JPH0311805B2 - - Google Patents
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- JPH0311805B2 JPH0311805B2 JP62254955A JP25495587A JPH0311805B2 JP H0311805 B2 JPH0311805 B2 JP H0311805B2 JP 62254955 A JP62254955 A JP 62254955A JP 25495587 A JP25495587 A JP 25495587A JP H0311805 B2 JPH0311805 B2 JP H0311805B2
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- Japan
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- adsorption
- alarm
- layer
- gas
- temperature
- Prior art date
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
- Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
- Y02C20/40—Capture or disposal of greenhouse gases of CO2
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/151—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions, e.g. CO2
Landscapes
- Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は主として多成分系のガスを精製するた
めの圧力スイング法ガス吸着精製装置において、
高度に分離した出口精製ガスの純度が運転中悪化
するのを防止することのできる圧力スイング法ガ
ス吸着精製装置に関するものである。
めの圧力スイング法ガス吸着精製装置において、
高度に分離した出口精製ガスの純度が運転中悪化
するのを防止することのできる圧力スイング法ガ
ス吸着精製装置に関するものである。
従来、ガス状混合物の精製分離法としては、吸
着塔を３塔または４塔用いた圧力スイング吸着分
離法（以下、PSA法という）が広く知られてい
る。
着塔を３塔または４塔用いた圧力スイング吸着分
離法（以下、PSA法という）が広く知られてい
る。
このPSA法においては、各吸着塔にはアルミ
ナ系吸着剤、活性炭、合成ゼオライトなどの粒子
状吸着剤が充填されており、その１塔には原料ガ
スを加圧下で導入し、吸着性の不純ガス成分を除
去する吸着工程を行なつて製品ガスとし、他の２
乃至３の吸着塔では、減圧回収、均圧、一部製品
ガスの逆流による吸着剤層内の吸着成分の脱着の
各工程が行なわれるようにする方法で、上記の吸
着工程と脱着工程は極めて短い時間（５〜10分）
で交互に繰り返されるので、小型のプラントでも
充分なガス精製を行なえるため、用途に応じて現
場に設置でき、従来良く行なわれていた精製され
たガスをボンベ輸送する必要がないという利点が
ある。
ナ系吸着剤、活性炭、合成ゼオライトなどの粒子
状吸着剤が充填されており、その１塔には原料ガ
スを加圧下で導入し、吸着性の不純ガス成分を除
去する吸着工程を行なつて製品ガスとし、他の２
乃至３の吸着塔では、減圧回収、均圧、一部製品
ガスの逆流による吸着剤層内の吸着成分の脱着の
各工程が行なわれるようにする方法で、上記の吸
着工程と脱着工程は極めて短い時間（５〜10分）
で交互に繰り返されるので、小型のプラントでも
充分なガス精製を行なえるため、用途に応じて現
場に設置でき、従来良く行なわれていた精製され
たガスをボンベ輸送する必要がないという利点が
ある。
また、高度の精製度が要求される系として知ら
