JPH04322713A - 窒素ガス分離方法及び装置 - Google Patents

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は分子篩炭素の選択的吸着
特性を利用して、窒素と酸素を主成分とした混合ガス（
例えば空気）から窒素を分離する方法及び装置に関する
。

【０００２】

【従来の技術】分子篩炭素（ＣＡＲＢＯＮ　　ＭＯＬＥ
ＣＵＬＡＲ　　ＳＥＩＶＥＳ：以下ＣＭＳと呼ぶ）の選
択的吸着特性を利用した圧力変動吸着方式（ＰＲＥＳＳ
ＵＲＥ　　ＳＷＩＮＧ　　ＡＤＳＯＲＰＴＩＯＮ：以下
ＰＳＡと呼ぶ）により空気などの混合ガスより窒素ガス
を分離する方法は従来より広く知られている。そしてこ
の装置は比較的小型で消費者の近くに置き連続的に安価
な窒素ガスを供給する手段として実用化されている。

【０００３】ＣＭＳの酸素及び窒素の平衡吸着量は、温
度及び吸着圧力を規定すればほとんど同じであるが、吸
着初期段階の吸着量に於いては顕著な差異が認められる
。図３にこのＣＭＳの吸着特性の一例を示す。同図に示
す如く、ＣＭＳは吸着開始後の比較的短時間でほぼ平衡
吸着量まで酸素ガスを吸着するが、逆に窒素ガスをほぼ
平衡吸着量まで吸着するには比較的長時間を要する。 従って、通常ＣＭＳに酸素を吸着させる時間は酸素と窒
素の吸着量の差が大きい約６０秒乃至約２４０秒とされ
る。

【０００４】ところで、このＣＭＳを用いたＰＳＡ装置
は原料ガス供給量、吸着槽容量が規制されている場合、
窒素ガス取り出し量とその窒素ガス濃度は図６に示す関
係がある。つまり、窒素ガス取り出し量を増加させると
窒素ガス濃度は低下し、窒素ガス取り出し量を減少させ
ると窒素ガス濃度は上昇する。通常消費者は任意の窒素
ガス濃度を希望するため、その濃度における窒素ガス取
り出し量は規制される。

【０００５】従来より、この窒素ガス分離装置において
は原料ガスの所定供給量に対し所定濃度の窒素ガス取り
出し量を如何に増加させるかが課題であった。即ち、当
該装置の運転コストは、原料ガスを供給するための圧縮
機の電力コストとほぼ一致しているため、窒素ガスの取
り出し量を増加させることにより、窒素ガス単位使用量
あたりの電力消費（以下、単位電力費と呼ぶ）を縮小す
ることができるのである。

【０００６】そして従来より、前記単位電力費の縮小の
ため複数の吸着槽を用いた窒素ガス分離装置で様々な操
作方法の検討がなされてきた。例えば、特公昭３９−８
２０４号公報に記載されている方法では、物質を比較的
高い圧力で吸着し、そして比較的低い圧力で脱着する場
合に、圧力を前記比較的高い圧力と前記比較的低い圧力
との中間に下げ、脱着された物質の少なくとも一部を除
き（以下均圧工程という）、続いて圧力を前記の比較的
低い圧力に下げ、残っている脱着された物質を除くこと
により単位電力費を改善している。

【０００７】前述した方法は、ＰＳＡ方式による窒素ガ
ス分離技術にも適用でき、ある程度の効果が確認されて
いる。即ち、ＰＳＡ窒素ガス分離装置においては、少な
くとも２塔の吸着槽を備え、両吸着槽に対して、原料ガ
スを供給し前記ＣＭＳに酸素ガスを吸着させて窒素ガス
を分離する工程（以下、吸着工程という）、吸着後前記
ＣＭＳから吸着した酸素ガスを脱着させる工程（以下、
再生工程という）を交番的に繰り返して実施するが、吸
着工程終了後の吸着槽Ａと再生工程終了後の吸着槽Ｂと
を連通させて吸着槽Ａ内の窒素ガスを吸着槽Ｂに移動さ
せ（均圧工程）上述した効果を得ていたのである。

