JPS61133115A - 富酸素ガスの製造法 - Google Patents
富酸素ガスの製造法Info
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- JPS61133115A JPS61133115A JP59255061A JP25506184A JPS61133115A JP S61133115 A JPS61133115 A JP S61133115A JP 59255061 A JP59255061 A JP 59255061A JP 25506184 A JP25506184 A JP 25506184A JP S61133115 A JPS61133115 A JP S61133115A
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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、富酸素ガスの製造方法に関する。更に詳しく
述べるならば、本発明は、窒素を選択的に吸着する吸着
剤を用い、圧力変動吸着により、空気の如き酸素及び窒
素を含む混合ガスから窒素を吸着除去して富酸素ガスを
製造する方法に関する。
述べるならば、本発明は、窒素を選択的に吸着する吸着
剤を用い、圧力変動吸着により、空気の如き酸素及び窒
素を含む混合ガスから窒素を吸着除去して富酸素ガスを
製造する方法に関する。
従来の技術
合成ゼオライトや天然ゼオライト等の吸着剤の窒素に対
する選択吸着性を利用し、圧力変動吸着により、空気の
如き酸素／窒素混合ガスを分離して、富酸素ガスを製造
することは知られている（例えば、特公昭４５−２００
８０，５１−４０５４９及び５１−４０５５０．及び特
開昭５２−１２２２７３及び５Ｂ−８４０２０）。この
ような方法で富酸素ガスを製造するに当っては、吸着剤
の床を含む複数の吸着塔のそれぞれにおいて、酸素／窒
素混合ガスを導入して窒素を吸着除去し、難吸着性の酸
素が濃縮富化されたガスを吸着塔より導出して製品ガス
とするのである。そして、吸着塔内の吸着剤を再生する
ための減圧、・臂−ジ、排気等の工程と前記吸着分離工
程を順次に各吸着塔内において切換操作するのである。
する選択吸着性を利用し、圧力変動吸着により、空気の
如き酸素／窒素混合ガスを分離して、富酸素ガスを製造
することは知られている（例えば、特公昭４５−２００
８０，５１−４０５４９及び５１−４０５５０．及び特
開昭５２−１２２２７３及び５Ｂ−８４０２０）。この
ような方法で富酸素ガスを製造するに当っては、吸着剤
の床を含む複数の吸着塔のそれぞれにおいて、酸素／窒
素混合ガスを導入して窒素を吸着除去し、難吸着性の酸
素が濃縮富化されたガスを吸着塔より導出して製品ガス
とするのである。そして、吸着塔内の吸着剤を再生する
ための減圧、・臂−ジ、排気等の工程と前記吸着分離工
程を順次に各吸着塔内において切換操作するのである。
上記技術は、それぞれ、圧力変動幅、サイクル及びガス
の流れの態様に特徴を有している。例えば、特公昭４５
−２００８０，５１−４０５４９及び５１−４０５５０
では大気圧以上の加圧側での圧力操作範囲で実施され、
特開昭５８−８４０２０では真空圧力から加圧側での圧
力操作範囲で実施され、特開昭５２−１２２２７３では
すべての操作が大気圧下で実施されている。このように
、圧力変動幅を任意にとることは公知であるが、この圧
力変動幅とサイクル及びガスの流れにより、それぞれそ
の特徴を発揮するのである。
の流れの態様に特徴を有している。例えば、特公昭４５
−２００８０，５１−４０５４９及び５１−４０５５０
では大気圧以上の加圧側での圧力操作範囲で実施され、
特開昭５８−８４０２０では真空圧力から加圧側での圧
力操作範囲で実施され、特開昭５２−１２２２７３では
すべての操作が大気圧下で実施されている。このように
、圧力変動幅を任意にとることは公知であるが、この圧
力変動幅とサイクル及びガスの流れにより、それぞれそ
の特徴を発揮するのである。
しかし、従来公知の、圧力変動吸着による、このような
富酸素ガスの製造方法においては、酸素の分離回収効率
が十分でなかつたり、また製品ガス生成量当りのエネル
ギー消費量が大きかりたりする等の問題があシ、なお改
良の余地があるのである。
富酸素ガスの製造方法においては、酸素の分離回収効率
が十分でなかつたり、また製品ガス生成量当りのエネル
ギー消費量が大きかりたりする等の問題があシ、なお改
良の余地があるのである。
発明が解決しようとする問題点
本発明は、上記の如き従来技術の問題点を解消しようと
するものであシ、特に高純度の酸素ガスを安定して得る
ことができ、酸素の分離回収効率が高く、かつ製品ガス
