JP2000117037A - 空気中の酸素ガスの濃縮方法 - Google Patents
空気中の酸素ガスの濃縮方法Info
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Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【課題】窒素ガス吸着性能の更に優れる新規な吸着剤を
用いた濃縮酸素ガスの製造方法を提供する。 【解決手段】ゼオライトを用いて、空気中の窒素ガスを
吸着除去して空気中の酸素ガスよりも濃縮された濃度の
酸素ガスを取り出す方法において、ゼオライトと接触さ
せて窒素を吸着除去するときの圧力が1520hPa(ヘ
クトパスカル)(=1.5atm)以上、5065hPa
(=5atm)以下の範囲であり、圧力を減じて行う脱
着再生時の圧力が912hPa(=0.9atm)以上、
1520hPa(=1.5atm)以下の範囲であって,
X型ゼオライトの骨格のSi/Al原子比が実質的に
1.0であり、かつ交換可能な陽イオンの80%以上、
88%未満がリチウムイオンと交換されているゼオライ
ト吸着剤を使用することを特徴とする空気中の酸素ガス
の濃縮方法。
用いた濃縮酸素ガスの製造方法を提供する。 【解決手段】ゼオライトを用いて、空気中の窒素ガスを
吸着除去して空気中の酸素ガスよりも濃縮された濃度の
酸素ガスを取り出す方法において、ゼオライトと接触さ
せて窒素を吸着除去するときの圧力が1520hPa(ヘ
クトパスカル)(=1.5atm)以上、5065hPa
(=5atm)以下の範囲であり、圧力を減じて行う脱
着再生時の圧力が912hPa(=0.9atm)以上、
1520hPa(=1.5atm)以下の範囲であって,
X型ゼオライトの骨格のSi/Al原子比が実質的に
1.0であり、かつ交換可能な陽イオンの80%以上、
88%未満がリチウムイオンと交換されているゼオライ
ト吸着剤を使用することを特徴とする空気中の酸素ガス
の濃縮方法。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、空気中の窒素ガス
を吸着除去して空気中よりも濃縮された濃度の酸素ガス
を取り出す方法に関するものである。更に詳しくは、空
気を原料とし、空気中の窒素ガスをゼオライト吸着剤に
吸着させて除去し、比較的吸着しにくい酸素ガスを空気
中の濃度よりも高い濃度に濃縮して取り出すことを目的
とした空気から高濃度の酸素ガスを製造する方法に関す
る。
を吸着除去して空気中よりも濃縮された濃度の酸素ガス
を取り出す方法に関するものである。更に詳しくは、空
気を原料とし、空気中の窒素ガスをゼオライト吸着剤に
吸着させて除去し、比較的吸着しにくい酸素ガスを空気
中の濃度よりも高い濃度に濃縮して取り出すことを目的
とした空気から高濃度の酸素ガスを製造する方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】酸素は、工業的な工程ガスや原料ガスと
して必要不可欠なばかりか、最近では省エネルギーや、
環境問題の解決の目的で、空気の代わりに高濃度の酸素
ガスを用いることが行われている。また、病院や肺に疾
患を持つ患者の治療などの目的で酸素ガスを用いること
がある。
して必要不可欠なばかりか、最近では省エネルギーや、
環境問題の解決の目的で、空気の代わりに高濃度の酸素
ガスを用いることが行われている。また、病院や肺に疾
患を持つ患者の治療などの目的で酸素ガスを用いること
がある。
【0003】酸素ガスの濃縮方法は,空気を液化するま
で圧縮、冷却した後、沸点の違いを利用して分離する深
冷分離と呼ばれる方法や,窒素ガスまたは酸素ガスを選
択的に透過する分離膜を用いる方法や、或いは窒素ガス
または酸素ガスを選択的に吸着する吸着剤を用いる方法
が提案され、実施されていた。
で圧縮、冷却した後、沸点の違いを利用して分離する深
冷分離と呼ばれる方法や,窒素ガスまたは酸素ガスを選
択的に透過する分離膜を用いる方法や、或いは窒素ガス
