JPH0141085B2 - - Google Patents
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- JPH0141085B2 JPH0141085B2 JP61237874A JP23787486A JPH0141085B2 JP H0141085 B2 JPH0141085 B2 JP H0141085B2 JP 61237874 A JP61237874 A JP 61237874A JP 23787486 A JP23787486 A JP 23787486A JP H0141085 B2 JPH0141085 B2 JP H0141085B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pressure
- adsorption
- product gas
- gas
- tower
- Prior art date
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- Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
２基あるいは２基以上の吸着塔を具えた多塔式
圧力スイング吸着法による吸着装置における吸着
塔の切換法に関するものである。
圧力スイング吸着法による吸着装置における吸着
塔の切換法に関するものである。
圧力スイング吸着法は空気の精製あるいはガス
の分離などに広く使用されており、高圧の吸着工
程と減圧での脱着工程を一定時間毎に切換えて製
品ガスを得る方法であるが、通常、２塔式とし、
吸着工程と脱着工程を２基の吸着塔で交互に切換
えて連続的に原料ガスから被吸着成分を吸着し、
精製している。
の分離などに広く使用されており、高圧の吸着工
程と減圧での脱着工程を一定時間毎に切換えて製
品ガスを得る方法であるが、通常、２塔式とし、
吸着工程と脱着工程を２基の吸着塔で交互に切換
えて連続的に原料ガスから被吸着成分を吸着し、
精製している。
然し乍ら、上記の２塔式の吸着装置は、塔の切
換時においては、均圧工程で製品ガスの量が瞬間
的に変動し、これがプロセスに重大な支障を与え
るという欠点があるため、製品の流量に変動のな
い２塔式の圧力スイング吸着法が種々提案されて
いる。
換時においては、均圧工程で製品ガスの量が瞬間
的に変動し、これがプロセスに重大な支障を与え
るという欠点があるため、製品の流量に変動のな
い２塔式の圧力スイング吸着法が種々提案されて
いる。
例えば、吸着工程と再生工程の間のバルブの切
換を多少ずらせることにより、吸着工程を連続的
に移行させるように工夫している例が多く見られ
るが、この方法では減圧状態にある吸着塔に急激
なガス流入が生じるため、製品圧力の減少が生
じ、本来ならば製品ガスが連続的に得られる筈の
ところ、一時停止する傾向がある。これを防止す
るために、圧力スイング吸着装置の出口にバフア
ータンクを用いる方法がある。この方法は既に公
知の技術として普及しているが、バフアータンク
により流量の変動を皆無にするためには、巨大な
容量のタンクを必要とするので、極めて不経済で
あるという問題点がある。
換を多少ずらせることにより、吸着工程を連続的
に移行させるように工夫している例が多く見られ
るが、この方法では減圧状態にある吸着塔に急激
なガス流入が生じるため、製品圧力の減少が生
じ、本来ならば製品ガスが連続的に得られる筈の
ところ、一時停止する傾向がある。これを防止す
るために、圧力スイング吸着装置の出口にバフア
ータンクを用いる方法がある。この方法は既に公
知の技術として普及しているが、バフアータンク
により流量の変動を皆無にするためには、巨大な
容量のタンクを必要とするので、極めて不経済で
あるという問題点がある。
このように、従来、圧力の変動を比較的少なく
する方法として提案されているものは、経済的に
多塔式圧力スイング吸着法の製品ガスの圧力変動
幅を皆無にすることは出来ないのである。
する方法として提案されているものは、経済的に
多塔式圧力スイング吸着法の製品ガスの圧力変動
幅を皆無にすることは出来ないのである。