生成量当シのエネルギー消費量が小さい、圧力変動吸着
による富酸素ガスの製造方法を提供しようとするもので
ある。
するものであシ、特に高純度の酸素ガスを安定して得る
ことができ、酸素の分離回収効率が高く、かつ製品ガス
生成量当シのエネルギー消費量が小さい、圧力変動吸着
による富酸素ガスの製造方法を提供しようとするもので
ある。
問題点を解決するための手段
本発明によれば、即ち、窒素を選択的に吸着する吸着剤
の床を充填した４個の吸着塔を用い、前記吸着塔に酸素
及び窒素を含む混合ガスを流通させて窒素を吸着除去す
ることにより、富酸素ガスを製造する方法が提供される
。本発明に係るこの方法は、第１の吸着塔において、順
次に、（１）原料端部から加圧混合ガスを導入し、塔内
圧力を所定圧力に保持しながら、製品端部から富酸素ガ
スを導出して製品ガスとすると同時に、前記−酸素ガス
の一部を、他塔からの富酸素ガスの導入による均圧化が
行われつつあるか又はこの均圧化が終了した吸着塔の昇
圧のために供給する工程、 （２）加圧混合ガスの導入を停止し、製品端部から富酸
素ガスを導出し、この富酸素ガスを、予め・臂−ジされ
かつ大気圧より低い圧力にある吸着塔の製品端部に供給
して均圧化させる工程、（３） 製品端部から富酸素
ガスを導出し、この富酸素ガスを、既に真空排気された
吸着塔のノ４−ジのためにその製品端部に供給する工程
、（４）製品端部から引続き富酸素ガスを導出し、この
富酸素ガスを前記パージが終了した吸着塔の原料端部又
は製品端部に供給して均圧化させる工程、 （５）原料端部から減圧排気する工程、（６）原料端部
から真空排気しながら、富酸素ガスの他塔への供給によ
りこの他塔との均圧化が終了した吸着塔からの富酸素ガ
スを製品端部より導入して塔内金・卆−ジする工程、 （７）原料端部又は製品端部から、真空排気された吸着
塔の・９−ジの丸めの富酸素ガスの導出が終了した吸着
塔からの富酸素ガスを導入して、この吸着塔と均圧化さ
せる工程、 （８）富酸素ガスを製品ガスとして導出している吸着塔
からの富酸素ガスの一部を塔内の昇圧のために製品端部
から導入しながら又はこの導入を行わずに、製品ガスと
しての富酸素ガスの導出を終了した吸着塔からの富酸素
ガスを製品端部から導入してこの吸着塔と均圧化させる
工程、及び（９）富酸素ガスを製品ガスとして導出して
いる吸着塔からの富酸素ガスの一部を製品端部から導入
して、所定圧力になるまで塔内圧力を昇圧させる工程、 を実施し、更にその間に前記工程サイクルを第２゜第３
及び第４の吸着塔のそれぞれにおいて適宜位相を変えて
実施することを特徴とする。
の床を充填した４個の吸着塔を用い、前記吸着塔に酸素
及び窒素を含む混合ガスを流通させて窒素を吸着除去す
ることにより、富酸素ガスを製造する方法が提供される
。本発明に係るこの方法は、第１の吸着塔において、順
次に、（１）原料端部から加圧混合ガスを導入し、塔内
圧力を所定圧力に保持しながら、製品端部から富酸素ガ
スを導出して製品ガスとすると同時に、前記−酸素ガス
の一部を、他塔からの富酸素ガスの導入による均圧化が
行われつつあるか又はこの均圧化が終了した吸着塔の昇
圧のために供給する工程、 （２）加圧混合ガスの導入を停止し、製品端部から富酸
素ガスを導出し、この富酸素ガスを、予め・臂−ジされ
かつ大気圧より低い圧力にある吸着塔の製品端部に供給
して均圧化させる工程、（３） 製品端部から富酸素
ガスを導出し、この富酸素ガスを、既に真空排気された
吸着塔のノ４−ジのためにその製品端部に供給する工程
、（４）製品端部から引続き富酸素ガスを導出し、この
富酸素ガスを前記パージが終了した吸着塔の原料端部又
は製品端部に供給して均圧化させる工程、 （５）原料端部から減圧排気する工程、（６）原料端部
から真空排気しながら、富酸素ガスの他塔への供給によ
りこの他塔との均圧化が終了した吸着塔からの富酸素ガ
スを製品端部より導入して塔内金・卆−ジする工程、 （７）原料端部又は製品端部から、真空排気された吸着
塔の・９−ジの丸めの富酸素ガスの導出が終了した吸着
塔からの富酸素ガスを導入して、この吸着塔と均圧化さ
せる工程、 （８）富酸素ガスを製品ガスとして導出している吸着塔
からの富酸素ガスの一部を塔内の昇圧のために製品端部
から導入しながら又はこの導入を行わずに、製品ガスと
しての富酸素ガスの導出を終了した吸着塔からの富酸素
ガスを製品端部から導入してこの吸着塔と均圧化させる
工程、及び（９）富酸素ガスを製品ガスとして導出して
いる吸着塔からの富酸素ガスの一部を製品端部から導入
して、所定圧力になるまで塔内圧力を昇圧させる工程、 を実施し、更にその間に前記工程サイクルを第２゜第３
及び第４の吸着塔のそれぞれにおいて適宜位相を変えて
実施することを特徴とする。
本発明は、圧力変動吸着を利用して、空気の如き、主と