【０００８】また、前記吸着工程の当初において、吸着
槽に原料ガスを供給すると同時に、その反対側から所定
濃度の窒素ガスを送入し、送出される窒素ガス濃度を当
初から所定の濃度とすることがなされている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述した従
来の方法には次のような問題があった。即ち、上述した
均圧工程における吸着槽Ａから吸着槽Ｂへの窒素ガス移
動に際しては、移動させることができる窒素ガスの量に
は限界があり、これを越えると、次に吸着槽Ｂに対して
吸着工程を実施して取り出せる窒素ガス濃度は極端に低
下するのである。従って、上述した単位電力費の改善に
は自ずと限界があった。

【００１０】これは、吸着槽が吸着工程にある時、吸着
槽内のガスは原料ガス供給側から窒素ガス取り出し側に
流れるため、吸着槽内の窒素ガス濃度は吸着時間の十分
にとれる窒素ガス取り出し側の濃度が高く、逆に原料ガ
ス供給側の濃度が低くなっており、これを、例えば上述
の如く吸着槽Ａの窒素ガス取り出し側から、吸着槽Ｂの
窒素ガス取り出し側に移動させると、濃度の高い窒素ガ
スが吸着槽Ｂの原料供給側に、濃度の低い窒素ガスが窒
素ガス取り出し側に位置する結果、ついで吸着工程を実
施すると当初低濃度の窒素ガスが取り出されるというこ
とに基づく。

【００１１】また、均圧工程時の窒素ガス移動量を増加
させると移動元の吸着槽における窒素ガス取り出し側の
ＣＭＳに多量の酸素ガスが吸着され、再生工程でＣＭＳ
から充分に酸素ガスが脱着されないという問題があった
。このため、次の吸着工程において、吸着槽の窒素ガス
取り出し側で酸素ガスがＣＭＳに充分に吸着されず、所
望濃度の窒素ガスが得られないのである。また、吸着工
程の当初において所定濃度の窒素ガスを送入する場合に
、所定濃度の窒素ガスで満たされることによって、吸着
槽の窒素ガス取り出し側のＣＭＳが吸着していた酸素ガ
スを脱着する結果、同部における窒素ガス濃度が低下す
るのである。

【００１２】本発明は以上の実状に鑑みなされたもので
あって、動力源に対する窒素ガスの分離効率を高めるこ
とのできる窒素ガスの分離方法及び装置の提供を目的と
している。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の第１の発明は方法の発明であり、並設した２
個の吸着槽Ａ及び吸着槽Ｂに対し、窒素ガス及び酸素ガ
スを主成分とする原料ガスを供給し、吸着槽Ａ及び吸着
槽Ｂに充填した分子篩炭素により窒素ガスを分離する方
法において、以下の工程を順次連続的に実施することを
要旨とする。

【００１４】ａ）吸着を完了し加圧状態にある吸着槽Ａ
と、再生を完了後滞留槽からのガスの移送を完了した吸
着槽Ｂとを連通して吸着槽Ａ内のガスを吸着槽Ｂに移送
させる第１工程。

【００１５】ｂ）前記吸着槽Ａと前記滞留槽とを連通さ
せ吸着槽Ａから滞留槽にガスを移送する一方、前記吸着
槽Ｂに前記原料ガスを供給し、窒素ガスを分離する第２
工程。

【００１６】ｃ）前記吸着槽Ａ内の残留ガスを大気に放
出する一方、前記吸着槽Ｂに対しては継続的に前記原料
ガスを供給し、窒素ガスを分離する第３工程。

【００１７】ｄ）前記吸着槽Ａと前記滞留槽とを連通さ
せ、滞留槽から吸着槽Ａにガスを移送する一方、前記吸
着槽Ｂに対しては継続的に前記原料ガスを供給し、窒素
ガスを分離する第４工程。

【００１８】ｅ）吸着を完了し加圧状態にある前記吸着
槽Ｂと、前記滞留槽からのガス移送を完了した前記吸着
槽Ａとを連通させ、吸着槽Ｂ内のガスを吸着槽Ａに移送
させる第５工程。

【００１９】ｆ）前記吸着槽Ｂと前記滞留槽とを連通さ
せ吸着槽Ｂから滞留槽にガスを移送する一方、前記吸着
槽Ａに前記原料ガスを供給し、窒素ガスを分離する第６
工程。

