JPH084093Y2 - 気体濃縮装置 - Google Patents
気体濃縮装置Info
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- JPH084093Y2 JPH084093Y2 JP12486590U JP12486590U JPH084093Y2 JP H084093 Y2 JPH084093 Y2 JP H084093Y2 JP 12486590 U JP12486590 U JP 12486590U JP 12486590 U JP12486590 U JP 12486590U JP H084093 Y2 JPH084093 Y2 JP H084093Y2
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Landscapes
- Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、圧力スイング式の気体濃縮装置に係り、特
に酸素等の磁化率の高い気体を濃縮するための気体濃縮
装置に関する。
に酸素等の磁化率の高い気体を濃縮するための気体濃縮
装置に関する。
現在、気体濃縮手段としての圧力スイング式（PSA
式）の気体濃縮装置は、酸素、窒素の空気中からの濃
縮、水素の精製等に用いられている。この方法では、深
冷分離法などによる精製方法に比べて、純度を上げるこ
とは困難であるものの、安価にこれらの濃縮気体を提供
することができるため、深冷分離法ほどの高純度を必要
としない分野において広く用いられるようになってき
た。
式）の気体濃縮装置は、酸素、窒素の空気中からの濃
縮、水素の精製等に用いられている。この方法では、深
冷分離法などによる精製方法に比べて、純度を上げるこ
とは困難であるものの、安価にこれらの濃縮気体を提供
することができるため、深冷分離法ほどの高純度を必要
としない分野において広く用いられるようになってき
た。
第３図（ａ）〜（ｃ）はこの従来の圧力スイング式気
体濃縮装置で酸素濃縮気体を得る場合の一例を示す。こ
の気体濃縮装置は、吸着剤を収容する吸着剤11を備え、
この吸着塔11の底部から流入ライン12を通じて圧縮機
（コンプレッサ）13により圧縮空気を供給するようにな
っている。吸着剤としては、酸素よりも窒素の平衡吸着
量を多く示すゼオライト系吸着剤などが用いられてい
る。
体濃縮装置で酸素濃縮気体を得る場合の一例を示す。こ
の気体濃縮装置は、吸着剤を収容する吸着剤11を備え、
この吸着塔11の底部から流入ライン12を通じて圧縮機
（コンプレッサ）13により圧縮空気を供給するようにな
っている。吸着剤としては、酸素よりも窒素の平衡吸着
量を多く示すゼオライト系吸着剤などが用いられてい
る。
この気体濃縮装置においては、圧力スイングサイクル
の吸着期には、第３図（ａ）に示すように圧縮機13によ
り流入ライン12を通じて吸着塔11の底部から圧縮空気を
流入させる。吸着塔11内に導入された圧縮空気は吸着剤
によりその窒素成分が優先的に吸着され、その結果酸素
濃縮気体となる。この酸素濃縮気体は同図（ｂ）に示す
ように、流出ライン14を通じて取り出される。酸素濃縮
気体を取り出した後、吸着塔11の再生期には、２通りの
方法が実用化されている。１つは、同図（ｃ）示すよう
に、流出ライン15を通じて真空ポンプ16等の真空源を用
いて吸着剤に吸着している気体成分（窒素濃縮気体）を
脱着する方法であり、もう１つは、同図（ｄ）に示すよ
うに、流出ライン14および流出ライン17を通じて酸素濃
縮気体を吸着塔11内に流し、これにより吸着成分を洗い
流す方法である。再生された吸着塔11は、再び吸着期に
移行し、このサイクルを繰り返す。
の吸着期には、第３図（ａ）に示すように圧縮機13によ
り流入ライン12を通じて吸着塔11の底部から圧縮空気を
流入させる。吸着塔11内に導入された圧縮空気は吸着剤
によりその窒素成分が優先的に吸着され、その結果酸素
濃縮気体となる。この酸素濃縮気体は同図（ｂ）に示す
ように、流出ライン14を通じて取り出される。酸素濃縮
気体を取り出した後、吸着塔11の再生期には、２通りの
方法が実用化されている。１つは、同図（ｃ）示すよう
に、流出ライン15を通じて真空ポンプ16等の真空源を用
いて吸着剤に吸着している気体成分（窒素濃縮気体）を
脱着する方法であり、もう１つは、同図（ｄ）に示すよ
うに、流出ライン14および流出ライン17を通じて酸素濃
縮気体を吸着塔11内に流し、これにより吸着成分を洗い
流す方法である。再生された吸着塔11は、再び吸着期に
移行し、このサイクルを繰り返す。
しかしながら、従来の圧力スイング式気体濃縮装置に
あっては、再生期において、特に第３図（ｄ）に示した
酸素濃縮気体で吸着成分を洗い流す方法では、吸着成分
の十分な除去が困難であるという問題があった。
あっては、再生期において、特に第３図（ｄ）に示した
