JPH0857240A - ガスの精製方法及び装置 - Google Patents
ガスの精製方法及び装置Info
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- JPH0857240A JPH0857240A JP6198273A JP19827394A JPH0857240A JP H0857240 A JPH0857240 A JP H0857240A JP 6198273 A JP6198273 A JP 6198273A JP 19827394 A JP19827394 A JP 19827394A JP H0857240 A JPH0857240 A JP H0857240A
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- Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
- Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
- Y02C20/40—Capture or disposal of greenhouse gases of CO2
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- Drying Of Gases (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
- Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ガス中に含まれる一酸化炭素及び／又は水素
を酸化触媒による酸化反応で除去するにあたり、特別な
設備を用いることなく酸化触媒の寿命を延ばすことがで
きるガスの精製方法及び装置を提供する。 【構成】 ガス導入部１１とガス導出部１２とを有する
処理筒１３内に、一酸化炭素及び水素を触媒反応により
二酸化炭素及び水に転化するための酸化触媒と、二酸化
炭素及び水を吸着除去するための吸着剤とを混合した混
合物Ｃを充填し，該混合物に処理ガスを接触させる。
を酸化触媒による酸化反応で除去するにあたり、特別な
設備を用いることなく酸化触媒の寿命を延ばすことがで
きるガスの精製方法及び装置を提供する。 【構成】 ガス導入部１１とガス導出部１２とを有する
処理筒１３内に、一酸化炭素及び水素を触媒反応により
二酸化炭素及び水に転化するための酸化触媒と、二酸化
炭素及び水を吸着除去するための吸着剤とを混合した混
合物Ｃを充填し，該混合物に処理ガスを接触させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ガスの精製方法及び装
置に関し、特に、空気液化分離装置に原料ガスとして供
給する空気中の一酸化炭素や水素を除去するのに好適な
ガスの精製方法及び装置に関する。
置に関し、特に、空気液化分離装置に原料ガスとして供
給する空気中の一酸化炭素や水素を除去するのに好適な
ガスの精製方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】酸素，窒素等を製造する空気液化分離装
置においては、原料空気中に含まれる水分，二酸化炭素
等の不純物を、ゼオライト等の吸着剤に吸着させて除去
しているが、大気中に含まれる１〜５ｐｐｍ程度の一酸
化炭素や５〜１０ｐｐｍ程度の水素は、通常の水分，二
酸化炭素除去用の吸着剤では吸着除去することができ
ず、また、一酸化炭素は、その沸点が窒素の沸点に近い
ため、精留により分離することが困難であり、水素は、
精留で分離することは可能であるが、精留設備が複雑に
なるため、通常は、特に対策しないと、一酸化炭素や水
素が製品窒素中に不純物として混入してしまうという不
都合があった。
置においては、原料空気中に含まれる水分，二酸化炭素
等の不純物を、ゼオライト等の吸着剤に吸着させて除去
しているが、大気中に含まれる１〜５ｐｐｍ程度の一酸
化炭素や５〜１０ｐｐｍ程度の水素は、通常の水分，二
酸化炭素除去用の吸着剤では吸着除去することができ
ず、また、一酸化炭素は、その沸点が窒素の沸点に近い
ため、精留により分離することが困難であり、水素は、
精留で分離することは可能であるが、精留設備が複雑に
なるため、通常は、特に対策しないと、一酸化炭素や水
素が製品窒素中に不純物として混入してしまうという不
都合があった。
【０００３】このため、原料空気を酸化触媒と接触させ
て、一酸化炭素を二酸化炭素に、水素を水に転化した
後、生成した二酸化炭素や水を吸着剤によって吸着除去
することが行われており、例えば、図３に示す構成の精
製装置が用いられている。
て、一酸化炭素を二酸化炭素に、水素を水に転化した
後、生成した二酸化炭素や水を吸着剤によって吸着除去
することが行われており、例えば、図３に示す構成の精
製装置が用いられている。
