸附管51c內蓄壓。吸附塔51B的吸附管51c內，是被升壓至例如0.01~1MPaG的範圍的既定壓力為止。
在步驟6~10中，與在步驟1~5在吸附塔51A所進行者相同，在吸附塔51B中進行吸附步驟。在此同時，在步驟6~10中，與在步驟1~5在吸附塔31B所進行者相同，在吸附塔51A進行冷媒抽出步驟(步驟6)、加熱脫附步驟(步驟7)、熱媒抽出步驟(步驟8)、冷卻步驟(步驟9)、及蓄壓步驟(步驟10)。步驟6~10中的冷媒流動狀態、熱媒流動狀態、及氣體流動狀態，是示於第17~21圖。
如上所述，從氬精製裝置Y或TSA裝置，持續取出已完成氬富化的精製氣體G7 。
若藉由進行氬精製裝置Y的使用之以上的氬精製方法，可以取得成為精製氣體G7 之99.999%以上的高純度的氬(精製氣體G7 中的氮濃度可以減低至0.1體積ppm以下)。
另外，在本方法中，是在TSA裝置50的吸附塔51A、51B各自實行包含如上所述的吸附步驟、冷媒抽出步驟、加熱脫附步驟、熱媒抽出步驟、冷卻步驟、及蓄壓步驟，藉此謀求作為準精製氣體G2 中的氬的富化乃至高純度化。若藉由本方法，可以容易達成高純度化的氬的高產率。這是因為在本方法中，在加熱脫附步驟中從吸附塔51A、51B持續導出的廢氣(氣體G7 ’)是回到緩衝槽10，將此廢氣供作使用PSA法及TSA法的再一次的氬富化。在本方法的加熱脫附步驟中，是從經過吸附步驟而吸附著氮的吸附劑將氮脫附。為了將此脫附的氮適當地排出吸附管51c外，將精製氣體G7 (高純度氬氣)導入處於加熱脫附步驟的吸附塔51A、51B的吸附管51c。因此，從處於加熱脫附步驟的吸附塔51A、51B的吸附管51c導出的廢氣(氣體G7 ’)的氬濃度較高。在本方法中，並未將這樣的廢氣(氣體G7 ’)排出裝置外而使其回到緩衝槽10，供作使用PSA法及TSA法的再一次的氬富化。因此，本方法是適用於以高產率取得高純度氬。
除此之外，若藉由本方法，則容易縮短在TSA裝置50的TSA作業時間。這是因為在本方法中，是在實行伴隨著吸附劑的溫度變動的TSA法之時，使用液狀的冷媒M1及液狀的熱媒M2來實現吸附劑的溫度變動。具體的步驟是如下所述。
在本發明的加熱脫附步驟中，是使用液狀的熱媒M2加熱吸附管51c內的吸附劑。藉由使液狀的熱媒M2接觸充填著吸附劑的吸附管51c，而將熱從此液狀的熱媒M2供應至吸附管51c內的吸附劑，而加熱吸附劑。由於液狀的熱媒M2的比熱是有相當程度地大於氣體的比熱，比起使用氣體作為用於TSA法中加熱吸附劑的媒介之情況，如本方法使用液狀的熱媒M2來加熱吸附劑的情況可以較快使吸附劑升溫至所欲的溫度。假如設定使用55%乙醇水溶液來作為本方法中的熱媒M2的情況(第一情況)，並設定使用氬氣來作為加熱用的媒介將吸附劑升溫的情況(第二情況)，由於55%乙醇水溶液的比熱為0.839kcal/kg‧℃(在-20℃)、氬氣的比熱為0.125kcal/kg‧℃(在-23℃)，關於每單位時間對吸附劑的熱供應量，在第一情況是可以實現第二情況的7倍左右。因此，第一情況(相關於本發明的情況)，是可以在以第二情況的七分之一的程度的短時間之下使加熱脫附步驟結束。加熱脫附步驟時間的縮短，是有助於TSA作業時間的縮短。
另一方面，本方法的冷卻步驟中，是使用液狀的冷媒M1來冷卻吸附管51c內的吸附劑。藉由使液狀的冷媒M1接觸充填著吸附劑的吸附管51c，而藉由此冷媒M1從吸附管51c內的吸附劑奪取熱能，而藉此冷卻吸附劑。由於液狀的冷媒M1的比熱是有相當程度地大於氣體的比熱，比起使用氣體作為用於TSA法中冷卻吸附劑的媒介之情況，如本方法使用液狀的冷媒M1來冷卻吸附劑的情況可以較快使吸附劑降溫至所欲的溫度。假如設定使用55%乙醇水溶液來作為本方法中的冷媒M1的情況(第三情況)，並設定使用氬氣來作為冷卻用的媒介將吸附劑降溫的情況(第四情況)，由於55%乙醇水溶液及氬氣的比熱是如上所述，關於每單位時間從吸附劑的熱接收量，在第三情況是可以實現第四情況的7倍左右。因此，第三情況(相關於本發明的情況)，是可以在以第四情況的七分之一的程度的短時間之下使冷卻步驟結束。冷卻步驟時間的縮短，是有助於TSA作業時間的縮短。
如上所述，本發明相關之氬精製方法，是適用於利用TSA法而以高產率取得高純度氬，且適用於謀求TSA作業時間的縮短。
本方法之在TSA系統5的吸附步驟中的吸附劑的吸附用溫度，如上所述為-50℃以上。這樣的構成，從簡便地實施本方法的觀點來說是較佳的。這是因為將冷媒M1冷卻至實現低至-50℃的吸附用溫度之程度，是可以藉由較容易取得的冷卻機等來實現。
本方法之在TSA系統5的加熱脫附步驟中受到加熱的吸濕劑的溫度，如上所述，最高為50℃。將熱媒M2加熱至實現加熱脫附步驟中最高為50℃的加熱溫度之程度，是可以藉由較容易取得的電熱器等來實現。
本方法之在TSA系統5的處於吸附步驟的吸附塔51A、51B的吸附管51c的內部壓力，如上所述為0.01MPaG至1MPaG的範圍；且處於加熱脫附步驟的吸附塔51A、51B的吸附管51c的內部壓力，如上所述是限於低於吸附步驟中的吸附管51c的內部壓力，而為大氣壓至0.05MPaG的範圍。這樣的構成，是適用於在吸附步驟促進不純物氮吸附至吸附劑、在加熱脫附步驟促進不純物氮從吸附劑脫附的情況。
