JPH0516187Y2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0516187Y2 JPH0516187Y2 JP1987120601U JP12060187U JPH0516187Y2 JP H0516187 Y2 JPH0516187 Y2 JP H0516187Y2 JP 1987120601 U JP1987120601 U JP 1987120601U JP 12060187 U JP12060187 U JP 12060187U JP H0516187 Y2 JPH0516187 Y2 JP H0516187Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- xenon
- adsorbent
- tube
- adsorption tower
- purity
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
- Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
利用産業分野
この考案は、空気分離装置の主凝縮器から得た
液体酸素の気化ガスよりキセノンを製造するため
の吸着塔の改良に係り、遅い空塔速度であつても
偏流がなく、吸着剤の均一な冷却及び加温が可能
な構成からなり、高収率で高純度キセノンが製造
できるキセノンの吸着塔に関する。
液体酸素の気化ガスよりキセノンを製造するため
の吸着塔の改良に係り、遅い空塔速度であつても
偏流がなく、吸着剤の均一な冷却及び加温が可能
な構成からなり、高収率で高純度キセノンが製造
できるキセノンの吸着塔に関する。
背景技術
キセノンは、化学合成できないため、極微量し
か含まれないが、空気より分離する方法しかな
く、現在では、大型の空気分離装置の上部精留塔
主凝縮器の液体酸素中からクリプトンと併産、分
離されている。
か含まれないが、空気より分離する方法しかな
く、現在では、大型の空気分離装置の上部精留塔
主凝縮器の液体酸素中からクリプトンと併産、分
離されている。
従来、クリプトンの濃縮に伴つて液体酸素中の
炭化水素特にメタンが濃縮され爆発の危険が生じ
るため、防爆を考慮した種々の方法が提案されて
いる。
炭化水素特にメタンが濃縮され爆発の危険が生じ
るため、防爆を考慮した種々の方法が提案されて
いる。
例えば、炭化水素類が爆発の危険性のない程度
までクリプトン、キセノンの濃度を抑制し、触媒
で炭化水素類を燃焼除去した後、精留でクリプト
ン、キセノンを濃縮する方法（(株)フジ・テクノシ
ステム技術資料1986−２−１、430〜431頁）、ア
ルゴン置換塔を設け、ここで酸素とアルゴンを置
換した後、クリプトン、キセノンを精留で濃縮す
る方法（特公昭47−22937号）、高圧窒素と酸素を
置換した後、クリプトン、キセノンを精留で濃縮
する方法（特開昭57−95583号）等がある。
までクリプトン、キセノンの濃度を抑制し、触媒
で炭化水素類を燃焼除去した後、精留でクリプト
ン、キセノンを濃縮する方法（(株)フジ・テクノシ
ステム技術資料1986−２−１、430〜431頁）、ア
ルゴン置換塔を設け、ここで酸素とアルゴンを置
換した後、クリプトン、キセノンを精留で濃縮す
る方法（特公昭47−22937号）、高圧窒素と酸素を
置換した後、クリプトン、キセノンを精留で濃縮
する方法（特開昭57−95583号）等がある。
空気分離装置の上部精留塔主凝縮器から導出さ
れる液体酸素中にはキセノンが数十ppm程度、他
にクリプトン及び炭化水素類が含まれており、ク
リプトンとキセノンを併産する場合には、クリプ
トンの濃縮に伴いメタン等の炭化水素類も濃縮さ
れる。
れる液体酸素中にはキセノンが数十ppm程度、他
にクリプトン及び炭化水素類が含まれており、ク
リプトンとキセノンを併産する場合には、クリプ
トンの濃縮に伴いメタン等の炭化水素類も濃縮さ
れる。
そのため、クリプトン、キセノンの濃縮を押
え、触媒で炭化水素類を燃焼除去したり、または
