JPH0683772B2 - 圧力スイング吸着方法 - Google Patents
圧力スイング吸着方法Info
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- JPH0683772B2 JPH0683772B2 JP61253475A JP25347586A JPH0683772B2 JP H0683772 B2 JPH0683772 B2 JP H0683772B2 JP 61253475 A JP61253475 A JP 61253475A JP 25347586 A JP25347586 A JP 25347586A JP H0683772 B2 JPH0683772 B2 JP H0683772B2
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- Japan
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- gas
- psa
- raw material
- pressure swing
- swing adsorption
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- 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］ 本発明は圧力スイング吸着装置（PSA装置）を使用して
空気からO2ガス及びN2ガスを精製する方法に関し、詳細
には一方のPSA装置の排ガスを他のPSA装置の原料ガスと
して有効に利用することにより、N2ガス及びO2ガスを高
効率に回収できる様に構成した圧力スイング吸着方法に
関するものである。
空気からO2ガス及びN2ガスを精製する方法に関し、詳細
には一方のPSA装置の排ガスを他のPSA装置の原料ガスと
して有効に利用することにより、N2ガス及びO2ガスを高
効率に回収できる様に構成した圧力スイング吸着方法に
関するものである。
［従来の技術］ 第５図は原料空気よりN2ガスを精製する３搭式PSA装置
の例を示す概略説明図である。原料ガス供給管８から供
給される原料空気は前処理搭2a,2bのいずれか一方を通
過してH2O及びCO2が吸着除去された後、レシーバタンク
６を経由して吸着搭3a,3b,3cのいずれかへ送給される。
そして該吸着搭3a〜3c内の吸着剤に対して非吸着性のO2
を主体とする通過ガスは排気管9aから前処理搭2a,2bの
いずれかへ返送されH2O及びCO2を脱着して前処理搭2a,2
bを再生した後、放出管９から系外へ廃棄される。他方
吸着剤に吸着されたN2成分はその後真空ポンプ４の減圧
吸引によって脱着され製品タンク５内へ回収される。
の例を示す概略説明図である。原料ガス供給管８から供
給される原料空気は前処理搭2a,2bのいずれか一方を通
過してH2O及びCO2が吸着除去された後、レシーバタンク
６を経由して吸着搭3a,3b,3cのいずれかへ送給される。
そして該吸着搭3a〜3c内の吸着剤に対して非吸着性のO2
を主体とする通過ガスは排気管9aから前処理搭2a,2bの
いずれかへ返送されH2O及びCO2を脱着して前処理搭2a,2
bを再生した後、放出管９から系外へ廃棄される。他方
吸着剤に吸着されたN2成分はその後真空ポンプ４の減圧
吸引によって脱着され製品タンク５内へ回収される。
第６図は原料空気よりO2ガスを精製する３搭式PSA装置
の側を示す概略説明図である。ブロワー12によって吸引
された原料空気はエアフィルター11を介して原料ガス供
給管17から吸着搭13a,13b,13cのいずれに導入される。
そして該吸着搭内の吸着剤に対して非吸着性を示すO2ガ
スはこれら吸着搭をそのまま通過し、その大部分が製品
タンク16内へ回収される。他方吸着剤に対して易吸着性
を示すN2，H2O，CO2成分はその後真空ポンプ14によって
減圧脱着されミストセパレータ15を経て系外へ放出され
る。
の側を示す概略説明図である。ブロワー12によって吸引
された原料空気はエアフィルター11を介して原料ガス供
給管17から吸着搭13a,13b,13cのいずれに導入される。
そして該吸着搭内の吸着剤に対して非吸着性を示すO2ガ
スはこれら吸着搭をそのまま通過し、その大部分が製品
タンク16内へ回収される。他方吸着剤に対して易吸着性
を示すN2，H2O，CO2成分はその後真空ポンプ14によって