酸素濃縮気体で吸着成分を洗い流す方法では、吸着成分
の十分な除去が困難であるという問題があった。
本考案はかかる問題点に鑑みてなされたものであっ
て、その目的は、再生期において吸着気体の除去効率が
向上しうる気体濃縮装置を提供することを目的とする。
て、その目的は、再生期において吸着気体の除去効率が
向上しうる気体濃縮装置を提供することを目的とする。
本考案による気体濃縮装置は、吸着剤が収容される吸
着塔と、この吸着塔内に混合気体を供給する混合気体供
給手段と、前記吸着塔から特定成分が濃縮された非吸着
成分を取り出す非吸着成分取出し手段と、前記非吸着成
分を取り出した後に前記吸着塔内の吸着成分を除去する
吸着成分除去手段とを備えた気体濃縮装置において、前
記吸着塔内に吸着剤とともに磁性物質を分散させて配置
させたものである。
着塔と、この吸着塔内に混合気体を供給する混合気体供
給手段と、前記吸着塔から特定成分が濃縮された非吸着
成分を取り出す非吸着成分取出し手段と、前記非吸着成
分を取り出した後に前記吸着塔内の吸着成分を除去する
吸着成分除去手段とを備えた気体濃縮装置において、前
記吸着塔内に吸着剤とともに磁性物質を分散させて配置
させたものである。
吸着剤としては、たとえば空気から酸素濃縮気体を得
る場合には、窒素の吸着性を大きく示すゼオライト（ア
ルミノシリケート）系吸着剤が用いられる。
る場合には、窒素の吸着性を大きく示すゼオライト（ア
ルミノシリケート）系吸着剤が用いられる。
磁性物質は磁場の影響下の置くことにより磁気を帯び
うる物質であり、この磁性物質よりたとえば酸素が吸引
されることは既に報告されている。この磁性物質として
は、たとえば酸化鉄、四酸化三鉄（マグネタイト）、金
属鉄、鉄含有合金等の鉄および鉄化合物、稀土類−コバ
ルト合金などの物質を挙げることができる。
うる物質であり、この磁性物質よりたとえば酸素が吸引
されることは既に報告されている。この磁性物質として
は、たとえば酸化鉄、四酸化三鉄（マグネタイト）、金
属鉄、鉄含有合金等の鉄および鉄化合物、稀土類−コバ
ルト合金などの物質を挙げることができる。
この磁性物質は吸着剤の間に均一に分散していること
が好ましく、また、この吸着剤と磁性物質とを一緒に燃
結したり、バインダを用いて一体化することがより好ま
しい。これにより磁性物質による効果が一層効果的に発
現される。
が好ましく、また、この吸着剤と磁性物質とを一緒に燃
結したり、バインダを用いて一体化することがより好ま
しい。これにより磁性物質による効果が一層効果的に発
現される。
本考案の気体濃縮装置は、吸着塔内の磁性物質に磁界
を作用させる磁界発生手段をさらに備えており、吸着成
分除去手段により吸着塔内の吸着成分を除去して再生を
行う際に、磁性物質に磁界を作用させるものである。
を作用させる磁界発生手段をさらに備えており、吸着成
分除去手段により吸着塔内の吸着成分を除去して再生を
行う際に、磁性物質に磁界を作用させるものである。
本考案の気体濃縮装置によれば、磁界により、吸着塔
内の磁性物質の周囲には磁場勾配が形成され、その結果
酸素等の磁化率の高い気体が選択的に吸着される。この
ため、吸着剤の表面からは磁界のない場合に比べて窒素
等の磁化率の低い吸着気体が脱着されやすくなり、吸着
気体の除去を効率的に行うことができる。したがって、
磁化率の高い酸素等の気体を濃縮する場合に用いて好適
となる。
内の磁性物質の周囲には磁場勾配が形成され、その結果
酸素等の磁化率の高い気体が選択的に吸着される。この
ため、吸着剤の表面からは磁界のない場合に比べて窒素
等の磁化率の低い吸着気体が脱着されやすくなり、吸着
気体の除去を効率的に行うことができる。したがって、
磁化率の高い酸素等の気体を濃縮する場合に用いて好適
となる。
さらに、本考案の気体濃縮装置においては、吸着剤を
窒素を優先的に吸着する吸着剤とし、濃縮される気体を
酸素とすることにより、酸素濃縮気体を効率的に得るこ
とができ、特に医療用に用いて好適となる。
窒素を優先的に吸着する吸着剤とし、濃縮される気体を
酸素とすることにより、酸素濃縮気体を効率的に得るこ
とができ、特に医療用に用いて好適となる。
以下、本考案の実施例を図面を参照して具体的に説明
する。
する。
第１図は本考案の一実施例に係る圧力スイング式の気
体濃縮装置を示すもである。この気体濃縮装置は、吸着
剤を収容する吸着塔21と、この吸着塔21の外周部に配設
された磁界発生手段としての電磁コイル22を備えてい
る。吸着塔11の底部には圧縮機23によりバッファタンク
24を介して圧縮空気を供給するようになっている。バッ
ファタンク24と吸着塔21の底部との間の流入ライン25に
は開閉バルブ26が設けられている。また、吸着塔21の底
部には流出ライン27が設けられている。流出ライン27に
は開閉弁28が設けられている。吸着塔21の上部には流出
ライン29を介してバッファタンク30に連結され、このバ
