JPH1176734A - 気体混合物の分離のためのｐｓａ法および装置 - Google Patents
気体混合物の分離のためのｐｓａ法および装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】最適化を最低のコストで可能とする気体分離の
ためのＰＳＡ装置および方法を提供すること。 【解決手段】本発明の装置は吸着装置（１）および３つ
のアウトレット容器（２−４）を包含し、第１（８，
９）および第２（１１，１１）の構造は吸着装置と溶出
容器（２）および再加圧容器（３）のそれぞれとの２方
向性連通を確立し、第３の構造（１４Ａ，１５；１６）
は吸着装置から製造容器への１方向性連通を確立する。
ためのＰＳＡ装置および方法を提供すること。 【解決手段】本発明の装置は吸着装置（１）および３つ
のアウトレット容器（２−４）を包含し、第１（８，
９）および第２（１１，１１）の構造は吸着装置と溶出
容器（２）および再加圧容器（３）のそれぞれとの２方
向性連通を確立し、第３の構造（１４Ａ，１５；１６）
は吸着装置から製造容器への１方向性連通を確立する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本出願は、１９９７年６月９
日のフランス出願第９７０７１１７号に対応し、その開
示は参照によりここに組み込まれる。
日のフランス出願第９７０７１１７号に対応し、その開
示は参照によりここに組み込まれる。
【０００２】本発明は、吸着装置および少なくとも１つ
の出力容器を含む気体混合物の分離のためのＰＳＡ装置
に関する。
の出力容器を含む気体混合物の分離のためのＰＳＡ装置
に関する。
【０００３】
【従来の技術】単一吸着装置のＰＳＡは一般的に、単純
すなわちいわゆる分離タイプの１つの容器、又はこれも
また単純すなわちいわゆる分離タイプの２つの容器を具
備する。特に、米国特許第４，５６１，８６５号（グリ
ーンおよびケロッグ（Ｇｒｅｅｎｅ＆Ｋｅｌｌｏｇ
ｇ））、米国特許第４，９４８，３９１号（バキューム
・オプティックス（Ｖａｃｕｕｍ Ｏｐｔｉｃｓ）
社）、米国特許４，８９２，５６６号（Ａｉｒ Ｓｅ
ｐ． Ｃｏｒｐ．）、米国特許５，３７０，７２８号
（プラクスエアー（Ｐｒａｘａｉｒ））、米国特許第
５，４１５，６８３号（プラクスエアー）、米国特許第
５，５６５，０１８号（プラクスエアー）、ＥＰ０６６
３２２９号（住友精化）、ＥＰ０７４３０８７号（レー
ル・リキード）において例が記載されている。１つの容
器での解決は、装備のコストについては好ましいが、サ
イクルならびに貯蔵される気体の体積の最適化を許さな
い。分離タイプの複数の容器による解決はその様な最適
化を許容するが、きわめて高いコストの価格である。
すなわちいわゆる分離タイプの１つの容器、又はこれも
また単純すなわちいわゆる分離タイプの２つの容器を具
備する。特に、米国特許第４，５６１，８６５号（グリ
ーンおよびケロッグ（Ｇｒｅｅｎｅ＆Ｋｅｌｌｏｇ
ｇ））、米国特許第４，９４８，３９１号（バキューム
・オプティックス（Ｖａｃｕｕｍ Ｏｐｔｉｃｓ）
社）、米国特許４，８９２，５６６号（Ａｉｒ Ｓｅ
ｐ． Ｃｏｒｐ．）、米国特許５，３７０，７２８号
（プラクスエアー（Ｐｒａｘａｉｒ））、米国特許第
５，４１５，６８３号（プラクスエアー）、米国特許第
５，５６５，０１８号（プラクスエアー）、ＥＰ０６６
３２２９号（住友精化）、ＥＰ０７４３０８７号（レー
ル・リキード）において例が記載されている。１つの容
器での解決は、装備のコストについては好ましいが、サ
イクルならびに貯蔵される気体の体積の最適化を許さな
い。分離タイプの複数の容器による解決はその様な最適
化を許容するが、きわめて高いコストの価格である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、その様な最
適化を最低のコストで可能とする、分離のためのＰＳＡ
装置および方法を提供するという目的を有する。
適化を最低のコストで可能とする、分離のためのＰＳＡ
装置および方法を提供するという目的を有する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】このことをなすために、
本発明の１つの側面によれば、装置は、気体混合物の供