【０００４】図３に示すガス（空気）精製装置は、空気
取入れ口１から吸入した原料空気を所定圧力に圧縮する
空気圧縮機２と、該圧縮後の原料空気と触媒筒３から導
出した高温の原料空気とを熱交換させて熱回収を行うた
めの熱交換器４と、原料空気を更に所定温度まで加熱す
る加熱器５と、前記触媒筒３から導出して熱交換器４で
熱回収を行った原料空気を冷却する冷却器６と、冷却後
の原料空気中の二酸化炭素や水分等の不純物を除去する
ための吸着筒７，７とを備えたものである。
取入れ口１から吸入した原料空気を所定圧力に圧縮する
空気圧縮機２と、該圧縮後の原料空気と触媒筒３から導
出した高温の原料空気とを熱交換させて熱回収を行うた
めの熱交換器４と、原料空気を更に所定温度まで加熱す
る加熱器５と、前記触媒筒３から導出して熱交換器４で
熱回収を行った原料空気を冷却する冷却器６と、冷却後
の原料空気中の二酸化炭素や水分等の不純物を除去する
ための吸着筒７，７とを備えたものである。
【０００５】空気取入れ口１から吸入された原料空気
は、空気圧縮機２における圧縮熱で約７０℃に昇温した
後、熱交換器４で触媒筒３から導出した約１５０℃の高
温の原料空気と熱交換を行って約１４０℃に昇温し、さ
らに加熱器５で電気ヒーター等により所定の温度、例え
ば約１５０℃にまで昇温して触媒筒３に導入される。触
媒筒３に導入された原料空気中の一酸化炭素や水素は、
該筒内に充填されたパラジウム等の酸化触媒Ａによる触
媒反応により、一酸化炭素が二酸化炭素に、水素が水
に、それぞれ転化する。この触媒筒４で生成した二酸化
炭素及び水は、原料空気中にもとから含まれている二酸
化炭素及び水分と共に吸着筒７内に充填されているゼオ
ライト等の吸着剤Ｂに吸着し、原料空気中から除去され
る。このようにして精製された空気は、管８を経て空気
液化分離装置の本体部（コールドボックス）に供給され
る。
は、空気圧縮機２における圧縮熱で約７０℃に昇温した
後、熱交換器４で触媒筒３から導出した約１５０℃の高
温の原料空気と熱交換を行って約１４０℃に昇温し、さ
らに加熱器５で電気ヒーター等により所定の温度、例え
ば約１５０℃にまで昇温して触媒筒３に導入される。触
媒筒３に導入された原料空気中の一酸化炭素や水素は、
該筒内に充填されたパラジウム等の酸化触媒Ａによる触
媒反応により、一酸化炭素が二酸化炭素に、水素が水
に、それぞれ転化する。この触媒筒４で生成した二酸化
炭素及び水は、原料空気中にもとから含まれている二酸
化炭素及び水分と共に吸着筒７内に充填されているゼオ
ライト等の吸着剤Ｂに吸着し、原料空気中から除去され
る。このようにして精製された空気は、管８を経て空気
液化分離装置の本体部（コールドボックス）に供給され
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このように触
媒反応を利用して空気を精製する装置においては、大気
中に含まれる硫黄酸化物等の触媒毒により触媒が劣化
し、酸化触媒を頻繁に交換しなければならないという問
題がある。また、上記のように、酸化触媒を加熱下で使
用することにより、酸化触媒の活性を高めることができ
るので、寿命を延長できるという利点はあるが、空気液
化分離装置の場合は、精製対象ガスである原料空気の量
が極めて多いため、多量の原料空気を加熱するために大
量のエネルギーが必要であるし、たとえ熱回収を行って
エネルギーの削減を図るにしても、大型の熱交換器を設
置しなければならないという不都合がある。
媒反応を利用して空気を精製する装置においては、大気
中に含まれる硫黄酸化物等の触媒毒により触媒が劣化
し、酸化触媒を頻繁に交換しなければならないという問
題がある。また、上記のように、酸化触媒を加熱下で使
用することにより、酸化触媒の活性を高めることができ
るので、寿命を延長できるという利点はあるが、空気液
化分離装置の場合は、精製対象ガスである原料空気の量
が極めて多いため、多量の原料空気を加熱するために大
量のエネルギーが必要であるし、たとえ熱回収を行って
エネルギーの削減を図るにしても、大型の熱交換器を設
置しなければならないという不都合がある。
【０００７】そこで本発明は、特別な設備を用いること
なく酸化触媒の寿命を延ばすことができるガスの精製方
法及び装置を提供することを目的としている。
なく酸化触媒の寿命を延ばすことができるガスの精製方
法及び装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【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、本発明のガスの精製方法は、一酸化炭素及び／又
は水素を触媒反応により二酸化炭素及び／又は水に転化
するための酸化触媒と、二酸化炭素及び水を吸着除去す
るための吸着剤とを混合した混合物にガスを接触させる
ことを特徴としている。
ため、本発明のガスの精製方法は、一酸化炭素及び／又
