JPS6097020A - 吸着法を使用して一酸化炭素、二酸化炭素及び窒素ガスを含む混合ガス中の一酸化炭素を精製する方法 - Google Patents
吸着法を使用して一酸化炭素、二酸化炭素及び窒素ガスを含む混合ガス中の一酸化炭素を精製する方法Info
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- JPS6097020A JPS6097020A JP58205591A JP20559183A JPS6097020A JP S6097020 A JPS6097020 A JP S6097020A JP 58205591 A JP58205591 A JP 58205591A JP 20559183 A JP20559183 A JP 20559183A JP S6097020 A JPS6097020 A JP S6097020A
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- Y02C20/40—Capture or disposal of greenhouse gases of CO2
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/151—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions, e.g. CO2
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- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
製鉄所副生ガス、特に転炉ガスは一酸化炭素を多量に含
んでおり化学原料ガスとして注目されている。本発明は
主として転炉ガスの様な組成の即ち少なくともＧＯ１Ｃ
０２およびＮ２等を含有するガスを原料として高純度−
酸化炭素ガスを圧力変動式吸着法（ＰＳＡ法）により精
製する方法に関するものである。
んでおり化学原料ガスとして注目されている。本発明は
主として転炉ガスの様な組成の即ち少なくともＧＯ１Ｃ
０２およびＮ２等を含有するガスを原料として高純度−
酸化炭素ガスを圧力変動式吸着法（ＰＳＡ法）により精
製する方法に関するものである。
一酸化炭素の濃縮分離法として深冷分離法と俗液吸収法
とがある。
とがある。
保冷分離法は一１６５℃〜−２１０℃まで冷却し、−酸
化炭素を液化させて分離する方法で一酸化炭素と沸点の
近い窒素に多量に共存する場合は分離が困難で、本方式
には低温と高圧を必要とするため液化設備が高価になる
欠点がある。
化炭素を液化させて分離する方法で一酸化炭素と沸点の
近い窒素に多量に共存する場合は分離が困難で、本方式
には低温と高圧を必要とするため液化設備が高価になる
欠点がある。
溶液吸収法には、調液法とＣ０８ＯＲＢ法とがあり、調
液法はギ酸第一銅のアンモニア水浴液を吸収剤に用いる
方法で、２０℃ １５０〜２００ｋｇ／ｃｒｎ２Ｇ の
高い圧力で行われる。
液法はギ酸第一銅のアンモニア水浴液を吸収剤に用いる
方法で、２０℃ １５０〜２００ｋｇ／ｃｒｎ２Ｇ の
高い圧力で行われる。
又Ｃ０８ＯＲＢ法は、テトラクロロアルミン酸第−銅の
トルエン浴液を吸収剤として用いる方法で約４０℃ ５
．４ ｋｇ／ｃＩｎ２Ｇ で行われるが吸収液は水と反
応するため原料ガス中の水分を１ ｐｐｍ 以下にしな
ければならない。これらの方法は量産を目的とした高濃
度ガスの製造には最適と考えられるが装置が複雑で設備
が高価になる欠点がある。
トルエン浴液を吸収剤として用いる方法で約４０℃ ５
．４ ｋｇ／ｃＩｎ２Ｇ で行われるが吸収液は水と反
応するため原料ガス中の水分を１ ｐｐｍ 以下にしな
ければならない。これらの方法は量産を目的とした高濃
度ガスの製造には最適と考えられるが装置が複雑で設備
が高価になる欠点がある。
しかるに吸着法による一酸化炭素の分離・精製法は使用
する装置自身の経済性や、吸着塔内に充填する吸着剤の
再生可能な点よりみて好ましい方法の一つと考えられる
。
する装置自身の経済性や、吸着塔内に充填する吸着剤の
再生可能な点よりみて好ましい方法の一つと考えられる
。
混合ガスの吸着法（ＰＳＡ法）による吸着分離は公知で
あり、吸着剤に吸着しにくいガス成分（以後難吸着成分
と云う）の回収を目的としたものに特公昭３８−２３９
２８および特公昭４３−１５０４５等が基本発明として
種々公告あるいは出願されている又吸着剤に吸着しやす
いガス成分（以後易吸着成分と云う）を吸着剤に吸着さ
せ脱着して分離回収することにより易吸着成分を高純度
で分離する方法も古くから実施されている。例えばエチ
レンを易吸着成分とした具体例および窒素分離への応用
について等がある。
あり、吸着剤に吸着しにくいガス成分（以後難吸着成分
と云う）の回収を目的としたものに特公昭３８−２３９
２８および特公昭４３−１５０４５等が基本発明として
種々公告あるいは出願されている又吸着剤に吸着しやす
いガス成分（以後易吸着成分と云う）を吸着剤に吸着さ
せ脱着して分離回収することにより易吸着成分を高純度
で分離する方法も古くから実施されている。例えばエチ