給入口および気体出口を有する吸着装置、第３の容器が
入口および気体出口を有する、第１、第２および第３の
容器、吸着装置の出口と第１の容器との間の２方向性連
通を確立するための第１の手段、吸着装置の出口と第２
の容器との間の２方向性連通を確立するための第２の手
段、および吸着装置の出口から第３の容器に向かっての
１方向性連通を確立するための第３の手段を具備する。
本発明の１つの側面によれば、装置は、気体混合物の供
給入口および気体出口を有する吸着装置、第３の容器が
入口および気体出口を有する、第１、第２および第３の
容器、吸着装置の出口と第１の容器との間の２方向性連
通を確立するための第１の手段、吸着装置の出口と第２
の容器との間の２方向性連通を確立するための第２の手
段、および吸着装置の出口から第３の容器に向かっての
１方向性連通を確立するための第３の手段を具備する。
【０００６】本発明のもう一つの側面によれば、その様
な装置を用いることについての方法は、製造、強い加
圧、溶出および再圧縮の連続する工程を具備し、すなわ
ち、製造工程において、吸着装置の出口の気体生成物
は、第２の手段により第２の容器に、および第３の手段
により第３の容器に引き出され、非加圧工程の間に、気
体は吸着装置の出口から第１の手段により第１の容器に
引き出され、および−溶出および再圧縮の工程の間に、
第１および第２の容器からの気体は、第１および第２の
手段のそれぞれにより連続して吸着装置の出口に引き出
される。
な装置を用いることについての方法は、製造、強い加
圧、溶出および再圧縮の連続する工程を具備し、すなわ
ち、製造工程において、吸着装置の出口の気体生成物
は、第２の手段により第２の容器に、および第３の手段
により第３の容器に引き出され、非加圧工程の間に、気
体は吸着装置の出口から第１の手段により第１の容器に
引き出され、および−溶出および再圧縮の工程の間に、
第１および第２の容器からの気体は、第１および第２の
手段のそれぞれにより連続して吸着装置の出口に引き出
される。
【０００７】本発明の他の特徴および利点は、付随する
図面に関連して、いかなる意味でも限定することのない
例示を用いて与えられる、続く態様の記載から明らかに
なるであろう。
図面に関連して、いかなる意味でも限定することのない
例示を用いて与えられる、続く態様の記載から明らかに
なるであろう。
【０００８】
【発明の実施の形態】図１において、吸着装置１および
吸着装置１の出口にそれぞれ接続可能な３つの出口容器
２、３および４を含む典型的には大気空気から酸素を製
造するための気体混合物を分離するためのＰＳＡ装置が
見られ、それはさらにこれからも参照される。吸着装置
１の入口６は、上記の米国特許第４，５６１，８６５号
において開示された誘導バルブまたは上記のＥＰ０７４
３０８７において記載されている可逆的ロータリーマシ
ーンを有する圧縮／吸入ユニット７に接続されている。
吸着装置１の出口にそれぞれ接続可能な３つの出口容器
２、３および４を含む典型的には大気空気から酸素を製
造するための気体混合物を分離するためのＰＳＡ装置が
見られ、それはさらにこれからも参照される。吸着装置
１の入口６は、上記の米国特許第４，５６１，８６５号
において開示された誘導バルブまたは上記のＥＰ０７４
３０８７において記載されている可逆的ロータリーマシ
ーンを有する圧縮／吸入ユニット７に接続されている。
【０００９】第１の容器２は、バルブ９を含むライン８
により出口５に接続されている。第２の容器３は、バル
ブ１１を備えているライン１０により出口５に接続され
ている。
により出口５に接続されている。第２の容器３は、バル
ブ１１を備えているライン１０により出口５に接続され
ている。
【００１０】第３の容器４は、出口１２、すなわちユー
ザーの回路と接続可能な生産物出口および吸着装置１の
出口５に接続された入口１３を含む。図１において破線
において示される態様において、入口１３は、逆止弁１
５を備えた第１の区分１４Ａ、次いで第２の区分１４Ｂ
により出口５に接続される。装置は加えて、第１の
（９）および第２の（１１）連通手段についてのおよび
ユニット７の連続的にプログラム可能な制御手段２０を
具備する。
ザーの回路と接続可能な生産物出口および吸着装置１の
出口５に接続された入口１３を含む。図１において破線
において示される態様において、入口１３は、逆止弁１
