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JPH10244119A - Adsorption column - Google Patents

Adsorption column

Info

Publication number
JPH10244119A
JPH10244119A JP9050752A JP5075297A JPH10244119A JP H10244119 A JPH10244119 A JP H10244119A JP 9050752 A JP9050752 A JP 9050752A JP 5075297 A JP5075297 A JP 5075297A JP H10244119 A JPH10244119 A JP H10244119A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
adsorber
zeolite
main adsorbent
container
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP9050752A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuhiro Hishinuma
一弘 菱沼
Atsushi Fujita
藤田  淳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Japan Oxygen Co Ltd
Nippon Sanso Corp
Original Assignee
Japan Oxygen Co Ltd
Nippon Sanso Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Japan Oxygen Co Ltd, Nippon Sanso Corp filed Critical Japan Oxygen Co Ltd
Priority to JP9050752A priority Critical patent/JPH10244119A/en
Publication of JPH10244119A publication Critical patent/JPH10244119A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
  • Drying Of Gases (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent the deterioration of performance of a zeolite in packing work by providing a hygroscopic agent layer on a main adsorbent layer in an adsorption equipment formed by packing the zeolite as the main adsorbent layer in a vessel. SOLUTION: The adsorption equipment 2A of a vertical type vessel is provided successively with a hygroscopic agent layer 20 provided with gas supply and discharge passages 5A and 6A and packed with a hygroscopic agent in a hollow part from a lower part, the main adsorbent layer 21 packed with the zeolite and further the hygroscopic agent layer 20' packed with the hygroscopic agent like the hygroscopic agent layer 20. And a weight 23 is laminated with a net 22 on the packed layers. Relating to gaseous oxygen producing device or the like in this way, the gas supply and discharge passage 5A as a gaseous starting material supply port and the gas supply and discharge passage 6A as a product gas discharging port are provided and the moisture in the gaseous starting material supplied from the gas supply and discharging passage 5A is adsorbed in the hygroscopic agent layer 20, a component to be separated is adsorbed and separated in the main adsorbent layer and the gas is finally brought into contact with the hygroscopic agent layer 20' and taken out as the product gas.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は目的とする分離成分
を吸着する主吸着剤層としてゼオライトを用いた吸着器
に関する。
The present invention relates to an adsorber using zeolite as a main adsorbent layer for adsorbing a target separated component.

【0002】[0002]

【従来の技術】本発明の吸着器は、原料ガスから目的と
する分離成分を吸着する主吸着剤層としてゼオライトが
充填されているもので、ゼオライトが圧力、温度条件に
よって吸着性能が変化することを利用した、圧力変動吸
着方式による酸素ガス製造装置、あるいは温度変動吸着
方式による深冷ガス分離装置の前処理装置などに用いら
れるものである。
2. Description of the Related Art An adsorber according to the present invention is one in which zeolite is packed as a main adsorbent layer for adsorbing a target separation component from a raw material gas, and the adsorption performance of zeolite varies depending on pressure and temperature conditions. It is used in an oxygen gas producing apparatus using a pressure fluctuation adsorption method or a pretreatment apparatus for a cryogenic gas separation apparatus using a temperature fluctuation adsorption method, utilizing the above method.

【0003】圧力変動吸着方式(PSA方式、Pressure
Swing Adsorption法)による酸素ガス製造装置に用い
られる吸着器は、窒素(分離成分)を分離するために設
けられ、窒素を選択的に吸着するゼオライトが充填され
た主吸着剤層を有するものである。PSA方式は圧力変
化を利用し、窒素を吸着しやすい圧力条件下(通常加圧
状態)でこの主吸着剤層に酸素の他に窒素を含む空気な
どの原料ガスを接触させ、この原料ガス中の窒素を前記
主吸着剤層に吸着させて高濃度の酸素ガスを製造し、つ
いで窒素を脱着しやすい圧力条件下(通常減圧状態)で
前記主吸着剤層に吸着した分離成分を脱着させて主吸着
剤層を再生することを繰り返すものである。この種のゼ
オライトとしては、従来Ca−A型、Na−X型、Ca
−X型などのゼオライトが用いられている。
[0003] Pressure fluctuation adsorption method (PSA method, Pressure
The adsorber used in the oxygen gas producing apparatus by the Swing Adsorption method is provided for separating nitrogen (separated components) and has a main adsorbent layer filled with zeolite that selectively adsorbs nitrogen. . The PSA method uses a pressure change to bring a raw material gas such as air containing nitrogen in addition to oxygen into contact with the main adsorbent layer under a pressure condition (usually a pressurized state) in which nitrogen is easily adsorbed. Nitrogen is adsorbed on the main adsorbent layer to produce a high-concentration oxygen gas, and then the separated components adsorbed on the main adsorbent layer are desorbed under a pressure condition (usually reduced pressure) under which nitrogen is easily desorbed. Regeneration of the main adsorbent layer is repeated. Conventional zeolites of this type include Ca-A type, Na-X type and Ca-type.
Zeolite such as -X type is used.