レンを易吸着成分とした具体例および窒素分離への応用
について等がある。
従来から行なわれている混合ガス中の吸着剤に易吸着成
分を回収する方法は通常次の操作を含んだものである。
分を回収する方法は通常次の操作を含んだものである。
吸着加圧工程−還流工程−脱着工程を順次繰返すことに
よって吸着剤に易吸着成分に富んだガスを取出すことが
出来る。
よって吸着剤に易吸着成分に富んだガスを取出すことが
出来る。
しかし今回の混合ガスの様に共吸着しやすいガス成分の
一酸化炭素を混合ガスより二酸化炭素及び窒素を除去し
、高濃度の一酸化炭素として回収精製することは行なわ
れていない。
一酸化炭素を混合ガスより二酸化炭素及び窒素を除去し
、高濃度の一酸化炭素として回収精製することは行なわ
れていない。
本出願人は、先に少な（ともｃｏ、 Ｎ２及びＧＯを含
む原料ガスからＰＳＡ法によりＧＯを分離する方法につ
いて出願を行なった（Ｉ￥ｊ願昭５８−１１０．６１．
６号参照）。
む原料ガスからＰＳＡ法によりＧＯを分離する方法につ
いて出願を行なった（Ｉ￥ｊ願昭５８−１１０．６１．
６号参照）。
本発明は特願昭５８−１１０，６４６号の発明の改良に
関する。すなわち本発明では、第１段階として吸着法に
よる二酸化炭素除去段階（以下脱Ｃ０２ＰＳＡという）
を行ない、その脱着操作時に再生パージガスとして脱窒
素段階（以下脱Ｎ２ＰＳＡという）の廃棄ガスを使用し
、更に二酸化炭素の脱着を円滑にするため脱Ｃ０２ＰＳ
Ａ吸着槽を脱Ｎ２ＰＳＡ廃棄ガスを使って加温すること
を組合せ境果二酸化炭素含有量の少い高純度−酸化炭素
を精製できることを見出した。
関する。すなわち本発明では、第１段階として吸着法に
よる二酸化炭素除去段階（以下脱Ｃ０２ＰＳＡという）
を行ない、その脱着操作時に再生パージガスとして脱窒
素段階（以下脱Ｎ２ＰＳＡという）の廃棄ガスを使用し
、更に二酸化炭素の脱着を円滑にするため脱Ｃ０２ＰＳ
Ａ吸着槽を脱Ｎ２ＰＳＡ廃棄ガスを使って加温すること
を組合せ境果二酸化炭素含有量の少い高純度−酸化炭素
を精製できることを見出した。
以下に本発明の詳細な説明する。
本発明は、少なくとも一酸化炭素、二酸化炭素及び窒素
等を含む原料ガスから一酸化炭素を精製する方法におい
て （ａ） 第一段階処理として原料ガス中の００２に対し
選択吸着性を有する吸着剤、例えば活性アルミナ、活性
炭、モレキュラーシーズ、陽イオン置換ぜオライド等の
合成または天然ゼオライトのいずれかまたは複数の組合
せからなる吸着剤を収納した２つ以上の吸着塔を使用し
、その方法は各吸着塔で吸着及び脱着を繰返す圧力変動
式吸着分離によってその原料ガスから二酸化炭素を除去
することからなり、そして ｆｂｌ 第二段階の吸着操作は、第一段階の吸着工程か
ら排出されたガス（以下第一段階製品ガスという）中の
一酸化炭素に対して選択性を有する吸着物質例えば活性
炭、モレキュラーシープ、陽イオン置換ゼオライト等の
合成ゼオライトまたは天然ゼオライトを充填した２つ以
上の吸着塔を使用し、その方法は （１）第一段階製品ガスによる吸着塔の加圧及び吸着工
程、 （１１）その吸着塔の減圧、 （ｌｌ＋１ その吸着塔のノージ、 （１ｖ）製品ガスの脱着からなる少なくとも４工程を定
期的に吸着塔間の流れを変えて、繰返すことからなり第
二段階における二酸化炭素の含有量の少ない廃棄ガスを
加温して第一段階処理における吸着塔の再生工程に利用
することを特徴とする高純度−酸化炭素製造方法に関す
る。
等を含む原料ガスから一酸化炭素を精製する方法におい
て （ａ） 第一段階処理として原料ガス中の００２に対し
選択吸着性を有する吸着剤、例えば活性アルミナ、活性
炭、モレキュラーシーズ、陽イオン置換ぜオライド等の
合成または天然ゼオライトのいずれかまたは複数の組合
せからなる吸着剤を収納した２つ以上の吸着塔を使用し
、その方法は各吸着塔で吸着及び脱着を繰返す圧力変動
式吸着分離によってその原料ガスから二酸化炭素を除去
することからなり、そして ｆｂｌ 第二段階の吸着操作は、第一段階の吸着工程か
ら排出されたガス（以下第一段階製品ガスという）中の
一酸化炭素に対して選択性を有する吸着物質例えば活性
炭、モレキュラーシープ、陽イオン置換ゼオライト等の
合成ゼオライトまたは天然ゼオライトを充填した２つ以
上の吸着塔を使用し、その方法は （１）第一段階製品ガスによる吸着塔の加圧及び吸着工
程、 （１１）その吸着塔の減圧、 （ｌｌ＋１ その吸着塔のノージ、 （１ｖ）製品ガスの脱着からなる少なくとも４工程を定
期的に吸着塔間の流れを変えて、繰返すことからなり第
二段階における二酸化炭素の含有量の少ない廃棄ガスを
加温して第一段階処理における吸着塔の再生工程に利用
することを特徴とする高純度−酸化炭素製造方法に関す
る。
第１段階における原料ガスから二酸化炭素ガスを除去す
る工程は、通常のＰＳＡ法すなわち吸着、減圧、製品ガ
スによるパージおよび製品ガスによる加圧の繰返しによ
り実施しても良く、又他の方法であっても良い。二酸化
炭素を除去する好ましい方法は次の通りである。
る工程は、通常のＰＳＡ法すなわち吸着、減圧、製品ガ
スによるパージおよび製品ガスによる加圧の繰返しによ
り実施しても良く、又他の方法であっても良い。二酸化