【００２０】ｇ）前記吸着槽Ｂ内の残留ガスを大気に放
出する一方、前記吸着槽Ａに対しては継続的に前記原料
ガスを供給し、窒素ガスを分離する第７工程。

【００２１】ｈ）前記吸着槽Ｂと前記滞留槽とを連通さ
せ滞留槽から吸着槽Ｂにガスを移送する一方、前記吸着
槽Ａに対しては継続的に前記原料ガスを供給し、窒素ガ
スを分離する第８工程。

【００２２】また、第２の発明は第１の発明の構成に加
え、残留ガスを大気に放出した後の前記第３工程の吸着
槽Ａ及び前記第７工程の吸着槽Ｂに対し、窒素ガスを送
通させることを要旨とする。

【００２３】また、第３の発明は、並設した２個の吸着
槽Ａ及び吸着槽Ｂに対し交番的にその一方側から窒素ガ
ス及び酸素ガスを主成分とする原料ガスを供給して他方
側から分離した窒素ガスを取り出す装置において、前記
吸着槽Ａ及び吸着槽Ｂの窒素ガス取り出し部同士を連結
する連結管と、該連結管に設けた２個の第１の弁と、こ
の第１の弁の間から分岐する分岐管と、分岐管の端部に
設けた滞留槽と、前記分岐管に設けた第２の弁とを具備
することを要旨とする。

【００２４】

【作用】以下、本発明の作用について説明する。第１の
発明及び第３の発明によれば、まず、連結管に設けた２
個の第１の弁を開き、吸着を完了し加圧状態にある吸着
槽Ａと、再生を完了後滞留槽からのガス移送を完了した
吸着槽Ｂとを連通して吸着槽Ａ内の所定濃度の窒素ガス
を吸着槽Ｂにその窒素ガス取り出し部から移送する。

【００２５】ついで、前記吸着槽Ａ側の第１の弁と第２
の弁とを開き吸着槽Ａと滞留槽とを連通させて吸着槽Ａ
内の比較的低濃度の窒素ガスを滞留槽に移送する一方、
前記吸着槽Ｂに前記原料ガスを供給し窒素ガスを分離さ
せる。

【００２６】次に、吸着槽Ａ内になお残留するガスを大
気に放出し、ＣＭＳに吸着させたガスを脱着させてこれ
を再生する一方、前記吸着槽Ｂに対しては継続的に前記
原料ガスを供給し、窒素ガスを分離させる。

【００２７】ついで、再び吸着槽Ａ側の第１の弁と第２
の弁とを開き吸着槽Ａと滞留槽とを連通させて滞留槽内
の比較的低濃度の窒素ガスを吸着槽Ａに移送する一方、
前記吸着槽Ｂに対しては引き続き継続的に原料ガスを供
給し、窒素ガスを分離させる。

【００２８】次に、前記２個の第１の弁を開き、吸着を
完了し加圧状態にある吸着槽Ｂと、再生を完了後滞留槽
からのガス移送を完了した吸着槽Ａとを連通して吸着槽
Ｂ内の所定濃度の窒素ガスを吸着槽Ａに移送する。これ
により吸着槽Ａ内においては、比較的低濃度の窒素ガス
が窒素ガス取り出し部より離れた位置に、所定濃度の窒
素ガスが窒素ガス取り出し部に近接した位置に存在する
ことになる。

【００２９】ついで、吸着槽Ｂ側の第１の弁と第２の弁
とを開き、吸着槽Ｂと滞留槽とを連通させて吸着槽Ｂ内
の比較的低濃度の窒素ガスを滞留槽に移送する一方、吸
着槽Ａに原料ガスを供給し、窒素ガスを分離させる。こ
こに、吸着槽Ａ内の窒素ガス取り出し部に近接した位置
には所定濃度の窒素ガスが移送されているので、原料ガ
スが供給された後の窒素ガス取り出し当初においても所
定濃度の窒素ガス取り出しが可能である。

【００３０】次に、吸着槽Ｂになお残留するガスを大気
に放出し、ＣＭＳに吸着させたガスを脱着させてこれを
再生する一方、吸着槽Ａに対しては継続的に原料ガスを
供給し窒素ガスを分離させる。

