JP2009220004A - Combustible gas enriching method/system - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technique to enable enriching of combustible gas into a highly concentrated form, while avoiding the risk that the gas may become enriched to the explosive limits during enriching the combustible gas. <P>SOLUTION: First, an adsorption process is executed to allow a feedstock gas to flow in from outside through a gas inflow part of an adsorption unit, then the rest of the gas to flow outside of a gas outflow part, and to effect the adsorption of the combustible gas by an adsorbing material inside the adsorption unit. After executing the adsorption process, an overadsorption process to stop the outflow of the gas from a gas outflow part and make the adsorbing material adsorb the combustible gas in such a state that the inner pressure of the adsorption unit is higher than the inner pressure of the adsorption unit in the adsorption process. After running this overadsorption process to execute the overadsorption process, the desorption process is executed. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、可燃性ガスおよび空気を含有する原料ガスを吸着ユニット（可燃性ガスを選択的に吸着する吸着材が収納された吸着塔）に供給して、可燃性ガスを選択的に吸着させ、濃縮する可燃性ガスの濃縮方法、及びこの方法を実行する可燃性ガスの濃縮システムに関する。   The present invention supplies a raw material gas containing a combustible gas and air to an adsorption unit (an adsorption tower containing an adsorbent that selectively adsorbs the combustible gas) to selectively adsorb the combustible gas. The present invention relates to a method for concentrating combustible gas to be concentrated, and a combustible gas concentrating system for executing the method.

可燃性ガスを燃料などとして有効に利用する場合には、可燃性ガスが含まれる原料ガスから空気などのガスを分離して、適当な範囲にまで可燃性ガスを濃縮する必要がある。このような可燃性ガスを濃縮する装置や方法は種々提案されているが、例えば特許文献１では、可燃性ガスとしてのメタンガスを含有する炭鉱から発生するガス（いわゆる炭鉱ガス）を原料ガスとして、この原料ガスから吸着材を用いて空気（主に窒素、酸素、二酸化炭素が含まれる）を分離し、メタンガスを濃縮して利用する発明が提案されている。   In order to effectively use the combustible gas as a fuel, it is necessary to separate the gas such as air from the raw material gas containing the combustible gas and concentrate the combustible gas to an appropriate range. Various devices and methods for concentrating such a combustible gas have been proposed. For example, in Patent Document 1, a gas generated from a coal mine containing methane gas as a combustible gas (so-called coal mine gas) is used as a raw material gas. There has been proposed an invention in which air (mainly containing nitrogen, oxygen, and carbon dioxide) is separated from this raw material gas using an adsorbent, and methane gas is concentrated and used.

すなわち、上記特許文献１では、窒素に比べてメタンガスの吸着速度が非常に遅い天然ゼオライトを吸着材として用いて（換言すると、メタンガスに対して窒素、酸素、二酸化炭素を優先的に吸着する吸着材を用いて）、当該吸着材が充填された吸着塔に炭鉱ガスを圧縮機等により所定圧になるまで導入して、炭鉱ガスに含まれる酸素、窒素、二酸化炭素を先に吸着塔の手前部（下部）に吸着させ、吸着塔の奥部（上部）に吸着速度の遅いメタンガスを吸着させて、さらに当該メタンガスを吸着塔の上部から大気圧になるまで放出して、メタンガスを濃縮する装置および方法の発明が提案されている。
これにより、原料ガスとしての炭鉱ガスから、吸着材を用いて空気を分離し、メタンガスを濃縮して、当該濃縮されたメタンガスを燃料等として利用することができるものとされている。 That is, in the above-mentioned Patent Document 1, natural zeolite, which has a very slow adsorption rate of methane gas compared to nitrogen, is used as an adsorbent (in other words, an adsorbent that preferentially adsorbs nitrogen, oxygen, and carbon dioxide to methane gas). ), The coal mine gas is introduced into the adsorption tower filled with the adsorbent by a compressor or the like until a predetermined pressure is reached, and oxygen, nitrogen, and carbon dioxide contained in the coal mine gas are first introduced to the front of the adsorption tower. An apparatus for concentrating methane gas by adsorbing to the (lower part), adsorbing methane gas having a slow adsorption rate to the inner part (upper part) of the adsorption tower, and further releasing the methane gas from the upper part of the adsorption tower to atmospheric pressure; A method invention has been proposed.
Thereby, it is supposed that air can be separated from the coal mine gas as the raw material gas using an adsorbent, the methane gas can be concentrated, and the concentrated methane gas can be used as a fuel or the like.

特開昭５８−１９８５９１号公報JP-A-58-198591

一方、一般に可燃性ガスは爆発する可能性が存在し、原料ガス等に可燃性ガスが所定の濃度範囲で含まれている場合に爆発する可能性があるものとされている。この濃度範囲は、可燃性ガスの種類によって異なるが、一般的には、可燃性ガスが５〜２０Ｖｏｌ％程度含まれる範囲とされている。そして、上述のメタンガスの場合でも、同様の濃度範囲で爆発の可能性があるものとされている。
また、可燃性ガスの爆発の可能性は、可燃性ガスの濃度に加え、原料ガス等に酸素ガスが所定の濃度で含まれる場合に爆発する可能性があるものとされている。この濃度範囲は、酸素ガスが１０Ｖｏｌ％以上含まれる範囲とされている。 On the other hand, in general, there is a possibility that the combustible gas may explode, and when the combustible gas is contained in the raw material gas or the like in a predetermined concentration range, it is considered that the combustible gas may explode. This concentration range varies depending on the type of combustible gas, but is generally a range in which about 5 to 20 Vol% of combustible gas is included. Even in the case of the methane gas described above, there is a possibility of explosion in the same concentration range.
Further, the possibility of explosion of the combustible gas is considered that there is a possibility of explosion when oxygen gas is contained in the raw material gas or the like at a predetermined concentration in addition to the concentration of the combustible gas. This concentration range is a range in which oxygen gas is contained in an amount of 10 Vol% or more.

したがって、可燃性ガスを含有するガスを取り扱う際には、上記可燃性ガスおよび酸素ガスの濃度範囲に充分な配慮をする必要がある。特に、可燃性ガス若しくは酸素ガスが爆発する可能性がある濃度範囲付近にあるガスである場合には、当該可燃性ガス若しくは酸素ガスの濃度を調整して、上記濃度範囲に入らないようにすることが重要である。   Therefore, when handling a gas containing a combustible gas, it is necessary to give sufficient consideration to the concentration range of the combustible gas and the oxygen gas. In particular, if the flammable gas or oxygen gas is in the vicinity of a concentration range that may explode, adjust the concentration of the flammable gas or oxygen gas so that it does not fall within the above concentration range. This is very important.

ここで、この点について、上記特許文献１に記載の発明について検討すると、濃縮後のメタンガスは比較的高濃度（メタン濃度６０Ｖｏｌ％程度）であり爆発濃度範囲外となっているものの、炭鉱ガス（メタン濃度４４Ｖｏｌ％程度、酸素ガス濃度１２Ｖｏｌ％程度）からメタンガスをある程度取り出した後のオフガスには、メタンガスが比較的低濃度（メタン濃度４４Ｖｏｌ％以下）で含まれており、さらに酸素ガスも所定濃度（酸素ガス濃度１２Ｖｏｌ％程度以上）含まれているため、メタンガス及び酸素ガスの何れもが爆発濃度範囲内に入る可能性があり、当該排ガスが爆発するおそれが生じ問題である。   In this regard, when the invention described in Patent Document 1 is examined in this regard, the concentrated methane gas has a relatively high concentration (methane concentration of about 60 Vol%) and is outside the explosion concentration range, but the coal mine gas ( The off-gas after the methane gas is taken out from the methane gas to some extent from the methane concentration of about 44 Vol% and the oxygen gas concentration of about 12 Vol% contains methane gas at a relatively low concentration (methane concentration of 44 Vol% or less), and the oxygen gas also has a predetermined concentration Since it is contained (oxygen gas concentration of about 12 Vol% or more), both methane gas and oxygen gas may fall within the explosion concentration range, which may cause a problem that the exhaust gas may explode.

さて、可燃性ガスを選択的に吸着する吸着材が収納された吸着ユニットを適宜使用して濃縮を行う場合、通常、吸着工程では、ガス流入部から原料ガスを流入させ、ガス流入部とは反対側に設けられているガス流出部から吸着後の残余のガスを流出させる。この吸着工程における吸着管理は、先に説明した爆発限界との関係から、外部に放出されるオフガスにおける可燃性ガスの濃度に注目して管理することとなる。例えば、吸着ユニット内に収納される吸着材の量との関係から、オフガスとして放出される可燃性ガスの濃度が爆発限界以下に収まる吸着時間を予め求めておき、この吸着時間を上限として吸着を行わせることで、良好な操業を維持することとなる。   Well, when performing concentration using an adsorption unit containing an adsorbent that selectively adsorbs flammable gas, normally, in the adsorption process, the raw material gas is introduced from the gas inflow part. The remaining gas after adsorption is caused to flow out from the gas outflow portion provided on the opposite side. The adsorption management in this adsorption process is managed by paying attention to the concentration of the combustible gas in the off-gas released to the outside from the relationship with the explosion limit described above. For example, from the relationship with the amount of adsorbent stored in the adsorption unit, the adsorption time during which the concentration of combustible gas released as off-gas falls below the explosion limit is obtained in advance, and adsorption is performed with this adsorption time as the upper limit. By doing so, good operation will be maintained.