【0004】温度変動吸着方式(TSA方式、Temperat
ure Swing Adsorption法)による深冷ガス分離装置の前
処理装置に用いられる吸着器は、原料ガス中の水分およ
び炭酸ガス(分離成分)を選択的に吸着させ、分離する
ために設けられているもので、水分および炭酸ガスを選
択的に吸着する活性アルミナ、シリカゲルが充填された
吸湿剤層およびゼオライトが充填された主吸着剤層を有
するものである。すなわち、空気や天然ガスなどの原料
ガスを冷却、圧縮して液化し、これを蒸留して各成分に
分離する深冷ガス分離においては、前処理として原料ガ
スから水分、炭酸ガスなどの原料ガスの液化条件で固体
となる成分を除去する前処理を行う。このため、水分、
炭酸ガスを分離除去できる吸着器が用いられる。TSA
方式は温度変化を利用し、水分および炭酸ガスを吸着し
やすい温度条件下でこの吸着剤層に原料ガスを接触さ
せ、この原料ガス中の水分を吸湿剤層に、炭酸ガスを主
吸着剤層にそれぞれ吸着させて分離成分を除去し、つい
で水分および炭酸ガスを脱着しやすい温度条件下で、前
記吸湿剤層に吸着した水分と前記主吸着剤層に吸着した
炭酸ガスを脱着させて吸湿剤層と主吸着剤層を再生する
ことを繰り返すものである。この種のゼオライトとして
は、従来Na−X型、Ca−A型などのゼオライトが用
いられている。
[0004] Temperature fluctuation adsorption method (TSA method, Temperat
The adsorber used in the pretreatment device of the cryogenic gas separation device using ure-swing adsorption method is provided to selectively adsorb and separate water and carbon dioxide (separated components) in the raw material gas. And has a moisture absorbent layer filled with activated alumina and silica gel selectively adsorbing moisture and carbon dioxide, and a main adsorbent layer filled with zeolite. That is, in cryogenic gas separation, in which a raw material gas such as air or natural gas is cooled, compressed and liquefied, and then distilled to separate each component, the raw material gas such as moisture and carbon dioxide gas is used as a pretreatment. The pretreatment for removing the components that become solid under the liquefaction condition is performed. For this reason, moisture,
An adsorber capable of separating and removing carbon dioxide gas is used. TSA
The method makes use of temperature changes to bring the raw material gas into contact with this adsorbent layer under the temperature conditions where moisture and carbon dioxide gas are easily adsorbed. Respectively, to remove separated components, and then, under a temperature condition at which moisture and carbon dioxide gas are easily desorbed, desorb the moisture adsorbed on the desiccant layer and the carbon dioxide gas adsorbed on the main adsorbent layer to remove the desiccant. The regeneration of the layer and the main adsorbent layer is repeated. As this type of zeolite, a zeolite of Na-X type, Ca-A type, or the like has been conventionally used.

【0005】図5は従来のこの種の吸着器の構造の一例
を示したものであって、その幅寸法よりも高さ寸法が大
きい縦型容器を用いたものである。この吸着器2Dに
は、中空略円筒体の容器の下部側から順に吸湿剤が充填
された吸湿剤層20、窒素、炭酸ガスなどの分離成分を
選択的に吸着するゼオライトが充填された主吸着剤層2
1が設けられ、これら吸湿剤層20と主吸着剤層21に
よって充填層が形成されている。この充填層の上には金
属などからなる網22を介してセラミックボールなどの
重石23が積層されている。この重石23はガスが吸着
器2D内を通過することによって主吸着剤層21が流動
するのを防ぐために設けられているものである。また、
網22は吸着剤層21と重石23とを区分けするために
設けられているものである。
FIG. 5 shows an example of the structure of a conventional adsorber of this type, which uses a vertical container whose height is larger than its width. The adsorber 2D has a desiccant layer 20 filled with a desiccant in order from the lower side of a hollow substantially cylindrical container, and a main adsorption filled with a zeolite that selectively adsorbs separation components such as nitrogen and carbon dioxide. Agent layer 2
1, and a filling layer is formed by the moisture absorbent layer 20 and the main adsorbent layer 21. Weights 23 such as ceramic balls are stacked on the filling layer via a net 22 made of metal or the like. The weight 23 is provided to prevent the main adsorbent layer 21 from flowing when the gas passes through the adsorber 2D. Also,
The net 22 is provided for separating the adsorbent layer 21 from the weight 23.