酸素とアルゴンもしくは窒素と置換しなければな
らなかつた。
え、触媒で炭化水素類を燃焼除去したり、または
酸素とアルゴンもしくは窒素と置換しなければな
らなかつた。
また、炭化水素の爆発を防止する観点からクリ
プトン、キセノンの濃縮度が押えられるため、ク
リプトン、キセノンを高純度化するには多段階の
精留操作が必要であり、酸素とアルゴンの置換や
酸素と高圧窒素の置換が必要で、設備コストが高
くなると共にキセノン収率が低いという問題があ
つた。
プトン、キセノンの濃縮度が押えられるため、ク
リプトン、キセノンを高純度化するには多段階の
精留操作が必要であり、酸素とアルゴンの置換や
酸素と高圧窒素の置換が必要で、設備コストが高
くなると共にキセノン収率が低いという問題があ
つた。
そこで出願人は、空気分離装置の上部精留塔主
凝縮器から導出される液体酸素よりキセノンを安
全かつ高純度、高収率で安価に製造する方法とし
て、空気分離装置の上部精留塔主凝縮器から導出
されるキセノン含有液体酸素を、キセノンを選択
的に吸着する吸着剤を充填した複数の吸着塔に導
入して吸脱着を行なうことにより、順次キセノン
を濃縮すると共に、キセノン純度向上のため炭化
水素類を触媒で燃焼除去し高純度キセノンを製造
する方法を提案（特願昭61−47850号）した。
凝縮器から導出される液体酸素よりキセノンを安
全かつ高純度、高収率で安価に製造する方法とし
て、空気分離装置の上部精留塔主凝縮器から導出
されるキセノン含有液体酸素を、キセノンを選択
的に吸着する吸着剤を充填した複数の吸着塔に導
入して吸脱着を行なうことにより、順次キセノン
を濃縮すると共に、キセノン純度向上のため炭化
水素類を触媒で燃焼除去し高純度キセノンを製造
する方法を提案（特願昭61−47850号）した。
前記のキセノンの製造方法において、吸着塔の
吸着あるいは脱着効率がキセノンの純度の向上に
大きく影響するため、吸着剤の冷却及び加温効率
のすぐれた容器が必要であつた。
吸着あるいは脱着効率がキセノンの純度の向上に
大きく影響するため、吸着剤の冷却及び加温効率
のすぐれた容器が必要であつた。
従来、吸着塔は、竪型円筒容器からなり、その
内部に吸着剤を充填し、吸着剤の中に巻管を配置
し、巻管に冷媒を通して吸着剤を冷却すると共
に、原料ガスを円筒容器底部より導入し、被吸着
ガスを吸着し、その後、巻管内に加温媒体を通
し、円筒容器内を真空引きすることにより、被吸
着ガスを脱着回収する構成からなる。
内部に吸着剤を充填し、吸着剤の中に巻管を配置
し、巻管に冷媒を通して吸着剤を冷却すると共
に、原料ガスを円筒容器底部より導入し、被吸着
ガスを吸着し、その後、巻管内に加温媒体を通
し、円筒容器内を真空引きすることにより、被吸
着ガスを脱着回収する構成からなる。
しかし、上記構成では、空塔速度が遅い場合に
ガスの偏流が発生し、均一な吸着が困難となり、
また、巻管周辺を除く部分の吸着剤を均一に冷
却、加温できないため、吸着及び脱着に必要な温
度までの冷却、加温を高精度に実施できない問題
があつた。
ガスの偏流が発生し、均一な吸着が困難となり、
また、巻管周辺を除く部分の吸着剤を均一に冷
却、加温できないため、吸着及び脱着に必要な温
度までの冷却、加温を高精度に実施できない問題
があつた。
考案の目的
この考案は、空気分離装置の主凝縮器から得た
液体酸素の気化ガスよりキセノンを製造するため
の吸着塔を目的とし、遅い空塔速度であつても偏
流がなく、吸着剤の均一な冷却及び加温が可能な
構成からなり、高収率で高純度キセノンが製造で
きるキセノンの吸着塔を目的とする。
液体酸素の気化ガスよりキセノンを製造するため
の吸着塔を目的とし、遅い空塔速度であつても偏
流がなく、吸着剤の均一な冷却及び加温が可能な
構成からなり、高収率で高純度キセノンが製造で
きるキセノンの吸着塔を目的とする。
考案の概要と効果
この考案は、空気分離装置の上部精留塔主凝縮
器から導出されるキセノン含有液体酸素の気化ガ
スを、キセノンを選択的に吸着する吸着剤を充填
した複数の吸着塔に導入して吸脱着を行ない順次
キセノンを濃縮すると共に、キセノン純度向上の