は水素を触媒反応により二酸化炭素及び／又は水に転化
するための酸化触媒と、二酸化炭素及び水を吸着除去す
るための吸着剤とを混合した混合物にガスを接触させる
ことを特徴としている。
【０００９】また、本発明のガスの精製装置は、ガスの
導入部と導出部とを有する処理筒内に、前記一酸化炭素
及び／又は水素を触媒反応により二酸化炭素及び／又は
水に転化するための酸化触媒と、二酸化炭素及び水を吸
着除去するための吸着剤とを混合した混合物を充填した
ことを特徴とし、さらに、本発明装置は、ガス導入部側
に乾燥剤を、ガス導出部側に吸着剤を充填配置したこと
も含むものである。
導入部と導出部とを有する処理筒内に、前記一酸化炭素
及び／又は水素を触媒反応により二酸化炭素及び／又は
水に転化するための酸化触媒と、二酸化炭素及び水を吸
着除去するための吸着剤とを混合した混合物を充填した
ことを特徴とし、さらに、本発明装置は、ガス導入部側
に乾燥剤を、ガス導出部側に吸着剤を充填配置したこと
も含むものである。
【００１０】
【作 用】上述の二酸化炭素及び水を吸着除去するため
の吸着剤は、極めて大きい表面積を持ち高い吸着能力を
持つため、二酸化炭素及び水だけでなく、種々の触媒毒
成分も吸着することができる。したがって、上記構成に
よれば、ガス中に含まれる硫黄酸化物，油分等の炭素含
有化合物，窒素酸化物，塩化物等の触媒毒となる成分を
吸着剤で吸着除去することができ、酸化触媒の劣化を抑
えることができる。さらに、前段で乾燥剤により含有水
分を除去しておくことにより、水分による劣化も防止す
ることができ、後段に吸着剤を充填しておくことによ
り、触媒反応で生成した二酸化炭素や水を確実に除去す
ることができる。
の吸着剤は、極めて大きい表面積を持ち高い吸着能力を
持つため、二酸化炭素及び水だけでなく、種々の触媒毒
成分も吸着することができる。したがって、上記構成に
よれば、ガス中に含まれる硫黄酸化物，油分等の炭素含
有化合物，窒素酸化物，塩化物等の触媒毒となる成分を
吸着剤で吸着除去することができ、酸化触媒の劣化を抑
えることができる。さらに、前段で乾燥剤により含有水
分を除去しておくことにより、水分による劣化も防止す
ることができ、後段に吸着剤を充填しておくことによ
り、触媒反応で生成した二酸化炭素や水を確実に除去す
ることができる。
【００１１】
【実施例】以下、本発明を空気液化分離装置の原料空気
精製用の吸着器に適用した実施例に基づいてさらに詳細
に説明する。まず、図１に示すガス精製装置は、ガス導
入部１１とガス導出部１２とを有する一対の処理筒１３
からなる吸着器の各筒内に、一酸化炭素及び水素を触媒
反応により二酸化炭素及び水に転化するための酸化触媒
と、二酸化炭素及び水を吸着除去するための吸着剤とを
混合した混合物Ｃを充填するとともに、該混合物Ｃのガ
ス導入部１１側に乾燥剤Ｄを充填したものである。な
お、通常の空気液化分離装置の吸着器は、上記一対の処
理筒１３の一方が精製工程にあるときに他方を再生工程
とし、両筒を両工程に順次切換えることにより連続して
原料空気の精製を行えるようにように構成されている。
精製用の吸着器に適用した実施例に基づいてさらに詳細
に説明する。まず、図１に示すガス精製装置は、ガス導
入部１１とガス導出部１２とを有する一対の処理筒１３
からなる吸着器の各筒内に、一酸化炭素及び水素を触媒
反応により二酸化炭素及び水に転化するための酸化触媒
と、二酸化炭素及び水を吸着除去するための吸着剤とを
混合した混合物Ｃを充填するとともに、該混合物Ｃのガ
ス導入部１１側に乾燥剤Ｄを充填したものである。な
お、通常の空気液化分離装置の吸着器は、上記一対の処
理筒１３の一方が精製工程にあるときに他方を再生工程
とし、両筒を両工程に順次切換えることにより連続して
原料空気の精製を行えるようにように構成されている。
【００１２】精製対象ガス（処理ガス）である原料空気
は、空気取入れ口２１から吸入され、空気圧縮機２２で
圧縮された後、冷却器２３で所定温度に冷却されて精製
工程にある一方の処理筒１３に導入される。ガス導入部
１１から筒内に流入した原料空気は、導入部側に充填さ
れた乾燥剤Ｄに最初に接触して水分が除去された後、酸
化触媒と吸着剤とからなる混合物Ｃに接触する。
は、空気取入れ口２１から吸入され、空気圧縮機２２で
圧縮された後、冷却器２３で所定温度に冷却されて精製
工程にある一方の処理筒１３に導入される。ガス導入部
１１から筒内に流入した原料空気は、導入部側に充填さ
れた乾燥剤Ｄに最初に接触して水分が除去された後、酸
化触媒と吸着剤とからなる混合物Ｃに接触する。
【００１３】原料空気中に含まれる二酸化炭素及び硫黄
酸化物等の各種触媒毒成分は、混合物Ｃ中の吸着剤に吸
着して除去され、一酸化炭素及び水素は、混合物Ｃ中の
酸化触媒に接触して触媒反応を生じ、空気中の酸素と反
応して一酸化炭素が二酸化炭素に、水素が水に、それぞ
れ転化する。この触媒反応により生成した二酸化炭素及