して酸素及び窒素を含む混合ガスから窒素を分離し、富
酸素ガスを得るものである。即ち、合成ゼオライト、天
然ゼオライト等の吸着剤が充填されている吸着塔に加圧
した混合ガスを供給し、この吸着剤に窒素を吸着させ、
酸素を濃縮して製品ガスとして放出させる。次に、窒素
を吸着した吸着剤が充填されている吸着塔を原料端側か
ら真空圧に吸引することにより、吸着剤に吸着された窒
素を脱着させる。
して酸素及び窒素を含む混合ガスから窒素を分離し、富
酸素ガスを得るものである。即ち、合成ゼオライト、天
然ゼオライト等の吸着剤が充填されている吸着塔に加圧
した混合ガスを供給し、この吸着剤に窒素を吸着させ、
酸素を濃縮して製品ガスとして放出させる。次に、窒素
を吸着した吸着剤が充填されている吸着塔を原料端側か
ら真空圧に吸引することにより、吸着剤に吸着された窒
素を脱着させる。
本発明においては、吸着剤を充填した４個の吸着塔が用
いられ、１つの塔の原料端部から加圧された混合ガスを
供給しながら、所定の吸着圧力下に窒素を吸着させる一
方で、製品端部から製品ガスを放出させる工程及び２つ
の塔の製品端部をそれぞれ連絡し合って両塔間の圧力の
均等化を行う均圧の工程が行われる。尚、本発明は１次
均圧と２次均圧との均圧工程を有し、酸素回収率を高く
している。また、原料端側から真空圧に吸引され、窒素
が脱着されている間に、その塔の製品端から他塔からの
富酸素ガスを導入して塔内を洗滌するパージの工程が実
施される。そして、製品の富酸素ガスは、工程サイクル
の間絶えることなく連続的に放出される。
いられ、１つの塔の原料端部から加圧された混合ガスを
供給しながら、所定の吸着圧力下に窒素を吸着させる一
方で、製品端部から製品ガスを放出させる工程及び２つ
の塔の製品端部をそれぞれ連絡し合って両塔間の圧力の
均等化を行う均圧の工程が行われる。尚、本発明は１次
均圧と２次均圧との均圧工程を有し、酸素回収率を高く
している。また、原料端側から真空圧に吸引され、窒素
が脱着されている間に、その塔の製品端から他塔からの
富酸素ガスを導入して塔内を洗滌するパージの工程が実
施される。そして、製品の富酸素ガスは、工程サイクル
の間絶えることなく連続的に放出される。
しかして、均圧は、吸着塔の製品端部から富酸素ガスを
供給することにより、塔内における窒素の吸着前線を短
かく押えて、得られるガス中の哉酸素濃度を高くする効
果を奏する。／４′−ジは、窒素の真空脱着の間に富酸
素ガスを製品端部から供給して塔内を通過させることに
より、塔内の望素分圧を下げてより脱着効果を増加させ
るとともに、真空脱着のだめの時間を短縮して動力コス
トを節減する効果を奏する。
供給することにより、塔内における窒素の吸着前線を短
かく押えて、得られるガス中の哉酸素濃度を高くする効
果を奏する。／４′−ジは、窒素の真空脱着の間に富酸
素ガスを製品端部から供給して塔内を通過させることに
より、塔内の望素分圧を下げてより脱着効果を増加させ
るとともに、真空脱着のだめの時間を短縮して動力コス
トを節減する効果を奏する。
また、本発明においては、製品の富酸素ガスが放出され
ている塔における窒素の吸着前線が床長の釣機に達した
時点で、吸着及び製品ガス発生の操作が次の吸着塔にお
いてなされるように切換が行われ、塔内に残留する富酸
素ガスは他塔との均圧及び他塔のパージに利用される。
ている塔における窒素の吸着前線が床長の釣機に達した
時点で、吸着及び製品ガス発生の操作が次の吸着塔にお
いてなされるように切換が行われ、塔内に残留する富酸
素ガスは他塔との均圧及び他塔のパージに利用される。
従って、製品ガスの取り出しが行われる塔において窒素
の破過は生じないため、高濃度の酸素ガスが安定して得
られる。
の破過は生じないため、高濃度の酸素ガスが安定して得
られる。
このような構成を有する本発明の方法によれば、酸素濃
度の嵩い、特に９３チ又はそれ以上の酸素濃度の、富酸
素ガスを極めて高い効率をもって製造することが可能と
なる。そして、真空ポンダもまた、サイクルの間常に有
効に作動される。
度の嵩い、特に９３チ又はそれ以上の酸素濃度の、富酸
素ガスを極めて高い効率をもって製造することが可能と
なる。そして、真空ポンダもまた、サイクルの間常に有
効に作動される。
以下、本発明の方法を、第１図を参照しながら具体的に
説明するが、以下に示す操作は一例でありて、この操作
のみに限定されないものであることを理解されたい。
説明するが、以下に示す操作は一例でありて、この操作
のみに限定されないものであることを理解されたい。
操作に当っては、以下に説明する１２工程を順次繰返し
ながら連続的に富酸素ガスを放出する。
ながら連続的に富酸素ガスを放出する。
また、各工程の操作時間は、タイマーにより任意にコン
