JPS6125619A - 冷熱を利用した圧力スイング式ガス分離方法 - Google Patents
冷熱を利用した圧力スイング式ガス分離方法Info
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- JPS6125619A JPS6125619A JP14677084A JP14677084A JPS6125619A JP S6125619 A JPS6125619 A JP S6125619A JP 14677084 A JP14677084 A JP 14677084A JP 14677084 A JP14677084 A JP 14677084A JP S6125619 A JPS6125619 A JP S6125619A
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
- Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
- Y02C20/40—Capture or disposal of greenhouse gases of CO2
Landscapes
- 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】
（産業上の利用分野）
本発明は吸着剤を利用したガス分離法に関するもので、
特に圧力スイング式ガス分離法の改良に関するものであ
る。
特に圧力スイング式ガス分離法の改良に関するものであ
る。
（従来の技術）
従来例として、Ｎ！吸着剤としてＮａ４ 型ゼオライ
トを使用し、吸着圧力として１〜３ａｔａ。
トを使用し、吸着圧力として１〜３ａｔａ。
脱着圧力として０．０５〜０．５ ａｔａ 、吸着温度
として１０〜−５０℃の操作条件での空気からの０３製
造を挙げて第２図に従い説明する。
として１０〜−５０℃の操作条件での空気からの０３製
造を挙げて第２図に従い説明する。
第２図に於いて、１は空気圧縮機であり、最高５ ａｔ
ａ近傍に昇圧された空気は流路２を通じて、エアクーラ
３で３０℃前後に冷却され流路４、開状態のバルブ５を
通じて前処理塔６に入る。前処理塔（吸着塔）６及び６
′に社前方半分に脱湿用シリカゲルが、後方半分には０
０ｇ除去用のＭａ−’Ｘ の吸着剤７，７′が充填さ
れており、開状態のバルブ８、流路９を通じて、露点−
７０℃以下００３濃度２ ＰＰｍ以下の清浄空気が流過
する。吸着塔６′に於いては、ノ（ルブＳ／ 、 ａ／
が閉じておりバルブ１０′が開いている為、流路１１、
真空ポンプ１２を通じて吸着剤７′に吸着された１３０
、 ｃｏ！は除去されて吸着能が再生される。
ａ近傍に昇圧された空気は流路２を通じて、エアクーラ
３で３０℃前後に冷却され流路４、開状態のバルブ５を
通じて前処理塔６に入る。前処理塔（吸着塔）６及び６
′に社前方半分に脱湿用シリカゲルが、後方半分には０
０ｇ除去用のＭａ−’Ｘ の吸着剤７，７′が充填さ
れており、開状態のバルブ８、流路９を通じて、露点−
７０℃以下００３濃度２ ＰＰｍ以下の清浄空気が流過
する。吸着塔６′に於いては、ノ（ルブＳ／ 、 ａ／
が閉じておりバルブ１０′が開いている為、流路１１、
真空ポンプ１２を通じて吸着剤７′に吸着された１３０
、 ｃｏ！は除去されて吸着能が再生される。
この方法を交互にくり返すのが圧力スイング法の運転態
様であるが、流路９の後方のＮ３吸着も同様の方法によ
っている。
様であるが、流路９の後方のＮ３吸着も同様の方法によ
っている。
流路９の後方の熱交換器１５、熱交換器１４を通じて冷
却された空気は冷凍機１５で最とも低い温度に冷却され
て流路１６、開状態のバルブ１７を通じて吸着塔１８に
至る。吸着塔１８にａ、Ｎ３吸着剤として使用されるＮ
ａ−” が充填されており、開状態のパルプ２０から
は、空気からＮ雪が除去された高純度−が流路２１に流
遇し、熱交換器１３で入口空気に冷熱回収されて、流路
２２から系外に運ばれる。
却された空気は冷凍機１５で最とも低い温度に冷却され