さて、この点をユニット内の吸着材の吸着状態との関係からみると、ガス流入部側の吸着材に関しては、爆発限界を越えて吸着材が吸着しうる限界に近い可燃性ガスが吸着されている。一方、ガス流出部側の吸着材に関しては、爆発限界を上限としてオフガスに含まれる可燃性ガスの濃度が管理されるため、実質的に吸着材に吸着できる可燃性ガスの濃度は、爆発限界未満或はその近傍に限られる。
したがって、このような運転手法を実行する場合は、単一の吸着ユニットで見た場合に、当該吸着ユニットに収納されている吸着材の全部を充分に活用しているとはいい難い。 Now, looking at this point in relation to the adsorption state of the adsorbent in the unit, the adsorbent on the gas inflow side adsorbs combustible gas that is close to the limit that the adsorbent can adsorb beyond the explosion limit. ing. On the other hand, for the adsorbent on the gas outflow part side, the concentration of the combustible gas contained in the off-gas is controlled up to the explosion limit, so the concentration of the combustible gas that can be substantially adsorbed on the adsorbent is less than the explosion limit. Or it is limited to the vicinity.
Therefore, when such an operation method is executed, it is difficult to say that all of the adsorbents stored in the adsorption unit are fully utilized when viewed with a single adsorption unit.

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、可燃性ガスを濃縮する際に、爆発範囲の濃度となることを回避しつつ、各吸着ユニットに収納される吸着材の全部を充分に活用することができ、高濃度な濃縮を実現することができる技術を提供する点にある。   The present invention has been made in view of the above problems, and its object is to avoid the concentration of the explosion range when concentrating the combustible gas, and the adsorbent housed in each adsorption unit. It is the point which provides the technique which can fully utilize all of this and can implement | achieve high concentration concentration.

上記目的を達成するための、
ガス流入部及びガス流出部を備えるとともに、内部に可燃性ガスを選択的に吸着する吸着材が充填された吸着ユニットを備え、
外部から前記吸着ユニットのガス流入部を介して原料ガスを流入させ、ガス流出部から外部に残余のガスを流出させて、吸着ユニット内の吸着材に可燃性ガスを吸着させる吸着工程を実行した後、前記吸着材から可燃性ガスを脱着させて外部へ取り出す脱着工程を実行する可燃性ガスの濃縮方法の特徴構成は、
前記吸着工程を実行した後、前記ガス流出部からのガス流出を止めて、前記吸着工程における吸着ユニット内の圧力より、吸着ユニット内圧力が高い状態で、前記吸着材に可燃性ガスを吸着させる過吸着工程を実行し、前記過吸着工程を実行した後、前記脱着工程を実行することにある。
この可燃性ガスの濃縮方法にあっても、従来、行われてきたように、吸着工程を実行し、吸着材に可燃性ガスを吸着した後に、脱着工程を実行することで、製品タンクに可燃性ガスの濃縮ガスを回収する。そして、本願に係る可燃性ガスの濃縮方法では、前記吸着工程と脱着工程との間に過吸着工程を実行する。
この工程にあっては、吸着ユニットに設定されるガス流出部からのガス流出を止めて（例えば放出路に設けられている開閉弁を閉状態とする）、吸着工程における吸着ユニット内の圧力より、吸着ユニット内圧力が高い状態で、吸着材に可燃性ガスを吸着させる。この工程では、先行して実行される吸着状態では、例えば、ガス流出部の近傍に配設されており、なお、吸着能が残存している吸着材に可燃性ガスを十分吸着させることができる。結果、吸着ユニット内に収納されている吸着材の吸着能を十分活かしながら、可燃性ガスの濃縮を行える。 To achieve the above purpose,
A gas inflow part and a gas outflow part are provided, and an adsorption unit filled with an adsorbent that selectively adsorbs flammable gas inside is provided.
An adsorption process was performed in which the raw material gas was introduced from the outside through the gas inflow portion of the adsorption unit, and the remaining gas was caused to flow out from the gas outflow portion to adsorb the combustible gas to the adsorbent in the adsorption unit. After that, the characteristic configuration of the combustible gas concentration method for performing the desorption step of desorbing the combustible gas from the adsorbent and taking it out to the outside,
After performing the adsorption step, the gas outflow from the gas outflow portion is stopped, and the combustible gas is adsorbed on the adsorbent in a state where the pressure in the adsorption unit is higher than the pressure in the adsorption unit in the adsorption step. It is to perform the desorption process after performing the excessive adsorption process and performing the excessive adsorption process.
Even in this method of concentrating flammable gas, the flammable gas can be combusted in the product tank by performing the adsorption process and adsorbing the flammable gas to the adsorbent and then performing the desorption process, as has been conventionally done. Collect concentrated gas of sex gas. In the combustible gas concentration method according to the present application, an over-adsorption process is performed between the adsorption process and the desorption process.
In this step, the gas outflow from the gas outflow portion set in the adsorption unit is stopped (for example, the on-off valve provided in the discharge path is closed), and the pressure in the adsorption unit in the adsorption step is determined. The adsorbent adsorbs the combustible gas in a state where the pressure in the adsorption unit is high. In this step, in the adsorbed state that is executed in advance, for example, the adsorbent that is disposed in the vicinity of the gas outflow portion and has the remaining adsorbability can sufficiently adsorb the combustible gas. . As a result, the combustible gas can be concentrated while fully utilizing the adsorption capacity of the adsorbent housed in the adsorption unit.

このような可燃性ガスの濃縮方法を使用する可燃性ガスの濃縮システムは、以下のような制御手段を備えておけばよい。
即ち、ガス流入部及びガス流出部を備えるとともに、内部に可燃性ガスを選択的に吸着する吸着材が充填された吸着ユニットを備え、
外部から前記吸着ユニットのガス流入部を介して原料ガスを流入させ、ガス流出部から外部に残余のガスを流出させて、吸着ユニット内の吸着材に可燃性ガスを吸着させる吸着工程を実行した後、前記吸着材から可燃性ガスを脱着させて外部へ取り出す脱着工程を実行する制御手段を備えた可燃性ガスの濃縮システムにおいて、
前記制御手段が、前記吸着工程を実行させた後、前記ガス流出部からのガス流出を止めて、前記吸着工程における吸着ユニット内の圧力より、吸着ユニット内圧力が高い状態で、前記吸着材に可燃性ガスを吸着させる過吸着工程を実行し、前記過吸着工程を実行した後、前記脱着工程を実行するものとしておけばよい。 A flammable gas concentration system using such a flammable gas concentration method may be provided with the following control means.
That is, it has a gas inflow part and a gas outflow part, and an adsorption unit filled with an adsorbent that selectively adsorbs flammable gas inside,
An adsorption process was performed in which the raw material gas was introduced from the outside through the gas inflow portion of the adsorption unit, and the remaining gas was caused to flow out from the gas outflow portion to adsorb the combustible gas to the adsorbent in the adsorption unit. Then, in the flammable gas concentration system comprising a control means for performing a desorption process for desorbing the combustible gas from the adsorbent and taking it out to the outside,
After the control means has executed the adsorption step, the gas outflow from the gas outflow portion is stopped, and the adsorbent is applied to the adsorbent in a state where the pressure in the adsorption unit is higher than the pressure in the adsorption unit in the adsorption step. What is necessary is just to perform the said desorption process after performing the over-adsorption process which adsorb | sucks combustible gas, and performing the said over-adsorption process.

さて、過吸着工程の実施形態としては、以下の３つの実施形態が考えられる。
１ 原料ガスの流入をそのまま維持する形態
即ち、過吸着工程において、ガス流入部からの原料ガスの流入を維持し、吸着材を過吸着状態とすることができる。この過吸着工程においては、ガス流出部からのガスの流出が止められているため、原料ガスの流入を維持した場合、原料ガスが有する水頭分だけ、吸着ユニット内の圧力が上昇することとなり、結果的に、本願の過吸着工程を実行できる。 Now, as the embodiment of the excessive adsorption process, the following three embodiments can be considered.
1. Mode of maintaining the inflow of the raw material gas That is, in the over-adsorption process, the inflow of the raw material gas from the gas inflow portion can be maintained and the adsorbent can be in an over-adsorbed state. In this over-adsorption process, since the outflow of gas from the gas outflow portion is stopped, if the inflow of the raw material gas is maintained, the pressure in the adsorption unit will increase by the amount of water head that the raw material gas has, As a result, the excessive adsorption process of the present application can be executed.

この可燃性ガスの濃縮方法を使用するシステムとしては、制御手段が、過吸着工程において、ガス流入部からの原料ガスの流入を維持し、前記吸着材を過吸着状態とすることで、上記の可燃性ガスの濃縮方法を実施できる。   As a system using this method of concentrating flammable gas, the control means maintains the inflow of the raw material gas from the gas inflow portion in the over-adsorption process, and puts the adsorbent in an over-adsorption state, thereby A method for concentrating combustible gas can be implemented.

２ 加圧ガスを使用する形態
即ち、過吸着工程において、ガス流入部から加圧された原料ガスを流入させ、吸着材を過吸着状態とすることができる。この過吸着工程においては、ガス流出部からのガスの流出が止められているため、加圧された原料ガスを流入させることで、その水頭分だけ、吸着ユニット内の圧力が上昇することとなり、結果的に、本願の過吸着工程を実行できる。 2 Form Using Pressurized Gas That is, in the over-adsorption process, the pressurized raw material gas is allowed to flow from the gas inflow portion, and the adsorbent can be brought into an over-adsorption state. In this over-adsorption process, since the outflow of gas from the gas outflow part is stopped, the pressure in the adsorption unit increases by the amount of water head by injecting the pressurized source gas, As a result, the excessive adsorption process of the present application can be executed.

この場合、システム的には、制御手段が、過吸着工程において、ガス流入部から加圧された原料ガスを流入させ、前記吸着材を過吸着状態とすることで、上記の可燃性ガスの濃縮方法を実施できる。   In this case, in terms of the system, the control means causes the raw material gas pressurized from the gas inflow portion to flow in the over-adsorption process, thereby bringing the adsorbent into an over-adsorption state, thereby concentrating the combustible gas. The method can be implemented.