び水は、前記二酸化炭素等と同様に、混合物Ｃ中の吸着
剤に吸着して除去される。このようにして不純物を除去
されて精製された原料空気は、ガス導出部１２から導出
され、管２４を経て空気液化分離装置の本体部（コール
ドボックス）に供給される。
酸化物等の各種触媒毒成分は、混合物Ｃ中の吸着剤に吸
着して除去され、一酸化炭素及び水素は、混合物Ｃ中の
酸化触媒に接触して触媒反応を生じ、空気中の酸素と反
応して一酸化炭素が二酸化炭素に、水素が水に、それぞ
れ転化する。この触媒反応により生成した二酸化炭素及
び水は、前記二酸化炭素等と同様に、混合物Ｃ中の吸着
剤に吸着して除去される。このようにして不純物を除去
されて精製された原料空気は、ガス導出部１２から導出
され、管２４を経て空気液化分離装置の本体部（コール
ドボックス）に供給される。
【００１４】このとき、他方の処理筒１３は再生工程に
あり、管２５から供給される再生ガスがガス導出部１２
から筒内に導入され、前記混合物Ｃ中の吸着剤に吸着し
ている二酸化炭素等や、乾燥剤Ｄに捕捉されている水分
を脱着してガス導入部１１から管２６を介して排出す
る。
あり、管２５から供給される再生ガスがガス導出部１２
から筒内に導入され、前記混合物Ｃ中の吸着剤に吸着し
ている二酸化炭素等や、乾燥剤Ｄに捕捉されている水分
を脱着してガス導入部１１から管２６を介して排出す
る。
【００１５】上述のように、原料空気中の一酸化炭素及
び水素を二酸化炭素及び水に転化する酸化触媒を、二酸
化炭素及び水を吸着する吸着剤と混合して用いることに
より、酸化触媒を劣化させる硫黄酸化物，油分等の炭素
含有化合物，窒素酸化物，塩化物等の触媒毒成分を吸着
剤で吸着除去することができ、これらの触媒毒により酸
化触媒が劣化することを防止できる。さらに、前段の乾
燥剤で水分を除去することにより、水分による酸化触媒
の劣化も防止できる。
び水素を二酸化炭素及び水に転化する酸化触媒を、二酸
化炭素及び水を吸着する吸着剤と混合して用いることに
より、酸化触媒を劣化させる硫黄酸化物，油分等の炭素
含有化合物，窒素酸化物，塩化物等の触媒毒成分を吸着
剤で吸着除去することができ、これらの触媒毒により酸
化触媒が劣化することを防止できる。さらに、前段の乾
燥剤で水分を除去することにより、水分による酸化触媒
の劣化も防止できる。
【００１６】ここで、上記酸化触媒としては、各種のも
のを使用できるが、特に、一酸化炭素の酸化用には、白
金やパラジウム，酸化銅を活性アルミナに担持した触
媒、金微粒子を金属酸化物に固定した触媒、あるいは酸
化銅−酸化マンガンや酸化鉄−酸化マンガン等の金属酸
化物触媒が有効であり、また、水素の酸化用には、パラ
ジウムを活性アルミナに担持した触媒が有効である。一
方、二酸化炭素及び水を吸着する吸着剤としては、通常
用いられているゼオライトを使用することができ、乾燥
剤としては、活性アルミナ、シリカゲル等を用いること
ができる。
のを使用できるが、特に、一酸化炭素の酸化用には、白
金やパラジウム，酸化銅を活性アルミナに担持した触
媒、金微粒子を金属酸化物に固定した触媒、あるいは酸
化銅−酸化マンガンや酸化鉄−酸化マンガン等の金属酸
化物触媒が有効であり、また、水素の酸化用には、パラ
ジウムを活性アルミナに担持した触媒が有効である。一
方、二酸化炭素及び水を吸着する吸着剤としては、通常
用いられているゼオライトを使用することができ、乾燥
剤としては、活性アルミナ、シリカゲル等を用いること
ができる。
【００１７】酸化触媒と吸着剤の混合とは、両者の粒子
を完全に均一に混合することを意味するが、混合が不十
分で、触媒粒子の多いところと吸着剤粒子の多いところ
というように混合状態に分布ができた状態でもよい。但
し、ガス中の一酸化炭素及び水素が酸化触媒に接触せず
に処理筒１３内を通過することがないように、また、生
成した二酸化炭素及び空気中にもとから含まれる二酸化
炭素や生成した水が吸着剤に吸着されずに通過すること
がないように、処理筒１３の半径方向（ガス流れに直角
の方向）には、両者が満遍なく充填されていることが必
要である。さらに、両者の混合比率は、ガスの処理量及
びガス中の一酸化炭素，水素，二酸化炭素，水等の含有
量、混合物の充填量等により適宜に設定すればよく、特
に限定されるものではない。
を完全に均一に混合することを意味するが、混合が不十
分で、触媒粒子の多いところと吸着剤粒子の多いところ
というように混合状態に分布ができた状態でもよい。但
し、ガス中の一酸化炭素及び水素が酸化触媒に接触せず
に処理筒１３内を通過することがないように、また、生
成した二酸化炭素及び空気中にもとから含まれる二酸化
炭素や生成した水が吸着剤に吸着されずに通過すること
がないように、処理筒１３の半径方向（ガス流れに直角
の方向）には、両者が満遍なく充填されていることが必
要である。さらに、両者の混合比率は、ガスの処理量及
びガス中の一酸化炭素，水素，二酸化炭素，水等の含有
