JPH03242313A - 一酸化炭素の精製方法 - Google Patents
一酸化炭素の精製方法Info
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- JPH03242313A JPH03242313A JP2038105A JP3810590A JPH03242313A JP H03242313 A JPH03242313 A JP H03242313A JP 2038105 A JP2038105 A JP 2038105A JP 3810590 A JP3810590 A JP 3810590A JP H03242313 A JPH03242313 A JP H03242313A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
- C01B32/40—Carbon monoxide
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (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
本発明は、−酸化炭素の精製方法に係り、特に、−酸化
炭素を主成分とし、窒素、二酸化炭素等を含む混合ガス
である製鉄所の副生ガス等から、圧力変動式吸着分離法
（Ｐｒｅｓｓｕｒｅ ５ｗ１ｎａ ＡｄｓｏｒＤｔｌ
Ｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ、以下、略してＰＳＡという）に
より、例えば純度９９．９５％以上の標準ガス級の高純
度の一酸化炭素を、簡便且つ安価なコストで回収するこ
とができる一酸化炭素の精製方法に関する。
炭素を主成分とし、窒素、二酸化炭素等を含む混合ガス
である製鉄所の副生ガス等から、圧力変動式吸着分離法
（Ｐｒｅｓｓｕｒｅ ５ｗ１ｎａ ＡｄｓｏｒＤｔｌ
Ｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ、以下、略してＰＳＡという）に
より、例えば純度９９．９５％以上の標準ガス級の高純
度の一酸化炭素を、簡便且つ安価なコストで回収するこ
とができる一酸化炭素の精製方法に関する。
圧力変動式吸着分離法＜ＰＳＡ法ンにより、ｍｌえば、
製鉄工程で発生する転炉排カス又は高炉排ガス等の、−
酸化炭素（ｃｏ）、二酸化炭素（Ｃ０２）及び窒素（Ｎ
２）等を含有する混合ガスから、−酸化炭素を高濃度に
分離回収しようという試みが種々なされている。 通常、転炉排ガス及び高炉排ガスの組成は下記の範囲内
にある。 Ｃｏ Ｃ０２Ｎ２ Ｈ２ 転炉排ガス ５０〜８７ｘ３〜２０％ ３〜２０χ １
〜１０％高炉排ガス ２０〜３０％ ２０〜３０Ｘ ４
０〜６０％ １〜ｂ上記分Ｍ回収の具体的方法として
は、１段階吸着装室を用いたＰＳＡ法（前処理として、
水、二酸化炭素、硫黄化合物等の除去を行うこともある
）又はＣｏｓｏｒｂ法等が従来より行われている。
製鉄工程で発生する転炉排カス又は高炉排ガス等の、−
酸化炭素（ｃｏ）、二酸化炭素（Ｃ０２）及び窒素（Ｎ
２）等を含有する混合ガスから、−酸化炭素を高濃度に
分離回収しようという試みが種々なされている。 通常、転炉排ガス及び高炉排ガスの組成は下記の範囲内
にある。 Ｃｏ Ｃ０２Ｎ２ Ｈ２ 転炉排ガス ５０〜８７ｘ３〜２０％ ３〜２０χ １
〜１０％高炉排ガス ２０〜３０％ ２０〜３０Ｘ ４
０〜６０％ １〜ｂ上記分Ｍ回収の具体的方法として
は、１段階吸着装室を用いたＰＳＡ法（前処理として、
水、二酸化炭素、硫黄化合物等の除去を行うこともある
）又はＣｏｓｏｒｂ法等が従来より行われている。
しかしながら、上記従来の一酸化炭素の精製方法を転炉
排ガス等に適用する場合は、回収率を無視して精製効率
を上げたとしても、−酸化炭素の純度を９９，０〜９９
．５％まで上昇させるのが限界であった。 従って、上記従来の方法によって得られる製品カスとし
ての一酸化炭素は、製鋼吹錬用のアルゴン（Ａｒ ）の
代替や、いわゆるＣ１化学の合成原料としての使用は可
能であったが、例えばＣＯガス測定器の標準ガスのよう
に高純度を必要とする用途には使用できなかった。 本発明は、転炉排ガス又は高炉排ガス等の一酸化炭素を
主成分として含有する混合ガスから、例えば純度が９９
．９５％以上で、標準ガスとしても使用可能な高純度の
一酸化炭素を、簡単に且つ安価に得ることができる一酸
化炭素の精製方法を提供することを課題とする。
排ガス等に適用する場合は、回収率を無視して精製効率
を上げたとしても、−酸化炭素の純度を９９，０〜９９
．５％まで上昇させるのが限界であった。 従って、上記従来の方法によって得られる製品カスとし
ての一酸化炭素は、製鋼吹錬用のアルゴン（Ａｒ ）の