減圧脱着されミストセパレータ15を経て系外へ放出され
る。
［発明が解決しようとする問題点］ 第5,6図に例示したN2精製用PSA装置及びO2精製用PSA装
置に供給される原料ガスとしては一般に空気が利用さ
れ、原料ガス中のN2，O2ガス濃度は常にほぼ一定であ
る。その為上記PSA装置において回収される製品ガスの
純度及び回収量もほぼ一定であり、PSA装置に多少の改
良を加えても純度及び回収量を向上させるには自ずから
限界があった。また従来のPSA装置では回収目的としな
い不用な排ガスはそのまま大気中へ放出してしまうのが
一般的であり、N2精製用PSA装置はO2濃度の高い排ガス
が、他方O2精製用PSA装置ではN2濃度の高い排ガスが夫
々そのまま放出されている。しかしこのことは良く考え
てみると極めて無駄なことである。
置に供給される原料ガスとしては一般に空気が利用さ
れ、原料ガス中のN2，O2ガス濃度は常にほぼ一定であ
る。その為上記PSA装置において回収される製品ガスの
純度及び回収量もほぼ一定であり、PSA装置に多少の改
良を加えても純度及び回収量を向上させるには自ずから
限界があった。また従来のPSA装置では回収目的としな
い不用な排ガスはそのまま大気中へ放出してしまうのが
一般的であり、N2精製用PSA装置はO2濃度の高い排ガス
が、他方O2精製用PSA装置ではN2濃度の高い排ガスが夫
々そのまま放出されている。しかしこのことは良く考え
てみると極めて無駄なことである。
そこで本発明者らは上記PSA装置から放出される排ガス
を有効利用すれば、O2ガス及びN2ガスの回収操業が大幅
に改善され、これらをより安価に入手できるのではない
かと考えて種々検討した結果、本発明の圧力スイング吸
着方法を完成させるに至った。
を有効利用すれば、O2ガス及びN2ガスの回収操業が大幅
に改善され、これらをより安価に入手できるのではない
かと考えて種々検討した結果、本発明の圧力スイング吸
着方法を完成させるに至った。
［問題点を解決するための手段］ 上記目的を達成し得た本発明方法は、次の点に要旨を有
するものである。
するものである。
即ちO2ガスが精製用PSA装置（以下O2PSA装置という）と
N2ガス精製用PSA装置（以下N2PSA装置という）とを並列
し、（イ）O2PSA装置から排出されるN2ガス濃度の高い
排出ガスの一部又は全部をN2PSA装置の原料ガスとして
使用する方法、或はこれとは逆に（ロ）N2PSA装置から
排出されるO2濃度の高い排出ガスの一部又は全部をO2PS
A装置の原料ガスとして使用する方法を採用する。
N2ガス精製用PSA装置（以下N2PSA装置という）とを並列
し、（イ）O2PSA装置から排出されるN2ガス濃度の高い
排出ガスの一部又は全部をN2PSA装置の原料ガスとして
使用する方法、或はこれとは逆に（ロ）N2PSA装置から
排出されるO2濃度の高い排出ガスの一部又は全部をO2PS
A装置の原料ガスとして使用する方法を採用する。
［作用］ 本発明方法では、O2PSA装置の排ガスをN2PSA装置の原料
スとして用いる方法又はN2PSA装置の排ガスをO2PSA装置
の原料ガスとして用いる方法を採用するので、夫々のPS
A装置に供給する原料ガス中の回収目的成分濃度を予め
高めておくことができる。これによって原料回収比率
［（回収製品ガス量／原料ガス量）×100］を相対的に
高めることが可能となり、従来方法に比較して単位時間
当たりの製品ガス回収量を向上させることができる。
スとして用いる方法又はN2PSA装置の排ガスをO2PSA装置
の原料ガスとして用いる方法を採用するので、夫々のPS
A装置に供給する原料ガス中の回収目的成分濃度を予め
高めておくことができる。これによって原料回収比率
［（回収製品ガス量／原料ガス量）×100］を相対的に
高めることが可能となり、従来方法に比較して単位時間
当たりの製品ガス回収量を向上させることができる。
［実施例］ 第１図は本発明方法を実施する為に設計されたPSA装置
の代表例を示す概略説明図であり、N2PSA装置の後段側
にO2PSA装置Ｏを配設したものを示す。即ちN2PSA装置Ｎ
の排ガス放出管９は三方弁22及びバッファータンク21を
介してO2PAS装置Ｏの原料ガス供給管17に連結され、該
バッファータンク21にはO2PAS装置Ｏ用の原料空気導入
管17aが接続される。従ってN2PSA装置Ｎの吸着搭3a〜3c