トロールされ得る構成としている。
トロールされ得る構成としている。
工程１
弁ＩＡが開かれ、加圧された空気２０がミストセパレー
タ２１により除湿されて、Ａ塔の下部すなわち原料端部
から供給される。同時に、弁５人、２ＡＢが開かれ、Ａ
塔の上部すなわち製品端部から富酸素ガスが製品として
放出される。この富酸素ガスの一部は弁５Ｄを介してＤ
塔の製品端部より導入され、Ｄ塔の昇圧に供されても良
い。昇圧速度は流量調整弁１７によりコントロールされ
る。
タ２１により除湿されて、Ａ塔の下部すなわち原料端部
から供給される。同時に、弁５人、２ＡＢが開かれ、Ａ
塔の上部すなわち製品端部から富酸素ガスが製品として
放出される。この富酸素ガスの一部は弁５Ｄを介してＤ
塔の製品端部より導入され、Ｄ塔の昇圧に供されても良
い。昇圧速度は流量調整弁１７によりコントロールされ
る。
一方弁５Ｃ，５Ｄが開かれ、Ｄ塔の製品端部から富酸素
ガスをＤ塔の製品端部に導入することにより、Ｄ塔とＤ
塔との間の圧力が均等化される（１次均圧）。この際、
Ｄ塔からの富酸素ガスの流出速度は流量調整弁１６Ｃ，
１６Ｄによりコントロールされる。
ガスをＤ塔の製品端部に導入することにより、Ｄ塔とＤ
塔との間の圧力が均等化される（１次均圧）。この際、
Ｄ塔からの富酸素ガスの流出速度は流量調整弁１６Ｃ，
１６Ｄによりコントロールされる。
一方、弁４Ｂ及び５が開かれ、真空ポン７’１９によっ
てＢ・塔が減圧排気される。
てＢ・塔が減圧排気される。
工程２
弁５Ｃが閉じられ、弁３Ｂ 、３Ｃが開かれ、Ｄ塔の製
品端部より富酸素ガスがＢ塔の製品端部に供給され、Ｂ
塔内を向流方向に洗浄しながら、真空ポンプ１９によっ
て系外に排出される（パージ）。
品端部より富酸素ガスがＢ塔の製品端部に供給され、Ｂ
塔内を向流方向に洗浄しながら、真空ポンプ１９によっ
て系外に排出される（パージ）。
尚、場合によりては、この工程よりｈ塔製品によるＤ塔
の昇圧を開始してもよい。
の昇圧を開始してもよい。
工程３
弁６ＡＢが開かれ、弁３Ｂ、５が閉じられて、Ｃ塔内に
残留する富酸素ガスがＤ塔の製品端部からＢ塔の原料端
部に導入され、Ｄ塔とＢ塔との間の圧力が均等化される
（２次均圧）。この際、Ｄ塔からの富酸素ガスの流出速
度は流量調整弁１８によりコントロールされる。尚場合
によっては、２次均圧をＤ塔の製品端部からＢ塔の製品
端部に導入してもよい。また、この時弁７が開かれ、真
空ポンプ１９はアンロード（無負荷）状態にある。
残留する富酸素ガスがＤ塔の製品端部からＢ塔の原料端
部に導入され、Ｄ塔とＢ塔との間の圧力が均等化される
（２次均圧）。この際、Ｄ塔からの富酸素ガスの流出速
度は流量調整弁１８によりコントロールされる。尚場合
によっては、２次均圧をＤ塔の製品端部からＢ塔の製品
端部に導入してもよい。また、この時弁７が開かれ、真
空ポンプ１９はアンロード（無負荷）状態にある。
工程４
弁ＩＡ、２ＡＢ 、４Ｂ 、６ＡＢ、７が閉じられ、新
たに弁ＩＤが開かれて、加圧された空気がＤ塔の原料端
部より供給される。同時に、弁２ＣＤが開かれ、Ｄ塔の
製品端部から富酸素ガスが製品として放出される。その
一部は弁５Ｂを介してＢ塔の製品端部より導入され、Ｂ
塔の昇圧に供されても良い。
たに弁ＩＤが開かれて、加圧された空気がＤ塔の原料端
部より供給される。同時に、弁２ＣＤが開かれ、Ｄ塔の
製品端部から富酸素ガスが製品として放出される。その
一部は弁５Ｂを介してＢ塔の製品端部より導入され、Ｂ
塔の昇圧に供されても良い。
昇圧速度は流量調整弁１７によりコントロールされる。
一方、弁５Ｂが開かれ、Ａ塔の製品端部から富酸素ガス
をＢ塔の製品端部に導入することにより、Ａ塔とＢ塔と
の間の圧力が均等化される（１次均圧）。この際、Ａ塔
からの富酸素ガスの流出速度は流量調整弁１６Ａ、１６
Ｂによりコントロールされる。
をＢ塔の製品端部に導入することにより、Ａ塔とＢ塔と
の間の圧力が均等化される（１次均圧）。この際、Ａ塔
からの富酸素ガスの流出速度は流量調整弁１６Ａ、１６
Ｂによりコントロールされる。
一方、弁４Ｃ９５が開かれ、真空ポンプ１９によってＤ
塔は減圧排気される。
塔は減圧排気される。
工程５
弁５Ａが閉じられ、弁３Ａ 、３Ｃが開かれ、Ａ塔の製
品端部より富酸素ガスがＤ塔の製品端部に供給され、Ｃ
塔内を向流方向に洗浄しながら、真空ポンプによって系
外に排出される（パージ）。
品端部より富酸素ガスがＤ塔の製品端部に供給され、Ｃ
塔内を向流方向に洗浄しながら、真空ポンプによって系
外に排出される（パージ）。
尚、場合によっては、この工程よりＤ塔製品によるＢ塔
の昇圧を開始してもよい。
の昇圧を開始してもよい。
工程６
弁６ＣＤが開かれ、弁５，３Ｃが閉じられて、Ａ塔内に
残留する富酸素ガスがＡ塔の製品端部からＤ塔の原料端
