JPH01199621A - 低濃度ガス収着機 - Google Patents

低濃度ガス収着機

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JPH01199621A JP63022632A JP2263288A JPH01199621A JP H01199621 A JPH01199621 A JP H01199621A JP 63022632 A JP63022632 A JP 63022632A JP 2263288 A JP2263288 A JP 2263288A JP H01199621 A JPH01199621 A JP H01199621A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は多数の小透孔を有するロータを湿気その他活性
ガス(以下ガスと呼ぶ)を可逆的に吸収または吸着(以
下収着と呼ぶ)するガス収着剤を含有するシートにより
形成し、該小透孔内に処理気体と脱離用気体とを交互に
通し、ガスを収着により除去された気体特に超低濃度ガ
スを含有する気体たとえば超低露点の空気を得る超低濃
度ガス数百機に関するものである。
従来の技術 多数の小透孔を有するロータ即ちハニカムロータを湿気
を収着する除湿剤を使用して成形し、該ロータを2個使
用し、被処理気体を1段目のロータに通して除湿した後
冷却して2段目のロータに通して更に除湿し、再生用気
体は2段目のロータの再生ゾーンに通した後加熱して1
段目のロータの再生ゾーンに通し、露点−80℃以下の
超低湿度気体を得る方法は特開昭61−71821号公
報に開示されている。
発明が解決しようとする問題点 上記の方法では除湿ロータを2台並列して運転し、これ
に伴なってロータの駆動装置、配管、シール板等も2台
分必要となるため構造が複雑で広い設置面積を要しメン
テナンスも煩雑で製造原価、運転費ともに嵩むのは免れ
得ない。
問題点を解決するための手段 本発明は上記の欠点を除去しガス収着剤を含浸しまたは
ガス収着剤が表面にあられれていて、多数の小透孔を有
する如く成形したハニカム状ロータを形成し、このロー
タをその各扇形部分が第1段数着ゾーン、第2段数着ゾ
ーン、予冷ゾーン、脱離ゾーンとして順次作用するよう
ケーシングに設けたセクターによって分離し、1個のロ
ータにより2段階の収着を行なうように構成したもので
ある。収着ゾーンおよび脱離ゾーンは更にその段数を増
加し、ロータの回転方向と逆方向に第1段、第2段、第
3段・・・と区画してもよい。
実施例 以下実施例として不燃紙よりなるハニカム状マトリック
スに通常の湿気吸着性能を持つシリカ・アルミナ・エロ
ゲルと湿度の低い空気に対し湿気吸着性能の極めて高い
合成ゼオライトとを合成結合させたロータ(特願昭62
−145873に開示)を使用した例を図面について説
明する。
無Ia#a維を主成分とする低密度の紙を成形して片波
成形体を得、この片波成形体を捲回積層して多数の小透
孔が両端面に透通ずるマトリックスを成形し、合成ゼオ
ライト粉末を水ガラス水溶液に分散した分散体を該マト
リックスに含浸し、乾燥後マグネシウム塩水溶液に浸漬
して水ガラスとマグネシウム塩との反応により珪酸マグ
ネシウムのヒドロゲルを生成せしめ、水洗乾燥して合成
ゼオライトと珪酸マグネシウムエロゲルとがマトリック
スに一体的に結合した除湿ロータを得る。この除湿ロー
タで珪酸マグネシウムエロゲルは通常のガス吸着性能を
有するガス吸着剤、合成ゼオライトはガス濃度の小さい
気体に対しガス吸着性能の極めて高いガス吸着剤として
作用する。
このロータlの両端面に第2図に示すセクターSを取付
けて第1図に示す如く第1段吸着ゾーン2、第2段吸着
ゾーン3、予冷ゾーン4、第1段脱着ゾーン5、第2段
脱着ゾーン6に分割し、この各ゾーンを処理空気導入用
ファン7、給気用ファン8、再生空気加熱用ヒータ9、
再生空気導入用ファンlO1処理空気冷却用熱交換器1
1と図示の如く配管してなる超低濃度ガス吸着機である
。尚各ゾーンの広さ即ち中心角度の一例を挙げれば第1
段吸着ゾーン 130°、第2段吸着ゾーン 95°、
予冷ゾーン 45′″、第1脱着着ゾーン 45@、第
2脱着着ゾーン 45″″である。
発明の作用 空気の除湿の過程を例として説明すると、除湿すべき処
理空気はファン7によりロータlの第1段吸着ゾーン2
に入り除湿され、その後好ましくは冷却用熱交換器11
を通し冷却水12で冷却した後筒2股吸着ゾーン3に入
り第2回目の除湿を行なうことにより超低露点の除湿空
気が得られるので、これを給気ファン8により給気SA
として供給する。