れているものに、水素ガスの精製があり、この精
製にもPSA法が用いられる。この方法によれば、
粗水素（廃水素）から吸着性不純物例えば、水
分、炭化水素、二酸化炭素、メタン、一酸化炭素
等のガスを吸着除去して99.9999％にまで精製で
き、従つて不純物を10ppm以下になし得るが、こ
の水素ガスの精製度を99.9999％以上の濃度に維
持するには、前記不純吸着性ガスの吸着帯域を吸
着層内に充分保持させて吸着剤を破過させないよ
うにしなければならず、そのためには少なくとも
理論的に必要とされる吸着剤量の２倍の吸着剤が
必要であつたし、また、実際に吸着剤の能力オー
バーを事前に検出することは、従来のPSA法の
ように短時間の切換方式では不可能であつた。
れているものに、水素ガスの精製があり、この精
製にもPSA法が用いられる。この方法によれば、
粗水素（廃水素）から吸着性不純物例えば、水
分、炭化水素、二酸化炭素、メタン、一酸化炭素
等のガスを吸着除去して99.9999％にまで精製で
き、従つて不純物を10ppm以下になし得るが、こ
の水素ガスの精製度を99.9999％以上の濃度に維
持するには、前記不純吸着性ガスの吸着帯域を吸
着層内に充分保持させて吸着剤を破過させないよ
うにしなければならず、そのためには少なくとも
理論的に必要とされる吸着剤量の２倍の吸着剤が
必要であつたし、また、実際に吸着剤の能力オー
バーを事前に検出することは、従来のPSA法の
ように短時間の切換方式では不可能であつた。
而して、上記のPSA法において使用される吸
着剤としては、吸着成分中の水分に対してはアル
ミナゲル等が用いられ、吸着性ガス成分（炭化水
素CnHm，二酸化炭素、メタン）には活性炭が適
しており、一方、弱吸着性の一酸化炭素を完全に
除去するためには、吸着量の多い合成ゼオライト
が適している。
着剤としては、吸着成分中の水分に対してはアル
ミナゲル等が用いられ、吸着性ガス成分（炭化水
素CnHm，二酸化炭素、メタン）には活性炭が適
しており、一方、弱吸着性の一酸化炭素を完全に
除去するためには、吸着量の多い合成ゼオライト
が適している。
従つて、一般に上記の水素ガスの精製に用いら
れるPSA法の装置においては、吸着塔は複合床
として、吸着塔内に下から活性アルミナ、活性
炭、合成ゼオライトの層を充填し、水分は活性ア
ルミナ層で吸着し、活性炭層は二酸化炭素とメタ
ンを主体に吸着するようにし、更に、一酸化炭素
はゼオライト層で吸着除去するようにするのであ
るが、活性炭層で強吸着成分例えば、二酸化炭素
が完全に除去されない場合は、次の合成ゼオライ
ト層に運ばれ、合成ゼオライト層で吸着除去され
ることになる。
れるPSA法の装置においては、吸着塔は複合床
として、吸着塔内に下から活性アルミナ、活性
炭、合成ゼオライトの層を充填し、水分は活性ア
ルミナ層で吸着し、活性炭層は二酸化炭素とメタ
ンを主体に吸着するようにし、更に、一酸化炭素
はゼオライト層で吸着除去するようにするのであ
るが、活性炭層で強吸着成分例えば、二酸化炭素
が完全に除去されない場合は、次の合成ゼオライ
ト層に運ばれ、合成ゼオライト層で吸着除去され
ることになる。
ところが、合成ゼオライト層は主として高濃度
の吸着成分、一酸化炭素（CO）を吸着除去する
のに適しているが、二酸化炭素に対しては極めて
強い吸着特性を有するがゆえに、脱着特性が悪い
という欠点がある。二酸化炭素などの強吸着性成
分は逐次吸着剤中に蓄積して吸着力が減少して、
精製度を著しく悪化させる原因となる。
の吸着成分、一酸化炭素（CO）を吸着除去する
のに適しているが、二酸化炭素に対しては極めて
強い吸着特性を有するがゆえに、脱着特性が悪い
という欠点がある。二酸化炭素などの強吸着性成
分は逐次吸着剤中に蓄積して吸着力が減少して、
精製度を著しく悪化させる原因となる。
一般に、PSA法により精製されたガスは直接
反応工程に適用されたり、金属精錬工程等に利用
されるので、製品ガスの純度が低下すると、上記
の生産工程で多くの不良製品が発生するため、従
来は分析監視システムにより製品ガスの純度を監