【0006】この吸着器2Dにおいて、原料ガスは下部
に設けられたガス供給導出路5Dから供給され、吸湿剤
層20に接触して水分が除去され、ついで主吸着剤層2
1に接触し、分離成分が吸着除去され、上部に設けられ
たガス供給導出路6Dから製品ガスとして取り出される
ようになっている。また、この吸着器2Dは、最初に吸
湿剤を吸着器2Dの上部側のマンホールなど(図示せ
ず)から投入、充填して吸湿剤層20とし、この上にゼ
オライトを投入、充填して主吸着剤層21とし、さらに
網22を敷設し、この上に重石23を積層して形成する
ことができる。 従来、この種の吸着器においては、容
器下部に設けらたガス供給導出路5Dを原料ガス供給口
とし、容器上部に設けられたガス供給導出路6Dを製品
ガス導出口とすることが殆どなので、主吸着剤層21が
充填層の最上層となっており、この上に網22を敷設す
る構成とするのが一般的である。
[0006] In this adsorber 2D, the raw material gas is supplied from a gas supply lead-out channel 5D provided at the lower part, contacts the hygroscopic agent layer 20, and removes moisture.
1, the separated component is adsorbed and removed, and is taken out as a product gas from a gas supply lead-out passage 6D provided at an upper portion. In the adsorber 2D, first, a desiccant is charged and filled from a manhole or the like (not shown) on the upper side of the adsorber 2D to form a desiccant layer 20, on which zeolite is charged and filled. The adsorbent layer 21 can be formed by further laying a net 22 and stacking a weight 23 thereon. Conventionally, in this type of adsorber, the gas supply and outlet path 5D provided at the lower part of the container is used as a raw material gas supply port, and the gas supply and outlet path 6D provided at the upper part of the container is used as a product gas outlet. In general, the main adsorbent layer 21 is the uppermost layer of the packed layer, and the net 22 is laid thereon.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】ところで、ゼオライト
が水分を吸着しやすいことは周知であり、また、水分を
吸着することによって、窒素などの分離成分に対する吸
着性能が劣化することが知られている。例えば、この点
に関し、文献(広岡、斉藤 セラミックス 20 NO.3 P1
75〜 (1985))では、代表的なゼオライトであるモレキ
ュラーシーブスに関して以下のように記されている。
By the way, it is well known that zeolite easily adsorbs moisture, and it is known that adsorbing moisture deteriorates the adsorption performance for separation components such as nitrogen. . For example, in this regard, literature (Hirooka, Saito Ceramics 20 NO.3 P1
75- (1985)), the following is described for a typical zeolite, molecular sieves.

【0008】「吸着水分の影響 水分の負電荷の部分はモレキュラーシーブスの正電荷を
持つ金属イオンと強く吸着する。このため古くから乾燥
剤として用いられている。モレキュラーシーブス中の吸
着水分は、窒素、酸素の平衡吸着量を低下させる。同時
に窒素、酸素の拡散速度も阻害する。したがってPSA
酸素製造プロセスは水分を蓄積しないプロセスでなけれ
ばならない。モレキュラーシーブスを吸着器へ充填する
時は晴天の日を選び、なるべく短時間に充填する努力も
必要である。」
"Effect of adsorbed water" The negatively charged portion of water strongly adsorbs to positively charged metal ions of molecular sieves. Therefore, it has been used as a desiccant for a long time. The adsorbed water in molecular sieves is nitrogen. , Lowers the equilibrium adsorption of oxygen, and at the same time, inhibits the diffusion rates of nitrogen and oxygen.
The oxygen production process must be a process that does not accumulate moisture. When filling molecular sieves into the adsorber, it is necessary to select a sunny day and make efforts to fill in as short a time as possible. "

【0009】この文献に示されているように、ゼオライ
トの吸着性能に水分が与える影響は広く認められている
にも関わらず、その対策は、上述のようにゼオライトの
充填時間をできるだけ短くしたり、できるだけ晴天時に
ゼオライトを充填するなどという消極的なものであっ
た。
As shown in this document, although the effect of moisture on the adsorption performance of zeolite is widely recognized, the countermeasure is to minimize the filling time of zeolite as described above. However, it was reluctant to fill zeolite in fine weather as much as possible.