代替や、いわゆるＣ１化学の合成原料としての使用は可
能であったが、例えばＣＯガス測定器の標準ガスのよう
に高純度を必要とする用途には使用できなかった。 本発明は、転炉排ガス又は高炉排ガス等の一酸化炭素を
主成分として含有する混合ガスから、例えば純度が９９
．９５％以上で、標準ガスとしても使用可能な高純度の
一酸化炭素を、簡単に且つ安価に得ることができる一酸
化炭素の精製方法を提供することを課題とする。
本発明は、−酸化炭素の精製に際して、第１原料ガスの
一酸化炭素を含有する混合ガスから分離回収した、−酸
化炭素を主成分とする製品ガスを第２原料ガスとし、１
段階の又は直列に２段階以上に継設された圧力変動式吸
着分離装置で上記第２原料ガスの全部又は一部を処理し
、高純度の一酸化炭素を分離回収することにより、上記
課題を達成したものである。 又、前記圧力変動式吸着分離装置の廃ガスを低純度製品
として使用するようにしなものである。
一酸化炭素を含有する混合ガスから分離回収した、−酸
化炭素を主成分とする製品ガスを第２原料ガスとし、１
段階の又は直列に２段階以上に継設された圧力変動式吸
着分離装置で上記第２原料ガスの全部又は一部を処理し
、高純度の一酸化炭素を分離回収することにより、上記
課題を達成したものである。 又、前記圧力変動式吸着分離装置の廃ガスを低純度製品
として使用するようにしなものである。
本発明においては、転炉排ガス等の一酸化炭素を主要成
分として含有する混合カスを第１原料ガスとして用い、
この第１原料ガスから一酸化炭素を主成分とする製品ガ
スを分離回収した後、該製品ガスを第２原料ガスとし、
ＰＳＡ法で第２原料ガスを処理するようにしなので、−
酸化炭素の分離回収効率が更に向上され、ＰＳＡ法によ
り高純度の一酸化炭素の精製が可能となる。 又、第２原料ガスを処理する際に得られる廃ガスを低純
度製品として使用するようにした場合は、回収率を更に
向上して、コストの一層の低減を図れる。
分として含有する混合カスを第１原料ガスとして用い、
この第１原料ガスから一酸化炭素を主成分とする製品ガ
スを分離回収した後、該製品ガスを第２原料ガスとし、
ＰＳＡ法で第２原料ガスを処理するようにしなので、−
酸化炭素の分離回収効率が更に向上され、ＰＳＡ法によ
り高純度の一酸化炭素の精製が可能となる。 又、第２原料ガスを処理する際に得られる廃ガスを低純
度製品として使用するようにした場合は、回収率を更に
向上して、コストの一層の低減を図れる。
以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明す
る。 第１図は、本発明の一実施例が適用される圧力変動式吸
着分離システムの概略構成図である。 本システムは、第１段階の圧力変動式吸着分離装置（以
下、第１分離装置という）５０、該第１分離装置５０に
直列に継設された第２段階の圧力変動式吸着装置（以下
、第２分離装置という）５２、及び、３基のガスホルダ
５６．５８．６０で主に構成されている。 まず、上記システムに供給される第１原料ガスから一酸
化炭素の分離回収を行う第１分離装置５０について説明
する。上記第１分離装置５０としては、−酸化炭素精製
ユニット５４が第２図の概略構成図に示すシステムから
なるＰＳＡ装置を備えたものを挙げることができる。上
記ＰＳＡ装置は、本出願人による特公昭６４−１０４４
３号公報に具体的に開示されているものであり、以下の
実施例では、第１原料ガスに対する処理を上記第２図に
示すＰＳＡ装置システムを使用して行う場合を中心に説
明する。 第２図において、吸着塔Ａ及びＢは、前段処理装置であ
る二酸化炭素の吸着除去を行うための脱ＣＯ２ＰＳＡ装
置を構成し、吸着塔Ｃ〜Ｆは、後段処理装置である一酸
化炭素の吸着回収を行うための脱Ｎ２ＰＳＡ装置を構成
しており、上記各吸着塔Ａ〜Ｆは、それぞれ実線で示す
パイプを介して有機的に連結され、以下に詳述する処理
が可能になされている。 前段処理装置の操作について説明する。吸着塔Ａ、Ｂは
いずれも二酸化炭素を選択的に吸着する吸着剤が充填さ
れており、下方から第１原料ガスが供給されるようにな
されている。この第１原料ガスは、例えば転炉排ガスで
あり、主要成分として−酸化炭素以外に二酸化炭素、窒
素及び水素を含有しているものである。 今、吸着塔Ａは減圧下で行うパージ工程が終了し、バル
ブ１〜６は閉じた状態にあり、塔内圧力は、例えば３０
０〜３０ＴＯｒ「、場合Ｇこよってｃ、ｔ３０Ｔｏｒｒ
以下になっている。 一方、吸着塔Ｂは、吸着工程か終了し、ノクルブ７〜１
２の全てが閉じた状態からノクルブ９のみを開き、減圧
工程に移行した段階にある。 上記状態を基準に、吸着塔Ａに着目して二酸イヒ炭素の
吸着除去のサイクルを説明する。まず、ノ〈ルブ６を開
いて吸着塔Ａに前段処理ガス（脱ＣＯ２カス）を導入し