を通過してきたO2リッチの排ガスは排気管9a及び前処理
搭2a,2bを介して放出管９からバッファータンク21へ送
給される。調圧のために設けられた該バッファータンク
21に導入されたO2リッチ排ガスはエアフィルター11を介
して導入される原料空気と混合され、ブロワー12によっ
てO2PAS装置Ｏへ供給される。
の代表例を示す概略説明図であり、N2PSA装置の後段側
にO2PSA装置Ｏを配設したものを示す。即ちN2PSA装置Ｎ
の排ガス放出管９は三方弁22及びバッファータンク21を
介してO2PAS装置Ｏの原料ガス供給管17に連結され、該
バッファータンク21にはO2PAS装置Ｏ用の原料空気導入
管17aが接続される。従ってN2PSA装置Ｎの吸着搭3a〜3c
を通過してきたO2リッチの排ガスは排気管9a及び前処理
搭2a,2bを介して放出管９からバッファータンク21へ送
給される。調圧のために設けられた該バッファータンク
21に導入されたO2リッチ排ガスはエアフィルター11を介
して導入される原料空気と混合され、ブロワー12によっ
てO2PAS装置Ｏへ供給される。
従って前段のN2PSA装置Ｎにおける原料ガスには通常の
空気が使用されることになるが、後段のO2PSA装置Ｏで
は、O2リッチな排ガスの導入によってO2ガス濃度の高め
られた富酸空気が原料ガスとして供給され、該O2PSA装
置Ｏにおける製品O2ガスの純度及び回収量が向上する。
空気が使用されることになるが、後段のO2PSA装置Ｏで
は、O2リッチな排ガスの導入によってO2ガス濃度の高め
られた富酸空気が原料ガスとして供給され、該O2PSA装
置Ｏにおける製品O2ガスの純度及び回収量が向上する。
第２図は第１図の例とは逆に前段にO2PSA装置Ｏ、後段
にN2PSA装置Ｎを配設した例を示す概略説明図であり、O
2PSA装置Ｏの排ガス放出管18はN2PSA装置Ｎの原料ガス
供給管８に三方弁32及びバッファータンク31を介して連
結される。従ってN2PSA装置に供給される原料ガスは富
窒素となり、該N2PSA装置Ｎにおいて精製されるN2ガス
は高純度且つ高回収量となる。
にN2PSA装置Ｎを配設した例を示す概略説明図であり、O
2PSA装置Ｏの排ガス放出管18はN2PSA装置Ｎの原料ガス
供給管８に三方弁32及びバッファータンク31を介して連
結される。従ってN2PSA装置に供給される原料ガスは富
窒素となり、該N2PSA装置Ｎにおいて精製されるN2ガス
は高純度且つ高回収量となる。
第3,4図はN2PSA装置Ｎ及びO2PSA装置Ｏの排ガス放出管
及び原料ガス供給管を相互に接続し、原料空気の導入箇
所を１箇所に限定した実施例を示す概略説明図である。
及び原料ガス供給管を相互に接続し、原料空気の導入箇
所を１箇所に限定した実施例を示す概略説明図である。
第3,4図ともO2PSA装置Ｏの排ガス放出管18はN2PSA装置
Ｎの原料ガス供給管８に三方弁及びバッファータンク21
を介して連結され、またN2PSA装置Ｎの放出管９はO2PSA
装置Ｏの原料ガス供給管17に三方弁及びバッファータン
クを介して接続される。
Ｎの原料ガス供給管８に三方弁及びバッファータンク21
を介して連結され、またN2PSA装置Ｎの放出管９はO2PSA
装置Ｏの原料ガス供給管17に三方弁及びバッファータン
クを介して接続される。
第３図に示す実施例ではO2PSA装置Ｏの原料ガス供給側
のバッファータンク21に原料空気導入管17aを設けてい
るのに対し、第４図に示す実施例ではN2PSA装置Ｎの原
料ガス供給側のバッファータンク31に原料空気導入管34
を配設する点で相違するが原理的には同一であるので一
括して説明する。
のバッファータンク21に原料空気導入管17aを設けてい
るのに対し、第４図に示す実施例ではN2PSA装置Ｎの原
料ガス供給側のバッファータンク31に原料空気導入管34
を配設する点で相違するが原理的には同一であるので一
括して説明する。
これらの実施例においては後段PSA装置の原料ガスはそ
の全量又は一部が前段PSA装置の排ガスによってまかな
われることになるので、後段PSA装置及び前段PSA装置の
処理能力は排ガス量に見合った適正な均衡を考慮して設
計されることになる。尚第3,4図に示す破線23aは前処置
搭2a,2bを通過しないバイパス管を示し、N2PSA装置Ｎの
排ガス管9aと三方弁22,35を直結させ、不要成分であるC
O2やH2OがPSA装置内を循環しない様にこれらを廃棄管23
