JPH048086B2 - - Google Patents
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- JPH048086B2 JPH048086B2 JP63157847A JP15784788A JPH048086B2 JP H048086 B2 JPH048086 B2 JP H048086B2 JP 63157847 A JP63157847 A JP 63157847A JP 15784788 A JP15784788 A JP 15784788A JP H048086 B2 JPH048086 B2 JP H048086B2
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Classifications
-
- 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)
- Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は高純度ガスの製造に利用される圧力ス
イング吸着装置（以下単にPSA装置という）に
関し、詳細には高純度の製品ガスを高回収率で回
収することのできるPSA装置に関するものであ
る。
イング吸着装置（以下単にPSA装置という）に
関し、詳細には高純度の製品ガスを高回収率で回
収することのできるPSA装置に関するものであ
る。
以下には原料空気からN2ガスを高純度で回収
するPSA装置について例示的に説明するが、本
発明装置の適用対象はこれによつて限定解釈され
てはならない。
するPSA装置について例示的に説明するが、本
発明装置の適用対象はこれによつて限定解釈され
てはならない。
［従来の技術］
第３図は前処理装置Ｒ及びN2ガスを選択的に
吸着回収するPSA装置Ｐによつて構成されるN2
ガス回収装置の概略説明図である。前処理装置Ｒ
の圧縮機９によつて加圧された原料空気は前処理
塔２ａ，２ｂのいずれかに送給され、吸着剤に
H2O及びCO2成分を吸着させた後、ここを通過し
たO2／N2混合ガスは３塔式PSA装置Ｐへ送り込
まれる。第６図は該前処理塔２ａ，２ｂの工程を
示す説明図であり、吸着工程及び脱着工程が周期
的に交互に行なわれる。
吸着回収するPSA装置Ｐによつて構成されるN2
ガス回収装置の概略説明図である。前処理装置Ｒ
の圧縮機９によつて加圧された原料空気は前処理
塔２ａ，２ｂのいずれかに送給され、吸着剤に
H2O及びCO2成分を吸着させた後、ここを通過し
たO2／N2混合ガスは３塔式PSA装置Ｐへ送り込
まれる。第６図は該前処理塔２ａ，２ｂの工程を
示す説明図であり、吸着工程及び脱着工程が周期
的に交互に行なわれる。
前処理済ガス導出管２１、一時貯留ホルダ１１
及び原料ガス供給管１ａを介してPSA装置Ｐに
供給される混合ガスは、自動開閉弁（以下単に弁
という）V1〜V3を介して吸着塔３ａ，３ｂ，３
ｃのいずれかに導入される。各塔の底部には弁
V4〜V6を介して排ガス廃棄管４ａが連結され、
該排ガス廃棄管４ａは前処理塔２ａ，２ｂの再生
用ガス導入管２２に連結され、吸着塔３ａ，３
ｂ，３ｃを通過したO2を主成分とする排ガスは
前処理塔内に吸着されたH2OとCO2脱着のための
バージ用ガスとして利用される。また吸着塔３
ａ，３ｂ，３ｃ下部には分岐管を介して脱着用管
５が接続され、真空ポンプ６によつて脱着された
N2ガスは製品ガスホルダ２０に貯留される。製
品ガスホルダ２０には、洗浄用管８が配設され、
該洗浄用管８は分岐された後、弁V13〜V15を介
して吸着塔３ａ，３ｂ，３ｃの各頂部に連結され
る。尚各吸着塔３ａ，３ｂ，３ｃは連結配管１０
ａ，１０ｂ，１０ｃによつて直列的にも連結され
る。
及び原料ガス供給管１ａを介してPSA装置Ｐに
供給される混合ガスは、自動開閉弁（以下単に弁
という）V1〜V3を介して吸着塔３ａ，３ｂ，３
ｃのいずれかに導入される。各塔の底部には弁
V4〜V6を介して排ガス廃棄管４ａが連結され、
