TWI507352B - 氬氣之純化方法及純化裝置 - Google Patents

Description

氬氣之純化方法及純化裝置

本發明係關於一種回收至少含有少氧、氫、一氧化碳、及氮作為雜質之氬氣並純化之方法與裝置。

例如於矽單晶提拉爐、陶瓷燒結爐、製鋼用真空脫氣設備、太陽電池用矽電漿熔解裝置、多晶矽鋳造爐之類之設備中，使用氬氣作為爐內環境氣體等。為了再利用而自此種設備回收之氬氣由於混入有氫、一氧化碳、二氧化碳、空氣等而使純度降低。因此，為了提高所回收之氬氣之純度，進行使雜質吸附於吸附劑而去除。進而，為了有效地進行此種雜質之吸附，提出有使雜質中之氧與可燃成分進行反應作為吸附處理之預處理(參照專利文獻1、2)。

於專利文獻1所揭示之方法中，以稍少於使氫、一氧化碳等可燃成分完全燃燒所必需之化學計量之量之方式調節氬氣中之氧之量，繼而，將使氫與氧之反應優先於一氧化碳與氧之反應的鈀或金作為觸媒，使氬氣中之氧與一氧化碳、氫等進行反應，藉此，於僅剩餘有一氧化碳之狀態下生成二氧化碳與水。繼而，使氬氣中所含有之二氧化碳與水於常溫下吸附於吸附劑，然後，使氬氣中所含有之一氧化碳與氮於-10℃~-50℃之溫度下吸附於吸附劑。

於專利文獻2所揭示之方法中，使氬氣中之氧之量成為使氫、一氧化碳等可燃成分完全燃燒所充分之量，繼而，使用鈀系之觸媒，使氬氣中之氧與一氧化碳、氫等進行反應，藉此，於剩餘有氧之狀態下生成二氧化碳與水。繼而，使氬氣中所含有之二氧化碳與水於常溫下吸附於吸附劑，然而，使氬氣中所含有之氧與氮於-170℃左右之溫度下吸附於吸附劑。

又，於專利文獻3所揭示之方法中，使用精餾塔減少氬氣中所含之氧後，於氬氣中過剩地添加多於與氧之反應所必需之化學計量之量的氫或一氧化碳。使用含有鈀或釕之鉑族金屬觸媒，使該添加之氫或一氧化碳與氧進行反應，並生成水及二氧化碳。藉由吸附去除該生成之水及二氧化碳，使用精餾塔去除剩餘之氫或一氧化碳。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利第3496079號公報

[專利文獻2]日本專利第3737900號公報

[專利文獻3]日本專利特開平5-262506號公報

於專利文獻1所記載之方法中，將鈀或金作為觸媒，使氬氣中之氧與一氧化碳、氫等進行反應。為了結束該反應，必需使反應溫度成為250℃左右以上，故而能量消耗增大。又，於使二氧化碳與水於常溫下吸附於吸附劑後，使一氧化碳與氮於-10℃~-50℃下吸附於吸附劑。由於在使此種於低溫下吸附有一氧化碳與氮之吸附劑再生之情形時，一氧化碳與氮相比，為了自吸附劑脫離，需要較多能量，故而工業上不利。

於專利文獻2所記載之方法中，使用鈀系之觸媒使氬氣中之氧與一氧化碳、氫等進行反應。為了結束該反應，必需將反應溫度設為250℃左右以上，故而能量消耗增大。又，藉由使氬氣中作為雜質而含有之氧之量成為使氫、一氧化碳等完全燃燒所充分之量，而於剩餘有氧之狀態下生成二氧化碳與水。然而，為了吸附氧，必需使吸附時之溫度降低至-170℃左右。即，由於在吸附處理之預處理中剩餘有氧，故而有吸附處理時之冷卻能量增大、純化負載增大之問題。

於專利文獻3所記載之方法中，使用精餾塔去除多於與氧之反應所必需之化學計量之量而過剩地添加之氫或一氧化碳。因此，有設備成本增大之問題。又，雖記載有使用釕觸媒作為使氫或一氧化碳與氧進行反應時之觸媒，但無使用釕觸媒之具體之實施例之記載。即，由於將鈀觸媒等其他之鉑族金屬觸媒與釕觸媒未加以區別而一併記載，故而無法根據專利文獻3認識到藉由使用釕觸媒而實現特別之作用效果。

本發明之目的在於提供一種可解決如上所述之先前技術之問題的氬氣之純化方法及純化裝置。

本發明係基於新發現藉由於使氬氣中之雜質反應時使用釕觸媒，可與使用釕觸媒以外之鉑族觸媒之情形相比降低反應溫度。

即，本發明方法係一種純化至少含有氧、氫、一氧化碳、及氮作為雜質之氬氣之方法，其特徵在於：判定上述氬氣中之氧量是否超過與上述氬氣中之所有氫及一氧化碳反應所必需之設定量；於上述氬氣中之氧量為上述設定量以下之情形時，以超過上述設定量之方式添加氧；繼而，使用第1觸媒使上述氬氣中之一氧化碳及氫與氧反應，藉此於剩餘有氧之狀態下生成二氧化碳與水；繼而，以上述氬氣中之一氧化碳量超過與所有該剩餘之氧反應所必需之設定量之方式添加一氧化碳；繼而，使用第2觸媒使上述氬氣中之氧與一氧化碳進行反應，藉此於剩餘有一氧化碳之狀態下生成二氧化碳；繼而，藉由變壓式吸附法使上述氬氣中之至少一氧化碳、二氧化碳、水、及氮吸附於吸附劑；將上述第1觸媒與上述第2觸媒中之至少一者設為釕觸媒；及將使用上述釕觸媒之情形之反應溫度設為200℃以下。

根據本發明，於使用第1觸媒使氬氣中之氧與一氧化碳及氫反應時，於剩餘氧之狀態下生成二氧化碳與水。繼而，使用第2觸媒使剩餘之氧與添加之一氧化碳反應，藉此，於剩餘一氧化碳之狀態下生成二氧化碳。藉由將第1觸媒與第2觸媒中之至少一者設為釕觸媒，並將使用釕觸媒之情形之反應溫度設為200℃以下，可減少能量消耗。藉由將該使用釕觸媒之反應溫度設為150℃以下，可有效地抑制由一氧化碳與水蒸氣生成氫與二氧化碳之水煤氣轉化反應，並可進一步減少能量消耗。就進一步有效地抑制水煤氣轉化反應，減少能量消耗之方面而言，較佳為將該使用釕觸媒之反應溫度設為100℃以下。就結束使用釕觸媒之反應之方面而言，較佳為將反應溫度設為70℃以上。因此，可不使氫再生成而使氬氣之主要雜質成為一氧化碳、二氧化碳、水及氮。藉由利用變壓式吸附法使該作為主要雜質之一氧化碳、二氧化碳、水及氮吸附於吸附劑而自氬氣中去除。由於藉此可防止吸附處理中難以去除之氫剩餘於氬氣中，故而可高純度地純化氬氣，並減少能量消耗。

於本發明中，較佳為使用CaA型沸石作為用於上述變壓式吸附法之上述吸附劑。藉此，可藉由常溫下之變壓式吸附法有效地使一氧化碳吸附於吸附劑。

或者於本發明中，較佳為使用活性氧化鋁與X型沸石作為用於上述變壓式吸附法之上述吸附劑。由於藉由使用活性氧化鋁作為吸附劑，可吸附及脫附水分及二氧化碳，故而可提高利用X型沸石之一氧化碳及氮之吸附效果。即，二氧化碳比較難以自X型沸石脫附，而降低X型沸石之吸附效果。若為了提高吸附效果而增加填充於PSA(pressure swing adsorption，變壓式吸附)單元之X型沸石，則亦必需增大升壓用壓縮機等之能力，故而存在PSA單元大型化而效率降低之問題。針對於此，藉由利用活性氧化鋁吸附二氧化碳，可提高X型沸石之吸附效果。由於藉此可提高利用變壓式吸附法之一氧化碳與氮之吸附效果，故而可不使用TSA(thermal swing adsorption，變溫式吸附)單元而以低能量高純度地純化氬氣。

於該情形時，若活性氧化鋁與X型沸石之重量比變小，則氮之吸附失效時間變短，若變大，則吸附失效時間變長。較佳為層狀地配置上述活性氧化鋁與上述X型沸石，將上述活性氧化鋁與上述X型沸石之重量比設為5/95~30/70。作為活性氧化鋁，由於係用作脫濕用者，故而較佳為比表面積為270 m² /g以上者。作為X型沸石，例如可使用Li-X型、Ca-X型，較佳為Li-X型。

於本發明中，較佳為於利用上述變壓式吸附法吸附後，藉由-10℃~-50℃下之變溫吸附法使上述氬氣中之氮吸附於吸附劑。氬氣中之氮濃度可僅藉由利用變壓式吸附法之吸附而降低，但可藉由併用利用變溫吸附法之吸附，而降低用以實施變壓式吸附法之PSA單元之負載，針對純化前之氬氣中之雜質濃度之變動，從而確實地去除雜質。藉此，可更提高純化後之氬氣之純度。又，由於可在利用變溫吸附法之吸附處理之預處理階段自氬氣中去除氧，故而可減少利用變溫吸附法之吸附處理時之冷卻能量。進而，無需使一氧化碳自變溫吸附法所使用之吸附劑脫離，可減少吸附劑之再生所需之能量。

本發明裝置之特徵在於：其係純化至少含有氧、氫、一氧化碳、及氮作為雜質之氬氣之裝置，且其具備：導入上述氬氣之第1反應器、可於導入至上述第1反應器中之氬氣中添加氧之氧供給器、導入自上述第1反應器中流出之氬氣之第2反應器、可於導入至上述第2反應器之氬氣中添加一氧化碳之一氧化碳供給器、導入自上述第2反應器流出之氬氣之吸附裝置；並且於上述第1反應器中收容有使上述氬氣中之一氧化碳及氫與氧反應之第1觸媒；於上述第2反應器中收容有使上述氬氣中之氧與一氧化碳反應之第2觸媒；將上述第1觸媒與上述第2觸媒中之至少一者設為釕觸媒；且上述吸附裝置具有藉由變壓式吸附法吸附上述氬氣中之至少一氧化碳、二氧化碳、水、及氮之PSA單元。

進而，上述吸附裝置較佳為具有藉由-10℃~-50℃下之變溫吸附法吸附自上述PSA單元流出之上述氬氣中之氮的TSA單元。

根據本發明裝置，可實施本發明方法。

根據本發明，將氬氣中之雜質改性為藉由利用觸媒反應之預處理而容易吸附去除之化合物，藉此可提供一種可降低其後之吸附處理之負載，以低成本且較少之能量高純度地純化所回收之氬氣之方法與裝置。

圖1所示之第1實施形態之氬氣之純化裝置α以可將例如自多晶矽鋳造爐之類之氬氣供給源1供給之使用完成之氬氣回收而再利用之方式純化。純化裝置α具備加熱器2、第1反應器3、第1濃度調節裝置4、第2反應器5、第2濃度調節裝置6、冷卻器7、及吸附裝置8。

自供給源1所供給之純化前之氬氣藉由圖外過濾器等而除塵，經由鼓風機等送氣機構(省略圖示)而導入至加熱器2中。純化前之氬氣所含有之雜質至少為氧、氫、一氧化碳、及氮，但亦可含有二氧化碳、烴氣、水等其他雜質。純化之氬氣中之雜質之濃度並無特別限定，例如為5莫耳ppm~40000莫耳ppm左右。利用加熱器2之氬氣之加熱溫度根據第1反應器3所使用之觸媒種類而不同，於第1反應器3中使用釕觸媒之情形時設為200℃以下。

藉由加熱器2而加熱之氬氣導入至第1反應器3中。判定導入至第1反應器3之氬氣中之氧量是否超過與氬氣中之所有氫及一氧化碳反應所必需之設定量。該氧之設定量於本實施形態中係設為與該氬氣中之所有氫及一氧化碳反應所必需之氧之化學計量之量。

氬氣中之氫及一氧化碳與氧反應而生成水與二氧化碳之反應式如下。

H₂ +1/2O₂ →H₂ O

CO+1/2O₂ →CO₂

於該情形時，根據氬氣中之氧莫耳濃度是否超過等於氫莫耳濃度之1/2與一氧化碳莫耳濃度之1/2之和之值而判定氬氣中之氧量是否超過上述化學計量之量即可。即，氧之設定量係氬氣中之氧莫耳濃度成為一氧化碳莫耳濃度與氫莫耳濃度之和之1/2之量。

該氧之設定量無需為上述化學計量之量，只要為上述化學計量之量以上即可。例如，藉由設為上述化學計量之量之1.05倍以上，可使氬氣中之氧與氫及一氧化碳確實地反應，藉由設為2.0倍以下，可防止氧濃度高於所需。

於氬氣中之氧量為上述設定量以下之情形時，以超過上述設定量之方式於氬氣中添加氧。於氬氣中之氧量超過上述設定量之情形時，無需進行氧添加。即，本實施形態之純化裝置α於氬氣中之氧量超過上述設定量之情形時，直接純化該氬氣，又，於該氧量為上述設定量以下之情形時，對以超過該設定量之方式添加氧後之氬氣進行純化。

於本實施形態中，使用第1濃度調節裝置4作為氧供給器。即，第1濃度調節裝置4藉由於導入至第1反應器3之氬氣中之氧莫耳濃度為一氧化碳莫耳濃度與氫莫耳濃度之和之1/2以下之情形時添加氧而設定為超過1/2之值。第1濃度調節裝置4具有濃度測定器4a、氧供給源4b、氧量調整器4c、及控制器4d。濃度測定器4a測定導入至第1反應器3之氬氣中之氧莫耳濃度、一氧化碳莫耳濃度、及氫莫耳濃度，將該測定信號送至控制器4d。控制器4d於測定之氧莫耳濃度為一氧化碳莫耳濃度與氫莫耳濃度之和之1/2以下之情形時，將對應於超過1/2之值所需要之氧量之控制信號送至氧量調整器4c。氧量調整器4c對自氧供給源4b至第1反應器3之流路以供給與控制信號相應之量之氧之方式進行開度調整。於無需添加氧之情形時，自氧供給源4b至第1反應器3之流路關閉。藉此，氬氣中之氧莫耳濃度設定為超過一氧化碳莫耳濃度與氫莫耳濃度之和之1/2之值。再者，較佳為藉由利用第1濃度調節裝置4添加氧，而將氬氣中之氧莫耳濃度設為一氧化碳莫耳濃度與氫莫耳濃度之和之0.525倍~0.550倍之值，藉由設為0.525倍以上，可確實地減少一氧化碳與氫，藉由設為0.550倍以下，氧濃度不會高於所需。

氧供給器並不限定於第1濃度調節裝置4，只要為可於導入至第1反應器3之氬氣中添加氧者即可。例如，亦可使用具有流量控制閥之高壓氧容器作為氧供給器，以與氬氣向第1反應器3中導入之流量相應之流量添加氧。於該情形時，較佳為於該氧供給前，設置用以取樣導入至第1反應器3之氬氣之取樣線(Sampling line)，於該取樣線上設置氧分析計(例如GE Sensing & Inspection Technologies股份有限公司製造之DE-150ε)、氫分析氣相層析儀(gas chromatography)(例如GLscience公司製造之PDD)、及一氧化碳分析計(例如Fuji Electric Systems公司製造之ZRE)，又，於自第1反應器3流出並導入至第2反應器5前之氬氣之取樣線上設置氧分析計。藉此藉由連續地監視氬氣中之雜質組成，可進一步確實地添加微過剩之氧。

再者，自多晶矽鋳造爐等回收之氬氣含有烴氣作為可燃成分，但其莫耳濃度通常為氫與一氧化碳之合計莫耳濃度之1/100以下。因此，通常只要以稍超過一氧化碳莫耳濃度與氫莫耳濃度之和之1/2之方式設定氧莫耳濃度，即可於剩餘氧之狀態下生成二氧化碳與水。又，即便剩餘微量之烴氣，亦可藉由變壓式吸附法而容易地吸附並去除。因此，無需為了烴氣特別調整氧濃度。

於第1反應器3中收容有使氬氣中之氫及一氧化碳與氧反應之第1觸媒。藉由藉此於第1反應器3內，氬氣中之氧與一氧化碳及氫反應，而於剩餘氧之狀態下生成二氧化碳與水。於本實施形態中，承載於氧化鋁等之釕觸媒作為第1觸媒而收容至第1反應器3中。於下述之使用釕觸媒作為第2觸媒之情形時，亦可使用釕觸媒以外之觸媒作為第1觸媒，例如可使用鈀觸媒或鉑觸媒作為第1觸媒。於使用釕觸媒作為第1觸媒之情形時，可與釕觸媒以外之鉑族觸媒相比更為降低反應溫度，可成為200℃以下。於第1反應器3中，為了抑制一氧化碳與水蒸氣反應而生成氫與二氧化碳之水煤氣轉化反應，較佳為使用釕觸媒作為第1觸媒，將一氧化碳及氫與氧之反應溫度設為150℃以下，更佳為設為100℃以下。就結束使用釕觸媒之反應之方面而言，較佳為將反應溫度設為70℃以上。

自第1反應器3流出之氬氣導入至第2反應器5中。以導入至第2反應器5之氬氣之一氧化碳量超過與第1反應器3中之反應後所剩餘之所有氧反應所必需之設定量之方式，藉由一氧化碳供給器於導入至第2反應器5之氬氣中添加一氧化碳。

於本實施形態中，該一氧化碳之設定量係與該氬氣中之所有氧反應所必需之一氧化碳之化學計量之量。於該情形時，藉由氬氣中之一氧化碳莫耳濃度超過於第1反應器3之出口所測量之氧莫耳濃度之2倍，氬氣中之一氧化碳量超過上述化學計量之量。即，本實施形態之一氧化碳之設定量係定為氬氣之一氧化碳莫耳濃度成為氧莫耳濃度之2倍。

該一氧化碳之設定量無需為上述化學計量之量，只要為上述化學計量之量以上即可。例如，藉由將一氧化碳之設定量設為上述化學計量之量之1.05倍以上，可使氬氣中之一氧化碳與剩餘氧確實地反應，藉由將一氧化碳之設定量設為上述化學計量之量之2.0倍以下，可防止剩餘之一氧化碳濃度高於所需。

於本實施形態中，使用第2濃度調節裝置6作為一氧化碳供給器。即，第2濃度調節裝置6藉由於導入至第2反應器5之氬氣中添加一氧化碳，而將氬氣中之一氧化碳莫耳濃度設定為超過氧莫耳濃度之2倍之值。第2濃度調節裝置6具有濃度測定器6a、一氧化碳供給源6b、一氧化碳量調整器6c、及控制器6d。濃度測定器6a測定導入至第2反應器5之氬氣中之氧莫耳濃度與一氧化碳莫耳濃度，並將該測定信號送至控制器6d。控制器6d將對應於使測定之一氧化碳莫耳濃度成為超過氧莫耳濃度之2倍之值所必需之一氧化碳量之控制信號送至一氧化碳量調整器6c。一氧化碳量調整器6c對自一氧化碳供給源6b至第2反應器5之流路以供給與控制信號相應之量之一氧化碳之方式進行開度調整。藉此，氬氣中之一氧化碳莫耳濃度設定為超過氧莫耳濃度之2倍之值。再者，較佳為藉由利用第2濃度調節裝置6添加一氧化碳，而使氬氣中之一氧化碳莫耳濃度成為氧莫耳濃度之2.1倍~2.2倍之值，藉由設為2.1倍以上，可確實地減少氧，藉由設為2.2倍以下，則一氧化碳濃度不會高於所需。

一氧化碳供給器並不限定於第2濃度調節裝置6，只要為可於導入至第2反應器5之氬氣中添加一氧化碳者即可。例如，亦可使用具有流量控制閥之高壓一氧化碳容器作為一氧化碳供給器，以與氬氣向第2反應器5中導入之流量相應之流量添加一氧化碳。於該情形時，較佳為於該一氧化碳之供給前，設置用以取樣導入至第2反應器5之氬氣之取樣線，於該取樣線上設置氧分析計及一氧化碳分析計，又，於自第2反應器5流出並導入至吸附裝置8前之氬氣之取樣線上設置一氧化碳分析計。藉由藉此連續地監視氬氣中之雜質組成，可進一步確實地添加微過剩之一氧化碳。

於第2反應器5中收容有使氬氣中之一氧化碳與氧反應之第2觸媒。藉由藉此於第2反應器5內，氬氣中之氧與一氧化碳反應，而於剩餘一氧化碳之狀態下生成二氧化碳。於本實施形態中，將承載於氧化鋁等之釕觸媒作為第2觸媒收容於第2反應器5中。於使用釕觸媒作為上述第1觸媒之情形時，亦可使用釕觸媒以外之觸媒作為第2觸媒，例如可使用鈀觸媒作為第2觸媒。即，只要將第1觸媒與第2觸媒中之至少一者設為釕觸媒即可。於使用釕觸媒作為第2觸媒之情形時，可與釕觸媒以外之鉑族觸媒相比更為降低反應溫度，可成為200℃以下。於第2反應器5中，為了抑制一氧化碳與水蒸氣反應而生成氫與二氧化碳之水煤氣轉化反應，較佳為使用釕觸媒作為第2觸媒，將氧與一氧化碳之反應溫度設為150℃以下，更佳為設為100℃以下。就結束使用釕觸媒之反應之方面而言，較佳為將反應溫度設為70℃以上。

自第2反應器5流出之氬氣藉由冷卻器7而冷卻後到達吸附裝置8。本實施形態之吸附裝置8具有藉由常溫下之變壓式吸附法進行氬氣中之雜質之吸附之PSA單元10、與藉由-10℃~-50℃下之變溫吸附法進行氬氣中之雜質之吸附之TSA單元20。PSA單元10以自第2反應器5流出之氬氣中之至少一氧化碳、二氧化碳、水、及氮藉由變壓式吸附法而吸附於吸附劑之方式，經由冷卻器7而連接於第2反應器5。藉此，於第1反應器3中生成之二氧化碳與水、及於第2反應器5中生成之二氧化碳與剩餘之一氧化碳與純化前之氬氣中自最初起便含有之氮一併於PSA單元10中吸附於吸附劑。

PSA單元10可使用公知者。例如圖2所示之PSA單元10為4塔式，具有壓縮自第2反應器5中流出之氬氣之壓縮機12、及4個第1~第4吸附塔13，於各吸附塔13中填充有吸附劑。該吸附劑可使用適於吸附一氧化碳、二氧化碳、水、及氮者。於各吸附塔13中亦可積層有複數種之吸附劑並填充。例如，使用活性氧化鋁用於脫水、主要使用碳系吸附劑用於二氧化碳之吸附、使用活性氧化鋁用於脫水與二氧化碳之吸附、主要使用沸石系吸附劑用於一氧化碳與氮之吸附，可將該等複數種之吸附劑積層於各吸附塔13中並填充。再者，沸石系吸附劑與其他吸附劑可積層為2層，亦可交替地積層為3層以上。作為沸石系吸附劑，較佳為一氧化碳及氮之吸附效果較高之沸石分子篩，尤佳為CaA型或LiX型之沸石。又，就減少TSA單元20中之利用變溫吸附法之氮之吸附負擔之方面而言，較佳為於吸附塔13中填充有LiX型吸附劑，於PSA單元10中有效地吸附雜質中之氮之一部分。

壓縮機12經由切換閥13b而連接至各吸附塔13之入口13a。

吸附塔13之入口13a各自經由切換閥13e及消音器13f而連接於大氣中。

吸附塔13之出口13k各自經由切換閥13l而連接於流出配管13m，經由切換閥13n而連接於升壓配管13o，經由切換閥13p而連接於均壓‧洗淨排出側配管13q，經由切換閥13r而連接於均壓‧洗淨進入側配管13s。

流出配管13m經由壓力調節閥13t而連接於TSA單元20，導入至TSA單元20之氬氣之壓力為固定。

升壓配管13o經由流量控制閥13u、流量指示調節計13v而連接於流出配管13m，升壓配管13o中之流量調節為固定，藉此，防止導入於TSA單元20之氬氣之流量變動。

均壓‧洗淨排出側配管13q與均壓‧洗淨進入側配管13s經由一對連結配管13w而相互連接，於各連結配管13w上設置有切換閥13x。

於PSA單元10之各自之第1~第4吸附塔13中，依序進行吸附步驟、減壓I步驟(洗淨氣體排出步驟)、減壓II步驟(均壓氣體排出步驟)、脫附步驟、洗淨步驟(洗淨氣體進入步驟)、升壓I步驟(均壓氣體進入步驟)、升壓II步驟。以第1吸附塔13為基準將各步驟說明如下。

即，於第1吸附塔13中，僅開放切換閥13b與切換閥131，自第2反應器5所供給之氬氣自壓縮機12經由切換閥13b而導入至第1吸附塔13中。藉由藉此於第1吸附塔13中，導入之氬氣中之至少一氧化碳、二氧化碳、水分及氮吸附於吸附劑而進行吸附步驟，雜質之含有率降低之氬氣自第1吸附塔13經由流出配管13m而送至TSA單元20中。此時，送至流出配管13m之氬氣之一部分經由升壓配管13o、流量控制閥13u而送至其他吸附塔(於本實施形態中為第2吸附塔13)，於第2吸附塔13中進行升壓II步驟。

繼而，關閉第1吸附塔13之切換閥13b、13l，打開切換閥13p，打開其他吸附塔(於本實施形態中為第4吸附塔13)之切換閥13r，並打開切換閥13x中之一者。藉此，第1吸附塔13之上部之雜質含有率比較少之氬氣經由均壓.洗淨進入側配管13s而送至第4吸附塔13，於第1吸附塔13中進行減壓I步驟。此時，於第4吸附塔13中，打開切換閥13e，進行洗淨步驟。

繼而，於打開第1吸附塔13之切換閥13p與第4吸附塔13之切換閥13r之狀態下，關閉第4吸附塔13之切換閥13e。藉此，直至第1吸附塔13與第4吸附塔13之內部壓力變均勻，或大致變均勻為止，於第4吸附塔13中進行實施氣體之回收之減壓II步驟。此時，切換閥13x視情形亦可兩者均打開。

繼而，藉由打開第1吸附塔13之切換閥13e，關閉切換閥13p，而進行自吸附劑脫附雜質之脫附步驟，雜質與氣體一併經由消音器13f而放出至大氣中。

繼而，打開第1吸附塔13之切換閥13r，關閉結束吸附步驟之狀態之第2吸附塔13之切換閥13b、13l，打開切換閥13p。藉此，第2吸附塔13之上部之雜質含有率比較少之氬氣經由均壓‧洗淨進入側配管13s而送至第1吸附塔13，於第1吸附塔13中進行洗淨步驟。於第1吸附塔13中，洗淨步驟所使用之氣體經由切換閥13e、消音器13f而放出至大氣中。此時，於第2吸附塔13中進行減壓I步驟。繼而，於打開第2吸附塔13之切換閥13p與第1吸附塔13之切換閥13r之狀態下直接關閉第1吸附塔13之切換閥13e，藉此進行升壓I步驟。此時，切換閥13x視情形亦可兩者均打開。

然後，關閉第1吸附塔13之切換閥13r。藉此成為暫時無步驟之待機狀態。該狀態持續至第4吸附塔13之升壓II步驟結束為止。於第4吸附塔13之升壓結束，吸附步驟自第3吸附塔13切換於第4吸附塔13時，打開第1吸附塔之切換閥13n。藉由藉此自於吸附步驟中之其他吸附塔(於本實施形態中為第4吸附塔13)而送至流出配管13m之氬氣之一部分經由升壓配管13o、流量控制閥13u而送至第1吸附塔13，而於第1吸附塔13中進行升壓II步驟。

藉由上述各步驟於各第1~第4吸附塔13中依序重複，而將降低雜質含有率之氬氣連續地送至TSA單元20。

再者，PSA單元10並不限定於圖2所示者，例如塔數除4以外，亦可為例如2或3。

含有未於PSA單元10中吸附於吸附劑之氮之氬氣導入至TSA單元20中。TSA單元20藉由-10℃~-50℃下之變溫吸附法將氬氣中之氮吸附於吸附劑。

TSA單元20可使用公知者。例如圖3所示之TSA單元20為2塔式，且具有將自PSA單元10送出之氬氣進行預冷之熱交換型預冷器21、將藉由預冷器21冷卻之氬氣進而進行冷卻之熱交換型冷卻器22、第1、第2吸附塔23、覆蓋各吸附塔23之熱交換部24。熱交換部24於吸附步驟時利用冷媒冷卻吸附劑，於脫附步驟時利用熱媒加熱吸附劑。各吸附塔23具有填充有吸附劑之數量眾多之內管。作為該吸附劑，可使用適於吸附氮者，例如較佳為使用利用鈣(Ca)或鋰(Li)而離子交換之沸石系吸附劑，進而，尤佳為將離子交換率設為70%以上，尤佳為將比表面積設為600 m² 以上。

冷卻器22經由切換閥23b而連接於各吸附塔23之入口23a。

吸附塔23之入口23a各自經由切換閥23c而通向大氣中。

吸附塔23之出口23e各自經由切換閥23f而連接於流出配管23g，經由切換閥23h而連接於冷卻‧升壓用配管23i，經由切換閥23j而連接於第2洗淨用配管23k。

流出配管23g構成預冷器21之一部分，藉由自流出配管23g流出之經純化之氬氣，而冷卻自PSA單元10送來之氬氣。經純化之氬氣自流出配管23g經由切換閥23l而流出。

冷卻‧升壓用配管23i、洗淨用配管23k經由流量計23m、流量控制閥23o、切換閥23n而連接於流出配管23g。

熱交換部24係設為多管式，且包含包圍構成吸附塔23之很多內管之外管24a、冷媒供給源24b、冷媒用散熱器(radiator)24c、熱媒供給源24d、熱媒用散熱器24e。又，設置有複數個切換閥24f，其用以對使自冷媒供給源24b所供給之冷媒經由外管24a、冷媒用散熱器24c而循環之狀態，與使自熱媒供給源24d所供給之熱媒經由外管24a、熱媒用散熱器24e而循環之狀態進行切換。進而，冷卻器22之一部分藉由自冷媒用散熱器24c分支之配管而構成，藉由自冷媒供給源24b所供給之冷媒，使氬氣於冷卻器22中冷卻，該冷媒回流至罐24g。

於TSA單元20之第1、第2吸附塔23各自中依序進行吸附步驟、脫附步驟、洗淨步驟、冷卻步驟、升壓步驟。

即，於TSA單元20中，自PSA單元10所供給之氬氣於預冷器21、冷卻器22中冷卻後，經由切換閥23b導入至第1吸附塔23中。此時，第1吸附塔23藉由冷媒於熱交換部24中循環而成為冷卻至-10℃~-50℃之狀態，關閉切換閥23c、23h、23j，打開切換閥23f，氬氣中所含有之至少氮吸附於吸附劑中。藉此，於第1吸附塔23中進行吸附步驟，可自第1吸附塔23經由切換閥23l取出雜質之含有率降低之純化氬氣。

於第1吸附塔23中進行吸附步驟時，於第2吸附塔23中進行脫附步驟、洗淨步驟、冷卻步驟、升壓步驟。

即，於第2吸附塔23中，於吸附步驟結束後，為了實施脫附步驟，關閉切換閥23b、23f，打開切換閥23c。藉此，於第2吸附塔23中，含雜質之氬氣放出至大氣中，壓力降低至大致為大氣壓為止。於該脫附步驟中，於第2吸附塔23中，將吸附步驟時使冷媒循環之熱交換部24之切換閥24f切換為閉狀態，停止冷媒之循環，並將自熱交換部24抽離冷媒並返回至冷媒供給源24b之切換閥24f切換為開狀態。

繼而，於第2吸附塔23中，為了實施洗淨步驟，使第2吸附塔23之切換閥23c、23j與洗淨用配管23k之切換閥23n成為開狀態，藉由熱交換型預冷器21中之熱交換而加熱之純化氬氣之一部分經由洗淨用配管23k而導入至第2吸附塔23中。藉此，於第2吸附塔23中，實施自吸附劑脫附雜質與利用純化氬氣之洗淨，該洗淨所用使用之氬氣自切換閥23c與雜質一併放出至大氣中。於該洗淨步驟中，將於第2吸附塔23中用以使熱媒循環之熱交換部24之切換閥24f切換為開狀態。

繼而，於第2吸附塔23中，為了實施冷卻步驟，使第2吸附塔23之切換閥23j與洗淨用配管23k之切換閥23n成為閉狀態，使第2吸附塔23之切換閥23h與冷卻‧升壓用配管23i之切換閥23n成為開狀態，自第1吸附塔23流出之純化氬氣之一部分經由冷卻‧升壓用配管23i而導入至第2吸附塔23中。藉此，冷卻第2吸附塔23內之純化氬氣經由切換閥23c而放出至大氣中。於該冷卻步驟中，將用以使熱媒循環之切換閥24f切換為閉狀態，停止熱媒循環，並將自熱交換部24抽離熱媒並返回至熱媒供給源24d之切換閥24f切換為開狀態。熱媒之抽離結束後，將於第2吸附塔23中用以使冷媒循環之熱交換部24之切換閥24f切換為開狀態，成為冷媒循環狀態。該冷媒循環狀態繼續直至其次之升壓步驟、及隨後之吸附步驟結束為止。

繼而，於第2吸附塔23中，為了實施升壓步驟，關閉第2吸附塔23之切換閥23c，導入自第1吸附塔23流出之純化氬氣之一部分，藉此，第2吸附塔23之內部升壓。該升壓步驟繼續直至第2吸附塔23之內壓變成與第1吸附塔23之內壓大致相等為止。若升壓步驟結束，則關閉第2吸附塔23之切換閥23h與冷卻‧升壓用配管23i之切換閥23n，藉此，第2吸附塔23所有之切換閥23b、23c、23f、23h、23j成為關閉之狀態，第2吸附塔23直至其次之吸附步驟為止成為待機狀態。

第2吸附塔23之吸附步驟係與第1吸附塔23之吸附步驟同樣地實施。於第2吸附塔23中進行吸附步驟期間，於第1吸附塔23中，進行與第2吸附塔23中同樣地進行之脫附步驟、洗淨步驟、冷卻步驟、升壓步驟。

再者，TSA單元20並不限定於如圖3所示者，例如塔數亦可為2以上，例如3或4。

圖4表示本發明之第2實施形態之氬氣之純化裝置α。第2實施形態中之與第1實施形態之不同點在於吸附裝置8之構成。即，如圖4所示，第2實施形態之吸附裝置8具備PSA單元10，但不具備TSA單元。第2實施形態中之其他構成與第1實施形態相同。

根據上述第1實施形態及第2實施形態之純化裝置α，於使用第1觸媒使氬氣中之氧與一氧化碳及氫反應時，於剩餘氧之狀態下生成二氧化碳與水。繼而，藉由使用第2觸媒使剩餘之氧與添加之一氧化碳反應，而於剩餘一氧化碳之狀態下生成二氧化碳。藉由將第1觸媒與第2觸媒中之至少一者設為釕觸媒，將反應溫度設為200℃以下，可減少能量消耗。藉由將該使用釕觸媒之反應溫度設為150℃以下，可有效地抑制自一氧化碳與水蒸氣生成氫與二氧化碳之水煤氣轉化反應，可進一步減少能量消耗。進而，藉由將該使用釕觸媒之反應溫度設為100℃以下，可進一步有效地抑制水煤氣轉化反應，減少能量消耗。因此，可不使氫再生成而使氬氣之主要雜質成為一氧化碳、二氧化碳、水及氮。該雜質中之至少一氧化碳、二氧化碳、水分及氮藉由變壓式吸附法而吸附於吸附劑，藉此而自氬氣去除。藉此，可防止於吸附處理中難以去除之氫剩餘於氬氣中，高純度地純化氬氣，並且減少能量消耗。

根據上述第1實施形態之純化裝置α，藉由使用CaA型沸石作為用於變壓式吸附法之上述吸附劑，可有效地使一氧化碳吸附於吸附劑。又，利用變壓式吸附法吸附後，可藉由-10℃~-50℃下之變溫吸附法使氬氣中之氮吸附於吸附劑。可藉由如此併用利用變溫吸附法之吸附，而降低PSA單元10之負載，針對純化前之氬氣中之雜質濃度之變動，從而確實地去除雜質。因此，可進一步提高純化後之氬氣之純度。又，由於可於利用變溫吸附法之吸附處理之預處理階段中自氬氣去除氧，故而可減少利用變溫吸附法之吸附處理時之冷卻能量。進而，可無需使一氧化碳自變溫吸附法所使用之吸附劑脫離，減少吸附劑之再生所需要之能量。

根據上述第2實施形態之純化裝置α，藉由使用活性氧化鋁與X型沸石作為PSA單元10中之吸附劑，可藉由活性氧化鋁進行氬氣中之水分及二氧化碳之吸附及脫附，提高利用X型沸石之一氧化碳及氮之吸附效果。由於藉此可提高利用變壓式吸附法之一氧化碳與氮之吸附效果，故而可不使用TSA單元而以低能量高純度地純化氬氣。

[實施例1]

使用上述第1實施形態之純化裝置α進行氬氣之純化。純化前之氬氣分別含有氧500莫耳ppm、氫20莫耳ppm、一氧化碳1800莫耳ppm、氮1000莫耳ppm、二氧化碳20莫耳ppm、水分20莫耳ppm作為雜質。將該氬氣於標準狀態下以3.74 L/min之流量導入至第1反應器3中。於導入至該第1反應器3之氬氣中於標準狀態下以3.4 mL/min之流量添加氧。於該情形時，於氬氣中含有與氫及一氧化碳反應所需要之理論值之約1.6倍之氧。於第1反應器3中填充45 mL之氧化鋁承載之釕觸媒(Sd-Chemie Catalysts股份有限公司製造，RUA)作為第1觸媒，反應條件係設為溫度為180℃，大氣壓、空間速度為5000/h。

將自第1反應器3流出之氬氣導入至第2反應器5中。於該導入至第2反應器5之氬氣中於標準狀態下以4.5 mL/min之流量添加一氧化碳。於該情形時，於氬氣中含有消耗剩餘氧所必需之理論值之約1.2倍之一氧化碳。於第2反應器5中填充45 mL之氧化鋁承載之釕觸媒作為第2觸媒，反應條件係設為溫度為90℃、大氣壓、空間速度為5000/h。

利用冷卻器7冷卻自第2反應器5流出之氬氣後，藉由吸附裝置8降低雜質之含有率。PSA單元10採用4塔式，於各塔中填充1.25 L之CaA型沸石(Union Showa股份有限公司之5A-HP)作為吸附劑。PSA單元10之操作條件係設為吸附壓力為0.9 MPa、脫附壓力為0.1 MPa、週期時間為400秒/塔，將均壓時間設為15秒。

將藉由PSA單元10而純化之氬氣導入至TSA單元20中。TSA單元20採用2塔式，於各塔中填充1.5 L之CaX型沸石(Tosoh股份有限公司製造之SA600A)作為吸附劑，將吸附壓力設為0.8 MPa，將吸附溫度設為-35℃，將脫附壓力設為0.1 MPa，將脫附溫度設為40℃。

於該情形時，自TSA單元20流出之經純化之氬氣之雜質組成如下所示。

氧濃度為未達0.1莫耳ppm，氮濃度為0.2莫耳ppm，一氧化碳濃度為未達1莫耳ppm，氫濃度為未達1莫耳ppm，二氧化碳濃度為未達1莫耳ppm，水分為未達0.6莫耳ppm。

再者，氧濃度係藉由Teledyne Technologies,Inc.製造之微量氧濃度計，型號311而測定，一氧化碳及二氧化碳之濃度係使用島津製作所製造之GC-FID，經由甲烷化器(Methanizer)而測定，氫濃度係藉由GL Science,Inc.製造之GC-PDD而測定，氮濃度係藉由Round Science,Inc.製造之微量氮分析計PES-1001而測定，水分係使用GE Sensing & Inspection Technologies,Inc.製造之露點計MST-5而測定。

[實施例2]

於第1反應器3中，將第1觸媒變更為氧化鋁承載之鉑觸媒(N. E. Chemcat股份有限公司製造，DASH-220觸媒)並填充45 mL，將反應溫度設為300℃。此外於與實施例1相同之條件下進行氬氣之純化。

於該情形時，自TSA單元20流出之經純化之氬氣之雜質組成如下所示。

氧濃度為未達0.1莫耳ppm，氮濃度為0.3莫耳ppm，一氧化碳濃度為未達1莫耳ppm，氫濃度為未達0.1莫耳ppm，二氧化碳濃度為未達1莫耳ppm，水分為未達0.6莫耳ppm。

[實施例3]

於第2反應器5中，將第2觸媒變更為氧化鋁承載之鈀觸媒(N. E. Chemcat股份有限公司製造，DASH-220D觸媒)並填充45 mL，將反應溫度設為250℃。此外於與實施例1相同之條件下進行氬氣之純化。

於該情形時，自TSA單元20流出之經純化之氬氣之雜質組成如下所示。

氧濃度為未達0.1莫耳ppm，氮濃度為0.3莫耳ppm，一氧化碳濃度為未達1莫耳ppm，氫濃度為0.5莫耳ppm，二氧化碳濃度為未達1莫耳ppm，水分為未達0.6莫耳ppm。

[實施例4]

使用上述第2實施形態之純化裝置α進行氬氣之純化。純化前之氬氣分別含有氧210莫耳ppm、氫30莫耳ppm、一氧化碳200莫耳ppm、氮1200莫耳ppm、二氧化碳10莫耳ppm、水分10莫耳ppm作為雜質。將該氬氣於標準狀態下以3.74 L/min之流量導入至第1反應器3中。於該導入至第1反應器3之氬氣中於標準狀態下以3.4 mL/min之流量添加氧。於該情形時，於氬氣中含有與氫及一氧化碳反應所需要之理論值之約1.8倍之氧。於第1反應器3中填充45 mL之氧化鋁承載之鈀觸媒(N. E. Chemcat股份有限公司製造，DASH-220D)作為第1觸媒，反應條件係設為溫度為250℃、大氣壓、空間速度為5000/h。

將自第1反應器3流出之氬氣導入至第2反應器5中。於該導入至第2反應器5之氬氣中於標準狀態下以1.0 mL/min之流量添加一氧化碳。於該情形時，於氬氣中含有消耗剩餘氧所必需之理論值之約1.4倍之一氧化碳。於第2反應器5中填充45 mL之氧化鋁承載之釕觸媒作為第2觸媒，反應條件係設為溫度為90℃、大氣壓、空間速度為5000/h。

利用冷卻器7冷卻自第2反應器5流出之氬氣後，藉由吸附裝置8降低雜質之含有率。PSA單元10採用4塔式，於各塔中填充LiX型沸石(Tosoh股份有限公司製造NSA-700)1.10 L與活性氧化鋁(住友化學股份有限公司製造KHD-24)0.15 L作為吸附劑。PSA單元10之操作條件係設為吸附壓力為0.8 MPa、脫附壓力為0.01 MPa、週期時間為450秒/塔，實施均壓15秒。

於該情形時，自PSA單元10之出口流出之經純化之氬氣之雜質組成如下所示。

氧濃度為未達1莫耳ppm，氮濃度為3莫耳ppm，一氧化碳濃度為未達1莫耳ppm，氫濃度為未達1莫耳ppm，二氧化碳濃度為未達1莫耳ppm，水分為未達1莫耳ppm。

再者，氬氣中之雜質濃度係使用與實施例1相同之機器而測定。

[實施例5]

將第1反應器所收容之第1觸媒設為氧化鋁承載之釕觸媒(Sd-Chemie Catalysts股份有限公司製造之RUA)，將反應溫度設為180度。此外於與實施例4相同之條件下進行氬氣之純化。

於該情形時，自PSA單元10之出口流出之經純化之氬氣之雜質組成如下所示。

氧濃度為未達1莫耳ppm，氮濃度為2莫耳ppm，一氧化碳濃度為未達1莫耳ppm，氫濃度為未達1莫耳ppm，二氧化碳濃度為未達1莫耳ppm，水分為未達1莫耳ppm。

[比較例1]

於第1反應器3中填充45 mL之氧化鋁承載之鉑觸媒，將反應溫度設為300℃，於第2反應器5中亦填充45 mL之氧化鋁承載之鉑觸媒，將反應溫度設為溫度為300℃。此外於與實施例1相同之條件下進行氬氣之純化。

自TSA單元20流出之經純化之氬氣之雜質組成如下所示。

氧濃度為未達0.1莫耳ppm，氮濃度為0.2莫耳ppm，一氧化碳濃度為未達1莫耳ppm，氫濃度為12莫耳ppm，二氧化碳濃度為未達1莫耳ppm，水分為未達0.6莫耳ppm。

根據上述各實施例及各比較例可確認以下方面。

根據上述各實施例，與比較例相比，經純化之氬氣中之氫濃度更為降低。因此，可確認藉由將第1觸媒與第2觸媒中之至少一者設為釕觸媒，可抑制水煤氣轉化反應，高純度地純化所回收之氬氣。

於實施例4及實施例5之任一者中，氬氣中之雜質濃度充分地降低。因此，可確認藉由將第1觸媒與第2觸媒兩者設為釕觸媒，可進一步減少能量消耗。

可確認於未使用TSA單元之實施例4、5中，氬氣之氮濃度亦充分地降低，可高純度地純化所回收之氬氣。又，根據使用TSA單元20之實施例1~3，可確認氬氣之氮濃度進一步降低。

再者，於將PSA單元10所使用之吸附劑如實施例1般設為CaA型沸石之情形時，與如實施例4般設為Li-X型沸石之情形相比，同程度地降低雜質濃度時，氬氣之回收率降低。例如，於實施例1中，PSA單元10之入口之氬氣之雜質組成為：氫濃度為未達0.1莫耳ppm，氧濃度為0.2莫耳ppm，氮濃度為5000莫耳ppm，一氧化碳濃度為200莫耳ppm，二氧化碳濃度為3000莫耳ppm，水分為10莫耳ppm，PSA10之出口之氬氣之雜質組成為：氮濃度為1000莫耳ppm，其他之雜質濃度為未達1莫耳ppm，氬氣之回收率(純度換算)為72莫耳%。另一方面，於實施例4中，PSA單元10之入口之氬氣之雜質組成為：氫濃度為未達1莫耳ppm，氧濃度為1.2莫耳ppm，氮濃度為5000莫耳ppm，一氧化碳濃度為80莫耳ppm，二氧化碳濃度為400莫耳ppm，水分為10莫耳ppm，PSA10之出口之氬氣之雜質組成為：氮濃度為3莫耳ppm，其他之雜質濃度為未達1 ppm，氬氣之回收率(純度換算)為77莫耳%。因此，於進一步降低雜質濃度之情形時較佳為併用TSA單元。

本發明並不限定於上述實施形態或實施例。例如，於上述實施形態中，於第1反應器3與第2反應器5兩者中填充釕觸媒，但亦可於第1反應器3中填充釕觸媒，於第2反應器5中填充釕觸媒以外之觸媒，例如將鈀承載於氧化鋁等之觸媒，使氧與一氧化碳反應。或於第1反應器3中填充釕觸媒以外之觸媒，例如將鉑、鉑合金、鈀等承載於氧化鋁等之觸媒，使氧與一氧化碳及氫反應，於第2反應器5中填充釕觸媒。為了結束反應，使用釕觸媒以外之觸媒之情形之反應溫度必需設為250℃左右以上。

1．．．氬氣供給源

2．．．加熱器

3．．．第1反應器

4．．．第1濃度調節裝置

4a、6a．．．濃度測定器

4b．．．氧供給源

4c．．．氧量調整器

4d、6d．．．控制器

5．．．第2反應器

6．．．第2濃度調節裝置

6b．．．一氧化碳供給源

6c．．．一氧化碳量調整器

7．．．冷卻器

8．．．吸附裝置

10．．．PSA單元

20．．．TSA單元

α．．．純化裝置

圖1係本發明之第1實施形態之氬氣之純化裝置之構成說明圖。

圖2係本發明之第1實施形態之氬氣之純化裝置中之PSA單元之構成說明圖。

圖3係本發明之第1實施形態之氬氣之純化裝置中之TSA單元之構成說明圖。

圖4係本發明之第2實施形態之氬氣之純化裝置之構成說明圖。

1．．．氬氣供給源

2．．．加熱器

3．．．第1反應器

4．．．第1濃度調節裝置

4a、6a．．．濃度測定器

4b．．．氧供給源

4c．．．氧量調整器

4d、6d．．．控制器

5．．．第2反應器

6．．．第2濃度調節裝置

6b．．．一氧化碳供給源

6c．．．一氧化碳量調整器

7．．．冷卻器

8．．．吸附裝置

10．．．PSA單元

20．．．TSA單元

α．．．純化裝置

Claims (9)

1. 一種氬氣之純化方法，其係純化至少含有氧、氫、一氧化碳、及氮作為雜質之氬氣之方法，其特徵在於：判定上述氬氣中之氧量是否超過與上述氬氣中之所有氫及一氧化碳反應所必需之設定量；於上述氬氣中之氧量為上述設定量以下之情形時，以超過上述設定量之方式添加氧；繼而，使用第1觸媒使上述氬氣中之一氧化碳及氫與氧進行反應，藉此於剩餘有氧之狀態下生成二氧化碳與水；繼而，以上述氬氣中之一氧化碳量超過與所有該剩餘之氧反應所必需之設定量之方式添加一氧化碳；繼而，使用第2觸媒使上述氬氣中之氧與一氧化碳進行反應，藉此於剩餘有一氧化碳之狀態下生成二氧化碳；繼而，藉由變壓式吸附法使上述氬氣中之至少一氧化碳、二氧化碳、水、及氮吸附於吸附劑；將上述第2觸媒設為釕觸媒；及將使用上述釕觸媒之情形之反應溫度設為150℃以下、70℃以上。
2. 如請求項1之氬氣之純化方法，其中將使用上述釕觸媒之情形之反應溫度設為100℃以下、70℃以上。
3. 如請求項1或2之氬氣之純化方法，其係使用CaA型沸石作為用於上述變壓式吸附法之上述吸附劑。
4. 如請求項1或2之氬氣之純化方法，其係使用活性氧化鋁與X型沸石作為用於上述變壓式吸附法之上述吸附劑。
5. 如請求項1或2之氬氣之純化方法，其於利用上述變壓式吸附法吸附後，藉由-10℃~-50℃下之變溫吸附法使上述氬氣中之氮吸附於吸附劑。
6. 如請求項3之氬氣之純化方法，其於利用上述變壓式吸附法吸附後，藉由-10℃~-50℃下之變溫吸附法使上述氬氣中之氮吸附於吸附劑。
7. 如請求項4之氬氣之純化方法，其於利用上述變壓式吸附法吸附後，藉由-10℃~-50℃下之變溫吸附法使上述氬氣中之氮吸附於吸附劑。
8. 一種氬氣之純化裝置，其特徵在於，其係純化至少含有氧、氫、一氧化碳、及氮作為雜質之氬氣的裝置，且其具備：導入上述氬氣之第1反應器、可於導入至上述第1反應器之氬氣中添加氧之氧供給器、導入自上述第1反應器流出之氬氣之第2反應器、可於導入至上述第2反應器之氬氣中添加一氧化碳之一氧化碳供給器、導入自上述第2反應器流出之氬氣之吸附裝置；並且於上述第1反應器中收容有使上述氬氣中之一氧化碳及氫與氧反應之第1觸媒；於上述第2反應器中收容有使上述氬氣中之氧與一氧 化碳反應之第2觸媒；將上述第2觸媒設為釕觸媒；上述吸附裝置具有藉由變壓式吸附法吸附上述氬氣中之至少一氧化碳、二氧化碳、水、及氮之PSA單元；且將使用上述釕觸媒之情形之反應溫度設為150℃以下、70℃以上。
9. 如請求項8之氬氣之純化裝置，其中上述吸附裝置具有藉由-10℃~-50℃下之變溫吸附法吸附自上述PSA單元流出之上述氬氣中之氮之TSA單元。