JPH06254337A - 混合ガスからの特定成分回収装置 - Google Patents
混合ガスからの特定成分回収装置Info
- Publication number
- JPH06254337A JPH06254337A JP5043042A JP4304293A JPH06254337A JP H06254337 A JPH06254337 A JP H06254337A JP 5043042 A JP5043042 A JP 5043042A JP 4304293 A JP4304293 A JP 4304293A JP H06254337 A JPH06254337 A JP H06254337A
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- Japan
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- adsorbent
- tower
- specific component
- separation
- fluidized bed
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- Pending
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- Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 圧力条件のスイング操作（ＰＳＡ）に代え
て、温度条件のスイング操作（ＴＳＡ）を可能にする装
置の提供。 【構成】 吸着剤の温度条件のスイング操作によって連
続的に気体源からの特定成分の分離を可能とする装置で
あって、吸着剤移動層よりなる分離塔と、同分離塔にお
いて特定成分を吸着した吸着剤を再生する吸着剤再生流
動層よりなる吸着剤再生塔とを有し、吸着剤再生塔と分
離塔との間を吸着剤を循環移送させる吸着剤循環移送装
置とを設けた。温度スイング吸着（ＴＳＡ）のための分
離塔を吸着剤の移動層として形成し、吸着剤再生塔を流
動層としたことによって、吸着剤の温度条件のスイング
変化による特定成分の回収を可能とした。
て、温度条件のスイング操作（ＴＳＡ）を可能にする装
置の提供。 【構成】 吸着剤の温度条件のスイング操作によって連
続的に気体源からの特定成分の分離を可能とする装置で
あって、吸着剤移動層よりなる分離塔と、同分離塔にお
いて特定成分を吸着した吸着剤を再生する吸着剤再生流
動層よりなる吸着剤再生塔とを有し、吸着剤再生塔と分
離塔との間を吸着剤を循環移送させる吸着剤循環移送装
置とを設けた。温度スイング吸着（ＴＳＡ）のための分
離塔を吸着剤の移動層として形成し、吸着剤再生塔を流
動層としたことによって、吸着剤の温度条件のスイング
変化による特定成分の回収を可能とした。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、吸着剤を用いて、例え
ば、空気から酸素を分離回収する場合のように、特定成
分を混合ガスから吸着回収する装置に関する。
ば、空気から酸素を分離回収する場合のように、特定成
分を混合ガスから吸着回収する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、吸着の原理を用いて空気から酸素
を分離回収するに当たっては、例えば特公昭６３−５８
６１４号公報に記載されているように、吸着剤を充填し
た２塔以上の吸着塔を組合せて配置し、各塔への空気の
送入の圧力条件を真空ポンプによって変化させるいわゆ
る圧力スイング吸着（ＰＳＡ）プロセスによるものがあ
る。
を分離回収するに当たっては、例えば特公昭６３−５８
６１４号公報に記載されているように、吸着剤を充填し
た２塔以上の吸着塔を組合せて配置し、各塔への空気の
送入の圧力条件を真空ポンプによって変化させるいわゆ
る圧力スイング吸着（ＰＳＡ）プロセスによるものがあ
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、この圧力ス
イング吸着法は、真空ポンプ，原料圧縮機等の回転機器
により圧力条件のスイング操作を行なう必要があるため
大量の電力消費を伴い、また、大型化に際しては切替え
バルブ、真空ポンプの大型化に限界がある等の問題があ
った。
イング吸着法は、真空ポンプ，原料圧縮機等の回転機器
により圧力条件のスイング操作を行なう必要があるため
大量の電力消費を伴い、また、大型化に際しては切替え
バルブ、真空ポンプの大型化に限界がある等の問題があ
った。
【０００４】本発明の目的は、かかる吸着の原理を用い
て混合ガスから特定成分を吸着分離する圧力スイング吸
