JPH0747103B2 - 圧力変動吸着方法及び装置 - Google Patents
圧力変動吸着方法及び装置Info
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- JPH0747103B2 JPH0747103B2 JP3148093A JP14809391A JPH0747103B2 JP H0747103 B2 JPH0747103 B2 JP H0747103B2 JP 3148093 A JP3148093 A JP 3148093A JP 14809391 A JP14809391 A JP 14809391A JP H0747103 B2 JPH0747103 B2 JP H0747103B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、圧力変動吸着操作に関
する。更に詳細には、変動する要求条件下でのかかる操
作に関する。
する。更に詳細には、変動する要求条件下でのかかる操
作に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】圧力変
動吸着（ＰＳＡ）方法及び装置は、供給ガス混合物前分
の望ましい分離を達成する手段として良く知られてい
る。ＰＳＡ法の実施において、吸着し易い成分と吸着し
難い成分とを含む供給ガス混合物が、より高い吸着圧力
で吸着し易い成分を選択的に吸着することができる吸着
床に送られる。床は、その後、吸着−脱着循環操作を続
けるように、付加的な量の供給混合ガスが吸着床に導入
される前に、一層低い脱着圧力に減圧されて上記吸着し
易い成分を脱着しそして該床から吸着し易い成分を取り
出す。通常のＰＳＡの実施において、多床装置が普通用
いられ、各床は循環基準に基づくＰＳＡプロセスシーケ
ンスを用いており、該循環基準は装置の他の床における
上記シーケンスの実行と相互に関連づけられている。
動吸着（ＰＳＡ）方法及び装置は、供給ガス混合物前分
の望ましい分離を達成する手段として良く知られてい
る。ＰＳＡ法の実施において、吸着し易い成分と吸着し
難い成分とを含む供給ガス混合物が、より高い吸着圧力
で吸着し易い成分を選択的に吸着することができる吸着
床に送られる。床は、その後、吸着−脱着循環操作を続
けるように、付加的な量の供給混合ガスが吸着床に導入
される前に、一層低い脱着圧力に減圧されて上記吸着し
易い成分を脱着しそして該床から吸着し易い成分を取り
出す。通常のＰＳＡの実施において、多床装置が普通用
いられ、各床は循環基準に基づくＰＳＡプロセスシーケ
ンスを用いており、該循環基準は装置の他の床における
上記シーケンスの実行と相互に関連づけられている。
【０００３】ＰＳＡ技術の極めて有利な用途は、空気を
分離して窒素ガス及び共生産物である酸素ガスを生産す
ることに関する。かかる操作用に平衡型吸着剤、例え
ば、ゼオライトモレキュラーシーブが通常用いられ、そ
れは空気中の吸着し易い成分としての窒素を選択的に吸
着するように働き、一方で、吸着し難い成分として酸素
を吸着剤床を通過させる。従って、所望濃度の窒素及び
酸素の定常流れを生じさせることができる。
分離して窒素ガス及び共生産物である酸素ガスを生産す
ることに関する。かかる操作用に平衡型吸着剤、例え
ば、ゼオライトモレキュラーシーブが通常用いられ、そ
れは空気中の吸着し易い成分としての窒素を選択的に吸
着するように働き、一方で、吸着し難い成分として酸素
を吸着剤床を通過させる。従って、所望濃度の窒素及び
酸素の定常流れを生じさせることができる。
【０００４】ＰＳＡ法及び装置は、定常条件下で、所望
の窒素及び酸素生産を容易に最適化することができる
が、かかるガス製品に関する需要は種々の実際の商業的
用途では長期間に渡って一定のままでない。この分野に
おいて、種々の変動する制御条件下での操作に好適なＰ
ＳＡ法及び装置の発展に対する要求がある。それゆえＰ
ＳＡ装置を変動するユーザーの要求条件下で所望の製品
供給量及び純度を維持するように、低下した要求条件下
で電力需要を減じつつ、有効に運転することができるよ
うターンダウン（ｔｕｒｎｄｏｗｎ）制御手段が要求さ
れている。従って、本発明の目的は、変動する要求条件
下で、空気から窒素及び酸素を生産するためのＰＳＡ法
及び装置を提供することにある。
の窒素及び酸素生産を容易に最適化することができる
が、かかるガス製品に関する需要は種々の実際の商業的
用途では長期間に渡って一定のままでない。この分野に
おいて、種々の変動する制御条件下での操作に好適なＰ
ＳＡ法及び装置の発展に対する要求がある。それゆえＰ
ＳＡ装置を変動するユーザーの要求条件下で所望の製品
供給量及び純度を維持するように、低下した要求条件下
で電力需要を減じつつ、有効に運転することができるよ
うターンダウン（ｔｕｒｎｄｏｗｎ）制御手段が要求さ
れている。従って、本発明の目的は、変動する要求条件
下で、空気から窒素及び酸素を生産するためのＰＳＡ法
及び装置を提供することにある。
【０００５】本発明の他の目的は、低下した窒素製品ガ
ス条件下で、空気分離操作の有効性を向上するための改
良されたＰＳＡ法及び装置を提供することに関する。
ス条件下で、空気分離操作の有効性を向上するための改
良されたＰＳＡ法及び装置を提供することに関する。
【０００６】これらの目的及び他の目的を考慮しつつ、
以下に、本発明を詳細に記載し、その新規な特徴を特に
特許請求の範囲に指摘した。
以下に、本発明を詳細に記載し、その新規な特徴を特に
特許請求の範囲に指摘した。
【０００７】本発明の概要可変容量の製品貯蔵器をモニ
ターして、ユーザーの要求量の変化を決定してそして窒
素及び共生産物である酸素を可変要求量の条件下で生産
するのに用いるＰＳＡ装置におけるプロセス工程のシー
ケンスを制御する。
ターして、ユーザーの要求量の変化を決定してそして窒
素及び共生産物である酸素を可変要求量の条件下で生産
するのに用いるＰＳＡ装置におけるプロセス工程のシー
ケンスを制御する。