部に導入され、Ａ塔とＤ塔との間の圧力が均等化される
（２次均圧）。この際、Ａ塔からの富酸素ガスの流出速
度は流量調整弁１８によりコントロールされる。尚場合
によっては、２次均圧をＡ塔の製品端部からＤ塔の製品
端部に導入してもよい。
残留する富酸素ガスがＡ塔の製品端部からＤ塔の原料端
部に導入され、Ａ塔とＤ塔との間の圧力が均等化される
（２次均圧）。この際、Ａ塔からの富酸素ガスの流出速
度は流量調整弁１８によりコントロールされる。尚場合
によっては、２次均圧をＡ塔の製品端部からＤ塔の製品
端部に導入してもよい。
また、この時弁７が開かれ、真空ポンプ１９はアンロー
ド状態にある。
ド状態にある。
工程７
弁ＬＤ、２ＣＤ、４Ｃ，６ＣＤ、７が閉じられ、新たに
弁ＩＢが開かれて、加圧された空気がＢ塔の原料端部よ
り供給される。同時に、弁２ＡＢが開かれ、Ｂ塔の製品
端部から富酸素ガスを製品として放出する。その一部は
弁５Ｃを介してＤ塔の製品端部より導入され、Ｄ塔の昇
圧に供されて良い。昇圧速度は流量調整弁１７によりコ
ントロールされる。
弁ＩＢが開かれて、加圧された空気がＢ塔の原料端部よ
り供給される。同時に、弁２ＡＢが開かれ、Ｂ塔の製品
端部から富酸素ガスを製品として放出する。その一部は
弁５Ｃを介してＤ塔の製品端部より導入され、Ｄ塔の昇
圧に供されて良い。昇圧速度は流量調整弁１７によりコ
ントロールされる。
一方弁５Ｃが開かれ、Ｄ塔の製品端部から富酸素ガスを
Ｄ塔の製品端部に導入することにより、Ｄ塔とＤ塔との
間の圧力が均等化される（−次均圧）。
Ｄ塔の製品端部に導入することにより、Ｄ塔とＤ塔との
間の圧力が均等化される（−次均圧）。
この際、Ｄ塔からの富酸素ガスの流出速度は流量調整弁
１６Ｃ，１６Ｄによりコントロールされる。
１６Ｃ，１６Ｄによりコントロールされる。
一方、弁４Ａ、５が開かれ、真空ポンプ１９によってＡ
塔は減圧排気される。
塔は減圧排気される。
工程８
弁５Ｄが閉じられ、弁３Ａ、３Ｄが開かれ、Ｄ塔の製品
端部より富酸素ガスがＡ塔の製品端部に供給され、Ａ塔
内を向流方向に洗浄しながら、真空目？ンプによって系
外に排出される（パージ）。
端部より富酸素ガスがＡ塔の製品端部に供給され、Ａ塔
内を向流方向に洗浄しながら、真空目？ンプによって系
外に排出される（パージ）。
尚、場合によっては、この工程よりＢ塔製品によるＣ塔
の昇圧を開始してもよい。
の昇圧を開始してもよい。
工程９
弁６ＡＢが開かれ、弁３Ａ、５が閉じられて、Ｄ塔内に
残留する富酸素ガスがＤ塔の製品端部からＡ塔の原料端
部に導入され、Ｄ塔とＡ塔との間の圧力が均等化される
（２次均圧）。この際、Ｄ塔からの富酸素ガスの流出速
度は流量調整弁１８によりコントロールされる。尚場合
によっては、２次均圧をＤ塔の製品端部からＡ塔の製品
端部に導入してもよい。
残留する富酸素ガスがＤ塔の製品端部からＡ塔の原料端
部に導入され、Ｄ塔とＡ塔との間の圧力が均等化される
（２次均圧）。この際、Ｄ塔からの富酸素ガスの流出速
度は流量調整弁１８によりコントロールされる。尚場合
によっては、２次均圧をＤ塔の製品端部からＡ塔の製品
端部に導入してもよい。
また、この時弁７が開かれ、真空ポン７’１９はアンロ
ード状態にある。
ード状態にある。
工程１０
弁ＩＢ、２ＡＢ、４Ａ、６ＡＢ、７が閉じられ、新たに
弁ＩＣが開かれて、加圧された空気がＣ塔の原料端部よ
り供給される。同時Ｋ、弁２ＣＤが開かれ、Ｃ塔の製品
端部から富酸素ガスが製品として放出される。その一部
は弁５人を介してＡ塔の製品端部より導入され、Ａ塔の
昇圧に供されても良い。
弁ＩＣが開かれて、加圧された空気がＣ塔の原料端部よ
り供給される。同時Ｋ、弁２ＣＤが開かれ、Ｃ塔の製品
端部から富酸素ガスが製品として放出される。その一部
は弁５人を介してＡ塔の製品端部より導入され、Ａ塔の
昇圧に供されても良い。
昇圧速度は流量調整弁１７によりコントロールされる。
一方弁５Ａが開かれ、Ｂ塔の製品端部から富酸素ガスを
Ａ塔の製品端部に導入することにより、Ａ塔とＢ塔との
間の圧力が均等化される（１次均圧）。この際、Ｂ塔か
らの富酸素ガスの流出速度は流量調整弁１６Ａ、１６Ｂ
によりコントロールされる。
Ａ塔の製品端部に導入することにより、Ａ塔とＢ塔との
間の圧力が均等化される（１次均圧）。この際、Ｂ塔か
らの富酸素ガスの流出速度は流量調整弁１６Ａ、１６Ｂ
によりコントロールされる。
一方、弁４Ｄ、５が開かれ、真空ポン７ａ１９によりて
Ｄ塔は減圧排気される。
Ｄ塔は減圧排気される。
工程１１
弁５Ｂが閉じられ、弁３Ｂ、３Ｄが開かれ、Ｂ塔の製品
端部より富酸素ガスがＤ塔の製品端部に供給され、Ｄ塔
内を向流方向に洗浄しながら、真空ポンプによって系外
に排出される（ノクージ）。
端部より富酸素ガスがＤ塔の製品端部に供給され、Ｄ塔
