JPS60239309A

JPS60239309A - アルゴンの回収方法

Info

Publication number: JPS60239309A
Application number: JP59094839A
Authority: JP
Inventors: Masaru Nagano; 長野　優; Masaru Uno; 宇野　優; Kazuo Haruna; 一生春名
Original assignee: Seitetsu Kagaku Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Seika Chemicals Co Ltd
Priority date: 1984-05-11
Filing date: 1984-05-11
Publication date: 1985-11-28

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は吸着剤を利用してアルゴン、−酸化炭素、二醒
化炭素、窒素を含む排ガスからアルゴンを回収する方法
に関する。

高濃度アルゴンを得るには従来法では空気分離によって
液体酸素製造プラントの主精留塔ｒ）酸素留分のうち比
較的アルゴン濃度が高い混合物を抜出し、これを更に精
留することにより粗アルゴンを得る。

支台こ水素ガスを使用し、パラジウムなどの触媒を使用
し酸素除去装置により酸素を除去し１高濃度アルゴンを
得ている。又プレッシャースイングを使用したアルゴン
製造方法としては、液体酸素製造プラントの主精留塔か
ｂの窒素、酸素、アルゴンの組成である排ガスかしアル
ゴンを製造する方法がある。

一方、アルゴン、酸素、−酸化炭素、二酸化炭素、窒素
、水素を含む排ガスからのアルゴン回収方法として特開
昭５０−９８４０４がある。

この方法は一酸化炭素は銅アンモニア溶液で吸収除去し
、二酸化炭素は熱炭酸カリウムで吸収除去している。水
素は燃焼をこより除去しておりプレツンヤースイングと
は全く別方法によるものである。例えば、金属精錬の工
程で使用されたアルゴンをアルゴン、−酸化炭素、二酸
化炭素、窒素系からなる混合ガスからプレッシャースイ
ングで高ｔ　ａ度ｙ）　７　ｔｖ　：／　７を回収する
方法は未だ知られ１いない。

本発明の目的は排ガス中から高濃度アルゴンを回収する
方法を提供するものであり、その要旨はアルゴン、−酸
化炭素、二酸化炭素、窒素を主成分とし、他成分が酸素
、水素の単独又はそれらの組合せのガスが含有されてい
る排ガスを原料ガスとし、ゼオライトモレキュラーシー
プ（以下Ｚ、Ｍ。

Ｓと記す）又はゼオライトモレキュラーシープ勘る吸着
装置を使用し、吸着を大気圧丁で行ない再生を減圧でプ
レッシャースイングを行なうことにより、高濃度アルゴ
ンを回収することを特徴とする高濃度アルゴンの回収方
法である。

本発明によれば、ｆＡ又はアルゴン１０〜３　Ｑ　Ｖｏ
　１％、−酸化炭素１０〜７ｇＶｏ１％、二酸化炭素１
〜２゜Ｖｏ１％、窒素７〜６０ｖｏｔ％の範囲の混合ガ
スを原料とし、充填剤、！：　Ｌ　テＺ、Ｍ、Ｓ　又１
；ｉ　Ｚ、Ｍ、Ｓ　Ｊ６　ヨ／／　Ｃ。

Ｍ、Ｓを充填した少なくとも３塔からなる吸着塔で、ア
ルゴン以外のガスを吸着する吸）ｕ工程、吸着されたガ
スを脱着再生する再生工程、脱着工程を終了した吸着塔
へ製品の一部を送り込み蓄圧する蓄圧工程を順次繰返す
。このときの吸着圧は大気圧から２　ｋｇ　／　Ｃｍ’
　Ｇ　であり、再生工程は４０ｏＴｏｒｒ以下の減圧、
好ましくは８０Ｔｏｒｒ以下り減圧で行なうことにより
回収率が５０％以上で９９％以上の高濃度アルゴンが回
収できる。

又、これらの混合ガスに付加して他成分として水１．　
ｒ俊素、水分が含まれることがあるが、これらのガスの
うち酸素はｒｒｉＪ処理として一酸化炭素又は水素を還
元剤として触媒を使用し、二酸化炭素し、しかも水素の
砥は酸素の量に較べて少軟であるから水素は同時に除去
することができ、−ｍ化炭素が残る。水分は、シリカゲ
ル、アルミナゲル等に吸着させ除去するか又はガスクー
ラーにて除去することができる。

原料ガス中の二酸化炭素が多い場合は、Ｃ，Ｍ、ＳがＺ
ｌＭ、Ｓ　より二酸化炭素の吸・脱着性能に優れている
ことを利用して吸着塔の原料ガス入口側にＣ，Ｍ、Ｓを
出口側にｚ、ｍ、ｓを充填した混合吸着塔で処理するこ
とかでさる。

又アルゴンの回収率を上げる方法として、吸着ガスＤ一
部を吸着終了後、つ吸着塔に送り原料ガスよりアルゴン
リッチのガスを得、このガスを現吸着中の吸着塔に送り
込むリサイクル方法を行うことにより可能である。

この操作により、例えば回収率を５０％のものを７０％
程度に上げることができる。

以下をこ本発明の実施態様を説明する。

第１図は本発明のアルゴン回収方法の一例を示すもので
ある。

原料排ガスはブロワ−ＡによつＣライン１４ヲ通り、大
口弁ｌを経て塔ｌに導入する。塔Ｉ、■および■には細
孔径５ＡのＺ、Ｍ、ｓが充填されている。

塔工に導入された原料ガスはＺ、Ｍ、Ｓにて、Ｎ２　。

ＣＯ、ＣＯ２，が吸腐除去されて壺品Ａｔとなり出口弁
７．ライン１５．ｄ品＋゛ｙ　ｃを経て供給先に送られ
る。

この時、塔■はＺｌＭ、Ｓの再生工程にある。すなわち
、吸着工程が終了したのち、入口弁３．出口弁９が閉じ
られ排出弁６が開かれ、塔■は真空ポンプＪこて所定り
圧まで減圧される。これによって塔ｍ内ノＺ、Ｍ、Ｓ　
ＧコｉＲｔ青すｔｌ、“ｃ　イタＮ２　、　ＣＯ，ＣＯ
２は減圧脱着され塔■の残留ガスとともに排出弁６゜ラ
イン１６．真空ポンプＢを通り、外部に排出される。

一方、塔■は蓄圧工程にある。すなわち再生工程が終了
したのち、排出弁５が閉じられ、蓄圧弁１１が開かれる
。これによって、製品Ａｒの一部が流量調節弁１３．ラ
イン１７を通り塔■は、製品Ａｒでほぼ吸着圧まで蓄圧
され、吸着工程を待つ状態Ｑこある。以下３つの塔Ｉ、
ＩＩ、ＩＩＩを順次切替てゆくことにより、高濃度の製
品Ａｒが連続的に得られることになる。

この方法で、プレッシャースイングを行なった実施例を
次に示す。

実施例１原料ガス組成はアルゴン２３．８Ｖｏ１％、窒ｇ９．９
ｖＯ１％、二酸化ＪＲＡ　１．８　Ｍｏ１％で、ｌｌ、
吸着圧は０．１ｋｇ／Ｃｍ１Ｇ、再生圧は８ＱＴｏｒｒ
、吸ｊＨ時間は１基当９９０秒である。使用した吸着剤
はＺ、Ｍ、Ｓで吸着塔４０、ｇ　ｘ　１６ｇｇ　ｍｍＨ
に充填してプレッシャースイングを行なった。結果を表
１に示した。

実施例２第２図は原料ガス中Ｑこ水素、酸素が含イされている場
合のアルゴンの回収方法の例を示すものである。

アルゴン２３ＶＯ１％、窒括４６Ｖｏ１％、−酸化炭素
２０ＶＯ１％、二酸化炭ｇ　６−Ｍｏ１％、　＃′Ｔ１
素４　Ｍｏ１％、水素ＩＶｏ１％ＤＭｏ１％料ガスの場
合、−酸化炭素。

水素を還元剤とし、白金系の脱酸触媒を充填した脱酸装
＋Ｍ　Ｄを使用し、水素は水しこ、−ｍ化炭素は二酸化
炭素に変えることにより酸素を除去する。

脱酸装置により生成した二能化炭紫は吸着塔にてｉ余去
される。又同様に生成した水分は塔ｌ、■および■に充
填された水分吸Ｉａ剤（アルミナゲル）によりプレッシ
ャースイングを行なうことにより同時に除去した。本実
施例では、脱酸装置を前置した他は実施例１と同じ方法
で処理した。その結果を表１に示した。

実施例３実施例１および２は、Ｚ、Ｍ、Ｓのみを塔１．Ｉ［およ
び■に充填した場合のアルゴンの回収方法について記述
したものである。

さらをこ原料ガスの入口側をこモη則孔径３入のＣ１Ｍ
、Ｓ、出口側にＺ、Ｍ、Ｓを充填し”Ｃアルゴンの回収
を行なった。

その方法は第１図で示した方法であり、塔ｌ。

■およびｍ＋こ充填されている充填剤の購成を下部に’
ニー　Ｃ、Ｍ、Ｓ　３０　Ｍｏ１％、上品（：　Ｚ　、
Ｍ、Ｓ　７０Ｖｏ１％トシタ他は実施例１と同様の方法
で行なった。その結末を表１に示した。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、この発明のアルゴン回収方法を
示す系統図である。Ａ・・・プロワ−Ｂ・・・真空ポンプ　Ｃ・・・製品槽
塔１．ｎ、ｍ・・・吸着塔　Ｄ・・脱酸袋縫表　１

Claims

【特許請求の範囲】

（１）　アルゴン、−酸化炭素、二酸化炭素、窒素を含
む排ガスを原料ガスとし、吸着剤としてゼオライトモレ
キュラシーブまたはゼオ′ライトモレキュラシープおよ
びカーボンモレ午ニラシープを吸着装置に充填してプレ
ッシャースイングを行ない非吸着性であるアルゴンを高
濃度で取得することを特徴とするアルゴンの回収方法。
（２）　ゼオライトモレキュラシープの細孔径が５Ａで
ある特許請求の範囲（１）記載の方法。
（３）　カーボンモレ午ニラシープの細孔径が３人であ
る特許請求の範囲（１）記載の方法。
（４）　少なくとも３塔以上で吸着、脱着、蓄圧の工程
からなる吸着装置でプレッシャースイングを行なう特許
請求の範囲（１）記載の方法。
（５）　プレッシャースイングの吸Ｊ圧が大気圧から２
ｋｇ／Ｃｍ′Ｇである特許請求の範囲（１）または（４
）記載の方法。
（６）　再生圧が４００　Ｔｏｒｒ以下である特許請求
の範囲（１）または（４）記載乃方法。
（７）　原料ガスが酸素または酸素および水素夏含んだ
アルゴン、−酸化炭素、二酸化炭素、窒素の混合排ガス
で、これを脱酸装置で前処理を行なったものである特許
請求の範囲（１）または（４）記載の方法。
（８）　脱着ガスの一部を吸着工程完了後の吸着塔に送
り、これより排出される原料ガス以上の濃度のアＩレゴ
ンガスを吸収工程の他の吸着塔に送り込みアルゴンの回
収量を増加させる特許請求の範囲（１）または（４）記
載の方法。