炭素を除去する好ましい方法は次の通りである。
二酸化炭素に対して選択性を有する吸着物質を充填した
２つ以上の吸着塔を使用し、その方法は（１）好ましく
は向流方向に第１段陶製品ガスによる吸着塔を加圧する
加圧工程、好ましくは０．２〜３ゆ７ｃｍ２・Ｇまで加
圧する、 （ＩＩ） 原料ガスを吸着塔に流して主として二酸化炭
素を吸着物質に吸着させる吸着工程、ｔｉｉｌ） 好ま
しくは向流方向に次いで吸着を一定圧力まで減圧する減
圧工程、 （１■）次いで、脱Ｎ２ ＰＳＡ装置からの廃棄ガスを
（７） 加温（好ましくは４０〜１００℃の範囲）して吸着塔に
導入し、吸着剤より昇温させる常圧パージ工程、 （ｖ）好ましくは向流方向に吸着塔を大気圧以下に排気
する排気工程、そして （ｖｌ）好ましくは向流方向に脱Ｎ２ＰＳＡ装置の廃棄
ガスを用いて、排気を行ないながらパージする、ノξ−
ジ工程、該廃棄ガスを４０〜１００℃ の範囲に加温し
て用いても良い。
２つ以上の吸着塔を使用し、その方法は（１）好ましく
は向流方向に第１段陶製品ガスによる吸着塔を加圧する
加圧工程、好ましくは０．２〜３ゆ７ｃｍ２・Ｇまで加
圧する、 （ＩＩ） 原料ガスを吸着塔に流して主として二酸化炭
素を吸着物質に吸着させる吸着工程、ｔｉｉｌ） 好ま
しくは向流方向に次いで吸着を一定圧力まで減圧する減
圧工程、 （１■）次いで、脱Ｎ２ ＰＳＡ装置からの廃棄ガスを
（７） 加温（好ましくは４０〜１００℃の範囲）して吸着塔に
導入し、吸着剤より昇温させる常圧パージ工程、 （ｖ）好ましくは向流方向に吸着塔を大気圧以下に排気
する排気工程、そして （ｖｌ）好ましくは向流方向に脱Ｎ２ＰＳＡ装置の廃棄
ガスを用いて、排気を行ないながらパージする、ノξ−
ジ工程、該廃棄ガスを４０〜１００℃ の範囲に加温し
て用いても良い。
から成り、定期的に吸着塔間の流れを変えて、上記操作
を繰返すことから成る方法である。
を繰返すことから成る方法である。
本発明の好ましい第２段階は次の通りである。
第１段階の吸着工程から排出されたガス（以下、第１段
陶製品ガスという）中の一酸化炭素に対して選択性を有
する吸着物質を充填した２つ以上の吸着塔を使用し、そ
の方法は （１） 第１段陶製品ガスにより吸着塔を加圧する加圧
工程、 （１１）さらに第１段陶製品ガスを吸着塔に流して、吸
着塔出口における易吸着成分の濃度が吸着塔人（８）。
陶製品ガスという）中の一酸化炭素に対して選択性を有
する吸着物質を充填した２つ以上の吸着塔を使用し、そ
の方法は （１） 第１段陶製品ガスにより吸着塔を加圧する加圧
工程、 （１１）さらに第１段陶製品ガスを吸着塔に流して、吸
着塔出口における易吸着成分の濃度が吸着塔人（８）。
口における易吸着成分の濃度に達するかあるいは達した
後適当な時間あるいは量まで又は両者の濃度が等しくな
る点の少し前まで吸着剤に易吸着成分を吸着させる吸着
（１）工程、 ｆｉｌ＋＋ 吸着（１）工程終了後、その吸着塔を吸着
圧力と大気圧との間の任意圧力まで減圧する工程、（１
ｖ）減圧工程終了後その吸着塔と真空脱着が終った吸着
塔とを連結し、前者の吸着塔からガスを後者の吸着塔に
導入し、前者の吸着塔の圧力を大気圧又は大気圧近くま
で降下させる減圧放圧工程、この場合両者の圧力がほぼ
同圧となるまで前者の圧力を降下させても良い、又は前
者の圧力を大気圧以上で停止させても良い。
後適当な時間あるいは量まで又は両者の濃度が等しくな
る点の少し前まで吸着剤に易吸着成分を吸着させる吸着
（１）工程、 ｆｉｌ＋＋ 吸着（１）工程終了後、その吸着塔を吸着
圧力と大気圧との間の任意圧力まで減圧する工程、（１
ｖ）減圧工程終了後その吸着塔と真空脱着が終った吸着
塔とを連結し、前者の吸着塔からガスを後者の吸着塔に
導入し、前者の吸着塔の圧力を大気圧又は大気圧近くま
で降下させる減圧放圧工程、この場合両者の圧力がほぼ
同圧となるまで前者の圧力を降下させても良い、又は前
者の圧力を大気圧以上で停止させても良い。
（■）減圧した吸着塔に第２段陶製品ガスを並流に導入
して難吸着成分を／ぐ−ジするパージ工程、この場合吸
着塔上部より流出してくるガスを工程（ｖｌｌ）が終っ
た吸着塔に導入してその吸着塔の加圧に使用してもよい
。
して難吸着成分を／ぐ−ジするパージ工程、この場合吸
着塔上部より流出してくるガスを工程（ｖｌｌ）が終っ
た吸着塔に導入してその吸着塔の加圧に使用してもよい
。
［ｖｌ） パージ工程が終った吸着塔を大気圧以下に排
気して吸着剤に吸着されている易吸着成分を脱着させ製
品ガスを回収する回収工程、及び、（ｖｌｌ 製品ガス
回収が終った吸着塔と吸着（１）工程又は減圧工程が終
った吸着塔とを連結して後者の吸着塔からのガスが前者
の吸着塔に導入する吸着ｆｌｌ）工程、 （ｖｌｌｉ） 他の吸着塔のパージ工程からのガスによ
る吸着（Ｉ）工程、 から成り、定期的に吸着塔間の流れを変えて、上記操作
を繰返すことを特徴とする。
気して吸着剤に吸着されている易吸着成分を脱着させ製
品ガスを回収する回収工程、及び、（ｖｌｌ 製品ガス
回収が終った吸着塔と吸着（１）工程又は減圧工程が終
った吸着塔とを連結して後者の吸着塔からのガスが前者
の吸着塔に導入する吸着ｆｌｌ）工程、 （ｖｌｌｉ） 他の吸着塔のパージ工程からのガスによ