て流路１６、開状態のバルブ１７を通じて吸着塔１８に
至る。吸着塔１８にａ、Ｎ３吸着剤として使用されるＮ
ａ−” が充填されており、開状態のパルプ２０から
は、空気からＮ雪が除去された高純度−が流路２１に流
遇し、熱交換器１３で入口空気に冷熱回収されて、流路
２２から系外に運ばれる。
一方、吸着塔１８′に関してはバルブ１７′。
２０′が閉じられて訃シ、パルプ２３′が開いて流路２
４、熱交換器１４、流路２５、真空ポンプ２６と通じて
いる。
４、熱交換器１４、流路２５、真空ポンプ２６と通じて
いる。
この為、Ｎ３吸着剤として使用されているＮａ−ｘに吸
着され九Ｎ、は減圧にすると熱交換器１４で入口空気と
冷熱回収された後、真空ポンプ２６で系外に排除される
。
着され九Ｎ、は減圧にすると熱交換器１４で入口空気と
冷熱回収された後、真空ポンプ２６で系外に排除される
。
この操作を吸着塔１８及び１８′について交互に〈シ返
す事で空気から連続的に製品０３をとシ出す事ができる
。
す事で空気から連続的に製品０３をとシ出す事ができる
。
なお、ここで破線で囲んだ部分は吸着塔を低温に保つ為
のコールドボックス２７である。
のコールドボックス２７である。
この方法は、保守性が容易で操作が簡単な為かなシ普及
している。Ｉ ＭＥｌｌ”の０３を製造するに必要な電
気エネルギーはα４〜α６ ｋ’ｑｈであるがその内訳
は第１表のようＫなり、真空ポンプ及び冷凍機の動力が
大きい。
している。Ｉ ＭＥｌｌ”の０３を製造するに必要な電
気エネルギーはα４〜α６ ｋ’ｑｈであるがその内訳
は第１表のようＫなり、真空ポンプ及び冷凍機の動力が
大きい。
第１表 （吸着圧力１．２ ａｔａ、再生圧力０．２
ａｔａ、吸着温度−１５℃） 他に、低温条件と真空再生を使用した圧力スイング式ガ
ス分離例を第２表に示す。
ａｔａ、吸着温度−１５℃） 他に、低温条件と真空再生を使用した圧力スイング式ガ
ス分離例を第２表に示す。
第 ２ 表
又、圧縮機の消費電力を低減するために圧縮機の入口ガ
ス温度を低下させることも知られているが、０℃以下に
冷却すると氷結、ドライアイスの生成の問題があって一
般的には採用されていない。
ス温度を低下させることも知られているが、０℃以下に
冷却すると氷結、ドライアイスの生成の問題があって一
般的には採用されていない。
（発明が解決しようとする問題点）
本発明は、低温吸着、真空再生を併用する圧力スイング
法における従来技術の真空ポンプの消費電力が高いとい
う欠点を解消しうる方法を提供せんとするものである。
法における従来技術の真空ポンプの消費電力が高いとい
う欠点を解消しうる方法を提供せんとするものである。
（問題点を解決するための手段）
本発明は圧力スイング式ガス分離法において、該分離系
と隣接する寒冷源からの冷熱を、凍結の心配のない露点
−７０℃以下の超乾燥ガスの流れる真空ポンプの入口を
冷却して消費電力を大幅に低減するものである。すなわ
ち本発明は大気圧以上の加圧条件で吸着を行ない、大気
圧以下の減圧条件で再生を行なう、圧力スイング式のガ
スの吸着分離方法に於いて、冷熱を発生する隣接するプ
ラントの冷熱の１部を吸着塔の冷却に利用し、更に余剰
の冷熱があれば他を真空ポンプ入口の脱着ガスの冷却に
利用して分離に要する消費電力の低減を図る事を％ｌｋ
とする圧力スイング式ガス分離方法を要旨とするもので
ある。
と隣接する寒冷源からの冷熱を、凍結の心配のない露点
−７０℃以下の超乾燥ガスの流れる真空ポンプの入口を
冷却して消費電力を大幅に低減するものである。すなわ
ち本発明は大気圧以上の加圧条件で吸着を行ない、大気
圧以下の減圧条件で再生を行なう、圧力スイング式のガ
スの吸着分離方法に於いて、冷熱を発生する隣接するプ
ラントの冷熱の１部を吸着塔の冷却に利用し、更に余剰
の冷熱があれば他を真空ポンプ入口の脱着ガスの冷却に
利用して分離に要する消費電力の低減を図る事を％ｌｋ
とする圧力スイング式ガス分離方法を要旨とするもので
ある。
以下、本発明の実施例をあげ、更に詳述する。
実施例１