【0010】図6は、「ゼオライトの最新応用技術」
(シーエムシー 1986年刊 P-135)より引用したもの
で、PSA方式の酸素ガス製造装置における2種類の吸
着剤A,Bのモレキュラーシーブス(ゼオライト)の残
存水分の影響を、残存水分と酸素回収率(酸素収率)と
の関係のグラフとして示したものである。また、図7は
ゼオライトの吸湿速度を示したもので、ゼオライトを大
気中に放置した際の時間に伴うゼオライトの含水率変化
のグラフである。
FIG. 6 shows "the latest applied technology of zeolite".
(CMC, 1986, P-135), the effect of the residual moisture of the molecular sieves (zeolite) of the two types of adsorbents A and B in the PSA-type oxygen gas production equipment was investigated. (Oxygen yield) as a graph. FIG. 7 shows the rate of moisture absorption of the zeolite, and is a graph of the change in the water content of the zeolite with time when the zeolite is left in the air.

【0011】図6より、吸着剤A,Bのいずれにおいて
も、その残存水分量が増加するに比例して酸素回収率が
急激に低下することがわかる。また、図7においては、
約20分経過すると含水率が約3%となり、50分経過
すると含水率が6%を越える。すなわち、図6に示した
グラフと図7に示したグラフとを関連づけると、大気中
に約1時間放置されたゼオライトを用いた酸素ガス製造
装置においては酸素回収率が大幅に低下し、ほとんど経
済性をもたなくなることが予測される。
FIG. 6 shows that the oxygen recovery rate of both the adsorbents A and B sharply decreases in proportion to the increase in the residual water content. In FIG. 7,
After about 20 minutes, the water content becomes about 3%, and after 50 minutes, the water content exceeds 6%. That is, when associating the graph shown in FIG. 6 with the graph shown in FIG. 7, in the oxygen gas producing apparatus using zeolite which has been left in the atmosphere for about 1 hour, the oxygen recovery rate is greatly reduced, and almost no It is expected that it will no longer have the property.

【0012】ところで、図5に示した吸着器2Dにおい
ては、吸湿剤層20の充填と主吸着剤層21の充填は、
ドラム缶あるいは水分を通さない袋であるフレコンバッ
クから直接、吸着器2D内に吸湿剤とゼオライトを順に
投入すればよいため、極めて速やかに行われ、短時間に
終了することができる。これに対して網22の敷設には
長時間を要し、ときには1時間程かかる場合もある。こ
れは、重石23と主吸着剤層21とが混ざってしまわな
いように、十分にこれらを網22によって区切る必要が
あるためである。このとき、吸着器2D使用中に主吸着
剤層21が沈下した場合にも、網22が常に主吸着剤層
21上面を覆う状態とするためには、網22の大きさを
主吸着剤層21の上面の面積よりも大きくし、かつこの
網22の周縁部を吸着器2D内壁に沿わせて隙間なく施
工しなくてはならない。このため、この作業中に主吸着
剤層21上部のゼオライトが大気中の水分を吸収して劣
化し、吸着性能を失ってしまうことがある。
By the way, in the adsorber 2D shown in FIG. 5, the filling of the desiccant layer 20 and the filling of the main adsorbent layer 21 are performed as follows.
Since the moisture absorbent and the zeolite may be directly charged into the adsorber 2D in order from a drum or a flexible container which is a bag impervious to moisture, the process is performed very quickly and the process can be completed in a short time. On the other hand, the laying of the net 22 takes a long time, and sometimes takes about one hour. This is because the weight 23 and the main adsorbent layer 21 need to be sufficiently separated by the net 22 so as not to be mixed. At this time, even if the main adsorbent layer 21 sinks during use of the adsorber 2D, the size of the net 22 must be adjusted so that the net 22 always covers the upper surface of the main adsorbent layer 21. 21 must be made larger than the area of the upper surface, and the periphery of the net 22 must be formed along the inner wall of the adsorber 2D without any gap. Therefore, during this operation, the zeolite above the main adsorbent layer 21 may absorb moisture in the atmosphere and deteriorate, and the adsorption performance may be lost.

【0013】この対策として、吸着性能を失ってしまう
分を見越して、主吸着剤層21(ゼオライト)の充填量
を多めに設定して、必要な吸着性能を保持する方法など
が提案されている。しかし、この方法によれば、一般に
主吸着剤層21に用いられるゼオライトは高価であるに
もかかわらず、求められる分離成分の必要吸着量を満足
するゼオライトの理論量よりも多くゼオライトを用いる
必要があるため、コスト上昇の大きな原因となってい
る。
As a countermeasure, there has been proposed a method in which the amount of the main adsorbent layer 21 (zeolite) is set to a relatively large amount in order to maintain the required adsorption performance in anticipation of the loss of the adsorption performance. . However, according to this method, although the zeolite used for the main adsorbent layer 21 is generally expensive, it is necessary to use more zeolite than the theoretical amount of zeolite that satisfies the required adsorption amount of the separated component. Therefore, it is a major cause of cost increase.

