JPH08215531A - 吸着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 下降流速の上昇に伴う圧力損失の著しい増大
を低減することができる吸着装置を提供する。 【構成】 周面に貫通孔９ａ，１０ａが複数形成されて
上端側ほど大径となるテーパ状をなした円筒型の仕切外
筒９と仕切内筒１０とで吸着塔１の内部を下部口２側と
上部口３側とに仕切り、仕切外筒９と仕切内筒１０との
間に吸着剤８を充てんすることにより、吸着塔１内を流
れる上昇流及び下降流を吸着剤８の層内に上下方向で均
等に水平方向へ流れるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、混合気体の分離や気体
の精製などに用いられる吸着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】酸素や窒素の製造時などのように、混合
気体の分離や気体の精製などを行う場合には、吸着剤を
吸着塔内に充てんした吸着装置がよく用いられる。この
ような従来の吸着装置を図３に示す。

【０００３】図３に示すように、下部口２２と上部口２
３とを設けた吸着塔２１の内部の下方には、貫通孔２４
ａを複数形成した床板２４が設けられ、当該吸着塔２１
の内部の上方には、貫通孔２５ａを複数形成した天板２
５が設けられている。床板２４の上面及び天板２５の下
面は、金網２６，２７でそれぞれ覆われている。これら
金網２６，２７で囲まれた吸着塔２１の内部には、所定
のガスを吸着する粒状の吸着剤２８が充てんされてい
る。

【０００４】このような吸着装置では、下部口２２から
吸着塔２１内に原料ガスを送り込むと、原料ガスは、床
板２４の貫通孔２４ａ及び金網２６を通り抜けて吸着剤
２８の層内に流れ込み、原料ガス中の所定のガス成分の
みが吸着剤２８に吸着される。吸着されなかったガス
は、金網２７及び天板２５の貫通孔２５ａを通り抜けて
上部口２３から吸着塔２１の外側へ送り出される。

【０００５】このようにして吸着剤２８による所定のガ
ス成分の吸着が飽和状態になったら、原料ガスの送給を
停止する一方、上部口２３から吸着塔２１内にパージガ
スを送り込むことにより、吸着剤２８に吸着された所定
のガス成分を当該吸着剤２８から離脱させ、下部口２２
から吸着塔２１の外側へ送り出して回収する。以上の操
作を繰り返し行うことにより、原料ガスを所定のガス成
分のみに連続して精製することができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前述したような吸着装
置では、原料ガスの供給に伴って吸着塔２１内に発生す
る上昇流の下部口２２側と上部口２３側との流圧の差、
即ち、上昇流の圧力損失よりも、パージガスの供給に伴
って吸着塔２１内に発生する下降流の上部口２３側と下
部口２２側との流圧の差、即ち、下降流の圧力損失の方
が、図４に示すように、高流速になるほど著しく増大し
てしまう。

【０００７】なぜなら、上昇流は、吸着剤２８の層内の
通過の際に吸着剤２８を拡散させるように押し上げるた
め、吸着剤２８の層は、空隙率が大きくなり、上昇流が
通過しやすくなるが、下降流は、吸着剤２８の層内の通
過の際に吸着剤２８を圧縮するように押しつけるため、
吸着剤２８の層は、空隙率が小さくなり、下降流が通過
しにくくなるからである。

【０００８】このため、上昇流及び下降流の速度を速く
して処理時間の短縮を図ろうとしても、下降流では圧力
損失が著しく増大してしまい、逆に効率が悪くなってし
まう。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前述した課題を解決する
ための、本発明による吸着装置は、下部口と上部口とを
備えた円筒状の吸着塔と、前記吸着塔の内部の前記下部
口側と前記上部口側とを仕切るように当該吸着塔の内部
に設けられ、周面に貫通する孔が複数形成されると共
に、当該周面がテーパ状をなす円筒型の仕切外筒と、前
記吸着塔の内部の前記下部口側と前記上部口側とを仕切
るように前記仕切外筒の内側に設けられ、周面に貫通孔
が複数形成されると共に、当該周面が当該仕切外筒の前
記周面に沿うテーパ状をなす円筒型の仕切内筒と、前記
仕切外筒と前記仕切内筒との間に充てんされる吸着剤と
を備えてなることを特徴とする。