量、混合物の充填量等により適宜に設定すればよく、特
に限定されるものではない。
【００１８】また、酸化触媒と吸着剤との混合物Ｃを充
填した部分の空間速度（ガス流量を充填容積で割った
値）は、２，０００〜５０，０００ｈ-1であることが望
ましく、空間速度が小さいと経済的でなく、大きいと反
応の進行が不十分になるという不都合が発生することが
ある。
填した部分の空間速度（ガス流量を充填容積で割った
値）は、２，０００〜５０，０００ｈ-1であることが望
ましく、空間速度が小さいと経済的でなく、大きいと反
応の進行が不十分になるという不都合が発生することが
ある。
【００１９】さらに、酸化触媒は、処理ガスに含まれる
一酸化炭素及び水素を酸化して二酸化炭素及び水に転化
させるものであるから、処理筒の精製ガス出口部分に酸
化触媒を混合することは望ましくなく、精製ガス出口側
である吸着剤層最上部から３００〜５００ｍｍより下の
部分に触媒を混合することが望ましい。すなわち、図２
に示すように、酸化触媒と吸着剤との混合物Ｃを充填し
た部分の後段、処理ガスの出口側には、二酸化炭素及び
水を吸着除去する吸着剤Ｅを充填しておくことが望まし
い。これにより、触媒反応で生成した二酸化炭素や水が
精製ガス中に混入することを確実に防止できる。なお、
図２においては、図１と同一要素のものには同一符号を
付して、その詳細な説明は省略する。
一酸化炭素及び水素を酸化して二酸化炭素及び水に転化
させるものであるから、処理筒の精製ガス出口部分に酸
化触媒を混合することは望ましくなく、精製ガス出口側
である吸着剤層最上部から３００〜５００ｍｍより下の
部分に触媒を混合することが望ましい。すなわち、図２
に示すように、酸化触媒と吸着剤との混合物Ｃを充填し
た部分の後段、処理ガスの出口側には、二酸化炭素及び
水を吸着除去する吸着剤Ｅを充填しておくことが望まし
い。これにより、触媒反応で生成した二酸化炭素や水が
精製ガス中に混入することを確実に防止できる。なお、
図２においては、図１と同一要素のものには同一符号を
付して、その詳細な説明は省略する。
【００２０】また、空気液化分離装置の吸着器において
は、多くの場合、原料空気導入側である下段に空気に含
まれる水分を除去するための乾燥剤が適当な充填高さに
積まれ、その上に二酸化炭素除去用の吸着剤が充填され
ている。この二酸化炭素除去用の吸着剤には、通常、前
記ゼオライトが用いられており、二酸化炭素だけでな
く、触媒反応で生成した水や前記各種触媒毒成分も吸着
する能力を有しているので、本発明を空気液化分離装置
の原料空気精製用に吸着器に適用する場合は、前記二酸
化炭素除去用の吸着剤に酸化触媒を混合して充填すれば
よい。
は、多くの場合、原料空気導入側である下段に空気に含
まれる水分を除去するための乾燥剤が適当な充填高さに
積まれ、その上に二酸化炭素除去用の吸着剤が充填され
ている。この二酸化炭素除去用の吸着剤には、通常、前
記ゼオライトが用いられており、二酸化炭素だけでな
く、触媒反応で生成した水や前記各種触媒毒成分も吸着
する能力を有しているので、本発明を空気液化分離装置
の原料空気精製用に吸着器に適用する場合は、前記二酸
化炭素除去用の吸着剤に酸化触媒を混合して充填すれば
よい。
【００２１】前記吸着剤に捕捉された触媒毒成分は、原
則的には使用時間が増大するに従って吸着剤の表面を覆
うことになるが、対象とする吸着成分（主として二酸化
炭素）の濃度が触媒毒成分の濃度より非常に高いので、
吸着量に影響を及ぼすことはほとんどない。また、必ず
しも確認されたことではないが、吸着剤の再生工程にお
いて幾分かの触媒毒成分も吸着剤から脱着除去されてい
るものと思われる。
則的には使用時間が増大するに従って吸着剤の表面を覆
うことになるが、対象とする吸着成分（主として二酸化
炭素）の濃度が触媒毒成分の濃度より非常に高いので、
吸着量に影響を及ぼすことはほとんどない。また、必ず
しも確認されたことではないが、吸着剤の再生工程にお
いて幾分かの触媒毒成分も吸着剤から脱着除去されてい
るものと思われる。
【００２２】また、本発明を空気液化分離装置の原料空
気精製用に吸着器に適用する場合は、吸着剤層中に酸化
触媒が混合されることになるが、吸着器の運転方法とし
ては、通常の吸着器の運転方法と同様に行うことがで
き、吸着−脱着システムとしては、常温吸着−加熱脱着
法（いわゆるＴＳＡ法）、あるいは加圧吸着−減圧脱着
法（いわゆるＰＳＡ法）のいずれにも適用可能である。
さらに、用いる処理筒の数，吸着−再生の切替時間，吸
着温度・圧力，再生温度・圧力等の諸条件は、水、二酸
化炭素の吸着除去を前提として設計される条件でよい。
気精製用に吸着器に適用する場合は、吸着剤層中に酸化
触媒が混合されることになるが、吸着器の運転方法とし
ては、通常の吸着器の運転方法と同様に行うことがで
き、吸着−脱着システムとしては、常温吸着−加熱脱着
法（いわゆるＴＳＡ法）、あるいは加圧吸着−減圧脱着