内を向流方向に洗浄しながら、真空ポンプによって系外
に排出される（ノクージ）。
尚、場合によっては、この工程よりＣ塔製品によるＡ塔
の昇圧を開始してもよい。
の昇圧を開始してもよい。
工程１２
弁６ＣＤが開かれ、弁３Ｄ、５が閉じられて、Ｂ塔内に
残留する富酸素ガスがＢ塔の製品端部からＤ塔の原料端
部に導入され、Ｂ塔とＤ塔との間の圧力が均等化される
（２次均圧）。この際、Ｂ塔からの富酸素ガスの流出速
度は流量調整弁１８によりコントロールされる。尚場合
によりては、２次均圧をＢ塔の製品端部からＤ塔の製品
端部に導入してもよい。
残留する富酸素ガスがＢ塔の製品端部からＤ塔の原料端
部に導入され、Ｂ塔とＤ塔との間の圧力が均等化される
（２次均圧）。この際、Ｂ塔からの富酸素ガスの流出速
度は流量調整弁１８によりコントロールされる。尚場合
によりては、２次均圧をＢ塔の製品端部からＤ塔の製品
端部に導入してもよい。
また、この時弁７が開かれ、真空ポンプ１９はアンロー
ド状態にある。
ド状態にある。
尚、第１図において、２２は製品である富酸素ガスの流
出流を示し、２３は分離除去された窒素の流出流を示す
。また、第２図は上記に説明した工程操作順序を示す模
式図である。
出流を示し、２３は分離除去された窒素の流出流を示す
。また、第２図は上記に説明した工程操作順序を示す模
式図である。
また、以上の説明からも理解されるように、上記の１２
工程は、工程１，２及び３を１つの単位として塔と塔と
の関係において１塔づつ位相を変えていきながら、繰シ
返し行うものである。しかして、第３図は、これらの基
本的な３工程（工程１．２及び３）を説明する模式図で
ある。
工程は、工程１，２及び３を１つの単位として塔と塔と
の関係において１塔づつ位相を変えていきながら、繰シ
返し行うものである。しかして、第３図は、これらの基
本的な３工程（工程１．２及び３）を説明する模式図で
ある。
以上に説明した通り、本発明の方法においては、各塔内
の圧力は、適宜に変動する。これは、各塔間において互
いに酸素をやりとりすることによって、系外に排出され
る酸素の量をできるだけ少なくして酸素収率を向上させ
るためのものであシ、加圧側平均圧力及び真空側平均真
空圧をできる限シ低くして動力コストを引き下げるため
のものである。
の圧力は、適宜に変動する。これは、各塔間において互
いに酸素をやりとりすることによって、系外に排出され
る酸素の量をできるだけ少なくして酸素収率を向上させ
るためのものであシ、加圧側平均圧力及び真空側平均真
空圧をできる限シ低くして動力コストを引き下げるため
のものである。
また、パージは、高い酸素濃度の製品ガスを安定して得
るために欠かすことのできない操作であるけれども、最
高パージ量のコントロールはその絶対量を特に知る必要
はなく、パージ用の酸素を供給する塔の圧力低下量（パ
ージΔＰで表す）として考えればよい。・々−ジΔＰは
、通常、０．１〜１．０Ｉ９／ｃＩｎ２の範囲で、最高
吸着圧、真空到達圧及びサイクルタイム毎に、最高の酸
素濃度と回収率の得られるパージ量を決定する。
るために欠かすことのできない操作であるけれども、最
高パージ量のコントロールはその絶対量を特に知る必要
はなく、パージ用の酸素を供給する塔の圧力低下量（パ
ージΔＰで表す）として考えればよい。・々−ジΔＰは
、通常、０．１〜１．０Ｉ９／ｃＩｎ２の範囲で、最高
吸着圧、真空到達圧及びサイクルタイム毎に、最高の酸
素濃度と回収率の得られるパージ量を決定する。
圧力変動吸着による富酸累ガス製造プロセスの効率を評
価する因子は、酸素濃度と回収率であるが、他にもう１
つの因子として単位時間における吸着剤、例えばモレキ
ュラーシープ、の索と酸素製造量との比があげられる。
価する因子は、酸素濃度と回収率であるが、他にもう１
つの因子として単位時間における吸着剤、例えばモレキ
ュラーシープ、の索と酸素製造量との比があげられる。
以下の実施例においては、この因子をベッドサイズファ
クター（Ｂ、Ｓ、Ｆ、）と称し、その単位を［相］・Ｍ
Ｓソ（ｔ −ｏ２／ａ ） ＣＣ＃−モレキュラーシー
ブ）／（トン・１００％０□７日）〕として表す。この
Ｂ、Ｓ、Ｆ、は、プロセス及びモレキュラーシープの品
質に関係する因子であるが、品質の同じモレキュラーシ
ープを使用した場合にはプロセスの評価のための因子と
して役立つものである。そして、上記の単位よυ明らか
なように、Ｂ 、Ｓ 、Ｆ 、が小さい値を示す方が好
ましいプロセスであるとすることができるのである。
クター（Ｂ、Ｓ、Ｆ、）と称し、その単位を［相］・Ｍ
Ｓソ（ｔ −ｏ２／ａ ） ＣＣ＃−モレキュラーシー
ブ）／（トン・１００％０□７日）〕として表す。この
Ｂ、Ｓ、Ｆ、は、プロセス及びモレキュラーシープの品
質に関係する因子であるが、品質の同じモレキュラーシ