、塔内圧力が０．０１〜３．０ｋｇ／ｃｌ’ Ｇ、好ま
しくは０．２〜１． Ｏｋｑ／ｃｌ”Ｇに達しな時点で
上記バルブ６を閉じ、次ν１でノくルブ１及び２を開い
て前記第１原料ガスを塔内圧力が上記範囲に維持される
ように流しなカイら二酸化炭素の吸着を行う、なお、上
記の前段処理ガスは、例えば、前段処理を終了したガス
が貯留されているバッファタンク（図示せず）から供給
することができる。 所定の吸着工程が終了した後、バルブ１及び２を閉じ、
バルブ３を開いて塔内圧力を大気圧付近まで降圧（放圧
）させた後、上記バルブ３を閉じる。 次いで、バルブ４を開いて真空ポンプ４０により塔内の
強制排気を行い、吸着している二酸化炭素の脱着を行う
。その際、塔内圧力が、例えば３００〜３０ＴＯｒ「、
場合によっては３０Ｔｏｒｒ以下に排気を行い、その状
態で後述する後段処理装置からの廃カス（吸着（Ｉ）工
程で排出され、タンク４３に貯留されている）を塔内に
導入してパージ工程を行う。 上記パージ工程が終了した後は、バルブ４及び５を閉じ
、再び最初の工程に戻り、バルブ６を閉じて上述した後
続の各操作を行う。 上記各操作を、吸着塔Ａ及びＢのそれぞれについて順次
繰り返すことにより、二酸化炭素の吸着、脱着による除
去を連続的に行うことが可能となる。 次に、後段処理装置の操作について説明する。 前段処理により、吸着塔Ａ及びＢから供給される二酸化
炭素が除去された前段処理ガスは、ｔ＆段処理装置に導
入され、ここで窒素、水素が除去され、その結果濃縮さ
れた一酸化炭素（製品ガス）として回収される。 吸着塔Ｃ，Ｄ、Ｅ及びＦには、いずれも−酸化炭素を選
択的に吸着する吸着剤が充填されている。 便宜上、吸着塔Ｃ及びＤに着目して、−酸化炭素の吸着
分離回収のサイクルについて、吸着塔Ｃが吸着（Ｉ）工
程に、吸着塔りが製品ガスの回収工程にある状態を基準
として説明する。 今、バルブ１８．１７が開いた状態にあり、前段処理ガ
スが吸着塔Ｃに下方から導入され、上方に流通しており
、吸着塔りではバルブ２７が開かれ、減圧排気装置４１
により、吸着剤からの一酸化炭素の脱着が行われ、脱着
回収された一酸化炭素は製品ガスタンク４２に製品ガス
（第２原料ガス）として貯留される。 吸着塔Ｃの吸着（Ｉ）工程における塔内圧力（吸着圧力
）は、前記前段処理ガスの供給圧によって定まり、通常
は０．０１〜３ 、０ ｋｏ／ｃｎ２Ｇに、好ましくは
０．２〜１ 、 Ｏｋａ／ｃｎ２Ｇに設定される。又、
回収工程における吸着塔ｐの塔内圧力は３００〜３０Ｔ
ｏｒｒ ＝場合によっては３０Ｔｏｒｒ以下である。 吸着塔Ｃにおける吸着（Ｉ＞工程か終了したら、バルブ
１８．１７を閉じ、同時にバルブ２７も閉じて吸着塔り
における製品ガスの回収工程も終了する。上記吸着（Ｉ
）工程の終点は、例えば、吸着塔の出口におけるガス中
の一酸化炭素の濃度がその入口における濃度に等しくな
る時点を一つの目安にして判断される。 次いで、吸着塔Ｃ及びＤを連結するパイプにあるバルブ
１９を開き、吸着塔Ｃの塔内圧力を大気圧付近まで降圧
させ、そのときに放出されるガスを吸着塔りに導入し、
充填されている吸着剤に一酸化炭素を吸着させる吸着（
ｎ）工程を行う。 上述の如く、吸着塔Ｃの塔内圧力が大気圧付近になった
ところでバルブ２０を開き、製品ガスタンク４２より製
品ガスを該吸着塔Ｃに導入し、吸着剤間の空隙に存在す
る窒素等の雑吸着成分ガスを追い出すパージ工程を行う
、その際、吸着塔Ｃの上部から流出するパージガスはバ
ルブ１９を介して吸着塔りに導入され、パージガス中の
一酸化炭素を吸着する吸着（ｆｉｒ）工程が行われる。 上記パージ工程か終了した後、バルブ１つ及び２０を閉
じて、バルブ２１を開くことにより吸着塔Ｃは、減圧排
気装置４１により減圧下で行う製品ガスの回収工程に移
行する。 一方、吸着塔りは、バルブ２２を開くことによって上記
の吸着（ｆｆ）工程及び吸着（ＩＩＩ）工程に引き続く
、前段処理ガスによる加圧工程に移り、更に塔内圧力が
所定の吸着圧力に達したならばバルブ２３及び２４を開
き、該吸着塔りにおける吸着（Ｉ）工程に移行する。そ
の後は、上述した吸着塔Ｃの場合と同様の一連の操作を
行う０以上詳述した一連の操作を吸着塔Ｃ及びＤの間で
交互に繰り返して行うことにより、連続的に一酸化炭素
を分離精製することが可能となる。 そして、吸着塔Ｅ及びＦについても、上記吸着塔Ｃ及び
Ｄと同様に一連の操作が交互に行われ、これにより製品
ガスの供給が連続的に、しがち円滑に行われるようにな
されている。 なお、前段処理装置及び後段処理装置をそれぞれ構成す
る吸着塔Ａ、Ｂ及び吸着塔Ｃ〜Ｆに充填される吸着剤と
しては、例えば活性炭、活性アルミナ、合成又は天然（
改質したものを含む）ゼオライト等を具体的に挙げるこ
とができる。 又、第２図に示すシステムの操作方法は、前述したもの