ロータの脱4即ち再生の過程を説明すると、予冷空気好
ましくは上記除湿過程により得られた除湿空気SAの一
部をまず予冷ゾーン4に通しロータを予冷した後、再生
空気加熱用ヒータ9で約180℃まで加熱し高温低湿の
再生空気RAとして第1段脱着ゾーン5に通しロータに
吸着した湿分の脱着を行なった後、温度が約120℃程
度まで低下し湿度がやや高くなっているが未だ脱着能力
を残存している上記再生空気RAを第2脱着着ゾーン6
に通し吸着湿分の脱着を行なう。
以上は処理空気および再生空気がロータの各部を通過す
る際にロータ各部と如何に作用するかを辿って来たが、
以下ロータの成る一部が図示矢印方向に1回転する間に
如何に処理空気および再生空気と相互作用を行なうかと
いう観点から説明する。
脱着ゾーン6.5において吸着湿分を脱着され予冷ゾー
ン4において常温または常温より僅かに高い温度の低湿
予冷空気により冷却されたロータ部分はまず第2段吸着
ゾーン3において第1段吸着工程後冷却(例30℃)さ
れた処理空気を主に合成ゼオライトにより更に除湿して
超低露点の空気となして給気し、次に第1段吸着ゾーン
2において処理空気たとえば20℃の外気を主に金属珪
酸塩エロゲルにより除湿する。かくして湿気を吸着しや
や昇温したロータ部分は第2段脱着ゾーン6において約
120”cの再生空気により金属珪酸塩エロゲルを脱着
再生し、次に第1脱着着ゾーン5において約180℃の
再生空気により主に合成ゼオライトを脱着再生し、次に
予冷ゾーン4において予冷空気好ましくは除湿された給
気SAの一部を通して常温または常温近くの温度にまで
冷却し、以上の工程を繰返す。
以上本発明の実施例において通常のガス吸着性能を有す
るガス吸着剤として珪酸マグネシウムエロゲル、ガス濃
度の小さい気体に対しガス吸着性能の極めて高いガス吸
着剤として合成ゼオライトを使用し、両ガス吸着剤の組
合せにより空気中の湿気を吸着して超低露点の空気を得
る例を説明したが、通常のガス吸着性能を有するガス吸
着剤として上記珪酸マグネシウムエロゲルの代りにシリ
カエロゲルを用いシリカエロゲルと合成ゼオライトとの
組合せを使用することもできる。またガス吸着剤として
は上記以外にシリカゲル、アルミナゲル、活性炭等があ
り、気体中の吸着除去すべき活性成分としては一酸化炭
素、硫黄酸化物、アンモニア、硫化水素、有機溶剤蒸気
等がある。この吸着除去すべき気体中のガスの種類その
他により1種類のガス吸着剤のみまたは3種類以上のガ
ス吸着剤の組合せを使用することもでき、また吸着ゾー
ンを3段以上に分割し多段階の吸着操作を行なうことも
できる。一方脱着ゾーンは1部のみでもよいが、2部以
上に分割し脱着温度を順次上昇して多段階の脱着をすれ
ば後述の如くエネルギーの節約になる。更に上記のガス
吸着剤に替えてガス吸収剤例えば吸湿用に塩化リチウム
水溶液を含浸乾燥したロータを使用しても全く同様であ
る。
発明の作用 図示の如く上記実施例に従い空気の除湿を行なった場合
の一例を次頁に示す。
尚立上り時においては第2脱着着ゾーン6に入る脱着空
気の温度が充分でない場合があるので、該部にヒータ1
3を設けて置くのが望ましく、再生空気の湿度はヒータ
9.13の温度の上下によってコントロールすることが
できる。
発明の効果 本発明は上記の如き構成よりなるので、従来の方法の如
く収着用ロータを2台並列し2段階の収着操作をなす必
要なく1台のロータにより駆動装置、ケーシング、シー
ル、配管等を取付けるのみで処理気体中の活性ガスを超
低濃度になるまで除去した気体が得られる。たとえば同
一の湿気吸着剤を使用しロータの細孔径、厚さを同一に
して比較した場合、従来法で露点−80’C以下の超低
露点空気を得るのに5DOIIIm径のロータ2台を要
した除ロ  ロ     ロ  ロ  ロ ヨ1)べ−1−1田 QQ  QQQ へ  の  口  um   の  0口  へ  、
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ばば襲 1(−へ  茫  −−へ さ  丘  派  ら  派  派  派湿操作を75
0+nn+径のロータ1台で行なうことができ、構造が
簡単になり従って廉価にでき、かつ動力費も大いに節約
することができ設置面積も少なくてすみメンテナンス費
用も低減しくJる。
また上記除湿の例で説明すると、除湿操作においてはロ
ータの温度が高いとその吸湿能力は低下するので、脱着
再生後のロータ部分は予冷ゾーン4においてほぼ常温の
予冷空気好ましくは湿度の極めて低い除湿空気SAの一
部を通し予冷を行なった後除湿捏作を行なう、ここで予
冷空気として外気好ましくは低温低湿の外気を一部入れ
てもよい。