３ 製品ガスを使用する形態
即ち、過吸着工程において、製品タンクに加圧状態で蓄積された濃縮ガスである製品ガスをガス流入部から流入させ、吸着材を過吸着状態とすることができる。この過吸着工程においては、ガス流出部からのガスの流出が止められているため、加圧された製品ガスを流入させることで、その水頭分だけ、吸着ユニット内の圧力が上昇することとなり、結果的に、本願の過吸着工程を実行できる。製品タンクに加圧状態で製品ガスが貯蔵される場合、製品タンクからその加圧状態で製品ガスを吸着ユニットに流入させるが、必要に応じて（吸着ユニット内への押し込み圧を稼ぐ必要がある場合等）、製品タンクと吸着ユニットのガス流入部との間にブロワーを設け、ブロワーにより加圧して流入させてもよい。 3. Form using product gas In other words, in the over-adsorption process, the product gas, which is a concentrated gas accumulated in the product tank in a pressurized state, is allowed to flow from the gas inflow portion, so that the adsorbent can be brought into an over-adsorption state. In this over-adsorption process, since the outflow of gas from the gas outflow part is stopped, the pressure in the adsorption unit is increased by the amount of water by injecting the pressurized product gas, As a result, the excessive adsorption process of the present application can be executed. When product gas is stored in the product tank in a pressurized state, the product gas flows from the product tank into the adsorption unit in the pressurized state. However, if necessary, it is necessary to increase the pushing pressure into the adsorption unit. In some cases, a blower may be provided between the product tank and the gas inflow portion of the adsorption unit, and the pressure may be increased by the blower.

この場合、システム的には、制御手段が、過吸着工程において、製品タンクに加圧状態で蓄積された濃縮ガスである製品ガスをガス流入部から流入させ、吸着材を過吸着状態とすることで、上記の可燃性ガスの濃縮方法を実施できる。   In this case, in terms of the system, the control means causes the product gas, which is a concentrated gas accumulated in the product tank in a pressurized state, to flow from the gas inflow portion in the over-adsorption process, and the adsorbent is placed in the over-adsorption state. Thus, the above-described method for concentrating a combustible gas can be performed.

さて、これまで説明してきた本願に係る可燃性ガスの濃縮方法を実質的に連続的に実施する方法としては、以下のような工程順序を採用することが好ましい。
即ち、前記吸着ユニットとして、第１吸着ユニットと第２吸着ユニットとを備え、
前記第１吸着ユニットにおける吸着工程の実行時に、第２吸着ユニットにおける脱着工程を実行し、
前記第１吸着ユニットにおける過吸着工程の実行時に、第２吸着ユニットにおける脱着工程を実行し、
前記第１吸着ユニットにおける脱着工程の実行時に、第２吸着ユニットにおける吸着工程を実行し、
前記第１吸着ユニットにおける脱着工程の実行時に、第２吸着ユニットにおける過吸着工程を実行するのである。
このようにすることで、一方の吸着ユニットにおいて脱着（製品回収）を行っている状態で、他方の吸着ユニットで、吸着、過吸着工程を実施して実質的に連続的な濃縮が可能となる。 As a method for substantially continuously performing the combustible gas concentration method according to the present application described so far, it is preferable to employ the following process sequence.
That is, the adsorption unit includes a first adsorption unit and a second adsorption unit,
When performing the adsorption step in the first adsorption unit, execute a desorption step in the second adsorption unit,
Performing the desorption step in the second adsorption unit during the execution of the over-adsorption step in the first adsorption unit;
When performing the desorption process in the first adsorption unit, performing the adsorption process in the second adsorption unit,
The over-adsorption process in the second adsorption unit is executed when the desorption process in the first adsorption unit is executed.
By doing so, it is possible to perform substantially continuous concentration by carrying out the adsorption and over-adsorption processes in the other adsorption unit in a state where desorption (product recovery) is performed in one adsorption unit. .

さらに、この可燃性ガスの濃縮方法において、第１吸着ユニットにおける吸着工程と脱着工程との間に、第１吸着ユニットと第２吸着ユニットとを連通して均圧する均圧工程を実行することで、過吸着工程を終えた吸着ユニットと、脱着工程を終えた吸着ユニットとの間で均圧を実行することで、両吸着ユニット内の圧力を均等とすることができる。結果、後に行われる吸着工程において良好に可燃性ガスを吸着できる環境を作ることができる。また、この均圧工程を実行することで、吸着工程を終えた吸着ユニットから脱着工程を終えた吸着ユニットに、主には気相状態で残っているガスが拡散されて、過吸着工程を終えた吸着ユニット側で、可燃性ガスの割合を増加させることができる。   Further, in the method for concentrating combustible gas, by performing a pressure equalizing step for communicating and equalizing the first adsorption unit and the second adsorption unit between the adsorption step and the desorption step in the first adsorption unit. By performing pressure equalization between the adsorption unit that has finished the over-adsorption process and the adsorption unit that has completed the desorption process, the pressures in both adsorption units can be made equal. As a result, it is possible to create an environment in which the combustible gas can be favorably adsorbed in the adsorption process performed later. In addition, by performing this pressure equalization process, the gas remaining in the gas phase is mainly diffused from the adsorption unit that has completed the adsorption process to the adsorption unit that has completed the desorption process, and the over-adsorption process is completed. The proportion of combustible gas can be increased on the side of the adsorption unit.

本発明に係る可燃性ガス濃縮システムＳ（以下、本システムＳと略称する）の実施の形態について、図面に基づいて説明する。
本願にあっては、第１実施形態、第２実施形態及び第３実施形態を紹介する。
全ての実施形態においてシステムＳは、そのシステム構成に応じて内部にメタン吸着材ａが夫々充填された吸着ユニットＵと、吸着ユニットＵに繋がるガス路に設けられる開閉弁を開閉制御する制御手段Ｃ（制御装置）を備えて構成されている。そして、吸着ユニットＵには、ガス路として、吸着ユニットＵに原料ガス１を供給する供給路ｄ１と、前記供給路ｄ１からガスが供給される状態で吸着材ａでの可燃性ガスの吸着を終えた後、残余のガス（オフガス）を外部に放出する放出路ｄ２とを備えている。本願では、作動状態で、吸着ユニットＵ内にガスが供給される状態で、吸着ユニットＵでガスが流入する部位を「ガス流入部Ｉｎ」と呼び、吸着ユニットＵからオフガスが放出される状態で、吸着ユニットＵでガスが流出する部位を「ガス流出部Ｏｕｔ」と呼ぶ。
さらに、吸着ユニットＵからか回収される濃縮ガスである製品ガスを製品タンクＴに回収するための回収路ｄ３が備えられている。また、供給路ｄ１には、原料ガス１、原料ガス２及び製品ガスを夫々別個に受け入れるための合流点ｅが設けられている。そして、製品タンクＴから供給路ｄ１に設けられた合流点ｅを介して製品ガスを供給する供給路ｄ４が備えられるとともに、原料ガス２を、合流点ｅを介して供給する供給路ｄ５が設けられている。 An embodiment of a combustible gas concentrating system S (hereinafter abbreviated as the present system S) according to the present invention will be described with reference to the drawings.
In the present application, the first embodiment, the second embodiment, and the third embodiment are introduced.
In all the embodiments, the system S includes an adsorbing unit U filled with a methane adsorbing material a in accordance with the system configuration, and a control means C that controls opening and closing of an on-off valve provided in a gas passage connected to the adsorbing unit U. (Control device). The adsorbing unit U adsorbs the combustible gas with the adsorbent a in a state in which the gas is supplied from the supply path d1 for supplying the raw material gas 1 to the adsorption unit U and the gas is supplied from the supply path d1. After the completion, a discharge path d2 for discharging the remaining gas (off gas) to the outside is provided. In the present application, in a state where gas is supplied into the adsorption unit U in an operating state, a portion into which the gas flows in the adsorption unit U is referred to as a “gas inflow portion In”, and an off gas is released from the adsorption unit U. A portion where gas flows out in the adsorption unit U is referred to as “gas outflow portion Out”.
Further, a recovery path d3 for recovering the product gas, which is a concentrated gas recovered from the adsorption unit U, in the product tank T is provided. The supply path d1 is provided with a junction e for receiving the raw material gas 1, the raw material gas 2 and the product gas separately. A supply path d4 for supplying the product gas from the product tank T via the junction e provided in the supply path d1 is provided, and a supply path d5 for supplying the raw material gas 2 via the junction e is provided. It has been.

原料ガスあるいは製品ガスの吸着ユニットＵへの供給状態であるが、原料ガス１に関しては、例えば鉱山から回収される鉱山ガスをその圧力状態で、吸着ユニットＵ内に送り込み可能となっている。本願に係る吸着材ａは、可燃性ガスを吸着するため、その分、原料ガスの吸い込みが可能となる。   Although the raw material gas or the product gas is supplied to the adsorption unit U, with respect to the raw material gas 1, for example, a mine gas recovered from a mine can be fed into the adsorption unit U in its pressure state. Since the adsorbent a according to the present application adsorbs the combustible gas, the raw material gas can be sucked accordingly.

原料ガス２は、基本的に、その出所に関しては、原料ガス１と同様であるが、
図１に示すように、供給路ｄ５にブロアー６を備えることで、加圧状態で吸着ユニットＵ内に原料ガス２を供給可能となっている。 The source gas 2 is basically the same as the source gas 1 in terms of its source,
As shown in FIG. 1, by providing the blower 6 in the supply path d5, the raw material gas 2 can be supplied into the adsorption unit U in a pressurized state.