本発明の一実施例として４吸着剤にＨａ−” 型ゼオラ
イトを使用し、吸着圧力として１．２ ａｔａ。
イトを使用し、吸着圧力として１．２ ａｔａ。
脱着圧力α２ａｔａ、吸着温度−１５℃で操作して空気
から０！を製造する時の隣接するＬＮＧの蒸発時の寒冷
を利用して０ｓＪｌｌ！造装置のＮ２除去用真空ポンプ
を冷却し７かつ入口空気を一１５℃に冷却した実施態様
を第１図に示す。
から０！を製造する時の隣接するＬＮＧの蒸発時の寒冷
を利用して０ｓＪｌｌ！造装置のＮ２除去用真空ポンプ
を冷却し７かつ入口空気を一１５℃に冷却した実施態様
を第１図に示す。
第１図に於ける符号の中筒１図と同一の符号のものは同
一・の部品名称に対応する。
一・の部品名称に対応する。
第１図に於いて流路２５にＬＮＧＮ冷寒５ｏとの熱交換
器２８を設置して真空ポンプの入口を従来の２５℃から
一１６０℃に冷却し又流路１６にもＬＮＧＮ冷寒３０と
の熱交換器２９を設置して第２図に示した冷凍機１５を
省略している。
器２８を設置して真空ポンプの入口を従来の２５℃から
一１６０℃に冷却し又流路１６にもＬＮＧＮ冷寒３０と
の熱交換器２９を設置して第２図に示した冷凍機１５を
省略している。
従来のＩ Ｎｍ”の０８の製造時の消費電力（ｋｗｈ
）と各ユニット毎の電力内訳（チ）とＬＮＧ寒冷熱使用
彼の消費電力（ｋｗｈ ）と電力内訳（チ）を第５表に
示す。
）と各ユニット毎の電力内訳（チ）とＬＮＧ寒冷熱使用
彼の消費電力（ｋｗｈ ）と電力内訳（チ）を第５表に
示す。
第 ３ 表
実施例２
Ｆｅ（ｌｌ）を１４ 含有するＮａ−Ａ 型ゼオライト
を０２吸着剤として使用し、吸着圧力２ａｔａ、再生圧
力α２ ａｔａ 、吸着塔−３０℃で空気からの酸素富
化空気の分離を行なった。
を０２吸着剤として使用し、吸着圧力２ａｔａ、再生圧
力α２ ａｔａ 、吸着塔−３０℃で空気からの酸素富
化空気の分離を行なった。
この場合０．吸着塔の後方からはＮ！又はＮ、富化空気
が高圧で流下し、真空ポンプ側から０冨富化空気が得ら
れる。
が高圧で流下し、真空ポンプ側から０冨富化空気が得ら
れる。
隣接するＬＮＧ冷熱源がない場合１Ｎ−の０１富化空気
（０！濃度８５％）を得るのに０．３５ ｋＷｈ必要と
した。
（０！濃度８５％）を得るのに０．３５ ｋＷｈ必要と
した。
しかしＬＮＧ冷熱源を使用して真空ポンプの入口を冷却
しかつ、塔の冷却を行なう事により１Ｎｍ”の０意富化
空気（０！濃度８５チ）を得るのにα２４ ｋＷｈに低
減し得た。
しかつ、塔の冷却を行なう事により１Ｎｍ”の０意富化
空気（０！濃度８５チ）を得るのにα２４ ｋＷｈに低
減し得た。
消費電力の内訳を第４表に記す。
第 ４ 表
実施例５
ゼオライト系吸着剤としてよく用いられるＮａ−Ａ型ゼ
オライトＦｉ、Ｃ０２Ｎ！２成分系からのＣＯの吸着に
於いて、吸着圧力１〜５ａｔａ、脱着圧力ＣＬ０５〜α
５ ａｔａ 、吸着温度１０−！５０℃で高いＣＯ選択
吸着性を示す。
オライトＦｉ、Ｃ０２Ｎ！２成分系からのＣＯの吸着に
於いて、吸着圧力１〜５ａｔａ、脱着圧力ＣＬ０５〜α
５ ａｔａ 、吸着温度１０−！５０℃で高いＣＯ選択
吸着性を示す。
こ＼では吸着圧力２ａｔａ、脱着圧力０．２ ａｔａ吸
着温度５℃でＣｏ ７０％、Ｎｍ５０％からなる混合
ガスよりのＣＯの回収を試みた。
着温度５℃でＣｏ ７０％、Ｎｍ５０％からなる混合
ガスよりのＣＯの回収を試みた。
その結果９９−以上の濃度に濃縮されたＣＯを真空ポン
プ側から回収できた。
プ側から回収できた。
この時のＩ Ｎｍ”のＣＯの製造に必要な消費電力はα
１５ ｋＷｈであった。
１５ ｋＷｈであった。
しかし隣接するＩＪＧ冷熱源を利用して真空ポンプ入口
を冷却しかつ吸着塔の冷却にも使用する事によシ、ＩＮ
ｍ”のＣＯの製造に必要な消費電力をα１０５ ｋＷｈ
に低減し得た。
を冷却しかつ吸着塔の冷却にも使用する事によシ、ＩＮ
ｍ”のＣＯの製造に必要な消費電力をα１０５ ｋＷｈ
に低減し得た。
実施例４
実施例１で示したＩＪａ−ｘ 型ゼオライトをＮ２吸
着剤として使用し、吸着圧力１．２ ａｔａ 、脱着圧