る吸着（Ｉ）工程、 から成り、定期的に吸着塔間の流れを変えて、上記操作
を繰返すことを特徴とする。
本発明の第２段階の好ましい態様について説明する。
この態様の工程（１）は吸着塔に原料ガスを導入する吸
着塔の加圧工程である１、本発明では回収すべきガスは
易吸着成分であるので高い吸着圧は必要ではなく、Ｏｋ
ｇ ／ ｃａｎ ２・０以上であれば良く、一般に１に
９／ｃＩｒＬ２・Ｇ程度の吸着圧で十分であり、それよ
り低い吸着圧であっても良い。
着塔の加圧工程である１、本発明では回収すべきガスは
易吸着成分であるので高い吸着圧は必要ではなく、Ｏｋ
ｇ ／ ｃａｎ ２・０以上であれば良く、一般に１に
９／ｃＩｒＬ２・Ｇ程度の吸着圧で十分であり、それよ
り低い吸着圧であっても良い。
工程（１１）は吸着（１）工程である、吸着塔出口にお
ける易吸着成分（−酸化炭素ガス、二酸化炭素ガス）の
＠度が吸着塔入口における易吸着成分の濃度と等しくな
った点というのは、吸着剤の破過点を意味する。回収す
べき成分が難吸着成分（例えば空気から酸素ガスを分離
する場合においては酸素ガス）であるならば、高純度の
難吸着成分を得るためには破過点よりも上の水準で吸着
工程を終了することが望ましい。しかしこの態様では、
回収すべき成分は易吸着成分であるから破過点または破
過点に達する少し前まで吸着を行なう。さらに破過点を
越える迄吸着７行なっても良い。
ける易吸着成分（−酸化炭素ガス、二酸化炭素ガス）の
＠度が吸着塔入口における易吸着成分の濃度と等しくな
った点というのは、吸着剤の破過点を意味する。回収す
べき成分が難吸着成分（例えば空気から酸素ガスを分離
する場合においては酸素ガス）であるならば、高純度の
難吸着成分を得るためには破過点よりも上の水準で吸着
工程を終了することが望ましい。しかしこの態様では、
回収すべき成分は易吸着成分であるから破過点または破
過点に達する少し前まで吸着を行なう。さらに破過点を
越える迄吸着７行なっても良い。
工程ｆｌ）は、吸着工程終了後吸着圧と大気圧との間の
任意の圧力まで好ましくは並流方向に減圧して吸着塔の
出口附近に残留している難吸着成分を廃棄する。この工
程は必ずしも行なわなくても良い。
任意の圧力まで好ましくは並流方向に減圧して吸着塔の
出口附近に残留している難吸着成分を廃棄する。この工
程は必ずしも行なわなくても良い。
工程（１■）は吸着（１）工程又は減圧工程が終った吸
着塔と真空脱着が終った吸着塔とを連結し、好ましくは
並流方向に前者の吸着塔からガスを後者の吸着塔に導入
し、前者の吸着塔の圧力を大気圧または大気圧近くまで
降下させる。又は両者の吸着塔の圧がほぼ等しくなるま
で前者の圧力を降下させても良い。この工程で吸着塔に
収納されている吸着剤間の空間中のガスが放出され、真
空脱着が終った吸着塔の吸着（Ｉｌ）加圧に使用される
。前者の吸着塔の圧力がほぼ大気圧になるまでこの操作
を維持する。
着塔と真空脱着が終った吸着塔とを連結し、好ましくは
並流方向に前者の吸着塔からガスを後者の吸着塔に導入
し、前者の吸着塔の圧力を大気圧または大気圧近くまで
降下させる。又は両者の吸着塔の圧がほぼ等しくなるま
で前者の圧力を降下させても良い。この工程で吸着塔に
収納されている吸着剤間の空間中のガスが放出され、真
空脱着が終った吸着塔の吸着（Ｉｌ）加圧に使用される
。前者の吸着塔の圧力がほぼ大気圧になるまでこの操作
を維持する。
工程（ｖ）は減圧した吸着塔に並流に製品ガスを導入し
て吸着塔内に残っている難吸着成分（窒素ガス等）をパ
ージする。この場合の製品ガスの導入圧は吸着圧力より
低く、大気圧より高い方が望ましく、この場合ポンプ等
を使用する必要がな（、製品ガスタンクと吸着塔を連結
することＫよってパージを実施する。又このとき吸着塔
出口のパージガス濃度は製品ガス濃度に吸着塔内に残っ
ている難吸着成分が加わるのみで製品ガス濃度より少し
低下するのみで原料混合ガス濃度よりも充分に一酸化炭
素に富んだ部分（製品ガス濃度に近い部分）である。こ
の部分を回収利用して連続的に一酸化炭素ガスを濃縮す
る際の、他塔の加圧用ガス（吸着（ｎｉｌとして使用す
る。このパージガスを利用しなくも良い。
て吸着塔内に残っている難吸着成分（窒素ガス等）をパ
ージする。この場合の製品ガスの導入圧は吸着圧力より
低く、大気圧より高い方が望ましく、この場合ポンプ等
を使用する必要がな（、製品ガスタンクと吸着塔を連結
することＫよってパージを実施する。又このとき吸着塔
出口のパージガス濃度は製品ガス濃度に吸着塔内に残っ
ている難吸着成分が加わるのみで製品ガス濃度より少し
低下するのみで原料混合ガス濃度よりも充分に一酸化炭
素に富んだ部分（製品ガス濃度に近い部分）である。こ
の部分を回収利用して連続的に一酸化炭素ガスを濃縮す
る際の、他塔の加圧用ガス（吸着（ｎｉｌとして使用す
る。このパージガスを利用しなくも良い。
工程（ｖＯは・ξ−ジ工程が終った吸着塔を真空ポンズ
エゼクター、ノロワー等を用いて大気圧以下、好ましく
は３００ Ｔｏｒｒ以下もつとも好ましくは３０〜６０
Ｔｏｒｒの範囲まで排気し、吸着剤に吸着されていた
成分（−酸化炭素ガス等）を脱着させ製品ガスとして回
収する。
エゼクター、ノロワー等を用いて大気圧以下、好ましく