製品ガスは回収路ｄ３に備えられる真空ポンプ８が働くことにより、吸着ユニットＵから吸着材ａに吸着された可燃性ガスを加圧状態（製品タンク内は正圧となる）で製品タンクＴに回収可能となっている。そして、この製品タンクＴから供給路ｄ４を介して吸着ユニットＵへ供給する場合、供給される製品ガスの可燃性ガスの濃度は高いとともに、その圧力も、原料ガス１の吸着操作における圧力より高いものとなる。   The product gas is supplied to the product tank T in a pressurized state (the inside of the product tank is at a positive pressure) by the vacuum pump 8 provided in the recovery path d3. It can be collected. And when supplying from this product tank T to the adsorption | suction unit U via the supply path d4, while the density | concentration of the combustible gas of the supplied product gas is high, the pressure is also higher than the pressure in adsorption | suction operation of the raw material gas 1 It will be a thing.

図１に示す第１実施形態は、本願に係る可燃性ガス濃縮システムＳの最も簡単な形態を示す例である。   1st Embodiment shown in FIG. 1 is an example which shows the simplest form of the combustible gas concentration system S which concerns on this application.

図４に示す第２実施形態は、第１実施形態と同じ構成の吸着ユニットＵを一対備え、一対の吸着ユニットＵ間で、所定の工程を交互に繰り返すことで、実質的に連続的な可燃性ガスの濃縮が可能となる例である。   The second embodiment shown in FIG. 4 includes a pair of adsorption units U having the same configuration as that of the first embodiment, and a predetermined process is alternately repeated between the pair of adsorption units U, so that substantially continuous combustibility is achieved. This is an example in which the concentration of sex gas becomes possible.

図６に示す第３実施形態は、第１実施形態に対応するものであり、供給路として原料ガス１の供給路ｄ１ａと原料ガス２及び製品ガスの供給路ｄ１ｂを別個に備え、原料ガス１の供給路ｄ１ａを吸着ユニットＵの下側に、原料ガス２及び製品ガスの供給路ｄ１ｂを、吸着ユニットＵの上側に備えた例である。   The third embodiment shown in FIG. 6 corresponds to the first embodiment, and is separately provided with a supply path d1a for the source gas 1, a source gas 2 and a supply path d1b for the product gas as supply paths. This is an example in which the supply path d1a is provided on the lower side of the adsorption unit U, and the supply path d1b for the raw material gas 2 and the product gas is provided on the upper side of the adsorption unit U.

１ 原料ガス
本願における原料ガス（原料ガス１、原料ガス２共）は、可燃性ガスと空気とを含むガスであるが、例えばメタンガスと空気とを含む炭鉱ガスとすることもできる。また、可燃性ガスとしては、可燃性の気体であれば特に制限されないが、例えば炭鉱ガスに含まれるメタンガスとすることもできる。なお、炭鉱ガスとは炭鉱から発生するガスであり、条件により異なるが、炭鉱ガス中には、メタンガス２０〜４０Ｖｏｌ％程度、空気（主として窒素ガス、酸素ガスが含まれる）６０〜８０Ｖｏｌ％程度が含まれている。 1 Source Gas The source gas in this application (both source gas 1 and source gas 2) is a gas containing a combustible gas and air, but can also be a coal mine gas containing methane gas and air, for example. Further, the flammable gas is not particularly limited as long as it is a flammable gas. For example, methane gas contained in the coal mine gas can be used. The coal mine gas is a gas generated from the coal mine and varies depending on the conditions, but the coal mine gas contains about 20 to 40 Vol% of methane gas and about 60 to 80 Vol% of air (mainly containing nitrogen gas and oxygen gas). include.

２ 吸着ユニット
吸着ユニットＵは、所定形状を有する吸着塔として構成されており、内部に吸着材ａを充填して構成されている。
吸着材ａ
吸着材ａは、可燃性ガスを選択的に吸着できれば、特に制限されないが、吸着材ａとして、ＭＰ法による平均細孔直径が４．５〜１５Åで、かつ大気圧および２９８Ｋ下におけるメタンガス吸着量が２０Ｎｃｃ／ｇ以上である活性炭、ゼオライト、シリカゲルおよび有機金属錯体（フマル酸銅、テレフタル酸銅、シクロヘキサンジカルボン酸銅など）からなる群から選択される少なくとも一つであるメタン吸着材を用いるとよい。なお、上記平均細孔直径として好ましくは、４．５〜１０Å、より好ましくは、５〜９．５Åがよく、また、上記メタン吸着量が好ましくは、２５Ｎｃｃ／ｇ以上がよい。例えば、このような活性炭は、椰子殻または椰子殻炭を窒素ガス中において６００℃で完全に炭化した炭化物を粒径１〜３ｍｍの大きさに破砕したものを炭素質材料とし、内径５０ｍｍのバッチ式流動賦活炉を用いて、水蒸気１０〜１５Ｖｏｌ％、二酸化炭素１５〜２０Ｖｏｌ％および残余が窒素である雰囲気下において、８６０℃で賦活することにより得られる。 2 Adsorption Unit The adsorption unit U is configured as an adsorption tower having a predetermined shape, and is configured by filling the adsorbent material a therein.
Adsorbent a
The adsorbent a is not particularly limited as long as it can selectively adsorb combustible gas, but the adsorbent a has an average pore diameter of 4.5 to 15 mm by the MP method, and adsorbs methane gas under atmospheric pressure and 298K. It is preferable to use a methane adsorbent that is at least one selected from the group consisting of activated carbon, zeolite, silica gel, and an organometallic complex (such as copper fumarate, copper terephthalate, copper cyclohexanedicarboxylate, etc.) having a N of 20 Ncc / g or more. . The average pore diameter is preferably 4.5 to 10 mm, more preferably 5 to 9.5 mm, and the methane adsorption amount is preferably 25 Ncc / g or more. For example, such activated carbon is a batch of carbonaceous material obtained by crushing coconut shell or coconut shell charcoal that has been completely carbonized in nitrogen gas at 600 ° C. to a particle size of 1 to 3 mm, and having a diameter of 50 mm. It can be obtained by activating at 860 ° C. in an atmosphere where water vapor is 10 to 15 Vol%, carbon dioxide is 15 to 20 Vol%, and the balance is nitrogen, using a fluid flow activation furnace.

このように、吸着材ａとして大気圧及び２９８Ｋ下においてメタンガスを選択的に吸着できるメタン吸着材を用いることで、当該メタン吸着材に大気圧及び２９８Ｋ下でも充分にメタンガスを吸着することができる。   Thus, by using a methane adsorbent capable of selectively adsorbing methane gas at atmospheric pressure and 298K as the adsorbent a, methane gas can be sufficiently adsorbed to the methane adsorbent even at atmospheric pressure and 298K.

すなわち、大気圧および２９８Ｋ下におけるメタン吸着量が２０Ｎｃｃ／ｇより低いと、低圧（特に大気圧程度）でのメタン吸着性能が低下して、濃縮後のメタンガスのメタン濃度が低下するとともに、吸着性能を維持するには、メタン吸着材の増量が必要となり装置が大型化する。なお、上記メタン吸着量の上限は特に制限されないが、現状で得られるメタン吸着材のメタン吸着量は４０Ｎｃｃ／ｇ以下程度である。
また、ＭＰ法における平均細孔直径が４．５Åより小さいと、酸素ガス、窒素ガスの吸着量が増え、濃縮後におけるメタンガス中のメタン濃度が低下したり、平均細孔直径がメタン分子径に近くなり吸着速度が遅くなってメタン吸着性能が低下したり、吸着しなくなる。一方、ＭＰ法における平均細孔直径が１５Åより大きいと、低圧（特に大気圧程度）でのメタン吸着性能が低下して、濃縮後のメタンガスのメタン濃度が低下するとともに、吸着性能を維持するには、メタン吸着材の増量が必要となり装置が大型化する。
したがって、ＭＰ法による平均細孔直径が４．５〜１５Åで、かつ大気圧および２９８Ｋ下におけるメタンガス吸着量が２０Ｎｃｃ／ｇ以上である活性炭、ゼオライト、シリカゲルおよび有機金属錯体からなる群から選択される少なくとも一つであるメタン吸着材が良い。 That is, if the amount of methane adsorption under atmospheric pressure and 298K is lower than 20 Ncc / g, the methane adsorption performance at low pressure (especially about atmospheric pressure) is reduced, and the methane concentration of methane gas after concentration is reduced, and the adsorption performance. In order to maintain this, the amount of methane adsorbent needs to be increased, and the apparatus becomes larger. The upper limit of the methane adsorption amount is not particularly limited, but the methane adsorption amount of the methane adsorbent obtained at present is about 40 Ncc / g or less.
In addition, if the average pore diameter in the MP method is less than 4.5 mm, the adsorption amount of oxygen gas and nitrogen gas increases, the methane concentration in the methane gas after concentration decreases, or the average pore diameter becomes the methane molecular diameter. The adsorption speed becomes slower and the methane adsorption performance decreases or no adsorption occurs. On the other hand, if the average pore diameter in the MP method is larger than 15 mm, the methane adsorption performance at low pressure (especially about atmospheric pressure) is lowered, the methane concentration of the methane gas after concentration is lowered, and the adsorption performance is maintained. This requires an increase in the amount of methane adsorbent and increases the size of the apparatus.
Therefore, it is selected from the group consisting of activated carbon, zeolite, silica gel, and organometallic complex having an average pore diameter of 4.5 to 15 mm by the MP method and an methane gas adsorption amount of 20 Ncc / g or more under atmospheric pressure and 298K. At least one methane adsorbent is preferred.

さらに、上記メタン吸着材が、ＨＫ法における平均細孔直径の１０Å以下の細孔容積が、全細孔容積の５０％以上であるとよく、好ましくは、７０％以上、より好ましくは、８０％以上がよい。この場合、メタンガスを選択的に吸着することができる平均細孔直径が１０Å以下である細孔容積が全細孔容積の５０％以上を占めているため、大気圧下（０．１ＭＰａ程度）におけるメタンガスの吸着可能量を増大させて、大気圧下であっても充分にメタンガスを吸着することができる。すなわち、図７に示すように、上記平均細孔直径が１０Å以下のメタン吸着材ａ１では、１０Åよりも平均細孔直径が大きいメタン吸着材ａ２と比較して、大気圧下（０．１ＭＰａ程度）におけるメタン吸着量が多く、本システムＳのように、基本的に大気圧下においてメタンガスを吸着させる場合に好適に用いることができる。なお、実質的には、計測できる範囲である平均細孔直径が４Å以上１０Å以下の細孔容積が、全細孔容積の５０％以上であればよい。また、より好ましくは、平均細孔直径が４．５Å以上１０Å以下の細孔容積が、全細孔容積の５０％以上であることがメタン吸着材として好ましい。   Further, in the methane adsorbent, the pore volume having an average pore diameter of 10 mm or less in the HK method may be 50% or more of the total pore volume, preferably 70% or more, more preferably 80%. The above is good. In this case, since the pore volume having an average pore diameter of 10 mm or less capable of selectively adsorbing methane gas accounts for 50% or more of the total pore volume, it is under atmospheric pressure (about 0.1 MPa). By increasing the adsorbable amount of methane gas, it is possible to sufficiently adsorb methane gas even under atmospheric pressure. That is, as shown in FIG. 7, the methane adsorbent a1 having an average pore diameter of 10 mm or less is more under atmospheric pressure (about 0.1 MPa) than the methane adsorbent a2 having an average pore diameter larger than 10 mm. The amount of methane adsorbed in (4) is large, and can be suitably used when methane gas is adsorbed basically under atmospheric pressure as in the present system S. It should be noted that the pore volume having an average pore diameter of 4 mm or more and 10 mm or less, which is a measurable range, may be 50% or more of the total pore volume. More preferably, the methane adsorbent preferably has a pore volume with an average pore diameter of 4.5 to 10 mm being 50% or more of the total pore volume.

一方、上記メタン吸着材が、７７Ｋ下での窒素吸着量において、ＨＫ法による１０Åの平均細孔直径に対応する相対圧０．０１３下での窒素吸着量が、全細孔容積に対応する相対圧０．９９下での窒素吸着量の５０％以上であるとよく、好ましくは、７０％以上、より好ましくは、８０％以上がよい。この場合、相対圧０．９９における吸着量は全細孔容積を、相対圧０．０１３における吸着量は１０Å以下の細孔容積を示し、それぞれの値の比は上記と同じように１０Å以下の細孔の割合が多いことを示している。その結果として、メタンガスと空気との混合ガスを原料ガスとする場合も、大気圧付近でのメタンガスの濃縮を容易にかつ、効率よく行なうことができる。   On the other hand, when the methane adsorbent has a nitrogen adsorption amount under 77K, the nitrogen adsorption amount under a relative pressure of 0.013 corresponding to an average pore diameter of 10 mm by the HK method corresponds to the total pore volume. It may be 50% or more of the nitrogen adsorption amount under a pressure of 0.99, preferably 70% or more, and more preferably 80% or more. In this case, the adsorption amount at a relative pressure of 0.99 indicates the total pore volume, the adsorption amount at a relative pressure of 0.013 indicates a pore volume of 10 liters or less, and the ratio of the respective values is 10 liters or less as described above. It shows that the proportion of pores is large. As a result, even when a mixed gas of methane gas and air is used as a raw material gas, the methane gas can be easily and efficiently concentrated near atmospheric pressure.

〔第１実施形態〕
吸着工程
この吸着工程は、原料ガス１を吸着ユニットＵに導き、可燃性ガスを吸着材ａに吸着させた状態で、残余のガスを外部に放出する工程である。従って、供給路開閉弁１、放出路開閉弁３を開とし、回収路開閉弁２、供給路開閉弁４、５を閉とすることで、この吸着工程を実施できる。 [First Embodiment]
Adsorption process This adsorption process is a process in which the raw material gas 1 is guided to the adsorption unit U and the remaining gas is released to the outside in a state where the combustible gas is adsorbed by the adsorbent a. Therefore, this adsorption step can be performed by opening the supply path on / off valve 1 and the discharge path on / off valve 3 and closing the recovery path on / off valve 2 and the supply path on / off valves 4 and 5.

過吸着工程
この工程は、放出路開閉弁３を閉とした状態で、いずれかのガス（原料ガス１、原料ガス２、製品ガスのいずれか）が吸着ユニットＵ内に導かれる工程である。従って、吸着工程を実行した後、放出路開閉弁３を閉状態として、吸着工程における吸着ユニットＵ内の圧力より、吸着ユニットＵ内圧力が高い状態で、吸着材ａに可燃性ガスを吸着させる工程と言える。 Over-adsorption process This process is a process in which one of the gases (raw gas 1, raw gas 2, or product gas) is introduced into the adsorption unit U with the discharge passage opening / closing valve 3 closed. Therefore, after the adsorption step is executed, the discharge passage opening / closing valve 3 is closed, and the adsorbent a is adsorbed with the combustible gas in a state where the pressure in the adsorption unit U is higher than the pressure in the adsorption unit U in the adsorption step. It can be said that it is a process.

具体的には、以下の３状態で、この過吸着工程を実施できる。
１ 原料ガス１の過吸着
この場合は、吸着工程に引き続いて、放出路開閉弁３を閉状態として、予め設定された時間、その状態を保持することで、この過吸着工程を実施できる。原料ガス１は、所定正のゲージ圧を有するためである。
２ 原料ガス２の過吸着
この場合は、吸着工程に引き続いて、放出路開閉弁３を閉状態として、供給路開閉弁５を開とし、供給路開閉弁１、４を閉とすることで、この吸着工程を実施できる。
供給路開閉弁５の上流側に備えられる加圧用のブロアー６を働かせて、供給路ｄ５を流れる原料ガス２の圧力を、上記原料ガス１が本来有する所定正のゲージ圧に対して、ブロアー６による加圧で、これより高い圧力とすることでこの過吸着工程を実施できる。
３ 製品ガスの過吸着
この場合は、吸着工程に引き続いて、放出路開閉弁３を閉状態として、供給路開閉弁４を開とし、供給路開閉弁１、５を閉とすることで、この過吸着工程を実施できる。
供給路開閉弁４の上流側には、製品タンクＴが備えられているため、その製品タンクＴ内の製品ガスが有する圧力で、この過吸着工程を実施できる。 Specifically, this over-adsorption process can be performed in the following three states.
1 Over-adsorption of the raw material gas 1 In this case, following the adsorption step, the over-adsorption step can be performed by keeping the state for a preset time by closing the discharge passage opening / closing valve 3. This is because the raw material gas 1 has a predetermined positive gauge pressure.
2 Over-adsorption of the raw material gas 2 In this case, following the adsorption step, the discharge passage opening / closing valve 3 is closed, the supply passage opening / closing valve 5 is opened, and the supply passage opening / closing valves 1, 4 are closed, This adsorption process can be carried out.
The blower 6 for pressurization provided on the upstream side of the supply passage opening / closing valve 5 is operated so that the pressure of the raw material gas 2 flowing through the supply passage d5 is set to a predetermined positive gauge pressure inherent in the raw material gas 1. This over-adsorption step can be carried out by setting the pressure higher than this by pressurization by the above.
3 Over-adsorption of product gas In this case, following the adsorption process, the discharge path on / off valve 3 is closed, the supply path on / off valve 4 is opened, and the supply path on / off valves 1 and 5 are closed. An over-adsorption process can be performed.
Since the product tank T is provided on the upstream side of the supply passage opening / closing valve 4, this over-adsorption process can be performed with the pressure of the product gas in the product tank T.

脱着（真空引き）
この脱着工程は、吸着ユニットＵ内に収納される吸着材ａから、吸着された可燃性ガスを回収路ｄ３を経て真空引きして回収する工程である。従って、回収路ｄ３に備えられる真空ポンプ８を働かせて、回収路開閉弁２のみを開とし、残余の供給路開閉弁及び放出路開閉弁１、３〜５を閉とすることで、この脱着工程を実施できる。このような真空引きを実行することで、吸着材ａに吸着されたメタンを製品タンクＴ内に回収できる。 Desorption (evacuation)
This desorption process is a process of recovering the adsorbed combustible gas from the adsorbent a stored in the adsorption unit U by evacuating it through the recovery path d3. Accordingly, the vacuum pump 8 provided in the recovery path d3 is operated so that only the recovery path on-off valve 2 is opened and the remaining supply path on-off valves and discharge path on-off valves 1, 3 to 5 are closed. The process can be carried out. By performing such evacuation, methane adsorbed on the adsorbent a can be recovered in the product tank T.

昇圧
この昇圧工程は、脱着（真空引き）後の吸着ユニットＵ内に外気を取り込みユニットＵ内の圧力を大気圧にまで回復させる工程である。この工程は、放出路開閉弁３のみを開とし、残余の供給路開閉弁、回収路開閉弁１、２、４，５を閉とすることで、この昇圧工程を実施できる。このような昇圧工程を経ることで、吸着ユニットＵ内の状態は吸着の準備が整った元の状態に戻ることとなる。即ち、この状態で、吸着材ａには可燃性ガスを脱着した吸着可能な状態となっており、さらに、吸着ユニットＵ内の圧力状態から、原料ガス１を導入可能な状態となる。 Pressure increase This pressure increase step is a step of taking outside air into the adsorption unit U after desorption (evacuation) and recovering the pressure in the unit U to atmospheric pressure. This step can be carried out by opening only the discharge passage opening / closing valve 3 and closing the remaining supply passage opening / closing valves and the recovery passage opening / closing valves 1, 2, 4, and 5. Through such a pressure increasing process, the state in the suction unit U returns to the original state ready for suction. That is, in this state, the adsorbent a is in an adsorbable state in which a combustible gas is desorbed, and further, the raw material gas 1 can be introduced from the pressure state in the adsorption unit U.