【０００８】発明の詳細本発明の目的は、可変容量貯蔵
タンクをＰＳＡ装置とをそれらの間の流れの一定容積を
介在して組み合わせて、可変の要求量条件に応答してＰ
ＳＡ循環の所望の制御を行うことによって達成される。
タンクをＰＳＡ装置とをそれらの間の流れの一定容積を
介在して組み合わせて、可変の要求量条件に応答してＰ
ＳＡ循環の所望の制御を行うことによって達成される。
【０００９】本発明の圧力変動吸着法において、窒素製
品（生産物）及び共生産物（ｃｏ−ｐｒｏｄｕｃｔ）
は、少なくとも二つの吸着床を有するＰＳＡ装置におい
て供給空気から窒素を選択的に吸着することにより生産
される。各々の吸着相は、循環基準に従い、以下の工程
を含むプロセスシーケンスを受ける。高い吸着圧力への
再加圧、未吸着の酸素共生産物ガスを床から追い出すた
めの逆流、床から製品窒素ガスを脱着し且つ取り出しそ
して高圧で床を逆流するための置換ガスを提供するため
にブローダウンしそして低い脱着圧力へ排出すること、
再加圧及び／またはブローダウンの前に、必要ならば、
低下した製品要求量の期間を調節するためのパージ及び
ターンダウン。
品（生産物）及び共生産物（ｃｏ−ｐｒｏｄｕｃｔ）
は、少なくとも二つの吸着床を有するＰＳＡ装置におい
て供給空気から窒素を選択的に吸着することにより生産
される。各々の吸着相は、循環基準に従い、以下の工程
を含むプロセスシーケンスを受ける。高い吸着圧力への
再加圧、未吸着の酸素共生産物ガスを床から追い出すた
めの逆流、床から製品窒素ガスを脱着し且つ取り出しそ
して高圧で床を逆流するための置換ガスを提供するため
にブローダウンしそして低い脱着圧力へ排出すること、
再加圧及び／またはブローダウンの前に、必要ならば、
低下した製品要求量の期間を調節するためのパージ及び
ターンダウン。
【００１０】図示した特定のプロセスシーケンスに関し
て、二床ＰＳＡ装置が用いられ、床Ａ及び床Ｂは循環基
準に基づき各々示したシーケンスを受け、一の床は生産
物窒素の回収用に減圧され、一方で、他の床は再加圧さ
れて供給空気から追加量の窒素が選択的に吸着されそし
て酸素共生産物ガスが回収される。それゆえ、床Ａにお
けるプロセスシーケンスの掲載した１０の工程の以下の
説明は、記載したような適当な循環基準に従い、床Ｂに
関してもまた当てはまることが理解されよう。工程１に
おいて、上記床Ａがその高い吸着圧力レベルから中間圧
力レベルにブローダウンすることによって、高圧窒素生
産物は脱着されそして床Ａの供給−生産物（下方）端部
から引き出されて貯蔵される。生産物ガスは床Ａから窒
素貯蔵タンクに流れ、ガスの流量は、床Ａの供給−生産
物端部と上記窒素貯蔵タンクとの間の管のバルブ手段を
ゆっくりと解放することによって安全なレベルで制御さ
れる。
て、二床ＰＳＡ装置が用いられ、床Ａ及び床Ｂは循環基
準に基づき各々示したシーケンスを受け、一の床は生産
物窒素の回収用に減圧され、一方で、他の床は再加圧さ
れて供給空気から追加量の窒素が選択的に吸着されそし
て酸素共生産物ガスが回収される。それゆえ、床Ａにお
けるプロセスシーケンスの掲載した１０の工程の以下の
説明は、記載したような適当な循環基準に従い、床Ｂに
関してもまた当てはまることが理解されよう。工程１に
おいて、上記床Ａがその高い吸着圧力レベルから中間圧
力レベルにブローダウンすることによって、高圧窒素生
産物は脱着されそして床Ａの供給−生産物（下方）端部
から引き出されて貯蔵される。生産物ガスは床Ａから窒
素貯蔵タンクに流れ、ガスの流量は、床Ａの供給−生産
物端部と上記窒素貯蔵タンクとの間の管のバルブ手段を
ゆっくりと解放することによって安全なレベルで制御さ
れる。
【００１１】工程２は、床Ａを上記中間圧力から減圧下
の低いレベルに排出して更に上記床Ａから窒素を脱着し
てそして上記窒素を床Ａの供給−生産物端部から低圧窒
素生産物として引き出すことを含む。かかる窒素を上記
窒素貯蔵タンクんひ送ることができる。かかる窒素を上
記窒素タンクに送ることもできる。床Ａから除去した窒
素の量を、工程２の期間を制御することによって、一定
に保つことができる。
の低いレベルに排出して更に上記床Ａから窒素を脱着し
てそして上記窒素を床Ａの供給−生産物端部から低圧窒
素生産物として引き出すことを含む。かかる窒素を上記
窒素貯蔵タンクんひ送ることができる。かかる窒素を上
記窒素タンクに送ることもできる。床Ａから除去した窒
素の量を、工程２の期間を制御することによって、一定
に保つことができる。
【００１２】工程３において、床Ａの排出が続けられて
上記床は一層低い減圧の、脱着圧力に達し、この工程の
間に床Ａの供給−生産物端部から引き出された窒素ガス
は低圧窒素生産物として回収される。工程２におけるよ
うに、床Ａから引き出されたガスの量は、工程３の期間
を制御することによって一定に保たれる。引き出された
窒素ガスは上記窒素貯蔵タンクに送られるかまたは逆流
としてまたは追い出しガスとして床Ｂに送られる。
上記床は一層低い減圧の、脱着圧力に達し、この工程の
間に床Ａの供給−生産物端部から引き出された窒素ガス
は低圧窒素生産物として回収される。工程２におけるよ
うに、床Ａから引き出されたガスの量は、工程３の期間
を制御することによって一定に保たれる。引き出された
窒素ガスは上記窒素貯蔵タンクに送られるかまたは逆流
としてまたは追い出しガスとして床Ｂに送られる。
【００１３】付加的な量の窒素が工程４の間に床Ａの供
給−生産物端部から引き出され、工程４では酸素パージ
ガスが床Ａのパージー排出（上方）端部に導入される。
従って、引き出した窒素は、逆流または上記床Ｂ内の追
い出しガスとして使用するために床Ｂに送ることができ
または窒素貯蔵タンクに送ることができる。
給−生産物端部から引き出され、工程４では酸素パージ
ガスが床Ａのパージー排出（上方）端部に導入される。
従って、引き出した窒素は、逆流または上記床Ｂ内の追
い出しガスとして使用するために床Ｂに送ることができ
または窒素貯蔵タンクに送ることができる。