ため炭化水素類を触媒で燃焼除去して高純度キセ
ノンを製造する方法で使用するキセノンの吸着塔
において、吸着剤を充填した多数の管を円筒体内
に水平配置される複数じやま板を嵌通させて垂直
方向に配置し、各管の上下端に金網を設けて吸着
剤を固定し、円筒体内の上下方向を蛇行通過する
冷媒あるいは加温媒体と管内吸着剤と熱交換させ
ることを特徴とするキセノンの吸着塔である。
器から導出されるキセノン含有液体酸素の気化ガ
スを、キセノンを選択的に吸着する吸着剤を充填
した複数の吸着塔に導入して吸脱着を行ない順次
キセノンを濃縮すると共に、キセノン純度向上の
ため炭化水素類を触媒で燃焼除去して高純度キセ
ノンを製造する方法で使用するキセノンの吸着塔
において、吸着剤を充填した多数の管を円筒体内
に水平配置される複数じやま板を嵌通させて垂直
方向に配置し、各管の上下端に金網を設けて吸着
剤を固定し、円筒体内の上下方向を蛇行通過する
冷媒あるいは加温媒体と管内吸着剤と熱交換させ
ることを特徴とするキセノンの吸着塔である。
この考案による吸着塔は、吸着剤を充填した多
数の管を円筒体内に垂直方向に配置し、これに冷
媒あるいは加温媒体を接触させる構成であるた
め、吸着剤単位体積当たりの伝熱面積が従来の構
成に比べて著しく拡大でき、かつ冷媒あるいは加
温媒体を多数の管に直交するよう筒体内を蛇行さ
せることから、各管内の吸着剤が均一に冷却、加
温され、高精度の温度制御が可能となる利点があ
る。
数の管を円筒体内に垂直方向に配置し、これに冷
媒あるいは加温媒体を接触させる構成であるた
め、吸着剤単位体積当たりの伝熱面積が従来の構
成に比べて著しく拡大でき、かつ冷媒あるいは加
温媒体を多数の管に直交するよう筒体内を蛇行さ
せることから、各管内の吸着剤が均一に冷却、加
温され、高精度の温度制御が可能となる利点があ
る。
考案の構成
この考案において、吸着塔は、円筒体容器内に
熱交換用管を多数配置し、容器内の冷媒等との接
触、すなわち熱交換量を増大させるため、所謂じ
やま板を多数枚水平配置すればよく、管数、配置
等は熱効率を考慮して適宜選定するとよい。特
に、作動温度範囲が広く、脱着時に真空引きする
ため、管内に充填した吸着剤の流出防止用金網の
メツシユ、容器等の材質、機密性、強度等を使用
条件などに応じて適宜選定する必要がある。
熱交換用管を多数配置し、容器内の冷媒等との接
触、すなわち熱交換量を増大させるため、所謂じ
やま板を多数枚水平配置すればよく、管数、配置
等は熱効率を考慮して適宜選定するとよい。特
に、作動温度範囲が広く、脱着時に真空引きする
ため、管内に充填した吸着剤の流出防止用金網の
メツシユ、容器等の材質、機密性、強度等を使用
条件などに応じて適宜選定する必要がある。
また、実施例に示す如く、原料ガスの導入口を
容器下部でかつ下向きとし、熱交換用管入口との
間に多数の孔を穿孔した整流板を配置して、偏流
防止効果を向上させるのもよい。
容器下部でかつ下向きとし、熱交換用管入口との
間に多数の孔を穿孔した整流板を配置して、偏流
防止効果を向上させるのもよい。
さらに、吸着剤を充填する熱交換用管の外表面
に、フイン等を設けて熱効率を向上させるのもよ
い。
に、フイン等を設けて熱効率を向上させるのもよ
い。
この考案において、円筒体に多数配置される管
内に充填する吸着剤は、キセノンを選択的に吸着
する吸着剤として、シリカゲル、活性炭、あるい
は分子ふるい効果のあるゼオライト等を使用す
る。
内に充填する吸着剤は、キセノンを選択的に吸着
する吸着剤として、シリカゲル、活性炭、あるい
は分子ふるい効果のあるゼオライト等を使用す
る。
この考案による吸着塔では、キセノン含有酸素
ガスを吸着塔に流し、塔出口からキセノンが流出
し始めた時点で原料ガスの供給を止め、吸着した
キセノンを回収することにより、高収率で高純度
のキセノンを得ることができる。
ガスを吸着塔に流し、塔出口からキセノンが流出
し始めた時点で原料ガスの供給を止め、吸着した
キセノンを回収することにより、高収率で高純度
のキセノンを得ることができる。
さらに、高純度キセノンを回収する前に製品ガ