以下、本願システムＳの運転に関して説明する。このシステムでは、単一の吸着ユニットＵが、吸着、過吸着、脱着及び昇圧の順に作動されるが、この作動操作を制御するのが、図１に示す制御手段Ｃであり、この制御手段Ｃは、各ガス路ｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４、ｄ５に設けられる開閉弁１〜５の運転制御おこなう。さらに、通常炭鉱ガス捕集用のブロワー（図外）、加圧用のブロアー６及び真空ポンプ８は、常時運転されており、原料ガス１は供給路開閉弁１を開とし供給路開閉弁４、５を閉として、吸着ユニットＵ内への導入が可能となっている。
従って、制御手段Ｃは、システムＳを、吸着、過吸着、脱着及び昇圧の順に作動させるために、各開閉弁１〜５の開閉動作を先に示した各工程の開閉状態に従って、開閉動作する。各工程は、各工程の経過時間について予め設定されている工程時間に従って管理される。但し、吸着工程に関しては、放出路ｄ２に設けられる可燃性ガス濃度検出センサ７により検出される可燃性ガスの濃度に従って管理される。即ち、濃度出力が所定の濃度を越えた場合は、予め設定されている時間が経過する前に過吸着工程への移行を行うように構成されている。 Hereinafter, the operation of the present system S will be described. In this system, a single adsorption unit U is operated in the order of adsorption, over-adsorption, desorption, and pressure increase, and the control means C shown in FIG. Performs operation control of the on-off valves 1 to 5 provided in the gas passages d1, d2, d3, d4, and d5. Further, the blower (not shown) for normally collecting coal mine gas, the blower 6 for pressurization, and the vacuum pump 8 are always operated, and the raw material gas 1 opens the supply passage opening / closing valve 1, the supply passage opening / closing valve 4, 5 is closed, and introduction into the suction unit U is possible.
Accordingly, in order to operate the system S in the order of adsorption, over-adsorption, desorption, and pressure increase, the control means C opens and closes the open / close operations of the open / close valves 1 to 5 according to the open / close states of the respective steps described above. . Each process is managed in accordance with a preset process time for the elapsed time of each process. However, the adsorption process is managed according to the concentration of the combustible gas detected by the combustible gas concentration detection sensor 7 provided in the discharge path d2. That is, when the concentration output exceeds a predetermined concentration, the process proceeds to the over-adsorption step before a preset time has elapsed.

以下、過吸着工程で、原料ガス２或いは製品ガスを使用する吸着工程及び過吸着工程に関して、図２、図３に示すフローチャートを使用して説明する。
図２は過吸着工程において原料ガス２を使う場合の、図３は過吸着工程において製品ガスを使う場合の、上記の吸着工程（＃１〜＃４）、吸着工程（＃５〜＃８）の動作を示したものである。原料ガス１を使用する場合も、基本的なシーケンスは、これらの例と変わるところはない。これらのステップでは、主に関係する開閉弁に関して示している。 Hereinafter, the adsorption process using the raw material gas 2 or the product gas in the over-adsorption process and the over-adsorption process will be described with reference to the flowcharts shown in FIGS.
FIG. 2 shows the case where the raw material gas 2 is used in the over-adsorption process, and FIG. 3 shows the case where the product gas is used in the over-adsorption process. The adsorption process (# 1 to # 4) and the adsorption process (# 5 to # 8). This shows the operation. Even when the source gas 1 is used, the basic sequence is not different from these examples. In these steps, mainly related on-off valves are shown.

原料ガス２を使用した過吸着
吸着工程
ステップ１、ステップ２：供給路開閉弁１及び放出路開閉弁３のみを開とする。この弁開閉状態で、原料ガス１が吸着ユニットＵ内に導入され、可燃性ガスが吸着材ａに吸着され、残余のガス（オフガス）が外部に放出される。
ステップ３：可燃性ガス濃度検出センサ７による可燃性ガス濃度の検出を継続し、そのガス濃度が所定に濃度以上（例えばメタンの爆発限界である５％）となるかどうかを監視する。
ステップ３ ｎｏ：濃度未満の状態で原料ガス１の供給を継続する。
ステップ３ ｙｅｓ ステップ４：濃度以上になった場合は、原料ガス１の供給を停止する。
このようにして、吸着工程を終了する。無論、予め設定されている時間が経過した場合も吸着時間を終了する。 Over-adsorption using raw material gas 2 Adsorption process Steps 1 and 2: Only the supply passage opening / closing valve 1 and the discharge passage opening / closing valve 3 are opened. In this valve open / closed state, the raw material gas 1 is introduced into the adsorption unit U, the combustible gas is adsorbed by the adsorbent a, and the remaining gas (off gas) is released to the outside.
Step 3: The detection of the combustible gas concentration by the combustible gas concentration detection sensor 7 is continued, and it is monitored whether or not the gas concentration is equal to or higher than a predetermined concentration (for example, 5% which is the explosion limit of methane).
Step 3 no: Continue to supply the source gas 1 in a state of less than the concentration.
Step 3 yes Step 4: When the concentration becomes higher than the concentration, the supply of the raw material gas 1 is stopped.
In this way, the adsorption process is completed. Of course, the adsorption time is also terminated when a preset time has elapsed.

過吸着工程
ステップ５、ステップ６：供給路開閉弁１及び放出路開閉弁３を閉とし、供給路開閉弁５を開とする。この弁開閉状態で、ブロアー６により加圧された原料ガス２が吸着ユニットＵ内に導入され、可燃性ガスがさらに吸着材ａに吸着される。残余のガス（オフガス）が外部に放出されることはない。
ステップ７：過吸着時間の経過時間を監視する。
ステップ７ ｎｏ：経過時間が所定の時間内である状態で、原料ガス２の供給を継続する。
ステップ７ ｙｅｓ ステップ８：所定の時間を経過した場合に、原料ガス２の供給を停止する。
このようにして、過吸着工程を終了する。従って、吸着ユニットＵ内の吸着材ａのほぼ全量が可燃性ガスを吸着した状態とできる。 Over-adsorption process Steps 5 and 6: The supply passage opening / closing valve 1 and the discharge passage opening / closing valve 3 are closed, and the supply passage opening / closing valve 5 is opened. In this valve open / closed state, the raw material gas 2 pressurized by the blower 6 is introduced into the adsorption unit U, and the combustible gas is further adsorbed by the adsorbent a. The remaining gas (off gas) is not released to the outside.
Step 7: Monitor the elapsed time of the excessive adsorption time.
Step 7 no: Supply of the source gas 2 is continued in a state where the elapsed time is within a predetermined time.
Step 7 yes Step 8: When a predetermined time has elapsed, the supply of the source gas 2 is stopped.
In this way, the excessive adsorption process is completed. Therefore, almost the entire amount of the adsorbent a in the adsorption unit U can be in a state where the combustible gas is adsorbed.

製品ガスを使用した過吸着
図３に、この場合の吸着工程及び過吸着工程のフローチャートを示した。
図２に示したフローチャートに対して、ステップ５で開操作の対象となる供給路開閉弁５が供給路開閉弁４となるだけの変更で、製品ガスを使用した過吸着を実現できる。 FIG. 3 shows a flowchart of the adsorption process and the over-adsorption process in this case.
With respect to the flowchart shown in FIG. 2, the over-adsorption using the product gas can be realized only by changing the supply path opening / closing valve 5 to be opened in step 5 to the supply path opening / closing valve 4.

原料ガス１を使用した過吸着
この場合の吸着工程及び過吸着工程のフローチャートは省略するが、図２、図３のシーケンスで、ステップ４における原料ガス１の供給停止を行うことなく、放出路開閉弁３を閉鎖のみを行い、その状態を予め設定された一定時間継続することで、原料ガス１を使用した過吸着を行える。 Over-adsorption using source gas 1 In this case, the flowchart of the adsorption step and the over-adsorption step is omitted, but in the sequence of FIG. 2 and FIG. 3, the discharge path is opened and closed without stopping the supply of the source gas 1 in step 4. Only the valve 3 is closed, and the state is continued for a predetermined time, so that the over-adsorption using the raw material gas 1 can be performed.

〔第２実施形態〕
先に説明した第１実施形態の吸着ユニットＵを一対備え、実質的に連続的な濃縮を行えるシステムＳの構成が第２実施形態である。
図４にこの実施形態のシステム構成を示し、図５に各吸着ユニットＵを対として実行する工程の順を示した。 [Second Embodiment]
A configuration of a system S that includes a pair of the adsorption units U of the first embodiment described above and can perform substantially continuous concentration is the second embodiment.
FIG. 4 shows the system configuration of this embodiment, and FIG. 5 shows the order of the steps executed for each suction unit U as a pair.

図４は、図１に対応して図示したものであり、第１吸着ユニットＵ１に関連する機器（開閉弁１〜５、可燃性ガス濃度検出センサ７）を同一の番号で示し、第２吸着ユニットＵ２に関連する機器のそれをダッシュ付きの番号で示した。さらに、第１吸着ユニットＵ１と第２吸着ユニットＵ２との間には、均圧路開閉弁９を備えた均圧路ｄ６が設けられている。この均圧路開閉弁９を閉から開とすることで、ユニット間で均圧を行うことができる。   FIG. 4 is a diagram corresponding to FIG. 1, and devices (open / close valves 1 to 5, combustible gas concentration detection sensor 7) related to the first adsorption unit U <b> 1 are denoted by the same numbers, and the second adsorption. The equipment associated with unit U2 is indicated by a number with a dash. Furthermore, a pressure equalization path d6 including a pressure equalization path opening / closing valve 9 is provided between the first adsorption unit U1 and the second adsorption unit U2. By opening the pressure equalization path opening / closing valve 9 from closed to open, pressure equalization can be performed between the units.