視していたが、これでは時間的に間に合わない場
合が多く、結果としてその間の生産工程では多く
の不良製品発生事故が起るという欠点があつた。
反応工程に適用されたり、金属精錬工程等に利用
されるので、製品ガスの純度が低下すると、上記
の生産工程で多くの不良製品が発生するため、従
来は分析監視システムにより製品ガスの純度を監
視していたが、これでは時間的に間に合わない場
合が多く、結果としてその間の生産工程では多く
の不良製品発生事故が起るという欠点があつた。
このような事故を未然に防止するためには、製
品ガスの純度が低下する寸前にそれを警報する装
置が開発されれば、PSA法によるガスの精製に
極めて有効であると考えられる。
品ガスの純度が低下する寸前にそれを警報する装
置が開発されれば、PSA法によるガスの精製に
極めて有効であると考えられる。
本発明は上述のような従来技術の問題点を解決
し、PSA法によるガス精製時において製品ガス
の純度が低下する前に、警報が発せられるように
した圧力スイング法ガス吸着精製装置を提供する
ことを目的としてなされたもので、その構成は、
低純度のガスを高度に精製分離するため、高圧下
で吸着操作を行ない、減圧下で吸着した不純成分
の脱着を行なう圧力スイング法ガス吸着精製装置
において、該装置の吸着塔内に活性アルミナ層、
活性炭層、合成ゼオライト層の順で吸着剤を充填
すると共に、前記活性炭層と合成ゼオライト層の
境界部付近の活性炭層中に警報器に連なる温度測
定センサを挿入し、吸着塔内において強吸着成分
の吸着帯が前記活性アルミナ層側から進行して前
記センサの挿入位置を通過する際に発生する昇温
ピークを該センサが検知したら、前記警報器が警
報を発するようにしたことを特徴とするものであ
る。
し、PSA法によるガス精製時において製品ガス
の純度が低下する前に、警報が発せられるように
した圧力スイング法ガス吸着精製装置を提供する
ことを目的としてなされたもので、その構成は、
低純度のガスを高度に精製分離するため、高圧下
で吸着操作を行ない、減圧下で吸着した不純成分
の脱着を行なう圧力スイング法ガス吸着精製装置
において、該装置の吸着塔内に活性アルミナ層、
活性炭層、合成ゼオライト層の順で吸着剤を充填
すると共に、前記活性炭層と合成ゼオライト層の
境界部付近の活性炭層中に警報器に連なる温度測
定センサを挿入し、吸着塔内において強吸着成分
の吸着帯が前記活性アルミナ層側から進行して前
記センサの挿入位置を通過する際に発生する昇温
ピークを該センサが検知したら、前記警報器が警
報を発するようにしたことを特徴とするものであ
る。
本発明においては、吸着層の適切な部位、例え
ば、数層に充填した吸着剤層の適宜の層間の境界
部付近に警報器に連なる温度測定センサを挿入、
設置し、強吸着成分が該センサ部分を通過する
と、該センサが瞬時にそれを感知して警報器を作
動させ、警報を発するので、該警報に従つて適切
な措置を採ることにより、出口ガスの精製度が悪
化するのを未然に防止することができる。
ば、数層に充填した吸着剤層の適宜の層間の境界
部付近に警報器に連なる温度測定センサを挿入、
設置し、強吸着成分が該センサ部分を通過する
と、該センサが瞬時にそれを感知して警報器を作
動させ、警報を発するので、該警報に従つて適切
な措置を採ることにより、出口ガスの精製度が悪
化するのを未然に防止することができる。
即ち、前記の警報が発せられてからは、ある一
定時間経過すると、これらの成分が蓄積されるた
め、出口ガスの精製度は徐々に悪化し、数時間後
には製造工程に悪影響を及ぼすので、前記の一定
時間内に分析し、適切な対策を講じることにより
製品ガスの悪化による被害を未然に防止できるの
である。
定時間経過すると、これらの成分が蓄積されるた
め、出口ガスの精製度は徐々に悪化し、数時間後
には製造工程に悪影響を及ぼすので、前記の一定
時間内に分析し、適切な対策を講じることにより
製品ガスの悪化による被害を未然に防止できるの
である。
一般的に、吸着負荷に対して脱着が不完全であ
る場合には、再生パージガスの系のガス不足が原
