JPH02282682A - アルゴンの回収方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、アルゴンの回収方法に関し、特に、製鉄所の
連続鋳造（ＣＣ）炉、真空脱ガス（ＲＨ）炉、転炉にお
けるボトムバブリング（ＢＢ）、アルゴン−酸素吹錬（
ＡＯＤ）炉等に用いられるアルゴンをその排ガス中から
高効率、かつ高純度で回収する方法に関する。

〔従来の技術〕

従来から、アルゴンは上記製鉄所の各種の炉やその他の
不活性ガスを必要とする各種装置等に多く用いられてい
る。これらの装置から排出されるアルゴンには各種の不
純物、例えば水素、窒素。

酸素、一酸化炭素、二酸化炭素等の各種ガスの他、様々
な大きさの塵埃が含まれているため、排ガス中のアルゴ
ンを再使用するにあたっては、上記各種の不純物を除去
してアルゴンを回収する必要がある。

上記アルゴンの回収にあたっては、例えば、特開昭５９
−１５２２１．０号公報、同６Ｃ）−２０４６０８号公
報、同６０−２３９３０９号公報等に、アルゴンを含む
排ガス中の不純物としての水素や一酸化炭素等を酸素と
共に触媒に接触させて燃焼させ、アルゴンからの分離が
容易な水や二酸化炭素としてから吸着除去する方法が記
載されている。

また、特開昭５９−３９８００号公報、同５９−４６４
７３号公報、同５９−２０２３８０号公報、同５９−２
０２３８０号公報等には、水素や一酸化炭素等の可燃性
成分を水と二酸化炭素に変換した後に、苛性ソーダ洗浄
や冷却、吸着を行ってこれらを除去し、その後に高純度
液化アルゴンと熱交換させて冷却し、蒸留装置で深冷液
化分離して高純度液化アルゴンとして回収する方法が示
されている。

一方、製鉄所等には、通常、前記各種の炉にアルゴンや
酸素等を供給するための空気液化分層装置が設置されて
おり、空気を原料として深冷液化分離によりアルゴンや
酸素等を採取している。

第３図は、上記空気液化分離装置の要部を示すもので、
粗アルゴンから高純度アルゴンを得るためのアルゴン精
製系を示している。

公知の深冷液化分離方法により粗アルゴン塔１のｍ部に
濃縮した粗アルゴンは、粗アルゴン塔］から導出され、
熱交換器２で常温まで温度回復し、必要により設けられ
るアルゴンブロワ−３により精製工程４に給送される。

この精製工程４では、まず流量計５と酸素分析計６によ
り粗アルゴンの流量及び含有酸素濃度が計測され、この
計測結果により、演算器７が粗アルゴン中の含有酸素を
水に変換させるために必要な水素量を算出し、水素流量
制御器８を作動させて所定量の水素を粗アルゴンに供給
する。水素を添加した粗アルゴンは、触媒筒９で触媒に
接触させて水素と酸素とを反応させて水に変換し、第一
冷却器１０．第二冷却器１１を介して冷却した後に切換
え使用される吸着器１．２ａ、］、２ｂで水を吸着除去
する。

このようにして酸素を除去した粗アルゴンは、前記熱交
換器２で冷却され、必要に応じて低温吸着器１３を経て
高純アルゴン塔１４の中段に導入される。この高純アル
ゴン塔１４は、塔底のリボイラー１５と塔頂の凝縮器１
６により上昇ガスと還流液を発生させ、粗アルゴンを精
留して塔底の高純度液化アルゴンと、塔下部の高純度ア
ルゴンガスと、塔頂部の不凝縮ガス（水素、窒素等）と
に分離する。塔頂部の不凝縮ガスは、熱交換器で温度回
復したのちに排出あるいは回収され、高純度液化アルゴ
ンと高純度アルゴンガスは、それぞれ需要先等に供給あ
るいは貯蔵される。