力０．２ ａｔａ 、吸着温度−１５℃で操作して、０
□濃度ｑ ｓ、 ａ ％ （残ガスＡｒ ） の０２
を１１００ＯＮ”−０霊／ｈ で製造するプラントに
、隣接する液体０！ホールダから０！濃度ｑ ９． ｂ
％の液体０！を本プラントに１． ＯＱ ＯＮｍ”−
ｏ！／ｈの流量で導びき液酸の気化を本プラントの入口
空気１５００ｌｍ’ ／ ｈとの熱交換により行ない下
記の良好な結果を得た。
着剤として使用し、吸着圧力１．２ ａｔａ 、脱着圧
力０．２ ａｔａ 、吸着温度−１５℃で操作して、０
□濃度ｑ ｓ、 ａ ％ （残ガスＡｒ ） の０２
を１１００ＯＮ”−０霊／ｈ で製造するプラントに
、隣接する液体０！ホールダから０！濃度ｑ ９． ｂ
％の液体０！を本プラントに１． ＯＱ ＯＮｍ”−
ｏ！／ｈの流量で導びき液酸の気化を本プラントの入口
空気１５００ｌｍ’ ／ ｈとの熱交換により行ない下
記の良好な結果を得た。
■ 液体０！と本プラントの併用により９８％程度の高
純度の０２を得ると同時に液体０鵞の気化潜熱を入口空
気の冷却に使う為、冷却用の冷凍機が不用となった。
純度の０２を得ると同時に液体０鵞の気化潜熱を入口空
気の冷却に使う為、冷却用の冷凍機が不用となった。
■ 液体０２で発生する寒冷が本プラントに必要とする
冷熱の１０倍近くなる為、余剰の冷熱を利用し本プラン
トの熱交換の簡略化及び真空ポンプ入口の脱着Ｎ！の冷
却、入口空気の脱湿（水分凝縮）による前処理装置の小
型化を実現し得た。
冷熱の１０倍近くなる為、余剰の冷熱を利用し本プラン
トの熱交換の簡略化及び真空ポンプ入口の脱着Ｎ！の冷
却、入口空気の脱湿（水分凝縮）による前処理装置の小
型化を実現し得た。
実施例５
実施例２で示したＦｅ（ｌ［）を含有するＮａ−Ａ 型
ゼオライトを０２吸着剤として使用し、吸着圧力２ ａ
ｔａ、脱着圧力（Ｌ ２ ａｔａ 、吸着温度−３０℃
で操作してＮ！濃度９９チ（残ガス０冨）のＮ！を１０
０ Ｎｍ” −０，／ｈ で製造する圧力スイング式
Ｎ１製造装置に隣接する液体Ｎ、ホールダからＮｔｍ度
９９、９ ％の液体Ｎ、を本プラントに、１００ Ｎｍ
”−ｎｔ／ｈの流量で導びき液体Ｎ２の気化を本プラン
トの入口空気１６０ Ｎｍ３／ ｈとの熱交換により行
ない下記の良好な結果を得た。
ゼオライトを０２吸着剤として使用し、吸着圧力２ ａ
ｔａ、脱着圧力（Ｌ ２ ａｔａ 、吸着温度−３０℃
で操作してＮ！濃度９９チ（残ガス０冨）のＮ！を１０
０ Ｎｍ” −０，／ｈ で製造する圧力スイング式
Ｎ１製造装置に隣接する液体Ｎ、ホールダからＮｔｍ度
９９、９ ％の液体Ｎ、を本プラントに、１００ Ｎｍ
”−ｎｔ／ｈの流量で導びき液体Ｎ２の気化を本プラン
トの入口空気１６０ Ｎｍ３／ ｈとの熱交換により行
ない下記の良好な結果を得た。
■ 液体Ｎ、と本プラントの併用により？９５ｑ６程度
の高純度のＮ、を得ると同時に液体Ｎ、の気化潜熱を入
口空気の冷却に使う為、冷却用の冷凍機が不用となった
。
の高純度のＮ、を得ると同時に液体Ｎ、の気化潜熱を入
口空気の冷却に使う為、冷却用の冷凍機が不用となった
。
■ 液体Ｎ２で発生する寒冷が本プラントに必要とする
冷熱の２倍近くなる為、余剰の冷熱を利用し本プラント
の熱交換の簡略化及び真空ポンプ入口の脱着Ｎ！の冷却
、入口空気の脱湿（水分凝縮）による前処理装置の小型
化を実現し得た。
冷熱の２倍近くなる為、余剰の冷熱を利用し本プラント
の熱交換の簡略化及び真空ポンプ入口の脱着Ｎ！の冷却
、入口空気の脱湿（水分凝縮）による前処理装置の小型
化を実現し得た。
第１図は本発明の一実施態様のフローを示し、第２図は
従来法の７０−を示す。 復代理人 内 １） 明 復代理人 萩 原 光 −
従来法の７０−を示す。 復代理人 内 １） 明 復代理人 萩 原 光 −
Claims (2)
- （１）大気圧以上の加圧条件で吸着を行ない、大気圧以
下の減圧条件で再生を行なう、 圧力スイング式のガスの吸着分離方法に於 いて、冷熱を発生する隣接するプラントの冷熱の１部を
吸着塔の冷却に利用し、更に余剰の冷熱があれば他を真
空ポンプ入口の脱着ガスの冷却に利用して分離に要する
消費電力の低減を図る事を特徴とする圧力スイング式ガ
ス分離方法。 - （２）冷熱を発生する隣接のプラントの冷熱が、圧力ス
イング式ガス分離装置で得られるガスと同一の製品ガス
の液化物の蒸発熱である特許請求の範囲第１項記載の方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14677084A JPS6125619A (ja) | 1984-07-17 | 1984-07-17 | 冷熱を利用した圧力スイング式ガス分離方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14677084A JPS6125619A (ja) | 1984-07-17 | 1984-07-17 | 冷熱を利用した圧力スイング式ガス分離方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6125619A true JPS6125619A (ja) | 1986-02-04 |
Family
ID=15415153
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14677084A Pending JPS6125619A (ja) | 1984-07-17 | 1984-07-17 | 冷熱を利用した圧力スイング式ガス分離方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6125619A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01115431A (ja) * | 1987-10-30 | 1989-05-08 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ガス製造装置 |
| US5453112A (en) * | 1994-02-02 | 1995-09-26 | Praxair Technology, Inc. | Pressure swing adsorption heat recovery |
| EP0699466A4 (en) * | 1994-03-16 | 1996-09-25 | Sumitomo Seika Chemicals | GAS SEPARATION METHOD AND APPARATUS |
| CN107042051A (zh) * | 2017-01-10 | 2017-08-15 | 杨皓 | 一种甲烷化制lng液化前预净化防止冻堵工艺 |
-
1984
- 1984-07-17 JP JP14677084A patent/JPS6125619A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01115431A (ja) * | 1987-10-30 | 1989-05-08 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ガス製造装置 |
| US5453112A (en) * | 1994-02-02 | 1995-09-26 | Praxair Technology, Inc. | Pressure swing adsorption heat recovery |
| EP0699466A4 (en) * | 1994-03-16 | 1996-09-25 | Sumitomo Seika Chemicals | GAS SEPARATION METHOD AND APPARATUS |
| CN107042051A (zh) * | 2017-01-10 | 2017-08-15 | 杨皓 | 一种甲烷化制lng液化前预净化防止冻堵工艺 |
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