JPH034243B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はプレツシヤースイングアドソープシ
ヨン式酸素製造装置によつて酸素を製造する方法
に係り、吸着塔のパージ効率を上げ、製品酸素ガ
ス収率を向上させるようにしたものである。

空気を原料として酸素を製造する方法としてプ
レツシヤースイングアドソープシヨン法（以下、
PSA法と略する。）がある。このPSA法で酸素を
製造するには、例えば第１図に示すようなものが
ある。即ち原料空気は、管１より圧縮器２に送ら
れここで約５Kg／cm²に加圧されたのち、管３を経
て、切替弁４，４…によつて切替使用される３基
の吸着塔５ａ，５ｂ，５ｃの内の１つの吸着塔５
ａに送り込まれる。吸着塔５ａには吸着材として
窒素を選択的に吸着するゼオライト等が充填され
ており、加圧状態で導入された空気中の窒素が吸
着され、吸着塔５ａの出口には酸素を主成分とす
る製品酸素ガスが得られる。この製品酸素ガスは
切替弁４、管６、圧力調整弁７を経て、供給先に
送られる。一方、窒素を吸着して飽和し、減圧し
た後再生工程にある別の吸着塔５ｂには、製品酸
素ガスの一部が管８より分岐され、圧力調整弁９
により１Kg／cm²程度の圧力にされたうえパージガ
スとして管１０、切替弁４を経て逆流される。こ
のパージガスは吸着剤から窒素を脱着し、吸着材
を再生するとももに自からは窒素を含む廃ガスと
なつて、切替弁４、管１１を経て、大気中に放出
される。この操作により吸着塔５ｂはパージされ
たことになる。また、吸着塔５ｃは前記のように
パージされたのち、製品酸素ガスの一部がさらに
導入され、約５Kg／cm²程度に再加圧された状態に
なつており、次の吸着工程を待機している。

このようにPSA式の酸素製造装置は、３つの
吸着塔５ａ，５ｂ，５ｃを順次吸着、減圧パー
ジ、再加圧の各工程に切替えることにより、連続
的に製品酸素ガスが得られるように構成されてい
る。

ところで、このようなPSA式酸素製造装置で
は上述のように、吸着塔５のパージ、再加圧に製
品酸素ガスの一部を用いているので、これによつ
て酸素収率が決定される。したがつて、このパー
ジガス量を出来るだけ低減することが装置の性
能、特に酸素収率の向上、コスト低減などの重要
なフアクタとなつている。また、パージガスを得
るための圧力調整弁９は、構造が複雑で故障が多
く、装置の安定操業の支障となつている。

この発明は上記事情に鑑みてなされたもので、
パージガス量を低減でき、装置全体の酸素収率お
よび酸素純度を向上させることができ、しかも圧
力調整弁を用いずにパージガス流量を一定に維持
することができ、装置の安定操業が容易に達成で
きるPSA法による酸素製造方法を提供すること
を目的とし、製品酸素ガス流路に酸素富化膜ユニ
ツトを設け、これより酸素純度の高いパージガス
を一定量得るようにしたことを特徴とするもので
ある。

以下、この発明の実施例を図面を参照して説明
する。

第２図は、この発明のPSA法による酸素製造
方法の第１実施例を示すもので、第１図に示した
ものと同一構成部分には同一符号を付してその説
明は省略する。第２図の実施例においては第１図
の方法に製品酸素ガスを供給先に送る管６の途中
に酸素富化膜ユニツト１２が設けられ、この酸素
富化膜ユニツト１２からパージガスを得ている点
に特徴がある。酸素富化膜ユニツト１２は、酢酸
セルロースやシリコーンゴムなどの高分子薄膜よ
りなり、酸素ガスを選択的に透過するものであ
り、ユニツト１２の一次側に酸素を含む気体が加
圧下で供給されると、二次側に一定量の酸素ガス
が透過してくるようになつている。この酸素富化
膜ユニツト１２を製品酸素ガス流路に設けること
により、このユニツト１２の二次側には製品酸素
ガスよりも酸素濃度の高い一定量のガスが得られ
る。このガスは、弁１３、管１０を経て、吸着塔
５のパージガスとして吸着塔５に送られ、パージ
および再加圧に用いられる。また、ユニツト１２
の一次側に供給された製品酸素ガスの大部分の残
余は、従来と同様に圧力調整弁７を経て供給先に
送られる。

このようなPSA法による酸素製造方法にあつ
ては、パージガスの酸素純度が高くなるため、吸
着塔５のパージ工程において、所定のパージが短
時間で行われ、このため全体のパージガス量が低
減される。また、再加圧工程においても、高純度
の酸素ガスが吸着塔５内に封入されるため、次の
吸着工程における製品酸素ガスの酸素純度の立上
りが早められる。よつて、実質的に製品酸素収率
が高められ、製品酸素ガスの製造コストが低減さ
れる。さらに、酸素富化膜ユニツト１２は製品酸
素ガスの流れに対して抵抗体として働き、一次側
の圧力を一定とすれば二次側に表われるパージガ
スの流量は一定となり、このため従来の圧力調整
弁９が不要となり、この圧力調整弁９に起因する
故障が根絶される。

第３図はこの発明の第２実施例を示すもので、
第２図に示したものと同一構成部分には同一符号
を付してその説明を省略する。第２の実施例は吸
着塔５の減圧再生を真空ポンプ１４によつて行な
う形式のPSA法による酸素製造方法に、酸素富
化膜ユニツト１２を適用したもので、その他の部
分は第１実施例と同様である。このものでは、吸
着塔５の再生が真空ポンプ１４で行われるため装
置全体としての製品酸素収率がさらに向上する。

以上説明したように、この発明PSA法による
酸素製造方法は、製品酸素ガス流路に酸素富化膜
を設け、これより酸素純度の高いパージガスを一
定量得るようにしたものであるので、パージガス
量を低減でき、酸素収率および酸素純度を向上さ
せることができ、酸素製造コストの低減が計れ
る。また、圧力調整弁を用いずとも一定量のパー
ジガスを得ることがきるので、従来装置につきも
のの圧力調整弁に起因する故障が根絶され、装置
の安定操業が行えるなどの利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のPSA法による酸素製造方法を
示す概略系統図、第２図および第３図はいずれも
この発明のPSA法による酸素製造方法の例を示
す概略系統図である。 ２……圧縮器、４……切替弁、５ａ，５ｂ，５
ｃ……吸着塔、１０……管、１２……酸素富化膜
ユニツト。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 原料空気中の窒素ガスを選択的に吸着する複
   数の吸着塔を吸着、再生の各工程に切換えること
   により連続的に酸素ガスを製造する、プレツシヤ
   ースイング法による酸素製造法において、得られ
   た酸素ガスを酸素富化膜ユニツトに流し、該ユニ
   ツトを透過した酸素ガスを前記再生工程にある吸
   着塔に流すようにしたことを特徴とするプレツシ
   ヤースイング法による酸素製造方法。 ２ 前記酸素富化膜ユニツトに流れる酸素ガス圧
   を一定に保持し、該ユニツトを透過するガス量を
   一定に保つようにしたことを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載のプレツシヤースイング法によ
   る酸素製造方法。