着（ＰＳＡ）の問題を根本的に解消するための装置を提
供することにある。
て混合ガスから特定成分を吸着分離する圧力スイング吸
着（ＰＳＡ）の問題を根本的に解消するための装置を提
供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、吸着剤による
特定成分の分離は、圧力条件のスイング操作（ＰＳＡ）
だけでなく、温度条件のスイング操作（ＴＳＡ）によっ
ても可能であることに着目して完成した。
特定成分の分離は、圧力条件のスイング操作（ＰＳＡ）
だけでなく、温度条件のスイング操作（ＴＳＡ）によっ
ても可能であることに着目して完成した。
【０００６】すなわち、本発明は、吸着剤の温度条件の
スイング操作によって連続的に気体源からの特定成分の
分離を可能とする装置であって、吸着剤移動層よりなる
分離塔と、同分離塔において特定成分を優先的に吸着し
た吸着剤を加熱・冷却操作により再生する吸着剤再生流
動層よりなる吸着剤再生塔とを有し、吸着剤再生塔と分
離塔との間で吸着剤を循環移送させる吸着剤循環移送装
置を設けたことを特徴とする。
スイング操作によって連続的に気体源からの特定成分の
分離を可能とする装置であって、吸着剤移動層よりなる
分離塔と、同分離塔において特定成分を優先的に吸着し
た吸着剤を加熱・冷却操作により再生する吸着剤再生流
動層よりなる吸着剤再生塔とを有し、吸着剤再生塔と分
離塔との間で吸着剤を循環移送させる吸着剤循環移送装
置を設けたことを特徴とする。
【０００７】本発明は、気体源としての空気、ボイラ排
ガス等の混合ガスからＯ2 ，ＣＯ2，ＣＯ等を連続的に
分離回収するのに好適に使用できる。
ガス等の混合ガスからＯ2 ，ＣＯ2，ＣＯ等を連続的に
分離回収するのに好適に使用できる。
【０００８】本発明に使用する吸着剤としては、機械的
強度と耐熱性の点から合成ゼオライト等の使用が好まし
い。
強度と耐熱性の点から合成ゼオライト等の使用が好まし
い。
【０００９】操業のための温度条件としては、吸着平衡
条件から加熱上限が１８０℃までで可能である。そのた
め、加熱源として、他の装置系からの現状有効活用され
ていない未利用エネルギーである排熱を有効利用するこ
とが可能となる。
条件から加熱上限が１８０℃までで可能である。そのた
め、加熱源として、他の装置系からの現状有効活用され
ていない未利用エネルギーである排熱を有効利用するこ
とが可能となる。
【００１０】
【作用】図１は、ガス成分の濃度（分圧）と平衡吸着量
との関係を示す吸着等温線を示す。同図において、吸着
剤に吸着されやすいＡ成分と吸着されにくいＢ成分とか
らなる混合ガスと吸着剤を、Ｔ1 の温度の下で、反応塔
内で接触させると、時間の経過と共に、ａ点とｃ点に示
すようにＡ成分はＢ成分よりも多く吸着剤に吸着され
る。この吸着量の大きいＴ1 の温度の下で、Ａ成分を吸
着させたのち、それよりも吸着量の小さい高温度Ｔ2 に
上げると、吸着されたＡ成分は放出されて、その吸着量
はｂ点に低下する。
との関係を示す吸着等温線を示す。同図において、吸着
剤に吸着されやすいＡ成分と吸着されにくいＢ成分とか
らなる混合ガスと吸着剤を、Ｔ1 の温度の下で、反応塔
内で接触させると、時間の経過と共に、ａ点とｃ点に示
すようにＡ成分はＢ成分よりも多く吸着剤に吸着され
る。この吸着量の大きいＴ1 の温度の下で、Ａ成分を吸
着させたのち、それよりも吸着量の小さい高温度Ｔ2 に
上げると、吸着されたＡ成分は放出されて、その吸着量
はｂ点に低下する。
【００１１】したがって分離塔において特定分圧下で、
吸着剤にＡ成分とＢ成分とからなる混合ガスを送入する
場合、吸着剤の温度を下げてＡ成分の吸着量を増して、
処理済みガス中に含有されるＢ成分の含有濃度を増大で
きる。一方、吸着剤再生塔においては、吸着剤の加熱に
より吸着されたＡ成分は、脱着し吸着剤は再生される。
また、その後の吸着剤の冷却により吸着剤は分離塔にお
いてＡ成分を多く吸着可能な温度の状態となる。
吸着剤にＡ成分とＢ成分とからなる混合ガスを送入する
場合、吸着剤の温度を下げてＡ成分の吸着量を増して、
処理済みガス中に含有されるＢ成分の含有濃度を増大で
きる。一方、吸着剤再生塔においては、吸着剤の加熱に
より吸着されたＡ成分は、脱着し吸着剤は再生される。
また、その後の吸着剤の冷却により吸着剤は分離塔にお
いてＡ成分を多く吸着可能な温度の状態となる。
【００１２】本発明は、かかる温度スイング吸着（ＴＳ
Ａ）のため、分離塔を吸着剤の移動層として形成し、吸
着剤再利用塔を流動層としたことによって、吸着剤の温
度条件のスイング変化による特定成分の回収を可能とし
た。
Ａ）のため、分離塔を吸着剤の移動層として形成し、吸
着剤再利用塔を流動層としたことによって、吸着剤の温