【００３１】ついで、再び吸着槽Ｂ側の第１の弁と第２
の弁とを開き吸着槽Ｂと滞留槽とを連通させて滞留槽内
の比較的低濃度の窒素ガスを吸着槽Ｂに移送する一方、
吸着槽Ａに対しては引き続き継続的に原料ガスを供給し
窒素ガスを分離させる。

【００３２】以後、以上を順次連続的に実施することに
より、所定濃度の窒素ガスを連続的に分離することが可
能である。

【００３３】また、第２の発明によれば窒素ガスを再生
状態にある吸着槽の窒素ガス取り出し部から送入するこ
とにより、吸着槽内の酸素ガスの分圧を低下させ、ＣＭ
Ｓから酸素ガスを強制的に脱着することができる。これ
により、次にＣＭＳに酸素ガスを吸着させることのでき
る量が増し、分離効率を向上させることができる。

【００３４】

【実施例】以下、本発明の実施例について添付図面に基
づいて説明する。まず本発明を実施するための装置につ
いて説明する。

【００３５】図２は本発明装置の一実施例を示す説明図
である。同図に示すように、実施例に係る窒素ガス分離
装置は２基の吸着槽Ａ（３）及び吸着槽Ｂ（４）と、原
料ガスである空気を加圧供給するコンプレッサー（１）
と、加圧した空気を一時貯留する原料槽（２）と、吸着
槽Ａ（３）及び吸着槽Ｂ（４）から分離した窒素ガスを
一時貯留する製品槽（５）と、吸着槽Ａ（３）及び吸着
槽Ｂ（４）から分離した比較的低濃度の窒素ガスを一時
貯留する滞留槽（６）と、前記吸着槽Ａ（３）及び吸着
槽Ｂ（４）の上方に設けられた取り出し配管部（Ａ）と
、吸着槽Ａ（３）及び吸着槽Ｂ（４）の下方に設けられ
た吸気配管部（Ｂ）及び排気配管部（Ｃ）とからなる装
置である。以下各部について説明する。

【００３６】前記製品槽（５）は弁（１６）を有する製
品取り出し管（２９）をその下部に備えている。

【００３７】前記取り出し配管部（Ａ）は弁（１４）を
有するとともに前記吸着槽Ａ（３）の上部に接続する取
り出し管（２３）と、弁（１５）を有するとともに吸着
槽Ｂ（４）の上部に接続する取り出し管（２４）と、こ
れら取り出し管（２３），（２４）と製品槽（５）を接
続する取り出し管（２８）と、絞り弁（１７）を有する
とともに取り出し管（２３），（２４）に接続するパー
ジ配管（２５）と、弁（１１），（１２）を有するとと
もに前記取り出し管（２３），（２４）を接続する連結
管（２６）と、弁（１１），（１２）の間の連結管（２
６）から分岐し、弁（１３）を経て滞留槽（６）と接続
する分岐管（２７）とから構成されるものである。

【００３８】前記吸気配管部（Ｂ）は、弁（７）を有す
るとともに前記吸着槽Ａ（３）の下部に接続する吸気管
（２１）と、弁（９）を有するとともに前記吸着槽Ｂ（
４）の下部に接続する吸気管（２２）と、これら吸気管
（２１），（２２）と原料槽（２）とを接続する吸気管
（１９）とから構成されている。

【００３９】前記排気配管部（Ｃ）は、前記吸着槽Ａ（
３）の下部、弁（７）間の吸気管（２１）から分岐する
とともに弁（８）を有する排気管（２１ａ）と、吸着槽
Ｂ（４）の下部、弁（９）間の吸気管（２２）から分岐
するとともに弁（１０）を有する排気管（２２ａ）と、
これら排気管（２１ａ），（２２ａ）の双方に接続した
排気管（２０）とから構成されるものである。

【００４０】前記吸着槽Ａ（３）及び前記吸着槽Ｂ（４
）は密閉した中空円筒形状をした部材であり、その内部
にＣＭＳが充填されている。

【００４１】次に、以上の構成を備える窒素ガス分離装
置により、本発明方法を実施する１実施例について図１
に基づいて説明する。図１は窒素ガス分離装置に於ける
工程を各吸着槽に着目して時系列的に示した説明図であ
る。以下、同図に示す期間Ｔ１〜Ｔ２、Ｔ２〜Ｔ３、Ｔ
３〜Ｔ４、Ｔ４〜Ｔ５、Ｔ５〜Ｔ６、Ｔ６〜Ｔ７、Ｔ７
〜Ｔ８、Ｔ８〜Ｔ９に於ける装置の作動状態について説
明する。尚、弁（１６）は常時開状態となっている。