【0014】本発明は前記事情に鑑みてなされたもの
で、ゼオライトを主吸着剤層として用いる吸着器におい
て、充填作業中にゼオライトの性能劣化を防止できる吸
着器を提供することを目的とする。また、このことによ
り、ゼオライトの理論量に近い量のゼオライトを用いて
効率的に処理を行うことができる吸着器を提供すること
を目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to provide an adsorber using zeolite as a main adsorbent layer, which can prevent performance degradation of zeolite during a filling operation. It is another object of the present invention to provide an adsorber capable of efficiently performing treatment using zeolite in an amount close to the theoretical amount of zeolite.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明においては以下のような吸着器を提案する。
請求項1は、ゼオライトを主吸着剤層として容器に充填
してなる吸着器において、前記主吸着剤層の上に、吸湿
剤層が設けられていることを特徴とする吸着器である。
請求項2は、ゼオライトを主吸着剤層として容器に充填
してなり、該容器の下部に原料ガス供給口が設けられ、
該容器の上部に製品ガス導出口が設けられた吸着器であ
って、前記主吸着剤層の上に、吸湿剤層が設けられてい
ることを特徴とする吸着器である。請求項3は、ゼオラ
イトを主吸着剤層として容器に充填してなり、該容器の
上部に原料ガス供給口が設けられ、該容器の下部に製品
ガス導出口が設けられた吸着器であって、前記主吸着剤
層の上に、吸湿剤層が設けられていることを特徴とする
吸着器である。請求項4は、ゼオライトを主吸着剤層と
して容器に充填してなり、該容器の下部に原料ガス供給
口と製品ガス導出口とが設けられた吸着器であって、前
記主吸着剤層の上に、吸湿剤層が設けられていることを
特徴とする吸着器である。請求項5は、前記吸湿剤層が
シリカゲル、活性アルミナ、ゼオライトから選ばれる少
なくとも1種を含むことを特徴とする請求項1〜4いず
れか一項に記載の吸着器である。請求項6は、前記吸湿
剤層の充填高さが50〜300mmであることを特徴と
する請求項1〜5いずれか一項に記載の吸着器である。
請求項7は、前記容器が縦型容器であることを特徴とす
る請求項1〜6いずれか一項に記載の吸着器である。請
求項8は、前記容器が横型容器であることを特徴とする
請求項1〜6いずれか一項に記載の吸着器である。
In order to solve the above problems, the present invention proposes the following adsorber.
Claim 1 is an adsorber in which a container is filled with zeolite as a main adsorbent layer, wherein a desiccant layer is provided on the main adsorbent layer.
Claim 2 is that the container is filled with zeolite as a main adsorbent layer, and a raw material gas supply port is provided at a lower portion of the container,
An adsorber provided with a product gas outlet at an upper portion of the container, wherein an adsorbent layer is provided on the main adsorbent layer. Claim 3 is an adsorber in which a container is filled with zeolite as a main adsorbent layer, a raw material gas supply port is provided at an upper portion of the container, and a product gas outlet is provided at a lower portion of the container. An adsorber characterized in that a moisture absorbent layer is provided on the main adsorbent layer. Claim 4 is an adsorber in which zeolite is filled in a container as a main adsorbent layer, and a raw material gas supply port and a product gas outlet are provided at a lower portion of the container. An adsorber characterized in that a moisture absorbent layer is provided thereon. Claim 5 is the adsorber according to any one of claims 1 to 4, wherein the desiccant layer contains at least one selected from silica gel, activated alumina, and zeolite. Claim 6 is the adsorber according to any one of claims 1 to 5, wherein the filling height of the moisture absorbent layer is 50 to 300 mm.
Claim 7 is the adsorber according to any one of claims 1 to 6, wherein the container is a vertical container. Claim 8 is the adsorber according to any one of claims 1 to 6, wherein the container is a horizontal container.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】図1は本発明の吸着器の構造の第
一の例を示したもので、図5に示したものと同様のもの
については同符号とされ、簡略化されている。この吸着
器2Aは中空略円筒体の容器からなり、この容器はその
高さ寸法が幅寸法より大きいもので、このようなものを
縦型容器とよぶ。吸着器2Aの下部にはガス供給導出路
5Aが設けられ、上部にはガス供給導出路6Aが設けら
れている。これらガス供給導出路5A,6Aは、一方が
原料ガス供給口、他方が製品ガス導出口の役割をするも
のである。さらにこの吸着器2Aの中空部には、下部側
から順に、吸湿剤が充填された吸湿剤層20、窒素、炭
酸ガスなどの分離成分を選択的に吸着するゼオライトが
充填された主吸着剤層21、さらに前記吸湿剤層20と
同様に吸湿剤が充填された吸湿剤層20’が設けられ、
これら吸湿剤層20、吸着剤層21、吸湿剤層20’か
ら充填層が形成されている。そして、この充填層の上に
網22を介してセラミックボールなどの重石23が積層
されている。
FIG. 1 shows a first example of the structure of the adsorber of the present invention. The same components as those shown in FIG. 5 are denoted by the same reference numerals and are simplified. . The adsorber 2A is formed of a hollow and substantially cylindrical container whose height is larger than its width. Such a container is called a vertical container. The lower part of the adsorber 2A is provided with a gas supply lead-out path 5A, and the upper part is provided with a gas supply lead-out path 6A. One of the gas supply and outlet paths 5A and 6A serves as a source gas supply port, and the other serves as a product gas outlet. Further, in the hollow portion of the adsorber 2A, in order from the lower side, a desiccant layer 20 filled with a desiccant, a main adsorbent layer filled with zeolite that selectively adsorbs separation components such as nitrogen and carbon dioxide gas. 21, a hygroscopic layer 20 ′ filled with a hygroscopic agent is provided in the same manner as the hygroscopic layer 20;
A filling layer is formed from the moisture absorbent layer 20, the adsorbent layer 21, and the moisture absorbent layer 20 '. Then, a weight 23 such as a ceramic ball is laminated on the filling layer via a net 22.

