JPH01107824A - 吸着剤再生方法及び装置 - Google Patents
吸着剤再生方法及び装置Info
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- JPH01107824A JPH01107824A JP62263889A JP26388987A JPH01107824A JP H01107824 A JPH01107824 A JP H01107824A JP 62263889 A JP62263889 A JP 62263889A JP 26388987 A JP26388987 A JP 26388987A JP H01107824 A JPH01107824 A JP H01107824A
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Landscapes
- Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
- Separation By Low-Temperature Treatments (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〕
本発明は吸着剤再生方法及び装置に係り、特に超電導マ
グネットのように系内の不純ガスが非常に除去しにくい
被冷却体を負荷した極低温冷凍機置に好的な吸着剤再生
方法及び装置に関するもので市る。
グネットのように系内の不純ガスが非常に除去しにくい
被冷却体を負荷した極低温冷凍機置に好的な吸着剤再生
方法及び装置に関するもので市る。
極低温冷凍装置１例えばヘリウム冷凍！装置では不純ガ
スが系内に混入、又は残留した場合には極低温の熱交換
器、配管等の中で固化するため装置の性能が低下し、極
端な場合には連続運転が不可能となる場合がある。この
ために不純ガスを除去する精製装置が必要となる。本締
ガスとしては空気の主成分である窒素、酸素をはじめ種
々あるが精製システムとの関供では液体窒素温ｆｆまで
の間で固化する不純ガス（ＣＯ２，Ｈ２Ｏ等）と他の不
純ガス（Ｎ２＃ ０３等）に分けることができる。−膜
内に他の不純ガスは液体窒素（以下＊ ＬＮｚ ）
温度に設置する活性炭を代表例とする吸着剤によって吸
着除去するのに対し、ＬＮ２ｍ度までに固化する不純ガ
スは常温ガスラインに設置する常温精製装置で吸着除去
する方式がとらｎている。従来。
スが系内に混入、又は残留した場合には極低温の熱交換
器、配管等の中で固化するため装置の性能が低下し、極
端な場合には連続運転が不可能となる場合がある。この
ために不純ガスを除去する精製装置が必要となる。本締
ガスとしては空気の主成分である窒素、酸素をはじめ種
々あるが精製システムとの関供では液体窒素温ｆｆまで
の間で固化する不純ガス（ＣＯ２，Ｈ２Ｏ等）と他の不
純ガス（Ｎ２＃ ０３等）に分けることができる。−膜
内に他の不純ガスは液体窒素（以下＊ ＬＮｚ ）
温度に設置する活性炭を代表例とする吸着剤によって吸
着除去するのに対し、ＬＮ２ｍ度までに固化する不純ガ
スは常温ガスラインに設置する常温精製装置で吸着除去
する方式がとらｎている。従来。
不純ガスとしてはＮ２＋ ０２が主成分という考えによ
り常温精製装置は設けらＣていないものが大部分であっ
た。しかしながら、大形超電導マグネットのように構造
が複雑で、かつ絶縁物として多址の有機材を使用する被
冷却体では、運転前の置換後に残留する不純ガスはＣＯ
２，Ｈ２Ｏが主成分であり、かつ、非常に除去しにくい
ということが判明し、常温精製装置の重要性が見直さｎ
ている。
り常温精製装置は設けらＣていないものが大部分であっ
た。しかしながら、大形超電導マグネットのように構造
が複雑で、かつ絶縁物として多址の有機材を使用する被
冷却体では、運転前の置換後に残留する不純ガスはＣＯ
２，Ｈ２Ｏが主成分であり、かつ、非常に除去しにくい
ということが判明し、常温精製装置の重要性が見直さｎ
ている。
精製の原理が吸着であるため、無限の連続使用はできず
、精製工程後は再生工程により吸着剤の再生を行う必要
があり、プロセス上の条件が連続精製であるため、少く
とも２系列の吸着器を設は切替使用するシステムが採用
さｎている。