に限定されるものでなく、所期の目的が達成される範囲
で任意に変更可能であることはいうまでもない０例えば
、１＆段処理装置では、吸着（Ｉ）工程の前に行う吸着
（■）工程又は吸着（Ｉ［）工程は必ずしも実施しなく
ともよく、同様の操作を、例えば前段処理ガスで直接実
行することもできる。 続いて、本実施例の精製方法について、再び第１図に基
づいて説明する。 本実施例では、前記第２図に示したＰＳＡ装置システム
で製造され、製品ガスタンク４２に貯留されている一酸
化炭素を主成分とする製品ガスを第２原料ガスＲとして
使用する。 前述の如くしてＰＳＡ法により前記第１原料ガスよりも
純度が向上された一酸化炭素を主成分とする第２原料ガ
スＲは、−酸化炭素精製ユニット５４から導出され、低
純度製品ｃｏ用バッファタンク５６に貯留され、更に該
タンク５６より第２分離装置５２に導入され、ここでも
ＰＳＡ法により更に純度が向上された一酸化炭素からな
る精製カス（高純度製品ガス）Ｐ＋が製造され、高純度
ＣＯホルダ５８に貯留された後、高純度製品ガスとして
所望の用途に供給される。 本実施例においては、前記第２原料ガスＲの一部は低純
度ＣＯホルダ６ｏに貯留され、該ホルダ６０において、
第２分離装置５２における吸着工程で排出され、上記Ｃ
Ｏホルダ６ｏに導入される廃ガスＰ２と混合され、得ら
れた低純度製品ガスＰ３は合成化学の原料等として供給
される。なお、この低純度製品ガスＰ３の製造は必ずし
も実施しなくともよい。 本実施例における前記第１分離装置５０は、前述した如
く、前記第２図に示したシステムと同一の構成からなり
、その基本操作も同一である。即ち、上記第１分離装置
５０自体が、二酸化炭素を吸着除去する脱Ｃ０２−ＰＳ
Ａ装置からなる前段処理と、−酸化炭素の吸着分離回収
を行う脱Ｎ２−ＰＳＡ装置からなる後段処理とで構成さ
れている。 又、前記第２分離装置５２は、図面からもわかるように
、前記第２図に示したシステムの後段処理装置と同一の
構成からなり、詳細は省略するが、その基本的操作も同
一である。但し、前述の如く、吸着（Ｉ）工程で排出さ
れる廃ガスは第２原料ガスＲの一部と混合され、低純度
製品ガスＰ３として利用されるようになっている。なお
、第２分離装置５２では、第１分離装置５０（第２図）
でＣ〜Ｆで示した４基の吸着塔を、それぞれ便宜上１〜
４の符号で示した。 以上詳述した如く、本実施例によれば、既に濃縮されて
一酸化炭素を主成分とする第２原料ガスＲに対して、吸
着塔１〜４で構成される第２分離装置５２により更に脱
Ｎ２−ＰＳＡ法を適用するため、極めて高純度の一酸化
炭素を製造することかできる０例えば、第１原料ガスが
７０％の一酸化炭素を含有している場合には、精製ガス
Ｐ１を９９．９５％以上の高純度に精製することができ
る。 又、本実施例では、第１分離装置で二酸化炭素の除去も
行うことができるため、炭酸ガスの含有量が比較的高い
第１原料カスの精製も可能である。 吸着工程で排出される廃ガスＰ２は、第２原料カスＲの
一部と混合して、低純度製品カスとして利用してもよく
、又、燃料ガス等としても利用可能である。 次に、第１図に示したＰＳＡ装置を用い、下記第１表に
示す７エ程のスゲジュールに従って、第２分離装置５２
の各吸着塔１〜４を操作した場合の具体例を示す。 第 １ 表 実施例条件及び結果は以下に示す通りであった。 （ａ）充填剤 モルデナイト系ゼオライト１ ｋ（Ｊ
／筒 （わ）原料ガス組成 Ｃ０＝９８．５％（第２原料ガス
）Ｎ２＝１．３％ Ｃ０２＝０．０３％ Ｎ２＝０．１％ 量 ５５０Ｊ２／ｈ （Ｃ）入口ガス圧力 ０ 、８ｋｇ／ｃｉ２Ｇ出ロガス
圧力 ５００〜１０００μＩＡｇ（ｄ）製品ガス構成
ＣＯ≧９９．９５％Ｎ２≦０．０３ ＣＯ２≦０．０２ Ｈ２≦０．０１ 量 ２００β／ｈ （ｅ）廃ガス組成 Ｃ０＝９７．７〜９７．５％ Ｎ２ 卒１．９〜２．０％ Ｃ０２＝０．１〜０．４％ Ｎ２＝０．４〜０．８％ 量 ３５０℃／ｈ （ｆ）Ｃｏ回収率 ＝（低純製品中のＣＯカス量 ＋高純製品中のＣＯカス量） ／原料ガス中のＣＯカス量 この収率は１段の吸着装置の収率のみで決まり、６０〜
８０％程度である。 上記結果より、本実施例が極めて有効であることが明ら
かである。 以上、本発明方法を具体的に詳述したが、本発明の一酸
化炭素の精製方法は前記実施例に示したものに限定され
るものでないことはいうまでもない。 例えば、第２原料ガスの供給手段は、前記第２図に示し
たＰＳＡ装置に限られるものでなく、酸化炭素を主要成
分の一つとして含有する混合ガスから一酸化炭素を主成
分とするガスに濃縮できる方法であれば、他の構成から
なるＳＰＡ装置であっても、又はｃ ｏｓｏｒｂ法等の
他の手段であってもよい。 又、実施例では、第１分離装置５０に、１段のＰＳＡ装
置が直列に継設された装置を用いる場合を示したが、必