【００１４】ターンダウン工程５の間、プロセスシーケ
ンスは踏みとどまり、ガス、すなわち、供給ガス、パー
ジガスまたは逆流ガスは、床Ａに送られず、また、ガス
がそこから引き出されない。窒素貯蔵タンク中に存在す
る窒素の量が適当なプロセスコンピュータ／コントロー
ラ手段によりモニターされる。該手段は関連する容量測
定手段を含む。低減された窒素の使用率、または任意の
上記率の変化が観測されると、コンピュータ／コントロ
ーラ手段が順応して、全プロセス循環時間及び個々の工
程時間をその後に決定された窒素使用率に相当するよう
に自動的に制御する。循環時間は、使用率に反比例して
増加し、すなわち、使用率が低下すると循環時間は増
す。下流での使用のために窒素貯蔵タンクから排出され
た生産物窒素もまたモニターされて、一定の純度の窒素
生産物が供給されることを確認する。プロセスコンピュ
ータ／コントローラ手段がまた順応して、下流での使用
のために一定の純度の窒素製品を一定の圧力で供給する
ために、窒素タンク内に一定の圧力が提供されることを
保証する。ターンダウン工程５の間に、供給ガス、パー
ジガス及び逆流ガスを床に供給し且つそこからガスを引
き出すのに用いられた圧縮器／真空ポンプ手段が調節さ
れて該手段の電力消費を減じ、そうして製品の需要率の
低下に比例して圧縮器の電力の望ましいエネルギー節約
を達成する。
ンスは踏みとどまり、ガス、すなわち、供給ガス、パー
ジガスまたは逆流ガスは、床Ａに送られず、また、ガス
がそこから引き出されない。窒素貯蔵タンク中に存在す
る窒素の量が適当なプロセスコンピュータ／コントロー
ラ手段によりモニターされる。該手段は関連する容量測
定手段を含む。低減された窒素の使用率、または任意の
上記率の変化が観測されると、コンピュータ／コントロ
ーラ手段が順応して、全プロセス循環時間及び個々の工
程時間をその後に決定された窒素使用率に相当するよう
に自動的に制御する。循環時間は、使用率に反比例して
増加し、すなわち、使用率が低下すると循環時間は増
す。下流での使用のために窒素貯蔵タンクから排出され
た生産物窒素もまたモニターされて、一定の純度の窒素
生産物が供給されることを確認する。プロセスコンピュ
ータ／コントローラ手段がまた順応して、下流での使用
のために一定の純度の窒素製品を一定の圧力で供給する
ために、窒素タンク内に一定の圧力が提供されることを
保証する。ターンダウン工程５の間に、供給ガス、パー
ジガス及び逆流ガスを床に供給し且つそこからガスを引
き出すのに用いられた圧縮器／真空ポンプ手段が調節さ
れて該手段の電力消費を減じ、そうして製品の需要率の
低下に比例して圧縮器の電力の望ましいエネルギー節約
を達成する。
【００１５】ターンダウンに続くプロセスシーケンスの
続行され際、床Ａを再加圧するために、酸素ガスを床Ａ
のパージー排出端部から床Ａに送る工程６が供給され
る。プロセスコンピュータ／コントローラ手段が順応し
て、任意の特定のユーザーの要求量レベルにて、全プロ
セス循環時間と適合する所望の循環時間で、酸素を床に
送らせる。この再加圧工程の間、ガスは典型的には床Ａ
から排出されない。
続行され際、床Ａを再加圧するために、酸素ガスを床Ａ
のパージー排出端部から床Ａに送る工程６が供給され
る。プロセスコンピュータ／コントローラ手段が順応し
て、任意の特定のユーザーの要求量レベルにて、全プロ
セス循環時間と適合する所望の循環時間で、酸素を床に
送らせる。この再加圧工程の間、ガスは典型的には床Ａ
から排出されない。
【００１６】工程７において、床Ａの再加圧は、新鮮な
空気を床Ａの供給−生産物端部に導入することによって
持続される。その工程の間に床Ａに送られた供給空気の
量が、この供給空気の再加圧工程の時間を制御すること
により、循環制御装置手段を通じて制御される。この再
加圧工程の間、ガスの床パージー排出端部からの排出は
見られず、こうして床はその高い吸着圧力レベルに再加
圧される。
空気を床Ａの供給−生産物端部に導入することによって
持続される。その工程の間に床Ａに送られた供給空気の
量が、この供給空気の再加圧工程の時間を制御すること
により、循環制御装置手段を通じて制御される。この再
加圧工程の間、ガスの床パージー排出端部からの排出は
見られず、こうして床はその高い吸着圧力レベルに再加
圧される。
【００１７】床Ａが新鮮な空気供給により高い吸着圧力
に再加圧された後、そこから選択的に窒素が吸着されつ
つ、逆流または追い出し窒素ガスは、工程８において、
床の供給−生産物端部に送られて、反対側、すなわち、
パージー排出端部から酸素を追い出す。この目的で用い
た窒素ガスを、窒素貯蔵タンクから引き出すことができ
または床Ｂでの上記工程１、２または３を実施する際の
ように、床Ｂから床Ａに送られることができる。この工
程の間の床から追い出された酸素は好適な酸素貯蔵タン
クに、典型的には利用可能な最高の圧力で蓄積される。
に再加圧された後、そこから選択的に窒素が吸着されつ
つ、逆流または追い出し窒素ガスは、工程８において、
床の供給−生産物端部に送られて、反対側、すなわち、
パージー排出端部から酸素を追い出す。この目的で用い
た窒素ガスを、窒素貯蔵タンクから引き出すことができ
または床Ｂでの上記工程１、２または３を実施する際の
ように、床Ｂから床Ａに送られることができる。この工
程の間の床から追い出された酸素は好適な酸素貯蔵タン
クに、典型的には利用可能な最高の圧力で蓄積される。
【００１８】床Ａの工程９において、追加量の逆流また
は追い出し用窒素を上記床Ａの供給−生産物端部に送
り、付加的な量の酸素を床Ａのパージー排出端部から追
い出す。この工程に間に、床Ａに加えられたかかる追い
出し用窒素の量は、窒素貯蔵タンク中の窒素ガス貯蔵在
庫をモニターしそしてプロセスコンピュータ／コントロ
ーラ手段を用いて上記工程９の循環時間を適宜調節する
ことによって制御する。この工程の間、共生産物酸素
は、共生産物酸素として使用するため、そして上記のよ
うに工程４における酸素パージガスとして及び／または