在本發明中，是可以在TSA系統5以冷媒M1與熱媒M2不互相混在一起的方式使這些冷媒M1及熱媒M2在TSA裝置50內巡迴。也就是對冷媒M1而言，可以避免因熱媒M2的混入而使溫度不當地上升的情況；另外，對熱媒M2而言，可以避免因冷媒M1的混入而使冷媒M1溫度不當地下降的情況。這樣的構成，是適用於有效率地使用冷媒M1及熱媒M2。
在本方法中，是在PSA系統3而如上所述，從處於脫附步驟(第一脫附步驟、第二脫附步驟)的吸附塔31A、31B、31C持續導出的氣體(廢氣)之中，將氬氣濃度相對較高的廢氣(氣體G5 )導入緩衝槽10，將此廢氣供作使用PSA法的再次的氬的富化。這樣的構成，是有助於以高產率取得高純度氬。
在本方法中，是在PSA系統3而如上所述，從處於清潔步驟(第一清潔步驟、第二清潔步驟)的吸附塔31A、31B、31C持續導出的氣體(沖洗用氣體)之中，將氬氣濃度相對較高的沖洗用氣體(氣體G3 ”)導入緩衝槽10，將此沖洗用氣體供作使用PSA法的氬氣的富化。這樣的構成，是有助於以高產率取得高純度氬。
【實施例】
使用第1圖至第3圖所示的氬氣精製裝置Y，而從既定的原料氣體G0 將氬濃縮分離。在本實施例中的原料氣體G0 ，是從單晶矽拉晶爐排出的使用完畢的氣氛氣體，其含有作為主成分的氬氣。此原料氣體G0 的的規格，是揭露於第22圖的表格。
在本實施例中，在貯留系統1中，將原料氣體G0 收進緩衝槽10，並同時從緩衝槽10向著後段(前處理系統2、PSA系3)持續供應氣體G1 ，而針對氣體G1 ，是藉由升壓吹風器12及流量控制部14，將壓力控制在0.1MPa、且將流量控制在20Nm3 /h。
在本實施例中，是在前處理系統2中，以以下的條件對氣體G1 進行前處理。使用鉑系觸媒來作為前處理槽20A內的觸媒。針對導入至前處理槽20A之前的氣體G1 ，是添加相對於一氧化碳為既定的過剩量的氧，使得在前處理槽20A充分地除去一氧化碳。在前處理槽20A的反應溫度是控制在230℃。使用鉑系觸媒作為前處理槽20B內的觸媒。針對導入至前處理槽20B之前的氣體G1 ，是添加既定量的氧，而使在前處理槽20B除去一部分的氫。在前處理槽20B的反應溫度是控制在250℃。使用鉑系觸媒作為前處理槽20C內的觸媒。針對導入至前處理槽20C之前的氣體G1 ，是添加既定量的氧，而使經過前處理槽20C後實質上除去氫及氧。在前處理槽20C的反應溫度是控制在230℃。在前處理槽20C之後的冷卻器22C中，將氣體G1 冷卻至30℃。
在本實施例中，是在PSA系統3或PSA裝置30中，藉由升壓機32將氣體G1升壓至0.8MPa為止，並同時如第7圖至第9圖所示在吸附塔31A、31B、31C中重複由吸附步驟、第一減壓步驟、第二減壓步驟、第一脫附步驟、第二脫附步驟、第一清潔步驟、第二清潔步驟、第一升壓步驟、及第二升壓步驟所構成的一個循環。在本實施例中所使用的PSA裝置30的吸附塔31A、31B、31C是各自具有圓筒形狀(內徑100mm、內圍高度1800mm)。在各吸附塔內，是充填CaA式沸石來作為吸附劑。另外在本實施例中，在吸附塔31A、31B、31C的各自之中，吸附步驟是進行330秒、第一減壓步驟是進行120秒、第二減壓步驟是進行30秒、第一脫附步驟是進行60秒、第二脫附步驟是進行120秒、第一清潔步驟是進行70秒、第二清潔步驟是進行50秒、第一升壓步驟是進行30秒、及第二升壓步驟是進行180秒。以吸附步驟中的吸附塔31A、31B、31C的內部的最高壓力為800kPaG，而以脫附步驟(第一脫附步驟、第二脫附步驟)中的吸附塔31A、31B、31C的內部的最低壓力為20kPaG。另外，以第一減壓步驟的終了時間點中的吸附塔31A、31B、31C的內部的壓力(第一中間壓力)為400kPaG，並以第二減壓步驟的終了時間點中的吸附塔31A、31B、31C的內部的壓力(第二中間壓力)是200kPaG。關於以這樣的條件所實行的本實施例中所取得的準精製氣體G2 ，其規格是揭露於第22圖的表格。
在本實施例中，是在TSA系統5或PSA裝置50中，如第12圖至第21圖所示在吸附塔51A、51B中各自重複由吸附步驟、冷媒抽出步驟、加熱脫附步驟、熱媒抽出步驟、冷卻步驟、及蓄壓步驟所構成的一個循環。在本實施例中所使用的TSA裝置50的吸附塔51A、51B是各自具有圓筒形狀(內徑200mm、內圍高度1500mm)。吸附塔51A、51B是各自在內部具有圓筒形狀(內徑200mm)的7根吸附管51c。在各吸附塔內，是充填CaX式沸石來作為吸附劑。使用55%的乙醇水溶液來作為冷媒M1及熱媒M2。針對導入至PSA裝置50的準精製氣體G2 ，是在熱交換器52A冷卻至-20℃為止、在冷卻器52B冷卻至-35℃為止。在鹽水冷卻器52E中，是將冷媒M1冷卻至-40℃為止。在熱媒槽52F，是將熱媒M2加熱至50℃為止並維持此溫度。在本實施例中，在吸附塔51A、51B的各自之中，吸附步驟是進行3小時、冷媒抽出步驟是進行0.2小時、加熱脫附步驟是進行1小時、熱媒抽出步驟是進行0.2小時、冷卻步驟是進行1.4小時、及蓄壓步驟是進行0.2小時(一個循環的時間是6小時)。另外，以吸附步驟中的吸附塔51A、51B的內部的最終到達吸附壓力(最高壓力)為700kPaG，而以加熱脫附步驟中的吸附塔51A、51B的內部的最終到達脫附壓力(最低壓力)為20kPaG。在本實施例中，是在一個循環的過程中測定吸附管51c內的吸附計的溫度，其結果示於第23圖的曲線圖。在第23圖的曲線圖中，橫軸是表示TSA循環時間(h)、縱軸是表示吸附劑的溫度(℃)。如第23圖的曲線圖所表，吸附管51c內的吸附計的溫度，在吸附步驟之間是維持在-35℃、在加熱脫附步驟則激烈地上升而至40℃、在冷卻步驟則相當程度極速地下降而至-35℃。