は３００ Ｔｏｒｒ以下もつとも好ましくは３０〜６０
Ｔｏｒｒの範囲まで排気し、吸着剤に吸着されていた
成分（−酸化炭素ガス等）を脱着させ製品ガスとして回
収する。
工程（ｖｉＤは製品回収が終った吸着塔と吸着（１）工
程又は減圧工程が終った吸着塔とを連結し、後者の吸着
塔からのガスによって前者の吸着塔を加圧吸着させる。
程又は減圧工程が終った吸着塔とを連結し、後者の吸着
塔からのガスによって前者の吸着塔を加圧吸着させる。
この工程で前者の吸着塔の圧力は大気圧に達しない。
工程（ｖｉｌｉｌは、他の吸着塔のパージ工程からのガ
スによる吸着（Ｉｌｌかもなる。この工程（ｖｔｌ）は
任意である。
スによる吸着（Ｉｌｌかもなる。この工程（ｖｔｌ）は
任意である。
以下本発明の代表的な具体例である転炉排ガス中の窒素
ガスを除去し、−酸化炭素を分離回収する方法に基づい
て、本発明の詳細な説明するが本発明の方法は、これら
の具体例に限定されるものではない。
ガスを除去し、−酸化炭素を分離回収する方法に基づい
て、本発明の詳細な説明するが本発明の方法は、これら
の具体例に限定されるものではない。
図は吸着法により連続的に転炉排ガスから二酸化炭素と
窒素を除去し、−酸化炭素ガスを分離濃縮するフローシ
ートである。
窒素を除去し、−酸化炭素ガスを分離濃縮するフローシ
ートである。
吸着塔Ａ、Ｂは二酸化炭素を選択的に吸着する吸着剤が
収納されている。吸着塔Ａ、Ｂを真空ポンプを用いて減
圧排気を３００ Ｔｏｒｒ好ましくは６０ Ｔｐｒｒま
で行った後吸着塔Ａを原料ガスで常圧迄加圧しておく。
収納されている。吸着塔Ａ、Ｂを真空ポンプを用いて減
圧排気を３００ Ｔｏｒｒ好ましくは６０ Ｔｐｒｒま
で行った後吸着塔Ａを原料ガスで常圧迄加圧しておく。
この時パルプ（１）以外はすべて閉の状態になっている
。吸着塔Ｂはこのステップでは、まだ真空状態を保持し
ている。吸着塔Ａに原料ガスを導入、吸着圧力０．０１
ｋｇ／ｃｍ２・Ｇかも３．０に９／ｃｍ２・Ｇ好まし
くは０．２１ｇ７ Ｃｍ２・Ｇから１、、 Ｏｋ＋？
／ ｃｙｎ２− Ｇの吸着圧力を保ち、バルブ（２）は
開かれ二酸化炭素と一酸化炭素そのイｔｊｌ、の含有ガ
スも一部は吸着剤に吸着し残りは吸着塔の他の端部より
排出する。一定時間或は一定量の吸着工程終了後原料供
給バルブ（１）及び出ロバルプ（２）は閉じ、バルブ（
３）を開き、吸着塔Ａの塔内圧力を大気圧附近まで減圧
放圧させる。吸着塔Ａが大気圧附近になるとパル／（５
）を開き低圧蒸気を熱源とする熱交換器ＨＥ−１を通し
一定量の加温した脱Ｎ２ＰＳＡ廃棄ガスを吸着塔Ａに導
入し吸着剤を昇温させた後、バルブ（５）は閉じられた
吸着塔下部よりバルブ（４）を開にし真空ポンプを用い
て減圧排気を行い吸着剤に吸着している二酸化炭素成分
を脱着させるこの際の排気圧力は３００ Ｔｏｒｒ好ま
しくは６０ Ｔｏｒｒまで行う。減圧排気が終了すると
バルブ（５）を開にする（この時手動バルブθａでパー
ジガス量を調節する。）ことによって脱Ｎ２装置からの
廃棄ガスを利用して吸着剤に脱着しきれずに吸着してい
る二酸化炭素をパージガスとの同伴脱着により吸着剤よ
り追い出す。この時熱交換器ＨＥ−１はバイパスさせて
も良い。排気パージが終了するとバルブ（４）とバルブ
（５）は閉じられ、バルブ（６）を開にして脱ＣＯ２ガ
ス（吸着塔Ｂ通過ガス）でもって吸着塔内に吸着圧力ま
で加圧を行う。
。吸着塔Ｂはこのステップでは、まだ真空状態を保持し
ている。吸着塔Ａに原料ガスを導入、吸着圧力０．０１
ｋｇ／ｃｍ２・Ｇかも３．０に９／ｃｍ２・Ｇ好まし
くは０．２１ｇ７ Ｃｍ２・Ｇから１、、 Ｏｋ＋？
／ ｃｙｎ２− Ｇの吸着圧力を保ち、バルブ（２）は
開かれ二酸化炭素と一酸化炭素そのイｔｊｌ、の含有ガ
スも一部は吸着剤に吸着し残りは吸着塔の他の端部より
排出する。一定時間或は一定量の吸着工程終了後原料供
給バルブ（１）及び出ロバルプ（２）は閉じ、バルブ（
３）を開き、吸着塔Ａの塔内圧力を大気圧附近まで減圧
放圧させる。吸着塔Ａが大気圧附近になるとパル／（５
）を開き低圧蒸気を熱源とする熱交換器ＨＥ−１を通し
一定量の加温した脱Ｎ２ＰＳＡ廃棄ガスを吸着塔Ａに導
入し吸着剤を昇温させた後、バルブ（５）は閉じられた
吸着塔下部よりバルブ（４）を開にし真空ポンプを用い
て減圧排気を行い吸着剤に吸着している二酸化炭素成分
を脱着させるこの際の排気圧力は３００ Ｔｏｒｒ好ま
しくは６０ Ｔｏｒｒまで行う。減圧排気が終了すると
バルブ（５）を開にする（この時手動バルブθａでパー
ジガス量を調節する。）ことによって脱Ｎ２装置からの
廃棄ガスを利用して吸着剤に脱着しきれずに吸着してい
る二酸化炭素をパージガスとの同伴脱着により吸着剤よ
り追い出す。この時熱交換器ＨＥ−１はバイパスさせて
も良い。排気パージが終了するとバルブ（４）とバルブ
（５）は閉じられ、バルブ（６）を開にして脱ＣＯ２ガ
ス（吸着塔Ｂ通過ガス）でもって吸着塔内に吸着圧力ま
で加圧を行う。
上記操作をそれぞれの吸着塔において順次繰返すことに
よって連続的に吸着剤ＫＣＯ２を吸着させ除去しようと
するものである。一段目の脱ｃＯ２ＰＳＡで二酸化炭素
が除去されたガスは二段目の脱Ｎ２ＰＳＡをもって水素
・酸素・窒素を除去し一一化炭素の濃度を高濃度に濃縮