床Ａまたは床Ｂで実施される通りの工程６における酸素
再加圧ガスとして循環するために、床から好適な酸素貯
蔵タンクに送られる。
は追い出し用窒素を上記床Ａの供給−生産物端部に送
り、付加的な量の酸素を床Ａのパージー排出端部から追
い出す。この工程に間に、床Ａに加えられたかかる追い
出し用窒素の量は、窒素貯蔵タンク中の窒素ガス貯蔵在
庫をモニターしそしてプロセスコンピュータ／コントロ
ーラ手段を用いて上記工程９の循環時間を適宜調節する
ことによって制御する。この工程の間、共生産物酸素
は、共生産物酸素として使用するため、そして上記のよ
うに工程４における酸素パージガスとして及び／または
床Ａまたは床Ｂで実施される通りの工程６における酸素
再加圧ガスとして循環するために、床から好適な酸素貯
蔵タンクに送られる。
【００１９】酸素を床Ａから追い出すための上記逆流工
程の後であって且つ循環ＰＳＡプロセスシーケンスの繰
り返しとして工程１においてそこから窒素ガスを引き出
す前に、工程１０は、上記工程５におけるように、装置
のターンダウンを含む。従って、ターンダウン工程１０
の間でも、ガスは床Ａに送られず、またそこから排出さ
れない。窒素貯蔵タンク中に存在する窒素の量は、この
工程の間に、プロセスコンピュータ／コントローラ手段
によりモニターされる。窒素使用率の低下または上記率
の変化が観測されると、プロセスコンピュータ／コント
ローラ手段は順応して自動的にＰＳＡ循環時間及び工程
時間を調整してその後に決定された窒素の使用量に応答
させる。下流での使用のための、窒素貯蔵タンクから供
給された窒素生産物流れは、望ましくは、低下した需要
の間、所望の製品純度及び圧力で維持されて、一方で、
当該ＰＳＡ法及び装置の実行の際に用いられるこの圧縮
器／真空手段の電力消費が減じられる。
程の後であって且つ循環ＰＳＡプロセスシーケンスの繰
り返しとして工程１においてそこから窒素ガスを引き出
す前に、工程１０は、上記工程５におけるように、装置
のターンダウンを含む。従って、ターンダウン工程１０
の間でも、ガスは床Ａに送られず、またそこから排出さ
れない。窒素貯蔵タンク中に存在する窒素の量は、この
工程の間に、プロセスコンピュータ／コントローラ手段
によりモニターされる。窒素使用率の低下または上記率
の変化が観測されると、プロセスコンピュータ／コント
ローラ手段は順応して自動的にＰＳＡ循環時間及び工程
時間を調整してその後に決定された窒素の使用量に応答
させる。下流での使用のための、窒素貯蔵タンクから供
給された窒素生産物流れは、望ましくは、低下した需要
の間、所望の製品純度及び圧力で維持されて、一方で、
当該ＰＳＡ法及び装置の実行の際に用いられるこの圧縮
器／真空手段の電力消費が減じられる。
【００２０】例示した具体例における発明の循環操作
中、床Ｂは床Ａにて実施されているのと同様のプロセス
シーケンスを受け、床Ｂにてターンダウン工程１０は床
Ａにてターンダウン工程５が起こるのと同時に起こる。
同様に、床Ｂのターンダウン工程５は上記床Ａ中のター
ンダウン工程１０と同時に起きる。さらに、床Ａにて窒
素製品の回収用の工程１−４の間に、床Ｂは床を再加圧
し且つそこから共生産物酸素を追い出すために、工程６
〜９を受けることがわかるであろる。同様に、床Ｂは、
床Ａがその工程６〜９を受ける間、掲載したＰＳＡプロ
セスシーケンスの工程１〜４を受ける。
中、床Ｂは床Ａにて実施されているのと同様のプロセス
シーケンスを受け、床Ｂにてターンダウン工程１０は床
Ａにてターンダウン工程５が起こるのと同時に起こる。
同様に、床Ｂのターンダウン工程５は上記床Ａ中のター
ンダウン工程１０と同時に起きる。さらに、床Ａにて窒
素製品の回収用の工程１−４の間に、床Ｂは床を再加圧
し且つそこから共生産物酸素を追い出すために、工程６
〜９を受けることがわかるであろる。同様に、床Ｂは、
床Ａがその工程６〜９を受ける間、掲載したＰＳＡプロ
セスシーケンスの工程１〜４を受ける。
【００２１】本発明は上記のように２床ＰＳＡ装置中で
通常実施することができるが、本発明は、もし望むなら
ば、３またはそれ以上の床を含むＰＳＡ装置でも実施す
ることができることを理解すべきである。かかる例にお
いて、所望のプロセスシーケンスは、コンピュータ／真
空ポンプ手段がアンロードされている間の例示した循環
工程５及び１０に対応するターンダウン工程を除いて、
生産物窒素が連続的に回収されそして貯蔵タンクに送ら
れかまたは酸素追い出しのために他の床に送られるよう
に所望のプロセスシーケンスが実施される。
通常実施することができるが、本発明は、もし望むなら
ば、３またはそれ以上の床を含むＰＳＡ装置でも実施す
ることができることを理解すべきである。かかる例にお
いて、所望のプロセスシーケンスは、コンピュータ／真
空ポンプ手段がアンロードされている間の例示した循環
工程５及び１０に対応するターンダウン工程を除いて、
生産物窒素が連続的に回収されそして貯蔵タンクに送ら
れかまたは酸素追い出しのために他の床に送られるよう
に所望のプロセスシーケンスが実施される。
【００２２】当業者ならば特許請求の範囲に記載された
発明の範囲を離れることなく発明の詳細な種々の改良を
行うことができることがわかるであろう。従って、窒素
を供給空気の吸着し易い成分として選択的に吸着するこ
とができる、任意の好適な市販の平衡型の吸着材料を本
発明の実施に用いることができる。好ましい吸着剤
は、”Ｘ”ゼオライト、例えば１３Ｘのようなゼオライ
トモレキュラーシーブを含み、一価陽イオン、好ましく
はリチウムと高度に交換された吸着材料または苛性消化
型”Ｘ”材料を含む。
発明の範囲を離れることなく発明の詳細な種々の改良を
行うことができることがわかるであろう。従って、窒素
を供給空気の吸着し易い成分として選択的に吸着するこ
とができる、任意の好適な市販の平衡型の吸着材料を本
発明の実施に用いることができる。好ましい吸着剤
は、”Ｘ”ゼオライト、例えば１３Ｘのようなゼオライ
トモレキュラーシーブを含み、一価陽イオン、好ましく