bから放出するものである。また第3,4図の他の実施態様
として後段のPAS装置の排ガスをPSA装置外へ放出してい
るものであっても構わない。
の全量又は一部が前段PSA装置の排ガスによってまかな
われることになるので、後段PSA装置及び前段PSA装置の
処理能力は排ガス量に見合った適正な均衡を考慮して設
計されることになる。尚第3,4図に示す破線23aは前処置
搭2a,2bを通過しないバイパス管を示し、N2PSA装置Ｎの
排ガス管9aと三方弁22,35を直結させ、不要成分であるC
O2やH2OがPSA装置内を循環しない様にこれらを廃棄管23
bから放出するものである。また第3,4図の他の実施態様
として後段のPAS装置の排ガスをPSA装置外へ放出してい
るものであっても構わない。
（実施例） 第６図に示すO2PSA装置Ｏに原料ガスとして通常の空気
を2500Nm3/hで供給したとき、回収O2ガスの純度は93
％、回収率は42％であった。これを第１の試験装置とす
る。さらに第５図で示すN2PSA装置Ｎに原料ガスとして
通常の空気を150Nm3/hで供給したとき、回収N2ガス純度
は99.999％、回収率は42％であった。これを第２の試験
装置とする。尚上記第1,2の試験装置のガス回収量は、
夫々次の通りである。
を2500Nm3/hで供給したとき、回収O2ガスの純度は93
％、回収率は42％であった。これを第１の試験装置とす
る。さらに第５図で示すN2PSA装置Ｎに原料ガスとして
通常の空気を150Nm3/hで供給したとき、回収N2ガス純度
は99.999％、回収率は42％であった。これを第２の試験
装置とする。尚上記第1,2の試験装置のガス回収量は、
夫々次の通りである。
O2PSA装置ＯのO2ガス回収量： 2500×0.21×0.42≒220（Nm3/h） N2PSA装置ＮのN2ガス回収量： 150×0.79×0.42≒50（Nm3/h） 上期したガス回収条件を備えた第1,2試験装置を第３図
に示す様に接続し、該装置を運転したところ、O2PSA装
置Ｏのブロワー12入側に供給される原料ガス中のO2濃度
は24％（原料空気では21％）に向上させることができ、
純度93％のO2ガスを2500×0.24×0.42＝250（Nm3/h）で
回収できた。
に示す様に接続し、該装置を運転したところ、O2PSA装
置Ｏのブロワー12入側に供給される原料ガス中のO2濃度
は24％（原料空気では21％）に向上させることができ、
純度93％のO2ガスを2500×0.24×0.42＝250（Nm3/h）で
回収できた。
またN2PSA装置Ｎの圧縮機１入側に供給される原料ガス
中のN2ガス濃度は87％（原料空気では79％）にまで向上
されることが可能となり、純度99.999％の製品N2ガス回
収量を150×0.87×0.42＝55（Nm3/h）に向上することが
できた。これらの結果、製品O2ガス及びN2ガスとも回収
量は従来の単独PSA装置に比べて約10〜15％増加させる
ことができることが分かった。
中のN2ガス濃度は87％（原料空気では79％）にまで向上
されることが可能となり、純度99.999％の製品N2ガス回
収量を150×0.87×0.42＝55（Nm3/h）に向上することが
できた。これらの結果、製品O2ガス及びN2ガスとも回収
量は従来の単独PSA装置に比べて約10〜15％増加させる
ことができることが分かった。
［発明の効果］ 本発明方法によって従来N2又はO2PSA装置から放出され
ていた排ガスを有効に分離・回収できる様になり、さら
に回収される目的成分は高純度化がはかれ、しかも単位
時間当たりの回収量も高くなり効率的な精製が達成され
る。
ていた排ガスを有効に分離・回収できる様になり、さら
に回収される目的成分は高純度化がはかれ、しかも単位
時間当たりの回収量も高くなり効率的な精製が達成され
る。
第１〜４図は本発明方法に適用されるPSA装置の実施例
を示す概略説明図、第５図は単独のN2PSA装置を示す概
略説明図、第６図は単独のO2PSA装置を示す概略説明図
である。 １……圧縮機、2a,2b……前処理搭 3a,3b,3c……吸着搭、４……真空ポンプ ５……N2ガス製品タンク ６……レシーバータンク ８……原料ガス供給管、９……放出管 11……エアフィルター、12……ブロワー 13a,13b,13c……吸着搭 14……真空ポンプ、15……ミストセパレータ 16……O2ガス製品タンク 17……原料ガス供給管、18……放出管 21,26,31,36……バッファータンク 22,25,32,35……三方弁 34……原料空気導入管
を示す概略説明図、第５図は単独のN2PSA装置を示す概
略説明図、第６図は単独のO2PSA装置を示す概略説明図
である。 １……圧縮機、2a,2b……前処理搭 3a,3b,3c……吸着搭、４……真空ポンプ ５……N2ガス製品タンク ６……レシーバータンク ８……原料ガス供給管、９……放出管 11……エアフィルター、12……ブロワー 13a,13b,13c……吸着搭 14……真空ポンプ、15……ミストセパレータ 16……O2ガス製品タンク 17……原料ガス供給管、18……放出管 21,26,31,36……バッファータンク 22,25,32,35……三方弁 34……原料空気導入管
Claims (2)
- 【請求項１】O2ガス精製用圧力スイング吸着装置におけ
るN2ガス純度の高い排ガスの一部又は全部をO2ガス精製
用圧力スイング吸着装置の原料ガスとして使用すること
を特徴とする圧力スイング吸着方法。 - 【請求項２】N2ガス精製用圧力スイング吸着装置におけ
るO2ガス純度の高い排ガスの一部又は全部をO2ガス精製
用圧力スイング吸着装置の原料ガスとして使用すること
を特徴とする圧力スイング吸着方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61253475A JPH0683772B2 (ja) | 1986-10-23 | 1986-10-23 | 圧力スイング吸着方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61253475A JPH0683772B2 (ja) | 1986-10-23 | 1986-10-23 | 圧力スイング吸着方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63107719A JPS63107719A (ja) | 1988-05-12 |
| JPH0683772B2 true JPH0683772B2 (ja) | 1994-10-26 |
Family
ID=17251898
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61253475A Expired - Lifetime JPH0683772B2 (ja) | 1986-10-23 | 1986-10-23 | 圧力スイング吸着方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0683772B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021060289A1 (ja) * | 2019-09-24 | 2021-04-01 | 積水化学工業株式会社 | 精製ガスの製造方法、有価物の製造方法、ガス精製装置及び有価物製造装置 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3288070B2 (ja) * | 1992-05-20 | 2002-06-04 | 有限会社マエダ | 圧縮空気用フィルタ装置 |
-
1986
- 1986-10-23 JP JP61253475A patent/JPH0683772B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021060289A1 (ja) * | 2019-09-24 | 2021-04-01 | 積水化学工業株式会社 | 精製ガスの製造方法、有価物の製造方法、ガス精製装置及び有価物製造装置 |
| JPWO2021060289A1 (ja) * | 2019-09-24 | 2021-04-01 | ||
| CN114401781A (zh) * | 2019-09-24 | 2022-04-26 | 积水化学工业株式会社 | 纯化气体的制造方法、有价值物的制造方法、气体纯化装置和有价值物制造装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63107719A (ja) | 1988-05-12 |
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