、精製工程後は再生工程により吸着剤の再生を行う必要
があり、プロセス上の条件が連続精製であるため、少く
とも２系列の吸着器を設は切替使用するシステムが採用
さｎている。
従来の装置は、例えば、特公昭６１−５６００９号公報
に記載のように、吸着剤の加温、冷却時に吸着筒外部か
ら間接加温、開接冷却すると共に、精製ガスの一部を吸
着筒の中を涛し直接加温、直接冷却するようになってい
た。
に記載のように、吸着剤の加温、冷却時に吸着筒外部か
ら間接加温、開接冷却すると共に、精製ガスの一部を吸
着筒の中を涛し直接加温、直接冷却するようになってい
た。
上記従来技術は吸着筒外部からの間接加温２間接冷却を
しているために加温、冷却効率が悪く再生に長時間を要
するという問題があった。さらにまた、精製ガスの一部
を加温時も流しているために加温工程で吸着剤から脱着
した不純ガスが上記加温用精製ガスに混入するため、大
気に放出するか、又は回収再使用のためには他の精製装
置が必要となるという問題があった。
しているために加温、冷却効率が悪く再生に長時間を要
するという問題があった。さらにまた、精製ガスの一部
を加温時も流しているために加温工程で吸着剤から脱着
した不純ガスが上記加温用精製ガスに混入するため、大
気に放出するか、又は回収再使用のためには他の精製装
置が必要となるという問題があった。
本発明の目的は、吸着剤の加温、冷却効率を向上させる
ことで、吸着剤の再生時間を短縮できる吸着剤再生方法
及び装置を提供することにある。
ことで、吸着剤の再生時間を短縮できる吸着剤再生方法
及び装置を提供することにある。
上記目的は、加温工程時には加温した窒素ガス等のガス
を熱媒体として吸着筒内を流し吸着剤を直接加温し、所
定温度に加温後、加温媒体ガスを真空除去し、冷却工程
では精製ガスを吸着筒内に流し吸着剤を直接冷却するこ
とによって、達成される。
を熱媒体として吸着筒内を流し吸着剤を直接加温し、所
定温度に加温後、加温媒体ガスを真空除去し、冷却工程
では精製ガスを吸着筒内に流し吸着剤を直接冷却するこ
とによって、達成される。
常温精製装置に使用されるモレキュラーシーブス（以下
１ＭＳと略）は熱伝導率が悪く、かつ細孔を有する粒子
状で充填使用されるため間接加温。
１ＭＳと略）は熱伝導率が悪く、かつ細孔を有する粒子
状で充填使用されるため間接加温。
間接冷却は非常に効率が悪い。
加温工程では、ヘリウムガス等の極低温冷媒ガスとは異
なる窒素ガス等を加温し吸着筒内を流し吸着剤を直接加
温することによって所定温度に吸着剤を短時間で加温で
きる。
なる窒素ガス等を加温し吸着筒内を流し吸着剤を直接加
温することによって所定温度に吸着剤を短時間で加温で
きる。
所定温度−こ加温後吸２ｍ内ゐ窒素ガス等の加温媒体ガ
スを真空除去する。
スを真空除去する。
冷却工程では精製ガスを吸着筒内に流し吸着剤を１頁接
冷却する。
冷却する。
以上により、吸着剤の再生な′ＪＥ１時間に完了できる
。
。
以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。第１
図においてｌは再生中の吸着筒％１′は精製中の吸着筒
、２および２′は入口弁、３および３′は脱圧弁、４お
よび４′は真空引弁、５および５′は出口弁、６は均圧
弁、７は真空ポンプ、８はヒータ、９は窒素ガス導管、
１０および１０′は加温窒素ガス人口弁、２０は圧縮機
、４はヘリウム冷凍機である。
図においてｌは再生中の吸着筒％１′は精製中の吸着筒
、２および２′は入口弁、３および３′は脱圧弁、４お
よび４′は真空引弁、５および５′は出口弁、６は均圧
弁、７は真空ポンプ、８はヒータ、９は窒素ガス導管、
１０および１０′は加温窒素ガス人口弁、２０は圧縮機
、４はヘリウム冷凍機である。
次Ｉこ１以上のように構成された装置の動作について説
明する。圧縮機銀で圧縮された常温高圧冷媒ガスは精製
中の吸着筒１′を通り不純ガスが吸着除去された後ヘリ
ウム冷凍９２１１こ供給さｎ、ヘリウム冷凍、Ｑ２１か
らの戻りガスは圧縮機部の吸入側に戻り再び圧縮循環使
用される。
明する。圧縮機銀で圧縮された常温高圧冷媒ガスは精製
中の吸着筒１′を通り不純ガスが吸着除去された後ヘリ
ウム冷凍９２１１こ供給さｎ、ヘリウム冷凍、Ｑ２１か
らの戻りガスは圧縮機部の吸入側に戻り再び圧縮循環使