はリチウムと高度に交換された吸着材料または苛性消化
型”Ｘ”材料を含む。
【００２３】本発明を、特定のブローダウン、排出、再
加圧、逆流シーケンスを用いて例示的な具体例に関して
特に記載してきたが、一層高圧の吸着／一層低圧の脱着
シーケンスを、窒素の使用要求量の変化をモニターする
ための適当なターンダウン工程を伴って、提供するのに
適した任意の他のプロセスシーケンスもまた用いること
ができることが理解されよう。二つのターンダウン工程
が例示のプロセスシーケンスに含まれるが、本発明は窒
素製品の使用要求量が決定される一またはそれ以上のタ
ーンダウン工程を含むプロセス循環にて実行することが
できることを理解すべきである。各々のプロセスサイク
ル中に一以上のかかるターンダウン工程を含めることに
よって、制御方法を一層正確に用いて電力消費を低減し
且つ発明のＰＳＡ法の操作及び装置中の重要なエネルギ
ーの節約を達成することができる。
加圧、逆流シーケンスを用いて例示的な具体例に関して
特に記載してきたが、一層高圧の吸着／一層低圧の脱着
シーケンスを、窒素の使用要求量の変化をモニターする
ための適当なターンダウン工程を伴って、提供するのに
適した任意の他のプロセスシーケンスもまた用いること
ができることが理解されよう。二つのターンダウン工程
が例示のプロセスシーケンスに含まれるが、本発明は窒
素製品の使用要求量が決定される一またはそれ以上のタ
ーンダウン工程を含むプロセス循環にて実行することが
できることを理解すべきである。各々のプロセスサイク
ル中に一以上のかかるターンダウン工程を含めることに
よって、制御方法を一層正確に用いて電力消費を低減し
且つ発明のＰＳＡ法の操作及び装置中の重要なエネルギ
ーの節約を達成することができる。
【００２４】本発明の実施に用いるプロセスコンピュー
タ／コントローラは任意の通常の市販の装置にすること
ができる。該装置に、窒素貯蔵タンクの中のガスの量
を、例えば量的に、測定することによって決定されたよ
うな窒素要求量の変化に従って、床Ａ及びＢからそして
床Ａ及びＢへのガスの送気を制御する出力信号を送るよ
うにプログラムされた慣用型の信号伝達器及びそれに基
づく入力信号を上記プロセスコンピュータに送る設備が
含まれる。上記のように、個々のプロセス工程時間及び
全ＰＳＡ循環時間は窒素製品の生産とその需要が有効に
合致するように変えられる。一定の窒素製品の純度及び
圧力が有効に維持され、一方で、運転コストは、窒素製
品の要求量の変化に応じて上記圧縮器／減圧手段のロー
ド時間分率を変化させて、用いた圧縮器／減圧手段の電
力消費を低減することによって減じられる。こうして、
本発明はサイクル工程時間を、設定された運転条件での
ＰＳＡ装置の運転における所望プロセスシーケンスに適
した時間と、低下した需要条件に適した時間との間で調
節することができ、一方で、所望の窒素製品純度レベル
を維持し且つ低下した要求条件の間、電力消費の低減を
通じた十分なエネルギー節約を達成する。
タ／コントローラは任意の通常の市販の装置にすること
ができる。該装置に、窒素貯蔵タンクの中のガスの量
を、例えば量的に、測定することによって決定されたよ
うな窒素要求量の変化に従って、床Ａ及びＢからそして
床Ａ及びＢへのガスの送気を制御する出力信号を送るよ
うにプログラムされた慣用型の信号伝達器及びそれに基
づく入力信号を上記プロセスコンピュータに送る設備が
含まれる。上記のように、個々のプロセス工程時間及び
全ＰＳＡ循環時間は窒素製品の生産とその需要が有効に
合致するように変えられる。一定の窒素製品の純度及び
圧力が有効に維持され、一方で、運転コストは、窒素製
品の要求量の変化に応じて上記圧縮器／減圧手段のロー
ド時間分率を変化させて、用いた圧縮器／減圧手段の電
力消費を低減することによって減じられる。こうして、
本発明はサイクル工程時間を、設定された運転条件での
ＰＳＡ装置の運転における所望プロセスシーケンスに適
した時間と、低下した需要条件に適した時間との間で調
節することができ、一方で、所望の窒素製品純度レベル
を維持し且つ低下した要求条件の間、電力消費の低減を
通じた十分なエネルギー節約を達成する。
【００２５】空気分離用のＰＳＡ法及び装置を一般的に
用いて、約９７％〜９９．９％の範囲の高純度の窒素及
び３０〜９０％、最も典型的には６０〜８０％の範囲の
純度範囲の酸素共生産物を生産することができる。一層
高い圧力吸着／一層低い圧力吸着サイクルは、望ましく
は、約０〜１．１ｋｇ／ｃｍ ２ Ｇのオーダーの高い吸着
圧力と典型的には約０．１４〜０．５６ｋｇ／ｃｍ ２ Ｇ
の減圧の低い脱着圧力との間で運転されるが、他の圧力
レベルを用いることもできる。
用いて、約９７％〜９９．９％の範囲の高純度の窒素及
び３０〜９０％、最も典型的には６０〜８０％の範囲の
純度範囲の酸素共生産物を生産することができる。一層
高い圧力吸着／一層低い圧力吸着サイクルは、望ましく
は、約０〜１．１ｋｇ／ｃｍ ２ Ｇのオーダーの高い吸着
圧力と典型的には約０．１４〜０．５６ｋｇ／ｃｍ ２ Ｇ
の減圧の低い脱着圧力との間で運転されるが、他の圧力
レベルを用いることもできる。
【００２６】適当な温度調節手段を用いて、所望の吸着
床運転条件の維持を保証し且つＰＳＡ装置中で満足な内
部ガス流量を許容するように温度を制御することができ
る。
床運転条件の維持を保証し且つＰＳＡ装置中で満足な内
部ガス流量を許容するように温度を制御することができ
る。
【００２７】本発明の実施においてターンダウンはＰＳ
Ａ装置における設計フロー条件に基づいて５〜１０％の
レベルにすることができる。ターンダウン条件用の典型
的な効率は１００％フロー−１００％パワー；２０％フ
ロー−３０〜４０％のパワーの程度であると観測され
た。窒素製品に関する需要がない長期間に、製品の純度
は、通常、ＰＳＡ装置を５〜１０％ロード時間率で自動
的に循環することによって維持される。この期間に回収
された窒素ガスを、逆流または排出ガスとして用いるこ
とができ、または望むならば装置から排出することがで