【００４２】また、絞り弁（１７）の開度を適宜に調整
し、吸着工程が実施されている高圧側の吸着槽から再生
工程が実施されている低圧側の吸着槽へ常時窒素ガスが
流れている。その流量は所望製品窒素ガス濃度に応じて
異なり、取り出し流量の１０％から５０％である。

【００４３】１）期間Ｔ１〜Ｔ２ この期間に於いては、吸着槽Ａ（３）に対し吸着工程を
実施し、吸着槽Ｂ（４）に対し均圧３工程を実施する。 尚、この期間以前の図２に於ける分離装置の弁（１１）
，（１２）は開いており、弁（７），（８），（９），
（１０），（１３），（１４），（１５）は閉じている
。

【００４４】まず、吸着槽Ａ（３）の作動について説明
する。吸着槽Ａ（３）の下部の弁（７）を開き原料槽（
２）から高圧の空気を吸着槽Ａ（３）に送入する。同時
に、吸着槽Ａ（３）上部の弁（１４）を開き製品槽（５
）から高圧の窒素ガスを吸着槽Ａ（３）に送入する。こ
の操作により吸着槽Ａ（３）は昇圧され、原料槽（２）
、製品槽（５）と略等しい圧力となる。コンプレッサー
（１）は連続運転しているので、吸着槽Ａ（３）は更に
昇圧される。

【００４５】吸着槽Ａ（３）内部にはＣＭＳが充填され
ており、このＣＭＳが所定の時間加圧されることにより
酸素ガスを吸着する結果、所定濃度の窒素ガスが取り出
し管（２３）を経て製品槽（５）に貯留される。この作
動は期間Ｔ１〜Ｔ４において継続される。従って、期間
Ｔ２〜Ｔ３、期間Ｔ３〜Ｔ４における吸着槽Ａ（３）の
説明は省略する。一方、吸着槽Ｂ（４）に於いては、該
吸着槽Ｂ（４）上部の弁（１２），（１３）を開けるこ
とにより、吸着槽Ｂ（４）内の比較的低濃度の窒素ガス
を連結管（２６）、分岐管（２７）を介して滞留槽（６
）に送入する。

【００４６】２）期間Ｔ２〜Ｔ３ この期間においては、吸着槽Ａ（３）に吸着工程を実施
し、吸着槽Ｂ（４）に再生工程を実施すべく図２に於け
る弁（７），（１０），（１４）を開け、残りの弁を閉
じる。

【００４７】均圧３工程を終了した吸着槽Ｂ（４）は大
気圧より高圧であるため、弁（１０）を開けると、吸着
槽Ｂ（４）内の残留ガスは吸気管（２２）、これから分
岐する排気管（２２ａ）、排気管（２０）を介し大気に
放出される。この操作によりＣＭＳに吸着されていた酸
素ガスが脱着し、ＣＭＳは再生される。尚この時、絞り
弁（１７）を介して、高圧側である吸着槽Ａ（３）から
吸着槽Ｂ（４）に所定濃度の窒素ガスが流入している。 これにより、吸着槽Ｂ（４）内の酸素ガスの分圧が低下
するため、ＣＭＳから酸素ガスが強制的に脱着され、Ｃ
ＭＳは高効率に再生される。

【００４８】３）期間Ｔ３〜Ｔ４ この期間に於いては、吸着槽Ａ（３）に吸着工程を実施
し、吸着槽Ｂ（４）に均圧１工程を実施すべく図２にお
ける弁（７），（１２），（１３），（１４）を開け、
残りの弁を閉じる。

【００４９】弁（１２），（１３）を開けることにより
滞留槽（６）内の比較的低濃度の窒素ガスが分岐管（２
７）、連結管（２６）、取り出し管（２４）を介して吸
着槽Ｂ（４）に送入される。

【００５０】４）期間Ｔ４〜Ｔ５ この期間に於いては、吸着槽Ａ（３）及び吸着槽Ｂ（４
）双方に対して均圧２工程を実施すべく図２に於ける弁
（１１），（１２）を開け、残りの弁を閉じる。

【００５１】吸着工程の完了した吸着槽Ａ（３）窒素ガ
ス取り出し側は高圧かつ所定濃度の窒素ガスが充満して
おり、取り出し管（２３）、連結管（２６）、取り出し
管（２４）を介してこれを均圧１工程の終了した吸着槽
Ｂ（４）に送入する。これにより、吸着槽Ｂ（４）に先
に送入された比較的低濃度の窒素ガスは、槽の下方部、
即ち、原料ガス供給側に移動させられ、槽の上方部、即
ち、窒素ガス取り出し側は所定濃度の窒素ガスで満たさ
れることになる。

【００５２】５）期間Ｔ５〜Ｔ６ この期間に於いては、吸着槽Ａ（３）に均圧３工程を実
施し、吸着槽Ｂ（４）に吸着工程を実施すべく図２に於
ける弁（９），（１１），（１３），（１５）を開き、
残りの弁を閉じる。均圧２工程の完了した吸着槽Ａ（３
）は比較的低濃度の窒素ガスで充満しており、取り出し
管（２３）、連結管（２６）、分岐管（２７）を介しこ
れを滞留槽（６）に送入する。

【００５３】一方、吸着槽Ｂ（４）の下部の弁（９）を
開き原料槽（２）から高圧の空気を吸着槽Ｂ（４）に送
入する。これと同時に、吸着槽Ｂ（４）上部の弁（１５
）を開き製品槽（５）から高圧の窒素ガスを吸着槽Ｂ（
４）に送入する。

【００５４】この操作により前記比較的低濃度の窒素ガ
スはさらに下方に押しやられるとともに、吸着槽Ｂ（４
）は昇圧され、原料槽（２）、製品槽（５）と略等しい
圧力となる。コンプレッサー（１）は連続運転している
ので、吸着槽Ｂ（４）は更に昇圧され、吸着槽Ｂ（４）
の圧力が製品槽（５）の圧力に勝ると、吸着槽Ｂ（４）
から取り出し管（２４）を介して窒素ガスが取り出され
るが、前述の如く、吸着槽Ｂ（４）の窒素ガス取り出し
側は所定濃度の窒素ガスで充満しているので当初から窒
素ガスを取り出すことができる。そして、ＣＭＳが所定
時間加圧されることにより酸素ガスを吸着する結果、所
定濃度の窒素ガスが取り出し管（２４）を経て製品槽（
５）に貯留される。

【００５５】以降の期間Ｔ６からＴ９においては、前述
の期間Ｔ２からＴ５における吸着槽Ａ（３）及び吸着槽
Ｂ（４）に対して実施する工程を逆にしたものであって
、吸着槽Ａ（３）に再生工程、均圧１工程、均圧２工程
を、吸着槽Ｂ（４）に吸着工程、均圧２工程をそれぞれ
実施するものであり、その詳細は省略する。

【００５６】そして以降、吸着槽Ａ（３）及び吸着槽Ｂ
（４）に対し、図１に示す工程を交番的に繰り返して実
施することにより、連続的に窒素ガスを取り出すことが
できる。

【００５７】以上詳述した実施例により窒素ガスを製造
した結果を図５に示す。図５には均圧２工程及び均圧３
工程における移動率（吸着槽内のガス量＝１００％）を
横軸とし窒素ガス取り出し量（従来方式による窒素ガス
取り出し量＝１００とした割合で示す）を縦軸に示す。 同図に示すように、本発明方法による滞留槽を用いた場
合、従来に比べ約８％取り出し量が増加し、これに加え
、再生工程において所定濃度の窒素ガスで吸着槽内を掃
気した場合、従来に比べ約２０％の取り出し量が増加し
た。

【００５８】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば吸着
工程当初において、窒素ガス取り出し側の吸着槽内を当
初から所定濃度の窒素ガスで満たしているので、当初か
ら所定濃度の窒素ガスを取り出すことができ、窒素ガス
の分離量を増加することができるとともに、製造原価の
低減を図ることができる。また、再生工程において吸着
槽内を所定濃度の窒素ガスで掃気することとしたので、
ＣＭＳを高効率に再生することができる結果、ＣＭＳの
吸着量が増加され、窒素ガスの分離量を増加することが
でき、上述の如く、製造原価の低減を図ることができる
。