該排ガス廃棄管４ａは前処理塔２ａ，２ｂの再生
用ガス導入管２２に連結され、吸着塔３ａ，３
ｂ，３ｃを通過したO2を主成分とする排ガスは
前処理塔内に吸着されたH2OとCO2脱着のための
バージ用ガスとして利用される。また吸着塔３
ａ，３ｂ，３ｃ下部には分岐管を介して脱着用管
５が接続され、真空ポンプ６によつて脱着された
N2ガスは製品ガスホルダ２０に貯留される。製
品ガスホルダ２０には、洗浄用管８が配設され、
該洗浄用管８は分岐された後、弁V13〜V15を介
して吸着塔３ａ，３ｂ，３ｃの各頂部に連結され
る。尚各吸着塔３ａ，３ｂ，３ｃは連結配管１０
ａ，１０ｂ，１０ｃによつて直列的にも連結され
る。
第４図は、吸着塔３ａ，３ｂ，３ｃの作動工程
を示す説明図であり、吸着工程開始時から脱着工
程終了時までの作動工程を１工程サイクルとして
いる。この１工程サイクルは図示の如く吸着工
程、回収工程、洗浄工程及び脱着工程より構成さ
れる。吸着工程では脱着の完了した吸着塔内を加
圧すると共に、O2／N2混合ガスを供給管１ａか
ら加圧供給し、回収目的成分のN2ガスを吸着剤
に吸着させ不純成分ガス（主にO2ガス）を排ガ
ス廃棄管４ａ及び前処理装置Ｒを介して放出させ
る。又脱着工程では吸着塔を真空ポンプ６によつ
て減圧し、吸着塔内の吸着剤に吸着されたN2を
脱着し脱着用管５を通して製品ガスホルダ２０に
回収貯留する。
を示す説明図であり、吸着工程開始時から脱着工
程終了時までの作動工程を１工程サイクルとして
いる。この１工程サイクルは図示の如く吸着工
程、回収工程、洗浄工程及び脱着工程より構成さ
れる。吸着工程では脱着の完了した吸着塔内を加
圧すると共に、O2／N2混合ガスを供給管１ａか
ら加圧供給し、回収目的成分のN2ガスを吸着剤
に吸着させ不純成分ガス（主にO2ガス）を排ガ
ス廃棄管４ａ及び前処理装置Ｒを介して放出させ
る。又脱着工程では吸着塔を真空ポンプ６によつ
て減圧し、吸着塔内の吸着剤に吸着されたN2を
脱着し脱着用管５を通して製品ガスホルダ２０に
回収貯留する。
次に回収工程及び洗浄工程を、吸着等３ａの場
合を例に挙げて説明すると第５図ａ及びｂによつ
て示される。即ち第５図ａの状態においては、洗
浄用管８を通して高純度N2ガスを吸着塔３ｃへ
送給し、塔内の残留O2成分を追放し、吸着工程
の終了した吸着塔３ａへ連結配管１０ｃを介して
送り込み、洗浄済み排ガス中のN2成分を回収す
る。このとき吸着塔３ａでは回収工程が行なわ
れ、吸着塔３ｃでは洗浄工程が行なわれる。また
第５図ｂの状態では、吸着塔３ａは洗浄工程を行
ない、吸着塔３ｂは回収工程を行なう。
合を例に挙げて説明すると第５図ａ及びｂによつ
て示される。即ち第５図ａの状態においては、洗
浄用管８を通して高純度N2ガスを吸着塔３ｃへ
送給し、塔内の残留O2成分を追放し、吸着工程
の終了した吸着塔３ａへ連結配管１０ｃを介して
送り込み、洗浄済み排ガス中のN2成分を回収す
る。このとき吸着塔３ａでは回収工程が行なわ
れ、吸着塔３ｃでは洗浄工程が行なわれる。また
第５図ｂの状態では、吸着塔３ａは洗浄工程を行
ない、吸着塔３ｂは回収工程を行なう。
［発明が解決しようとする課題］
上記吸着工程の初期において吸着塔３ａ，３
ｂ，３ｃを通過した排ガス中のN2成分濃度は比
較的に低く、該排ガスを前処理装置Ｒの再生用パ
ージガスとして放出しても製品N2ガスの回収率
を著しく低下することはない。
ｂ，３ｃを通過した排ガス中のN2成分濃度は比
較的に低く、該排ガスを前処理装置Ｒの再生用パ
ージガスとして放出しても製品N2ガスの回収率
を著しく低下することはない。
しかしながら、回収工程で排ガス廃棄管４ａへ
流入する排ガスは吸着工程終了後の２つの吸着塔
を［第５図ａ，ｂに示す］を直列的に通過するも
のの、N2ガスの濃度は高く（おおよそ90％）、こ
の排ガスを前処理装置Ｒを経由して放出してしま
うと、N2ガスの回収率を著しく低下させること
になる。尚吸着工程終期における排ガス中のN2
ガス濃度も比較的高く、これを放散させることは
回収率の低下につながる。
流入する排ガスは吸着工程終了後の２つの吸着塔
を［第５図ａ，ｂに示す］を直列的に通過するも
のの、N2ガスの濃度は高く（おおよそ90％）、こ
の排ガスを前処理装置Ｒを経由して放出してしま
うと、N2ガスの回収率を著しく低下させること
になる。尚吸着工程終期における排ガス中のN2
ガス濃度も比較的高く、これを放散させることは
回収率の低下につながる。
そこで本発明者らは、回収目的成分ガスの濃度
を高純度に保持したままで、回収率を向上させる
ことを目的として種々研究を重ね、本発明を完成
した。
を高純度に保持したままで、回収率を向上させる
ことを目的として種々研究を重ね、本発明を完成
した。
［課題を解決するための手段］
上記目的を達成し得た本発明は、排ガス廃棄管
と再生用ガス導入管を連結する配管を２系統に分
岐させ、さらに再合流せしめる構成とし、前記圧
力スイング吸着塔における回収成分ガスを吸着す
る吸着剤を収納した回収吸着塔を前記２系統のい
ずれか一方に設ける点を要旨とするものである。
と再生用ガス導入管を連結する配管を２系統に分
岐させ、さらに再合流せしめる構成とし、前記圧
力スイング吸着塔における回収成分ガスを吸着す
る吸着剤を収納した回収吸着塔を前記２系統のい
ずれか一方に設ける点を要旨とするものである。
［作用及び実施例］
第１図は本発明の代表的な実施例を示す概略説
明図である、第３図に示した従来例と比較すると
本発明の特徴的な構成は下記の通りである。即ち
排ガス廃棄管４ａと再生用ガス導入管２２の間
を、バイパス管１２と回収吸着塔配管１３の２系
統によつて並列的に接続し、該回収吸着塔配管１
３には回収吸着塔１４及び弁X2，X3を設け、前
記バイパス管１２には弁X1を配設する。上記回
収吸着塔１４内には回収目的成分であるN2を選
択的に吸着する合成ゼオライトを装填する。
明図である、第３図に示した従来例と比較すると
本発明の特徴的な構成は下記の通りである。即ち
排ガス廃棄管４ａと再生用ガス導入管２２の間
を、バイパス管１２と回収吸着塔配管１３の２系
統によつて並列的に接続し、該回収吸着塔配管１
３には回収吸着塔１４及び弁X2，X3を設け、前
記バイパス管１２には弁X1を配設する。上記回
収吸着塔１４内には回収目的成分であるN2を選
択的に吸着する合成ゼオライトを装填する。
上記バイパス管１２及び回収吸着塔配管１３は
第２図Ａ〜Ｃに示す様に使用される。即ち排ガス
廃棄管４ａ内を通過する排ガス中にN2成分が少
ないときには、弁X2，X3を閉鎖して弁X1を開放
し、バイパス管１２を介してこの排ガスを再生用
ガス導入管２２経由で前処理塔２ａ，２ｂへ送給
する。
第２図Ａ〜Ｃに示す様に使用される。即ち排ガス
廃棄管４ａ内を通過する排ガス中にN2成分が少
ないときには、弁X2，X3を閉鎖して弁X1を開放
し、バイパス管１２を介してこの排ガスを再生用
ガス導入管２２経由で前処理塔２ａ，２ｂへ送給
する。
一方吸着塔３ａ，３ｂ，３ｃのいずれかにおい
て回収工程を行なつているとき（第４図参照）、
或は吸着工程の後期即ち排ガス廃棄管４ａ内を流
れる排ガス中に高濃度のN2ガスが混入している
ときには、弁X1を閉じて弁X2，X3を開放し、第
２図Ｂに示す如く排ガスを回収吸着塔１４へ導入
し、排ガス中のN2成分を吸着剤に吸着させ、該
回収吸着塔１４を通過したガスのみを再生用ガス
導入管２２へ導く。
て回収工程を行なつているとき（第４図参照）、
或は吸着工程の後期即ち排ガス廃棄管４ａ内を流
れる排ガス中に高濃度のN2ガスが混入している
ときには、弁X1を閉じて弁X2，X3を開放し、第
２図Ｂに示す如く排ガスを回収吸着塔１４へ導入
し、排ガス中のN2成分を吸着剤に吸着させ、該
回収吸着塔１４を通過したガスのみを再生用ガス
導入管２２へ導く。
上記の弁X1〜X3の開閉制御は第４図の工程ス
ケジユールに合わせて時間的に制御する手段とし
ても良いし、或は排ガス廃棄管４ａにN2ガス濃
度測定器を配置し、該測定器の検出値に応じて弁
X1〜X3を開閉制御できる様に構成しても構わな
い。
ケジユールに合わせて時間的に制御する手段とし
ても良いし、或は排ガス廃棄管４ａにN2ガス濃