きる。
Ａ装置における設計フロー条件に基づいて５〜１０％の
レベルにすることができる。ターンダウン条件用の典型
的な効率は１００％フロー−１００％パワー；２０％フ
ロー−３０〜４０％のパワーの程度であると観測され
た。窒素製品に関する需要がない長期間に、製品の純度
は、通常、ＰＳＡ装置を５〜１０％ロード時間率で自動
的に循環することによって維持される。この期間に回収
された窒素ガスを、逆流または排出ガスとして用いるこ
とができ、または望むならば装置から排出することがで
きる。
【００２８】窒素貯蔵タンクは一般的に湿気のある製品
窒素を受けるが、管手段を提供して装置から排出される
べき水を集めることができる。密封損失、装置使用及び
逆流ガス循環から回収された窒素を、適当な管手段を通
じて窒素貯蔵タンクに戻すことができ、それによってＰ
ＳＡ装置の全操作中の製品窒素の望ましくない窒素の損
失を最小にする。プロセスコンピュータ／コントローラ
はガス在庫コントローラからの入力により決定されるよ
うなガス貯蔵量の変化に自動的に順応する。窒素貯蔵タ
ンクは固定容量容器にし得るが、本発明の目的には、可
変容量の窒素保存容器を用いるのが一般に好都合であ
る。このためには、容器中に存在するガス容量に応じて
容量変化に適応する柔軟なライナーを窒素貯蔵容器中に
挿入し得る。かかるライナーは、意図された窒素操作条
件下で所望の強度及び透過性を有する、適当な材料、例
えば、繊維強化ポリマー材料で製造し得る。
窒素を受けるが、管手段を提供して装置から排出される
べき水を集めることができる。密封損失、装置使用及び
逆流ガス循環から回収された窒素を、適当な管手段を通
じて窒素貯蔵タンクに戻すことができ、それによってＰ
ＳＡ装置の全操作中の製品窒素の望ましくない窒素の損
失を最小にする。プロセスコンピュータ／コントローラ
はガス在庫コントローラからの入力により決定されるよ
うなガス貯蔵量の変化に自動的に順応する。窒素貯蔵タ
ンクは固定容量容器にし得るが、本発明の目的には、可
変容量の窒素保存容器を用いるのが一般に好都合であ
る。このためには、容器中に存在するガス容量に応じて
容量変化に適応する柔軟なライナーを窒素貯蔵容器中に
挿入し得る。かかるライナーは、意図された窒素操作条
件下で所望の強度及び透過性を有する、適当な材料、例
えば、繊維強化ポリマー材料で製造し得る。
【００２９】本発明は、空気分離用ＰＳＡ技術において
極めて望ましい且つ有用な改良をもたらすことがわかっ
た。本発明は、ＰＳＡ法及び装置を窒素製品の要求量が
低下している間、ターンダウン条件下で有効に運転でき
るようにすることによって、ＰＡＳ技術を高純度の窒素
及び共生産物酸素に関する実際の産業の用途においてし
ばしば出くわす変動する要求条件に一層有効に適応させ
ることができる。
極めて望ましい且つ有用な改良をもたらすことがわかっ
た。本発明は、ＰＳＡ法及び装置を窒素製品の要求量が
低下している間、ターンダウン条件下で有効に運転でき
るようにすることによって、ＰＡＳ技術を高純度の窒素
及び共生産物酸素に関する実際の産業の用途においてし
ばしば出くわす変動する要求条件に一層有効に適応させ
ることができる。
【図１】ターンダウン制御を用いる本発明の二床ＰＳＡ
装置の操作に関するプロセス循環チャートである。
装置の操作に関するプロセス循環チャートである。
Claims (16)
- 【請求項１】 窒素製品及び共生産物である酸素を変動
する要求使用量に応じて配送する窒素製品及び共生産物
酸素を生産するための圧力変動吸着方法であって、上記
製品が、窒素を供給空気の吸着し易い成分として選択的
に吸着することができる少なくとも二つの吸着床を含む
圧力変動吸着装置において生産され、上記床の各々が、
循環基準に従い、高い吸着圧力にて窒素を選択的に吸着
させるために供給空気を床に送りそして窒素を脱着して
上記床から窒素を回収するために上記床を低い脱着圧力
に減圧することを含むプロセスシーケンスを受ける上記
方法において、 （ａ）上記回収された窒素を、該窒素の変動する要求さ
れた下流使用量に対して配給するために、窒素貯蔵容器
に送り、 （ｂ）各床の吸着−脱着プロセスシーケンス中にターン
ダウン期間を設け、該ターンダウン期間中、ガスを床に
送らずまた床から引き出ず、ターンダウン期間を各床で
同時に生じさせ、 （ｃ）上記ターンダウン期間中に窒素貯蔵器をモニター
して窒素要求量の変動を決定して、 （ｄ）プロセスシーケンスに関して全サイクル時間及び
個々のプロセス工程時間を、設定運転条件で所望純度レ
ベルの窒素の生産に適した時間と低下した要求条件下で
実質的に同一純度の窒素を生産するのに適した時間との
間で調節し、 （ｅ）上記低下した要求条件に応答して圧力変動吸着装
置の電力消費を低減することを含み、 それによって、プロセスを、変動する要求条件下で低下
した要求量の運転期間に電力消費のかなりの低減を伴っ
て、一定純度の窒素製品を生産するのに操作することが
できることを特徴とする圧力変動吸着方法。 - 【請求項２】 上記窒素ガス貯蔵器が可変容量容器であ
る請求項１の方法。 - 【請求項３】 上記窒素製品が二床圧力変動吸着装置中
で生産される請求項１の方法。 - 【請求項４】 上記窒素製品が二床圧力変動吸着装置中
で生産される請求項２の方法。 - 【請求項５】 各床における高い吸着圧力−低い脱着圧
力シーケンスが二つのターンダウン期間を含み、一の期
間が低い脱着圧力から各床の再加圧の開始前であって、
他の期間が高い吸着圧力から各床を減圧する前であり、
一の床における再加圧前のターンダウン期間が他の床に
おける脱着前のターンダウン期間と時間的に一致する請
求項４の方法。 - 【請求項６】 上記低い脱着圧力が減圧の脱着圧力を含
む請求項１の方法。 - 【請求項７】 上記低い脱着圧力が減圧の脱着圧力を含
む請求項２の方法。 - 【請求項８】 上記低い脱着圧力が減圧の脱着圧力を含
む請求項５の方法。 - 【請求項９】 各々の床におけるプロセスシケーンス
が、 （ａ）高い吸着圧力から中間圧力レベルへのブローダウ