針對進行這樣的條件的本實施例中所取得的精製氣體G7 ，其規格是揭露於第22圖的表格。
1．．．貯留系統
2．．．前處理系統
3．．．PSA系統
4．．．回收線
4a．．．自動閥
5．．．TSA系統
10．．．貯留槽
11．．．除塵器
12．．．升壓吹風器
13．．．濃度分析計
14．．．流量控制部
15．．．線
20A．．．前處理槽
20B．．．前處理槽
20C．．．前處理槽
21．．．預熱器
22A．．．冷卻器
22B．．．冷卻器
22C．．．冷卻器
23A．．．氧供應量控制部
23B．．．氧供應量控制部
23C．．．氧供應量控制部
24．．．氫供應量控制部
25A．．．溫度計
25B．．．溫度計
25C．．．溫度計
26．．．氫濃度分析計
27．．．線
27A．．．線
27B．．．線
27C．．．線
27D．．．線
30．．．PSA裝置
31A．．．吸附塔
31a．．．氣體通過口
31B．．．吸附塔
31b．．．氣體通過口
31C．．．吸附塔
32．．．升壓機
32a．．．氣體吸入口
32b．．．氣體送出口
33．．．冷卻器
34．．．線
34’．．．主幹路
34A．．．分支路
34a．．．自動閥
34B．．．分支路
34b．．．自動閥
34C．．．分支路
34c．．．自動閥
35．．．線
35’．．．主幹路
35A．．．分支路
35a．．．自動閥
35B．．．分支路
35b．．．自動閥
35C．．．分支路
35c．．．自動閥
36．．．線
36’．．．主幹路
36A．．．分支路
36a．．．自動閥
36B．．．分支路
36b．．．自動閥
36C．．．分支路
36c．．．自動閥
37．．．線
37’．．．主幹路
37A．．．分支路
37a．．．自動閥
37B．．．分支路
37b．．．自動閥
37C．．．分支路
37c．．．自動閥
37d．．．自動閥
50．．．TSA裝置
51A．．．吸附塔
51a．．．氣體通過口
51B．．．吸附塔
51b．．．氣體通過口
51c．．．吸附管
51d．．．分隔板
51e．．．空間部
51f．．．空間部
52A．．．熱交換器
52B．．．冷卻器
52C．．．冷媒槽
52D．．．冷媒幫浦
52E．．．鹽水冷卻器
52F．．．熱媒槽
52G．．．熱媒幫浦
53．．．線
53’．．．主幹路
53A．．．分支路
53a．．．自動閥
53B．．．分支路
53b．．．自動閥
54．．．線
54’．．．主幹路
54A．．．分支路
54a．．．自動閥
54B．．．分支路
54b．．．自動閥
55．．．線
56．．．線
56’．．．主幹路
56A．．．分支路
56a．．．自動閥
56B．．．分支路
56b．．．自動閥
56c．．．自動閥
57．．．線
57’．．．主幹路
57A．．．分支路
57a．．．自動閥
57B．．．分支路
57b．．．自動閥
58．．．線
58’．．．主幹路
58A．．．分支路
58a．．．自動閥
58B．．．分支路
58b．．．自動閥
59a．．．線
59b．．．線
59c．．．線
59d．．．線
59e．．．線
59f．．．線
E1．．．原料氣體導入端
E2．．．精製氣體導出端
E3．．．精製氣體導出端
G0．．．原料氣體
G1．．．氣體
G2．．．準精製氣體
G3．．．氣體
G3’．．．氣體
G3”．．．氣體
G4．．．氣體
G5．．．氣體
G6．．．氣體
G7．．．精製氣體
G7’．．．氣體
M1．．．冷媒
M2．．．熱媒
Y．．．氬氣精製裝置
第1圖是顯示本發明相關的氬精製裝置的全體概略結構。
第2圖是顯示作為第1圖所示的氬精製裝置的一部分之PSA系統的結構。
第3圖是顯示作為第1圖所示的氬氣精製裝置的一部分之TSA系統的結構。
第4圖是一表格，顯示關於實行第2圖所示的PSA裝置的PSA法的步驟1~5之在各PSA吸附塔所進行的步驟、還有第2圖所示的PSA裝置的各自動閥及回收線的自動閥的開閉狀態。
第5圖是一表格，顯示關於實行第2圖所示的PSA裝置的PSA法的步驟6~10之在各PSA吸附塔所進行的步驟、還有第2圖所示的PSA裝置的各自動閥及回收線的自動閥的開閉狀態。
第6圖是一表格，顯示關於實行第4圖所示的PSA裝置的PSA法的步驟11~15之在各PSA吸附塔所進行的步驟、還有第2圖所示的PSA裝置的各自動閥及回收線的自動閥的開閉狀態。
第7圖(a)~(e)是顯示實行第2圖所示的PSA裝置的PSA法的步驟1~5中的氣體流動狀態。
第8圖(a)~(e)是顯示實行第2圖所示的PSA裝置的PSA法的步驟6~10中的氣體流動狀態。
第9圖(a)~(e)是顯示實行第2圖所示的PSA裝置的PSA法的步驟11~15中的氣體流動狀態。
第10圖是一表格，顯示關於實行第3圖所示的TSA裝置的TSA法的步驟1~5之在各TSA吸附塔所進行的步驟、還有第3圖所示的TSA裝置的各自動閥的開閉狀態。