法（いわゆるＰＳＡ法）のいずれにも適用可能である。
さらに、用いる処理筒の数，吸着−再生の切替時間，吸
着温度・圧力，再生温度・圧力等の諸条件は、水、二酸
化炭素の吸着除去を前提として設計される条件でよい。
【００２３】なお、本発明は、他の各種ガス中の一酸化
炭素や水素を除去する場合にも適用することが可能であ
るが、酸化反応を利用しているため、ガス中に一酸化炭
素や水素を二酸化炭素や水に転化するのに十分な量の酸
素が存在していることが条件であり、酸素分が少ない場
合には、酸素ガス、あるいは酸素含有ガスを予め添加す
る必要がある。
炭素や水素を除去する場合にも適用することが可能であ
るが、酸化反応を利用しているため、ガス中に一酸化炭
素や水素を二酸化炭素や水に転化するのに十分な量の酸
素が存在していることが条件であり、酸素分が少ない場
合には、酸素ガス、あるいは酸素含有ガスを予め添加す
る必要がある。
【００２４】また、本発明では、一酸化炭素及び水素の
両方を同時に除去することが可能であるが、精製後のガ
スの品質要求に応じて、いずれか一方のみを除去対象と
することもできる。この場合は、酸化触媒の種類を適宜
に選定すればよい。さらに、上記実施例は、前段に乾燥
剤を充填した空気液化分離装置の吸着器に本発明を適用
したものであるが、酸化触媒を混合する吸着剤で十分に
水分を除去できる場合は、前段の乾燥剤を省略すること
ができ、ガス導入側やガス導出側と中間部とで酸化触媒
の混合比率を変えることもできる。また、上記実施例で
は、連続的に精製処理を行う切換え式の吸着器を例示し
て説明したが、処理筒を１個としたバッチ処理にも適用
可能である。
両方を同時に除去することが可能であるが、精製後のガ
スの品質要求に応じて、いずれか一方のみを除去対象と
することもできる。この場合は、酸化触媒の種類を適宜
に選定すればよい。さらに、上記実施例は、前段に乾燥
剤を充填した空気液化分離装置の吸着器に本発明を適用
したものであるが、酸化触媒を混合する吸着剤で十分に
水分を除去できる場合は、前段の乾燥剤を省略すること
ができ、ガス導入側やガス導出側と中間部とで酸化触媒
の混合比率を変えることもできる。また、上記実施例で
は、連続的に精製処理を行う切換え式の吸着器を例示し
て説明したが、処理筒を１個としたバッチ処理にも適用
可能である。
【００２５】次に、本発明の実験例を説明する。 実験例１ 乾燥剤として活性アルミナを１０ｋｇ、二酸化炭素吸着
剤としてモレキュラーシーブス１３Ｘを１５ｋｇ用意
し、モレキュラーシーブス１３Ｘに、白金を活性アルミ
ナに担持した酸化触媒を重量比５：１で均一に混合し
た。そして、図１に示すように、処理筒のガス導入側に
活性アルミナを、ガス導出側に酸化触媒を混合したモレ
キュラーシーブスを充填した。
剤としてモレキュラーシーブス１３Ｘを１５ｋｇ用意
し、モレキュラーシーブス１３Ｘに、白金を活性アルミ
ナに担持した酸化触媒を重量比５：１で均一に混合し
た。そして、図１に示すように、処理筒のガス導入側に
活性アルミナを、ガス導出側に酸化触媒を混合したモレ
キュラーシーブスを充填した。
【００２６】上記処理筒２本を図１に示すように配置
し、４時間切換えで交互に精製（吸着）工程と再生工程
とを繰り返した。吸着工程では、空間速度を約１０００
０ｈ-1として、５ｐｐｍの一酸化炭素を含む空気を常温
で処理し、再生工程では、原料とした空気の２０％に当
たる精製空気を再生用パージガスとして用い、温度１５
０℃で流した。その結果、精製空気中の一酸化炭素は、
測定計器の検出限界０．５ｐｐｍ以下であった。また、
二酸化炭素は１ｐｐｍ以下、水分は露点−７５℃以下で
あった。
し、４時間切換えで交互に精製（吸着）工程と再生工程
とを繰り返した。吸着工程では、空間速度を約１０００
０ｈ-1として、５ｐｐｍの一酸化炭素を含む空気を常温
で処理し、再生工程では、原料とした空気の２０％に当
たる精製空気を再生用パージガスとして用い、温度１５
０℃で流した。その結果、精製空気中の一酸化炭素は、
測定計器の検出限界０．５ｐｐｍ以下であった。また、
二酸化炭素は１ｐｐｍ以下、水分は露点−７５℃以下で
あった。
【００２７】実験例２ 乾燥剤として活性アルミナを１０ｋｇ、二酸化炭素吸着
剤としてモレキュラーシーブス１３Ｘを１５ｋｇ用意
し、モレキュラーシーブス１３Ｘを重量として二等分
し、その半量に白金を活性アルミナに担持した酸化触媒
を重量比５：２で均一に混合した。そして、図２に示す
ように、処理筒のガス導入側から、活性アルミナ、酸化
触媒を混合したモレキュラーシーブス、モレキュラーシ
ーブス単独の順で充填した。
剤としてモレキュラーシーブス１３Ｘを１５ｋｇ用意
し、モレキュラーシーブス１３Ｘを重量として二等分
し、その半量に白金を活性アルミナに担持した酸化触媒
を重量比５：２で均一に混合した。そして、図２に示す
ように、処理筒のガス導入側から、活性アルミナ、酸化
触媒を混合したモレキュラーシーブス、モレキュラーシ