除湿操作では、先ず第2段除湿ゾーン3において低湿度
の空気即ち第1段除湿ゾーン2において可成りの除湿処
理を受けた空気を超低露点まで除湿した後、その時点で
吸着した僅かの湿気を含んだロータ部分は第1段除湿ゾ
ーン2において処理空気から充分な量の湿気を吸着し得
る。
次に脱着操作においては、まず予冷に使用しその結果昇
温した除湿空気を再生空気加熱用ヒータ9で加熱して再
生空気として使用すれば、外気のみを加熱し再生空気と
して使用する場合に比しその相対湿度が低いので脱着効
果が大きい、脱離即ち再生は1段で行なってもよいが、
これを2段にし上記実施例の如く第2段脱離ゾーン6お
よび第1段脱離ゾーン5を設け2段で脱離再生を行なえ
ば、第1段脱離ゾーン5から排出される可成り高温の再
生廃気を更に第2段脱離ゾーン6において脱離再生に使
用することができ、熱エネルギーの節約となる。また上
記実施例の如く2種類の収着剤を併用する場合には、ま
ずやや低温かつやや高温になったが通常レベルの再生を
行なうには充分な温度および乾燥度を持っている第1段
脱離ゾーン5の再生廃気により比較的低温たとえば 8
0〜110℃で脱離再生し得る収着剤たとえばシリヵア
ルミナエロゲルを第2段脱離ゾーンにおいて再生し、そ
の後高温で相対湿度の低い予冷ゾーン4の排気を使用し
て第1段脱離ゾーン5で脱離再生に高温を要する収着剤
たとえば合成ゼオライトを再生することができる。収着
剤が1種類の場合または再生温度がほぼ同一である2種
類以上の収着剤の併用の場合には再生ゾーンは1部のみ
でもよい。
尚第1図においては処理空気は下から上へ、再生空気は
上から下へロータ内な逆方向に通すよう図示したが、こ
れは配管スペースの関係で適宜選択し得る。但し廃熱利
用の面から見ると処理空気と再生空気との流れを逆方向
にする方が除湿効率は向上する。
また第1図においてロータlの下方部は珪酸マグネシウ
ムエロゲル即ち通常のガス吸着性能を有し脱着再生温度
の比較的低い吸着剤を主成分とし、上方部は該珪酸マグ
ネシウムエロゲルと合成ゼオライト即ちガス濃度の小さ
い気体に対しガス吸着性能が極めて高く脱着再生温度の
比較的高い吸着剤とを併用して構成すれば、吸着工程に
おいては下方より処理空気を送入すると下方部で珪酸マ
グネシウムエロゲルにより可成りのガスを吸着除去した
後、上方部において主に合成ゼオライトによって残存ガ
スを更に吸着するため、−層空気中のガスを超低濃度に
まで吸着除去することができ、また脱着工程においては
上方より再生空気を導入すると、該再生空気はロータの
小透孔を通過する間に漸次温度が降下するが、上方部に
おいては高温の再生空気により脱着再生温度の比較的高
い合成ゼオライトを再生した後下方部においてやや温度
の低下した再生空気により脱着再生温度の比較的低い珪
酸マグネシウムエロゲルを再生することができ、再生熱
エネルギーを有効に利用し得る。
一般に固体吸着剤による気体の吸着は上記の吸湿の場合
を含め低温になる程吸着反応は進み、高温になる程吸着
し難く脱着反応が進む傾向があるので、水蒸気以外のガ
スの吸着の場合においても各吸着ガスに適する吸着剤ま
たはその組合せを選択することにより全く同一の効果を
発揮し得るものである。
【図面の簡単な説明】

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、円筒の一端面より他端面に亘つて多数の小透孔を有
    し各小透孔表面にガス収着剤があらわれているガス収着
    ロータを、その回転に伴なつてその各部分が順次2部以
    上の収着ゾーン、1部の予冷ゾーン、1部以上の脱離ゾ
    ーンとして作用するよう構成してなる超低濃度ガス収着
    機。 2、ガス収着剤がガス吸着剤である特許請求の範囲第1
    項記載の超低濃度ガス収着機。 3、ガス吸着剤として通常のガス吸着性能を有するガス
    吸着剤とガス濃度の小さい気体に対しガス吸着性能の極
    めて高いガス吸着剤とを併用する特許請求の範囲第2項
    記載の超低濃度ガス収着機。 4、通常のガス吸着性能を有するガス吸着剤がシリカエ
    ロゲルまたは金属珪酸塩エロゲルであり、ガス濃度の小
    さい気体に対しガス吸着性能の極めて高いガス吸着剤が
    合成ゼオライトである特許請求の範囲第3項記載の超低
    濃度ガス収着機。 5、ガス収着剤がガス吸収剤である特許請求の範囲第1
    項記載の超低濃度ガス収着機。 6、ガスが水蒸気でありガス収着機が除湿機である特許
    請求の範囲第1項乃至第5項記載の超低濃度ガス収着機
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