分離しようとするもので、その方法は吸着塔ＣＤＥＦは
易吸着成分に匁では一酸化炭素と二酸化炭素）を選択的
に吸着する吸着剤が収納されている。吸着塔ＣＤＥＦ
を真空ポンプ（４１）を用いて減圧排気を３００ Ｔｏ
ｒｒ好の）を加圧導入する。再生済の真空状態より昇圧
させるためバルブ（１６）を開くことＫよって行う。こ
のときの昇圧速度はバルブ（＋５）によって調節される
昇圧後バルブａηα槌を開にすると同時にバルブ０６）
は閉になり該混合ガスが吸着塔内を通過する。このとき
吸着剤に易吸着成分である一酸化炭素と二酸化炭素が吸
着され、他のガスは吸着塔内を通過しその一部は脱Ｃ０
２ＰＳＡ装置のパージガスとして加温された上で使用さ
れる。残りは水素、−酸化炭素がまだかなり含まれてい
るので燃料ガス等に再利用するためにタンク（４りに回
収する。
よって連続的に吸着剤ＫＣＯ２を吸着させ除去しようと
するものである。一段目の脱ｃＯ２ＰＳＡで二酸化炭素
が除去されたガスは二段目の脱Ｎ２ＰＳＡをもって水素
・酸素・窒素を除去し一一化炭素の濃度を高濃度に濃縮
分離しようとするもので、その方法は吸着塔ＣＤＥＦは
易吸着成分に匁では一酸化炭素と二酸化炭素）を選択的
に吸着する吸着剤が収納されている。吸着塔ＣＤＥＦ
を真空ポンプ（４１）を用いて減圧排気を３００ Ｔｏ
ｒｒ好の）を加圧導入する。再生済の真空状態より昇圧
させるためバルブ（１６）を開くことＫよって行う。こ
のときの昇圧速度はバルブ（＋５）によって調節される
昇圧後バルブａηα槌を開にすると同時にバルブ０６）
は閉になり該混合ガスが吸着塔内を通過する。このとき
吸着剤に易吸着成分である一酸化炭素と二酸化炭素が吸
着され、他のガスは吸着塔内を通過しその一部は脱Ｃ０
２ＰＳＡ装置のパージガスとして加温された上で使用さ
れる。残りは水素、−酸化炭素がまだかなり含まれてい
るので燃料ガス等に再利用するためにタンク（４りに回
収する。
一定時間或は一定量の吸着工程終了後原料供給バルブ（
ＩＩ’０及び出ロバルプ０７）は閉じ、吸着塔りへの連
結パイプにあるバルブＨな開き、吸着塔Ｃの塔内圧力を
大気圧附近まで減圧放出させ、吸着塔りの吸着剤に減圧
放圧されたガスを吸着させる。吸着塔Ａが大気圧附近に
なると吸着塔内の空隙（吸着剤間の空間）にたまってい
る難吸着成分ガスを追出すために製品ガスタンク（４２
１より）々ルブ（イ）を開いて吸着塔Ｃの下部よりパー
ジ工程を行う。このパージ工程で吸着塔から排出される
ガスを吸着塔りに導入し先の減圧加圧工程に引き続き、
吸着剤に易吸着成分を吸着させる。この時点で吸着塔り
は大気圧近くまで減圧された状態になっている。
ＩＩ’０及び出ロバルプ０７）は閉じ、吸着塔りへの連
結パイプにあるバルブＨな開き、吸着塔Ｃの塔内圧力を
大気圧附近まで減圧放出させ、吸着塔りの吸着剤に減圧
放圧されたガスを吸着させる。吸着塔Ａが大気圧附近に
なると吸着塔内の空隙（吸着剤間の空間）にたまってい
る難吸着成分ガスを追出すために製品ガスタンク（４２
１より）々ルブ（イ）を開いて吸着塔Ｃの下部よりパー
ジ工程を行う。このパージ工程で吸着塔から排出される
ガスを吸着塔りに導入し先の減圧加圧工程に引き続き、
吸着剤に易吸着成分を吸着させる。この時点で吸着塔り
は大気圧近くまで減圧された状態になっている。
パージ工程が終了するとバルブα９及び（頒は閉じられ
吸着塔下部よりバルブ（２１）を開にし真空ポンプを用
いて減圧排気を行い吸着剤に吸着している易吸着成分を
脱着させるこの際の排気圧力は３００Ｔｏｒｒ好ましく
は６０ Ｔｏｒｒまで行って易吸着成分であるＣＯを製
品ガスとして回収するものである。
吸着塔下部よりバルブ（２１）を開にし真空ポンプを用
いて減圧排気を行い吸着剤に吸着している易吸着成分を
脱着させるこの際の排気圧力は３００Ｔｏｒｒ好ましく
は６０ Ｔｏｒｒまで行って易吸着成分であるＣＯを製
品ガスとして回収するものである。
上記操作をそれぞれの吸着塔において順次繰返すことに
よって連続的に吸着剤に易吸着成分であるＣＯガスを吸
着させて分離精製することが出来る。なお（４３は廃ガ
スタンクである。
よって連続的に吸着剤に易吸着成分であるＣＯガスを吸
着させて分離精製することが出来る。なお（４３は廃ガ
スタンクである。
上記の様に一段目の脱００２ ＰＳＡに於いて二酸化炭
素の脱着操作に先だって吸着塔内に熱を与え吸着剤温度
を意識的に高く保つことにより二酸化炭素の脱着速度を
大きくとれる効果が得られ、限られた時間内の操作にお
いて大きな動的吸着容量を確保できる。圧力変動式吸着
分離法は基本的には断熱操作であり系外から与熱した場
合、通過ガスが持去る熱量以外は吸着塔の温度上昇をも
たらす。そしてその温度上昇は吸着塔表面からの放散熱
量の増加とバランスするものである。
素の脱着操作に先だって吸着塔内に熱を与え吸着剤温度
を意識的に高く保つことにより二酸化炭素の脱着速度を
大きくとれる効果が得られ、限られた時間内の操作にお
いて大きな動的吸着容量を確保できる。圧力変動式吸着
分離法は基本的には断熱操作であり系外から与熱した場
合、通過ガスが持去る熱量以外は吸着塔の温度上昇をも
たらす。そしてその温度上昇は吸着塔表面からの放散熱
量の増加とバランスするものである。