要に応じて、例えば、前記の第２分離装置と同構成のＰ
ＳＡ装置を、該第２分Ｍ装置に更に直列に継設し、２段
、３段・・・とじて、−ｉｈ化炭素の純度を更に向上さ
せることも可能である。その際、各段階における廃ガス
はその前の段階の製品ガスと混合し、低純度製品ガスと
して利用してもよい。 又、本発明方法に適用されるＰＳＡ装置は、第１図に示
したものに限られるものでなく、−酸化炭素の純度向上
に適用可能なものであれば任意の構成からなるＰＳＡ装
置を適用することができる。
る。 第１図は、本発明の一実施例が適用される圧力変動式吸
着分離システムの概略構成図である。 本システムは、第１段階の圧力変動式吸着分離装置（以
下、第１分離装置という）５０、該第１分離装置５０に
直列に継設された第２段階の圧力変動式吸着装置（以下
、第２分離装置という）５２、及び、３基のガスホルダ
５６．５８．６０で主に構成されている。 まず、上記システムに供給される第１原料ガスから一酸
化炭素の分離回収を行う第１分離装置５０について説明
する。上記第１分離装置５０としては、−酸化炭素精製
ユニット５４が第２図の概略構成図に示すシステムから
なるＰＳＡ装置を備えたものを挙げることができる。上
記ＰＳＡ装置は、本出願人による特公昭６４−１０４４
３号公報に具体的に開示されているものであり、以下の
実施例では、第１原料ガスに対する処理を上記第２図に
示すＰＳＡ装置システムを使用して行う場合を中心に説
明する。 第２図において、吸着塔Ａ及びＢは、前段処理装置であ
る二酸化炭素の吸着除去を行うための脱ＣＯ２ＰＳＡ装
置を構成し、吸着塔Ｃ〜Ｆは、後段処理装置である一酸
化炭素の吸着回収を行うための脱Ｎ２ＰＳＡ装置を構成
しており、上記各吸着塔Ａ〜Ｆは、それぞれ実線で示す
パイプを介して有機的に連結され、以下に詳述する処理
が可能になされている。 前段処理装置の操作について説明する。吸着塔Ａ、Ｂは
いずれも二酸化炭素を選択的に吸着する吸着剤が充填さ
れており、下方から第１原料ガスが供給されるようにな
されている。この第１原料ガスは、例えば転炉排ガスで
あり、主要成分として−酸化炭素以外に二酸化炭素、窒
素及び水素を含有しているものである。 今、吸着塔Ａは減圧下で行うパージ工程が終了し、バル
ブ１〜６は閉じた状態にあり、塔内圧力は、例えば３０
０〜３０ＴＯｒ「、場合Ｇこよってｃ、ｔ３０Ｔｏｒｒ
以下になっている。 一方、吸着塔Ｂは、吸着工程か終了し、ノクルブ７〜１
２の全てが閉じた状態からノクルブ９のみを開き、減圧
工程に移行した段階にある。 上記状態を基準に、吸着塔Ａに着目して二酸イヒ炭素の
吸着除去のサイクルを説明する。まず、ノ〈ルブ６を開
いて吸着塔Ａに前段処理ガス（脱ＣＯ２カス）を導入し
、塔内圧力が０．０１〜３．０ｋｇ／ｃｌ’ Ｇ、好ま
しくは０．２〜１． Ｏｋｑ／ｃｌ”Ｇに達しな時点で
上記バルブ６を閉じ、次ν１でノくルブ１及び２を開い
て前記第１原料ガスを塔内圧力が上記範囲に維持される
ように流しなカイら二酸化炭素の吸着を行う、なお、上
記の前段処理ガスは、例えば、前段処理を終了したガス
が貯留されているバッファタンク（図示せず）から供給
することができる。 所定の吸着工程が終了した後、バルブ１及び２を閉じ、
バルブ３を開いて塔内圧力を大気圧付近まで降圧（放圧
）させた後、上記バルブ３を閉じる。 次いで、バルブ４を開いて真空ポンプ４０により塔内の
強制排気を行い、吸着している二酸化炭素の脱着を行う
。その際、塔内圧力が、例えば３００〜３０ＴＯｒ「、
場合によっては３０Ｔｏｒｒ以下に排気を行い、その状
態で後述する後段処理装置からの廃カス（吸着（Ｉ）工
程で排出され、タンク４３に貯留されている）を塔内に
導入してパージ工程を行う。 上記パージ工程が終了した後は、バルブ４及び５を閉じ
、再び最初の工程に戻り、バルブ６を閉じて上述した後
続の各操作を行う。 上記各操作を、吸着塔Ａ及びＢのそれぞれについて順次
繰り返すことにより、二酸化炭素の吸着、脱着による除
去を連続的に行うことが可能となる。 次に、後段処理装置の操作について説明する。 前段処理により、吸着塔Ａ及びＢから供給される二酸化
炭素が除去された前段処理ガスは、ｔ＆段処理装置に導
入され、ここで窒素、水素が除去され、その結果濃縮さ
れた一酸化炭素（製品ガス）として回収される。 吸着塔Ｃ，Ｄ、Ｅ及びＦには、いずれも−酸化炭素を選
択的に吸着する吸着剤が充填されている。 便宜上、吸着塔Ｃ及びＤに着目して、−酸化炭素の吸着
分離回収のサイクルについて、吸着塔Ｃが吸着（Ｉ）工
程に、吸着塔りが製品ガスの回収工程にある状態を基準
として説明する。 今、バルブ１８．１７が開いた状態にあり、前段処理ガ
スが吸着塔Ｃに下方から導入され、上方に流通しており
、吸着塔りではバルブ２７が開かれ、減圧排気装置４１
