JPS60239309A - 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】 本発明は吸着剤を利用してアルゴン、−酸化炭素、二醒
化炭素、窒素を含む排ガスからアルゴンを回収する方法
に関する。

高濃度アルゴンを得るには従来法では空気分離によって
液体酸素製造プラントの主精留塔ｒ）酸素留分のうち比
較的アルゴン濃度が高い混合物を抜出し、これを更に精
留することにより粗アルゴンを得る。

支台こ水素ガスを使用し、パラジウムなどの触媒を使用
し酸素除去装置により酸素を除去し１高濃度アルゴンを
得ている。又プレッシャースイングを使用したアルゴン
製造方法としては、液体酸素製造プラントの主精留塔か
ｂの窒素、酸素、アルゴンの組成である排ガスかしアル
ゴンを製造する方法がある。

一方、アルゴン、酸素、−酸化炭素、二酸化炭素、窒素
、水素を含む排ガスからのアルゴン回収方法として特開
昭５０−９８４０４がある。

この方法は一酸化炭素は銅アンモニア溶液で吸収除去し
、二酸化炭素は熱炭酸カリウムで吸収除去している。水
素は燃焼をこより除去しておりプレツンヤースイングと
は全く別方法によるものである。例えば、金属精錬の工
程で使用されたアルゴンをアルゴン、−酸化炭素、二酸
化炭素、窒素系からなる混合ガスからプレッシャースイ
ングで高ｔ　ａ度ｙ）　７　ｔｖ　：／　７を回収する
方法は未だ知られ１いない。

本発明の目的は排ガス中から高濃度アルゴンを回収する
方法を提供するものであり、その要旨はアルゴン、−酸
化炭素、二酸化炭素、窒素を主成分とし、他成分が酸素
、水素の単独又はそれらの組合せのガスが含有されてい
る排ガスを原料ガスとし、ゼオライトモレキュラーシー
プ（以下Ｚ、Ｍ。

Ｓと記す）又はゼオライトモレキュラーシープ勘る吸着
装置を使用し、吸着を大気圧丁で行ない再生を減圧でプ
レッシャースイングを行なうことにより、高濃度アルゴ
ンを回収することを特徴とする高濃度アルゴンの回収方
法である。

本発明によれば、ｆＡ又はアルゴン１０〜３　Ｑ　Ｖｏ
　１％、−酸化炭素１０〜７ｇＶｏ１％、二酸化炭素１
〜２゜Ｖｏ１％、窒素７〜６０ｖｏｔ％の範囲の混合ガ
スを原料とし、充填剤、！：　Ｌ　テＺ、Ｍ、Ｓ　又１
；ｉ　Ｚ、Ｍ、Ｓ　Ｊ６　ヨ／／　Ｃ。

Ｍ、Ｓを充填した少なくとも３塔からなる吸着塔で、ア
ルゴン以外のガスを吸着する吸）ｕ工程、吸着されたガ
スを脱着再生する再生工程、脱着工程を終了した吸着塔
へ製品の一部を送り込み蓄圧する蓄圧工程を順次繰返す
。このときの吸着圧は大気圧から２　ｋｇ　／　Ｃｍ’
　Ｇ　であり、再生工程は４０ｏＴｏｒｒ以下の減圧、
好ましくは８０Ｔｏｒｒ以下り減圧で行なうことにより
回収率が５０％以上で９９％以上の高濃度アルゴンが回
収できる。

又、これらの混合ガスに付加して他成分として水１．　
ｒ俊素、水分が含まれることがあるが、これらのガスの
うち酸素はｒｒｉＪ処理として一酸化炭素又は水素を還
元剤として触媒を使用し、二酸化炭素し、しかも水素の
砥は酸素の量に較べて少軟であるから水素は同時に除去
することができ、−ｍ化炭素が残る。水分は、シリカゲ
ル、アルミナゲル等に吸着させ除去するか又はガスクー
ラーにて除去することができる。

原料ガス中の二酸化炭素が多い場合は、Ｃ，Ｍ、ＳがＺ
ｌＭ、Ｓ　より二酸化炭素の吸・脱着性能に優れている
ことを利用して吸着塔の原料ガス入口側にＣ，Ｍ、Ｓを
出口側にｚ、ｍ、ｓを充填した混合吸着塔で処理するこ
とかでさる。

又アルゴンの回収率を上げる方法として、吸着ガスＤ一
部を吸着終了後、つ吸着塔に送り原料ガスよりアルゴン
リッチのガスを得、このガスを現吸着中の吸着塔に送り
込むリサイクル方法を行うことにより可能である。

この操作により、例えば回収率を５０％のものを７０％
程度に上げることができる。

以下をこ本発明の実施態様を説明する。

第１図は本発明のアルゴン回収方法の一例を示すもので
ある。

原料排ガスはブロワ−ＡによつＣライン１４ヲ通り、大
口弁ｌを経て塔ｌに導入する。塔Ｉ、■および■には細
孔径５ＡのＺ、Ｍ、ｓが充填されている。

塔工に導入された原料ガスはＺ、Ｍ、Ｓにて、Ｎ２　。

ＣＯ、ＣＯ２，が吸腐除去されて壺品Ａｔとなり出口弁
７．ライン１５．ｄ品＋゛ｙ　ｃを経て供給先に送られ
る。

この時、塔■はＺｌＭ、Ｓの再生工程にある。すなわち
、吸着工程が終了したのち、入口弁３．出口弁９が閉じ
られ排出弁６が開かれ、塔■は真空ポンプＪこて所定り
圧まで減圧される。これによって塔ｍ内ノＺ、Ｍ、Ｓ　
ＧコｉＲｔ青すｔｌ、“ｃ　イタＮ２　、　ＣＯ，ＣＯ
２は減圧脱着され塔■の残留ガスとともに排出弁６゜ラ
イン１６．真空ポンプＢを通り、外部に排出される。

一方、塔■は蓄圧工程にある。すなわち再生工程が終了
したのち、排出弁５が閉じられ、蓄圧弁１１が開かれる
。これによって、製品Ａｒの一部が流量調節弁１３．ラ
イン１７を通り塔■は、製品Ａｒでほぼ吸着圧まで蓄圧
され、吸着工程を待つ状態Ｑこある。以下３つの塔Ｉ、
ＩＩ、ＩＩＩを順次切替てゆくことにより、高濃度の製
品Ａｒが連続的に得られることになる。

この方法で、プレッシャースイングを行なった実施例を
次に示す。

実施例１ 原料ガス組成はアルゴン２３．８Ｖｏ１％、窒ｇ９．９
ｖＯ１％、二酸化ＪＲＡ　１．８　Ｍｏ１％で、ｌｌ、
吸着圧は０．１ｋｇ／Ｃｍ１Ｇ、再生圧は８ＱＴｏｒｒ
、吸ｊＨ時間は１基当９９０秒である。使用した吸着剤
はＺ、Ｍ、Ｓで吸着塔４０、ｇ　ｘ　１６ｇｇ　ｍｍＨ
に充填してプレッシャースイングを行なった。結果を表
１に示した。

実施例２ 第２図は原料ガス中Ｑこ水素、酸素が含イされている場
合のアルゴンの回収方法の例を示すものである。

アルゴン２３ＶＯ１％、窒括４６Ｖｏ１％、−酸化炭素
２０ＶＯ１％、二酸化炭ｇ　６−Ｍｏ１％、　＃′Ｔ１
素４　Ｍｏ１％、水素ＩＶｏ１％ＤＭｏ１％料ガスの場
合、−酸化炭素。

水素を還元剤とし、白金系の脱酸触媒を充填した脱酸装
＋Ｍ　Ｄを使用し、水素は水しこ、−ｍ化炭素は二酸化
炭素に変えることにより酸素を除去する。

脱酸装置により生成した二能化炭紫は吸着塔にてｉ余去
される。又同様に生成した水分は塔ｌ、■および■に充
填された水分吸Ｉａ剤（アルミナゲル）によりプレッシ
ャースイングを行なうことにより同時に除去した。本実
施例では、脱酸装置を前置した他は実施例１と同じ方法
で処理した。その結果を表１に示した。

実施例３ 実施例１および２は、Ｚ、Ｍ、Ｓのみを塔１．Ｉ［およ
び■に充填した場合のアルゴンの回収方法について記述
したものである。

さらをこ原料ガスの入口側をこモη則孔径３入のＣ１Ｍ
、Ｓ、出口側にＺ、Ｍ、Ｓを充填し”Ｃアルゴンの回収
を行なった。

その方法は第１図で示した方法であり、塔ｌ。

■およびｍ＋こ充填されている充填剤の購成を下部に’
ニー　Ｃ、Ｍ、Ｓ　３０　Ｍｏ１％、上品（：　Ｚ　、
Ｍ、Ｓ　７０Ｖｏ１％トシタ他は実施例１と同様の方法
で行なった。その結末を表１に示した。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、この発明のアルゴン回収方法を
示す系統図である。 Ａ・・・プロワ−Ｂ・・・真空ポンプ　Ｃ・・・製品槽
塔１．ｎ、ｍ・・・吸着塔　Ｄ・・脱酸袋縫表　１

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）　アルゴン、−酸化炭素、二酸化炭素、窒素を含
   む排ガスを原料ガスとし、吸着剤としてゼオライトモレ
   キュラシーブまたはゼオ′ライトモレキュラシープおよ
   びカーボンモレ午ニラシープを吸着装置に充填してプレ
   ッシャースイングを行ない非吸着性であるアルゴンを高
   濃度で取得することを特徴とするアルゴンの回収方法。
2. （２）　ゼオライトモレキュラシープの細孔径が５Ａで
   ある特許請求の範囲（１）記載の方法。
3. （３）　カーボンモレ午ニラシープの細孔径が３人であ
   る特許請求の範囲（１）記載の方法。
4. （４）　少なくとも３塔以上で吸着、脱着、蓄圧の工程
   からなる吸着装置でプレッシャースイングを行なう特許
   請求の範囲（１）記載の方法。
5. （５）　プレッシャースイングの吸Ｊ圧が大気圧から２
   ｋｇ／Ｃｍ′Ｇである特許請求の範囲（１）または（４
   ）記載の方法。
6. （６）　再生圧が４００　Ｔｏｒｒ以下である特許請求
   の範囲（１）または（４）記載乃方法。
7. （７）　原料ガスが酸素または酸素および水素夏含んだ
   アルゴン、−酸化炭素、二酸化炭素、窒素の混合排ガス
   で、これを脱酸装置で前処理を行なったものである特許
   請求の範囲（１）または（４）記載の方法。
8. （８）　脱着ガスの一部を吸着工程完了後の吸着塔に送
   り、これより排出される原料ガス以上の濃度のアＩレゴ
   ンガスを吸収工程の他の吸着塔に送り込みアルゴンの回
   収量を増加させる特許請求の範囲（１）または（４）記
   載の方法。