図５から判明するように、第１実施形態に対して、過吸着工程と、脱着工程との間に均圧工程が追加されている。図５の工程順では、第１吸着ユニットＵ１について「３、７」番目に、第２吸着ユニットＵ２について「７、３」番目にこの均圧工程が追加されている。   As can be seen from FIG. 5, a pressure equalizing step is added between the over-adsorption step and the desorption step with respect to the first embodiment. In the process order of FIG. 5, the pressure equalizing process is added to the “3, 7” th for the first adsorption unit U1 and the “7, 3” th for the second adsorption unit U2.

均圧工程
この均圧工程は、一対の吸着ユニットＵ１，Ｕ２を連通状態として、両吸着ユニット間でガスの流通を許容し、両者間の均圧を実施するものである。この均圧工程は、均圧路開閉弁９を開とし、他の開閉弁１〜５を全て閉とすることで、実行できる。 Pressure equalization step This pressure equalization step is to perform a pressure equalization between the two adsorption units U1 and U2 in a communicating state by allowing gas to flow between the two adsorption units. This pressure equalization step can be executed by opening the pressure equalizing path opening / closing valve 9 and closing all the other opening / closing valves 1-5.

このシステムにおいては、図５に「１〜８」で順番付けして示す各工程を、一対の吸着ユニットＵ１，Ｕ２を対として実施することで、第１吸着ユニットＵ１に関しては「４〜６」で、第２吸着ユニットＵ２に関しては「１，２、８」で、製品ガスを回収することができ、実質的に連続して製品ガスを得ることができる。この実施形態の場合も、吸着工程と過吸着工程との切換は、図２、３に示した手法で実施することができる。   In this system, the steps shown in FIG. 5 with the order “1-8” are performed by using the pair of suction units U1, U2 as a pair, so that the first suction unit U1 is “4-6”. With regard to the second adsorption unit U2, the product gas can be recovered by “1, 2, 8”, and the product gas can be obtained substantially continuously. Also in this embodiment, the switching between the adsorption process and the over-adsorption process can be performed by the method shown in FIGS.

〔第３実施形態〕
これまで説明してきた実施形態にあっては、原料ガス１、原料ガス２及び製品ガスの供給路を共通としたが、第３実施形態では、原料ガス１の供給路ｄ１を先の例と同様な供給路ｄ１ａとし、原料ガス２、製品ガスの供給路ｄ１を別の供給路ｄ１ｂとしている例である。この形態の構成を図６に示した。
この例では、原料ガス１の供給路としての第１供給路ｄ１ａと、原料ガス２と製品ガスの供給路としての第２供給路ｄ１ｂを備えている。放出路ｄ２，及び回収路ｄ３の構成は、これまで説明してきた実施形態と同様である。
さらに詳細には、第２供給路ｄ１ｂを吸着ユニットＵの頭部に接続される供給路として構成し、この第２供給路ｄ１ｂの所定位置に合流点ｅを設け、合流点ｅの上流側の一方に原料ガス２を供給可能とし、他方に製品タンクＴから製品ガスの供給を可能としている。従って、合流点ｅと製品タンクＴとの間に供給路開閉弁４を、合流点ｅと加圧用のブロアー６との間に供給路開閉弁５を設けている。このようにすることで、供給路開閉弁５を開，供給路開閉弁４を閉として、吸着材ａに原料ガス２を吸着（過吸着）させることができる。供給路開閉弁４を開、供給路開閉弁５を閉として、吸着材ａに製品ガスを吸着（過吸着）させることができる。
従って、このシステムにおいて、吸着、過吸着、脱着及び昇圧を実施することで、同様に本願の趣旨に合致した濃縮を実行できる。 [Third Embodiment]
In the embodiment described so far, the supply path for the raw material gas 1, the raw material gas 2 and the product gas is shared, but in the third embodiment, the supply path d1 for the raw material gas 1 is the same as the previous example. This is an example in which the supply path d1a is used, and the supply path d1 for the raw material gas 2 and the product gas is set as another supply path d1b. The configuration of this form is shown in FIG.
In this example, a first supply path d1a as a supply path for the source gas 1 and a second supply path d1b as a supply path for the source gas 2 and the product gas are provided. The configurations of the discharge path d2 and the recovery path d3 are the same as those of the embodiments described so far.
More specifically, the second supply path d1b is configured as a supply path connected to the head of the adsorption unit U, a junction point e is provided at a predetermined position of the second supply path d1b, and the upstream side of the junction point e is provided. The source gas 2 can be supplied to one side, and the product gas can be supplied from the product tank T to the other side. Accordingly, the supply path opening / closing valve 4 is provided between the junction point e and the product tank T, and the supply path opening / closing valve 5 is provided between the junction point e and the pressurizing blower 6. By doing so, it is possible to adsorb (over-adsorb) the raw material gas 2 on the adsorbent a by opening the supply path opening / closing valve 5 and closing the supply path opening / closing valve 4. The product gas can be adsorbed (over-adsorbed) on the adsorbent a by opening the supply path on-off valve 4 and closing the supply path on-off valve 5.
Therefore, in this system, by performing adsorption, over-adsorption, desorption, and pressure increase, it is possible to execute concentration that similarly conforms to the spirit of the present application.

[別実施形態]
（１）上記第１〜第３実施形態において、供給される原料ガス中の水分を除去して、吸着材に可燃性ガスを適切に吸着できるようにするため、除湿機を設置することができる。具体的には、供給路上に除湿機を設置することで、原料ガス中の水分を除去することができる。また、吸着ユニットＵ内に水分を選択的に吸着可能な水分用吸着材を充填して、水分による可燃性ガスの吸着性能の低下を防止することもできる。
（２）上記第１〜第３実施形態においては、吸着ユニットＵに吸着材ａが充填されているが、この吸着材ａは単独で用いてもよいし、２種以上混合して用いてもよい。
（３）上記第１〜第３実施形態においては、原料ガスとして炭鉱ガスを用い、可燃性ガスとしてメタンガスを用いたが、原料ガスとしては可燃性ガスと空気とを含むガスであれば特に制限されず、また、可燃性ガスとしては可燃性の気体であれば特に制限されない。そして、可燃性ガスの種類に応じて、吸着材の物性を適宜変更することができ、例えば、このような吸着材の平均細孔直径としては可燃性ガスの平均分子径の１．２倍〜２倍程度のものを選択すると、可燃性ガスを選択的に吸着することができる。
（４）上記脱着工程が終了した後、均圧工程を実行し、その後、昇圧に空気を供給したが、これに限らず、例えば、炭鉱内採掘時に坑内への通気によって大気中に放出される通気メタン（ベンチレーションエアメタン、通常メタン濃度０．５％）を使用してもよい。これにより、ベンチレーションエアメタン中に含まれるメタンガスを回収でき、従来放出していた通気メタンを有効に回収できる。
（５）これまで説明してきた実施形態では、原料ガス１と原料ガス２との供給路を個別に設けたが、これらガスの供給路を共通化するとともに、この供給路にブロアーを設け、本願にいう原料ガス１の供給にあってはブロアーを停止させ、原料ガス２の供給にあってはブロアーを作動させる構成としてもよい。 [Another embodiment]
(1) In the first to third embodiments, a dehumidifier can be installed to remove moisture in the supplied raw material gas so that the combustible gas can be appropriately adsorbed to the adsorbent. . Specifically, water in the source gas can be removed by installing a dehumidifier on the supply path. Moreover, the adsorption | suction material for a water | moisture content which can selectively adsorb | suck water | moisture content can be filled in the adsorption | suction unit U, and the fall of the adsorption | suction performance of the combustible gas by a water | moisture content can also be prevented.
(2) In the first to third embodiments, the adsorbing unit U is filled with the adsorbent material a. However, the adsorbent material a may be used alone or in combination of two or more. Good.
(3) In the first to third embodiments, the coal mine gas is used as the raw material gas and the methane gas is used as the flammable gas. However, the raw material gas is particularly limited as long as it includes a flammable gas and air. The combustible gas is not particularly limited as long as it is a combustible gas. And depending on the type of combustible gas, the physical properties of the adsorbent can be changed as appropriate. For example, the average pore diameter of such an adsorbent is 1.2 times the average molecular diameter of the combustible gas. If a thing about 2 times is selected, combustible gas can be selectively adsorbed.
(4) After the above desorption process is completed, the pressure equalization process is performed, and then air is supplied to the pressurization. However, the present invention is not limited to this. For example, it is released into the atmosphere by ventilation into the mine during mining in the coal mine. Vented methane (ventilation air methane, usually methane concentration 0.5%) may be used. Thereby, the methane gas contained in ventilation air methane can be collect | recovered, and ventilated methane conventionally discharged | emitted can be collect | recovered effectively.
(5) In the embodiments described so far, the supply paths for the source gas 1 and the source gas 2 are provided separately. However, the supply paths for these gases are shared, and a blower is provided in the supply path. The blower may be stopped when the source gas 1 is supplied, and the blower may be operated when the source gas 2 is supplied.

本発明に係る可燃性ガス濃縮装置および可燃性ガス濃縮方法は、可燃性ガスを濃縮する際に、爆発範囲の濃度となることを回避しつつ、各吸着ユニットに収納される吸着材の全部を充分に活用することができ、高濃度な濃縮を実現することができる技術として有効に利用可能である。   The flammable gas concentrating device and the flammable gas concentrating method according to the present invention, when concentrating the flammable gas, avoids the concentration in the explosion range, while keeping all the adsorbents stored in each adsorption unit. It can be used effectively and can be effectively used as a technology that can realize high concentration.

第１実施形態の可燃性ガス濃縮システムの構成を示す概略構成図Schematic block diagram which shows the structure of the combustible gas concentration system of 1st Embodiment. 過吸着に原料ガス２を使用する吸着工程、過吸着工程のフローを示す図The figure which shows the flow of the adsorption process which uses raw material gas 2 for over adsorption, the over adsorption process 過吸着に製品ガスを使用する吸着工程、過吸着工程のフローを示す図Diagram showing adsorption process using product gas for over-adsorption, and flow of over-adsorption process 第２実施形態の可燃性ガス濃縮システムの構成を示す概略構成図The schematic block diagram which shows the structure of the combustible gas concentration system of 2nd Embodiment. 第２実施形態における工程順を示す図The figure which shows the process order in 2nd Embodiment. 第３実施形態の可燃性ガス濃縮システムの構成を示す概略構成図The schematic block diagram which shows the structure of the combustible gas concentration system of 3rd Embodiment. 本願におけるメタン吸着材の吸着特性を示す図The figure which shows the adsorption characteristic of the methane adsorbent in this application

符号の説明Explanation of symbols

１：供給路開閉弁
２：回収路開閉弁
３：放出路開閉弁
４：供給路開閉弁
５：供給路開閉弁
６：ブロアー
７：可燃性ガス濃度検出センサ
８：真空ポンプ
Ｃ：制御手段（制御装置）
Ｉｎ：ガス流入部
Ｏｕｔ：ガス流出部
Ｓ：可燃性ガス濃縮システム
Ｔ：製品タンク
Ｕ：吸着ユニット
ａ：吸着材 1: supply path on / off valve 2: recovery path on / off valve 3: discharge path on / off valve 4: supply path on / off valve 5: supply path on / off valve 6: blower 7: combustible gas concentration detection sensor 8: vacuum pump C: control means ( Control device)
In: Gas inflow part Out: Gas outflow part S: Flammable gas concentration system T: Product tank U: Adsorption unit a: Adsorbent

Claims (10)

ガス流入部及びガス流出部を備えるとともに、内部に可燃性ガスを選択的に吸着する吸着材が充填された吸着ユニットを備え、
外部から前記吸着ユニットのガス流入部を介して原料ガスを流入させ、ガス流出部から外部に残余のガスを流出させて、吸着ユニット内の吸着材に可燃性ガスを吸着させる吸着工程を実行した後、前記吸着材から可燃性ガスを脱着させて外部へ取り出す脱着工程を実行する可燃性ガスの濃縮方法であって、
前記吸着工程を実行した後、前記ガス流出部からのガス流出を止めて、前記吸着工程における吸着ユニット内の圧力より、吸着ユニット内圧力が高い状態で、前記吸着材に可燃性ガスを吸着させる過吸着工程を実行し、前記過吸着工程を実行した後、前記脱着工程を実行する可燃性ガスの濃縮方法。 A gas inflow part and a gas outflow part are provided, and an adsorption unit filled with an adsorbent that selectively adsorbs flammable gas inside is provided.
An adsorption process was performed in which the raw material gas was introduced from the outside through the gas inflow portion of the adsorption unit, and the remaining gas was caused to flow out from the gas outflow portion to adsorb the combustible gas to the adsorbent in the adsorption unit. Thereafter, a method for concentrating flammable gas, which performs a desorption step of desorbing flammable gas from the adsorbent and taking it out to the outside,
After performing the adsorption step, the gas outflow from the gas outflow portion is stopped, and the combustible gas is adsorbed on the adsorbent in a state where the pressure in the adsorption unit is higher than the pressure in the adsorption unit in the adsorption step. A method for concentrating combustible gas, wherein a desorption process is performed after performing a supersorption process, and performing the desorption process. 前記過吸着工程において、前記ガス流入部からの原料ガスの流入を維持し、
前記吸着材を過吸着状態とする請求項１記載の可燃性ガスの濃縮方法。 In the over-adsorption process, maintaining the inflow of the source gas from the gas inflow portion,
The method for concentrating a combustible gas according to claim 1, wherein the adsorbent is in an excessively adsorbed state. 前記過吸着工程において、ガス流入部から加圧された原料ガスを流入させ、前記吸着材を過吸着状態とする請求項１記載の可燃性ガスの濃縮方法。   The method for concentrating combustible gas according to claim 1, wherein in the over-adsorption step, a pressurized source gas is introduced from a gas inflow portion to bring the adsorbent into an over-adsorption state. 前記過吸着工程において、製品タンクに加圧状態で蓄積された濃縮ガスである製品ガスをガス流入部から流入させ、前記吸着材を過吸着状態とする請求項１記載の可燃性ガスの濃縮方法。   The method for concentrating combustible gas according to claim 1, wherein in the over-adsorption step, product gas, which is a concentrated gas accumulated in a product tank in a pressurized state, is caused to flow from a gas inflow portion so that the adsorbent is in an over-adsorption state. . 前記吸着ユニットとして、第１吸着ユニットと第２吸着ユニットとを備え、
前記第１吸着ユニットにおける吸着工程の実行時に、第２吸着ユニットにおける脱着工程を実行し、
前記第１吸着ユニットにおける過吸着工程の実行時に、第２吸着ユニットにおける脱着工程を実行し、
前記第１吸着ユニットにおける脱着工程の実行時に、第２吸着ユニットにおける吸着工程を実行し、
前記第１吸着ユニットにおける脱着工程の実行時に、第２吸着ユニットにおける過吸着工程を実行する請求項１〜４の何れか一項記載の可燃性ガスの濃縮方法。 The adsorption unit includes a first adsorption unit and a second adsorption unit,
When performing the adsorption step in the first adsorption unit, execute a desorption step in the second adsorption unit,
Performing the desorption step in the second adsorption unit during the execution of the over-adsorption step in the first adsorption unit;
When performing the desorption process in the first adsorption unit, performing the adsorption process in the second adsorption unit,
The method for concentrating a combustible gas according to any one of claims 1 to 4, wherein an over-adsorption step in the second adsorption unit is executed when the desorption step in the first adsorption unit is executed. 前記第１吸着ユニットにおける吸着工程と脱着工程との間に、前記第１吸着ユニットと第２吸着ユニットとを連通して均圧する均圧工程を実行する請求項５記載の可燃性ガスの濃縮方法。   The method for concentrating combustible gas according to claim 5, wherein a pressure equalizing step is performed between the adsorption step and the desorption step in the first adsorption unit so as to communicate and equalize the first adsorption unit and the second adsorption unit. . ガス流入部及びガス流出部を備えるとともに、内部に可燃性ガスを選択的に吸着する吸着材が充填された吸着ユニットを備え、
外部から前記吸着ユニットのガス流入部を介して原料ガスを流入させ、ガス流出部から外部に残余のガスを流出させて、吸着ユニット内の吸着材に可燃性ガスを吸着させる吸着工程を実行した後、前記吸着材から可燃性ガスを脱着させて外部へ取り出す脱着工程を実行する制御手段を備えた可燃性ガスの濃縮システムであって、
前記制御手段が、前記吸着工程を実行させた後、前記ガス流出部からのガス流出を止めて、前記吸着工程における吸着ユニット内の圧力より、吸着ユニット内圧力が高い状態で、前記吸着材に可燃性ガスを吸着させる過吸着工程を実行し、前記過吸着工程を実行した後、前記脱着工程を実行する可燃性ガスの濃縮システム。 A gas inflow part and a gas outflow part are provided, and an adsorption unit filled with an adsorbent that selectively adsorbs flammable gas inside is provided.
An adsorption process was performed in which the raw material gas was introduced from the outside through the gas inflow portion of the adsorption unit, and the remaining gas was caused to flow out from the gas outflow portion to adsorb the combustible gas to the adsorbent in the adsorption unit. A combustible gas concentration system comprising a control means for performing a desorption step of desorbing the combustible gas from the adsorbent and taking it out to the outside;
After the control means has executed the adsorption step, the gas outflow from the gas outflow portion is stopped, and the adsorbent is applied to the adsorbent in a state where the pressure in the adsorption unit is higher than the pressure in the adsorption unit in the adsorption step. A combustible gas concentration system that executes a desorption process after performing a superabsorption process for adsorbing a combustible gas, performing the oversorption process. 前記制御手段が、前記過吸着工程において、前記ガス流入部からの原料ガスの流入を維持し、前記吸着材を過吸着状態とする請求項７記載の可燃性ガスの濃縮システム。   The combustible gas concentration system according to claim 7, wherein the control means maintains the inflow of the raw material gas from the gas inflow portion and puts the adsorbent in an overadsorbed state in the overadsorption step. 前記制御手段が、前記過吸着工程において、ガス流入部から加圧された原料ガスを流入させ、前記吸着材を過吸着状態とする請求項７記載の可燃性ガスの濃縮システム。   The combustible gas concentration system according to claim 7, wherein the control means causes the pressurized raw material gas to flow in from the gas inflow portion in the over-adsorption step to place the adsorbent in an over-adsorption state. 前記制御手段が、前記過吸着工程において、製品タンクに加圧状態で蓄積された濃縮ガスである製品ガスをガス流入部から流入させ、前記吸着材を過吸着状態とする請求項７記載の可燃性ガスの濃縮システム。   The combustible according to claim 7, wherein in the over-adsorption step, the control means causes a product gas, which is a concentrated gas accumulated in a product tank in a pressurized state, to flow from a gas inflow portion so that the adsorbent is in an over-adsorption state. Sex gas concentration system.

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