因なので、逆流パージ量を増加させることで容易
に改善される。その後、警報が発せられなくなれ
ば、安定した高精製度の水素ガスが維持される条
件が設定されるので、従来、安全のために多量を
必要とした吸着剤充填量を著しく減少させること
ができる。
る場合には、再生パージガスの系のガス不足が原
因なので、逆流パージ量を増加させることで容易
に改善される。その後、警報が発せられなくなれ
ば、安定した高精製度の水素ガスが維持される条
件が設定されるので、従来、安全のために多量を
必要とした吸着剤充填量を著しく減少させること
ができる。
次に本発明の実施例を図により説明する。
第１図は本発明装置の一例を示す系統図で、
Ａ，Ｂ，Ｃは吸着塔で、各吸着塔内には下から活
性アルミナ層１１、活性炭層１２、合成ゼオライ
ト層１３が充填されている。
Ａ，Ｂ，Ｃは吸着塔で、各吸着塔内には下から活
性アルミナ層１１、活性炭層１２、合成ゼオライ
ト層１３が充填されている。
１４は各吸着塔における活性炭層１２と合成ゼ
オライト層１３の境界部付近に設置した温度測定
センサで、測温抵抗体または熱電対、サーミスタ
等の微小温度の変化を検知できるものであり、ま
た、１５は温度測定センサ１４と電気的に接続さ
れ、前記センサ１４が吸着帯の通過に伴う熱上昇
を感知したら、例えば電気の点灯または点滅によ
る警報を発生させる警報器である。
オライト層１３の境界部付近に設置した温度測定
センサで、測温抵抗体または熱電対、サーミスタ
等の微小温度の変化を検知できるものであり、ま
た、１５は温度測定センサ１４と電気的に接続さ
れ、前記センサ１４が吸着帯の通過に伴う熱上昇
を感知したら、例えば電気の点灯または点滅によ
る警報を発生させる警報器である。
而して、各吸着塔Ａ，Ｂ，Ｃの入口側には原料
ガス管P1に連なる自動開閉弁１ａ，１ｂ，１ｃ
を、また同じく出口には製品ガス管P2に連なる
自動開閉弁２ａ，２ｂ，２ｃをそれぞれ設けてあ
る。
ガス管P1に連なる自動開閉弁１ａ，１ｂ，１ｃ
を、また同じく出口には製品ガス管P2に連なる
自動開閉弁２ａ，２ｂ，２ｃをそれぞれ設けてあ
る。
３ａ，３ｂ，３ｃは排気弁で、吸着塔の入口側
に前記自動開閉弁１ａ，１ｂ，１ｃと並列に設け
られ、それらの出口は排気管P3に連なる。
に前記自動開閉弁１ａ，１ｂ，１ｃと並列に設け
られ、それらの出口は排気管P3に連なる。
４ａ，４ｂ，４ｃはパージ用自動開閉弁で、吸
着塔の出口側に前記自動開閉弁２ａ，２ｂ，２ｃ
と並列に設けられ、それぞれ製品ガス管P2から
分岐したパージ用ガス配管P4に自動開閉弁６を
介して連なり、また、５ａ，５ｂ，５ｃは製品ガ
ス配管P2から分岐したパージ用ガス配管P5に自
動開閉弁７，流量計８を介して連なる自動開閉弁
であり、以上により本発明の一例が構成される
が、この装置のうち、温度測定センサ１４と警報
器１５を除いた部分は公知のものである。
着塔の出口側に前記自動開閉弁２ａ，２ｂ，２ｃ
と並列に設けられ、それぞれ製品ガス管P2から
分岐したパージ用ガス配管P4に自動開閉弁６を
介して連なり、また、５ａ，５ｂ，５ｃは製品ガ
ス配管P2から分岐したパージ用ガス配管P5に自
動開閉弁７，流量計８を介して連なる自動開閉弁
であり、以上により本発明の一例が構成される
が、この装置のうち、温度測定センサ１４と警報
器１５を除いた部分は公知のものである。
また、第２図は温度の変化と吸着帯の切換時の
定位置を模型的に示した原理図である。
定位置を模型的に示した原理図である。
本発明においては、粗水素から水分、二酸化炭
素、一酸化炭素等のガスを吸着除去し精製水素ガ
スを得る場合、吸着帯の検出にサイクル内最下位
温度を基準にした偏差温度を使用することによ
り、各成分の吸着帯の通過を厳密に検出すること
ができる。即ち、吸着塔内における所定の吸着剤
層において、一酸化炭素や二酸化炭素等の各成分
が吸着される際の層内最低温度と各成分の昇温ピ
ークとの偏差温度は、それぞれ予め求められる値
であり、吸着剤層内の定位置に設けられている温
度測定センサにより検出される値により、上記予