しかしながら与熱量が大きい場合には吸着塔の温度上昇
が著しく吸着剤の静的吸着容量の低下が動的吸着容量の
向上効果を上廻り、二酸化炭素吸着分離効果を低下させ
ることになるので吸着塔の吸着、脱着開始温度を２０℃
〜５０℃好ましくは２５〜３５°になる様与熱しなけれ
ばならない。
が著しく吸着剤の静的吸着容量の低下が動的吸着容量の
向上効果を上廻り、二酸化炭素吸着分離効果を低下させ
ることになるので吸着塔の吸着、脱着開始温度を２０℃
〜５０℃好ましくは２５〜３５°になる様与熱しなけれ
ばならない。
従って本発明の効果は冬期に於いて極めて著しくなる。
加熱エネルギー源として大きなポテンシャルを必要とせ
ず、低圧蒸気、温廃水、加熱廃ガス等で充分であり、極
めて安価なユーアイリティーで工業的な実施が可能であ
る。
ず、低圧蒸気、温廃水、加熱廃ガス等で充分であり、極
めて安価なユーアイリティーで工業的な実施が可能であ
る。
又前記具体例に於いては脱着のための減圧操作に先だっ
て脱Ｎ２ＰＳＡ廃棄ガスを昇温し、それをもって吸着塔
を加温したか、同様な効果を得る方法として原料ガスを
加温し吸着塔温度を高くして脱Ｃ０２ＰＳＡを行うこと
も可能である。この場合種々の吸脱着工程の操作時間に
しばられず、しかもより少い加温で済むので、前記方法
に比較しよりポテンシャルの低いエネルギー源で目的を
達することができるが、動的吸着容量の向上は脱着操作
に先だって昇温する方法には及ばない。
て脱Ｎ２ＰＳＡ廃棄ガスを昇温し、それをもって吸着塔
を加温したか、同様な効果を得る方法として原料ガスを
加温し吸着塔温度を高くして脱Ｃ０２ＰＳＡを行うこと
も可能である。この場合種々の吸脱着工程の操作時間に
しばられず、しかもより少い加温で済むので、前記方法
に比較しよりポテンシャルの低いエネルギー源で目的を
達することができるが、動的吸着容量の向上は脱着操作
に先だって昇温する方法には及ばない。
脱Ｃ０２ＰＳＡ再生操作に於いて脱ＮｚＰＳＡ 廃棄ガ
スを加温して導入する操作については吸着塔が常圧にな
るのを待ってから行う必要は必ずしもなく廃棄ガスの圧
力よりも吸着塔圧力が低くなった時点で導入可能であり
、その導入量はガスの加温量と再生操作に於ける許容時
間の制約の中で最適化を行う必要がある。
スを加温して導入する操作については吸着塔が常圧にな
るのを待ってから行う必要は必ずしもなく廃棄ガスの圧
力よりも吸着塔圧力が低くなった時点で導入可能であり
、その導入量はガスの加温量と再生操作に於ける許容時
間の制約の中で最適化を行う必要がある。
本発明による当該脱Ｃ０２ＰＳＡ と二段目の脱Ｎ２Ｐ
ＳＡを組合せることにより一段目の脱Ｃ○２ＰＳＡＣ０
２分離効果を高めることができ、それが２段目の脱Ｎ２
ＰＳＡ廃妻ガス中の二酸化炭素濃度を低く保つことに
なり、当該廃棄ガスによる脱Ｃ０２ＰＳＡ再生操作効果
を更に高めるという極めて大きな相剰効果を得ることが
できた。ひいては二酸化炭素含有量の少い高純度−酸化
炭素ガスの製造と一酸化炭素の回収率を向上させること
ができた。
ＳＡを組合せることにより一段目の脱Ｃ○２ＰＳＡＣ０
２分離効果を高めることができ、それが２段目の脱Ｎ２
ＰＳＡ廃妻ガス中の二酸化炭素濃度を低く保つことに
なり、当該廃棄ガスによる脱Ｃ０２ＰＳＡ再生操作効果
を更に高めるという極めて大きな相剰効果を得ることが
できた。ひいては二酸化炭素含有量の少い高純度−酸化
炭素ガスの製造と一酸化炭素の回収率を向上させること
ができた。
実施例１−４および比較例１
脱Ｃ０２ＰＳＡ操作として「吸着−減圧放圧−常圧パー
ジ−真空排気−パージ−製品加圧」と脱Ｎ２ＰＳＡ操作
として［原料加圧−吸着−減圧加圧（−）−ノξ−ジ加
圧（−）−真空排気−減圧加圧（佳）−パージ加圧（ト
）」のサイクルに基づいて、次の組成の原料ガスから一
酸化炭素の精製を試みた。
ジ−真空排気−パージ−製品加圧」と脱Ｎ２ＰＳＡ操作
として［原料加圧−吸着−減圧加圧（−）−ノξ−ジ加
圧（−）−真空排気−減圧加圧（佳）−パージ加圧（ト
）」のサイクルに基づいて、次の組成の原料ガスから一
酸化炭素の精製を試みた。
ｃｏ Ｎ２ｃｏ２ Ｈ２
８５，８％ ４．０％ ３．６％ ６．６％本発明によ
る実施例は、下表より明らかなように、パージ用廃棄ガ
スを加温しない比較例に比し、ＣＯ線純度よびＧＯ収率
が高いことが明らかである。
る実施例は、下表より明らかなように、パージ用廃棄ガ
スを加温しない比較例に比し、ＣＯ線純度よびＧＯ収率
が高いことが明らかである。
図は本発明を実施するための好ましい態様の装置のフロ
ーシートである。 特許出願人 大阪酸素工業株式会社 ｍ 用璧笑イヒくＰネ東ｊ曳゛金宅り 同 川崎製鉄株式会社 （外４名）
ーシートである。 特許出願人 大阪酸素工業株式会社 ｍ 用璧笑イヒくＰネ東ｊ曳゛金宅り 同 川崎製鉄株式会社 （外４名）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 少なくとも一酸化炭素、二酸化炭素、及び窒素等を含む
原料ガスから一酸化炭素を精製する方法において （ａｔ 第一段階処理として原料ガス中の二酸化炭素に
対して選択吸着性を有する吸着剤を収納した２つ以上の
吸着塔を使用し、その方法は各吸着塔で少なくとも吸着