ッファタンク30に濃縮気体を収容するようになってい
る。バッファタンク30の流入口側および流出口側にはそ
れぞれ開閉弁31、32が設けられている。
体濃縮装置を示すもである。この気体濃縮装置は、吸着
剤を収容する吸着塔21と、この吸着塔21の外周部に配設
された磁界発生手段としての電磁コイル22を備えてい
る。吸着塔11の底部には圧縮機23によりバッファタンク
24を介して圧縮空気を供給するようになっている。バッ
ファタンク24と吸着塔21の底部との間の流入ライン25に
は開閉バルブ26が設けられている。また、吸着塔21の底
部には流出ライン27が設けられている。流出ライン27に
は開閉弁28が設けられている。吸着塔21の上部には流出
ライン29を介してバッファタンク30に連結され、このバ
ッファタンク30に濃縮気体を収容するようになってい
る。バッファタンク30の流入口側および流出口側にはそ
れぞれ開閉弁31、32が設けられている。
吸着塔21内には、吸着剤33とともに磁性物質34が収容
されている。吸着剤33としては、酸素濃縮気体を得る場
合には酸素より窒素の吸着量を多く示すゼオライト系吸
着剤が用いられる。
されている。吸着剤33としては、酸素濃縮気体を得る場
合には酸素より窒素の吸着量を多く示すゼオライト系吸
着剤が用いられる。
磁性物質34としてはたとえば酸化鉄（FeO）が用いら
れる。
れる。
次に、本実施例の気体濃縮装置により酸素濃縮気体を
得る場合の工程を第２図（ａ）〜（ｃ）を参照して説明
する。なお、この場合には吸着剤としてゼオライト系吸
着剤を用いる。
得る場合の工程を第２図（ａ）〜（ｃ）を参照して説明
する。なお、この場合には吸着剤としてゼオライト系吸
着剤を用いる。
まず、圧力スイングサイクルの吸着期には、開閉弁26
を開成状態、開閉弁28、32をそれぞれ閉成状態とする。
続いて、第２図（ａ）に示すように圧縮機23により流出
ライン25を通じて吸着塔21の底部から圧縮空気を吸着塔
21内に流入させる。圧縮空気が吸着塔21内に流入する
と、その窒素成分が吸着剤33の吸着力により吸着され
る。なお、このとき電磁石22には通電せず、磁性物質34
に対しては磁界をかけない。したがって、吸着塔21から
第２図（ｂ）に示すように流出ライン29を通じて酸素濃
縮気体が流出し、バッファタンク30内に収容される。バ
ッファタンク30内の酸素濃度が基準値に達すると、開閉
弁31を閉成状態とする。
を開成状態、開閉弁28、32をそれぞれ閉成状態とする。
続いて、第２図（ａ）に示すように圧縮機23により流出
ライン25を通じて吸着塔21の底部から圧縮空気を吸着塔
21内に流入させる。圧縮空気が吸着塔21内に流入する
と、その窒素成分が吸着剤33の吸着力により吸着され
る。なお、このとき電磁石22には通電せず、磁性物質34
に対しては磁界をかけない。したがって、吸着塔21から
第２図（ｂ）に示すように流出ライン29を通じて酸素濃
縮気体が流出し、バッファタンク30内に収容される。バ
ッファタンク30内の酸素濃度が基準値に達すると、開閉
弁31を閉成状態とする。
吸着塔21を再生を行う場合には、開閉弁26を閉成状態
とし、開閉弁28を開成状態とする。また、同時に電磁石
22に通電し、吸着塔21内の磁性物質34に磁界をかける。
この状態で、第２図（ｃ）に示すように塔頂より塔底方
向に吸着塔21内の洗い流しを行う。このとき磁界により
吸着塔21内の磁性物質34の周囲には磁場勾配が形成さ
れ、その結果磁化率の高い酸素が選択的に吸着される。
このため、吸着剤33の表面からは磁界のない場合に比べ
て窒素が脱着されやすくなり、効率的に洗い流しが行わ
れる。
とし、開閉弁28を開成状態とする。また、同時に電磁石
22に通電し、吸着塔21内の磁性物質34に磁界をかける。
この状態で、第２図（ｃ）に示すように塔頂より塔底方
向に吸着塔21内の洗い流しを行う。このとき磁界により
吸着塔21内の磁性物質34の周囲には磁場勾配が形成さ
れ、その結果磁化率の高い酸素が選択的に吸着される。
このため、吸着剤33の表面からは磁界のない場合に比べ
て窒素が脱着されやすくなり、効率的に洗い流しが行わ
れる。
このように本実施例の気体濃縮装置では、磁化率の高
い酸素濃縮気体を得る場合に、その再生効率が向上す
る。
い酸素濃縮気体を得る場合に、その再生効率が向上す
る。
なお、上記実施例においては、濃縮対象気体を空気中の
酸素または窒素として説明したが、本考案はこれに限定
するものではなく、その他たとえば各種の化学反応装置
や化学処理装置から取り出された混合気体から酸素また
は窒素を濃縮する場合にも適用できることは勿論であ
る。また、酸素以外のたとえば二酸化窒素、一酸化窒素
などの磁化率の高い気体にも適用可能である。
酸素または窒素として説明したが、本考案はこれに限定
するものではなく、その他たとえば各種の化学反応装置
や化学処理装置から取り出された混合気体から酸素また