ープを使用した場合にはプロセスの評価のための因子と
して役立つものである。そして、上記の単位よυ明らか
なように、Ｂ 、Ｓ 、Ｆ 、が小さい値を示す方が好
ましいプロセスであるとすることができるのである。
実施例
以下、実施例により本発明を更に詳しく説明する。
実施例１
１塔が内径６０Ｇ、高さ２．１ｍの体積を有する西塔式
の吸着塔に、吸着剤としてモレキュラーシープ５Ａの大
きさ１．６ミリ径のベレットを１塔当り４０ ｏｋｇ使
用した。運転条件として、最高吸着圧力０．３ ｋｇ／
ｃｍ２Ｇ、真空到達圧３６０ Ｔｏｒｒ、ノクーノΔＰ
０．２ ｋｇ／ｃｒｎ２とし、サイクルタイムを４５
秒として、前述の工程に従って連続運転したところ、第
１表に示す結果が得られた。
の吸着塔に、吸着剤としてモレキュラーシープ５Ａの大
きさ１．６ミリ径のベレットを１塔当り４０ ｏｋｇ使
用した。運転条件として、最高吸着圧力０．３ ｋｇ／
ｃｍ２Ｇ、真空到達圧３６０ Ｔｏｒｒ、ノクーノΔＰ
０．２ ｋｇ／ｃｒｎ２とし、サイクルタイムを４５
秒として、前述の工程に従って連続運転したところ、第
１表に示す結果が得られた。
比較例１
実施例１と同じ操作を繰り返した。但し、ここでは、最
高吸着圧力を２．８ ｋｇ／ｃｎｔ２Ｇ、脱着圧力（到
達最低圧力）を大気圧とし、最適パージ量により、サイ
クルタイムを５０秒とした。結果を第１表に実施例と比
較して示す。
高吸着圧力を２．８ ｋｇ／ｃｎｔ２Ｇ、脱着圧力（到
達最低圧力）を大気圧とし、最適パージ量により、サイ
クルタイムを５０秒とした。結果を第１表に実施例と比
較して示す。
以下余白
第１図は本発明方法を説明するための系統図であり、第
２図及び第３図はそれぞれ本発明方法の工程操作順序を
示す模式図である。 Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄ・・・吸着塔、ＩＡ〜ＩＤ、２ＡＢ、２
ＣＤ。 ３Ａ〜３Ｄ、４Ａ〜４Ｄ 、 ５ 、５Ａ〜５Ｄ 、
６ＡＢ 、 ６ＣＤ 、 ７・・・弁、８．１６Ａ〜１
６Ｄ、１７．１８・・・流量調整弁、１９・・・真空ポ
ンプ。
２図及び第３図はそれぞれ本発明方法の工程操作順序を
示す模式図である。 Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄ・・・吸着塔、ＩＡ〜ＩＤ、２ＡＢ、２
ＣＤ。 ３Ａ〜３Ｄ、４Ａ〜４Ｄ 、 ５ 、５Ａ〜５Ｄ 、
６ＡＢ 、 ６ＣＤ 、 ７・・・弁、８．１６Ａ〜１
６Ｄ、１７．１８・・・流量調整弁、１９・・・真空ポ
ンプ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、窒素を選択的に吸着する吸着剤の床を充填した４個
の吸着塔を用い、前記吸着塔に酸素及び窒素を含む混合
ガスを流通させて窒素を吸着除去することにより、富酸
素ガスを製造する方法であつて、第１の吸着塔において
、順次に、 （１）原料端部から加圧混合ガスを導入し、塔内圧力を
所定圧力に保持しながら、製品端部から富酸素ガスを導
出して製品ガスとすると同時に、前記富酸素ガスの一部
を、他塔からの富酸素ガスの導入による均圧化が行われ
つつあるか又はこの均圧化が終了した吸着塔の昇圧のた
めに供給する工程、 （２）加圧混合ガスの導入を停止し、製品端部から富酸
素ガスを導出し、この富酸素ガスを、予めパージされか
つ大気圧より低い圧力にある吸着塔の製品端部に供給し
て均圧化させる工程、 （３）製品端部から富酸素ガスを導出し、この富酸素ガ
スを、既に真空排気された吸着塔のパージのためにその
製品端部に供給する工程、 （４）製品端部から引続き富酸素ガスを導出し、この富
酸素ガスを前記パージが終了した吸着塔の原料端部又は
製品端部に供給して均圧化させる工程、 （５）原料端部から減圧排気する工程、 （６）原料端部から真空排気しながら、富酸素ガスの他
塔への供給によりこの他塔との均圧化が終了した吸着塔
からの富酸素ガスを製品端部より導入して塔内をパージ
する工程、 （７）原料端部又は製品端部から、真空排気された吸着
塔のパージのための富酸素ガスの導出が終了した吸着塔
からの富酸素ガスを導入して、この吸着塔と均圧化させ
る工程、 （８）富酸素ガスを製品ガスとして導出している吸着塔
からの富酸素ガスの一部を塔内の昇圧のために製品端部
から導入しながら又はこの導入を行わずに、製品ガスと
しての富酸素ガスの導出を終了した吸着塔からの富酸素
ガスを製品端部から導入してこの吸着塔と均圧化させる
工程、及び（９）富酸素ガスを製品ガスとして導出して
いる吸着塔からの富酸素ガスの一部を製品端部から導入
して、所定圧力になるまで塔内圧力を昇圧させる工程、 を実施し、更にその間に前記工程サイクルを第２、第３
及び第４の吸着塔のそれぞれにおいて適宜位相を変えて
