JPH01252502A - 高純度酸素ガスの製造方法 - Google Patents
高純度酸素ガスの製造方法Info
- Publication number
- JPH01252502A JPH01252502A JP63078136A JP7813688A JPH01252502A JP H01252502 A JPH01252502 A JP H01252502A JP 63078136 A JP63078136 A JP 63078136A JP 7813688 A JP7813688 A JP 7813688A JP H01252502 A JPH01252502 A JP H01252502A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- tank
- outlet
- sent
- accumulated
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Pending
Links
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 7
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 39
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 claims abstract description 22
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 3
- 238000005371 permeation separation Methods 0.000 claims description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 2
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims 1
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen(.) Chemical compound [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 21
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000012510 hollow fiber Substances 0.000 description 6
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 5
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 5
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 4
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 3
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 229920002492 poly(sulfone) Polymers 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 description 2
- 241000287107 Passer Species 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
- Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
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。
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］
本発明は空気中の酸素を高純度に分離製造する方法に関
するもので、空気を液化させることなく、気体のまま処
理することを特徴とする。
するもので、空気を液化させることなく、気体のまま処
理することを特徴とする。
［従来の技術と問題点］
空気はこれを液化したあと、沸点の差を利用して分離す
ることにより、極めて高純度の酸素ガスを得ることがで
きる。しかし設備が大がかりで巨費を要するので、液化
させることなく分離する方法として、吸着法が知られて
いる。吸着法とは多孔性物質（例えばゼオライト等）に
よる吸着作用を利用したもので、特公昭５４−３８２３
により公知である。
ることにより、極めて高純度の酸素ガスを得ることがで
きる。しかし設備が大がかりで巨費を要するので、液化
させることなく分離する方法として、吸着法が知られて
いる。吸着法とは多孔性物質（例えばゼオライト等）に
よる吸着作用を利用したもので、特公昭５４−３８２３
により公知である。
空気の組成は、大まかに云うと窒素（Ｎ２）−７８％、
酸素（０２）−２１％、アルゴン（Ａｒ）−１％である
。ところで現在工業的に利用されているゼオライト等の
吸着剤は、０２とＡｒの吸着能力が近似しているため、
両者を分離できず、吸着法で得られる０□の純度には限
界がある。従って吸着法でＮ２と０２を完全分離したと
しても、濃縮された０２の組成は、０□は９５％、Ａｒ
は５％となり、吸着法だけでは、これ以上０２の純度は
高くならない。
酸素（０２）−２１％、アルゴン（Ａｒ）−１％である
。ところで現在工業的に利用されているゼオライト等の