Ｃ発明が解決しようとする課題〕 上述の、吸着によりアルゴンを回収する前者の方法によ
れば、比較的部＋１ｔな装置構成によりアルゴンを回収
することができるが、これだけでは高純度のアルゴンガ
スや液化アルゴンを得ることはできなかった。従って、
高純度のアルゴンガスや液化アルゴンを得る場合には深
冷液化分層を行う必要があるが、上述の後者の方法は、
各公報の記載からも明らかなごとく、その用途が半導体
用単結晶製造炉等の排ガスのように、不純物濃度が５％
程度の排ガスからアルゴンを回収するのに適したもので
あって、液化アルゴンの使用量と回収アルゴンの回収量
とのバランスの上に成立つものであり、製鉄所等の排ガ
スのように、窒素や酸素を多量に含むものに適用するこ
とは困難であった。

また、例えば、特開昭６３−１８９７７４号公報では、
排ガスを圧力変動式吸着装置（ＰＳＡ）でｔｆｌ　粘製
し、その粗精製したアルゴン濃縮ガスを液化分離装置の
粗アルゴン塔からの粗アルゴンと混合し、液化分離装置
の純アルゴン精製工程に導人し、−括して純アルゴンと
して回収する方法が提示されている。

しかしながら、この方法では、排ガス中の一酸化炭素分
の原濃度４〜１５％のものを、ＰＳＡにより０．ｌｐｐ
ｍ以下となるが如くのＰＳＡ操作としている。また、酵
素分に関してはＰＳＡ後の濃縮アルゴン中の濃度が原料
濃度より高いものとなっている。

このことは、吸着剤としてゼオライト系のものを利用す
ることから起因するもので、一酸化炭素濃度Ｏ９１ｐｐ
ｍ以下への減少は、多大の吸着剤量を要することになり
、窒素濃度の減少に対する回収率の低下にも大きな影響
を及ぼしている。さらに酸素濃度が高く残ることは、精
製系の触媒塔の負荷の増大となる。即ち、精製系に大き
な余裕のある場合か、新たに計画される場合には、上記
の負荷増大に対処できるが、一般に製鉄所構内の排アル
ゴンを回収し、液化精製系と組合せる場合、その精製系
は既存設備の場合が多い。また、付言すれば、既存する
精製系において、触媒塔の後に設備されている脱湿器は
水分除去専用のものであり、一酸化炭素除去には極めて
不向きなものとなっている。

そこで、本発明は、上述のごとく製鉄所等に設置されて
いる空気液化分離装置のアルゴン精製系に着目して、上
記従来技術の問題点を解決し、高効率で、かつ高純度の
液化アルゴン及び／又は高純度のアルゴンガスを得るこ
とのできるアルゴンの回収方法を提供することを目的と
している。

〔課題を解決するための手段〕

上記した目的を達成するために、本発明のアルゴンの回
収方法は、前記した諸条件に対応するために、アルゴン
を含有するガス組成物を吸着器に導入して、該ガス組成
物中の少なくとも酸素１窒素、一酸化炭素に酸化炭素、
水分を吸着により低減させる第一精製工程と、該第一精
製工程導出後のガスを除塵した後、該ガス組成物中の一
酸化炭素と酸素を触媒により二酸化炭素に変換し、次い
で残存する酸素と前記ガス中に含有される水素及び／又
は外部より添加する水素とを他の触媒により反応させて
水に変換し、該変換により生成した二酸化炭素及び水分
を吸着により除去する第二精製工程とを経た後、冷却し
て高純アルゴン塔に導入し、深冷液化分離して高純度液
化アルゴン及び／または高純度アルゴンガスを得ること
を特徴としている。

また、前記第一精製工程の前段に、前記ガス組成物を貯
留する貯槽を配設するとともに、該第一精製工程から排
出される排ガスの一部及び／又は高純アルゴン塔頂部よ
りパージ放出されるガスを前記貯槽に戻してガス組成物
に合流させ、再び第一精製工程に導入すること、前記第
一精製工程の吸着処理は、主として水分を吸着する乾燥
剤、主として二酸化炭素を吸着するＸ系合成ゼオライト
。

主として酸素を吸着するカーボンモレキュラーシーブス
、及び主として窒素及び一酸化炭素を吸着する５Ａ系ゼ
オライトを充填した吸着器を用いて行うことを特徴とす
るアルゴンの回収方法を含むもので、さらに、本発明は
高純アルゴン塔よりパージ放出されるアルゴン、水素、
窒素等からなるパージガスを前記圧力スイング吸着法の
第一精製工程の原料ガスに混入させ、パージ中のアルゴ
ン。