は窒素を濃縮する場合にも適用できることは勿論であ
る。また、酸素以外のたとえば二酸化窒素、一酸化窒素
などの磁化率の高い気体にも適用可能である。
以上説明したように本考案の気体濃縮装置によれば、
吸着塔内に吸着剤とともに磁性物質を分散させて配置
し、さらに磁界発生手段を設け、吸着塔の再生期に磁界
を発生するようにしたので、酸素等の磁化率の高い気体
が選択的に吸引され、窒素等の吸着気体が脱着されやす
くなり、吸着気体の除去を容易に行うことができ、再生
効率が向上する。
吸着塔内に吸着剤とともに磁性物質を分散させて配置
し、さらに磁界発生手段を設け、吸着塔の再生期に磁界
を発生するようにしたので、酸素等の磁化率の高い気体
が選択的に吸引され、窒素等の吸着気体が脱着されやす
くなり、吸着気体の除去を容易に行うことができ、再生
効率が向上する。
第１図は本考案の一実施例に係る気体濃縮装置の概略構
成を示す図、第２図（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ第１図の
気体濃縮装置により酸素濃縮気体を得る場合の動作を説
明するための工程図、第３図（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ
従来の気体濃縮装置の圧力スイングサイクルの動作を説
明するための工程図である。 21……吸着塔 22……電磁石 23……圧縮機 24、30……バッファタンク 26、28、31、32……開閉弁 33……吸着剤 34……磁性物質
成を示す図、第２図（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ第１図の
気体濃縮装置により酸素濃縮気体を得る場合の動作を説
明するための工程図、第３図（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ
従来の気体濃縮装置の圧力スイングサイクルの動作を説
明するための工程図である。 21……吸着塔 22……電磁石 23……圧縮機 24、30……バッファタンク 26、28、31、32……開閉弁 33……吸着剤 34……磁性物質
Claims (4)
- 【請求項１】吸着剤が収容される吸着塔と、 この吸着塔内に混合気体を供給する混合気体供給手段
と、 前記吸着塔から特定成分が濃縮された非吸着成分を取り
出す非吸着成分取出し手段と、 前記非吸着成分を取り出した後に前記吸着塔内の吸着成
分を除去する吸着成分除去手段とを備えた気体濃縮装置
において、 前記吸着塔内に吸着剤とともに磁性物質を分散させて配
置したことを特徴とする気体濃縮装置。 - 【請求項２】前記磁性物質と吸着剤とを一体化して分
散、配置してなる請求項１記載の気体濃縮装置。 - 【請求項３】前記吸着成分除去手段により吸着塔内の吸
着成分を除去する際に、前記吸着塔内の磁性物質に磁界
を作用させる磁界発生手段をさらに備えてなる請求項１
または２に記載の気体濃縮装置。 - 【請求項４】吸着剤を窒素を優先的に吸着する吸着剤と
し、濃縮される気体を酸素としてなる請求項３に記載の
気体濃縮装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12486590U JPH084093Y2 (ja) | 1990-11-27 | 1990-11-27 | 気体濃縮装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12486590U JPH084093Y2 (ja) | 1990-11-27 | 1990-11-27 | 気体濃縮装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0481628U JPH0481628U (ja) | 1992-07-16 |
| JPH084093Y2 true JPH084093Y2 (ja) | 1996-02-07 |
Family
ID=31872494
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12486590U Expired - Lifetime JPH084093Y2 (ja) | 1990-11-27 | 1990-11-27 | 気体濃縮装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH084093Y2 (ja) |
-
1990
- 1990-11-27 JP JP12486590U patent/JPH084093Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0481628U (ja) | 1992-07-16 |
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