第11圖是一表格，顯示關於實行第3圖所示的TSA裝置的TSA法的步驟5~6之在各TSA吸附塔所進行的步驟、還有第3圖所示的TSA裝置的各自動閥的開閉狀態。
第12圖是顯示實行第3圖所示的TSA裝置的TSA法的步驟1中的冷媒流動狀態及氣體流動狀態。
第13圖是顯示實行第3圖所示的TSA裝置的TSA法的步驟2中的冷媒流動狀態、熱媒流動狀態、及氣體流動狀態。
第14圖是顯示實行第3圖所示的TSA裝置的TSA法的步驟3中的冷媒流動狀態、熱媒流動狀態、及氣體流動狀態。
第15圖是顯示實行第3圖所示的TSA裝置的TSA法的步驟4中的冷媒流動狀態及氣體流動狀態。
第16圖是顯示實行第3圖所示的TSA裝置的TSA法的步驟5中的冷媒流動狀態及氣體流動狀態。
第17圖是顯示實行第3圖所示的TSA裝置的TSA法的步驟6中的冷媒流動狀態及氣體流動狀態。
第18圖是顯示實行第3圖所示的TSA裝置的TSA法的步驟7中的冷媒流動狀態、熱媒流動狀態、及氣體流動狀態。
第19圖是顯示實行第3圖所示的TSA裝置的TSA法的步驟8中的冷媒流動狀態、熱媒流動狀態、及氣體流動狀態。
第20圖是顯示實行第3圖所示的TSA裝置的TSA法的步驟9中的冷媒流動狀態及氣體流動狀態。
第21圖是顯示實行第3圖所示的TSA裝置的TSA法的步驟10中的冷媒流動狀態及氣體流動狀態。
第22圖是一表格，顯示實施例中的原料氣體、準精製氣體、及精製氣體的規格。
第23圖是一曲線圖，顯示實施例中的吸附劑溫度。
1．．．貯留系統
2．．．前處理系統
3．．．PSA系統
4．．．回收線
5．．．TSA系統
10．．．貯留槽
11．．．除塵器
12．．．升壓吹風器
13．．．濃度分析計
14．．．流量控制部
15．．．線
20A．．．前處理槽
20B．．．前處理槽
20C．．．前處理槽
21．．．預熱器
22A．．．冷卻器
22B．．．冷卻器
22C．．．冷卻器
23A．．．氧供應量控制部
23B．．．氧供應量控制部
23C．．．氧供應量控制部
24．．．氫供應量控制部
25A．．．溫度計
25B．．．溫度計
25C．．．溫度計
26．．．氫濃度分析計
27．．．線
27A．．．線
27B．．．線
27C．．．線
27D．．．線
30．．．PSA裝置
31A．．．吸附塔
31B．．．吸附塔
31C．．．吸附塔
32．．．升壓機
33．．．冷卻器
34．．．線
35．．．線
36．．．線
37．．．線
50．．．TSA裝置
51A．．．吸附塔
51B．．．吸附塔
52A．．．熱交換器
52C．．．冷媒槽
52D．．．冷媒幫浦
52E．．．鹽水冷卻器
52F．．．熱媒槽
52G．．．熱媒幫浦
58．．．線
E1．．．原料氣體導入端
E2．．．精製氣體導出端
E3．．．精製氣體導出端
G0 ．．．原料氣體
G1 ．．．氣體
G2 ．．．準精製氣體
G3 ’．．．氣體
G3 ”．．．氣體
G5 ．．．氣體
G6 ．．．氣體
G7 ．．．精製氣體
G7 ’．．．氣體
Y．．．氬氣精製裝置

Claims (23)

  1. 一種氬精製方法，包含：將含氬的混合氣體收進貯留槽；從該貯留槽向著TSA吸附塔供應該混合氣體，該TSA吸附塔包含空間部與已充填吸附劑的吸附管；以及在該TSA吸附塔中重複進行含下列步驟的循環：吸附(adsorption)步驟，在該吸附管內的該吸附劑為已被冷卻的狀態下，將該混合氣體導入該吸附管，而使該吸附劑吸附該混合氣體中的不純物，且將氬富化後的精製氣體從該吸附管導出；加熱脫附(desorption)步驟，將該吸附管內的該吸附劑加熱並同時使上述不純物從該吸附劑脫附；及冷卻步驟，使該吸附管內的該吸附劑降溫；其中在該加熱脫附步驟中，是將液狀熱媒導入該TSA吸附塔的該空間部來加熱該吸附管內的該吸附劑，且將該精製氣體導入該吸附管並同時從該吸附管導出廢氣(off gas)，而將該廢氣導入該貯留槽；以及在該冷卻步驟中，是將液狀冷媒導入該TSA吸附塔的該空間部來冷卻該吸附管內的該吸附劑。
  2. 一種氬精製方法，包含：將含氬的混合氣體收進貯留槽；從該貯留槽向著從複數個TSA吸附塔選出的TSA吸附塔供應該混合氣體，該些TSA吸附塔包含空間部與已充填吸附劑的吸附管；以及 在上述複數個TSA吸附塔中，各自重複進行含下列步驟的循環：吸附(adsorption)步驟，在吸附管內的該吸附劑為已被冷卻的狀態下，將該混合氣體導入該吸附管，而使該吸附劑吸附該混合氣體中的不純物，且將氬富化後的精製氣體從該吸附管導出；加熱脫附(desorption)步驟，將該吸附管內的該吸附劑加熱並同時使上述不純物從該吸附劑脫附；及冷卻步驟，使該吸附管內的該吸附劑降溫；其中在該加熱脫附步驟中，是將液狀熱媒導入該些TSA吸附塔的該些空間部來加熱該吸附管內的該吸附劑，且將該精製氣體導入該吸附管並同時從該吸附管導出廢氣(off gas)，而將該廢氣導入該貯留槽；導入處於該加熱脫附步驟的TSA吸附塔的吸附管之精製氣體，是從處於該吸附步驟的TSA吸附塔的吸附管導出的精製氣體；以及在該冷卻步驟中，是將液狀冷媒導入該些TSA吸附塔的該些空間部來冷卻該吸附管內的該吸附劑。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之氬精製方法，其中在該冷卻步驟中，是將精製氣體導入該吸附管並同時從該吸附管導出廢氣，再將該廢氣導入該貯留槽；導入處於該冷卻步驟的TSA吸附塔的吸附管之精製氣體，是從處於該吸附步驟的TSA吸附塔的吸附管導出的精製氣體。