または酸素ガスを選択的に吸着する吸着剤を用いる方法
が提案され、実施されていた。
【0004】吸着分離法に用いられる吸着剤としては、
活性炭や、ゼオライトが使用される。窒素ガスを吸着除
去して酸素ガスを濃縮する方法においては、ゼオライト
が吸着剤として使用され、圧力を昇降して吸着と脱着を
繰り返す、圧力スイング法(PSA法)により行われ
る。一段的には,高い圧力でゼオライト吸着剤に窒素ガ
スを吸着させた後、それよりも低い圧力で窒素ガスを脱
着させて吸着剤を再生する。高い圧力で窒素ガスを吸着
除去することにより酸素ガスを濃縮して取り出し、また
低い圧力で窒素ガスを脱着することにより繰り返し吸着
剤を使用することができ、また吸着塔を複数用いたり、
製品酸素ガスを溜めるタンクを用いることで連続的に酸
素ガスを取り出すことができる。
活性炭や、ゼオライトが使用される。窒素ガスを吸着除
去して酸素ガスを濃縮する方法においては、ゼオライト
が吸着剤として使用され、圧力を昇降して吸着と脱着を
繰り返す、圧力スイング法(PSA法)により行われ
る。一段的には,高い圧力でゼオライト吸着剤に窒素ガ
スを吸着させた後、それよりも低い圧力で窒素ガスを脱
着させて吸着剤を再生する。高い圧力で窒素ガスを吸着
除去することにより酸素ガスを濃縮して取り出し、また
低い圧力で窒素ガスを脱着することにより繰り返し吸着
剤を使用することができ、また吸着塔を複数用いたり、
製品酸素ガスを溜めるタンクを用いることで連続的に酸
素ガスを取り出すことができる。
【0005】これまでに吸着剤として使用されてきたゼ
オライトは、A型ゼオライト、或は、Si/Al原子比
1.25程度のX型ゼオライトである。しかし、濃縮酸
素製造プロセスにおいても、装置のコンパクト化また電
力原単位の低減から、より窒素ガスス 吸着性能の高い吸
着剤が求められている。
オライトは、A型ゼオライト、或は、Si/Al原子比
1.25程度のX型ゼオライトである。しかし、濃縮酸
素製造プロセスにおいても、装置のコンパクト化また電
力原単位の低減から、より窒素ガスス 吸着性能の高い吸
着剤が求められている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本願発明の目的は、窒
素ガス吸着性能の更に優れる新規な吸着剤を用いた濃縮
酸素ガスの製造方法を提供するものである。
素ガス吸着性能の更に優れる新規な吸着剤を用いた濃縮
酸素ガスの製造方法を提供するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
について鋭意検討した結果、空気中の窒素ガスを吸着除
去して空気中の酸素ガスよりも濃縮された濃度の酸素ガ
スを取り出す方法において、Si/Al原子比が実質的
に1.0のX型ゼオライトを用いることにより飛躍的に
窒素ガス除去性能が向上できることを見出し、本願発明
を完成するに至った。
について鋭意検討した結果、空気中の窒素ガスを吸着除
去して空気中の酸素ガスよりも濃縮された濃度の酸素ガ
スを取り出す方法において、Si/Al原子比が実質的
に1.0のX型ゼオライトを用いることにより飛躍的に
窒素ガス除去性能が向上できることを見出し、本願発明
を完成するに至った。
【0008】すなわち、本願発明は、骨格のSi/Al
原子比が実質的に1.0であるX型ゼオライトを用い
て、空気中の窒素ガスを吸着除去して空気中の酸素ガス
よりも濃縮された濃度の酸素ガスを取り出す方法を要旨
とするものである。
原子比が実質的に1.0であるX型ゼオライトを用い
て、空気中の窒素ガスを吸着除去して空気中の酸素ガス
よりも濃縮された濃度の酸素ガスを取り出す方法を要旨
とするものである。
【0009】以下、本発明を詳細に説明する。
【0010】本発明で使用される吸着剤は、骨格のSi
/Al原子比が実質的に1.0のX型ゼオライトである
ことが必要である。ゼオライトの骨格Si/Al原子比
は1.0以上であって、それ未満にはならないことが知