度条件のスイング変化による特定成分の回収を可能とし
た。
【００１３】
【実施例】本発明を、混合ガス源として空気を使用し、
吸着剤として合成ゼオライトを使用して、空気中の窒素
を吸着して、処理済みガス中の酸素量を富化せしめて回
収する装置に適用した。
吸着剤として合成ゼオライトを使用して、空気中の窒素
を吸着して、処理済みガス中の酸素量を富化せしめて回
収する装置に適用した。
【００１４】図２は本発明の実施例を示す設備概要図で
ある。
ある。
【００１５】同図において、１は分離塔を示し、２は加
熱用流動層３と冷却用流動層４とからなる吸着剤再生塔
を示す。分離塔１の底部には原料ガスである空気を昇圧
ブロワー５によって昇圧して導入するための配管６が設
けられ、また、その頂部には窒素を吸着分離した富化酸
素を回収するための酸素富化ガス回収口７が設けられて
いる。
熱用流動層３と冷却用流動層４とからなる吸着剤再生塔
を示す。分離塔１の底部には原料ガスである空気を昇圧
ブロワー５によって昇圧して導入するための配管６が設
けられ、また、その頂部には窒素を吸着分離した富化酸
素を回収するための酸素富化ガス回収口７が設けられて
いる。
【００１６】吸着剤再生塔２を形成する加熱用流動層３
と冷却用流動層４との間は、開閉弁８によって分離され
ており、加熱用流動層３には循環吸着剤の再生のための
他設備から発生する排ガス等の加熱源９と、冷却用流動
層４の上部からの加熱循環ガスの加熱循環ガスの熱を回
収して加熱用流動層３の下部に送入するブロア１０と加
熱装置１１，１２が配置されており、加熱用流動層３の
頂部には、再生処理中、冷却用流動層内の吸着剤から放
出されたＮ2 を回収するための回収口１３が設けられて
いる。また、冷却用流動層４には、加熱用流動層３にお
いて加熱され、Ｎ2 を除去した吸着剤を冷却するための
冷却装置１４と、冷却用移動層４の底部から上部に吸着
剤を循環するための配管１５が配置されている。
と冷却用流動層４との間は、開閉弁８によって分離され
ており、加熱用流動層３には循環吸着剤の再生のための
他設備から発生する排ガス等の加熱源９と、冷却用流動
層４の上部からの加熱循環ガスの加熱循環ガスの熱を回
収して加熱用流動層３の下部に送入するブロア１０と加
熱装置１１，１２が配置されており、加熱用流動層３の
頂部には、再生処理中、冷却用流動層内の吸着剤から放
出されたＮ2 を回収するための回収口１３が設けられて
いる。また、冷却用流動層４には、加熱用流動層３にお
いて加熱され、Ｎ2 を除去した吸着剤を冷却するための
冷却装置１４と、冷却用移動層４の底部から上部に吸着
剤を循環するための配管１５が配置されている。
【００１７】これらの分離塔１と吸着剤再生塔２との間
は、分離塔１の底部からＮ2 を吸着した吸着剤の再生の
ため、加熱用流動層３の頂部に搬送する配管１６及びロ
ータリーバルブ１８と再生済みの吸着剤を冷却用流動層
４の底部から分離塔１の頂部に循環供給するための配管
１７とによって連結され、それぞれの配管１６，１７で
は、吸着剤の循環量が調整される。
は、分離塔１の底部からＮ2 を吸着した吸着剤の再生の
ため、加熱用流動層３の頂部に搬送する配管１６及びロ
ータリーバルブ１８と再生済みの吸着剤を冷却用流動層
４の底部から分離塔１の頂部に循環供給するための配管
１７とによって連結され、それぞれの配管１６，１７で
は、吸着剤の循環量が調整される。
【００１８】１９は分離塔１の頂部にある酸素を冷却用
流動層４の底部にリサイクルし、製品酸素の純度低下を
防止するための連通管を示す。
流動層４の底部にリサイクルし、製品酸素の純度低下を
防止するための連通管を示す。
【００１９】同図に示す設備において、分離塔１内にお
いて、移動層状態でＮ2 を吸着し、吸着能が低下した粒
状合成ゼオライトのような吸着剤は、加熱用流動層３に
導入後、流動状態で１００〜１５０℃程度に加熱され、
分離塔１内で吸着されたＮ2は脱着される。この加熱吸
着剤は、次に下方に位置する冷却用流動層４に流動状態
で導入され、分離塔１内での適正温度条件まで冷却され
る。この冷却吸着剤は、連結管１９から送られた酸素に
よりパージされた後、連結管１６により分離塔１の頂部
へ再び戻される。
いて、移動層状態でＮ2 を吸着し、吸着能が低下した粒
状合成ゼオライトのような吸着剤は、加熱用流動層３に
導入後、流動状態で１００〜１５０℃程度に加熱され、
分離塔１内で吸着されたＮ2は脱着される。この加熱吸
着剤は、次に下方に位置する冷却用流動層４に流動状態
で導入され、分離塔１内での適正温度条件まで冷却され
る。この冷却吸着剤は、連結管１９から送られた酸素に
よりパージされた後、連結管１６により分離塔１の頂部
へ再び戻される。