により、吸着剤からの一酸化炭素の脱着が行われ、脱着
回収された一酸化炭素は製品ガスタンク４２に製品ガス
（第２原料ガス）として貯留される。 吸着塔Ｃの吸着（Ｉ）工程における塔内圧力（吸着圧力
）は、前記前段処理ガスの供給圧によって定まり、通常
は０．０１〜３ 、０ ｋｏ／ｃｎ２Ｇに、好ましくは
０．２〜１ 、 Ｏｋａ／ｃｎ２Ｇに設定される。又、
回収工程における吸着塔ｐの塔内圧力は３００〜３０Ｔ
ｏｒｒ ＝場合によっては３０Ｔｏｒｒ以下である。 吸着塔Ｃにおける吸着（Ｉ＞工程か終了したら、バルブ
１８．１７を閉じ、同時にバルブ２７も閉じて吸着塔り
における製品ガスの回収工程も終了する。上記吸着（Ｉ
）工程の終点は、例えば、吸着塔の出口におけるガス中
の一酸化炭素の濃度がその入口における濃度に等しくな
る時点を一つの目安にして判断される。 次いで、吸着塔Ｃ及びＤを連結するパイプにあるバルブ
１９を開き、吸着塔Ｃの塔内圧力を大気圧付近まで降圧
させ、そのときに放出されるガスを吸着塔りに導入し、
充填されている吸着剤に一酸化炭素を吸着させる吸着（
ｎ）工程を行う。 上述の如く、吸着塔Ｃの塔内圧力が大気圧付近になった
ところでバルブ２０を開き、製品ガスタンク４２より製
品ガスを該吸着塔Ｃに導入し、吸着剤間の空隙に存在す
る窒素等の雑吸着成分ガスを追い出すパージ工程を行う
、その際、吸着塔Ｃの上部から流出するパージガスはバ
ルブ１９を介して吸着塔りに導入され、パージガス中の
一酸化炭素を吸着する吸着（ｆｉｒ）工程が行われる。 上記パージ工程か終了した後、バルブ１つ及び２０を閉
じて、バルブ２１を開くことにより吸着塔Ｃは、減圧排
気装置４１により減圧下で行う製品ガスの回収工程に移
行する。 一方、吸着塔りは、バルブ２２を開くことによって上記
の吸着（ｆｆ）工程及び吸着（ＩＩＩ）工程に引き続く
、前段処理ガスによる加圧工程に移り、更に塔内圧力が
所定の吸着圧力に達したならばバルブ２３及び２４を開
き、該吸着塔りにおける吸着（Ｉ）工程に移行する。そ
の後は、上述した吸着塔Ｃの場合と同様の一連の操作を
行う０以上詳述した一連の操作を吸着塔Ｃ及びＤの間で
交互に繰り返して行うことにより、連続的に一酸化炭素
を分離精製することが可能となる。 そして、吸着塔Ｅ及びＦについても、上記吸着塔Ｃ及び
Ｄと同様に一連の操作が交互に行われ、これにより製品
ガスの供給が連続的に、しがち円滑に行われるようにな
されている。 なお、前段処理装置及び後段処理装置をそれぞれ構成す
る吸着塔Ａ、Ｂ及び吸着塔Ｃ〜Ｆに充填される吸着剤と
しては、例えば活性炭、活性アルミナ、合成又は天然（
改質したものを含む）ゼオライト等を具体的に挙げるこ
とができる。 又、第２図に示すシステムの操作方法は、前述したもの
に限定されるものでなく、所期の目的が達成される範囲
で任意に変更可能であることはいうまでもない０例えば
、１＆段処理装置では、吸着（Ｉ）工程の前に行う吸着
（■）工程又は吸着（Ｉ［）工程は必ずしも実施しなく
ともよく、同様の操作を、例えば前段処理ガスで直接実
行することもできる。 続いて、本実施例の精製方法について、再び第１図に基
づいて説明する。 本実施例では、前記第２図に示したＰＳＡ装置システム
で製造され、製品ガスタンク４２に貯留されている一酸
化炭素を主成分とする製品ガスを第２原料ガスＲとして
使用する。 前述の如くしてＰＳＡ法により前記第１原料ガスよりも
純度が向上された一酸化炭素を主成分とする第２原料ガ
スＲは、−酸化炭素精製ユニット５４から導出され、低
純度製品ｃｏ用バッファタンク５６に貯留され、更に該
タンク５６より第２分離装置５２に導入され、ここでも
ＰＳＡ法により更に純度が向上された一酸化炭素からな
る精製カス（高純度製品ガス）Ｐ＋が製造され、高純度
ＣＯホルダ５８に貯留された後、高純度製品ガスとして
所望の用途に供給される。 本実施例においては、前記第２原料ガスＲの一部は低純
度ＣＯホルダ６ｏに貯留され、該ホルダ６０において、
第２分離装置５２における吸着工程で排出され、上記Ｃ
Ｏホルダ６ｏに導入される廃ガスＰ２と混合され、得ら
れた低純度製品ガスＰ３は合成化学の原料等として供給
される。なお、この低純度製品ガスＰ３の製造は必ずし
も実施しなくともよい。 本実施例における前記第１分離装置５０は、前述した如
く、前記第２図に示したシステムと同一の構成からなり
、その基本操作も同一である。即ち、上記第１分離装置
５０自体が、二酸化炭素を吸着除去する脱Ｃ０２−ＰＳ
Ａ装置からなる前段処理と、−酸化炭素の吸着分離回収
を行う脱Ｎ２−ＰＳＡ装置からなる後段処理とで構成さ
れている。 又、前記第２分離装置５２は、図面からもわかるように
、前記第２図に示したシステムの後段処理装置と同一の
構成からなり、詳細は省略するが、その基本的操作も同