用される。
一方、再生中の吸着筒１の動作について説明すると、先
ず脱圧弁３を開は吸着筒ｌの圧力を大気圧まで下げた後
、窒素ガス導管９から導入した窒素ガスをヒータ８で約
３００℃に加温し加温窒素ガス人口弁１０を経て吸着筒
ｌに流し吸着剤を約２００℃まで加温する。吸着筒ｌを
流ｎる加温窒素ガスは吸着剤を直接加温すると共に、吸
着剤の温度上昇と共に吸着剤から脱着されるＣＯ２，Ｈ
２Ｏ等の不純ガスを同伴し脱圧弁３を通り放出される。
ず脱圧弁３を開は吸着筒ｌの圧力を大気圧まで下げた後
、窒素ガス導管９から導入した窒素ガスをヒータ８で約
３００℃に加温し加温窒素ガス人口弁１０を経て吸着筒
ｌに流し吸着剤を約２００℃まで加温する。吸着筒ｌを
流ｎる加温窒素ガスは吸着剤を直接加温すると共に、吸
着剤の温度上昇と共に吸着剤から脱着されるＣＯ２，Ｈ
２Ｏ等の不純ガスを同伴し脱圧弁３を通り放出される。
吸着剤が約２００℃に到達後、加温窒素ガス人口弁１０
および脱圧弁３を閉じ、真空引弁４を開は真空ポンプ７
で吸着筒ｌ内を０．１’ｌ”ｏｒｒ程度まで真空引する
ことにより、加温媒体ガスである窒素を除去する。
および脱圧弁３を閉じ、真空引弁４を開は真空ポンプ７
で吸着筒ｌ内を０．１’ｌ”ｏｒｒ程度まで真空引する
ことにより、加温媒体ガスである窒素を除去する。
加温媒体ガスである窒素の除去完了後、冷却用ヘリウム
出口弁１１．均圧弁６を開は精製ガスの一部を吸着筒ｌ
を流し吸着剤を直接冷却する。吸着剤を冷却させ自らは
温度上昇した冷却用ヘリウムガスは冷却器校で冷却され
た後、圧縮機囚の吸入側に戻り循環使用される。
出口弁１１．均圧弁６を開は精製ガスの一部を吸着筒ｌ
を流し吸着剤を直接冷却する。吸着剤を冷却させ自らは
温度上昇した冷却用ヘリウムガスは冷却器校で冷却され
た後、圧縮機囚の吸入側に戻り循環使用される。
本実施例によｎば、再生時の加温も、冷却も直接媒体ガ
スを吸着剤に接して流すため再生時間が短くなる。また
、再生時間の短縮により必要吸着剤量が少量で済み装置
を小型化できると共に、吸着剤に吸着されていた不純ガ
スが脱着する加温工程ではＭ素ガス等の安価なガスを熱
媒体ガスとして使用するため運転コストが大巾に低下す
るという効果がある。
スを吸着剤に接して流すため再生時間が短くなる。また
、再生時間の短縮により必要吸着剤量が少量で済み装置
を小型化できると共に、吸着剤に吸着されていた不純ガ
スが脱着する加温工程ではＭ素ガス等の安価なガスを熱
媒体ガスとして使用するため運転コストが大巾に低下す
るという効果がある。
更にまた。加温時の熱媒体ガスである窒素ガスを高温状
態で真空除去するため、窒素ガスは充分に除去されると
共に、その除去時間を短縮でき再生時間をその分短縮す
ることができる。また、微Ｊ！ｌ残留した不純ガスは冷
却工程中の冷却用ヘリウムガスで同伴除去さね、同伴除
去された不純ガスは圧１Ｍ夜で圧縮された後、精製運転
中の吸着器に吸着されるため精製システムの信頼性が向
上するという効果がある。
態で真空除去するため、窒素ガスは充分に除去されると
共に、その除去時間を短縮でき再生時間をその分短縮す
ることができる。また、微Ｊ！ｌ残留した不純ガスは冷
却工程中の冷却用ヘリウムガスで同伴除去さね、同伴除
去された不純ガスは圧１Ｍ夜で圧縮された後、精製運転
中の吸着器に吸着されるため精製システムの信頼性が向
上するという効果がある。
以上の実施例では、吸着剤の再生温度である最高温で真
空除去するようにしているが、ＣＯ２゜Ｈ２Ｏ等の不純
ガスと加温媒体ガスである窒素では吸着剤からの脱着し
易さが同じではない。また。
空除去するようにしているが、ＣＯ２゜Ｈ２Ｏ等の不純
ガスと加温媒体ガスである窒素では吸着剤からの脱着し
易さが同じではない。また。
冷却用ヘリウムガスとして流せる流量にはシステム上制
約がある場合がある。この場合には、 ｃｏ２゜Ｈ２Ｏ
等の脱着に必要な温度に加温後、ヒータを切り窒素を加
温せず流し冷却用熱媒体として引き続き使用し、真空除
去により残留する窒素がシステム上許容される常温〜吸
着剤再生温度間の適切な温度まで冷却し、そのＡＩ！Ｉ
ｔで置換を実施する方法は、システムの最適化という意
味で効果的である。
約がある場合がある。この場合には、 ｃｏ２゜Ｈ２Ｏ