本発明は、従来の多塔式圧力スイング吸着装置
において不可能とされていた取り出しガスの圧力
変動を皆無にするための方法であつて、特に空気
の除湿、脱炭酸ガスのための圧力スイング吸着に
伴う出口空気の圧力変動をなくし、次工程の化学
反応や製造プロセスになんら支障を来さない方法
を提供することを目的としてなされたもので、そ
の構成は、２基あるいは２基以上の吸着塔を具え
た多塔式圧力スイング吸着装置によるガス分離操
作において、系内に再生ガス蓄圧タンク及び製品
ガスの一部を圧縮する圧縮機を設置し、製品ガス
の一部を前記圧縮機により圧縮し製品ガスより高
圧にして前記蓄圧タンク内に蓄積し、吸着塔の切
換に際して、再生のため減圧状態にある吸着塔
に、前記蓄圧タンク内から高圧の製品ガスを急速
に供給することにより、該吸着塔内の圧力を製品
ガス圧力と等しい圧力にした後、塔の切換を行な
うことを特徴とするものである。
において不可能とされていた取り出しガスの圧力
変動を皆無にするための方法であつて、特に空気
の除湿、脱炭酸ガスのための圧力スイング吸着に
伴う出口空気の圧力変動をなくし、次工程の化学
反応や製造プロセスになんら支障を来さない方法
を提供することを目的としてなされたもので、そ
の構成は、２基あるいは２基以上の吸着塔を具え
た多塔式圧力スイング吸着装置によるガス分離操
作において、系内に再生ガス蓄圧タンク及び製品
ガスの一部を圧縮する圧縮機を設置し、製品ガス
の一部を前記圧縮機により圧縮し製品ガスより高
圧にして前記蓄圧タンク内に蓄積し、吸着塔の切
換に際して、再生のため減圧状態にある吸着塔
に、前記蓄圧タンク内から高圧の製品ガスを急速
に供給することにより、該吸着塔内の圧力を製品
ガス圧力と等しい圧力にした後、塔の切換を行な
うことを特徴とするものである。
而して、本発明について詳細に説明すれば、次
のとおりである。
のとおりである。
本発明の第一の要点は、多塔式圧力スイング吸
着法において、減圧下の吸着塔へ製品ガスをパー
ジして脱着し、その後、塔を吸着圧力まで昇圧す
る工程において、吸着工程で製造した製品ガスの
一部を別に設けた専用の圧縮機で常時加圧し、再
生ガス蓄圧タンク内に蓄積しておき、この蓄圧ガ
スを以て吸着塔内の昇圧を行なつた後、該塔を切
換えるようにする点であつて、こうすることによ
り、製品ガスの急激な消費が生じないため、製品
ガス圧力の変動が全く生じないばかりでなく、製
品ガスの精製度が著しく変化することもない。ま
た、前記圧縮機は少容量の小型のものですむた
め、上記従来の巨大なバフアータンクを用いる方
法に比して極めて経済的である。
着法において、減圧下の吸着塔へ製品ガスをパー
ジして脱着し、その後、塔を吸着圧力まで昇圧す
る工程において、吸着工程で製造した製品ガスの
一部を別に設けた専用の圧縮機で常時加圧し、再
生ガス蓄圧タンク内に蓄積しておき、この蓄圧ガ
スを以て吸着塔内の昇圧を行なつた後、該塔を切
換えるようにする点であつて、こうすることによ
り、製品ガスの急激な消費が生じないため、製品
ガス圧力の変動が全く生じないばかりでなく、製
品ガスの精製度が著しく変化することもない。ま
た、前記圧縮機は少容量の小型のものですむた
め、上記従来の巨大なバフアータンクを用いる方
法に比して極めて経済的である。
本発明の第二の要点は、前記蓄圧タンクの設置
により、製品ガスの出口精製度を著しく改善でき
る点にある。従来の圧力充填工程用のガスは吸着
工程の後半から供給されるため、破過寸前の状態
にある吸着剤層を通過することになるので、吸着
工程前半のガスに比して不純物の濃度が上昇し、
塔切換時に急激な流速の増加がある場合は更に不
純物の濃度が上昇する。従つて、従来型の多塔式
圧力スイング吸着装置は均圧工程に不純物濃度の
高いガスを使用せざるを得ないため、精製度に限
界があつたが、本発明によれば、昇圧用の製品ガ
スは精製度の高い吸着工程の前半で蓄積されたガ
スを使用するため、吸着剤は極めて高度な吸着性
能を保持し、装置出口のガス精製度は著しく改善
される。
により、製品ガスの出口精製度を著しく改善でき
る点にある。従来の圧力充填工程用のガスは吸着
工程の後半から供給されるため、破過寸前の状態
にある吸着剤層を通過することになるので、吸着
工程前半のガスに比して不純物の濃度が上昇し、
塔切換時に急激な流速の増加がある場合は更に不
純物の濃度が上昇する。従つて、従来型の多塔式
圧力スイング吸着装置は均圧工程に不純物濃度の
高いガスを使用せざるを得ないため、精製度に限
界があつたが、本発明によれば、昇圧用の製品ガ
スは精製度の高い吸着工程の前半で蓄積されたガ
スを使用するため、吸着剤は極めて高度な吸着性
能を保持し、装置出口のガス精製度は著しく改善
される。
〔実施例〕
次に本発明の実施例を図により説明する。
図は本発明の系統図であつて、Ａ，Ｂは吸着
塔、Ｃは原料空気を圧縮する圧縮機、Ｄは圧縮さ
れた原料空気を冷却する冷却器、１，２，３，
４，５，６，７，８は自動弁、９は製品ガスタン
ク、１０は製品ガスの一部を加圧する圧縮機、１
１は前記圧縮機により加圧された製品ガスを蓄積
する再生ガス蓄圧タンク、１２は該蓄圧タンク１
１と自動弁７，８との間に配設した自動弁であ
る。
塔、Ｃは原料空気を圧縮する圧縮機、Ｄは圧縮さ
れた原料空気を冷却する冷却器、１，２，３，
４，５，６，７，８は自動弁、９は製品ガスタン
ク、１０は製品ガスの一部を加圧する圧縮機、１
１は前記圧縮機により加圧された製品ガスを蓄積
する再生ガス蓄圧タンク、１２は該蓄圧タンク１
１と自動弁７，８との間に配設した自動弁であ
る。
いま、吸着塔Ａでは吸着工程が、吸着塔Ｂでは
再生工程がそれぞれ行なわれているとすると、圧
縮機Ｃで加圧圧縮された空気は、自動弁２を通つ
て吸着塔Ａの下から該塔内に入り、被吸着成分を
吸着されて、自動弁５を通り製品ガスタンク９に
送られる。製品ガスタンク９に送られた製品ガス
は、そこから目的の個所に送られるほか、その一
部は圧縮機１０で加圧圧縮されて蓄圧タンク１１
に送られる。一方、吸着塔Ｂで行なわれている再
生工程は、自動弁３を開いて該吸着塔Ｂ内を減圧
することにより吸着剤が吸着した成分を脱着し、
この脱着工程が終わつた後、吸着工程に移行する
前に該吸着塔Ｂ内の圧力を吸着塔Ａ内のそれと同
一にしなければならないが、従来方法では製品ガ
スの一部をそのまま減圧状態にある吸着塔Ｂ内に
送り込んでいたため、前述したような問題点があ
つたのである。
再生工程がそれぞれ行なわれているとすると、圧
縮機Ｃで加圧圧縮された空気は、自動弁２を通つ
て吸着塔Ａの下から該塔内に入り、被吸着成分を
吸着されて、自動弁５を通り製品ガスタンク９に
送られる。製品ガスタンク９に送られた製品ガス
は、そこから目的の個所に送られるほか、その一
部は圧縮機１０で加圧圧縮されて蓄圧タンク１１
に送られる。一方、吸着塔Ｂで行なわれている再
生工程は、自動弁３を開いて該吸着塔Ｂ内を減圧
することにより吸着剤が吸着した成分を脱着し、
この脱着工程が終わつた後、吸着工程に移行する
前に該吸着塔Ｂ内の圧力を吸着塔Ａ内のそれと同
一にしなければならないが、従来方法では製品ガ
スの一部をそのまま減圧状態にある吸着塔Ｂ内に
送り込んでいたため、前述したような問題点があ
つたのである。
然し乍ら、本発明においては、前記蓄圧タンク
１１に蓄積された昇圧製品ガスを、自動弁１２及
び８を開くと共に自動弁３を閉じて、吸着塔Ｂ内
にその上部から送り込み、該吸着塔Ｂ内の圧力を
製品ガス圧力と等しい圧力にした後、吸着塔の切
換を行なうようにして、製品ガスをそのまま使用
しないようにしたから、従来方法において、製品
ガスの急激な消費により生じていた圧力の変動が
生じないし、また、蓄圧タンク１１に蓄積される
昇圧製品ガスは吸着工程初期の精製度の高いもの
であるから、再生された吸着剤は高度な吸着性能
を保持でき、装置出口のガス精製度は著しく改善
されるのである。
１１に蓄積された昇圧製品ガスを、自動弁１２及
び８を開くと共に自動弁３を閉じて、吸着塔Ｂ内
にその上部から送り込み、該吸着塔Ｂ内の圧力を
製品ガス圧力と等しい圧力にした後、吸着塔の切
換を行なうようにして、製品ガスをそのまま使用
しないようにしたから、従来方法において、製品
ガスの急激な消費により生じていた圧力の変動が
生じないし、また、蓄圧タンク１１に蓄積される
昇圧製品ガスは吸着工程初期の精製度の高いもの
であるから、再生された吸着剤は高度な吸着性能
を保持でき、装置出口のガス精製度は著しく改善
されるのである。
尚、吸着塔Ｂが吸着工程、吸着塔Ａが脱着工程
にあるときは、自動弁１，４，６が開、同じく
２，３，５，７，８，１２が閉の状態にあり、吸
着塔Ａの脱着工程が終わつたら、自動弁１を閉
じ、おなじく１１，７を開いて、吸着塔Ａ内にそ
の圧力が吸着塔Ｂ内のそれと同一になるまで昇圧
製品ガスを送り込むものとする。
にあるときは、自動弁１，４，６が開、同じく
２，３，５，７，８，１２が閉の状態にあり、吸
着塔Ａの脱着工程が終わつたら、自動弁１を閉
じ、おなじく１１，７を開いて、吸着塔Ａ内にそ
の圧力が吸着塔Ｂ内のそれと同一になるまで昇圧
製品ガスを送り込むものとする。
次に本発明の実験例を示す。
実験例 １
吸着剤として、シリカゲル、モレキユラーシー
ブ、アルミナゲル、活性炭などを使用し、これら
を単独乃至混合して、塔径２ｍ、塔長５ｍの２基
の吸着塔に充填し、圧力スイング吸着装置を構成
して、この装置を、圧力５Kg／cm2Ｇ、切換時間10
分間で空気中のH2OおよびCO2を除去する深冷分
離装置の前処理工程に設置した。
ブ、アルミナゲル、活性炭などを使用し、これら
を単独乃至混合して、塔径２ｍ、塔長５ｍの２基
の吸着塔に充填し、圧力スイング吸着装置を構成
して、この装置を、圧力５Kg／cm2Ｇ、切換時間10
分間で空気中のH2OおよびCO2を除去する深冷分
離装置の前処理工程に設置した。
而して、処理空気量は約3000Nm3／Ｈ、CO2濃
度350ppm、水分は相対湿度100％であつたが、本
発明方法による吸着塔の出口不純物濃度は水分量
−80℃以下、CO2濃度0.1ppmの空気を発生した。
また、本発明方法において、蓄圧タンクの圧力を
９Kg／cm2Ｇとすれば、塔の切換時に製品ガスの流
量の変動を皆無にすることが出来、その容量は吸
着塔の容量の1/2で充分であることが判明した。
度350ppm、水分は相対湿度100％であつたが、本
発明方法による吸着塔の出口不純物濃度は水分量
−80℃以下、CO2濃度0.1ppmの空気を発生した。
また、本発明方法において、蓄圧タンクの圧力を
９Kg／cm2Ｇとすれば、塔の切換時に製品ガスの流
量の変動を皆無にすることが出来、その容量は吸
着塔の容量の1/2で充分であることが判明した。
実験例 ２
吸着剤として、実験例１のものを使用し、これ
を実験例１の吸着塔に充填して圧力スイング吸着
装置を構成し、この装置の再生ガスに、深冷分離
装置からの、水分濃度2ppm、CO2濃度１〜3ppm
の排空気を利用して、実験例１の操作条件と同一
の空気処理を行なつたところ、吸着後の空気出口
の水分量は1ppm以下、CO2濃度は0.1ppmに精製
されていた。これは、本発明において用いる蓄圧
タンクからの高純度均圧用空気の効果が極めて大
きいことを示すものである。
を実験例１の吸着塔に充填して圧力スイング吸着
装置を構成し、この装置の再生ガスに、深冷分離
装置からの、水分濃度2ppm、CO2濃度１〜3ppm
の排空気を利用して、実験例１の操作条件と同一
の空気処理を行なつたところ、吸着後の空気出口
の水分量は1ppm以下、CO2濃度は0.1ppmに精製
されていた。これは、本発明において用いる蓄圧
タンクからの高純度均圧用空気の効果が極めて大
きいことを示すものである。
本発明は上述のとおりであつて、本発明方法に
よれば、吸着塔の切換に際して、製品ガスの圧力
を変化させることなく、然も減圧状態にある脱着
終了後の吸着塔に精製度の高い昇圧製品ガスを供
給して該塔内の圧力を製品ガス圧力と等しくする
ようにしたから、製品ガスは常にその流量が変化
せず、従つて、プロセスに重大な支障を与えるよ
うなおそれがないので、圧力スイング吸着法によ
る吸着装置における吸着塔の切換方法として好適
である。
よれば、吸着塔の切換に際して、製品ガスの圧力
を変化させることなく、然も減圧状態にある脱着
終了後の吸着塔に精製度の高い昇圧製品ガスを供
給して該塔内の圧力を製品ガス圧力と等しくする
ようにしたから、製品ガスは常にその流量が変化
せず、従つて、プロセスに重大な支障を与えるよ
うなおそれがないので、圧力スイング吸着法によ
る吸着装置における吸着塔の切換方法として好適
である。
図は本発明方法を実施する装置の一例の系統図
である。 Ａ，Ｂ……吸着塔、Ｃ……原料空気を圧縮する
圧縮器、Ｄ……冷却器、１，２，３，４，５，
６，７，８，１２……自動弁、９……製品ガスタ
ンク、１０……製品ガス昇圧用の圧縮器、１１…
…蓄圧タンク。
である。 Ａ，Ｂ……吸着塔、Ｃ……原料空気を圧縮する
圧縮器、Ｄ……冷却器、１，２，３，４，５，
６，７，８，１２……自動弁、９……製品ガスタ
ンク、１０……製品ガス昇圧用の圧縮器、１１…
…蓄圧タンク。
Claims (1)
- １ ２基あるいは２基以上の吸着塔を具えた多塔
式圧力スイング吸着装置によるガス分離操作にお
いて、系内に再生ガス蓄圧タンク及び製品ガスの
一部を圧縮する圧縮機を設置し、製品ガスの一部
を前記圧縮機により圧縮し製品ガスより高圧にし
て前記蓄圧タンク内に蓄積し、吸着塔の切換に際
して、再生のため減圧状態にある吸着塔に、前記
蓄圧タンク内から高圧の製品ガスを急速に供給す
ることにより、該吸着塔内の圧力を製品ガス圧力
と等しい圧力にした後、塔の切換を行なうことを
特徴とする吸着装置の塔切換法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61237874A JPS6393322A (ja) | 1986-10-08 | 1986-10-08 | 吸着装置の塔切換法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61237874A JPS6393322A (ja) | 1986-10-08 | 1986-10-08 | 吸着装置の塔切換法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6393322A JPS6393322A (ja) | 1988-04-23 |
| JPH0141085B2 true JPH0141085B2 (ja) | 1989-09-04 |
Family
ID=17021695
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61237874A Granted JPS6393322A (ja) | 1986-10-08 | 1986-10-08 | 吸着装置の塔切換法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6393322A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1995003873A1 (en) * | 1993-07-27 | 1995-02-09 | Sumitomo Seika Chemicals Co., Ltd. | Method and apparatus for separating nitrogen-rich gas |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58167407A (ja) * | 1982-03-25 | 1983-10-03 | Nippon Sanso Kk | プレツシヤ−スイング法による窒素製造方法 |
-
1986
- 1986-10-08 JP JP61237874A patent/JPS6393322A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1995003873A1 (en) * | 1993-07-27 | 1995-02-09 | Sumitomo Seika Chemicals Co., Ltd. | Method and apparatus for separating nitrogen-rich gas |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6393322A (ja) | 1988-04-23 |
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Legal Events
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