ーブス単独の順で充填した。
【００２８】上記処理筒２本を図２に示すように配置
し、４時間切換えで交互に精製（吸着）工程と再生工程
とを繰り返した。吸着工程では、空間速度を約１０００
０ｈ-1として、５ｐｐｍの一酸化炭素を含む空気を常温
で処理し、再生工程では、原料とした空気の２０％に当
たる精製空気を再生用パージガスとして用い、温度１５
０℃で流した。その結果、精製空気中の一酸化炭素は、
測定計器の検出限界０．５ｐｐｍ以下であった。また、
二酸化炭素は１ｐｐｍ以下、水分は露点−７５℃以下で
あった。
し、４時間切換えで交互に精製（吸着）工程と再生工程
とを繰り返した。吸着工程では、空間速度を約１０００
０ｈ-1として、５ｐｐｍの一酸化炭素を含む空気を常温
で処理し、再生工程では、原料とした空気の２０％に当
たる精製空気を再生用パージガスとして用い、温度１５
０℃で流した。その結果、精製空気中の一酸化炭素は、
測定計器の検出限界０．５ｐｐｍ以下であった。また、
二酸化炭素は１ｐｐｍ以下、水分は露点−７５℃以下で
あった。
【００２９】実験例３ 乾燥剤として活性アルミナを１０ｋｇ、二酸化炭素吸着
剤としてモレキュラーシーブス１３Ｘを１５ｋｇを用意
し、モレキュラーシーブス１３Ｘを重量として二等分
し、その半量にパラジウムを活性アルミナに担持した酸
化触媒を重量比５：２で均一に混合した。そして、図２
に示すように、処理筒のガス導入側から、活性アルミ
ナ、酸化触媒を混合したモレキュラーシーブス、モレキ
ュラーシーブス単独の順で充填した。
剤としてモレキュラーシーブス１３Ｘを１５ｋｇを用意
し、モレキュラーシーブス１３Ｘを重量として二等分
し、その半量にパラジウムを活性アルミナに担持した酸
化触媒を重量比５：２で均一に混合した。そして、図２
に示すように、処理筒のガス導入側から、活性アルミ
ナ、酸化触媒を混合したモレキュラーシーブス、モレキ
ュラーシーブス単独の順で充填した。
【００３０】上記処理筒２本を図２に示すように配置
し、４時間切換えで交互に精製（吸着）工程と再生工程
とを繰り返した。吸着工程では、空間速度を約１０００
０ｈ-1として、５ｐｐｍの一酸化炭素及び５ｐｐｍの水
素を含む空気を常温で処理し、再生工程では、原料とし
た空気の２０％に当たる精製空気を再生用パージガスと
して用い、温度１５０℃で流した。その結果、精製空気
中の一酸化炭素及び水素は、それぞれ測定計器の検出限
界０．５ｐｐｍ以下であった。また、二酸化炭素は１ｐ
ｐｍ以下、水分は露点−７５℃以下であった。
し、４時間切換えで交互に精製（吸着）工程と再生工程
とを繰り返した。吸着工程では、空間速度を約１０００
０ｈ-1として、５ｐｐｍの一酸化炭素及び５ｐｐｍの水
素を含む空気を常温で処理し、再生工程では、原料とし
た空気の２０％に当たる精製空気を再生用パージガスと
して用い、温度１５０℃で流した。その結果、精製空気
中の一酸化炭素及び水素は、それぞれ測定計器の検出限
界０．５ｐｐｍ以下であった。また、二酸化炭素は１ｐ
ｐｍ以下、水分は露点−７５℃以下であった。
【００３１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のガスの精
製方法及び装置は、酸化触媒を吸着剤に混合して用いる
ので、触媒毒となる成分を吸着剤で吸着除去することが
できる。また、前段に乾燥剤を配置して水分を予め除去
することによっても酸化触媒の劣化を抑えることがで
き、後段に吸着剤を配置することにより、精製後のガス
中に二酸化炭素や水分が混入することを確実に防止でき
る。これにより、酸化触媒の劣化を抑えて寿命を大幅に
延長することが可能となるだけでなく、酸化触媒を加熱
して活性を高める必要がなくなるので、装置コストやエ
ネルギーコストを大幅に低減することができ、半導体工
業等で用いられる極めて高純度の窒素ガスを製造するた
めの空気液化分離装置の原料空気精製装置として最適で
ある。
製方法及び装置は、酸化触媒を吸着剤に混合して用いる
ので、触媒毒となる成分を吸着剤で吸着除去することが
できる。また、前段に乾燥剤を配置して水分を予め除去
することによっても酸化触媒の劣化を抑えることがで
き、後段に吸着剤を配置することにより、精製後のガス
中に二酸化炭素や水分が混入することを確実に防止でき
る。これにより、酸化触媒の劣化を抑えて寿命を大幅に
延長することが可能となるだけでなく、酸化触媒を加熱
して活性を高める必要がなくなるので、装置コストやエ
ネルギーコストを大幅に低減することができ、半導体工
業等で用いられる極めて高純度の窒素ガスを製造するた
めの空気液化分離装置の原料空気精製装置として最適で
ある。
【図１】 本発明を空気液化分離装置の原料空気精製用
の吸着器に適用した一実施例を示す系統図である。
の吸着器に適用した一実施例を示す系統図である。
【図２】 他の実施例を示す系統図である。
【図３】 空気液化分離装置における従来の原料空気精
製装置の一例を示す系統図である。