一である。但し、前述の如く、吸着（Ｉ）工程で排出さ
れる廃ガスは第２原料ガスＲの一部と混合され、低純度
製品ガスＰ３として利用されるようになっている。なお
、第２分離装置５２では、第１分離装置５０（第２図）
でＣ〜Ｆで示した４基の吸着塔を、それぞれ便宜上１〜
４の符号で示した。 以上詳述した如く、本実施例によれば、既に濃縮されて
一酸化炭素を主成分とする第２原料ガスＲに対して、吸
着塔１〜４で構成される第２分離装置５２により更に脱
Ｎ２−ＰＳＡ法を適用するため、極めて高純度の一酸化
炭素を製造することかできる０例えば、第１原料ガスが
７０％の一酸化炭素を含有している場合には、精製ガス
Ｐ１を９９．９５％以上の高純度に精製することができ
る。 又、本実施例では、第１分離装置で二酸化炭素の除去も
行うことができるため、炭酸ガスの含有量が比較的高い
第１原料カスの精製も可能である。 吸着工程で排出される廃ガスＰ２は、第２原料カスＲの
一部と混合して、低純度製品カスとして利用してもよく
、又、燃料ガス等としても利用可能である。 次に、第１図に示したＰＳＡ装置を用い、下記第１表に
示す７エ程のスゲジュールに従って、第２分離装置５２
の各吸着塔１〜４を操作した場合の具体例を示す。 第 １ 表 実施例条件及び結果は以下に示す通りであった。 （ａ）充填剤 モルデナイト系ゼオライト１ ｋ（Ｊ
／筒 （わ）原料ガス組成 Ｃ０＝９８．５％（第２原料ガス
）Ｎ２＝１．３％ Ｃ０２＝０．０３％ Ｎ２＝０．１％ 量 ５５０Ｊ２／ｈ （Ｃ）入口ガス圧力 ０ 、８ｋｇ／ｃｉ２Ｇ出ロガス
圧力 ５００〜１０００μＩＡｇ（ｄ）製品ガス構成
ＣＯ≧９９．９５％Ｎ２≦０．０３ ＣＯ２≦０．０２ Ｈ２≦０．０１ 量 ２００β／ｈ （ｅ）廃ガス組成 Ｃ０＝９７．７〜９７．５％ Ｎ２ 卒１．９〜２．０％ Ｃ０２＝０．１〜０．４％ Ｎ２＝０．４〜０．８％ 量 ３５０℃／ｈ （ｆ）Ｃｏ回収率 ＝（低純製品中のＣＯカス量 ＋高純製品中のＣＯカス量） ／原料ガス中のＣＯカス量 この収率は１段の吸着装置の収率のみで決まり、６０〜
８０％程度である。 上記結果より、本実施例が極めて有効であることが明ら
かである。 以上、本発明方法を具体的に詳述したが、本発明の一酸
化炭素の精製方法は前記実施例に示したものに限定され
るものでないことはいうまでもない。 例えば、第２原料ガスの供給手段は、前記第２図に示し
たＰＳＡ装置に限られるものでなく、酸化炭素を主要成
分の一つとして含有する混合ガスから一酸化炭素を主成
分とするガスに濃縮できる方法であれば、他の構成から
なるＳＰＡ装置であっても、又はｃ ｏｓｏｒｂ法等の
他の手段であってもよい。 又、実施例では、第１分離装置５０に、１段のＰＳＡ装
置が直列に継設された装置を用いる場合を示したが、必
要に応じて、例えば、前記の第２分離装置と同構成のＰ
ＳＡ装置を、該第２分Ｍ装置に更に直列に継設し、２段
、３段・・・とじて、−ｉｈ化炭素の純度を更に向上さ
せることも可能である。その際、各段階における廃ガス
はその前の段階の製品ガスと混合し、低純度製品ガスと
して利用してもよい。 又、本発明方法に適用されるＰＳＡ装置は、第１図に示
したものに限られるものでなく、−酸化炭素の純度向上
に適用可能なものであれば任意の構成からなるＰＳＡ装
置を適用することができる。
本発明の一酸化炭素精製方法によれば、転炉排ガス又は
高炉排ガス等の一酸化炭素を主要成分として含有する混
合ガスを第１原料ガスとして用い、最終的に分析用標準
ガスとしても使用可能な高純度の一酸化炭素を簡単に且
つ安価に得ることができる。
高炉排ガス等の一酸化炭素を主要成分として含有する混
合ガスを第１原料ガスとして用い、最終的に分析用標準
ガスとしても使用可能な高純度の一酸化炭素を簡単に且
つ安価に得ることができる。
第１図は、本発明の一実施例に適用される圧力変動式吸
着分離装置の概略構成図、 第２図は、第２原料ガスの供給手段の概略構成図である
。 Ａ〜Ｆ、１〜４・・・吸着塔、 Ｒ・・・第２原料ガス、 ５０・・・第１分離装置、
５２・・・第２分離装置、 Ｐｌ・・・高純度製品ガス
、Ｐｌ・・・廃ガス、 Ｐ３・・・低純度製品ガ
ス。
着分離装置の概略構成図、 第２図は、第２原料ガスの供給手段の概略構成図である
。 Ａ〜Ｆ、１〜４・・・吸着塔、 Ｒ・・・第２原料ガス、 ５０・・・第１分離装置、
５２・・・第２分離装置、 Ｐｌ・・・高純度製品ガス
、Ｐｌ・・・廃ガス、 Ｐ３・・・低純度製品ガ
ス。
Claims (2)
- （１）第１原料ガスの一酸化炭素を含有する混合ガスか
ら分離回収した、一酸化炭素を主成分とする製品ガスを
第２原料ガスとし、 １段階の又は直列に２段階以上に継設された圧力変動式
吸着分離装置で上記第２原料ガスの全部又は一部を処理
し、高純度の一酸化炭素を分離回収することを特徴とす