め求めた偏差温度と比較していずれの成分ガスの
吸着帯が上記センサの位置を通過したのかを検出
することが可能となる。
素、一酸化炭素等のガスを吸着除去し精製水素ガ
スを得る場合、吸着帯の検出にサイクル内最下位
温度を基準にした偏差温度を使用することによ
り、各成分の吸着帯の通過を厳密に検出すること
ができる。即ち、吸着塔内における所定の吸着剤
層において、一酸化炭素や二酸化炭素等の各成分
が吸着される際の層内最低温度と各成分の昇温ピ
ークとの偏差温度は、それぞれ予め求められる値
であり、吸着剤層内の定位置に設けられている温
度測定センサにより検出される値により、上記予
め求めた偏差温度と比較していずれの成分ガスの
吸着帯が上記センサの位置を通過したのかを検出
することが可能となる。
従つて、外気温度が上昇して系の温度が増加し
ても、層内最低温度が相対的に上昇するため常時
層内最低温度を測定し、この最低温度からの昇温
を吸着帯の通過に伴う温度上昇とする本発明にお
いては、外気による温度上昇は成分ガスの吸着帯
の通過を示す温度ピークとしては検出されない。
ても、層内最低温度が相対的に上昇するため常時
層内最低温度を測定し、この最低温度からの昇温
を吸着帯の通過に伴う温度上昇とする本発明にお
いては、外気による温度上昇は成分ガスの吸着帯
の通過を示す温度ピークとしては検出されない。
次に、吸着帯の通過に伴う温度上昇と系の最低
温度との関係を説明する。例えば、温度上昇と系
の最低温度との差を15℃に設定すれば、活性炭層
１２を多成分中比較的多量に含まれる二酸化炭素
の吸着帯が大部分通過した時点で警報を発生させ
ることができ、一方、前記温度差を４〜７℃で設
定すれば、一酸化炭素成分が活性炭層１２の検出
位置を通過すると同時に警報が発せられる。
温度との関係を説明する。例えば、温度上昇と系
の最低温度との差を15℃に設定すれば、活性炭層
１２を多成分中比較的多量に含まれる二酸化炭素
の吸着帯が大部分通過した時点で警報を発生させ
ることができ、一方、前記温度差を４〜７℃で設
定すれば、一酸化炭素成分が活性炭層１２の検出
位置を通過すると同時に警報が発せられる。
上記のように吸着帯の位置に基づく塔の温度偏
差値により吸着帯の通過状態が明らかになるの
で、いかなる成分の通過も許さない条件も設定で
きるし、特に強吸着成分である二酸化炭素の破過
を許さない条件の設定が可能になるのである。こ
の理由により、本発明における感熱素子１４の位
置は幾分第２層（活性炭層１２）側に設置する方
法がより好ましいかも知れない。この位置で記録
された警報では少なくとも二酸化炭素の活性炭破
過がまだ生じていないため、合成ゼオライト層１
３は二酸化炭素により被毒されてはいない。
差値により吸着帯の通過状態が明らかになるの
で、いかなる成分の通過も許さない条件も設定で
きるし、特に強吸着成分である二酸化炭素の破過
を許さない条件の設定が可能になるのである。こ
の理由により、本発明における感熱素子１４の位
置は幾分第２層（活性炭層１２）側に設置する方
法がより好ましいかも知れない。この位置で記録
された警報では少なくとも二酸化炭素の活性炭破
過がまだ生じていないため、合成ゼオライト層１
３は二酸化炭素により被毒されてはいない。
このように、第２層部１２位置で温度の上昇が
検出される場合、一般には吸着帯がその位置に存
在しているのが明白であるため、警報が発せられ
れば、それに従つて、作業者は所定の条件に基づ
き、再生系の改善を行なわなければならない。二
酸化炭素の吸着帯の位置が少なくともゼオライト
層１１に充分進行しないうちは回復が可能なの
で、その対策や原因の調査をすることが急務とな
るが、警報が発せられる原因が自動弁の作動不良
に基づく場合には、実質的に５〜10分経過（１サ
イクル）すれば、必ず出口ガスの精製度に異常が
発見される訳であるから、事前に再生パージ量を
増すなどの処置を採ることができるし、また、フ
エイルセーフであるためには、警報と同時に
PSA系を速やかに製造プロセスから切り離し、
緊急の別な補給ラインに切換えることが可能であ
ることはいうまでもない。
検出される場合、一般には吸着帯がその位置に存
在しているのが明白であるため、警報が発せられ
れば、それに従つて、作業者は所定の条件に基づ
き、再生系の改善を行なわなければならない。二
酸化炭素の吸着帯の位置が少なくともゼオライト
層１１に充分進行しないうちは回復が可能なの
で、その対策や原因の調査をすることが急務とな
るが、警報が発せられる原因が自動弁の作動不良
に基づく場合には、実質的に５〜10分経過（１サ
イクル）すれば、必ず出口ガスの精製度に異常が
発見される訳であるから、事前に再生パージ量を
増すなどの処置を採ることができるし、また、フ
エイルセーフであるためには、警報と同時に
PSA系を速やかに製造プロセスから切り離し、
緊急の別な補給ラインに切換えることが可能であ
ることはいうまでもない。
本発明はまた、吸着成分中の最大濃度成分を前
記活性炭層１２中に保持させるために、再生パー
ジの量を適切に調節する方法として応用できる。
つまり、最大濃度成分が活性炭層１２を破過した
場合、警報を発生するから、パージの量を幾分増
加させ、警報を消失させるように自動調節を行な
うことにより、製品ガスの消費を容易に最小限に
設定できる。
記活性炭層１２中に保持させるために、再生パー
ジの量を適切に調節する方法として応用できる。
つまり、最大濃度成分が活性炭層１２を破過した
場合、警報を発生するから、パージの量を幾分増
加させ、警報を消失させるように自動調節を行な
うことにより、製品ガスの消費を容易に最小限に
設定できる。
また、本発明における警報装置はこれを固定式
タイマーの代わりに塔切換に利用することができ
る。即ち、PSA装置が正しく作動しているとき
は、略一定時間（５〜８分）内に切換信号が発せ
られるが、この警報装置をタイマー代わりに使用
すると、次のような場合に利点が生じる。
タイマーの代わりに塔切換に利用することができ
る。即ち、PSA装置が正しく作動しているとき
は、略一定時間（５〜８分）内に切換信号が発せ
られるが、この警報装置をタイマー代わりに使用
すると、次のような場合に利点が生じる。
入口流量や出口流量が著しく増加した場合に
は、切換時間が早くなり、吸着帯を活性炭層の能
力内に保持させる。また、入口流量や出口流量が
著しく減少した場合、切換時間が自動的に延長さ
れて吸着剤の能力を最大限に利用するから、
PSA系に安定した製品ガスの収率が期待できる
等である。
は、切換時間が早くなり、吸着帯を活性炭層の能
力内に保持させる。また、入口流量や出口流量が
著しく減少した場合、切換時間が自動的に延長さ
れて吸着剤の能力を最大限に利用するから、
PSA系に安定した製品ガスの収率が期待できる
等である。
一般的に、異常が生じたPSA系を回復させる
場合には、吸着帯が活性炭層１２を完全に通過し
て、検出部では温度が低いままになつた場合に
は、必ず全還流（製品ガスの全量を再生パージす
る）を行なつて、活性炭層１２位置に吸着帯を押
し戻す必要がある。二酸化炭素の吸着帯が充分に
活性炭層１２に圧縮された時点で警報操作条件に
切換える。
場合には、吸着帯が活性炭層１２を完全に通過し
て、検出部では温度が低いままになつた場合に
は、必ず全還流（製品ガスの全量を再生パージす
る）を行なつて、活性炭層１２位置に吸着帯を押
し戻す必要がある。二酸化炭素の吸着帯が充分に
活性炭層１２に圧縮された時点で警報操作条件に
切換える。
このように本発明装置は、従来のように、活性
炭層１２及びゼオライト層１３のそれぞれに吸着
成分を分担させる場合、活性炭に二酸化炭素等の
強吸着成分の全量を吸着させ、ゼオライト層１３
は一酸化炭素等の弱吸着成分のみに限定すること
により、出口精製度に影響を及ぼす二酸化炭素の
吸着帯を制御できるので、極めて効果的である。
炭層１２及びゼオライト層１３のそれぞれに吸着
成分を分担させる場合、活性炭に二酸化炭素等の
強吸着成分の全量を吸着させ、ゼオライト層１３
は一酸化炭素等の弱吸着成分のみに限定すること
により、出口精製度に影響を及ぼす二酸化炭素の
吸着帯を制御できるので、極めて効果的である。
実際に、吸着塔Ａ，Ｂ，Ｃの寸法を直径400mm、
有効高さ4500mmとし、各吸着塔内には下から活性
アルミナ層１１を400mm、活性炭層１２を3100mm、
合成ゼオライト層１３を1000mmの厚みで充填し、
温度測定センサ１４を活性炭層１２と合成ゼオラ
イト層１３の境界面（塔頂から1000mm）付近に挿
入して本発明装置を構成した。
有効高さ4500mmとし、各吸着塔内には下から活性
アルミナ層１１を400mm、活性炭層１２を3100mm、
合成ゼオライト層１３を1000mmの厚みで充填し、
温度測定センサ１４を活性炭層１２と合成ゼオラ
イト層１３の境界面（塔頂から1000mm）付近に挿
入して本発明装置を構成した。
また、原料ガスとして、CH40.7％，CO2.0％，
CO219.0％，H2O1.0％（いずれもvo1％）の不純
物を含有する粗水素ガス40Nm3／Ｈを用い、圧力
６Kg／cm2Ｇ、温度40℃で上記装置に導入して、前
述の方法により原料ガスの精製を行なつた。
CO219.0％，H2O1.0％（いずれもvo1％）の不純
物を含有する粗水素ガス40Nm3／Ｈを用い、圧力
６Kg／cm2Ｇ、温度40℃で上記装置に導入して、前
述の方法により原料ガスの精製を行なつた。
塔の切換時間は８分であり、、塔の脱圧時のH2
回収に２分間、パージ再生に５分間を要した。再
生パージには製品H2が使用され、大気圧に減圧
された吸着塔の頂部から原料水素量の約20％が消
費された。
回収に２分間、パージ再生に５分間を要した。再
生パージには製品H2が使用され、大気圧に減圧
された吸着塔の頂部から原料水素量の約20％が消
費された。
製品ガス量は、約20Nm3／Ｈ、圧力5.5Kg／cm2
Ｇ、温度40℃で、水素の純度は99.999％を保持し
た。
Ｇ、温度40℃で、水素の純度は99.999％を保持し
た。
処理ガス量は15.35Nm3／Ｈ、圧力0.05Kg／cm2
Ｇ、温度40℃であつた。
Ｇ、温度40℃であつた。
また、温度測定センサ１４による活性炭層１２
と合成ゼオライト層１３の境界部の温度測定は着
実に行なわれ、適切な警報が発せられて、従来装
置において見られた難点は解消された。
と合成ゼオライト層１３の境界部の温度測定は着
実に行なわれ、適切な警報が発せられて、従来装
置において見られた難点は解消された。
本発明は上述の通りであるから、圧力スイング
法ガス吸着精製装置において、特に水素ガスを主
体とし、少なくとも１種以上の不純ガスを含む混
合ガスから水素ガスを精製する際に用いる警報装
置として極めて有用である。
法ガス吸着精製装置において、特に水素ガスを主
体とし、少なくとも１種以上の不純ガスを含む混
合ガスから水素ガスを精製する際に用いる警報装
置として極めて有用である。
第１図は本発明装置の一例の系統図、第２図は
本発明装置における温度の変化と吸着帯の切換時
の定位置を模型的に示した原理図である。 Ａ，Ｂ，Ｃ……吸着塔、１１，１２，１３……
吸着剤層、１４……温度測定センサ、１５……警
報器。
本発明装置における温度の変化と吸着帯の切換時
の定位置を模型的に示した原理図である。 Ａ，Ｂ，Ｃ……吸着塔、１１，１２，１３……
吸着剤層、１４……温度測定センサ、１５……警
報器。
Claims (1)
- １ 低純度のガスを高度に精製分離するため、高
圧下で吸着操作を行ない、減圧下で吸着した不純
成分の脱着を行なう圧力スイング法ガス吸着精製
装置において、該装置の吸着塔内に活性アルミナ
層、活性炭層、合成ゼオライト層の順で吸着剤を
充填すると共に、前記活性炭層と合成ゼオライト
層の境界部付近の活性炭層中に警報器に連なる温
度測定センサを挿入し、吸着塔内において強吸着
成分の吸着帯が前記活性アルミナ層側から進行し
て前記センサの挿入位置を通過する際に発生する
昇温ピークを該センサが検知したら、前記警報器
が警報を発するようにしたことを特徴とする圧力