水素を回収する工程も含むものである。

〔作　用〕

」二連のごとく、第一精製工程で少なくとも酸素窒素、
一酸化炭素、二酸化炭素、水分を吸着し、更に一酸化炭
素、酸素を触媒で完全に二酸化炭素と水分に変換し、次
いでそれら生成物を吸着除去した後に、空気液化分離装
置の粗アルゴン塔から導出された粗アルゴンから高純度
アルゴンを得る空気液化分離装置のアルゴン精製系に設
けられている酸素の水素との触媒接触反応及び生成水分
の吸着除去工程を経た精製アルゴンと混合し、高純アル
ゴン塔に導入し、塔底より高純アルゴンを得、塔頂より
パージ放出ガスを得るが、このパージ放出ガスと第一精
製工程の前段の貯槽に該吸着工程から排出される排ガス
の一部を戻すことにより、該排ガス中のアルゴンも効率
良く回収でき、さらに第一精製工程における吸着剤を上
記のごとく組合せることにより、各不純物成分を効率よ
く吸着除去することができる。

また、高純アルゴン塔のパージガスをＰＳＡで回収する
方法は、特開昭５５−１．１０８７６号公報にも示され
ているが、本発明はこうしたパージガス専用のＰＳＡを
不要とし、製鉄所内排アルゴンの回収アルゴンよりアル
ゴンを濃縮するＰＳＡの原料ガスの一部として上記パー
ジガスを混合することにより、別にパージガス専用ＰＳ
Ａを設けることなしにパージガス中のアルゴンを回収す
ることができる。

〔実施例〕

以下、本発明を、第１図に示す一実施例に基づいてさら
に詳細に説明する。尚、以下の説明において前記第３図
に示したものと同一要素のものには同一符号を付して詳
細な説明を省略する。

まず、前述のごときアルゴンを使用する各種の炉等の排
ガス発生源２１から排出される回収ガス、例えばアルゴ
ン４３．２％、窒素４６．５％、酸素６．３％、水素１
．５％、一酸化炭素１．．８％。

二酸化炭素０．７％、水分飽和１塵埃３０〜８０Ｂ／ｒ
ｒ？の回収ガスは、ブロワ−等に吸引されて第一ガスホ
ルダー（貯槽）２２に一時貯留される。

この第一ガスホルダー２２は、排ガス発生源２１の操業
方法や排出するガス量により適当な容量に設定されるも
ので、一定量の回収ガスが継続して発生するような場合
には省略することもできる。

第一ガスホルダー２２内の回収ガスは、所定の流量で第
一集塵機２３を介してブロワ−２４に吸引され、塵埃を
２Ｂ／ｒｒ？以下に除去されて第二ガスホルダー２５に
導入される。この第二がスホルダー２５は、バルーンあ
るいは水封式ホルダーを用いることができ、その内圧は
、数十乃至数百■ＡＱに保たれている。この内圧を高く
すると前記ブロワ−２４や後述の第一精製工程３０の真
空ポンプ３１の負担が増し、消費動力が増加するので、
できるたけ低くしておくことが望ましい。

ガスホルダー２５に貯留された回収ガス中の不純物成分
を吸着除去する第一精製工程３０は、３基の吸着塔３２
ａ、３２ｂ、３２ｃを備えた圧力変動（プレッシャース
イング）式吸着装置（ＰＳＡ）であって、各吸着塔３２
ａ、３２ｂ、３２ｃは、附随する各切換え弁群３３，３
３．・・・の切換え開閉及び真空ポンプ３１の作動によ
り、吸着−一次再生一真空再生一パージ再生−−次充圧
一二次充圧の各段階を各塔交互に順次繰返して吸着を実
施する。即ち、第１塔３２ａが吸着段階にある時には、
第２塔３２ｂは一次充圧一二次充圧の段階にあり、第３
塔３２ｃは一次再生一真空再生→バージ再生の段階にあ
り、第２塔３２ｂが吸着段階に移ると、第１塔３２ａは
一次再生一真空再生一バージ再生の段階に移り、第３塔
３２ｃは一次充圧一二次充圧の段階に移る。