吸着剤は、０２とＡｒの吸着能力が近似しているため、
両者を分離できず、吸着法で得られる０□の純度には限
界がある。従って吸着法でＮ２と０２を完全分離したと
しても、濃縮された０２の組成は、０□は９５％、Ａｒ
は５％となり、吸着法だけでは、これ以上０２の純度は
高くならない。
しかし酸素の利用面からみれば、純度を高めれば高める
ほど用途は拡大する。鋼材溶断に例をとると、９５％の
０２を用いた場合は、切り口は丸味を帯び、溶断ロスが
大きいが、９７％となると切り口は先鋭さを帯び、鋸切
断したものに近づく、吸着法の利用を広げ“る上からも
、０２とＡｒを分層する手段の開発が望まれていた。
ほど用途は拡大する。鋼材溶断に例をとると、９５％の
０２を用いた場合は、切り口は丸味を帯び、溶断ロスが
大きいが、９７％となると切り口は先鋭さを帯び、鋸切
断したものに近づく、吸着法の利用を広げ“る上からも
、０２とＡｒを分層する手段の開発が望まれていた。
Ｅ問題点解決の手段］
気体の透過分離能を備える薄膜で隔てた画室の一方へ、
混合ガスを圧入すると、他方へ流れるガスは夫々の気体
分子の拡散速度の違いによって薄膜透過速度を異にする
ことが知られている。１３’ｌえばポリスルホン製の薄
膜の場合には、この速度はＡｒ、Ｎ２等では遅く、０２
．ＣＯ２等では比較的早い、Ｎ２０，８２等が最も早い
。
混合ガスを圧入すると、他方へ流れるガスは夫々の気体
分子の拡散速度の違いによって薄膜透過速度を異にする
ことが知られている。１３’ｌえばポリスルホン製の薄
膜の場合には、この速度はＡｒ、Ｎ２等では遅く、０２
．ＣＯ２等では比較的早い、Ｎ２０，８２等が最も早い
。
この薄膜で中空細管を作り、これの数千本を束ねてケー
スへ入れたものが市販されている。このような薄膜の中
空細管へ混合ガスを圧入すると、２薄膜を透過して細管
外へ流れ出るものと、透過せずに管内を流れるものとに
分かれる。以下このような装置を透過器、また通過器利
用の分離法を透過法と呼ぶ。
スへ入れたものが市販されている。このような薄膜の中
空細管へ混合ガスを圧入すると、２薄膜を透過して細管
外へ流れ出るものと、透過せずに管内を流れるものとに
分かれる。以下このような装置を透過器、また通過器利
用の分離法を透過法と呼ぶ。
このような装置で空気からＮ２ガスを分離すると、純度
９９％程度のものが得られるので専らＮ２ガス製造に利
用されている。ところがこの装置で空気から０□の分離
を試みても、吸着法で得られる９５％近い純度の０□を
得条には、非常に効率が悪く、吸着法に比べて工業的な
利益は小さい。これは現在使用されている膜がＮ２と０
２の拡散速度の差を利用して分離している都合上、ある
程度のＮ２の透過も同時におきてしまい、０２中にＮ２
が混入することが避けられない。このため−最に透過法
は高純度の酸素製造には適してないと評価されている。
９９％程度のものが得られるので専らＮ２ガス製造に利
用されている。ところがこの装置で空気から０□の分離
を試みても、吸着法で得られる９５％近い純度の０□を
得条には、非常に効率が悪く、吸着法に比べて工業的な
利益は小さい。これは現在使用されている膜がＮ２と０
２の拡散速度の差を利用して分離している都合上、ある
程度のＮ２の透過も同時におきてしまい、０２中にＮ２
が混入することが避けられない。このため−最に透過法
は高純度の酸素製造には適してないと評価されている。
しかし前記したようにこのような薄膜で０２とＡｒの分
離が可能なはずである。そこで空気から直接酸素を分離
するのではなく、いったん吸着法で大部分のＮ２を除去
した混合ガス（０２とＡｒと若干のＮ２とから成る）を
原料ガスとし、これで透過法による分離を行えば、従来
の吸着法の限界を越えた高純度の０２ガスが得られるの
ではないか０本発明はこの発想をベースとする。
離が可能なはずである。そこで空気から直接酸素を分離
するのではなく、いったん吸着法で大部分のＮ２を除去
した混合ガス（０２とＡｒと若干のＮ２とから成る）を
原料ガスとし、これで透過法による分離を行えば、従来
の吸着法の限界を越えた高純度の０２ガスが得られるの
ではないか０本発明はこの発想をベースとする。
［実施例］
図面について説明する。第１図は本発明の工程図である
。ブロワＢから吸着塔Ａへ送入される空気は、吸着塔内
吸着剤によって、易吸着成分のＮ２ガスと難吸着成分の
０２．Ａｒ混合ガスとに分離される。前者は別の配管経
路（図示せず）により大気中に放出され、後者は濃縮さ
れて、ボー）ＰＩからタンクＴ１に蓄積される。吸着法
によりタンクＴ１に蓄積された微量のＮ２を含む０２、
Ａｒ混合ガスを、圧縮機Ｃ１により昇圧して透過器Ｓに
圧送する。
。ブロワＢから吸着塔Ａへ送入される空気は、吸着塔内
吸着剤によって、易吸着成分のＮ２ガスと難吸着成分の
０２．Ａｒ混合ガスとに分離される。前者は別の配管経
路（図示せず）により大気中に放出され、後者は濃縮さ
れて、ボー）ＰＩからタンクＴ１に蓄積される。吸着法
によりタンクＴ１に蓄積された微量のＮ２を含む０２、
Ａｒ混合ガスを、圧縮機Ｃ１により昇圧して透過器Ｓに
圧送する。
透過器Ｓは第２図に示す如く、中空糸１の数千本を両端
部でフランジ２．３により束ね、ケース４内にフランジ
部を気密接触させて内挿したもので、用途に応じ各種の
ものが市販されている。実験例として使用した透過器は
、中空糸タイプのものでポリスルホンをベースにした薄
膜から成る。
部でフランジ２．３により束ね、ケース４内にフランジ
部を気密接触させて内挿したもので、用途に応じ各種の
ものが市販されている。実験例として使用した透過器は
、中空糸タイプのものでポリスルホンをベースにした薄
膜から成る。