【００１０】

【作用】前述したように構成された本発明の吸着装置に
よれば、仕切外筒及び仕切内筒がテーパ状をなしている
ので、下部口または上部口から吸着塔内に送給されたガ
スは、仕切外筒または仕切内筒の各貫通孔内に均等に水
平方向で入り込み、仕切外筒と仕切内筒との間に上下方
向で均等に流入し、吸着剤の層内を水平方向に流れる。
このため、上記ガスの送給に伴って発生した上昇流及び
下降流が吸着剤の層を通する際の当該吸着剤の層の空隙
率は、上昇流と下降流とで等しくなるので、上昇流及び
下降流の圧力損失は等しくなる。

【００１１】

【実施例】本発明による吸着装置の一実施例を図１、２
を用いて説明する。なお、図１は、その構造を表す一部
破断正面図、図２は、その主要部分の外観図である。

【００１２】図１に示すように、円筒状をなす吸着塔１
の下端には、当該吸着塔１の内部と外部とを連通させる
下部口２が設けられている。吸着塔１の上端には、当該
吸着筒１の内部と外部とを連通させる上部口３が設けら
れている。

【００１３】図１に示すように、吸着塔１の内部の下方
中心部分には、当該吸着塔１の内径よりも小径の円板型
をなす床板４が吸着塔１と同軸で配置されており、この
床板４は、その周面が吸着塔１の内周面に複数の支持ビ
ーム４ａを介して支持されている。吸着塔１の内部の上
方には、当該吸着塔１の内径と等しい外径をなす環状の
天板５が嵌合している。この天板５の外周と内周との間
の長さは、上記床板４の半径と同等の大きさをなしてい
る。

【００１４】前記吸着塔１の内部には、図２に示すよう
な、上端側ほど大径となるテーパ状の円筒型の仕切外筒
９が配置されており、この仕切外筒９は、図１に示すよ
うに、その下端が床板４の外周縁部に取り付けられ、そ
の上端が天板５の外周縁部に取り付けられている。仕切
外筒９の内部には、図２に示すような、上端側ほど大径
となるテーパ状の円筒型の仕切内筒１０が配置されてお
り、この仕切内筒１０は、図１に示すように、その下端
が床板４に同軸をなして取り付けられ、その上端が天板
５の内周縁部に取り付けられている。つまり、仕切内筒
１０は、その周面が仕切外筒９の周面と平行をなす一
方、仕切外筒９及び仕切内筒１０は、吸着塔１の内部を
下部口２側と上部口３側とに仕切っているのである。

【００１５】図１，２に示すように、仕切外筒９及び仕
切内筒１０の周面には、内側と外側とを連通する貫通孔
９ａ，１０ａがそれぞれ複数形成されている。仕切外筒
９の内周面及び仕切内筒１０の外周面は、金網６，７で
それぞれ覆われている。図１に示すように、仕切外筒９
と仕切内筒１０との間には、所定のガスを吸着する粒状
の吸着剤８が充てんされている。つまり、吸着剤８の層
は、上端側ほど大径をなすテーパ状の筒型をなし、吸着
塔１の軸心に沿った線と交差するようになっているので
ある。

【００１６】このような吸着装置では、下部口２２から
吸着塔１内に原料ガスを送り込むと、原料ガスは、床板
４の周面と吸着塔１の内周面との間を通って仕切外筒９
の外側に流入する。仕切外筒９の外側に流入した原料ガ
スは、仕切外筒９が前述したようなテーパ状になってい
るため、当該仕切外筒９の各貫通孔９ａ内に均等に水平
方向で入り込み、金網６を介して仕切外筒９と仕切内筒
１０との間に上下方向で均等に流入して、原料ガス中の
所定のガス成分のみが吸着剤８に吸着される。吸着され
なかったガスは、そのまま水平方向に流れ、金網７を介
して仕切内筒１０の貫通孔１０ａから当該仕切内筒１０
の内側に流出し、天板５の中央部分を通り抜けて上部口
３から吸着塔１の外部へ送り出される。