スイング法ガス吸着精製装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62254955A JPH0199627A (ja) | 1987-10-09 | 1987-10-09 | 圧力スイング法ガス吸着精製装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62254955A JPH0199627A (ja) | 1987-10-09 | 1987-10-09 | 圧力スイング法ガス吸着精製装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0199627A JPH0199627A (ja) | 1989-04-18 |
| JPH0311805B2 true JPH0311805B2 (ja) | 1991-02-18 |
Family
ID=17272180
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62254955A Granted JPH0199627A (ja) | 1987-10-09 | 1987-10-09 | 圧力スイング法ガス吸着精製装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0199627A (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5296017A (en) * | 1991-05-28 | 1994-03-22 | Mitsui Toatsu Chemicals, Inc. | Method and apparatus for concentrating chlorine gas |
| JP4531291B2 (ja) * | 2001-05-31 | 2010-08-25 | 東京瓦斯株式会社 | 水素精製用４塔式圧力スイング吸着装置の安定運転方法 |
| US7393382B2 (en) * | 2004-12-20 | 2008-07-01 | Idatech Llc | Temperature-based breakthrough detection and pressure swing adsorption systems and fuel processing systems including the same |
| US7879138B2 (en) | 2006-07-20 | 2011-02-01 | Air Products And Chemicals, Inc. | Pressure swing adsorption method and system with multiple-vessel beds |
| AU2007312025A1 (en) * | 2006-10-20 | 2008-04-24 | Sumitomo Seika Chemicals Co., Ltd. | Method and apparatus for separating hydrogen gas |
| EP2844367B1 (en) * | 2012-05-04 | 2020-01-22 | Koninklijke Philips N.V. | Oxygen separator and method of generating oxygen |
| JP6286237B2 (ja) * | 2014-03-10 | 2018-02-28 | 神鋼エア・ウォーター・クライオプラント株式会社 | 空気分離装置の前処理装置及び前処理方法 |
| JP7318407B2 (ja) * | 2019-08-08 | 2023-08-01 | 株式会社豊田中央研究所 | 吸着器 |
-
1987
- 1987-10-09 JP JP62254955A patent/JPH0199627A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0199627A (ja) | 1989-04-18 |
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