られている。また、Si/Al原子比が大きくなると窒
素の吸着性能が低くなり、装置のコンパクト化、電力原
単位の低減ができなくなる。一方、Si/Al原子比が
1.0の代表的なゼオライトであるA型ゼオライトでは
X型ゼオライトに比べ細孔の径が小さいため、十分な窒
素ガスの吸着容量や、動力学的な特性が得られない。
/Al原子比が実質的に1.0のX型ゼオライトである
ことが必要である。ゼオライトの骨格Si/Al原子比
は1.0以上であって、それ未満にはならないことが知
られている。また、Si/Al原子比が大きくなると窒
素の吸着性能が低くなり、装置のコンパクト化、電力原
単位の低減ができなくなる。一方、Si/Al原子比が
1.0の代表的なゼオライトであるA型ゼオライトでは
X型ゼオライトに比べ細孔の径が小さいため、十分な窒
素ガスの吸着容量や、動力学的な特性が得られない。
【0011】X型ゼオライトの骨格Si/Al原子比が
1.0に近づくと、そのSi/Al,原子比から予測さ
れるよりも窒素ガス吸着容量が極端に増加する。理由は
不明であるが、X型ゼオライト中の窒素ガス吸着能力の
強い陽イオン交換サイトが急激に増加するためと推定さ
れる。
1.0に近づくと、そのSi/Al,原子比から予測さ
れるよりも窒素ガス吸着容量が極端に増加する。理由は
不明であるが、X型ゼオライト中の窒素ガス吸着能力の
強い陽イオン交換サイトが急激に増加するためと推定さ
れる。
【0012】本願発明で使用されるX型ゼオライトの交
換可能な陽イオンは、PSA法では脱着再生して繰返し
使用されるため窒素ガス脱着能がより優れるリチウムイ
オンと80%以上、88%未満が交換されており、残り
のイオンがアルカリ金属、アルカリ土類金属、遷移金属
および希土類から選ばれる組み合わせであることが好ま
しい。また、より窒素ガス吸着能力を高めるには、特に
Liイオンが交換可能なカチオンの大部分をこのLiイ
オンとすることが好ましい。より高い効果を得るにはそ
のLiイオン含有量は交換可能な陽イオンの80%以上
であることが好ましい。
換可能な陽イオンは、PSA法では脱着再生して繰返し
使用されるため窒素ガス脱着能がより優れるリチウムイ
オンと80%以上、88%未満が交換されており、残り
のイオンがアルカリ金属、アルカリ土類金属、遷移金属
および希土類から選ばれる組み合わせであることが好ま
しい。また、より窒素ガス吸着能力を高めるには、特に
Liイオンが交換可能なカチオンの大部分をこのLiイ
オンとすることが好ましい。より高い効果を得るにはそ
のLiイオン含有量は交換可能な陽イオンの80%以上
であることが好ましい。
【0013】本発明で使用されるX型ゼオライトは、通
常ぺレット、ビーズ等の成形体で使用される場合が多
い。その成形体は、粘土等のバインダーを用いて、押出
し成形、撹拌造粒、転動造粒等により成形される。通
常、バインダーはゼオライトの5〜30%程度添加され
るが、より高性能な吸着剤とするにはバインダーの添加
量は少ないほど良い。また、成形体のバインダーをX型
ゼオライトに変化させたバインダーレス成形体であって
も良い。成形体の大きさは、より高性能な吸着剤とする
には、小さいほど良いが、成形体の強度の低下、充填し
た時の圧損の増大を引き起こす場合があるため、通常平
均粒径として直径0.4mm〜2.2mmであり、0.
4mm〜1.2mmの範囲がより好ましい。
常ぺレット、ビーズ等の成形体で使用される場合が多
い。その成形体は、粘土等のバインダーを用いて、押出
し成形、撹拌造粒、転動造粒等により成形される。通
常、バインダーはゼオライトの5〜30%程度添加され
るが、より高性能な吸着剤とするにはバインダーの添加
量は少ないほど良い。また、成形体のバインダーをX型
ゼオライトに変化させたバインダーレス成形体であって
も良い。成形体の大きさは、より高性能な吸着剤とする
には、小さいほど良いが、成形体の強度の低下、充填し
た時の圧損の増大を引き起こす場合があるため、通常平
均粒径として直径0.4mm〜2.2mmであり、0.