【００１７】一方、上述した吸着操作を終えた後、上部
口３から吸着塔１内にパージガスを送り込むと、パージ
ガスは、天板５の中央部分を通って仕切内筒１０の内側
に流入する。仕切内筒１０の内側に流入したパージガス
は、仕切内筒１０が前述したようなテーパ状になってい
るため、当該仕切内筒１０の各貫通孔１０ａ内に均等に
水平方向で入り込み、金網７を介して仕切内筒１０と仕
切外筒９との間に上下方向で均等に流入して、吸着剤２
８に吸着された所定のガス成分を当該吸着剤２８から離
脱させる。離脱した所定のガス成分は、そのまま水平方
向に流れ、金網６を介して仕切外筒９の貫通孔９ａから
当該仕切外筒９の外側に流出し、床板４の周面と吸着塔
１の内周面との間を通り抜けて下部口２２から吸着塔１
の外部へ送り出され、回収される。

【００１８】つまり、原料ガスの供給に伴って発生する
上昇流及びパージガスの供給に伴って発生する下降流
は、仕切外筒９及び仕切内筒１０が前述したようなテー
パ状になっているため、吸着剤８の層内に上下方向で均
等に流入して水平方向へ流れるのである。このため、上
昇流の通過に伴う吸着剤８の層の空隙率と下降流の通過
に伴う吸着剤８の層の空隙率との差がなくなり、上昇流
の圧力損失と下降流の圧力損失とが等しくなる。よっ
て、下降流の圧力損失が流速の高速化に伴って著しく増
大することはない。

【００１９】従って、上昇流及び下降流の速度を速くし
ても、これらの圧力損失が著しく増大することはないの
で、処理時間の短縮を図ることができる。

【００２０】なお、前述した実施例では、上端側ほど大
径となるテーパ状の円筒型の仕切外筒９及び仕切内筒１
０を用いたが、下端側ほど大径となるテーパ状の円筒側
の仕切外筒及び仕切内筒を用いてもよい。この際には、
床板の形状が環状となり、天板の形状が円板型となる。

【００２１】

【発明の効果】前述したように、本発明による吸着装置
では、仕切外筒及び仕切内筒がテーパ状をなしているの
で、上昇流及び下降流は、吸着剤の層内を上下方向で均
等に水平方向へ流れるようになる。このため、下降流の
圧力損失が流速の高速化に伴って著しく増大することは
なく、上昇流の圧力損失と同等となるので、上昇流及び
下降流の速度を速くして、処理時間の短縮を図ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による吸着装置の一実施例の構造を表す
一部破断正面図である。

【図２】その主要部分の外観図である。

【図３】従来の吸着装置に構造を表す一部破断正面図で
ある。

【図４】従来の吸着装置における上昇流及び下降流の流
速の変化に伴う圧力損失を表すグラフである。

【符号の説明】

１ 吸着塔 ２ 下部口 ３ 上部口 ４ 床板 ５ 天板 ８ 吸着剤 ９ 仕切外筒 １０ 仕切内筒

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下部口と上部口とを備えた円筒状の吸着
   塔と、 前記吸着塔の内部の前記下部口側と前記上部口側とを仕
   切るように当該吸着塔の内部に設けられ、周面に貫通す
   る孔が複数形成されると共に、当該周面がテーパ状をな
   す円筒型の仕切外筒と、 前記吸着塔の内部の前記下部口側と前記上部口側とを仕
   切るように前記仕切外筒の内側に設けられ、周面に貫通
   孔が複数形成されると共に、当該周面が当該仕切外筒の
   前記周面に沿うテーパ状をなす円筒型の仕切内筒と、 前記仕切外筒と前記仕切内筒との間に充てんされる吸着
   剤とを備えてなることを特徴とする吸着装置。