尚、第一精製工程３０は、他の吸着方法、例えば２基式
のＰＳＡ等を用いたり、加圧状態で吸着を実施すること
もできるが、上記のごとく３基式として真空ポンプ３１
による真空再生に加え、不純物を吸着により除去した後
の回収ガス（以下、回収アルゴンという）を吸着塔の出
口端３２２から吸着塔に導入して吸着剤を再生するパー
ジ再生を行うことにより、吸着剤の再生をより確実に行
うことができる。また吸着操作を大気圧乃至減圧下（後
述の回収アルゴンブロワ−の吸引による）で行うことに
より、吸着塔に導入する回収ガスを加圧するための圧縮
機を省略でき、その動力費も削減できるのでコストダウ
ンを図れる。

また、上記吸着塔３２ａ、３２ｂ、３２ｃ内に充填する
吸着剤Ｐとしては、主として水分を吸着する乾燥剤、主
として二酸化炭素を吸着するＸ系合成ゼオライト、主と
して酸素を吸着するカーボンモレキュラーシーブス、及
び主として窒素を吸着する５Ａ系ゼオライトを適当量層
状に積層して使用することが好ましい。これらの吸着剤
を、上記の順に回収ガスの入口側３２１から配列すると
、まず乾燥剤で水分と一部の二酸化炭素、Ｘ系合成ゼオ
ライトで二酸化炭素と水の残部を除去でき、カーボンモ
レキュラーシーブスにおいて酸素を有効に吸着除去させ
ることができ、最終の５Ａ系ゼオライトでの一酸化炭素
と窒素の吸着効率も向上させることができ、ひとつの吸
着塔を通過させるタケテ、回収ガス中のほとんどの不純
物成分を吸着除去することが可能となる。尚、上記吸着
剤の使用量及びその割合は、排ガス発生源からの排ガス
組成に従って最適な状態に決めることができる。

本発明の方法においては、この第一吸着工程３０で回収
アルゴンの純度を９９９６以上としてもよいが、水素、
窒素等のアルゴンより沸点が低く、後述の高純アルゴン
塔で容易に分離できるものは、必ずしも完全に除去する
必要はない。また酸素。

一酸化炭素も、後述の第二精製工程５０で除去できるの
で、数％の残留は許容できるが、酸素の残留は水素の消
費量の増大となるので、できるだけ低く抑えることが好
ましい。二酸化炭素は、通常酸素や水分とともに吸着さ
れて除去されるが、高純アルゴン塔等の低温系統に混入
しないように、この第一精製工程３０と第二精製工程５
０て完全に除去しておくことが必要である。

また、吸着塔３２ａ、３２ｂ、３２ｃの再生により生し
た排ガス（以下、脱着ガスという）は、真空ポンプ３１
により吸引されて排出され、水分離器３４に導入され、
水を分離した後に導出され２分される。２分した脱着ガ
スの一方は、排気弁３５を介して消音器３６から大気中
に排出され、他方が戻し弁３７ａを経て戻し回路３７に
よりガスホルダー２５に戻される。

この戻しガス量は、回収ガス中のアルゴン濃度。

第一吸着工程３０の系におけるアルゴンの所望回収率、
所望純度等により適宜設定されるもので、例えば上記組
成の回収ガスを処理するにあたり、回収ガス１００部に
対して約１６３部の脱着ガスを戻して循環させることに
より、アルゴン回収率を約８５％に向上することが可能
となり、従来の回収率７０％程度に比べて大幅な回収率
向上が図れる。尚、上記戻しガス量の調節は、前記排気
弁３５と戻し弁３７ａの開度の調節や開閉時間の調整で
行うことができる。また、脱着ガスの一部を戻すことに
より吸着塔の容量を増加させる必要があるが、アルゴン
の回収率の向上効果が設備コストの増大を大きく上回る
ので問題とはならない。