５を備えた第１の区分１４Ａ、次いで第２の区分１４Ｂ
により出口５に接続される。装置は加えて、第１の
（９）および第２の（１１）連通手段についてのおよび
ユニット７の連続的にプログラム可能な制御手段２０を
具備する。
【００１１】この装置の操作は、ＰＳＡサイクルの相を
示す図２を参照してこれより記載される。
示す図２を参照してこれより記載される。
【００１２】この図２においてみられるように、サイク
ルは、以下を含む。
ルは、以下を含む。
【００１３】−ａ）系７が吸着装置１に分離されるべき
気体混合物の圧力流を送り込む製造相。分離された製造
気体は第２および第３の容器３および４に持ちこまれる
（バルブ１１は開放し、バルブ９は閉じている）。
気体混合物の圧力流を送り込む製造相。分離された製造
気体は第２および第３の容器３および４に持ちこまれる
（バルブ１１は開放し、バルブ９は閉じている）。
【００１４】−ｂ）製造相ａ)における前述の吸着装置
が第１の並流減圧を受ける工程。純度の低下した分離さ
れた気体は第１の容器２にもたらされる（バルブ９は開
放し、バルブ１１は閉じている）。この相における圧力
は、製造相の終わりで達する圧力より低く、逆止弁１５
は閉じたままでいて減圧気体は製造容器４に達しない。
が第１の並流減圧を受ける工程。純度の低下した分離さ
れた気体は第１の容器２にもたらされる（バルブ９は開
放し、バルブ１１は閉じている）。この相における圧力
は、製造相の終わりで達する圧力より低く、逆止弁１５
は閉じたままでいて減圧気体は製造容器４に達しない。
【００１５】−ｃ）ポンプとして働く系７により補助さ
れてのサイクルの低圧への向流減圧相。
れてのサイクルの低圧への向流減圧相。
【００１６】−ｄ）第１の容器２からの中位の純度の気
体によるサイクルの低圧での溶出相（バルブ９は再開放
される）。
体によるサイクルの低圧での溶出相（バルブ９は再開放
される）。
【００１７】−ｅ）第２の容器３からの高純度の気体に
よる初期並流再加圧相（バルブ１１は開放し、バルブ９
は閉じる）。バルブ１５は容器４における気体の低圧領
域へのあらゆる回帰を防止する。
よる初期並流再加圧相（バルブ１１は開放し、バルブ９
は閉じる）。バルブ１５は容器４における気体の低圧領
域へのあらゆる回帰を防止する。
【００１８】−ｆ）製造気体を除去することなく、分離
されるべき気体混合物による第２の加圧相。
されるべき気体混合物による第２の加圧相。
【００１９】その様な構成は貯蔵容器の寸法を小さくす
ることを可能にする一方、向上した純度で分離された気
体による溶出／再加圧シーケンスを可能にする。
ることを可能にする一方、向上した純度で分離された気
体による溶出／再加圧シーケンスを可能にする。
【００２０】改変として、製造相ａ)の間に連続的にま
ず第１に容器３のみに、そして最終的に容器４のみに製
造気体を送るために、ライン１４Ｂは、逆止弁１５に加
えてまたはその代わりに制御手段２０により制御される
第３の電気バルブ１６を含みうるものであり、そのバル
ブ１６は工程ａ)を過ぎても閉じたまま維持される。
ず第１に容器３のみに、そして最終的に容器４のみに製
造気体を送るために、ライン１４Ｂは、逆止弁１５に加
えてまたはその代わりに制御手段２０により制御される
第３の電気バルブ１６を含みうるものであり、そのバル
ブ１６は工程ａ)を過ぎても閉じたまま維持される。
【００２１】また、改変として、図１上で仮想線として
示されるように、逆止弁１５を含む下流区分１４Ａは、
直接にではなく、しかし第２の容器３およびその接続ラ
イン１０により出口５に接続されうる（ライン１４Ｂの
部分はこの場合において省略される）。
示されるように、逆止弁１５を含む下流区分１４Ａは、
直接にではなく、しかし第２の容器３およびその接続ラ
イン１０により出口５に接続されうる（ライン１４Ｂの
部分はこの場合において省略される）。
【００２２】図３において、この後者の改変により図２
のサイクルから置き換えられたサイクルが示される。
のサイクルから置き換えられたサイクルが示される。
【００２３】製造相ａ)において、製造気体のすべては
小さな第２の容器２に送られ、次いでそこから、第３の
容器４に送られる。相ｅ)において、バルブ１１の開放
とともに第２の容器３において含まれる気体はその初期
向流再加圧のために吸着装置１に戻り、一方向バルブ１
５は第３の容器４における製造気体の上流方向における
あらゆる回帰を防止する。
小さな第２の容器２に送られ、次いでそこから、第３の
容器４に送られる。相ｅ)において、バルブ１１の開放
とともに第２の容器３において含まれる気体はその初期
向流再加圧のために吸着装置１に戻り、一方向バルブ１
５は第３の容器４における製造気体の上流方向における
あらゆる回帰を防止する。
【００２４】改変として、図３において示されるサイク
ルは分離されるべき単一の気体混合物による再加圧の中
間工程ｆ）を含まず、バルブ１１が開放している製造の
相ａ)は、初期再加圧相ｅ）に直接に導かれる。
ルは分離されるべき単一の気体混合物による再加圧の中
間工程ｆ）を含まず、バルブ１１が開放している製造の
相ａ)は、初期再加圧相ｅ）に直接に導かれる。
【００２５】本発明は特定の態様と関連させて記載され
てきたが、それにより限定されるものではなく、対照的
に、当業者にとって明らかになるであろう改変および変
更を許容するものである。
てきたが、それにより限定されるものではなく、対照的
に、当業者にとって明らかになるであろう改変および変
更を許容するものである。
【図１】本発明による３つの容器を有する単一吸着装置
のＰＳＡ装置の模式図である。
のＰＳＡ装置の模式図である。
【図２】本発明によるサイクルの例を示す図である。
【図３】本発明によるサイクルの例を示す図である。
１…吸着装置 ２，３，４…容器 ５…吸着装置の出口 ６…吸着装置の入口 ７…ユニット ８，１０…ライン ９，１１…バルブ １２…容器４の出口 １３…容器４の入口 １５…逆止弁 １６…電気バルブ ２０…制御手段 ａ…製造相 ｂ…並流減圧工程 ｃ…向流減圧相 ｄ…溶出相 ｅ…初期並流再加圧相 ｆ…加圧相
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フィリップ・アンドレアーニ アメリカ合衆国、テキサス州 77077、ヒ ューストン、ウォーウィックシャー・ドラ イブ 1627 (72)発明者 クリスチアン・モネロー フランス国、75011 パリ、リュ・ドゥ・ シャロンヌ 159
Claims (8)
- 【請求項１】 気体混合物を分離するためのＰＳＡ装置
であって、 気体混合物の供給入口および気体出口を有する吸着装
置、 第３の容器が気体用の入口および出口を有する、第１、
第２および第３の容器、 吸着装置の出口と第１の容器との間の２方向性連通を確
立するための第１の手段、 吸着装置の出口と第２の容器との間の２方向性連通を確
立するための第２の手段、および吸着装置の出口から第
３の容器に向かっての１方向性連通を確立するための第
３の手段を具備するＰＳＡ装置。 - 【請求項２】 さらに、第１の手段および、次いで、第
２の手段を連続的に作動させるように、連通を確立する
ために前記第１および第２の手段を制御するための手段
をも具備する請求項１記載の装置。 - 【請求項３】 さらに、第２および第３の手段を連続的
に作動させるように、連通を確立するために第２および
第３の手段についての制御手段を具備する請求項１記載
の装置。 - 【請求項４】 請求項１記載の装置において気体混合物
を分離するためのＰＳＡ法であって、製造、減圧、溶出
および再圧縮の連続する工程を具備し、 製造工程の間に、吸着装置の出口で製造された気体は、
第２の手段により第２の容器に、および第３の手段によ
り第３の容器に引き出され、 再加圧工程の間に、気体は吸着装置の出口から第１の手
段により第１の容器に引き出され、および溶出および再
圧縮の工程の間に、第１および第２の容器からの気体
は、第１および第２の手段のそれぞれにより連続して吸
着装置の出口に引き出されるＰＳＡ法。 - 【請求項５】 減圧工程が低サイクル圧力への向流減圧
の最終工程を具備する請求項４記載の方法。 - 【請求項６】 さらに、分離されるべき単一の気体混合
物による並流再加圧の中間工程をも具備する請求項４記
載の方法。 - 【請求項７】 最終減圧工程が第１の容器への減圧の工
程に連続する請求項４記載の方法。 - 【請求項８】 気体混合物が空気である請求項４記載の
方法。
Applications Claiming Priority (2)
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