等の脱着に必要な温度に加温後、ヒータを切り窒素を加
温せず流し冷却用熱媒体として引き続き使用し、真空除
去により残留する窒素がシステム上許容される常温〜吸
着剤再生温度間の適切な温度まで冷却し、そのＡＩ！Ｉ
ｔで置換を実施する方法は、システムの最適化という意
味で効果的である。
なお、第１図で、均圧弁６を短時間開けて精製ヘリウム
を吸着筒ｌに導入し吸着筒ｌ内圧を約ｌＫＰ／ｃＩＩＧ
とした後に約１０分間放置する。二〇により吸着筒ｌ内
の窒素ガスの分圧が低下して吸着筒ｌからの窒素ガスの
真空除去時間をより短縮することができる。このような
操作は、数回繰り返して実施される。また、この他に吸
着筒！内で精製ヘリウムを微量流通させることで、吸着
筒ｌ内の窒素ガスの分圧を低下させながら真空除去する
ことができ、このようにした場合も吸着筒１からの窒素
ガスの真空除去時間の短縮に効果的である。
を吸着筒ｌに導入し吸着筒ｌ内圧を約ｌＫＰ／ｃＩＩＧ
とした後に約１０分間放置する。二〇により吸着筒ｌ内
の窒素ガスの分圧が低下して吸着筒ｌからの窒素ガスの
真空除去時間をより短縮することができる。このような
操作は、数回繰り返して実施される。また、この他に吸
着筒！内で精製ヘリウムを微量流通させることで、吸着
筒ｌ内の窒素ガスの分圧を低下させながら真空除去する
ことができ、このようにした場合も吸着筒１からの窒素
ガスの真空除去時間の短縮に効果的である。
木登明番こよれば、再生時、加温工程では加温媒体ガス
を使用し直接加温し、冷却工程では精製ガスを使用し直
接冷却できるため、再生が短時間でできるといった効果
がある。
を使用し直接加温し、冷却工程では精製ガスを使用し直
接冷却できるため、再生が短時間でできるといった効果
がある。
第１図は本発明の一実施例を示すヘリウム冷凍装置の概
略構成図である。 １、１’・・・・・・吸着筒、 ２．２’・・・・・・
入口弁、３．３’・・・・・・脱圧弁、４，４′・・・
・・・具空引弁、５，５′・・・・・・出口弁、６・・
・・・・均圧弁、７・・・・・・真空ポンプ、８・・・
・・・１も ヒータ、９・・・・・・窒素ガス導管、１０′・・・・
・・加温媒体ガス人口弁、１１．１１’・・・・・・冷
却用ヘリウム人口弁、丘・・・・・・冷却器、２０・・
・・・・圧縮機、２１・・曲ヘリウム冷凍機 代理人 弁理士 小 川 勝 男ρ
略構成図である。 １、１’・・・・・・吸着筒、 ２．２’・・・・・・
入口弁、３．３’・・・・・・脱圧弁、４，４′・・・
・・・具空引弁、５，５′・・・・・・出口弁、６・・
・・・・均圧弁、７・・・・・・真空ポンプ、８・・・
・・・１も ヒータ、９・・・・・・窒素ガス導管、１０′・・・・
・・加温媒体ガス人口弁、１１．１１’・・・・・・冷
却用ヘリウム人口弁、丘・・・・・・冷却器、２０・・
・・・・圧縮機、２１・・曲ヘリウム冷凍機 代理人 弁理士 小 川 勝 男ρ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、極低温冷凍機に導入される作動ガス中の常温から液
体窒素温度の温度域に固化点を有する不純物を吸着した
吸着剤を再生する方法において、前記吸着剤を加温媒体
ガスに直接接触させて所定温度まで加温し該加温時に前
記不純物を脱着させる工程と、前記吸着剤の加温後に前
記加温媒体ガスを前記吸着剤から除去する工程と、前記
加温媒体ガスが除去された前記吸着剤を精製ガスで直接
冷却する工程とを有することを特徴とする吸着剤再生方
法。 ２、前記吸着剤から前記加温媒体ガスを真空除去する特
許請求の範囲第１項記載の吸着剤再生方法。 ３、前記加温媒体ガスの分圧を低下させた後に前記吸着
剤から前記加温媒体ガスを真空除去する特許請求の範囲
第１項記載の吸着剤再生方法。 ４、前記加温媒体ガスの分圧を低下させながら前記吸着
剤から前記加温媒体ガスを真空除去する特許請求の範囲
第１項記載の吸着剤再生方法。 ５、ヘリウム冷凍機に導入される常温昇圧のヘリウムガ
ス中の常温から液体窒素温度の温度域に固化点を有する
不純物を吸着した吸着剤を再生する方法において、前記
吸着剤を有する雰囲気を脱圧する工程と、該脱圧後に前
記吸着剤を加温窒素ガスに直接接触させて所定濃度まで
加温し該加温時に前記不純物を脱着させる工程と、前記
吸着剤の加温後に前記加温窒素ガスを前記吸着剤から真