【００２０】
【発明の効果】本発明によって以下の効果を奏する。
【００２１】（１）圧力スイング吸着と比較して真空ポ
ンプ等の付帯設備が簡略化されるので設備効率が向上
し、電力消費量を大幅に削減できる。
ンプ等の付帯設備が簡略化されるので設備効率が向上
し、電力消費量を大幅に削減できる。
【００２２】（２）圧力スイング吸着と比較して、従来
余り有効に利用されていなかった他設備からの排ガスを
吸着剤の加熱再生に未利用エネルギーが有効活用でき
る。
余り有効に利用されていなかった他設備からの排ガスを
吸着剤の加熱再生に未利用エネルギーが有効活用でき
る。
【００２３】（３）温度スイング吸着（ＴＳＡ）系が完
成し、ＴＳＡによる工業的な特定ガスの吸着回収が可能
となる。
成し、ＴＳＡによる工業的な特定ガスの吸着回収が可能
となる。
【図１】 温度スイング吸着の基本原理を示す図であ
る。
る。
【図２】 本発明の実施例を示す設備の概要を示す。
１ 分離塔 ２ 吸着剤再生塔 ３ 加熱用流動層 ４ 冷却用流動層 ５ 昇圧ブロワー ６ 空気導入用配
管 ７ 酸素富化ガス回収口 ８ 加熱用移動床と冷却用移動床との間の開閉弁 ９ 加熱源 １０ 送入ブロア １１，１２ 加熱装置 １３ Ｎ2 回収口 １４ 冷却装置 １５ 吸着剤循環
用配管 １６ 吸着剤吸着剤再生用配管 １７ 再生吸着剤
供給用配管 １８ ロータリーバルブ １９ 圧力調整用
連通管
管 ７ 酸素富化ガス回収口 ８ 加熱用移動床と冷却用移動床との間の開閉弁 ９ 加熱源 １０ 送入ブロア １１，１２ 加熱装置 １３ Ｎ2 回収口 １４ 冷却装置 １５ 吸着剤循環
用配管 １６ 吸着剤吸着剤再生用配管 １７ 再生吸着剤
供給用配管 １８ ロータリーバルブ １９ 圧力調整用
連通管
Claims (1)
- 【請求項１】 吸着剤の温度条件のスイング操作によっ
て連続的に混合ガスから特定成分のガスを分離可能とす
る装置であって、前記特定成分を優先的に吸着する吸着
剤移動層からなる分離塔と、同分離塔において特定成分
を吸着した吸着剤を加熱・冷却操作により再生する吸着
剤再生流動層からなる吸着剤再生塔とを有し、前記分離
塔と吸着剤再生塔との間で吸着剤を循環移送させる吸着
剤循環移送装置を設けたことを特徴とする混合ガスから
の特定成分のガス分離装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5043042A JPH06254337A (ja) | 1993-03-03 | 1993-03-03 | 混合ガスからの特定成分回収装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5043042A JPH06254337A (ja) | 1993-03-03 | 1993-03-03 | 混合ガスからの特定成分回収装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06254337A true JPH06254337A (ja) | 1994-09-13 |
Family
ID=12652853
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5043042A Pending JPH06254337A (ja) | 1993-03-03 | 1993-03-03 | 混合ガスからの特定成分回収装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06254337A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114307531A (zh) * | 2021-12-30 | 2022-04-12 | 四川天采科技有限责任公司 | 一种炼化厂VOCs尾气流化移动床变温吸附FMBTSA净化工艺及系统 |
-
1993
- 1993-03-03 JP JP5043042A patent/JPH06254337A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114307531A (zh) * | 2021-12-30 | 2022-04-12 | 四川天采科技有限责任公司 | 一种炼化厂VOCs尾气流化移动床变温吸附FMBTSA净化工艺及系统 |
| CN114307531B (zh) * | 2021-12-30 | 2022-11-29 | 四川天采科技有限责任公司 | 一种炼化厂VOCs尾气流化移动床变温吸附FMBTSA净化工艺及系统 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20011026 |