実施することを特徴とする方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59255061A JPS61133115A (ja) | 1984-12-04 | 1984-12-04 | 富酸素ガスの製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59255061A JPS61133115A (ja) | 1984-12-04 | 1984-12-04 | 富酸素ガスの製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61133115A true JPS61133115A (ja) | 1986-06-20 |
| JPH0141084B2 JPH0141084B2 (ja) | 1989-09-04 |
Family
ID=17273598
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59255061A Granted JPS61133115A (ja) | 1984-12-04 | 1984-12-04 | 富酸素ガスの製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61133115A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4781735A (en) * | 1986-12-26 | 1988-11-01 | Osaka Sanso Kogyo Ltd. | Enrichment in oxygen gas |
| JPS649802A (en) * | 1987-07-01 | 1989-01-13 | Japan Storage Battery Co Ltd | Oxygen producing device |
| JP2010179306A (ja) * | 2004-05-21 | 2010-08-19 | Air Products & Chemicals Inc | 酸素に富むガスの製造装置及び方法 |
| JP2010227770A (ja) * | 2009-03-26 | 2010-10-14 | Jfe Steel Corp | 圧力スイング吸着設備の流量制御方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5140550A (ja) * | 1974-10-03 | 1976-04-05 | Shinei Kk | |
| JPS5884020A (ja) * | 1981-11-05 | 1983-05-20 | バイエル・アクチエンゲゼルシヤフト | 吸着による気体混合物分離のための圧力変動方法 |
-
1984
- 1984-12-04 JP JP59255061A patent/JPS61133115A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5140550A (ja) * | 1974-10-03 | 1976-04-05 | Shinei Kk | |
| JPS5884020A (ja) * | 1981-11-05 | 1983-05-20 | バイエル・アクチエンゲゼルシヤフト | 吸着による気体混合物分離のための圧力変動方法 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4781735A (en) * | 1986-12-26 | 1988-11-01 | Osaka Sanso Kogyo Ltd. | Enrichment in oxygen gas |
| JPS649802A (en) * | 1987-07-01 | 1989-01-13 | Japan Storage Battery Co Ltd | Oxygen producing device |
| JP2010179306A (ja) * | 2004-05-21 | 2010-08-19 | Air Products & Chemicals Inc | 酸素に富むガスの製造装置及び方法 |
| JP2010227770A (ja) * | 2009-03-26 | 2010-10-14 | Jfe Steel Corp | 圧力スイング吸着設備の流量制御方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0141084B2 (ja) | 1989-09-04 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |