JPS6365929A - 圧力スイング吸着装置 - Google Patents
圧力スイング吸着装置Info
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- JPS6365929A JPS6365929A JP61208136A JP20813686A JPS6365929A JP S6365929 A JPS6365929 A JP S6365929A JP 61208136 A JP61208136 A JP 61208136A JP 20813686 A JP20813686 A JP 20813686A JP S6365929 A JPS6365929 A JP S6365929A
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- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 25
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- 239000007789 gas Substances 0.000 description 89
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 13
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- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 description 2
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
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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］
本発明は高純度ガスの製造に利用される圧力スイング吸
着装置（以下車にＰＳＡ装薗という）に関し、特に脱着
回収すべき製品ガスの廃棄量を極力少なくし、製品ガス
を高回収率で回収するためのＰＳＡ装置に関するもので
ある。以下にはその代表例として原料空気からＮ２ガス
を高純度回収するＰＳＡ装置について説明するが、本発
明装置の適用対象はこれによって限定解釈されてはなら
ない。
着装置（以下車にＰＳＡ装薗という）に関し、特に脱着
回収すべき製品ガスの廃棄量を極力少なくし、製品ガス
を高回収率で回収するためのＰＳＡ装置に関するもので
ある。以下にはその代表例として原料空気からＮ２ガス
を高純度回収するＰＳＡ装置について説明するが、本発
明装置の適用対象はこれによって限定解釈されてはなら
ない。
［従来の技術］
加圧空気なＰＳＡ装誼に導入しＮ２ガスを濃縮回収する
方法を大別すると、０２ガスを吸着剤に吸着除去する方
法とＮ２ガスを吸着剤に吸着させ更に脱着させる方法の
２つに分類される。このうち後者はゼオライト系の吸着
剤を使用し、Ｎ２ガス吸着後の吸着塔を真空ポンプ等に
よって減圧することにより高純度Ｎ２ガスとして脱着回
収する方法であり、以下この方法に利用されるＰＳＡ装
晋について説明する。
方法を大別すると、０２ガスを吸着剤に吸着除去する方
法とＮ２ガスを吸着剤に吸着させ更に脱着させる方法の
２つに分類される。このうち後者はゼオライト系の吸着
剤を使用し、Ｎ２ガス吸着後の吸着塔を真空ポンプ等に
よって減圧することにより高純度Ｎ２ガスとして脱着回
収する方法であり、以下この方法に利用されるＰＳＡ装
晋について説明する。
第２図は前処理塔２ａ、２ｂにおいて８２０とＣＯ２を
除去した後の０２／Ｎ２混合ガスを３塔式ＰＳＡ装置に
供給してＮ２ガスを選択的に回収する装置の概略説明図
である。
除去した後の０２／Ｎ２混合ガスを３塔式ＰＳＡ装置に
供給してＮ２ガスを選択的に回収する装置の概略説明図
である。
圧縮機９によって加圧された空気は前処理塔２ａ、２ｂ
のいずれかに送給され、吸着剤にＮ２０及びＣＯ２成分
を吸着させ、ここを通過した０□／ Ｎ ２混合ガスを
３塔弐ＰＳＡ装置の原料ガス供給管１ａへ送り込む。原
料ガス供給管１ａは自動開閉弁（以下単に弁という）Ｖ
＋〜ｖ３を介して吸着塔３ａ、３ｂ、３ｃに接続され、
８塔の底部には弁■４〜■６を介して排ガス廃棄管４ａ
が連結される。該排ガス廃棄管４ａは前処理塔２ａ、２
ｂに連結され、吸着塔３ａ、３ｂ。
のいずれかに送給され、吸着剤にＮ２０及びＣＯ２成分
を吸着させ、ここを通過した０□／ Ｎ ２混合ガスを
３塔弐ＰＳＡ装置の原料ガス供給管１ａへ送り込む。原
料ガス供給管１ａは自動開閉弁（以下単に弁という）Ｖ
＋〜ｖ３を介して吸着塔３ａ、３ｂ、３ｃに接続され、
８塔の底部には弁■４〜■６を介して排ガス廃棄管４ａ
が連結される。該排ガス廃棄管４ａは前処理塔２ａ、２
ｂに連結され、吸着塔３ａ、３ｂ。
３ｃを通過して出てぎた０２リツチの排ガスは前処理塔
内に吸着されたＮ２０．ＣＯ２の脱着に利用される。ま
た排ガス廃棄管４ａの途中（弁■４〜■６介設点より上
流側）からは回収ガス扱出し管５ａ、５ｂ、５ｃが分岐
され、夫々弁■７〜■９を介してそれより下流側で合流
される。合流された回収ガス抜出し管５には真空ポンプ
６が設けられて製品ガスホルダ２０に連結され、脱着回
収された高純度Ｎ２ガスを貯留する。製品ガスホルダ２
０には、製品ガスの一部を洗浄用として凄き出す洗浄用
管８が配設され、該洗浄用管８は分岐された後弁Ｖ１３
〜Ｖ１５を介して吸着塔３ａ。
内に吸着されたＮ２０．ＣＯ２の脱着に利用される。ま
た排ガス廃棄管４ａの途中（弁■４〜■６介設点より上
流側）からは回収ガス扱出し管５ａ、５ｂ、５ｃが分岐
され、夫々弁■７〜■９を介してそれより下流側で合流
される。合流された回収ガス抜出し管５には真空ポンプ
６が設けられて製品ガスホルダ２０に連結され、脱着回
収された高純度Ｎ２ガスを貯留する。製品ガスホルダ２
０には、製品ガスの一部を洗浄用として凄き出す洗浄用
管８が配設され、該洗浄用管８は分岐された後弁Ｖ１３
〜Ｖ１５を介して吸着塔３ａ。
３ｂ、３ｃの各頂部に連結される。尚各吸着塔３ａ、３
ｂ、３ｃは均圧配管１０ａ、１０ｂ。
ｂ、３ｃは均圧配管１０ａ、１０ｂ。
１０ｃによって直列的に連結され、夫々には弁■、。〜
Ｖ１２が設けられる。
Ｖ１２が設けられる。
［発明が解決しようとする問題点コ
第３図は、吸着塔３ａ、３ｂ、３ｃのうちある１塔の作
動工程を示すタイムスケジュール（時間は左から右方向
に進む）であり、吸着工程開始時から脱着工程終了時ま
での作動工程を１工程サイクルとしている。この１工程
サイクルは図示の如く吸着工程、回収工程、洗浄工程及
び脱着工程より構成される。まず吸着工程では脱着され
た吸着塔内を加圧すると共に、０２／Ｎ２混合ガスを供
給管１ａから加圧供給し、回収目的成分のＮ２ガスを吸
着剤に吸着させ不純成分ガス（主に０２ガス）を排ガス
廃棄管４ａを介して放出させる。又脱着工程では吸着塔
を真空ポンプ６によって減圧し、吸着塔内の吸着剤に吸
着されたＮ２を脱着し回収ガス抜き出し管５を通して製
品ガスホルダ２０に回収貯留する。
動工程を示すタイムスケジュール（時間は左から右方向
に進む）であり、吸着工程開始時から脱着工程終了時ま
での作動工程を１工程サイクルとしている。この１工程
サイクルは図示の如く吸着工程、回収工程、洗浄工程及
び脱着工程より構成される。まず吸着工程では脱着され
た吸着塔内を加圧すると共に、０２／Ｎ２混合ガスを供
給管１ａから加圧供給し、回収目的成分のＮ２ガスを吸
着剤に吸着させ不純成分ガス（主に０２ガス）を排ガス
廃棄管４ａを介して放出させる。又脱着工程では吸着塔
を真空ポンプ６によって減圧し、吸着塔内の吸着剤に吸
着されたＮ２を脱着し回収ガス抜き出し管５を通して製
品ガスホルダ２０に回収貯留する。
次に回収工程及び洗浄工程を、吸着塔３ａの場合を例に
挙げて説明すると第４図（ａ）及び（ｂ）によって示さ
れる。即ち第４図（ａ）の状態においては、製品ガスホ
ルダ側から供給される高純度Ｎ２ガスは洗浄用管８を通
って吸着塔３Ｃ内の残留０２を追放し、吸着工程の終了
した吸着塔３ａへ均圧配管１０ｃを介して送り込まれる
。
挙げて説明すると第４図（ａ）及び（ｂ）によって示さ
れる。即ち第４図（ａ）の状態においては、製品ガスホ
ルダ側から供給される高純度Ｎ２ガスは洗浄用管８を通
って吸着塔３Ｃ内の残留０２を追放し、吸着工程の終了
した吸着塔３ａへ均圧配管１０ｃを介して送り込まれる
。
これらのガス流れによって吸着塔３ａでは回収工程が行
なわれ、吸着塔３Ｃでは洗浄工程が行なわれる。次いで