スの一部で吸着塔内をパージする場合には、パー
ジにより塔内に残存するクリプトン、酸素を系外
に追い出し、より少ないパージガス量でキセノン
の高純度化を達成できる。
スの一部で吸着塔内をパージする場合には、パー
ジにより塔内に残存するクリプトン、酸素を系外
に追い出し、より少ないパージガス量でキセノン
の高純度化を達成できる。
実施例
第１図はこの考案による吸着塔の縦断説明図で
ある。
ある。
塔本体１は、ステンレス（SUS304）板製の円
筒体からなり、下開口部には脚２を設けた底板３
がシール溶接され、上開口部は真空容器用の機密
性フランジ部材４からなる頭部が着脱自在に設け
てある。
筒体からなり、下開口部には脚２を設けた底板３
がシール溶接され、上開口部は真空容器用の機密
性フランジ部材４からなる頭部が着脱自在に設け
てある。
塔本体１内の中央部には、所要位置の塔本体１
の内周面側を除いて塔横断面を閉塞する如く横架
するじやま板５を、複数枚所定間隔でかつ千鳥配
置することにより、媒体通路６が形成され、上側
面に開設した導入口７からの冷媒、加温媒体が塔
本体１内を蛇行降下し、下側面の導出口８から流
出する構成となしてある。
の内周面側を除いて塔横断面を閉塞する如く横架
するじやま板５を、複数枚所定間隔でかつ千鳥配
置することにより、媒体通路６が形成され、上側
面に開設した導入口７からの冷媒、加温媒体が塔
本体１内を蛇行降下し、下側面の導出口８から流
出する構成となしてある。
上記の蛇行する媒体通路６に直交するように、
塔本体１内に多数の熱交換用管９が前記じやま板
を嵌通して一定間隔で垂直配置され、また、各管
９には吸着剤１０が充填され、最上段及び最下段
のじやま板５，５を嵌通して望む各管９の上下開
口を閉塞する如く、金網１１がじやま板５上に敷
設一体化されている。
塔本体１内に多数の熱交換用管９が前記じやま板
を嵌通して一定間隔で垂直配置され、また、各管
９には吸着剤１０が充填され、最上段及び最下段
のじやま板５，５を嵌通して望む各管９の上下開
口を閉塞する如く、金網１１がじやま板５上に敷
設一体化されている。
従つて、塔本体１内の冷媒、加温媒体通路６の
上部と下部に、熱交換用管９に連通するヘツダー
部が形成され、下部ヘツダーにはキセノンを含有
する原料ガスの供給管１２が嵌入配置され、供給
口は下向きに配置され、また、供給管１２と金網
１１との間に多数の孔を設けた整流板１３が横設
してあり、供給ガスの空塔速度が遅くても偏流を
起し難いよう構成してある。
上部と下部に、熱交換用管９に連通するヘツダー
部が形成され、下部ヘツダーにはキセノンを含有
する原料ガスの供給管１２が嵌入配置され、供給
口は下向きに配置され、また、供給管１２と金網
１１との間に多数の孔を設けた整流板１３が横設
してあり、供給ガスの空塔速度が遅くても偏流を
起し難いよう構成してある。
この考案による吸着塔の作用を説明すると、ま
ず、媒体通路６内へ導入口７より酸素ガス等の冷
媒が導入されて、熱交換用管９及び吸着剤１０が
熱交換により冷却され、例えば−150℃程度に冷
却された際に、ガス供給管１２からの原料ガス
が、下部ヘツダー、熱交換用管９内、上部ヘツダ
ー及び出口側の吸引管１４を通過する間に、原料
ガス中のキセノンが吸着剤１０に選択的に吸着さ
れる。
ず、媒体通路６内へ導入口７より酸素ガス等の冷
媒が導入されて、熱交換用管９及び吸着剤１０が
熱交換により冷却され、例えば−150℃程度に冷
却された際に、ガス供給管１２からの原料ガス
が、下部ヘツダー、熱交換用管９内、上部ヘツダ
ー及び出口側の吸引管１４を通過する間に、原料
ガス中のキセノンが吸着剤１０に選択的に吸着さ
れる。
ついで、冷媒の供給を止め、媒体通路６内へ空
気等の加温媒体を導入して、熱交換用管９及び吸
着剤１０を加温し、原料ガスの供給を止めて吸引
管１４側から真空引きすることにより、吸着剤１
０に吸引されていたキセノンを脱着回収すること
ができる。
気等の加温媒体を導入して、熱交換用管９及び吸
着剤１０を加温し、原料ガスの供給を止めて吸引
管１４側から真空引きすることにより、吸着剤１