4mm〜1.2mmの範囲がより好ましい。
【0014】本発明で使用される造粒体はX型ゼオライ
トの交換可能な陽イオンのうち、80%以上、88%未
満、好ましくは80%以上がリチウムイオンと交換され
ており、残りのイオンはアルカリ金属、アルカリ土類金
属、遷移金属および希土類から選ばれる合計2種以上の
組み合わせとなっている。イオン交換の方法は、通常の
方法で実施され,たとえば、Liイオンを含む水溶液に
ナトリウムやカリウムなどのアルカリ金属イオンやカル
シウムなどのアルカリ土類金属イオンや、鉄などの遷移
金属イオン、ランタンなどの希土類イオンを共存させて
イオン交換しても目的の吸着剤を得ることは可能である
し、それぞれのイオンを個別の溶液としてイオン交換す
ることも可能である。
トの交換可能な陽イオンのうち、80%以上、88%未
満、好ましくは80%以上がリチウムイオンと交換され
ており、残りのイオンはアルカリ金属、アルカリ土類金
属、遷移金属および希土類から選ばれる合計2種以上の
組み合わせとなっている。イオン交換の方法は、通常の
方法で実施され,たとえば、Liイオンを含む水溶液に
ナトリウムやカリウムなどのアルカリ金属イオンやカル
シウムなどのアルカリ土類金属イオンや、鉄などの遷移
金属イオン、ランタンなどの希土類イオンを共存させて
イオン交換しても目的の吸着剤を得ることは可能である
し、それぞれのイオンを個別の溶液としてイオン交換す
ることも可能である。
【0015】イオン交換に使用する塩類としては、塩化
物をはじめ硝酸塩、水酸化物、炭酸塩、 硫酸塩などのあ
る程度の水溶性を示す塩類が選択される。水溶液の濃度
も特に限定されず、通常0.1モル/リットル〜7モル
/リットルの濃度で行われるが,溶解度の低い塩を用い
る場合にはこの限りでは無い。また、イオン交換時の温
度は、凝固点以上の温度から、沸騰点以下の温度で実施
されるが、イオン交換反応が吸熱反応である場合にはで
きるだけ高い温度でイオン交換することが効率的である
と想像される。また、イオン交換はゼオライト粉末をイ
オン交換に供してもよいし,成形体に成形した後に行う
こともできる。また、カラム内やバッチ法のいずれの方
法でも実施可能であり特に限定されない。
物をはじめ硝酸塩、水酸化物、炭酸塩、 硫酸塩などのあ
る程度の水溶性を示す塩類が選択される。水溶液の濃度
も特に限定されず、通常0.1モル/リットル〜7モル
/リットルの濃度で行われるが,溶解度の低い塩を用い
る場合にはこの限りでは無い。また、イオン交換時の温
度は、凝固点以上の温度から、沸騰点以下の温度で実施
されるが、イオン交換反応が吸熱反応である場合にはで
きるだけ高い温度でイオン交換することが効率的である
と想像される。また、イオン交換はゼオライト粉末をイ
オン交換に供してもよいし,成形体に成形した後に行う
こともできる。また、カラム内やバッチ法のいずれの方
法でも実施可能であり特に限定されない。
【0016】イオン交換を目的通りに実施した後は、通
常の方法で水、温水、または弱アルカリの水や温水で洗
浄された後、乾燥される。乾燥は比較的低い温度で行う
ことが好ましく、たとえば120℃以下の温度で行われ
る。表面に付着した水分が十分乾燥されたら、粉末の場
合は上記成形体に成形し,成形体で行った場合は、活性
化される。
常の方法で水、温水、または弱アルカリの水や温水で洗
浄された後、乾燥される。乾燥は比較的低い温度で行う
ことが好ましく、たとえば120℃以下の温度で行われ
る。表面に付着した水分が十分乾燥されたら、粉末の場
合は上記成形体に成形し,成形体で行った場合は、活性
化される。
【0017】活性化は窒素ガスの吸着剤として使用する
ために必須であり、ゼオライトの吸着サイトに吸着した
水分子を加熱により脱着させ、窒素ガス吸着に対して活
性な状態とすることが目的である。活性化は350〜6
00℃の範囲で実施され、特に脱着した水蒸気により自
己破壊を起こさないように十分に水蒸気を追い出すこと
のできる条件で実施することが必要である。たとえば除
湿した空気を送り込みながら過熱して活性化するか、或
いは除湿した空気を上記活性化温度の範囲に過熱してゼ
オライトを加熱して活性化する方法が好ましい。
ために必須であり、ゼオライトの吸着サイトに吸着した
水分子を加熱により脱着させ、窒素ガス吸着に対して活
性な状態とすることが目的である。活性化は350〜6
00℃の範囲で実施され、特に脱着した水蒸気により自
己破壊を起こさないように十分に水蒸気を追い出すこと
のできる条件で実施することが必要である。たとえば除
湿した空気を送り込みながら過熱して活性化するか、或
いは除湿した空気を上記活性化温度の範囲に過熱してゼ
オライトを加熱して活性化する方法が好ましい。
【0018】本願発明の方法では、このようにして調製
されたゼオライト吸着剤を、空気中の窒素ガスを吸着除
去して空気中の酸素ガスよりも濃縮された濃度の酸素ガ
スを取り出す方法であり、また、特にこの吸着剤が高性
能を発揮する条件としては、ゼオライトと接触させて窒
素ガスを吸着除去するときの圧力が1520hPa(ヘク
トパスカル)(=1.5atm)以上、5065hPa
(=5atm)以下の範囲であり、圧力を減じて行う脱
着再生時の圧力が912hPa(=0.9atm)以上、
1520hPa(=1.5atm)以下の範囲である。さ
らに、圧力を減じて行う脱着再生時の圧力は253hPa
(=0.25atm)以上、1013hPa(=1.0at
m)以下の範囲であってもよい。また、吸着及び脱着再
生の時間はそれぞれ、たとえば5秒から120秒程度の
範囲で実施することができるが、特に限定されるもので
はない。通常、 時間を短くすることが吸着剤の利用効率
を向上させる点において有利である。また、これらの温
度についても特に限定されないが、通常は室温で実施さ
れる。場合によって、原料となる空気を圧縮することに
よって温度上昇した場合には何らかの方法で室温に近く
なるまで冷却される場合もある。
されたゼオライト吸着剤を、空気中の窒素ガスを吸着除
去して空気中の酸素ガスよりも濃縮された濃度の酸素ガ
スを取り出す方法であり、また、特にこの吸着剤が高性
能を発揮する条件としては、ゼオライトと接触させて窒
素ガスを吸着除去するときの圧力が1520hPa(ヘク
トパスカル)(=1.5atm)以上、5065hPa
(=5atm)以下の範囲であり、圧力を減じて行う脱
着再生時の圧力が912hPa(=0.9atm)以上、
1520hPa(=1.5atm)以下の範囲である。さ
らに、圧力を減じて行う脱着再生時の圧力は253hPa
(=0.25atm)以上、1013hPa(=1.0at
m)以下の範囲であってもよい。また、吸着及び脱着再
生の時間はそれぞれ、たとえば5秒から120秒程度の
範囲で実施することができるが、特に限定されるもので
はない。通常、 時間を短くすることが吸着剤の利用効率
を向上させる点において有利である。また、これらの温
度についても特に限定されないが、通常は室温で実施さ
れる。場合によって、原料となる空気を圧縮することに
よって温度上昇した場合には何らかの方法で室温に近く
なるまで冷却される場合もある。
【0019】以下,実施例によりさらに詳しく説明す
る。
る。
【0020】
【実施例】実施例の中のイオン交換率、吸着容量、PS
A性能は以下の方法で測定した。 <イオン交換率>試料を弗化水素酸と硝酸の1:1混合
溶液で溶解した後、所定の濃度になるように蒸留水を用
いて希釈した。その後、パ−キンエルマー社製ICP測
定装置(Optima 3000)により、各金属イオ
ンの濃度を同定し、イオンの当量比(Li/(Li+N
a+K))として算出した。
A性能は以下の方法で測定した。 <イオン交換率>試料を弗化水素酸と硝酸の1:1混合
溶液で溶解した後、所定の濃度になるように蒸留水を用
いて希釈した。その後、パ−キンエルマー社製ICP測
定装置(Optima 3000)により、各金属イオ
ンの濃度を同定し、イオンの当量比(Li/(Li+N
a+K))として算出した。
【0021】<吸着容量>日本ベル社製、BELSOR
P HPにより25℃の温度における窒素の吸着容量を常
圧付近から約7気圧の範囲で測定を行い、3気圧及び1
気圧の窒素吸着容量の差を算出した。吸着容量は吸着剤
1gあたりに吸着する窒素の体積を0℃、1気圧の標準
状態に換算して表示した。
P HPにより25℃の温度における窒素の吸着容量を常
圧付近から約7気圧の範囲で測定を行い、3気圧及び1
気圧の窒素吸着容量の差を算出した。吸着容量は吸着剤
1gあたりに吸着する窒素の体積を0℃、1気圧の標準
状態に換算して表示した。
【0022】<PSA性能>PSA性能評価条件(1)
約1kgの吸着剤を10cmφ×20cmの吸着カラム
に充填し、25℃に保った恒温室で吸着圧力3atm、
脱着圧力1atm、また各操作は10秒切り替えで行
い、93%の濃度の酸素発生量を吸着剤1kgあたり、
1時間に取り出せる容積(0℃、1気圧での標準状態換
算)として測定し、性能を比較した。
約1kgの吸着剤を10cmφ×20cmの吸着カラム
に充填し、25℃に保った恒温室で吸着圧力3atm、
脱着圧力1atm、また各操作は10秒切り替えで行
い、93%の濃度の酸素発生量を吸着剤1kgあたり、
1時間に取り出せる容積(0℃、1気圧での標準状態換
算)として測定し、性能を比較した。
【0023】PSA性能評価条件(2) 約1kgの吸着剤を10cmφ×20cmの吸着カラム
に充填し、 25℃に保った恒温室で吸着圧力1.5at
m、脱着圧力250torr、また各操作はそれぞれ6
0秒及び30秒で切り替えで行い、さらに脱着工程の後
に製品の一部を吸着塔に戻して復圧を行った。復圧は脱
着圧力から500torrまで30秒を要して行った。
吸着剤の性能は93%の濃度の酸素発生量を吸着剤1k
gあたり、1時間に取り出せる容積(0℃、1気圧での
標準状態換算)として測定し、比較した。
に充填し、 25℃に保った恒温室で吸着圧力1.5at
m、脱着圧力250torr、また各操作はそれぞれ6
0秒及び30秒で切り替えで行い、さらに脱着工程の後
に製品の一部を吸着塔に戻して復圧を行った。復圧は脱
着圧力から500torrまで30秒を要して行った。
吸着剤の性能は93%の濃度の酸素発生量を吸着剤1k
gあたり、1時間に取り出せる容積(0℃、1気圧での
標準状態換算)として測定し、比較した。
【0024】実施例1 骨格のSi/Al比が1.0であるシリカ比の低いX型
ゼオライトを特公平5−25527号公報に開示される
方法によって合成した。得られたゼオライト粉末に関し
てX線回折で確認されたピークは全てフォージャサイト
に起因するものであり、その他の結晶形のゼオライトの
ピークは見出せなかった。また、ICP分析による化学
組成はSi/Al比が1.0であった。
ゼオライトを特公平5−25527号公報に開示される
方法によって合成した。得られたゼオライト粉末に関し
てX線回折で確認されたピークは全てフォージャサイト
に起因するものであり、その他の結晶形のゼオライトの
ピークは見出せなかった。また、ICP分析による化学
組成はSi/Al比が1.0であった。
【0025】以上の分析により、ほぼ結晶化度100%
のLSX型ゼオライトが合成できたことが明らかとなっ
た。
のLSX型ゼオライトが合成できたことが明らかとなっ
た。
【0026】この得られたゼオライトを、1mol/リ
ットルの塩化リチウム水溶液でイオン交換し、イオン交
換可能なカチオンの86%をLiイオンにイオン交換し
た。残りのイオンは、Kイオンが3%、Naイオンが1
1%であった。
ットルの塩化リチウム水溶液でイオン交換し、イオン交
換可能なカチオンの86%をLiイオンにイオン交換し
た。残りのイオンは、Kイオンが3%、Naイオンが1
1%であった。
【0027】イオン交換したゼオライト粉末に、乾燥重
量基準でゼオライト100に対して約20となるような
比率でバインダー成分を添加して、平均粒径が直径0.
8mm〜1.0mmの大きさの球状になるように成形し
た。このゼオライト成形体を550℃の乾燥熱風により
加熱して、バインダーを燒結するとともにゼオライトの
水分を脱着させて活性化した。
量基準でゼオライト100に対して約20となるような
比率でバインダー成分を添加して、平均粒径が直径0.
8mm〜1.0mmの大きさの球状になるように成形し
た。このゼオライト成形体を550℃の乾燥熱風により
加熱して、バインダーを燒結するとともにゼオライトの
水分を脱着させて活性化した。
【0028】活性化終了後のゼオライト成形体は、空気
を遮断した金属容器中で保存し冷却の後、それぞれの試
験に供した。試験の結果を表1に示した。
を遮断した金属容器中で保存し冷却の後、それぞれの試
験に供した。試験の結果を表1に示した。
【0029】実施例2 実施例1と同様にして、結晶化度ほぼ100%の骨格の
Si/Al比が1.0であるシリカ比の低いX型ゼオラ
イトを合成した。得られたゼオライトを、1mol/リ
ットルの塩化リチウム水溶液でイオン交換し、イオン交
換可能なカチオンの96%をLiイオンにイオン交換し
た。残りのイオンは、Kイオンが1%、Naイオンが3
%であった。イオン交換したゼオライト粉末を実施例1
と同様の方法で成形し、活性化した。
Si/Al比が1.0であるシリカ比の低いX型ゼオラ
イトを合成した。得られたゼオライトを、1mol/リ
ットルの塩化リチウム水溶液でイオン交換し、イオン交
換可能なカチオンの96%をLiイオンにイオン交換し
た。残りのイオンは、Kイオンが1%、Naイオンが3
%であった。イオン交換したゼオライト粉末を実施例1
と同様の方法で成形し、活性化した。
【0030】活性化終了後のゼオライト成形体は、空気
を遮断した金属容器中で保存し冷却の後,それぞれの試
験に供した。試験の結果を表1に示した。
を遮断した金属容器中で保存し冷却の後,それぞれの試
験に供した。試験の結果を表1に示した。
【0031】比較例1 市販のNa−A(4A)ゼオライト粉末(東ソー株式会
社製)を1mol/リットルの塩化リチウム水溶液でイ
オン交換し、イオン交換可能なカチオンの96%をLi
イオンにイオン交換した。残りのイオンは、Naイオン
が4%であった。イオン交換したゼオライト粉末を実施
例1と同様の方法で成形し、活性化した。
社製)を1mol/リットルの塩化リチウム水溶液でイ
オン交換し、イオン交換可能なカチオンの96%をLi
イオンにイオン交換した。残りのイオンは、Naイオン
が4%であった。イオン交換したゼオライト粉末を実施
例1と同様の方法で成形し、活性化した。
【0032】活性化終了後のゼオライト成形体は、空気
を遮断した金属容器中で保存し冷却の後、それぞれの試
験に供した。試験の結果を表1に示した。
を遮断した金属容器中で保存し冷却の後、それぞれの試
験に供した。試験の結果を表1に示した。
【0033】比較例2 市販のNa−X型(骨格のSi/Al比は1.25)ゼ
オライト粉末(東ソー株式会社製)を1mol/リット
ルの塩化リチウム水溶液でイオン交換し、イオン交換可
能なカチオンの95%をLiイオンにイオン交換した。
残りのイオンはNaイオンが5%であった。イオン交換
したゼオライト粉末を実施例1と同様の方法で成形し,
活性化した。
オライト粉末(東ソー株式会社製)を1mol/リット
ルの塩化リチウム水溶液でイオン交換し、イオン交換可
能なカチオンの95%をLiイオンにイオン交換した。
残りのイオンはNaイオンが5%であった。イオン交換
したゼオライト粉末を実施例1と同様の方法で成形し,
活性化した。
【0034】活性化終了後のゼオライト成形体は、空気
を遮断した金属容器中で保存し冷却の後、それぞれの試
験に供した。試験の結果を表1に示した。
を遮断した金属容器中で保存し冷却の後、それぞれの試
験に供した。試験の結果を表1に示した。
【0035】
【表1】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4D012 CA05 CB16 CD07 CE03 CF03 CF10 CG01 CJ06 CK10 4G042 BA18 BA20 BA41 BB02 4G066 AA61B AA62B BA09 BA20 BA31 BA36 CA27 DA03 FA11 FA26 FA28 FA37 GA14 4G073 CZ04 UA06 UB38
Claims (5)
- 【請求項1】ゼオライトを用いて、空気中の窒素ガスを
吸着除去して空気中の酸素ガスよりも濃縮された濃度の
酸素ガスを取り出す方法において、ゼオライトと接触さ
せて窒素を吸着除去するときの圧力が1520hPa(ヘ
クトパスカル)(=1.5atm)以上、5065hPa
(=5atm)以下の範囲であり、圧力を減じて行う脱
着再生時の圧力が912hPa(=0.9atm)以上、152
0hPa(=1.5atm)以下の範囲であって、X型ゼ
オライトの骨格のSi/Al原子比が実質的に1.0で
あり、かつ交換可能な陽イオンの80%以上、88%未
満がリチウムイオンと交換されており、残りのイオンが
アルカリ金属、アルカリ土類金属、遷移金属および希土
類から選ばれる合計2種以上の組み合わせであって、3
039hPa(=3atm)および1013hPa(=1a
tm)の圧力における25℃の窒素吸着容量の差が1
2.0Ncc/g以上であるゼオライト吸着剤を使用す
ることを特徴とする空気中の酸素ガスの濃縮方法。 - 【請求項2】圧力を減じて行う脱着再生時の圧力が25
3hPa(=0.25atm)以上、1013hPa(=1.0
atm)以下の範囲である請求項1に記載の空気中の酸
素ガスの濃縮方法。 - 【請求項3】X型ゼオライトの交換可能な陽イオンの8
0%以上がリチウムイオンと交換されており、残りのイ
オンがアルカリ金属、アルカリ土類金属、遷移金属およ
び希土類から選ばれる2種以上のイオンがゼオライト中
に存在している事を特徴とする請求項1および請求項2
に記載の空気中の酸素ガスの濃縮方法。 - 【請求項4】吸着剤の平均粒径が0.4〜2.2mmの
範囲である請求項1〜3に記載の空気中の酸素ガスの濃
縮方法。 - 【請求項5】吸着剤の平均粒径が0.4〜1.2mmの
範囲である請求項4に記載の空気中の酸素ガスの濃縮方
法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10294821A JP2000117037A (ja) | 1998-10-16 | 1998-10-16 | 空気中の酸素ガスの濃縮方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10294821A JP2000117037A (ja) | 1998-10-16 | 1998-10-16 | 空気中の酸素ガスの濃縮方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000117037A true JP2000117037A (ja) | 2000-04-25 |
Family
ID=17812695
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10294821A Pending JP2000117037A (ja) | 1998-10-16 | 1998-10-16 | 空気中の酸素ガスの濃縮方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000117037A (ja) |
-
1998
- 1998-10-16 JP JP10294821A patent/JP2000117037A/ja active Pending
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