る一酸化炭素の精製方法。 - （２）請求項１において、前記圧力変動式吸着分離装置
の廃ガスを低純度製品として使用することを特徴とする
一酸化炭素の精製方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2038105A JPH03242313A (ja) | 1990-02-19 | 1990-02-19 | 一酸化炭素の精製方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2038105A JPH03242313A (ja) | 1990-02-19 | 1990-02-19 | 一酸化炭素の精製方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03242313A true JPH03242313A (ja) | 1991-10-29 |
Family
ID=12516193
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2038105A Pending JPH03242313A (ja) | 1990-02-19 | 1990-02-19 | 一酸化炭素の精製方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03242313A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5683492A (en) * | 1995-05-24 | 1997-11-04 | Linde Aktiengesellschaft | Process for the recovery of carbon monoxide from a purge gas containing at least carbon monoxide, nitrogen and hydrogen |
| JP2009222352A (ja) * | 2008-03-18 | 2009-10-01 | Jfe Steel Corp | 高炉ガスの分離方法 |
| JP2009226258A (ja) * | 2008-03-19 | 2009-10-08 | Sumitomo Seika Chem Co Ltd | 高炉ガスの分離方法、および高炉ガスの分離装置 |
| JP2009226257A (ja) * | 2008-03-19 | 2009-10-08 | Sumitomo Seika Chem Co Ltd | 高炉ガスの分離方法、および高炉ガスの分離システム |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6078613A (ja) * | 1983-10-06 | 1985-05-04 | Kawasaki Steel Corp | 吸着法を使用して一酸化炭素を含む混合ガスより一酸化炭素を精製する方法 |
| JPH0359727A (ja) * | 1989-07-28 | 1991-03-14 | Fujitsu Ltd | マイクロプロセッサにおける退避・復元方式 |
-
1990
- 1990-02-19 JP JP2038105A patent/JPH03242313A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6078613A (ja) * | 1983-10-06 | 1985-05-04 | Kawasaki Steel Corp | 吸着法を使用して一酸化炭素を含む混合ガスより一酸化炭素を精製する方法 |
| JPH0359727A (ja) * | 1989-07-28 | 1991-03-14 | Fujitsu Ltd | マイクロプロセッサにおける退避・復元方式 |
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| JP2009222352A (ja) * | 2008-03-18 | 2009-10-01 | Jfe Steel Corp | 高炉ガスの分離方法 |
| JP2009226258A (ja) * | 2008-03-19 | 2009-10-08 | Sumitomo Seika Chem Co Ltd | 高炉ガスの分離方法、および高炉ガスの分離装置 |
| JP2009226257A (ja) * | 2008-03-19 | 2009-10-08 | Sumitomo Seika Chem Co Ltd | 高炉ガスの分離方法、および高炉ガスの分離システム |
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