及び脱着を繰返す圧力変動式吸着分離によってその原料
ガスから二酸化炭素を除去することからなり、そして （ｂ） 第二段階の吸着操作は、第一段階の吸着工程か
ら排出されたガス（以下第一段階製品ガスという）中の
一酸化炭素に対して選択性を有する吸着物質を充填した
２つ以上の吸着塔を使用し、その方法は （１）第一段階製品ガスによる吸着塔の加圧及び吸着工
程、 （１１）その吸着塔の減圧、 Ｉｌ＋１ その吸着塔のパージ、 （１ｖ）製品ガスの脱着からなる少なくとも４工程を定
期的に吸着塔間の流れを変えて、繰返すことからなり第
二段階における二酸化炭素の含有量の少ない廃棄ガスを
加温して第一段階処理における吸着塔の再生工程に利用
することを特徴とする一酸化炭素精製方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58205591A JPS6097020A (ja) | 1983-11-01 | 1983-11-01 | 吸着法を使用して一酸化炭素、二酸化炭素及び窒素ガスを含む混合ガス中の一酸化炭素を精製する方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58205591A JPS6097020A (ja) | 1983-11-01 | 1983-11-01 | 吸着法を使用して一酸化炭素、二酸化炭素及び窒素ガスを含む混合ガス中の一酸化炭素を精製する方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6097020A true JPS6097020A (ja) | 1985-05-30 |
| JPS6139089B2 JPS6139089B2 (ja) | 1986-09-02 |
Family
ID=16509413
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58205591A Granted JPS6097020A (ja) | 1983-11-01 | 1983-11-01 | 吸着法を使用して一酸化炭素、二酸化炭素及び窒素ガスを含む混合ガス中の一酸化炭素を精製する方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6097020A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6245315A (ja) * | 1985-08-12 | 1987-02-27 | リンデ・アクチエンゲゼルシヤフト | 圧力交代吸着方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS543822A (en) * | 1977-06-13 | 1979-01-12 | Kobe Steel Ltd | Glass having lubricating surface for hot extrusion |
| JPS5546208A (en) * | 1978-09-25 | 1980-03-31 | Tokyo Shibaura Electric Co | Glass fiber product for electric insulation |
| JPS5716653A (en) * | 1980-03-21 | 1982-01-28 | Rhone Poulenc Ind | Expansible composition , unmelt preparation and method |
-
1983
- 1983-11-01 JP JP58205591A patent/JPS6097020A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS543822A (en) * | 1977-06-13 | 1979-01-12 | Kobe Steel Ltd | Glass having lubricating surface for hot extrusion |
| JPS5546208A (en) * | 1978-09-25 | 1980-03-31 | Tokyo Shibaura Electric Co | Glass fiber product for electric insulation |
| JPS5716653A (en) * | 1980-03-21 | 1982-01-28 | Rhone Poulenc Ind | Expansible composition , unmelt preparation and method |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6245315A (ja) * | 1985-08-12 | 1987-02-27 | リンデ・アクチエンゲゼルシヤフト | 圧力交代吸着方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6139089B2 (ja) | 1986-09-02 |
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