透過器Ｓには少量のＮ２を含む０２．Ａ、ｒ混合ガスを
圧送するため送入孔４ｂと、０２ガス（易透過物質）の
出口４ａとＡｒ、Ｎ２（難透過物質）混合ガスの出口４
Ｃとが設けである。
圧送するため送入孔４ｂと、０２ガス（易透過物質）の
出口４ａとＡｒ、Ｎ２（難透過物質）混合ガスの出口４
Ｃとが設けである。
０２ガスは中空糸を透過してその外側へ出て、出口４ａ
に流れる。Ａｒガスは中空糸を完全に透過できないまま
、中空糸中を通過して出−０４Ｃへ流れる。出口４ａか
ら流出する０２ガスはタンクＴ２へ蓄積される。出口４
Ｃから流れる混合ガスは圧力調整器■を経てタンクＴＬ
へ戻り、再度圧縮ＲＣ１経由で透過器Ｓに送りこむ、こ
れによってタンクＴ１にＮ、、Ａｒが蓄積する可能性が
ある。
に流れる。Ａｒガスは中空糸を完全に透過できないまま
、中空糸中を通過して出−０４Ｃへ流れる。出口４ａか
ら流出する０２ガスはタンクＴ２へ蓄積される。出口４
Ｃから流れる混合ガスは圧力調整器■を経てタンクＴＬ
へ戻り、再度圧縮ＲＣ１経由で透過器Ｓに送りこむ、こ
れによってタンクＴ１にＮ、、Ａｒが蓄積する可能性が
ある。
しかし、本実験おいては、圧力差を利用した吸着法（Ｐ
ＳＡ法）による空気分離装置の使用により、タンクＴ□
内の混合ガスは、フィードパ・ソク工程で吸着塔へ逆流
して混合されるため、稀釈されてＮ２ 、Ａｒの蓄積は
おこらない。
ＳＡ法）による空気分離装置の使用により、タンクＴ□
内の混合ガスは、フィードパ・ソク工程で吸着塔へ逆流
して混合されるため、稀釈されてＮ２ 、Ａｒの蓄積は
おこらない。
［効果］
発明者は吸着法で得た種々の組成の０２．Ａ ｒ 。
Ｎ２混合ガスを原料ガスとして、夫々について透過法に
よる分離を試みた。゛その結果 ０２−８４．０％、Ａ ｒ−４，１％、Ｎ ２−１１．
９％の原料ガスから ０２−−９７．４２≦、 Ａ ｒ−２，１％、Ｎ２−０
．５％を分離することができた。０□−９７，，４％の
数字については反覆実験の結果、十分再現性のあること
が判明した。市販の透過器は吸着装置に比較して著しく
軽量小型である。取扱うガスの量に対応して２本或は３
本を用いるが何れにしてもこの小型の透過器の付設によ
り、在来の吸着法設備で純度９７％以上の０２を収得可
能とした。これが本発明の特徴である。
よる分離を試みた。゛その結果 ０２−８４．０％、Ａ ｒ−４，１％、Ｎ ２−１１．
９％の原料ガスから ０２−−９７．４２≦、 Ａ ｒ−２，１％、Ｎ２−０
．５％を分離することができた。０□−９７，，４％の
数字については反覆実験の結果、十分再現性のあること
が判明した。市販の透過器は吸着装置に比較して著しく
軽量小型である。取扱うガスの量に対応して２本或は３
本を用いるが何れにしてもこの小型の透過器の付設によ
り、在来の吸着法設備で純度９７％以上の０２を収得可
能とした。これが本発明の特徴である。
第１図は本発明の工程説明図、第２図は透過器の切断正
面図である。 Ａ・・・吸着塔、Ｂ−・・ブロワ、Ｓ・・・透過器、■
・・・圧力調整器、ＰＬ 、Ｐ２ ・・・ボート、Ｃ１
・・・圧縮機、’ｌ’ｌ、Ｔ２ ・・・タンク、１・・
・中空糸、２，３・・・フランジ、４・・・ケース、４
ａ、４ｃ・・・出口、４ｂ・・・送入孔。 特許出願人 株式会社 へ興製作所 （他１名） 代理人弁理士 奥 村 正 二 第１図 Ｉ 第２図
面図である。 Ａ・・・吸着塔、Ｂ−・・ブロワ、Ｓ・・・透過器、■
・・・圧力調整器、ＰＬ 、Ｐ２ ・・・ボート、Ｃ１
・・・圧縮機、’ｌ’ｌ、Ｔ２ ・・・タンク、１・・
・中空糸、２，３・・・フランジ、４・・・ケース、４
ａ、４ｃ・・・出口、４ｂ・・・送入孔。 特許出願人 株式会社 へ興製作所 （他１名） 代理人弁理士 奥 村 正 二 第１図 Ｉ 第２図
Claims (1)
- 多孔性物質の吸着作用により、空気から窒素を分離して
得られた少量の窒素とアルゴンを含む酸素ガスを気体透
過分離能を備える薄膜の相対的透過速度の違いを利用し
て、不純物としての窒素及びアルゴンを除去することに
よって、高純度の酸素ガスを収得可能とした高純度酸素
ガスの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63078136A JPH01252502A (ja) | 1988-04-01 | 1988-04-01 | 高純度酸素ガスの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63078136A JPH01252502A (ja) | 1988-04-01 | 1988-04-01 | 高純度酸素ガスの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01252502A true JPH01252502A (ja) | 1989-10-09 |
Family
ID=13653466
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63078136A Pending JPH01252502A (ja) | 1988-04-01 | 1988-04-01 | 高純度酸素ガスの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01252502A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0312307A (ja) * | 1989-06-08 | 1991-01-21 | Nippon Sanso Kk | 空気分離方法 |
| US5129921A (en) * | 1991-05-30 | 1992-07-14 | Membrane Technology & Research, Inc. | Membrane gas separation process and apparatus |
| US6319305B1 (en) * | 1998-10-29 | 2001-11-20 | Normalair-Garret (Holdings) Limited | Gas generating system |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58151304A (ja) * | 1982-02-27 | 1983-09-08 | Nippon Sanso Kk | プレツシヤ−スイング法による酸素製造方法 |
-
1988
- 1988-04-01 JP JP63078136A patent/JPH01252502A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58151304A (ja) * | 1982-02-27 | 1983-09-08 | Nippon Sanso Kk | プレツシヤ−スイング法による酸素製造方法 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0312307A (ja) * | 1989-06-08 | 1991-01-21 | Nippon Sanso Kk | 空気分離方法 |
| US5129921A (en) * | 1991-05-30 | 1992-07-14 | Membrane Technology & Research, Inc. | Membrane gas separation process and apparatus |
| WO1992021430A1 (en) * | 1991-05-30 | 1992-12-10 | Membrane Technology And Research, Inc. | Membrane gas separation process and apparatus |
| US6319305B1 (en) * | 1998-10-29 | 2001-11-20 | Normalair-Garret (Holdings) Limited | Gas generating system |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2664169B2 (ja) | 気体流体の成分の分離方法 | |
| JP2872521B2 (ja) | 二段階膜分離乾燥方法及び装置 | |
| JP3850030B2 (ja) | 多ステージで半透過性膜を用いたガス分離プロセス | |
| JP2766692B2 (ja) | ガス分離膜を使用する空気から窒素の製造方法 | |
| JP2660464B2 (ja) | 三段階膜ガス分離法及び装置系 | |
| EP0702995B1 (en) | Membrane gas separation | |
| US4264338A (en) | Method for separating gases | |
| CA1201661A (en) | Enhanced hydrogen recovery from low purity gas streams | |
| US5004482A (en) | Production of dry, high purity nitrogen | |
| JPH035309A (ja) | 乾燥高純度窒素生成のための改良方法及び装置 | |
| CA2111923A1 (en) | High purity membrane nitrogen | |
| JPH05261236A (ja) | 当初のガス状混合物から軽い低純度ガスを浸透により製造する方法及び設備 | |
| EP0641244A1 (en) | Treatment of acid gas using hybrid membrane separation systems | |
| CA1104067A (en) | Method for separating gases | |
| EP0695574B1 (en) | Gas separation with fractional purge for pre- or post-purification | |
| JP2765671B2 (ja) | 酸素富化気体の製造法 | |
| IE913703A1 (en) | PSA employing high purity purging | |
| US20030221448A1 (en) | Method of producing high-purity helium | |
| JPH09206541A (ja) | 空気中の酸素とアルゴンとの分離方法及びそのための分離装置 | |
| JPH04180811A (ja) | 有機蒸気含有排ガスの処理方法 | |
| JPH03245812A (ja) | ガスの分離方法 | |
| WO2001017664A1 (en) | Recovery of olefins from gaseous mixtures | |
| JP2019072658A (ja) | ヘリウム富化ガスの製造方法及びガス分離システム | |
| JPH02157101A (ja) | 水素ガス又はヘリウムガスの精製方法 | |
| JP2003037104A (ja) | ドライエッチング装置へのテトラフルオロエチレンガス供給装置及び供給方法 |