空除去する工程と、前記加温窒素ガスが除去された前記
吸着剤を精製ヘリウムガスで直接冷却する工程とを有す
ることを特徴とする吸着剤再生方法。 ６、前記加温窒素ガスの分圧を前記精製ヘリウムガス添
加により低下させた後に前記吸着剤から真空除去する特
許請求の範囲第５項記載の吸着剤再生方法。 ７、前記加温窒素ガスの分圧を流通する前記ヘリウムガ
スにより低下させながら前記吸着剤から真空除去する特
許請求の範囲第５項記載の吸着剤再生方法。 ８、ヘリウム冷凍機に導入される常温昇圧のヘリウムガ
ス中の常温から液体窒素温度の温度域に固化点を有する
不純物を吸着した吸着剤を再生する方法において、前記
吸着剤を有する雰囲気を脱圧する工程と、該脱圧後に前
記吸着剤を加温窒素ガスに直接接触させて所定温度まで
加温し該加温時に前記不純物を脱着させる工程と、前記
吸着剤の加温後に前記加温窒素ガンを前記吸着剤から真
空除去する工程と、前記加温窒素ガスが除去された前記
吸着剤を精製ヘリウムガスで直接冷却する工程と、前記
吸着剤を冷却した前記精製ヘリウムガスを前記ヘリウム
ガスを昇圧する圧縮機の吸入側に戻す工程とを有するこ
とを特徴とする吸着剤再生方法。 ９、極低温冷凍機に導入される作動ガス中の常温から液
体窒素温度の温度域に固化点を有する不純物を吸着した
吸着剤を再生する装置において、媒体ガスを加温する手
段と、前記吸着剤が充填された吸着筒内に前記吸着剤と
直接接触可能に前記加温媒体ガスを供給する手段と、脱
着された不純物を同伴する前記加温媒体ガスを前記吸着
筒外へ排出する手段と、前記吸着剤の所定温度加温後に
前記吸着筒内を真空排気する手段と、前記吸着筒内に前
記吸着剤と直接接触可能に精製ガスを供給する手段とを
具備したことを特徴とする吸着剤再生装置。 １０、前記真空排気手段と前記精製ガス供給手段とを切
替え使用可能に設けた特許請求の範囲第９項記載の吸着
剤再生装置。 １１、前記真空排気手段と前記精製ガス供給手段とを並
列使用可能に設けた特許請求の範囲第９項記載の吸着剤
再生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62263889A JPH01107824A (ja) | 1987-10-21 | 1987-10-21 | 吸着剤再生方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62263889A JPH01107824A (ja) | 1987-10-21 | 1987-10-21 | 吸着剤再生方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01107824A true JPH01107824A (ja) | 1989-04-25 |
Family
ID=17395661
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62263889A Pending JPH01107824A (ja) | 1987-10-21 | 1987-10-21 | 吸着剤再生方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01107824A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014121677A (ja) * | 2012-12-21 | 2014-07-03 | Japan Organo Co Ltd | 吸着材の再生装置、吸着材の再生方法、二酸化炭素精製装置、および二酸化炭素精製方法 |
-
1987
- 1987-10-21 JP JP62263889A patent/JPH01107824A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014121677A (ja) * | 2012-12-21 | 2014-07-03 | Japan Organo Co Ltd | 吸着材の再生装置、吸着材の再生方法、二酸化炭素精製装置、および二酸化炭素精製方法 |
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