ンする工程であって、そこで、床の供給−製品端部から
窒素を引き出し、 （ｂ）床を減圧圧力レベルに排出する工程であって、そ
こで、さらに窒素を床の供給−製品端部から引き出し、 （ｃ）床を減圧圧力レベルに持続して排出する工程、 （ｄ）共生産物酸素を床のパージー排出端部に加えるこ
とによるパージ工程であって、そこで、追加量の窒素を
床の供給−製品端部から引き出し、 （ｅ）ガスを床に送らずまた床から引き出さないターン
ダウン工程、 （ｆ）共生産物酸素を床のパージー排出端部に送ること
による床の低い脱着圧力から中間圧力への再加圧工程、 （ｇ）供給空気を床の供給−製品端部に送ることによる
中間圧力から高い吸着圧力への更なる再加圧工程であっ
て、上記供給空気中に存在する窒素を吸着床によって選
択的に吸着し、 （ｈ）窒素ガスを床の供給−製品端部に送って未吸着の
酸素を床のパージー排出端部から追い出すことによる床
の逆流工程、 （ｉ）更なる床の逆流工程及び共生産物酸素を酸素貯蔵
器に送る工程、そして、 （ｊ）ガスを床に送らずまたは床から引き出さないター
ンダウン工程、 を含み、そして一の床における工程（ｉ）が他の床にお
ける工程（ｊ）と時間的に一致させる請求項５の方法。 - 【請求項１０】 窒素製品及び共生産物である酸素を変
動する要求使用量に応じて配送する窒素製品及び生産物
酸素を生産するための圧力変動装置であって、上記装置
が、供給空気の吸着し易い成分として窒素を選択的に吸
着することができる少なくとも二つの吸着床を含み、上
記床の各々が、循環基準に従い、供給空気を高い吸着圧
力にて窒素を選択的に吸着させるために床に送り、そし
て上記床を、窒素を脱着して上記床から窒素を回収する
ために低い脱着圧力に減圧することを含むプロセスシー
ケンスを受ける上記装置であって、 （ａ） 上記装置で回収された一定純度窒素製品を上記
窒素の変動する要求された下流使用量に対して配給する
ための窒素貯蔵器と、 （ｂ） 各床での吸着−脱着プロセスシーケンスを中断
するためのターンダウン手段であって、それゆえターン
ダウン期間中に床にガスが送られずまたは床からガスが
引き出されず、かかるターンダウン期間が各床で同時に
起こる該手段と、 （ｃ） 上記窒素貯蔵器中の窒素容量と窒素要求量の変
化を決定するためのモニター手段と、 （ｄ） プロセスシーケンスに関して、全サイクル時間
及び個々のプロセス工程時間を、設定運転条件で所望純
度レベルの窒素の生産に適した時間と、低下した要求条
件下で実質的に同一純度の窒素を生産するのに適した時
間との間で調節するための制御手段と、 （ｅ） 上記低下した要求条件に応答して圧力変動吸着
装置の電力消費を低減する手段とを含み、 それによって、装置を、変動する要求条件下で、低下し
た要求量の運転期間に電力消費のかなりの低減を伴っ
て、一定純度の窒素製品を生産するように運転すること
ができることを特徴とする圧力変動吸着装置。 - 【請求項１１】 上記窒素貯蔵器が可変容量容器である
請求項１０の装置。 - 【請求項１２】 上記装置が二つの吸着床を含む請求項
１０の装置。 - 【請求項１３】 上記装置が二つの吸着装置を含む請求
項１１の装置。 - 【請求項１４】 上記ターンダウン手段が二つのターン
ダウン期間から構成され、一つの期間が各々の床を低い
脱着圧力から再加圧を始める前の期間であり、他方の期
間が各々の床を高い吸着圧力から減圧する前の期間であ
り、一つの床における再加圧前のターンダウン期間が他
の床における減圧前のターンダウン期間と時間的に一致
する請求項１０の装置。 - 【請求項１５】 上記床を減圧の低い脱着圧力に減圧す
るための減圧手段を含む請求項１０の装置。 - 【請求項１６】 上記窒素貯蔵器が可変容量容器を含
み、上記装置が二つの吸着床を含む請求項１４の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/528,806 US5042994A (en) | 1990-05-25 | 1990-05-25 | Control of pressure swing adsorption operations |
| US528806 | 1990-05-25 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04227813A JPH04227813A (ja) | 1992-08-17 |
| JPH0747103B2 true JPH0747103B2 (ja) | 1995-05-24 |
Family
ID=24107262
Family Applications (1)
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| US5985003A (en) * | 1994-06-02 | 1999-11-16 | Nippon Sanso Corporation | Oxygen production process by pressure swing adsorption separation |
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| US5733359A (en) * | 1996-06-19 | 1998-03-31 | The Boc Group, Inc. | Pressure swing adsorption process turndown control |
| US5912426A (en) * | 1997-01-30 | 1999-06-15 | Praxair Technology, Inc. | System for energy recovery in a vacuum pressure swing adsorption apparatus |
