JPH0487614A - 濃縮装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、吸着剤を用いた物質濃縮装置に関する。

〔従来の技術〕

従来吸着剤を用いた物質濃縮装置では、吸着プロセスで
発熱反応が起こり、吸着剤及びその近傍で温度上昇が起
こる。一方、脱着プロセスでは吸熱反応が起こり、吸着
剤及びその近傍で温度降下が起こる。にもかかわらず、
これらの熱的な吸着阻害要因を簡便な方法で解決しない
ままであった。

〔発明が解決しようとする課題〕

一般に、物質が吸着剤に吸着する際には低温であればあ
る程、単位吸着剤量当りの物質吸着量が多くなる。とこ
ろが、一般に、吸着に伴い発熱反応が起こり、この為、
吸着剤及び吸着剤近傍に温度上昇が起こる。即ち、反応
が進むにつれて、物質の吸着剤に対する吸着が温度上昇
によって阻害される方向に向かうと言える。

一方、物質が吸着剤から脱着する際には一般に吸熱反応
が起こる。この為、吸着剤及び吸着剤近傍に温度降下が
起こる。即ち、反応が進むにつれて、物質の吸着剤に対
する脱着が温度降下によって阻害される方向に向かうと
言える。

以上のように、吸着、脱着の両プロセスにおいて反応進
行上熱的に阻害を受けるにも拘らず、従来の吸着剤を用
いた濃縮プロセスでは、簡便に熱的阻害を軽減し、濃縮
を促進する平文てがあまり講じられてはいないと云う問
題点があった。

本発明は以上のような欠点に鑑みてなされたものであり
、簡便に、吸着・脱着に伴う熱的反応阻害を軽減し、物
質の濃縮促進を行なうことが可能な濃縮装置を提供する
ことを目的としている。

〔課題を解決する為の手段〕

上記目的を達成するために、本発明の吸着剤を用いた濃
縮装置は、物質の吸着プロセスを内部に持つ容器と脱着
プロセスを内部に持つ容器の一部又は全部が接触してな
る構成を有することを特徴とする。

〔作　　用〕

上記のように構成された濃縮装置では、以下の様に機能
し、物質が濃縮促進される。

物質の吸着剤への吸着プロセスにおいては、発熱反応が
起こり、吸着剤及び吸着剤近傍の温度が上昇する。一般
に、吸着剤への物質の吸着特性は低温である程、単位吸
着剤量当り吸着量が多く、この温度上昇は単位吸着剤量
当り吸着量を減少せしめてしまう。

一方、物ｉの吸着剤への脱着プロセスにおいては、吸熱
反応が起こり、吸着剤及び吸着剤近傍の温度が降下する
。一般に、吸着剤への物質の脱着特性は高温である程、
脱着が容易であって、この温度降下は脱着を阻害してし
まうことになる。

ところが、本発明では、吸着プロセスを内部ｔこ持つ容
器と脱着プロセスを内部に持つ容器の一部又は全部が接
触してなる構成をもつ為に、吸着プロセス側の容器から
脱着プロセス側の容器へ熱移動がなされることになる。

従って、吸着プロセスの発熱骨の一部または全部は脱着
プロセス側の容器に移動し、吸着プロセスにおける吸着
剤および吸着剤近傍の温度上昇が抑制され、単位吸着剤
当りの物質の吸着量が増えることになる。一方、逆に脱
着プロセスにおいては吸着プロセスからの熱移動を受け
、脱着の促進が行なわれることになる。以上のようにし
て簡便に、物質の吸着剤に対する吸脱着反応が促進され
、ひいては物質の濃縮促進を行うことが可能になる。

〔実施例〕

実施例について図面を参照して説明する。

第１図は本発明の一実施例のシステム図を、第２図は本
発明の実施例に示す吸着塔の透視図を示すものである。

図中１は供給ガス、２は加圧機、３は吸引ポンプ、４は
三方バルブＡ、５は三方バルブＢ、６はバルブＣ１７は
バルブＤ、８．９は吸着プロセス及び脱着プロセスを内
部で行う容器としての吸着塔、１０．１１は非吸着ガス
、１２は吸着ガス、１３は接続管、１４．１５は吸着剤
を示す。

加圧機２は吸着塔８の下方と三方バルブＡ４を挟んで管
により接続されている。吸着塔８の上方ではバルブＣ６
を挟んで配管がなされ、非吸着ガス１０を排出できる。

三方バルブＡ４は他方で吸引ポンプ３の吸引側に管によ
って接続されている。また、三方バルブＢ５は、三方バ
ルブＡ４が加圧機２と接続されている管に一方が接続さ
れており、かつ残りの三方は吸引ポンプ３の吸引側と吸
着塔９にそれぞれ接続されている。

吸引ポンプ３は吸着ガス１２を吐出する。吸着塔９の上
方ではバルブＤ７を挟んで配管がなされ、非吸着ガス１
１を排出できる。吸着塔８及び９の構成は第２図に示す
ように、吸着塔８及び９ともに、特定ガスを選択的に吸
着する吸着剤１４及び１５を内部に含んだ円筒状のもの
である。また、吸着塔８の形状は内部には円筒状の空洞
をもち、そこに円筒状の吸着塔９が丁度側面を接するよ
うに位置している。

次ぎに濃縮動作を示す。

吸着塔８が、ガス吸着プロセスに入っており、吸着塔９
が、ガス脱着プロセスム二人っているとする。

供給ガス１は加圧機２によって吸引され、三方バルブ４
を経て吸着塔８に至る。この時、三方バルブＡ４の吸引
ポンプ３側には閉しられでいる。

また、三方バルブＢ５は吸着塔９と吸引ポンプ３側が開
いており、加圧機２側のみが閉しられている。さらには
吸着塔８．９の内部には第２図に示すように、特車ガス
を選択的に吸着する吸着剤１４．１５がペレント状で詰
め込まれている。供給ガス１は吸着塔８内で一部ガスが
選択的に吸着剤１４に吸着される。この時、吸着現象は
発熱を伴う為に吸着剤１４及び吸着剤１４近傍が温度上
昇し、飽和吸着量が高温である程減少する為に、単位吸
着剤量当たりの吸着量が通常は減少するが、本発明では
吸着プロセスにある吸着塔８と脱着プロセスにある吸着
塔９が接触し伝熱が容易に行なわれる為に、吸着に伴っ
て発する熱の一部又は全部が吸着塔８から吸着塔９へ排
出されることになる。従って、吸着剤１４及び吸着剤１
４近傍の温度上昇が抑制され、単位吸着剤量当りのガス
吸着量の減少化を抑制することができることになる。

一方吸着塔９においては予め特定ガスを選択的に吸着し
たものを吸引ポンプ３を稼動させることで脱着し、濃縮
された状態で、吸着ガス１２として所要箇所に送られる
。このようにしてガスの濃縮操作は１サイクルを終える
。

この際、ガスの脱着に伴い、吸熱反応が起こる。高温で
あるほどガスの脱着が促進されるにもかかわらず、上記
の吸熱反応によって吸着剤の温度が低下し、脱着阻害が
起こりやすくなることになる。ところが、本発明では吸
着プロセスにある吸着塔８と脱着プロセスにある吸着塔
９が接触し伝熱が容易に行なわれる為に、吸着に伴って
発する熱の一部又は全部が吸着塔８から吸着塔９へ伝熱
されることになる。従って、熱供給を受けた脱着プロセ
スにおける脱着が促進されることになる。

次には吸着プロセスを終えた吸着塔８は脱着プロセスに
、他方、脱着プロセスを終えた吸着塔９にはいり、（こ
の時の操作は前述の操作方法と同様であり、動作説明は
省略する。）連続的に濃縮操作を繰りかえすことになる
。

なお非吸着ガスはバルブＣ６を経て排出される上述の様
にして、吸着プロセスにおいて発生する熱の一部又は全
部を吸着プロセス・脱着プロセス両プロセスを内包する
容器を接触させ伝熱させることで、脱着プロセスに必要
な熱の一部又は全部の供給を行なうことが出来る。従っ
て、各プロセスで起こる熱的な反応阻害要因を緩和或は
除去することが可能となって、単位吸着剤蓋当りの物質
取扱量が増加し、簡便に効率の良い濃縮操作を行うこと
が可能な濃縮装置を提供することができる。

なお、吸着プロセスと脱着プロセスは、上記実施例の如
く、必ずしも交互におこなわれる必要はない。

〔発明の効果〕

本発明は、以上説明したように構成されているので、簡
便に吸着・脱着に伴う熱的反応阻害を軽減し、物質の濃
縮促進を行なうことが可能な濃縮装置を提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のシステム図、第２図は同上
の吸着塔の一部切り欠き斜視図を示す。 １・・・供給ガス　　　　２・・・加圧機３・・・吸引
ポンプ　　　４・・・三方バルブＡ５・・・三方バルブ
Ｂ　　　６・・・バルブＣ７・・・バルブＤ　　　　８
・・・吸着塔９・・・吸着塔　　　　１０・・・非吸着
ガス１１・・・非吸着ガス　　１２・・・吸着ガス１３
・・・ヒートパイプ　１４・・・吸着剤１５・・・吸着
剤 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）吸着剤を用いた物質濃縮装置において、物質の吸
   着プロセスを内部に持つ容器と脱着プロセスを内部に持
   つ容器の一部又は全部が接触してなる濃縮装置。