製装置の一例を示す系統図である。
１１…ガス導入部、１２…ガス導出部、１３…処理筒 Ｃ…酸化触媒と吸着剤との混合物、Ｄ…乾燥剤、Ｅ…吸
着剤
着剤
Claims (4)
- 【請求項１】 ガス中に含まれる一酸化炭素及び／又は
水素を除去するガスの精製方法において、前記一酸化炭
素及び／又は水素を触媒反応により二酸化炭素及び／又
は水に転化するための酸化触媒と、二酸化炭素及び水を
吸着除去するための吸着剤とを混合した混合物に、ガス
を接触させることを特徴とするガスの精製方法。 - 【請求項２】 ガス中に含まれる一酸化炭素及び／又は
水素を除去するガスの精製装置において、前記ガスの導
入部と導出部とを有する処理筒内に、前記一酸化炭素及
び／又は水素を触媒反応により二酸化炭素及び／又は水
に転化するための酸化触媒と、二酸化炭素及び水を吸着
除去するための吸着剤とを混合した混合物を充填したこ
とを特徴とするガスの精製装置。 - 【請求項３】 前記酸化触媒と吸着剤との混合物の前段
に、ガス中の水分を除去する乾燥剤を充填したことを特
徴とする請求項２記載のガスの精製装置。 - 【請求項４】 前記酸化触媒と吸着剤との混合物の後段
に、二酸化炭素及び水を吸着除去するための吸着剤を充
填したことを特徴とする請求項２又は３記載のガスの精
製装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6198273A JPH0857240A (ja) | 1994-08-23 | 1994-08-23 | ガスの精製方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6198273A JPH0857240A (ja) | 1994-08-23 | 1994-08-23 | ガスの精製方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0857240A true JPH0857240A (ja) | 1996-03-05 |
Family
ID=16388392
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6198273A Pending JPH0857240A (ja) | 1994-08-23 | 1994-08-23 | ガスの精製方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0857240A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10323527A (ja) * | 1997-05-23 | 1998-12-08 | Nippon Sanso Kk | ガス精製方法及び装置 |
| JPH1133356A (ja) * | 1997-07-25 | 1999-02-09 | Osaka Oxygen Ind Ltd | 空気清浄装置 |
| JPH11217201A (ja) * | 1998-01-30 | 1999-08-10 | Japan Pionics Co Ltd | 酸素ガスの精製方法およびその精製器 |
| US6589493B2 (en) | 1996-09-18 | 2003-07-08 | Nippon Sanso Corporation | Gas purification-treating agents and gas purifying apparatuses |
-
1994
- 1994-08-23 JP JP6198273A patent/JPH0857240A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6589493B2 (en) | 1996-09-18 | 2003-07-08 | Nippon Sanso Corporation | Gas purification-treating agents and gas purifying apparatuses |
| JPH10323527A (ja) * | 1997-05-23 | 1998-12-08 | Nippon Sanso Kk | ガス精製方法及び装置 |
| JPH1133356A (ja) * | 1997-07-25 | 1999-02-09 | Osaka Oxygen Ind Ltd | 空気清浄装置 |
| JPH11217201A (ja) * | 1998-01-30 | 1999-08-10 | Japan Pionics Co Ltd | 酸素ガスの精製方法およびその精製器 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040406 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040810 |