度測定器を配置し、該測定器の検出値に応じて弁
X1〜X3を開閉制御できる様に構成しても構わな
い。
また回収吸着塔１４内に吸着されたN2成分は
次に述べる方法によつて脱着して吸着剤の再生を
はかると共に、N2成分を再び回収する。即ち第
２図Ｃに示す様に、脱着工程が完了して減圧状態
にある吸着塔（例えば３ａ）と回収吸着塔１４
を、弁X2，V4を開放することによつて連通する。
このとき弁X1，X3は閉鎖とする。この作動によ
り回収吸着塔１４内の吸着剤は減圧再生されると
共に、脱着されたN2成分は吸着塔３ａ内に吸着
されて再回収されることになる。この作動の後吸
着塔３ａにおいては吸着工程が開始され、第４図
に示す工程順序に従つて運転が繰返される。
次に述べる方法によつて脱着して吸着剤の再生を
はかると共に、N2成分を再び回収する。即ち第
２図Ｃに示す様に、脱着工程が完了して減圧状態
にある吸着塔（例えば３ａ）と回収吸着塔１４
を、弁X2，V4を開放することによつて連通する。
このとき弁X1，X3は閉鎖とする。この作動によ
り回収吸着塔１４内の吸着剤は減圧再生されると
共に、脱着されたN2成分は吸着塔３ａ内に吸着
されて再回収されることになる。この作動の後吸
着塔３ａにおいては吸着工程が開始され、第４図
に示す工程順序に従つて運転が繰返される。
尚該回収吸着塔１４の再生方法は上記の例に限
らず、別に真空ポンプ及びガスホルダを回収吸着
塔１４に直列接続し、該回収吸着塔１４を使用し
ないときに減圧してN2成分を脱着できる様に構
成し、該ガスホルダと吸着塔３ａ，３ｂ，３ｃを
別の配管を経由して接続し、吸着工程のいずれか
の時点で吸着塔３ａ，３ｂ，３ｃ側へ送給しても
構わない。
らず、別に真空ポンプ及びガスホルダを回収吸着
塔１４に直列接続し、該回収吸着塔１４を使用し
ないときに減圧してN2成分を脱着できる様に構
成し、該ガスホルダと吸着塔３ａ，３ｂ，３ｃを
別の配管を経由して接続し、吸着工程のいずれか
の時点で吸着塔３ａ，３ｂ，３ｃ側へ送給しても
構わない。
またバイパス管１２と回収吸着塔配管１３の再
生用ガス導入管２２側の合流点の下流部に、排ガ
ス貯留用のガスホルダを配設しておき、バイパス
管１２及び回収吸着塔配管１３を夫々通過する排
ガスを均圧化すると共に、弁Z7，Z8を介して逆流
されてくる可能性があるO2／N2混合ガスを減圧
して吸着塔３ａ，３ｂ，３ｃ側へ逆流しない様に
することが推奨される。
生用ガス導入管２２側の合流点の下流部に、排ガ
ス貯留用のガスホルダを配設しておき、バイパス
管１２及び回収吸着塔配管１３を夫々通過する排
ガスを均圧化すると共に、弁Z7，Z8を介して逆流
されてくる可能性があるO2／N2混合ガスを減圧
して吸着塔３ａ，３ｂ，３ｃ側へ逆流しない様に
することが推奨される。
（実験例）
第１図及び第３図に示した装置を使つて下記の
条件でN2ガスの回収実験を行ない、N2ガス回収
率の比較を行なつた。
条件でN2ガスの回収実験を行ない、N2ガス回収
率の比較を行なつた。
前処理塔内径：50mm
前処理塔高さ：1000mm
前処理塔着剤：合成ゼオライト13X型及びシリカ
ゲル 原料空気供給量：3200N／ｈ 原料空気供給圧：5.0Kg／cm2Ｇ 吸着塔内径：80mm 吸着塔高さ：1000mm 吸着塔吸着剤：合成ゼオライト5A型 脱着圧力：100Torr この実験によれば、第３図に示した従来装置で
は、回収率は約25％であつたが、本発明装置では
回収率を36％とすることができた。尚両装置とも
回収N2ガスの純度は99.99％であつた。
ゲル 原料空気供給量：3200N／ｈ 原料空気供給圧：5.0Kg／cm2Ｇ 吸着塔内径：80mm 吸着塔高さ：1000mm 吸着塔吸着剤：合成ゼオライト5A型 脱着圧力：100Torr この実験によれば、第３図に示した従来装置で
は、回収率は約25％であつたが、本発明装置では
回収率を36％とすることができた。尚両装置とも
回収N2ガスの純度は99.99％であつた。
［発明の効果］
本発明により回収目的成分濃度は高純度のまま
で、従来装置に比較して製品ガスの回収率を向上
できる様になつた。
で、従来装置に比較して製品ガスの回収率を向上
できる様になつた。
第１図は本発明の代表的な実施例を示す概略説
明図、第２図Ａ，Ｂ，Ｃは本発明装置の作動状態
を示す説明図、第３図は従来の装置例を示す概略
説明図、第４図は第３図に示す吸着塔の工程を示
す説明図、第５図ａ，ｂは洗浄工程及び回収工程
を示す説明図、第６図は前処理塔の工程を示す説
明図である。 １ａ……加圧原料ガス導入管、２ａ，２ｂ……
前処理塔、３ａ，３ｂ，３ｃ……吸着塔、４ａ…
…排ガス廃棄管、６……真空ポンプ、８……洗浄
用管、９……圧縮機、１０……製品ガスホルダ、
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ……連結配管、１２……
バイパス管、１３……排ガスホルダ、１４……回
収吸着塔、２１……前処理済ガス導出管、２２…
…再生用ガス導入管。
明図、第２図Ａ，Ｂ，Ｃは本発明装置の作動状態
を示す説明図、第３図は従来の装置例を示す概略
説明図、第４図は第３図に示す吸着塔の工程を示
す説明図、第５図ａ，ｂは洗浄工程及び回収工程
を示す説明図、第６図は前処理塔の工程を示す説
明図である。 １ａ……加圧原料ガス導入管、２ａ，２ｂ……
前処理塔、３ａ，３ｂ，３ｃ……吸着塔、４ａ…
…排ガス廃棄管、６……真空ポンプ、８……洗浄
用管、９……圧縮機、１０……製品ガスホルダ、
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ……連結配管、１２……
バイパス管、１３……排ガスホルダ、１４……回
収吸着塔、２１……前処理済ガス導出管、２２…
…再生用ガス導入管。
Claims (1)
- １ 前処理塔に設ける前処理済ガス導出管と圧力
スイング吸着塔に設ける加圧原料ガス導入管を連
結すると共に、前記圧力スイング吸着塔に設ける
排ガス廃棄管と前記前処理塔に設ける再生用ガス
導入管を連結してなる圧力スイング吸着装置にお
いて、前記排ガス廃棄管と再生用ガス導入管を連
結する配管を２系統に分岐させ、さらに再合流せ
しめる構成とし、前記圧力スイング吸着塔におけ
る回収成分ガスを吸着する吸着剤を収納した回収
吸着塔が前記２系統のいずれか一方に設けられて
なることを特徴とする圧力スイング吸着装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63157847A JPH026815A (ja) | 1988-06-24 | 1988-06-24 | 圧力スイング吸着装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63157847A JPH026815A (ja) | 1988-06-24 | 1988-06-24 | 圧力スイング吸着装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH026815A JPH026815A (ja) | 1990-01-11 |
| JPH048086B2 true JPH048086B2 (ja) | 1992-02-14 |
Family
ID=15658660
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63157847A Granted JPH026815A (ja) | 1988-06-24 | 1988-06-24 | 圧力スイング吸着装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH026815A (ja) |
-
1988
- 1988-06-24 JP JP63157847A patent/JPH026815A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH026815A (ja) | 1990-01-11 |
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