０に吸引されていたキセノンを脱着回収すること
ができる。
第１図はこの考案による吸着塔の縦断説明図で
ある。 １……塔本体、２……脚部、３……底部、４…
…フランジ部材、５……じやま板、６……媒体通
路、７……導入口、８……導出口、９……熱交換
用管、１０……吸着剤、１１……金網、１２……
ガス供給管、１３……整流板、１４……吸引管。
ある。 １……塔本体、２……脚部、３……底部、４…
…フランジ部材、５……じやま板、６……媒体通
路、７……導入口、８……導出口、９……熱交換
用管、１０……吸着剤、１１……金網、１２……
ガス供給管、１３……整流板、１４……吸引管。
Claims (1)
- 空気分離装置の上部精留塔主凝縮器から導出さ
れるキセノン含有液体酸素の気化ガスを、キセノ
ンを選択的に吸着する吸着剤を充填した複数の吸
着塔に導入して吸脱着を行ない順次キセノンを濃
縮すると共に、キセノン純度向上のため炭化水素
類を触媒で燃焼除去し高純度キセノンを製造する
方法で使用するキセノンの吸着塔において、吸着
剤を充填した多数の管を円筒体内に水平配置され
る複数じやま板を嵌通させて垂直方向に配置し、
各管の上下端に金網を設けて吸着剤を固定し、円
筒体内を蛇行通過する冷媒あるいは加温媒体と管
内吸着剤と熱交換させることを特徴とするキセノ
ンの吸着塔。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1987120601U JPH0516187Y2 (ja) | 1987-08-06 | 1987-08-06 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1987120601U JPH0516187Y2 (ja) | 1987-08-06 | 1987-08-06 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6426342U JPS6426342U (ja) | 1989-02-14 |
| JPH0516187Y2 true JPH0516187Y2 (ja) | 1993-04-28 |
Family
ID=31366858
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1987120601U Expired - Lifetime JPH0516187Y2 (ja) | 1987-08-06 | 1987-08-06 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0516187Y2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009231073A (ja) * | 2008-03-24 | 2009-10-08 | Toyota Motor Corp | 燃料電池システム |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3971640A (en) * | 1974-04-26 | 1976-07-27 | Georgy Anatolievich Golovko | Method of separating krypton-xenon concentrate from air |
| JPS5445680A (en) * | 1977-09-19 | 1979-04-11 | Daiyo Sanso | Gas super low temperature adsorption purification apparatus |
-
1987
- 1987-08-06 JP JP1987120601U patent/JPH0516187Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6426342U (ja) | 1989-02-14 |
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