【図面の簡単な説明】

【図１】窒素ガス分離装置の各吸着槽に対し実施される
工程を示す説明図である。

【図２】本発明装置の一実施例の概略を示す説明図であ
る。

【図３】ＣＭＳの吸着特性を示すグラフである。

【図４】均圧工程における移動したガス量（吸着槽内ガ
ス量＝１００％）とガス中に含まれる酸素ガス濃度の関
係を示したグラフである。

【図５】本発明方法における窒素ガス取り出し量を示し
たグラフである。

【図６】窒素ガス分離装置の窒素ガス取り出し量と窒素
ガス濃度との関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１　　コンプレッサー ２　　原料槽 ３　　吸着槽Ａ ４　　吸着槽Ｂ ５　　製品槽 ６　　滞留槽 １１　　弁 １２　　弁 １３　　弁 １７　　絞り弁 ２６　　連結管 ２７　　分岐管

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　並設した２個の吸着槽Ａ及び吸着槽Ｂ
   に対し、窒素ガス及び酸素ガスを主成分とする原料ガス
   を供給し、吸着槽Ａ及び吸着槽Ｂに充填した分子篩炭素
   により窒素ガスを分離する方法において、以下の工程を
   順次連続的に実施することを特徴とする窒素ガス分離方
   法。 ａ）吸着を完了し加圧状態にある吸着槽Ａと、再生を完
   了後滞留槽からのガスの移送を完了した吸着槽Ｂとを連
   通して吸着槽Ａ内のガスを吸着槽Ｂに移送させる第１工
   程。 ｂ）前記吸着槽Ａと前記滞留槽とを連通させ吸着槽Ａか
   ら滞留槽にガスを移送する一方、前記吸着槽Ｂに前記原
   料ガスを供給し、窒素ガスを分離する第２工程。 ｃ）前記吸着槽Ａ内の残留ガスを大気に放出する一方、
   前記吸着槽Ｂに対しては継続的に前記原料ガスを供給し
   、窒素ガスを分離する第３工程。 ｄ）前記吸着槽Ａと前記滞留槽とを連通させ、滞留槽か
   ら吸着槽Ａにガスを移送する一方、前記吸着槽Ｂに対し
   ては継続的に前記原料ガスを供給し、窒素ガスを分離す
   る第４工程。 ｅ）吸着を完了し加圧状態にある前記吸着槽Ｂと、前記
   滞留槽からのガス移送を完了した前記吸着槽Ａとを連通
   させ、吸着槽Ｂ内のガスを吸着槽Ａに移送させる第５工
   程。 ｆ）前記吸着槽Ｂと前記滞留槽とを連通させ吸着槽Ｂか
   ら滞留槽にガスを移送する一方、前記吸着槽Ａに前記原
   料ガスを供給し、窒素ガスを分離する第６工程。 ｇ）前記吸着槽Ｂ内の残留ガスを大気に放出する一方、
   前記吸着槽Ａに対しては継続的に前記原料ガスを供給し
   、窒素ガスを分離する第７工程。 ｈ）前記吸着槽Ｂと前記滞留槽とを連通させ滞留槽から
   吸着槽Ｂにガスを移送する一方、前記吸着槽Ａに対して
   は継続的に前記原料ガスを供給し、窒素ガスを分離する
   第８工程。
2. 【請求項２】　　残留ガスを大気に放出した後の前記第
   ３工程の吸着槽Ａ及び前記第７工程の吸着槽Ｂに対し、
   窒素ガスを送通させる請求項１記載の窒素ガス分離方法
   。
3. 【請求項３】　　並設した２個の吸着槽Ａ及び吸着槽Ｂ
   に対し交番的にその一方側から窒素ガス及び酸素ガスを
   主成分とする原料ガスを供給して他方側から分離した窒
   素ガスを取り出す装置において、前記吸着槽Ａ及び吸着
   槽Ｂの窒素ガス取り出し部同士を連結する連結管と、該
   連結管に設けた２個の第１の弁と、この第１の弁の間か
   ら分岐する分岐管と、分岐管の端部に設けた滞留槽と、
   前記分岐管に設けた第２の弁とを具備することを特徴と
   する窒素ガス分離装置。