第４図（ｂ）の状態では、吸着塔３ａは洗浄工程を行な
い、吸着塔３ｂは回収工程を行なう。
なわれ、吸着塔３Ｃでは洗浄工程が行なわれる。次いで
第４図（ｂ）の状態では、吸着塔３ａは洗浄工程を行な
い、吸着塔３ｂは回収工程を行なう。
こうして第４図（ｂ）に示す洗浄工程の終了した吸着塔
３ａでは、次に真空ポンプ６によって減圧して脱着工程
が行なわれることになるが、上記洗浄工程に使用される
ガスは高純度Ｎ２ガスであり、直列接続された２つの吸
着塔を通過させたガス中には未だ多くのＮ２成分が含ま
れており、このまま装姪外に排出してしまうことは不能
率且つ不経済である。
３ａでは、次に真空ポンプ６によって減圧して脱着工程
が行なわれることになるが、上記洗浄工程に使用される
ガスは高純度Ｎ２ガスであり、直列接続された２つの吸
着塔を通過させたガス中には未だ多くのＮ２成分が含ま
れており、このまま装姪外に排出してしまうことは不能
率且つ不経済である。
そこで本発明者は吸着塔の洗浄に利用された洗浄ガスを
そのまま無作為に放出してしまうのではなく効率良く再
回収することを目的として種々検討を積み重ねた結果、
本発明ＰＳＡ装置を完成させるに至った。
そのまま無作為に放出してしまうのではなく効率良く再
回収することを目的として種々検討を積み重ねた結果、
本発明ＰＳＡ装置を完成させるに至った。
［問題点を解決するための手段コ
上記目的を達成し得た本発明ＰＳＡ装訝は、吸着塔洗浄
ガスの排出ラインの任意位置にガスホルダーを設け、該
ガスホルダーの出口を原料ガス供給管に接続してなる点
を要旨とするものである。
ガスの排出ラインの任意位置にガスホルダーを設け、該
ガスホルダーの出口を原料ガス供給管に接続してなる点
を要旨とするものである。
［作用］
本発明では、洗浄ガスを吸着塔外へ導く排出ラインに予
めガスホルダーを接続しておぎ、洗浄工程において吸着
塔を通過したガス（以下、中純度ガスと言うことがある
）を前記ガスホルダー内に貯留できる様に構成した。
めガスホルダーを接続しておぎ、洗浄工程において吸着
塔を通過したガス（以下、中純度ガスと言うことがある
）を前記ガスホルダー内に貯留できる様に構成した。
また吸着塔への原料ガス供給管と上記ガスホルダー出口
を連結しておき、ガスホルダー内に貯留された中純度ガ
スを吸着塔の吸着工程において原料ガスと一緒に又は別
々に供給して中純度ガス中の回収成分、例えばＮ２の再
回収を図るのである。従って吸着工程で消費させる原料
ガス量を低減させることができる様になると共に、ユ“
Ｊ品ガスの回収率は高い値を維持することができる。
を連結しておき、ガスホルダー内に貯留された中純度ガ
スを吸着塔の吸着工程において原料ガスと一緒に又は別
々に供給して中純度ガス中の回収成分、例えばＮ２の再
回収を図るのである。従って吸着工程で消費させる原料
ガス量を低減させることができる様になると共に、ユ“
Ｊ品ガスの回収率は高い値を維持することができる。
［実施例コ
第１図は本発明の代表的な実施例を示す概略説明図であ
る。第２図に示した従来例と構造的に相違する部分は、
排ガス廃棄管４ａと原料ガス供給管１ａの間に連結管１
２ａ、１２ｂを介してガスホルダー１１を配設し、該連
結管１２ａ、１２ｂ及び原料ガス供給管１ａ、排ガス廃
棄管４ａに夫々弁Ａ４ 、Ａ３ 、Ａ＋ 、Ａ２を設け
た点にある。
る。第２図に示した従来例と構造的に相違する部分は、
排ガス廃棄管４ａと原料ガス供給管１ａの間に連結管１
２ａ、１２ｂを介してガスホルダー１１を配設し、該連
結管１２ａ、１２ｂ及び原料ガス供給管１ａ、排ガス廃
棄管４ａに夫々弁Ａ４ 、Ａ３ 、Ａ＋ 、Ａ２を設け
た点にある。
ガスホルダー１１内へのガス貯留は次の様に行なわれる
。例えば吸着塔３ｂの洗浄工程を行なう場合、高純度Ｎ
２ガス（洗浄ガス）は第１図の実線矢印に示す様に洗浄
用管８図吸着塔３ｂ−均圧配管１０ｂ＝吸着塔３Ｃ−排
ガス廃棄管４ａの経路に沿って流される。この洗浄工程
の終期において排ガス廃棄管４ａを通るガス中のＮ２成
分４度が高くなったところで、弁Ａ２を全開もしくは小
間とし、弁Ａ４を開として該洗浄後のガスを加圧状態の
ままガスホルダー１１中へ導入する。このとき連結管１
２ａにブロワ−を設けておけは、上記洗浄後のガスはよ
り一層加圧（２，０Ｋｇ／ｃｍ’程度）することが可能
となるので、ガスボルダ−１１の容積は小さくすること
がで診る。
。例えば吸着塔３ｂの洗浄工程を行なう場合、高純度Ｎ
２ガス（洗浄ガス）は第１図の実線矢印に示す様に洗浄
用管８図吸着塔３ｂ−均圧配管１０ｂ＝吸着塔３Ｃ−排
ガス廃棄管４ａの経路に沿って流される。この洗浄工程
の終期において排ガス廃棄管４ａを通るガス中のＮ２成
分４度が高くなったところで、弁Ａ２を全開もしくは小
間とし、弁Ａ４を開として該洗浄後のガスを加圧状態の
ままガスホルダー１１中へ導入する。このとき連結管１
２ａにブロワ−を設けておけは、上記洗浄後のガスはよ
り一層加圧（２，０Ｋｇ／ｃｍ’程度）することが可能
となるので、ガスボルダ−１１の容積は小さくすること
がで診る。
次にガスホルダー１１内に貯留した中純度ガスを吸着工
程に供給して目的成分の回収を図る場合について説明す
る。例えば吸着塔３ａの吸着工程終期段階に至ると、前
記中純度ガスを破線矢印に示す様なルートに沿って吸着
塔側へ流す。即ち弁Ａ＋ 、Ａ４を閑、弁Ａ２ 、Ａ３
を開とし、ガスボルダ−１１−弁Ａ、−弁■、−吸着塔
３ａ−弁■４−弁Ａ２の経路によって吸着塔３ａの吸着
剤に中純度ガス中のＮ２成分を吸着させ、排ガスは排ガ
ス廃棄管４ａを介して前処理塔２ａ、２ｂ側へ送り返す
。
程に供給して目的成分の回収を図る場合について説明す
る。例えば吸着塔３ａの吸着工程終期段階に至ると、前
記中純度ガスを破線矢印に示す様なルートに沿って吸着
塔側へ流す。即ち弁Ａ＋ 、Ａ４を閑、弁Ａ２ 、Ａ３
を開とし、ガスボルダ−１１−弁Ａ、−弁■、−吸着塔
３ａ−弁■４−弁Ａ２の経路によって吸着塔３ａの吸着
剤に中純度ガス中のＮ２成分を吸着させ、排ガスは排ガ
ス廃棄管４ａを介して前処理塔２ａ、２ｂ側へ送り返す
。
実験例
第１図に示す構造のＰＳＡ装Ｍを試作し、Ｎ２ガス（７
９％）０２ガス（２１％）からなる混合ガスよりＮ２ガ
スを選択回収する実験を行なった。吸着塔は内径３５０
ｍｍ、高さ１５００ｍｍのものを使用し、吸着剤として
は合成ゼオライトを使用した。原料ガスの吸着圧力は０
．５Ｋｇ／ｃｍ２Ｇとして４８８ｍ’／ｈで供給し、脱
着圧力は５０ ＴＯＲＨに設定して吸着塔の１工程サイ
クルを３分で遂行した。
９％）０２ガス（２１％）からなる混合ガスよりＮ２ガ
スを選択回収する実験を行なった。吸着塔は内径３５０
ｍｍ、高さ１５００ｍｍのものを使用し、吸着剤として
は合成ゼオライトを使用した。原料ガスの吸着圧力は０
．５Ｋｇ／ｃｍ２Ｇとして４８８ｍ’／ｈで供給し、脱
着圧力は５０ ＴＯＲＨに設定して吸着塔の１工程サイ
クルを３分で遂行した。
この結果純度９９．９９％のＮ２ガスが回収率６３％で
得られ従来装置を利用した場合に比べて約１．５倍の回
収率を達成することができる様になった。
得られ従来装置を利用した場合に比べて約１．５倍の回
収率を達成することができる様になった。
本発明に係るガスホルダーの配Ｍ位置は第１図の実施例
位置に限定されず、洗浄目的の吸着塔より下流側であれ
ばいずれの位置に設けても良い。
位置に限定されず、洗浄目的の吸着塔より下流側であれ
ばいずれの位置に設けても良い。
上記した例ではＮ２ガスの濃縮回収の例を示して説明し
てきたが、本発明はＮ２ガス回収の他Ｈ２ガス回収やＣ
Ｏガス回収等にも適用される。
てきたが、本発明はＮ２ガス回収の他Ｈ２ガス回収やＣ
Ｏガス回収等にも適用される。
［発明の効果コ
本発明のＰＳＡ装置を使用することによって洗浄ガスを
無駄に放出してしまうことがなくなり回収目的成分を高
回収率で得ることができる様になった。
無駄に放出してしまうことがなくなり回収目的成分を高
回収率で得ることができる様になった。
第１図は本発明の代表的な実施例を示す概略説明図、Ｓ
２図は従来のＰＳＡ装置を示す概略説明図、第３図は従
来のＰＳＡ装置を使った場合の工程を示す模式説明図、
第４図（ａ）、（ｂ）は吸着塔３ａの回収工程及び洗浄
工程を示す説明図である。 １・・・原料ガス供給管 ２ａ、２ｂ・・・前処理塔 ３ ａ、 ３ ｂ、 ３ ｃ”・吸着塔４・・・排ガス
廃棄管 ５・・・回収ガス抜出し管６・・・真空ポン
プ ８・・・洗浄用管９・・・圧縮機 １０ａ 、 １０ｂ 、 １０ｃ ・・・均圧配管１１
・・・ガスホルダー １２ａ １２ ｂ・・・連結管 ■、〜Ｖ１５．Ａｌ〜Ａ４・・・自動開閉弁出願人 株
式会社神戸′：Ａ鋼所 １．；゛−
２図は従来のＰＳＡ装置を示す概略説明図、第３図は従
来のＰＳＡ装置を使った場合の工程を示す模式説明図、
第４図（ａ）、（ｂ）は吸着塔３ａの回収工程及び洗浄
工程を示す説明図である。 １・・・原料ガス供給管 ２ａ、２ｂ・・・前処理塔 ３ ａ、 ３ ｂ、 ３ ｃ”・吸着塔４・・・排ガス
廃棄管 ５・・・回収ガス抜出し管６・・・真空ポン
プ ８・・・洗浄用管９・・・圧縮機 １０ａ 、 １０ｂ 、 １０ｃ ・・・均圧配管１１
・・・ガスホルダー １２ａ １２ ｂ・・・連結管 ■、〜Ｖ１５．Ａｌ〜Ａ４・・・自動開閉弁出願人 株
式会社神戸′：Ａ鋼所 １．；゛−
Claims (1)
- 吸着塔に原料ガス供給管、排ガス廃棄管及び洗浄用ガス
配管を配設した圧力スイング吸着装置において、吸着塔
洗浄ガスの排出ラインの任意位置にガスホルダーを設け
、該ガスホルダーの出口を原料ガス供給管に接続してな
ることを特徴とする圧力スイング吸着装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61208136A JPH0687935B2 (ja) | 1986-09-04 | 1986-09-04 | 圧力スイング吸着装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61208136A JPH0687935B2 (ja) | 1986-09-04 | 1986-09-04 | 圧力スイング吸着装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6365929A true JPS6365929A (ja) | 1988-03-24 |
| JPH0687935B2 JPH0687935B2 (ja) | 1994-11-09 |
Family
ID=16551228
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61208136A Expired - Lifetime JPH0687935B2 (ja) | 1986-09-04 | 1986-09-04 | 圧力スイング吸着装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0687935B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008053681A1 (fr) * | 2006-10-31 | 2008-05-08 | Gas And Power Investment Co., Ltd. | Système de concentration de gaz inflammable |
| US8940081B2 (en) | 2010-01-26 | 2015-01-27 | Osaka Gas Co., Ltd. | Combustible gas enrichment apparatus |
-
1986
- 1986-09-04 JP JP61208136A patent/JPH0687935B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008053681A1 (fr) * | 2006-10-31 | 2008-05-08 | Gas And Power Investment Co., Ltd. | Système de concentration de gaz inflammable |
| US8328913B2 (en) | 2006-10-31 | 2012-12-11 | Osaka Gas Co., Ltd. | Flammable gas concentration system |
| US8940081B2 (en) | 2010-01-26 | 2015-01-27 | Osaka Gas Co., Ltd. | Combustible gas enrichment apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0687935B2 (ja) | 1994-11-09 |
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