さらに、上記戻しガスを吸着塔人口に戻すこともできる
が、ＰＳＡから排出される脱着ガスは、真空ポンプの特
性から、その圧力や流量に変動があるとともに、吸着塔
の再生段階の状態により脱着ガスの組成も異なるので、
上記のごとく戻しガスを第二ガスホルダー２５に戻すこ
とにより、ＰＳＡに導入するガスを安定した状態とする
ことができ、吸着前線の混乱を発生させずに効率の良い
吸着操作を行うことが可能となる。

このようにして回収された回収アルゴンは、例えば、そ
の組成がアルゴン８９．８％、窒素０゜９％　酸素２．
７％、水素６．５％、一酸化炭素０．１％、二酸化炭素
トレース（痕跡）１　ドライ塵埃２　ｍｇ／　ｒｒｉ’
以下となり、製品ガスブロワ−３８により適当な圧力に
加圧され、切換え弁２６，２６の開閉により切換え使用
される第二集塵機２７ａ、２７ｂに導入される。この第
二集塵機２７ａ。

２７ｂには、回収アルゴン中の０．０１〜１ハｍ程度の
極微細な塵埃を除去する機能を有するものが用いられて
いる。この種の集塵機としては、例えば、中空糸膜等の
ミクロンフィルターあるいは電気集塵機等を用いること
ができる。特に静電気を利用して極微細な塵埃を除去す
る電気集塵機を使用することにより、圧力損失を低減さ
せることができる。また第二集塵機２７ａ、２７ｂを複
数基設け、切換え弁２６，２６．・・を介して切換え使
用することにより、捕集された塵埃の除去再生や保守作
業も回収ラインの運転を止めずに行うことができ、長期
連続運転が可能になる。

上記第二集塵機２７ａ、２７ｂを導出した回収アルゴン
は、第二精製工程５０に送られる。

一方、前述のごとく、公知の空気液化分離方法により粗
アルゴン塔１の頂部に濃縮された粗アルゴンは、例えば
アルゴン９６．０％、酸素３．０％、窒素１．０％の組
成で粗アルゴン塔１から導出され、精製工程４に入る。

即ち、粗アルゴンは、濃度調整工程４１及び燃焼工程４
２に導入され、粗アルゴン中に含まれる酸素が吸着除去
の容易な水に変換される。濃度調整工程４１は、前記同
様、酸素分析計、流量計で粗アルゴン中の酸素量を算出
し、酸素を水に変換するのに必要な水素を粗アルゴンに
導入する（前記第３図と同様の構成のため詳細図は省略
する。）。尚、供給する水素量は、酸素の完全変換を図
るために僅かに多く供給することが好ましい。

上記濃度調整工程４１て水素量を調整された粗アルゴン
は、燃焼工程４２の触媒筒９に導入されて触媒筒９内に
充填した触媒に接触して水素と酸素が燃焼反応を行い水
となる。この燃焼工程４２は、粗アルゴン中の酸素量が
少ない場合は、−段の触媒筒で行うことができるが、そ
の量が多い場合には、多段の燃焼工程を用いることがで
きる。

燃焼工程４２を終えたガスは、冷却器１０，１１を経て
常温となり切換え使用される吸着器１２ａ　　１２ｂか
らなる精製工程１２に導入される。

この精製工程１２では、アルゴン中に生成した水が吸着
除去され、結果として僅かな窒素と水素が残留する精製
粗アルゴンとなる。

また前記、第一精製工程３０で濃縮した回収アルゴンは
、第二精製工程５０に入り、まず加熱器５１で昇温され
、第一触媒塔５２の触媒Ｑに接触する。ここで回収アル
ゴンは５０〜１５０℃に加温され、回収アルゴン中の一
酸化炭素と酸素が選択的に反応する温度となる。この触
媒Ｑとしては主として白金系が望ましく、一酸化炭素は
二酸化炭素に変換する。さらに回収アルゴンは第二触媒
塔５３に導入され、残存する酸素を残存する水素及び／
又は添加される水素と触媒Ｒで反応させるが、この触媒
Ｒとしてはパラジウム系が望ましい。