  4. 如申請專利範圍第1至3項任一項所述之氬精製方法，其中在該吸附步驟中，是使用該液狀冷媒來繼續冷卻該吸附管內的該吸附劑。
  5. 如申請專利範圍第1至3項任一項所述之氬精製方法，其中該吸附用溫度為-50℃以上。
  6. 如申請專利範圍第1至3項任一項所述之氬精製方法，其中該加熱脫附步驟中受到加熱的吸附劑的溫度，最高至50℃。
  7. 如申請專利範圍第1~3項任一項所述之氬精製方法，其中處於該吸附步驟的TSA吸附塔的吸附管的第一內部壓力為0.01MPaG~1MPaG的範圍；且處於該加熱脫附步驟的TSA吸附塔的吸附管的第二內部壓力，在低於該第一內部壓力為限的情況中，為大氣壓力至0.05MPaG的範圍。
  8. 如申請專利範圍第1~3項任一項所述之氬精製方法，其中將該混合氣體供應至該TSA吸附塔之前，藉由PSA法除去該混合氣體所含的不純物的一部分。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之氬精製方法，其中在該PSA法中，是向著從已充填PSA吸附劑的複數個PSA吸附塔選出的PSA吸附塔供應該混合氣體；以及在上述複數個PSA吸附塔中，各自重複進行含下列步驟的循環：吸附(adsorption)步驟，在PSA吸附塔為已被升壓的狀態下，將該混合氣體導入該PSA吸附塔，而使該PSA吸 附劑吸附該混合氣體中的不純物，且將氬氣富化的準精製氣體從該PSA吸附塔導出；及脫附(desorption)步驟，使該PSA吸附塔內降壓而從該PSA吸附劑脫附上述不純物，且從該PSA吸附塔導出氣體；其中該脫附步驟包含在該脫附步驟的開始到途中之中從該PSA吸附塔導出第一氣體的第一脫附步驟、與在該第一脫附步驟之後從該PSA吸附塔導出第二氣體的第二脫附步驟，並將該第一氣體導入該貯留槽。
  10. 如申請專利範圍第8項所述之氬精製方法，其中在該PSA法中，是向著從已充填PSA吸附劑的複數個吸附塔選出的PSA吸附塔供應該混合氣體；以及在上述複數個吸附塔中，各自重複進行含下列步驟的循環：吸附(adsorption)步驟，在PSA吸附塔為已被升壓的狀態下，將該混合氣體導入此吸附塔，而使該PSA吸附劑吸附該混合氣體中的不純物，且將氬氣富化的準精製氣體從此PSA吸附塔導出；減壓步驟，將PSA吸附塔內降壓而從此PSA吸附塔將氣體導出；脫附(desorption)步驟，使PSA吸附塔內降壓而從該PSA吸附劑脫附上述不純物，且從此PSA吸附塔導出氣體；清潔步驟，將清潔氣體導入PSA吸附塔、且從此PSA 吸附塔導出氣體；及升壓步驟，使PSA吸附塔內的壓力上升；其中該清潔步驟的該清潔氣體是從處於該減壓步驟的PSA吸附塔導出的氣體；以及該清潔步驟包含在該清潔步驟的開始到途中之中從PSA吸附塔導出第一氣體的第一清潔步驟、與在該第一清潔步驟之後從此PSA吸附塔導出第二氣體的第二清潔步驟，並將該第二氣體導入該貯留槽。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之氬精製方法，其中該脫附步驟包含在該脫附步驟的開始到途中之中從PSA吸附塔導出第三氣體的第一脫附步驟、與在該第一脫附步驟之後從此PSA吸附塔導出第四氣體的第二脫附步驟，並將該第三氣體導入上述貯留槽。
  12. 如申請專利範圍第8項所述之氬氣精製方法，其中在將該混合氣體供應至該TSA吸附塔或該PSA吸附塔之前，從該貯留槽對該混合氣體施以前處理，該前處理的目的是除去或改變此混合氣體所含的不純物的至少一部分。
  13. 一種氬精製裝置，包含：一TSA吸附塔，其包含一空間部，且具有一第一氣體通過口與一第二氣體通過口，並具有一吸附管，該吸附管與此第一及第二氣體通過口連通且充填有吸附劑；一貯留槽，用以在將含氬的混合氣體供應至該TSA吸附塔之前，貯留該混合氣體；一冷媒貯槽，以冷卻該吸附管內的該吸附劑為目的， 用以存放供應至該TSA吸附塔的該空間部的液狀冷媒；一熱媒貯槽，以加熱該吸附管內的該吸附劑為目的，用以存放供應至該TSA吸附塔的該空間部的液狀熱媒；一第一氣體線，連結該貯留槽及該TSA吸附塔之間，而得以將該混合氣體從該貯留槽供應至該TSA吸附塔的該第一氣體通過口側；一第二氣體線，其連接該TSA吸附塔及該貯留槽之間，而得以將從該TSA吸附塔的該第一氣體通過口側導出的氣體供應至該貯留槽；一第一冷媒線，用以將該冷媒從該冷媒貯槽供應至該TSA吸附塔的該空間部；一第二冷媒線，用以將該冷媒從該TSA吸附塔的該空間部回送至該冷媒貯槽；一第一熱媒線，用以將該熱媒從該熱媒貯槽供應至該TSA吸附塔的該空間部；以及一第二熱媒線，用以將該熱媒從該TSA吸附塔的該空間部回送至該熱媒貯槽。
  14. 一種氬精製裝置，包含：複數個TSA吸附塔，其包含一空間部，且具有一第一氣體通過口與一第二氣體通過口，並具有一吸附管，該吸附管與此第一及第二氣體通過口連通且充填有吸附劑；一貯留槽，用以在將含氬的混合氣體供應至該些TSA吸附塔之前，貯留該混合氣體；一冷媒貯槽，以冷卻該吸附管內的該吸附劑為目的， 用以存放供應至該TSA吸附塔的該空間部的液狀冷媒；一熱媒貯槽，以加熱該吸附管內的該吸附劑為目的，用以存放供應至該TSA吸附塔的該空間部的液狀熱媒；一第一氣體線，連結該貯留槽及各TSA吸附塔之間，而得以將該混合氣體從該貯留槽供應至上述各TSA吸附塔的該第一氣體通過口側；一第二氣體線，具有一主幹路及複數個分支路，該些分支路是設置於每一個上述TSA吸附塔並連接此TSA吸附塔的該吸附管的該第二氣體通過口側；一第三氣體線，具有一主幹路及複數個分支路，該主幹路是連接於該貯留槽，該些分支路是設置於每一個上述TSA吸附塔並連接此TSA吸附塔的該吸附管的該第一氣體通過口側；一第一冷媒線，用以將該冷媒從該冷媒貯槽供應至吸附劑冷卻對象的TSA吸附塔的該空間部；一第二冷媒線，用以將該冷媒從該TSA吸附塔的該空間部回送至該冷媒貯槽；一第一熱媒線，用以將該熱媒從該熱媒貯槽供應至吸附劑加熱對象的TSA吸附塔的該空間部；以及一第二熱媒線，用以將該熱媒從該TSA吸附塔的該空間部回送至該熱媒貯槽。
  15. 如申請專利範圍第13或14項所述之氬精製裝置，更包含一PSA系統，其具有用以藉由PSA法除去該混合氣體所含的不純物的一部分之PSA吸附塔。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之氬精製裝置，其中用以實行一前處理的前處理系統是設於該第一氣體線，該前處理的目的是將該混合氣體供應至該TSA吸附塔或該PSA吸附塔之前，除去或改變此混合氣體所含的不純物的至少一部分。
  17. 一種氬氣精製方法，包含：向著TSA吸附塔供應含氬氣的混合氣體，該TSA吸附塔包含空間部與已充填吸附劑的吸附管；以及在該TSA吸附塔中重複進行含下列步驟的循環：吸附(adsorption)步驟，在該吸附管內的該吸附劑為已被冷卻的狀態下，將該混合氣體導入該吸附管，而使該吸附劑吸附該混合氣體中的不純物，且將目的氣體富化後的精製氣體從該吸附管導出；加熱脫附(desorption)步驟，將該吸附管內的該吸附劑加熱並同時使上述不純物從該吸附劑脫附；及冷卻步驟，使該吸附管內的該吸附劑降溫；其中在該加熱脫附步驟中，是將液狀熱媒導入該TSA吸附塔的該空間部來加熱該吸附管內的該吸附劑；以及在該冷卻步驟中，是將液狀冷媒導入該TSA吸附塔的該空間部來冷卻該吸附管內的該吸附劑。
  18. 一種氬氣精製方法，包含：向著從複數個TSA吸附塔選出的TSA吸附塔供應含氬氣的混合氣體，該些TSA吸附塔包含空間部與已充填吸附劑的吸附管；以及 在上述複數個TSA吸附塔中，各自重複進行含下列步驟的循環：吸附(adsorption)步驟，在吸附管內的該吸附劑為已被冷卻的狀態下，將該混合氣體導入該吸附管，而使該吸附劑吸附該混合氣體中的不純物，且將目的氣體富化後的精製氣體從該吸附管導出；加熱脫附(desorption)步驟，將該吸附管內的該吸附劑加熱並同時使上述不純物從該吸附劑脫附；及冷卻步驟，使該吸附管內的該吸附劑降溫；其中在該加熱脫附步驟中，是將液狀熱媒導入該TSA吸附塔的該空間部來加熱該吸附管內的該吸附劑；以及在該冷卻步驟中，是將液狀冷媒導入該TSA吸附塔的該空間部來冷卻該吸附管內的該吸附劑。
  19. 如申請專利範圍第17或18項所述之氬氣精製方法，其中在該吸附步驟中，是使用該液狀冷媒來繼續冷卻該吸附管內的該吸附劑。
  20. 如申請專利範圍第17或18項所述之氬氣精製方法，其中該吸附用溫度為-50℃以上。
  21. 如申請專利範圍第17或18項所述之氬氣精製方法，其中該加熱脫附步驟中受到加熱的吸附劑的溫度，最高至50℃。
  22. 一種氬氣精製裝置，包含：一TSA吸附塔，其包含一空間部，且具有一第一氣體通過口與一第二氣體通過口，並具有一吸附管，該吸附管 與此第一及第二氣體通過口連通且充填有吸附劑；一冷媒貯槽，以冷卻該吸附管內的該吸附劑為目的，用以存放供應至該TSA吸附塔的該空間部的液狀冷媒；一熱媒貯槽，以加熱該吸附管內的該吸附劑為目的，用以存放供應至該TSA吸附塔的該空間部的液狀熱媒；一第一冷媒線，用以將該冷媒從該冷媒貯槽供應至該TSA吸附塔的該空間部；一第二冷媒線，用以將該冷媒從該TSA吸附塔的該空間部回送至該冷媒貯槽；一第一熱媒線，用以將該熱媒從該熱媒貯槽供應至該TSA吸附塔的該空間部；以及一第二熱媒線，用以將該熱媒從該TSA吸附塔的該空間部回送至該熱媒貯槽。
  23. 一種氬氣精製裝置，包含：複數個TSA吸附塔，其包含一空間部，且具有一第一氣體通過口與一第二氣體通過口，並具有一吸附管，該吸附管與此第一及第二氣體通過口連通且充填有吸附劑；一冷媒貯槽，以冷卻該吸附管內的該吸附劑為目的，用以存放供應至該TSA吸附塔的該空間部的液狀冷媒；一熱媒貯槽，以加熱該吸附管內的該吸附劑為目的，用以存放供應至該TSA吸附塔的該空間部的液狀熱媒；一氣體線，具有一主幹路及複數個分支路，該些分支路是設置於每一個上述TSA吸附塔並連接此TSA吸附塔的該吸附管的該第二氣體通過口側； 一第一冷媒線，用以將該冷媒從該冷媒貯槽供應至吸附劑冷卻對象的TSA吸附塔的該空間部；一第二冷媒線，用以將該冷媒從該TSA吸附塔的該空間部回送至該冷媒貯槽；一第一熱媒線，用以將該熱媒從該熱媒貯槽供應至吸附劑加熱對象的TSA吸附塔的該空間部；以及一第二熱媒線，用以將該熱媒從該TSA吸附塔的該空間部回送至該熱媒貯槽。
TW99118867A 2009-06-12 2010-06-10 An argon refining method, an argon refining apparatus, an argon refining method, and an argon purifying apparatus TWI468337B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009140969A JP5134588B2 (ja) 2009-06-12 2009-06-12 アルゴン精製方法、アルゴン精製装置、目的ガス精製方法、および目的ガス精製装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201043571A TW201043571A (en) 2010-12-16
TWI468337B true TWI468337B (zh) 2015-01-11

Family

ID=43509067

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW99118867A TWI468337B (zh) 2009-06-12 2010-06-10 An argon refining method, an argon refining apparatus, an argon refining method, and an argon purifying apparatus

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP5134588B2 (zh)
KR (1) KR101699524B1 (zh)
CN (1) CN101962179B (zh)
TW (1) TWI468337B (zh)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5729765B2 (ja) * 2011-01-21 2015-06-03 住友精化株式会社 ヘリウムガスの精製方法および精製装置
JP5791113B2 (ja) * 2011-04-12 2015-10-07 住友精化株式会社 アルゴンガスの精製方法および精製装置
CN102730653A (zh) * 2011-04-12 2012-10-17 住友精化株式会社 氩气的纯化方法及纯化装置
JP5761751B2 (ja) * 2011-05-30 2015-08-12 住友精化株式会社 アルゴンガスの精製方法および精製装置
CN102423601B (zh) * 2011-10-31 2013-10-16 重庆华峰化工有限公司 环己烷氧化系统尾气处理装置及处理方法
JP5743215B2 (ja) * 2011-12-13 2015-07-01 住友精化株式会社 ヘリウムガスの精製方法および精製装置
JP6235794B2 (ja) 2013-05-28 2017-11-22 住友精化株式会社 アルゴン精製方法およびアルゴン精製装置
CN114370601B (zh) * 2021-12-17 2023-08-08 华能核能技术研究院有限公司 一种液氮注入系统及方法和应用

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1088471A (zh) * 1992-10-01 1994-06-29 波克股份有限公司 深冷吸附净化氩

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5964510A (ja) * 1982-10-05 1984-04-12 Toyo Soda Mfg Co Ltd アルゴンガスの精製法
JPH06182136A (ja) * 1992-12-17 1994-07-05 Sumitomo Seika Chem Co Ltd アルゴンガスの精製方法
JP3385053B2 (ja) * 1992-12-22 2003-03-10 大陽東洋酸素株式会社 希ガスの高収率回収精製方法及び希ガスの高収率回収精製装置
JP3496079B2 (ja) 1993-11-17 2004-02-09 日本酸素株式会社 アルゴンガスの精製方法及び装置
US5614000A (en) * 1995-10-04 1997-03-25 Air Products And Chemicals, Inc. Purification of gases using solid adsorbents
JPH08245202A (ja) * 1996-01-31 1996-09-24 Nippon Sanso Kk 高濃度オゾンの供給装置
JPH1067501A (ja) * 1996-08-22 1998-03-10 Nippon Sanso Kk 低酸素濃度オゾンの供給方法
DE69717215T2 (de) * 1996-08-27 2003-07-24 The Boc Group, Inc. Rückgewinnung von Edelgasen
JPH1183309A (ja) * 1997-09-04 1999-03-26 Nippon Air Rikiide Kk アルゴン精製方法及び装置
JP4070399B2 (ja) * 2000-10-30 2008-04-02 エア・ウォーター株式会社 ヘリウムガスの精製方法
JP3742304B2 (ja) 2001-02-14 2006-02-01 株式会社神戸製鋼所 希ガス回収方法及びその装置
JP4031238B2 (ja) * 2001-12-19 2008-01-09 住友精化株式会社 ヘリウム精製装置
JP4056264B2 (ja) * 2002-03-08 2008-03-05 三井造船プラントエンジニアリング株式会社 物質の分離方法、および物質分離装置
FR2856607B1 (fr) * 2003-06-27 2006-08-18 Air Liquide Procede de purification d'air par cycle tsa accelere
JP4733960B2 (ja) 2004-10-18 2011-07-27 大陽日酸株式会社 熱スイング吸着方式による不純物含有アルゴンガスの精製方法および精製装置
CN101249368A (zh) * 2008-04-07 2008-08-27 刘昂峰 旋转式变压吸附气体分离方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1088471A (zh) * 1992-10-01 1994-06-29 波克股份有限公司 深冷吸附净化氩

Also Published As

Publication number Publication date
KR20100133894A (ko) 2010-12-22
CN101962179A (zh) 2011-02-02
KR101699524B1 (ko) 2017-01-24
JP5134588B2 (ja) 2013-01-30
TW201043571A (en) 2010-12-16
CN101962179B (zh) 2014-06-18
JP2010285317A (ja) 2010-12-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI468337B (zh) An argon refining method, an argon refining apparatus, an argon refining method, and an argon purifying apparatus
CN101978235B (zh) 高炉煤气的分离方法及装置
JP5372607B2 (ja) ヘリウム精製方法およびヘリウム精製装置
JP2005162546A (ja) アンモニアの精製方法及び精製装置
EP3613492A1 (en) Multi-bed rapid cycle kinetic psa
TWI414479B (zh) Argon refining method and argon refining device
JP5248478B2 (ja) キセノンの濃縮方法および濃縮装置
TW201406446A (zh) 氬氣之純化方法及純化裝置
JP4481112B2 (ja) 圧力変動吸着式ガス分離方法及び装置
US20100115994A1 (en) Adsorbent for carbon monoxide, gas purification method, and gas purification apparatus
CN104211027B (zh) 氩气精制方法和氩气精制装置
JP5584887B2 (ja) オゾンガス濃縮方法及びその装置
JP4839114B2 (ja) 液化炭酸ガス精製装置
KR20110097648A (ko) 아르곤 가스의 정제 방법 및 정제 장치
JP5403685B2 (ja) アルゴンガスの精製方法および精製装置
JP6452206B2 (ja) 炭酸ガスの精製方法および精製システム
CN108557787A (zh) 一种回收粗氩气再提纯方法
CN116390797A (zh) 用于从低品级氢气生产超高纯氢气的工艺和设备
JPH09110406A (ja) ネオン、ヘリウムの製造方法
CN102530894A (zh) 氩气的提纯方法及提纯装置
JP2012082080A (ja) アルゴン精製方法、およびアルゴン精製装置
JP6585545B2 (ja) 水素ガス製造方法及び水素ガス製造装置
KR101823154B1 (ko) 아르곤 가스의 정제 방법 및 정제 장치
JPS59223203A (ja) アルゴンガスの精製方法
JP5603614B2 (ja) メタン精製方法

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees