WO2022270439A1 - ガス分離設備およびガス分離方法 - Google Patents

Abstract

ＰＳＡ法を用いて、原料ガスに含まれる特定のガス成分を効率良く分離する。少なくともガス成分１およびガス成分２を含有する原料ガスから、圧力スイング吸着法により、ガス成分１を分離回収するガス分離設備１１は、ガス成分１およびガス成分２を吸脱着する吸着剤が充填された吸着塔１２を備え、原料ガスを吸着剤に吸着させるために吸着塔１２に導入し、吸着剤に吸着した原料ガスを脱着させるために吸着塔１２を減圧する。ガス分離設備１１は、更に、吸着剤の温度を測定する温度測定部２６と、吸着剤の温度を調整する温度調整部３１と、吸着剤の温度が目標温度になるように、温度調整部３１を制御する制御部３５と、を備える。目標温度は、ガス成分１およびガス成分２の吸着剤に対する有効吸着量の温度変化率を比較することにより決定される。

Description

ガス分離設備およびガス分離方法

　本発明は、ガス分離設備およびガス分離方法に関する。

　従来、原料ガスに含まれる特定のガス成分を分離する方法として、圧力スイング吸着（ＰＳＡ）法が用いられている。ＰＳＡ法は、吸着剤に対するガス成分の吸着量がガス種およびその分圧によって異なることを利用したガス分離方法である。

　例えば、特許文献１には、ＰＳＡ法を用いたガス分離方法として、「洗浄工程を有しないガス分離回収方法であり、脱着工程を複数の時間帯に区分けし、脱着ガスを前記各時間帯毎に分けて回収する」方法が開示されている（［請求項１］）。この方法によれば「洗浄工程を行うことなく回収ガスの濃度を高めることができ、このため少ない電力消費量で高濃度の目的ガス成分を分離回収することができる」とされている（［００１３］）。

特開２０１８－１１４４６４号公報

　近年、原料ガスに含まれる特定のガス成分を効率良く分離することが望まれている。
　例えば、最近では、製鉄プロセス等から排出される二酸化炭素（ＣＯ_２）からメタノールなどの有用な化学品を製造するＣＣＵ（Carbon capture and utilization）が着目されている。この場合、製鉄プロセスから排出される高炉ガス（ＣＯ_２、ＣＯ、Ｎ_２を含む原料ガス）からＣＯ_２を効率良く分離することが望まれる。

　本発明は、以上の点を鑑みてなされたものであり、ＰＳＡ法を用いて、原料ガスに含まれる特定のガス成分を効率良く分離することを目的とする。

　本発明者らは、鋭意検討した結果、下記構成を採用することにより、上記目的が達成されることを見出し、本発明を完成させた。

　すなわち、本発明は、以下の［１］～［１６］を提供する。
［１］少なくともガス成分１およびガス成分２を含有する原料ガスから、圧力スイング吸着法により、上記ガス成分１を分離回収するガス分離設備であって、上記ガス成分１および上記ガス成分２を吸脱着する吸着剤が充填された吸着塔と、上記原料ガスを上記吸着剤に吸着させるために上記吸着塔に導入する導入部と、上記吸着剤に吸着した上記原料ガスを脱着させるために上記吸着塔を減圧する減圧部と、上記吸着剤の温度を測定する温度測定部と、上記吸着剤の温度を調整する温度調整部と、上記吸着剤の温度が目標温度になるように、上記温度調整部を制御する制御部と、を備え、上記目標温度は、上記ガス成分１および上記ガス成分２の上記吸着剤に対する有効吸着量の温度変化率を比較することにより決定される温度である、ガス分離設備。
［２］上記目標温度は、上記ガス成分１の上記吸着剤に対する有効吸着量の温度変化率が、上記ガス成分２の上記吸着剤に対する有効吸着量の温度変化率よりも小さい温度である、上記［１］に記載のガス分離設備。
［３］上記制御部が、上記目標温度を下記ステップ１～３に従い決定する、上記［１］または［２］に記載のガス分離設備。
　ステップ１：上記ガス成分１および上記ガス成分２について、温度Ｔにおけるガス成分ｉ（ｉ＝１，２）の吸着等温線から、圧力スイング幅に対応する平衡吸着量の変化である有効吸着量ΔＱ_ｉ（Ｔ）を計算する。
　ステップ２：上記ガス成分１および上記ガス成分２について、基準温度Ｔ_Ａと基準温度Ｔ_Ａから変化させた変化温度Ｔ_Ｂとの有効吸着量ΔＱ_ｉ（Ｔ）の温度変化率Ｘ_ｉ（Ｔ_Ａ，Ｔ_Ｂ）＝１－｛ΔＱ_ｉ（Ｔ_Ｂ）／ΔＱ_ｉ（Ｔ_Ａ）｝を計算する。ただし、Ｔ_Ａ＜Ｔ_Ｂである。
　ステップ３：上記ガス成分１および上記ガス成分２について、有効吸着量の温度変化率Ｘ_ｉ（Ｔ_Ａ，Ｔ_Ｂ）を比較して、下記式（１）を満たす変化温度Ｔ_Ｂを目標温度に決定する。ただし、０＜α≦１である。
　Ｘ_１（Ｔ_Ａ，Ｔ_Ｂ）＜α×Ｘ_２（Ｔ_Ａ，Ｔ_Ｂ）…（１）
［４］上記減圧部は、上記吸着剤から脱着した上記原料ガスを排気する排気ラインを備え、上記排気ラインは、上記ガス成分１が排気される分岐ラインと、上記ガス成分２が排気される分岐ラインとに分岐している、上記［１］～［３］のいずれかに記載のガス分離設備。
［５］上記温度調整部は、上記原料ガスの温度を調整することにより、間接的に、上記吸着剤の温度を調整する、上記［１］～［４］のいずれかに記載のガス分離設備。
［６］上記温度調整部は、熱媒流量および伝熱面積の少なくともいずれかを可変制御できる熱交換器を含み、上記熱交換器を用いて上記原料ガスの温度を調整することにより、間接的に、上記吸着剤の温度を調整する、上記［５］に記載のガス分離設備。
［７］上記熱交換器の出側の上記原料ガスの一部を上記熱交換器の入側に循環させるガス循環部を備える、上記［６］に記載のガス分離設備。
［８］少なくともガス成分１およびガス成分２を含有する原料ガスから、圧力スイング吸着法により、上記ガス成分１を分離回収するガス分離方法であって、上記ガス成分１および上記ガス成分２を吸脱着する吸着剤が充填された吸着塔に、上記原料ガスを導入して上記吸着剤に吸着させ、上記吸着塔を減圧することにより、上記吸着剤に吸着した上記原料ガスを脱着させ、上記吸着剤の温度を測定する温度測定部を用いて、上記吸着剤の温度を測定し、上記吸着剤の温度を調整する温度調整部を制御して、上記吸着剤の温度が目標温度になるように調整し、上記目標温度は、上記ガス成分１および上記ガス成分２の上記吸着剤に対する有効吸着量の温度変化率を比較することにより決定される温度である、ガス分離方法。
［９］上記目標温度は、上記ガス成分１の上記吸着剤に対する有効吸着量の温度変化率が、上記ガス成分２の上記吸着剤に対する有効吸着量の温度変化率よりも小さい温度である、上記［８］に記載のガス分離方法。
［１０］上記目標温度を下記ステップ１～３に従い決定する、上記［８］または［９］に記載のガス分離方法。
　ステップ１：上記ガス成分１および上記ガス成分２について、温度Ｔにおけるガス成分ｉ（ｉ＝１，２）の吸着等温線から、圧力スイング幅に対応する平衡吸着量の変化である有効吸着量ΔＱ_ｉ（Ｔ）を計算する。
　ステップ２：上記ガス成分１および上記ガス成分２について、基準温度Ｔ_Ａと基準温度Ｔ_Ａから変化させた変化温度Ｔ_Ｂとの有効吸着量ΔＱ_ｉ（Ｔ）の温度変化率Ｘ_ｉ（Ｔ_Ａ，Ｔ_Ｂ）＝１－｛ΔＱ_ｉ（Ｔ_Ｂ）／ΔＱ_ｉ（Ｔ_Ａ）｝を計算する。ただし、Ｔ_Ａ＜Ｔ_Ｂである。
　ステップ３：上記ガス成分１および上記ガス成分２について、有効吸着量の温度変化率Ｘ_ｉ（Ｔ_Ａ，Ｔ_Ｂ）を比較して、下記式（１）を満たす変化温度Ｔ_Ｂを目標温度に決定する。ただし、０＜α≦１である。
　Ｘ_１（Ｔ_Ａ，Ｔ_Ｂ）＜α×Ｘ_２（Ｔ_Ａ，Ｔ_Ｂ）…（１）
［１１］上記ガス成分１および上記ガス成分２を上記吸着剤に吸着させて、上記吸着剤に吸着した上記ガス成分１および上記ガス成分２を、区分けした時間帯ごとに分けて脱着させる、上記［８］～［１０］のいずれかに記載のガス分離方法。
［１２］上記原料ガスを上記吸着剤に吸着させ、その後、脱着させるまでを１サイクルとして、少なくとも５サイクルが経過した後に、上記温度測定部を用いて上記吸着剤の温度を測定し、上記温度調整部を制御して、上記吸着剤の温度が目標温度になるように調整する、上記［８］～［１１］のいずれかに記載のガス分離方法。
［１３］上記吸着剤の温度として、上記温度測定部により測定される温度振幅の最大値を用いる、上記［８］～［１２］のいずれかに記載のガス分離方法。
［１４］上記温度調整部は、上記原料ガスの温度を調整することにより、間接的に、上記吸着剤の温度を調整する、上記［８］～［１３］のいずれかに記載のガス分離方法。
［１５］上記温度調整部は、熱媒流量および伝熱面積の少なくともいずれかを可変制御できる熱交換器を含み、上記熱交換器を用いて上記原料ガスの温度を調整することにより、間接的に、上記吸着剤の温度を調整する、上記［１４］に記載のガス分離方法。
［１６］上記熱交換器の出側の上記原料ガスの一部を上記熱交換器の入側に循環させる、上記［１５］に記載のガス分離方法。

　本発明によれば、ＰＳＡ法を用いて、原料ガスに含まれる特定のガス成分を効率良く分離できる。

第１実施形態のガス分離設備を示す模式図である。 温度を変化させて測定したＣＯ_２の吸着等温線の一例を示すグラフである。 温度を変化させて測定したＣＯの吸着等温線の一例を示すグラフである。 温度を変化させて測定したＮ_２の吸着等温線の一例を示すグラフである。 ガス成分１（ＣＯ_２）およびガス成分２（Ｎ_２）の吸着等温線の一例を示すグラフである。 基準温度Ｔ_Ａから変化温度Ｔ_Ｂに変化させた場合におけるガス成分１（ＣＯ_２）およびガス成分２（Ｎ_２）の吸着等温線の一例を示すグラフである。 第２実施形態のガス分離設備を示す模式図である。 第３実施形態のガス分離設備を示す模式図である。 実施例１～２および比較例１で用いたガス分離設備を示す模式図である。 実施例１～２および比較例１のＣＯ_２回収率を示すグラフである。

［第１実施形態］
　以下、図１～図９に基づいて、ガス分離設備を説明する。以下の説明は、ガス分離方法の説明を兼ねる。

 〈ガス分離設備の構成〉
　図１は、第１実施形態のガス分離設備１１を示す模式図である。
　ガス分離設備１１は、少なくともガス成分１（例えば、ＣＯ_２）およびガス成分２（例えば、Ｎ_２）を含有する原料ガスから、圧力スイング吸着（ＰＳＡ）法により、ガス成分１を分離回収する設備である。
　ガス分離設備１１は、ガスが上下方向に流れる縦型の吸着塔１２を主体に構成されている。吸着塔１２の内部には、ガス成分１およびガス成分２を吸脱着（吸着および脱着）する吸着剤（図示せず）が充填されている。
　図１に示すガス分離設備１１は、いわゆる多塔式であり、２台の吸着塔１２（吸着塔１２ａおよび吸着塔１２ｂ）が並列に配置されている。吸着塔１２の台数は、２台に限定されず、１台でもよく、３台以上であってもよい。

　吸着塔１２の一端側（図１中の上端側）には、原料ガス供給源６１から原料ガスが流れる導入ライン１３が接続している。
　原料ガス供給源６１は、例えば、原料ガスとして高炉ガスを排出する高炉である。
　導入ライン１３は、原料ガス（少なくともガス成分１およびガス成分２を含有するガス）を、吸着剤に吸着させるために、吸着塔１２の内部に導入する。導入ライン１３の途中には、開閉弁２１が設けられている。導入ライン１３は、導入部を構成する。

　吸着塔１２の他端側（図１中の下端側）には、オフガス排気ライン１４が接続している。オフガスは、吸着塔１２に導入されたものの、吸着剤に吸着しなかった原料ガスである。オフガスは、オフガス排気ライン１４を経由して、排気される。オフガス排気ライン１４の途中には、開閉弁２２が設けられている。

　オフガス排気ライン１４における開閉弁２２よりも上流側には、脱着ガス排気ライン１５が接続している。
　脱着ガス排気ライン１５は、真空ポンプ１８に接続している。真空ポンプ１８を駆動することにより、吸着塔１２の内部が減圧されて、吸着剤に吸着していた原料ガスが脱着される。吸着剤から脱着した原料ガス（脱着ガス）は、脱着ガス排気ライン１５を経由して、排気される。脱着ガス排気ライン１５における真空ポンプ１８よりも上流側には、開閉弁２３が設けられている。

　脱着ガス排気ライン１５における真空ポンプ１８よりも下流側（真空ポンプ１８の吐出側）は、分岐しており、分岐ライン１６および分岐ライン１７が設けられている。
　分岐ライン１６および分岐ライン１７には、それぞれ、開閉弁２４および開閉弁２５が設けられている。
　原料ガスに含まれるガス成分１およびガス成分２のうち、例えば、回収を所望しないガス成分２を含むガス（不純物ガス）が、分岐ライン１６を経由して排気される。一方、回収を所望するガス成分１を含むガス（回収ガス）が、分岐ライン１７を経由して排気される。

　脱着ガス排気ライン１５、分岐ライン１６、分岐ライン１７および真空ポンプ１８は、減圧部を構成する。

　吸着塔１２には、吸着塔１２の内部に充填された吸着剤の温度を測定する温度測定部２６が設けられている。
　温度測定部２６は、特に限定されないが、例えば、熱電対である。温度測定部２６が熱電対である場合、吸着塔１２の外周部に、吸着塔１２の内部に到達する熱電対用の鞘管（図示せず）を設けてもよい。この鞘管に熱電対を挿入することにより、吸着塔１２の内部に充填された吸着剤の温度を容易に測定できる。
　吸着塔１２ごとに、複数の温度測定部２６を設けてもよい。例えば、図１においては、吸着塔１２の上下方向に分散させて、温度測定部２６ａおよび温度測定部２６ｂを配置している。これにより、吸着剤の温度を偏りなく測定できる。

　原料ガス供給源６１から吸着塔１２に至る導入ライン１３の途中には、温度調整部３１が設けられている。
　温度調整部３１としては、特に限定されず、例えば、電気式加熱装置である電熱ヒータなどの公知のヒータが用いられ、その具体例としては、導入ライン１３の外周部を覆うジャケット式ヒータが挙げられる。
　温度調整部３１は、導入ライン１３を流れる原料ガスを加熱することにより、吸着塔１２の内部に導入される原料ガスの温度を調整する。こうして、例えば、基準温度Ｔ_Ａ（例えば、２５℃）であった原料ガスは、昇温して、変化温度Ｔ_Ｂとなる（Ｔ_Ａ＜Ｔ_Ｂ）。
　このとき、吸着塔１２の吸着剤の温度も、当初は基準温度Ｔ_Ａであるが、変化温度Ｔ_Ｂとなった原料ガスが吸着塔１２に導入されて吸着剤に吸脱着されることにより、基準温度Ｔ_Ａであった吸着剤も加熱されて、次第に変化温度Ｔ_Ｂとなる。
　こうして、吸着塔１２の内部に導入される原料ガスの温度を調整することにより、間接的に、吸着塔１２の内部に充填された吸着剤の温度が調整される。

　なお、温度調整部３１としては、上述した例に限定されない。
　例えば、吸着塔１２が小型である場合には、吸着塔１２の外周部に、温度調整部３１としてジャケット式ヒータを設けてもよい。この場合、吸着塔１２の外周部から、吸着塔１２の内部に充填された吸着剤を加熱する。もっとも、この場合、吸着塔１２の内径が大きいと、伝熱不良が起こりやすく、吸着塔１２の中心部まで吸着剤を一様に加熱しにくいことがある。
　これに対して、上述した例（原料ガスの温度を調整することにより、間接的に、吸着剤の温度を調整する例）によれば、吸着塔１２の中心部にも原料ガスが導入されるため、吸着塔１２の中心部まで吸着剤を一様に加熱しやすい。
　後述するように、１５℃程度の小さい温度変化でも、吸着剤の平衡吸着量は顕著に変化する場合がある（図２～図４を参照）。このため、吸着剤は、一様に加熱されることが好ましい。

　温度調整部３１には、制御部３５が接続している。制御部３５は、一例として、市販のＰＣ（パーソナルコンピュータ）である。
　制御部３５による制御を受けて、温度調整部３１は駆動し、所望の温度まで上昇する。こうして、導入ライン１３を流れる原料ガスが所望の温度に加熱される。

 〈吸着等温線〉
　図２、図３および図４は、それぞれ、温度を変化させて測定したＣＯ_２、ＣＯおよびＮ_２の吸着等温線の一例を示すグラフである。
　図２～図４の吸着等温線は、吸着剤として１３Ｘゼオライトを用いて測定された吸着等温線（１３Ｘゼオライトに各ガス成分を吸脱着させたときの吸着等温線）である。
　図２～図４においては、吸着等温線を測定する際の温度Ｔを、１０～７０℃の範囲で、１５℃ずつ変化させている。吸着等温線は、圧力と平衡吸着量Ｑとの関係であり、横軸は圧力（分圧）を示し、縦軸は平衡吸着量を示す。

　図２～図４を比較すると、ＣＯ_２の吸着量は、ＣＯおよびＮ_２の吸着量よりも１桁ほど大きい。
　吸着力の大きいＣＯ_２は、低圧では吸着剤の細孔内部に急激に吸着するため、吸着等温線は、低圧での傾きが大きい非線形である。ＣＯ_２は、高圧では殆ど脱着せず、低圧まで減圧されると急激に脱着する。
　一方、吸着力の小さいＮ_２およびＣＯの吸着等温線は、ＣＯ_２よりも広い圧力範囲において直線状である。Ｎ_２およびＣＯは、高圧から低圧になる過程で脱着する。

　吸着等温線は、一定の温度Ｔにおける圧力Ｐと平衡吸着量Ｑとの相関を示すグラフであるが、図２～図４に示すように、温度Ｔが高くなるほど、平衡吸着量Ｑは小さくなる。そして、同じ圧力スイング幅に対応する有効吸着量ΔＱも同様に変化し、温度Ｔが高くなるほど、有効吸着量ΔＱは小さくなる。

　以下では、便宜的に、ガス成分１が二酸化炭素（ＣＯ_２）であり、かつ、ガス成分２が窒素（Ｎ_２）である場合を例に説明する。

　図５は、ガス成分１（ＣＯ_２）およびガス成分２（Ｎ_２）の吸着等温線の一例を示すグラフである。
　圧力スイング吸着（ＰＳＡ）法では、吸着剤に対する平衡吸着量Ｑが、圧力スイングにより変化する現象を利用する。平衡吸着量Ｑ（単に「吸着量Ｑ」とも表記する）の変化は、有効吸着量ΔＱと呼ばれる。図５に示すように、同じ圧力スイング幅であっても、ガス成分ごとに異なる有効吸着量ΔＱ_ｉ（ｉ＝１，２）を有する。
　ガス成分１（ＣＯ_２）の有効吸着量ΔＱ_１（ΔＱ_ＣＯ２）が、ガス成分２（Ｎ_２）の有効吸着量ΔＱ_２（ΔＱ_Ｎ２）よりも大きい吸着剤を用いる。これにより、ＰＳＡ法を利用して、ガス成分１（ＣＯ_２）を分離できる。

　なお、吸着剤としては、上記と同様の形状の吸着等温線を示すものであれば、１３Ｘゼオライトに限定されず、例えば、ＺＳＭ－５などの他の吸着剤も使用できる。

 〈ＰＳＡ法によるガス分離〉
　図１に示すガス分離設備１１において、少なくともガス成分１およびガス成分２を含有する原料ガスから、圧力スイング吸着（ＰＳＡ）法により、ガス成分１を分離回収する方法について説明する。

　まず、導入ライン１３の開閉弁２１を開けて、原料ガス供給源６１から、導入ライン１３を経由して原料ガスを吸着塔１２の内部に導入する。その後、開閉弁２１は閉じる。
　これにより、原料ガスは、吸着塔１２の内部に充填されている吸着剤に吸着する。
　より詳細には、図１に示すように、吸着塔１２の導入口（導入ライン１３と吸着塔１２との接続部分）に近い領域に、吸着力の大きいガス成分１が吸着する。一方、吸着塔１２の導入口から遠い領域に、吸着力の小さいガス成分２が吸着する。
　このとき、脱着ガス排気ライン１５の開閉弁２３を閉じ、かつ、オフガス排気ライン１４の開閉弁２２を開けておく。これにより、吸着剤に吸着しなかった原料ガス（オフガス）は、オフガス排気ライン１４を経由して、排気される。

　なお、図１に示すように、ガス成分１が吸着する領域と、ガス成分２が吸着する領域とに、それぞれ、温度測定部２６ａと、温度測定部２６ｂとを設けてもよい。

　図１に示すように、吸着塔１２の内部に原料ガス（ガス成分１およびガス成分２）の分布が生じている状態で、オフガス排気ライン１４の開閉弁２２および分岐ライン１７の開閉弁２５を閉じ、かつ、脱着ガス排気ライン１５の開閉弁２３および分岐ライン１６の開閉弁２４を開ける。
　そして、真空ポンプ１８を駆動することにより、吸着塔１２の内部の減圧を開始する。
　これにより、まず、吸着力の小さいガス成分２を含む不純物ガス（便宜的に、単に「ガス成分２」ともいう）が吸着剤から脱着して、脱着ガス排気ライン１５および分岐ライン１６を経由して、排気される（第１時間帯）。
　このとき、ガス成分２は、ガス成分１が吸着している領域を通過することなく、吸着剤から脱着する。このため、ガス成分１が部分的に吸着剤から脱着して排気されることが抑制される。

　次に、分岐ライン１６の開閉弁２４を閉じ、かつ、分岐ライン１７の開閉弁２５を開ける。そのうえで、真空ポンプ１８を駆動して、吸着塔１２の内部を減圧する。
　これにより、吸着力の大きいガス成分１を含む回収ガス（便宜的に、単に「ガス成分１」ともいう）が吸着剤から脱着して、脱着ガス排気ライン１５および分岐ライン１７を経由して、排気される（第２時間帯）。第２時間帯では、第１時間帯よりも、吸着塔１２の内部をより減圧してもよい。こうして、ガス成分１が分離回収される。

　このように、ガス分離設備１１においては、ガス成分１とガス成分２とを、区分けした時間帯ごとに分けて、異なる分岐ラインから、回収できる。

　なお、吸着塔１２においては、他の吸着塔の脱着ガスの一部を洗浄ガスとして使用する、いわゆる洗浄を実施してもよい。
　具体的には、例えば、１台の吸着塔１２ａから脱着される高純度のガス成分１（ＣＯ_２）の一部を、別の吸着塔１２ｂのガス成分２（Ｎ_２）の追い出しに使用してもよい。

　ところで、図２～図４に基づいて説明したように、温度Ｔが高くなるほど、平衡吸着量Ｑは小さくなり、同じ圧力スイング幅に対応する有効吸着量ΔＱも同様に小さくなる。

　そこで、温度調整部３１を駆動して、吸着塔１２に充填されている吸着剤の温度を、基準温度Ｔ_Ａ（例えば、２５℃）から、基準温度Ｔ_Ａよりも高い変化温度Ｔ_Ｂ（例えば、７０℃）にする。これにより、ガス成分２は、第１時間帯において、吸着剤から、より脱着しやすくなる。または、第１時間帯よりも前に、ガス成分２は、吸着剤に吸着しないで、オフガスとして、排気されやすくなる。

　もっとも、吸着剤の温度を上げすぎると、ガス成分１の有効吸着量が小さくなりすぎる。その場合、第１時間帯においてガス成分１も脱着しやすくなり（または、第１時間帯よりも前にオフガスとして排気されやすくなり）、好ましくない。
　そこで、目標温度を設定して、吸着剤の温度が、この目標温度になるように調整する。
　目標温度は、ガス成分１およびガス成分２の吸着剤に対する有効吸着量の温度変化率を比較することにより決定される温度である。

　Ｎ_２の吸着等温線は、広い圧力範囲で、温度が高くなるに従い、傾きが減少する（図４を参照）。すなわち、Ｎ_２の有効吸着量ΔＱ_Ｎ２は、温度を上げると小さくなりやすく、温度依存性が大きい（温度変化率が大きい）。これは、ＣＯの有効吸着量ΔＱ_ＣＯも同様である（図３を参照）。
　一方、ＣＯ_２の吸着等温線は、温度が高くなると、高圧では傾きの変化は小さい（ほぼ平行に下側にシフトする）が、低圧（例えば、１０ｋＰａ未満）では傾きが顕著に減少する（図２を参照）。
　もっとも、吸着塔１２の内部を真空状態まで減圧するのは、真空ポンプ１８の運転効率が悪いため、一般的には、高圧（例えば、１０ｋＰａ以上）で脱着を実施する。この場合、温度が高くなっても、吸着等温線の傾きの減少は小さい。
　すなわち、ＣＯ_２の有効吸着量ΔＱ_ＣＯ２は、温度を上げても小さくなりにくく、温度依存性が小さい（温度変化率が小さい）。

　このような有効吸着量ΔＱの差異を考慮して、目標温度として、例えば、ガス成分１（ＣＯ_２）の有効吸着量ΔＱ_１（ΔＱ_ＣＯ２）の温度変化率が、ガス成分２（Ｎ_２）の有効吸着量ΔＱ_２（ΔＱ_Ｎ２）の温度変化率よりも小さい温度を設定する。
　これにより、ΔＱ_１＞ΔＱ_２の関係が維持された状態で、その差がより大きくなり、ＰＳＡ法を利用して、ガス成分１をより分離しやすくなる。

　目標温度は、具体的には、例えば、下記ステップ１～３に従い決定する。
　ステップ１：ガス成分１およびガス成分２について、温度Ｔにおけるガス成分ｉ（ｉ＝１，２）の吸着等温線から、圧力スイング幅に対応する平衡吸着量の変化である有効吸着量ΔＱ_ｉ（Ｔ）を計算する。温度Ｔにおけるガス成分ｉの吸着圧力（分圧）および脱着圧力（分圧）も適宜参照する。
　圧力スイング幅は、ガス成分ｉごとに適宜決定され、ガス成分ｉごとに同じであってもよく、異なっていてもよい。

　ステップ２：ガス成分１およびガス成分２について、基準温度Ｔ_Ａと基準温度Ｔ_Ａから変化させた変化温度Ｔ_Ｂとの有効吸着量ΔＱ_ｉ（Ｔ）の温度変化率Ｘ_ｉ（Ｔ_Ａ，Ｔ_Ｂ）＝１－｛ΔＱ_ｉ（Ｔ_Ｂ）／ΔＱ_ｉ（Ｔ_Ａ）｝を計算する。ただし、Ｔ_Ａ＜Ｔ_Ｂである。
　基準温度Ｔ_Ａは、特に限定されず、例えば、常温（５～３５℃）の範囲から選ばれる任意の温度である。

　ステップ３：ガス成分１およびガス成分２について、有効吸着量の温度変化率Ｘ_ｉ（Ｔ_Ａ，Ｔ_Ｂ）を比較して、下記式（１）を満たす変化温度Ｔ_Ｂを目標温度に決定する。ただし、０＜α≦１である。αは、具体的には、例えば、０．５である。
　Ｘ_１（Ｔ_Ａ，Ｔ_Ｂ）＜α×Ｘ_２（Ｔ_Ａ，Ｔ_Ｂ）…（１）

　図６は、基準温度Ｔ_Ａから変化温度Ｔ_Ｂに変化させた場合におけるガス成分１（ＣＯ_２）およびガス成分２（Ｎ_２）の吸着等温線の一例を示すグラフである。
　図６においては、ΔＱ_ＣＯ２（Ｔ_Ａ）：ΔＱ_ＣＯ２（Ｔ_Ｂ）＝１：０．９であり、かつ、ΔＱ_Ｎ２（Ｔ_Ａ）：ΔＱ_Ｎ２（Ｔ_Ｂ）＝１：０．５であるから、以下のように計算されて、上記式（１）を満たす。
　Ｘ_ＣＯ２（Ｔ_Ａ，Ｔ_Ｂ）＝１－｛ΔＱ_ＣＯ２（Ｔ_Ｂ）／ΔＱ_ＣＯ２（Ｔ_Ａ）｝＝０．１
　Ｘ_Ｎ２（Ｔ_Ａ，Ｔ_Ｂ）＝１－｛ΔＱ_Ｎ２（Ｔ_Ｂ）／ΔＱ_Ｎ２（Ｔ_Ａ）｝＝０．５
　Ｘ_ＣＯ２（Ｔ_Ａ，Ｔ_Ｂ）＜α×Ｘ_Ｎ２（Ｔ_Ａ，Ｔ_Ｂ）

　原料ガスが、ガス成分１およびガス成分２のほかに、その他のガス成分（ガス成分３、ガス成分４など）を含有する場合は、Ｘ_１（Ｔ_Ａ，Ｔ_Ｂ）＜α×Ｘ_３（Ｔ_Ａ，Ｔ_Ｂ）、Ｘ_１（Ｔ_Ａ，Ｔ_Ｂ）＜α×Ｘ_４（Ｔ_Ａ，Ｔ_Ｂ）などもそれぞれ満たすように、目標温度を決定する。
　換言すれば、その他のガス成分を、別のガス成分２とみなし、この別のガス成分２についても、上記式（１）を満たすように、目標温度を決定する。

　変化温度Ｔ_Ｂ（目標温度）は、Ｔ_Ａ＜Ｔ_Ｂを満たす範囲で、吸着剤およびガスの種類によって適宜設定される。
　一方で、Ｔ_Ｂが高すぎると、例えばガス成分１（ＣＯ_２）の有効吸着量ΔＱ_１（ΔＱ_ＣＯ２）が小さくなりすぎて、吸着剤の必要充填量が増加し、その結果、吸着塔１２が大型化する場合がある。これを避ける観点から、例えば吸着剤として１３Ｘゼオライトを用いる場合には、Ｔ_Ｂは１００℃以下が好ましい。
　吸着剤の種類によって、有効吸着量ΔＱの温度変化量は、異なる。このため、変化温度Ｔ_Ｂの上限は、例えば、吸着剤の種類、吸着剤のコスト、吸着塔のサイズ制約などを考慮して、適宜設定される。

　このような目標温度を決定する主体は、特に限定されない。
　例えば、制御部３５が、プログラム等に基づいて自動的に、または、ガス分離設備１１の作業者による操作を受けて、計算を実行し、目標温度を決定してもよい。
　また、ガス分離設備１１の作業者が、別の電子計算機を用いて目標温度を決定し、決定した目標温度を、制御部３５に入力してもよい。
　そのうえで、決定された目標温度に基づいて、制御部３５は、温度調整部３１を駆動制御する。

　ここで、原料ガスを吸着剤に吸着させ、その後、脱着させるまでを１サイクルする。
　より具体的には、原料ガスを吸着塔１２の内部に導入してから、開閉弁２１を閉じ、その後、脱着ガス排気ライン１５を経由して、その原料ガス（脱着ガス）を吸着塔１２から排気するまでを１サイクルとする。
　吸着塔１２に充填された吸着剤の温度は、原料ガスの導入（吸着）が開始されると、その開始前と比べて、変化する場合がある。そこで、少なくとも５サイクルが経過した後に、温度測定部２６を用いて吸着剤の温度を測定する。これにより、吸着剤の温度が安定化して、正確な温度が測定できる。その後、温度調整部３１を制御して、吸着剤の温度が目標温度になるように調整する。

　吸着剤の温度は、サイクル数が一定数以上に到達しても、原料ガスの吸着熱および脱着熱の影響により、わずかに変動する場合がある。
　一般的に、吸着熱は発熱であり、脱着熱は吸熱であるため、吸着剤の温度は、吸着工程の完了後が最も高く、脱着工程の完了後が最も低い。
　脱着ガスにおけるガス成分１の純度は、ガス成分２が多く脱着する脱着工程の初期（すなわち、吸着工程の完了直後）における原料ガスの脱着挙動による影響が大きい。
　つまり、例えば、上述した第２時間帯にガス成分１の純度が高い回収ガスを得るためには、上述した第１時間帯（脱着工程の初期、すなわち、吸着工程の完了直後を含む）に適切に吸着剤の温度を調整してガス成分２を多く脱着させることが好ましい。
　このため、温度測定部２６が測定する温度としては、吸着剤の温度が最も高い吸着工程の完了直後の温度、すなわち、温度測定部により測定される温度振幅の最大値を用いることが好ましい。

［第２実施形態］
　図７は、第２実施形態のガス分離設備１１ａを示す模式図である。
　第１実施形態と同じ部分については、同じ符号で示し、説明も省略する。

　ガス分離設備１１ａの温度調整部４１は、原料ガスが流れる導入ライン１３の途中に配置された熱交換器４２を有する。
　熱交換器４２は、熱媒ライン４５を介して、熱媒源４３に接続している。熱媒ライン４５には、ポンプ４４および複数の開閉弁４６が設けられている。開閉弁４６を開けて、ポンプ４４を駆動することにより、熱交換器４２には、熱媒源４３から、熱媒ライン４５を経由して、熱媒（図示せず）が流れる。
　こうして、導入ライン１３を流れる原料ガスは、熱交換器４２において熱交換されて、温度が調整される。

　熱媒としては、例えば、温排水などの液状熱媒、排ガスなどのガス状熱媒などが挙げられ、熱交換器４２の仕様などに応じて適宜選定される。後述するように、低温の熱媒も使用できる。熱媒および原料ガスの温度は、熱交換器４２に熱電対（図示せず）などを配置し、適宜測定する。

　熱交換器４２は、以下に説明するように、熱媒流量および伝熱面積の少なくともいずれかを可変制御できる。

　まず、図７に示すように、熱媒ライン４５における熱交換器４２よりも上流側には、流量調節弁４７が設けられている。流量調節弁４７によって、熱交換器４２に流れる熱媒の流量を可変制御できる。

　また、図７に示すように、熱媒ライン４５には、開閉弁４９を介して、熱交換器４２を通らないバイパス４８が接続している。開閉弁４９を開けることにより、熱媒ライン４５を流れる熱媒の一部を、熱交換器４２をバイパスさせて流通できる。
　これにより、例えば、流量調節弁４７による熱媒流量の制御が難しい場合にも、熱交換器４２に流れる熱媒の流量を可変制御できる。

　更に、熱交換器４２を通る熱媒ライン４５は、複数本に分かれており、図７では、一例として、熱媒ライン４５ａおよび熱媒ライン４５ｂが図示されている。
　開閉弁４６を開閉させることにより、熱媒ライン４５ａまたは熱媒ライン４５ｂのみに熱媒が流れる状態、熱媒ライン４５ａおよび熱媒ライン４５ｂの両方に熱媒が流れる状態などを、適宜選択できる。
　こうして、熱交換器４２においては、導入ライン１３を流れる原料ガスに熱を伝える面（伝熱面）が区分けされており、この面積（伝熱面積）を可変制御できる。

　ところで、上述したように、第１実施形態における温度調整部３１（図１を参照）としては、例えば、電熱ヒータなどの電気式加熱装置が考えられる。
　もっとも、ＣＯ_２、Ｎ_２などの吸着等温線の温度変化は、１００℃以下程度の低い温度で生じる現象であることから（図２～図４を参照）、電気から熱へのエネルギー変換効率が低い電気式加熱装置を用いるのは、非効率とも言える。
　１００℃以下程度の温度であれば、例えば工場などで発生する温排水などを熱媒として用いて、その低温排熱により原料ガス（ひいては、吸着剤）を加熱できる。
　そこで、第２実施形態においては、熱媒を用いて原料ガスの温度を調整できる熱交換器４２を用いる。これにより、未利用の排熱などを有効活用でき、経済性が高い。
　なお、通常の熱交換器では、熱媒流量および伝熱面積は一定として設計されるため、原料ガスの温度を制御しにくい。
　そこで、第２実施形態においては、熱媒流量および伝熱面積の少なくともいずれかを制御できる熱交換器４２を用いる。これにより、例えば、熱媒の温度が一定ではない場合などであっても、原料ガスの温度を調整できる。

［第３実施形態］
　図８は、第３実施形態のガス分離設備１１ｂを示す模式図である。
　第１～第２実施形態と同じ部分については、同じ符号で示し、説明も省略する。
　ガス分離設備１１ｂは、温度調整部４１の周辺に、ガス循環部５１を有する。
　ガス循環部５１は、導入ライン１３における熱交換器４２の出側から入側に接続した循環ライン５２を有する。循環ライン５２の途中には、ポンプ５３が配置されている。ポンプ５３を駆動することにより、熱交換器４２の出側の原料ガスの一部が、熱交換器４２の入側に循環される。
　例えば、熱交換器４２の伝熱面積の可変制御（図７を参照）が設計的に難しい場合も考えられる。その場合、このような循環を繰り返すことにより、原料ガスが熱交換器４２を繰り返し流通するため、熱交換器４２の伝熱面積を増やす効果と同等の効果が得られる。

　以下に、実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。ただし、本発明は、以下に説明する実施例に限定されない。

 〈ガス分離設備〉
　まず、以下に説明する実施例１～２および比較例１で用いたガス分離設備１１ｃを、図９に基づいて説明する。

　図９は、実施例１～２および比較例１で用いたガス分離設備１１ｃを示す模式図である。図１、図７および図８に基づいて説明した第１～第３実施形態と同じ部分については、同じ符号を付し、説明を省略する。
　吸着塔１２の入側に配置された導入ライン１３および吸着塔１２の外周部には、図９に示すように、電熱ヒータである温度調整部３１が設けられており、温度調整部３１によって、導入ライン１３を流れる原料ガスおよび吸着剤３０の温度を制御できる。
　温度測定部２６は、熱電対である。吸着塔１２には、吸着塔１２の内部に到達する鞘管２７が設けられており、鞘管２７に温度測定部２６（熱電対）を挿入することにより、吸着塔１２の内部に充填された吸着剤３０の温度を測定できる。

 〈実施例１〉
　ボンベガスおよびマスフローコントローラ（いずれも図示せず）を用いて、製鉄所から排出される高炉ガスを模擬した、２２体積％ＣＯ_２、２４体積％ＣＯ、４９体積％Ｎ_２および５体積％Ｈ_２の４成分混合ガスを調製し、これを原料ガスとして用いた。

　小型の吸着塔１２として、内径４０ｍｍ、胴長２５０ｍｍのＳＵＳ製カラムを用いた。吸着塔１２の内部に、吸着剤３０として、１３Ｘゼオライト（φ１．５ｍｍペレット）１９０ｇを充填した。
　温度調整部３１（電熱ヒータ）を駆動することにより、吸着剤３０の温度を、基準温度Ｔ_Ａ（２５℃）から、目標温度である変化温度Ｔ_Ｂ（９０℃）に加熱した。この目標温度は、事前に、上述したステップ１～３に従い決定されたものであり、上述した式（１）を満たす。
　吸着剤３０の温度は、鞘管２７に挿入された温度測定部２６（熱電対）を用いて求めた。より詳細には、得られた温度振幅データの最大値から求めた。

　この状態において、原料ガスを、流量５．４ＮＬ／ｍｉｎ、圧力１５１ｋＰａの条件で、導入ライン１３から吸着塔１２の内部に導入して、吸着剤３０に吸着させた。一部の原料ガスは、吸着剤３０に吸着しないで、オフガス排気ライン１４から、オフガスとして排出された。
　その後、真空ポンプ１８を用いて、吸着塔１２の内部を圧力６ｋＰａまで減圧して、吸着剤３０に吸着していた原料ガスを脱着させた。１サイクルあたりの吸着工程および脱着工程の合計時間は、２００秒（吸着工程：１００秒、脱着工程：１００秒）とした。
　こうして、吸着剤３０から脱着した原料ガス（脱着ガス）を、回収ガスとして回収した。ガス分析計（図示せず）を用いて、回収ガスのＣＯ_２濃度を測定した。
　回収ガスのＣＯ_２濃度と、原料ガスのＣＯ_２濃度とに基づいて、ＣＯ_２回収率を求めた。結果を図１０のグラフに示す。

　開閉弁２５および開閉弁２４を制御することにより、分岐ライン１７を通る回収ガスの流通時間ｔ_１と分岐ライン１６を通る不純物ガスの流通時間ｔ_２との比（ガス流通時間比ｔ_１／ｔ_２）を変化させた。これにより、ガス分析計（図示せず）を用いて、最終的に得られるガスのＣＯ_２濃度が９０体積％になるように調整した。

 〈実施例２〉
　目標温度を６０℃にした。この目標温度は、事前に、上述したステップ１～３に従い決定されたものであり、上述した式（１）を満たす。
　これ以外は、実施例１と同様にして、回収ガスを回収し、ＣＯ_２回収率を求めた。結果を図１０のグラフに示す。

 〈比較例１〉
　温度調整部３１（電熱ヒータ）を駆動しなかった。すなわち、吸着剤３０の温度を、基準温度Ｔ_Ａ（２５℃）のままにした。
　それ以外は、実施例１と同様にして、回収ガスを回収し、ＣＯ_２回収率を求めた。結果を図１０のグラフに示す。

 〈評価結果まとめ〉
　図１０は、実施例１～２および比較例１のＣＯ_２回収率を示すグラフである。
　図１０のグラフに示すように、吸着剤の温度を目標温度（９０℃または６０℃）に調整した実施例１～２では、これをしなかった比較例１よりもＣＯ_２回収率が高く、原料ガスからＣＯ_２を効率良く分離できた。

　１：ガス成分１
　２：ガス成分２
１１，１１ａ，１１ｂ：ガス分離設備
１２，１２ａ，１２ｂ：吸着塔
１３：導入ライン（導入部）
１４：オフガス排気ライン
１５：脱着ガス排気ライン（減圧部）
１６：分岐ライン（減圧部）
１７：分岐ライン（減圧部）
１８：真空ポンプ（減圧部）
２１，２２，２３，２４，２５：開閉弁
２６，２６ａ，２６ｂ：温度測定部
２７：鞘管
３０：吸着剤
３１：温度調整部
３５：制御部
４１：温度調整部
４２：熱交換器
４３：熱媒源
４４：ポンプ
４５，４５ａ，４５ｂ：熱媒ライン
４６：開閉弁
４７：流量調節弁
４８：バイパス
４９：開閉弁
５１：ガス循環部
５２：循環ライン
５３：ポンプ
６１：原料ガス供給源
 

Claims (16)

1. 　少なくともガス成分１およびガス成分２を含有する原料ガスから、圧力スイング吸着法により、前記ガス成分１を分離回収するガス分離設備であって、
   　前記ガス成分１および前記ガス成分２を吸脱着する吸着剤が充填された吸着塔と、
   　前記原料ガスを前記吸着剤に吸着させるために前記吸着塔に導入する導入部と、
   　前記吸着剤に吸着した前記原料ガスを脱着させるために前記吸着塔を減圧する減圧部と、
   　前記吸着剤の温度を測定する温度測定部と、
   　前記吸着剤の温度を調整する温度調整部と、
   　前記吸着剤の温度が目標温度になるように、前記温度調整部を制御する制御部と、
   を備え、
   　前記目標温度は、前記ガス成分１および前記ガス成分２の前記吸着剤に対する有効吸着量の温度変化率を比較することにより決定される温度である、ガス分離設備。
2. 　前記目標温度は、前記ガス成分１の前記吸着剤に対する有効吸着量の温度変化率が、前記ガス成分２の前記吸着剤に対する有効吸着量の温度変化率よりも小さい温度である、請求項１に記載のガス分離設備。
3. 　前記制御部が、前記目標温度を下記ステップ１～３に従い決定する、請求項１または２に記載のガス分離設備。
   　ステップ１：前記ガス成分１および前記ガス成分２について、温度Ｔにおけるガス成分ｉ（ｉ＝１，２）の吸着等温線から、圧力スイング幅に対応する平衡吸着量の変化である有効吸着量ΔＱ_ｉ（Ｔ）を計算する。
   　ステップ２：前記ガス成分１および前記ガス成分２について、基準温度Ｔ_Ａと基準温度Ｔ_Ａから変化させた変化温度Ｔ_Ｂとの有効吸着量ΔＱ_ｉ（Ｔ）の温度変化率Ｘ_ｉ（Ｔ_Ａ，Ｔ_Ｂ）＝１－｛ΔＱ_ｉ（Ｔ_Ｂ）／ΔＱ_ｉ（Ｔ_Ａ）｝を計算する。ただし、Ｔ_Ａ＜Ｔ_Ｂである。
   　ステップ３：前記ガス成分１および前記ガス成分２について、有効吸着量の温度変化率Ｘ_ｉ（Ｔ_Ａ，Ｔ_Ｂ）を比較して、下記式（１）を満たす変化温度Ｔ_Ｂを目標温度に決定する。ただし、０＜α≦１である。
   　Ｘ_１（Ｔ_Ａ，Ｔ_Ｂ）＜α×Ｘ_２（Ｔ_Ａ，Ｔ_Ｂ）…（１）
4. 　前記減圧部は、前記吸着剤から脱着した前記原料ガスを排気する排気ラインを備え、
   　前記排気ラインは、前記ガス成分１が排気される分岐ラインと、前記ガス成分２が排気される分岐ラインとに分岐している、請求項１～３のいずれか１項に記載のガス分離設備。
5. 　前記温度調整部は、前記原料ガスの温度を調整することにより、間接的に、前記吸着剤の温度を調整する、請求項１～４のいずれか１項に記載のガス分離設備。
6. 　前記温度調整部は、
   　熱媒流量および伝熱面積の少なくともいずれかを可変制御できる熱交換器を含み、
   　前記熱交換器を用いて前記原料ガスの温度を調整することにより、間接的に、前記吸着剤の温度を調整する、請求項５に記載のガス分離設備。
7. 　前記熱交換器の出側の前記原料ガスの一部を前記熱交換器の入側に循環させるガス循環部を備える、請求項６に記載のガス分離設備。
8. 　少なくともガス成分１およびガス成分２を含有する原料ガスから、圧力スイング吸着法により、前記ガス成分１を分離回収するガス分離方法であって、
   　前記ガス成分１および前記ガス成分２を吸脱着する吸着剤が充填された吸着塔に、前記原料ガスを導入して前記吸着剤に吸着させ、
   　前記吸着塔を減圧することにより、前記吸着剤に吸着した前記原料ガスを脱着させ、
   　前記吸着剤の温度を測定する温度測定部を用いて、前記吸着剤の温度を測定し、
   　前記吸着剤の温度を調整する温度調整部を制御して、前記吸着剤の温度が目標温度になるように調整し、
   　前記目標温度は、前記ガス成分１および前記ガス成分２の前記吸着剤に対する有効吸着量の温度変化率を比較することにより決定される温度である、ガス分離方法。
9. 　前記目標温度は、前記ガス成分１の前記吸着剤に対する有効吸着量の温度変化率が、前記ガス成分２の前記吸着剤に対する有効吸着量の温度変化率よりも小さい温度である、請求項８に記載のガス分離方法。
10. 　前記目標温度を下記ステップ１～３に従い決定する、請求項８または９に記載のガス分離方法。
    　ステップ１：前記ガス成分１および前記ガス成分２について、温度Ｔにおけるガス成分ｉ（ｉ＝１，２）の吸着等温線から、圧力スイング幅に対応する平衡吸着量の変化である有効吸着量ΔＱ_ｉ（Ｔ）を計算する。
    　ステップ２：前記ガス成分１および前記ガス成分２について、基準温度Ｔ_Ａと基準温度Ｔ_Ａから変化させた変化温度Ｔ_Ｂとの有効吸着量ΔＱ_ｉ（Ｔ）の温度変化率Ｘ_ｉ（Ｔ_Ａ，Ｔ_Ｂ）＝１－｛ΔＱ_ｉ（Ｔ_Ｂ）／ΔＱ_ｉ（Ｔ_Ａ）｝を計算する。ただし、Ｔ_Ａ＜Ｔ_Ｂである。
    　ステップ３：前記ガス成分１および前記ガス成分２について、有効吸着量の温度変化率Ｘ_ｉ（Ｔ_Ａ，Ｔ_Ｂ）を比較して、下記式（１）を満たす変化温度Ｔ_Ｂを目標温度に決定する。ただし、０＜α≦１である。
    　Ｘ_１（Ｔ_Ａ，Ｔ_Ｂ）＜α×Ｘ_２（Ｔ_Ａ，Ｔ_Ｂ）…（１）
11. 　前記ガス成分１および前記ガス成分２を前記吸着剤に吸着させて、
    　前記吸着剤に吸着した前記ガス成分１および前記ガス成分２を、区分けした時間帯ごとに分けて脱着させる、請求項８～１０のいずれか１項に記載のガス分離方法。
12. 　前記原料ガスを前記吸着剤に吸着させ、その後、脱着させるまでを１サイクルとして、
    　少なくとも５サイクルが経過した後に、前記温度測定部を用いて前記吸着剤の温度を測定し、前記温度調整部を制御して、前記吸着剤の温度が目標温度になるように調整する、請求項８～１１のいずれか１項に記載のガス分離方法。
13. 　前記吸着剤の温度として、前記温度測定部により測定される温度振幅の最大値を用いる、請求項８～１２のいずれか１項に記載のガス分離方法。
14. 　前記温度調整部は、前記原料ガスの温度を調整することにより、間接的に、前記吸着剤の温度を調整する、請求項８～１３のいずれか１項に記載のガス分離方法。
15. 　前記温度調整部は、
    　熱媒流量および伝熱面積の少なくともいずれかを可変制御できる熱交換器を含み、
    　前記熱交換器を用いて前記原料ガスの温度を調整することにより、間接的に、前記吸着剤の温度を調整する、請求項１４に記載のガス分離方法。
16. 　前記熱交換器の出側の前記原料ガスの一部を前記熱交換器の入側に循環させる、請求項１５に記載のガス分離方法。
     

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