このようにして生成した二酸化炭素及び水は、冷却器５
４．冷凍機５５で冷却され、次いで切替え使用される吸
着器５５ａ、５６ｂて吸着除去される。

このように、含有する酸素や一酸化炭素を除去された回
収アルゴンは、前記精製粗アルゴンと合流して合流アル
ゴンとなる。この合流アルゴンは、前記熱交換器２で粗
アルゴンと熱交換を行い、１８０℃に冷却されて高純ア
ルゴン塔１４の中段に導入され、アルゴン精留工程６０
が行われる。

高純アルゴン塔１４では、従来と同様に、塔底のリボイ
ラー１５と塔頂の凝縮器１６により上昇ガスと還流液を
発生させ、合流アルゴンを精留して塔底の高純度液化ア
ルゴンと、塔下部の高純度アルゴンガスと、塔頂部の不
凝縮ガス（水素、窒素等）とに分離し、高純度液化アル
ゴンと高純度アルゴンガスは、両者とも他成分をほとん
ど含まない純度９９．９９９％以上のものが得られ、そ
れぞれ需要先等に供給あるいは貯蔵される。尚、高純ア
ルゴン塔１４の塔頂から導出される不凝縮ガス１こはア
ルゴンが含まれているため、これを前５己熱交換器２で
温度回復の上、第−吸着工程３０に戻して不凝縮ガス中
のアルゴン及び水素をさらに回収することができる。

次長に、本実施例に基づくアルゴン回収の各部のガスの
流量及び組成を示す。尚、各ガスの流量及び組成の測定
点を第２図に■乃至■で示す。

表に示す如く、粗アルゴン■４．５ＯＮｎ１’／ｈ（こ
れのみの場合の製品量は４３７　　Ｎｒｒ？／　ｌ＋　
）と回収アルゴン■及び高純アルゴン塔１４パージガス
■を同時に回収するもので、製品アルゴンＯとして４８
５Ｎｎｆ／ｈを得ることができた。回収アルゴン■中の
アルゴン６４．　８　Ｎｒｒ？／ｈに対し、製品増分は
４．８Ｎｒｒｌ’／ｈであった。この時、第一精製工程
及び第二精製工程部だけでは、人口アルゴン■＋■の７
８．　９　　Ｎｒｒ？／ｈに対し、ＰＳＡ出口■ては、
６６、　９　　Ｎｒｒｌ’／ｈとなり、回収率は８５％
であった。

上記のごとく、ＰＳＡからなるアルゴン回収系（第一吸
着工程３０）と空気液化分離装置の高純アルゴン塔系と
を組合せて、上記アルゴン回収系で回収した回収アルゴ
ンと、アルゴン精製系の粗アルゴンとを精製後に合流さ
せることにより、炉内雰囲気に使用した後の排ガスを高
純度の液化アルゴン及び／又はアルゴンガスにすること
ができる。また、前述のごとく、アルゴンを多量に使用
する製鉄所等には、通常上記構成の空気液化分離装置が
設置されているため、新たな液化精留装置を設置する必
要がなく、アルゴン回収系の僅かな負担増で対応するこ
とが可能である。この場合、一般に高純アルゴン塔及び
熱交換器は、数１０％の範囲で負荷増に耐えられるよう
に製作されているため、既存の設備を利用することかで
きる。

さらに、従来のアルゴン回収系は、アルゴンを回収する
ＰＳＡの前段に、吸着除去が困難な水素を酸化させて吸
着除去が容易な水に変換させるための工程が設けられて
いたが、本発明では、ＰｓＡ等の第一精製工程３０では
水素を除去する必要が無いので、この工程を省略でき、
従来のこの工程に設けられていた各種分析計、酸素供給
装置触媒筒、加熱手段、冷却手段等の装置も必要としな
い。

また、第一精製工程３０では、少なくとも、後工程で水
素を必要とする酸素を低減させれば、アルゴン精製系の
水素コストの増加を抑えることかできる。また、水素や
窒素等は、精留操作により分離させることができるが、
上記実施例で述べたように吸着剤を配設して回収ガス中
の酸素、窒素。

一酸化炭素、二酸化炭素、水分等を効率良く除去するこ
とにより、アルゴン精製系に合流させる回収アルゴンの
アルゴン濃度を高めるとともに、回収アルゴン中の不純
物総量を低減できるので、第二精製工程やアルゴン精留
工程の負担を大幅に低減でき、アルゴンの回収コストを
低減できる。

尚、空気液化分離装置とは別に独立して設けられるアル
ゴン精製装置と上記第一精製工程及び第二精製工程とを
組合せても本発明を実施することが可能である。

また、空気分離装置を含めて全装置を新設する場合は、
前記第二精製工程と粗アルゴンガスの常温精製工程の共
通部分を共通に設けることもできる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明は、第一精製工程で回収ガ
ス中の少なくとも酸素、窒素、一酸化炭素、二酸化炭素
、水分を低減させた回収アルゴンを、さらに第二精製工
程で酸素と一酸化炭素を除去して、さらに生成した二酸
化炭素、水を吸着除去して深冷液化分離によるアルゴン
精製工程でアルゴンを精製するから、製鉄所の各種の炉
等から排出されるアルゴンを含むガス中のアルゴンを、
他成分をほとんど含まない高純度液化アルゴン及び／又
は高純度アルゴンガスとして効率良く回収できる。また
製鉄所等に通常設置されている空気液化分離装置のアル
ゴン精製系を組合せることができるので、第一精製工程
としてのＰＳＡ等を設置するだけで容易に実施すること
ができる。

さらに、吸着工程の前段の貯槽に吸着工程から排出され
る排ガスの一部及び高純アルゴン塔頂部のパージ放出ガ
スを戻すことにより、該ガス中のアルゴンを回収きると
ともに、貯槽内で均一な濃度としたガスを吸着工程に導
入できるので安定した状態で吸着処理を行うことができ
る。また、吸着処理における吸着剤を前記のごとく組合
せることにより、各不純物成分を効率よく吸着除去する
ことができ、アルゴンの回収濃度を向上できる。

従って、製鉄所等におけるアルゴンの回収効率を大幅に
向上させることができ、アルゴンにかかるコストを低減
させ、製鉄全体のコストダウンにまで寄与することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す系統図、第２図は各ガ
スの測定点を示す説明図、第３図は空気液化分離装置の
アルゴン精製系を示す系統図である。 １・・・粗アルゴン塔　　１４・・・高純アルゴン塔３
０−・・第一精製工程　　３２ａ、３２ｂ、３２ｃ・・
・吸着塔　　５０・・・第二精製工程　　６０・・・ア
ルゴン精留工程 特　許　出　願　人　日本酸素株式会社叢１Ｂ 瑯２巳

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、アルゴンを含有するガス組成物を吸着器に導入して
   、該ガス組成物中の少なくとも酸素、窒素、一酸化炭素
   、二酸化炭素、水分を吸着により低減させる第一精製工
   程と、該第一精製工程導出後のガスを除塵した後、該ガ
   ス組成物中の一酸化炭素と酸素を触媒により二酸化炭素
   に変換し、次いで残存する酸素と前記ガス中に含有され
   る水素及び／又は外部より添加する水素とを他の触媒に
   より反応させて水に変換し、該変換により生成した二酸
   化炭素及び水分を吸着により除去する第二精製工程とを
   経た後、冷却して高純アルゴン塔に導入し、深冷液化分
   離して高純度液化アルゴン及び／または高純度アルゴン
   ガスを得ることを特徴とするアルゴンの回収方法。 ２、前記第一精製工程の前段に、前記ガス組成物を貯留
   する貯槽を配設するとともに、該第一精製工程から排出
   される排ガスの一部及び／又は高純アルゴン塔頂部より
   パージ放出されるガスを前記貯槽に戻してガス組成物に
   合流させ、再び第一精製工程に導入することを特徴とす
   る請求項１記載のアルゴンの回収方法。 ３、前記第一精製工程の吸着処理は、主として水分を吸
   着する乾燥剤、主として二酸化炭素を吸着するＸ系合成
   ゼオライト、主として酸素を吸着するカーボンモレキュ
   ラーシーブス、及び主として窒素及び一酸化炭素を吸着
   する５Ａ系ゼオライトを充填した吸着器を用いて行うこ
   とを特徴とする請求項１又は２記載のアルゴンの回収方
   法。