| FR2772637B1 (fr) * | 1997-12-18 | 2000-02-11 | Air Liquide | Procede de separation gazeuse par adsorption avec production a debit variable, notamment pour la production d'oxygene |
| US5989313A (en) * | 1997-12-19 | 1999-11-23 | Praxair Technology, Inc. | Method for operation of an air prepurifier which takes into account inlet air conditions |
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| US4140495A (en) * | 1977-05-27 | 1979-02-20 | Union Carbide Corporation | Turndown control for pressure swing adsorption |
| GB2003742B (en) * | 1977-08-10 | 1982-01-27 | Boc Ltd | Fluid supply system including a pressure-swing adsorption plant |
| CA1099218A (en) * | 1977-10-06 | 1981-04-14 | William P. Myers | Pneumatically actuated electronic control for a fluid mixture adsorption separator |
| DE2823211A1 (de) * | 1978-05-27 | 1979-12-06 | Bayer Antwerpen Nv | Verfahren zum betrieb einer druck- wechsel-adsorptionsanlage |
| US4264340A (en) * | 1979-02-28 | 1981-04-28 | Air Products And Chemicals, Inc. | Vacuum swing adsorption for air fractionation |
| DE2922616C2 (de) * | 1979-06-05 | 1984-09-27 | Pintsch Bamag Gastechnik Gmbh, 6308 Butzbach | Vorrichtung zur Adsorptions-Gastrocknung im kontinuierlichen Wechselbetrieb |
| DE2923325A1 (de) * | 1979-06-08 | 1980-12-11 | Linde Ag | Zyklisches adsorptionsverfahren zum zerlegen eines gasgemisches |
| DE2930782A1 (de) * | 1979-07-28 | 1981-02-12 | Linde Ag | Verfahren zur adsorptiven reinigung oder zerlegung von gasgemischen |
| GB2086258A (en) * | 1980-10-30 | 1982-05-12 | Boc Ltd | Process and apparatus for separation of a gaseous mixture |
| US4648888A (en) * | 1982-07-09 | 1987-03-10 | Hudson Oxygen Therapy Sales Co. | Oxygen concentrator |
| US4643743A (en) * | 1983-02-10 | 1987-02-17 | Union Carbide Corporation | Pressure swing adsorption process for supplying oxygen under variable demand conditions |
| US4539019A (en) * | 1983-09-29 | 1985-09-03 | Air Products & Chemicals, Inc. | Control system for air fractionation by selective adsorption |
| JPS62241524A (ja) * | 1986-04-14 | 1987-10-22 | Kawasaki Steel Corp | 純度安定化に優れる一酸化炭素の分離精製方法 |
| US4673415A (en) * | 1986-05-22 | 1987-06-16 | Vbm Corporation | Oxygen production system with two stage oxygen pressurization |
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| JP2558121B2 (ja) * | 1987-06-30 | 1996-11-27 | 大日本印刷株式会社 | フレネルレンズの製造方法 |
| US4761165A (en) * | 1987-09-01 | 1988-08-02 | Union Carbide Corporation | Pressure swing adsorption control method and apparatus |
| JPS6472908A (en) * | 1987-09-11 | 1989-03-17 | Kobe Steel Ltd | Method for supplying nitrogen from pressure-swinging adsorptive nitrogen generator |
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