【0017】PSA方式の酸素ガス製造装置などでは、
通常、下部のガス供給導出路5Aが原料ガス供給口とさ
れ、上部のガス供給導出路6Aが製品ガス導出口とされ
る。この場合、ガス供給導出路5Aから供給された原料
ガスは吸湿剤層20にて水分が吸着された後、主吸着剤
層21にて分離成分が吸着、分離され、最後に吸湿剤層
20’に接触し、ガス供給導出路6Aから製品ガスとし
て取り出される。あるいは、ガス供給導出路6Aから原
料ガスを供給するようにしてもよい。この場合ガス供給
導出路6Aから供給された原料ガスから水分を吸着除去
するため、吸湿剤層20’は下部から原料ガスをする場
合における吸湿剤層20相当に充填されている。このた
め吸湿剤層20を省略することもできる。このとき、ガ
ス供給導出路6Aから供給された原料ガスは、吸湿剤層
20’にて水分が吸着された後、主吸着剤層21にて分
離成分が吸着、分離され、最後に吸湿剤層20に接触し
て、ガス供給導出路5Aから製品ガスとして取り出され
る。
In a PSA type oxygen gas producing apparatus, etc.,
Normally, the lower gas supply outlet 5A is used as a source gas supply port, and the upper gas supply outlet 6A is used as a product gas outlet. In this case, in the raw material gas supplied from the gas supply / lead-out passage 5A, after moisture is adsorbed by the desiccant layer 20, separated components are adsorbed and separated by the main adsorbent layer 21, and finally, the desiccant layer 20 ' , And is taken out as a product gas from the gas supply and outlet path 6A. Alternatively, the source gas may be supplied from the gas supply lead-out path 6A. In this case, in order to adsorb and remove moisture from the raw material gas supplied from the gas supply lead-out passage 6A, the hygroscopic layer 20 'is filled in an amount equivalent to the hygroscopic layer 20 when the raw material gas is supplied from below. Therefore, the moisture absorbent layer 20 can be omitted. At this time, in the raw material gas supplied from the gas supply and outlet path 6A, after moisture is adsorbed by the desiccant layer 20 ', the separated components are adsorbed and separated by the main adsorbent layer 21. 20 and is taken out as product gas from the gas supply and outlet channel 5A.

【0018】充填作業は以下のようにして行われる。最
初に、吸湿剤を吸着器2Aの上部側から投入、充填して
吸湿剤層20とし、この上にゼオライトを投入、充填し
て主吸着剤層21とし、さらに前記吸湿剤層20と同様
にして吸湿剤を吸着器2Aの上部側から投入、充填して
吸湿剤層20’とする。ついで網22を敷設し、この上
に重石23を積層する。
The filling operation is performed as follows. First, a hygroscopic agent is charged and filled from the upper side of the adsorber 2A to form a hygroscopic agent layer 20, on which zeolite is charged and filled to form a main adsorbent layer 21. The moisture absorbent is injected and filled from above the adsorber 2A to form a moisture absorbent layer 20 '. Next, a net 22 is laid, and a weight 23 is laminated thereon.

【0019】ここで、吸湿剤層20、主吸着剤層21、
吸湿剤層20’の充填作業は速やかに行うことができる
ので、主吸着剤層21に充填されたゼオライトは直ちに
吸湿剤層20’によってその上面が覆われる。したがっ
て、吸湿剤層20’の上に網22を敷設する間、ゼオラ
イト(主吸着剤層21)は前記吸湿剤層20’によって
保護され、大気に接触せず、従来のように網22を敷設
して重石23を積層している間に大気中の水分を吸着し
て性能が劣化してしまうようなことがない。このため、
この吸着器2Aにおいては、主吸着剤層21として充填
されたゼオライトの殆どの吸着性能を十分に引き出すこ
とが可能となり、ゼオライトの使用量を少なくすること
ができる。一般に主吸着剤層21に用いられるゼオライ
トは高価であり、吸湿剤層20,20’に充填される吸
湿剤は安価であるので、低コスト化を図ることができ
る。
Here, the moisture absorbent layer 20, the main absorbent layer 21,
Since the work of filling the moisture absorbent layer 20 'can be performed promptly, the zeolite filled in the main adsorbent layer 21 is immediately covered with the moisture absorbent layer 20'. Therefore, while the net 22 is laid on the moisture absorbent layer 20 ', the zeolite (main adsorbent layer 21) is protected by the moisture absorbent layer 20' and does not come into contact with the atmosphere, so that the net 22 is laid in the conventional manner. Thus, there is no possibility that the performance is degraded by adsorbing moisture in the air while the weight 23 is being laminated. For this reason,
In this adsorber 2A, it is possible to sufficiently extract most of the adsorption performance of the zeolite filled as the main adsorbent layer 21, and it is possible to reduce the amount of zeolite used. Generally, zeolite used for the main adsorbent layer 21 is expensive, and the desiccant filled in the desiccant layers 20, 20 'is inexpensive, so that the cost can be reduced.

【0020】吸湿剤層20、吸湿剤層20’を構成する
吸湿剤としては、好ましくはシリカゲル、活性アルミナ
などを単独あるいは混合して用いることができる。ある
いは、従来から水分吸着専用として用いられているK−
A型、Na−A型のゼオライトなどを用いることもでき
る。これらは価格が安価で経済的である。あるいは、C
a−A型、Na−X型、Ca−X型などの水分吸着専用
以外のゼオライトであっても安価であれば使用可能で、
このようなゼオライトにおいて、CaやNaを他のイオ
ンでイオン交換したゼオライトであってもよい。
As the desiccant constituting the desiccant layer 20 and the desiccant layer 20 ', silica gel, activated alumina or the like can be preferably used alone or in combination. Alternatively, K-, which has been conventionally used exclusively for moisture adsorption,
A-type and Na-A-type zeolites can also be used. These are inexpensive and economical. Or C
a-A type, Na-X type, Ca-X type zeolite other than dedicated to moisture adsorption can be used if it is inexpensive,
In such a zeolite, a zeolite in which Ca or Na is ion-exchanged with another ion may be used.

【0021】また、吸湿剤層20’の充填高さは50〜
300mmが好ましい。50mm未満では網22の敷設
中に主吸着剤層21を十分に覆うことができず、300
mmをこえると主吸着剤層21の保護の目的は達成され
るが、吸湿剤量が過大となってコスト削減効果が減少す
る。ただし、ガス供給導出路6A(上部側)から原料ガ
スを供給する場合には原料ガス中の水分を吸着する必要
量を確保するように、300mmを越える充填高さとし
てもよい。
The filling height of the moisture absorbent layer 20 'is 50 to 50.
300 mm is preferred. If it is less than 50 mm, the main adsorbent layer 21 cannot be sufficiently covered while the net 22 is laid,
When the distance exceeds mm, the purpose of protecting the main adsorbent layer 21 is achieved, but the amount of the hygroscopic agent becomes excessive and the cost reduction effect is reduced. However, when the source gas is supplied from the gas supply lead-out passage 6A (upper side), the filling height may exceed 300 mm so as to secure a necessary amount for absorbing moisture in the source gas.

【0022】また充填層の構成としては、主吸着剤層2
1の上に吸湿剤層20’が設けられていればよい。吸湿
剤層20’は主吸着剤層21に接触していてもよいし、
していなくてもよい。ただし、吸湿剤層20’を充填層
の最上層とすると、充填作業後あるいは実際のガスの処
理中や処理後に、吸着器2Aの上部空間中に残存する水
分を除去することができ、好ましい。主吸着剤層21
は、ゼオライトの性能や、原料ガス中の分離成分量など
によって、適宜必要体積を設定する。吸湿剤層20は原
料ガス中の水分を吸着する必要体積を確保するようにす
る。この吸湿剤層20は吸着剤層21の下に設けられて
いればよいが、充填層の最下部に設けることによって、
充填作業の最初にこの吸湿剤層20によって吸着器2A
(容器)内部に残存する水分を低減でき、ついで行われ
る主吸着剤層21充填時のゼオライトの性能劣化をさら
に低減できるとともに、充填作業後あるいは実際のガス
の処理中や処理後に、吸着器2Aの下部空間中に残存す
る水分を除去することができ、好ましい。また、上部の
ガス供給導出路6Aから原料ガスを供給するように固定
する場合には、吸湿剤層20を設けない構成としてもよ
い。
The structure of the packed bed is as follows.
It suffices that the moisture absorbent layer 20 ′ is provided on 1. The moisture absorbent layer 20 ′ may be in contact with the main adsorbent layer 21,
You don't have to. However, it is preferable that the moisture absorbent layer 20 ′ be the uppermost layer of the packed layer, because moisture remaining in the upper space of the adsorber 2A can be removed after the filling operation or during or after the actual gas processing. Main adsorbent layer 21
The volume is appropriately set according to the performance of zeolite, the amount of separated components in the raw material gas, and the like. The moisture absorbent layer 20 secures a required volume for absorbing moisture in the raw material gas. This moisture absorbent layer 20 may be provided below the adsorbent layer 21, but by providing it at the bottom of the packed layer,
At the beginning of the filling operation, the adsorber 2A is
The water remaining in the (vessel) can be reduced, and the performance deterioration of the zeolite when the main adsorbent layer 21 is subsequently filled can be further reduced. In addition, after the filling operation or during or after the actual gas treatment, the adsorber 2A This is preferable because water remaining in the lower space of the substrate can be removed. Further, in the case where the material gas is fixed so as to be supplied from the upper gas supply lead-out passage 6A, the configuration may be such that the moisture absorbent layer 20 is not provided.

【0023】図2は、この種の吸着器を用いたPSA方
式の酸素ガス製造装置の一例を示した概略図である。こ
の酸素ガス製造装置は、原料ガスを供給するための送風
機1、前記吸着器2Aと同様の構成を有し、窒素を選択
的に吸着するゼオライトが充填された主吸着剤層21を
備えた3つの吸着器2a,2b,2c(以下まとめて示
す場合には吸着器2Aとする)、主吸着剤層21に吸着
された窒素を脱着させ、主吸着剤層21を再生するため
の真空ポンプ4とから概略構成されている。
FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of a PSA type oxygen gas producing apparatus using this type of adsorber. This oxygen gas producing apparatus has the same configuration as the blower 1 for supplying the raw material gas and the adsorber 2A, and includes a main adsorbent layer 21 filled with zeolite for selectively adsorbing nitrogen. A vacuum pump 4 for desorbing nitrogen adsorbed on the main adsorbent layer 21 and regenerating the main adsorbent layer 21; It is schematically composed of

【0024】また、高濃度酸素ガス(製品ガス)の製造
工程は、最初に原料ガス中の窒素を吸着器2A内の主吸
着剤層21に吸着させて分離し、高濃度酸素ガスとする
吸着工程と、吸着器2A内を減圧状態にして主吸着剤層
21に吸着された窒素を脱着させ、主吸着剤層21を再
生する再生工程と、再生工程から吸着工程に移る際に圧
力変動なく移行するために、吸着器2Aの上部から高濃
度酸素ガスの一部を流して吸着器2A内を加圧する充圧
工程とからなる。この酸素ガス製造装置においては、前
記3つの工程を並行して吸着器2a、2b、2cのいず
れかで行うことによって、連続的に高濃度酸素ガスが製
造されるように制御されている。
In the production process of the high-concentration oxygen gas (product gas), first, nitrogen in the raw material gas is adsorbed and separated by the main adsorbent layer 21 in the adsorber 2A, and is separated into high-concentration oxygen gas. A regeneration process for desorbing nitrogen adsorbed on the main adsorbent layer 21 by depressurizing the interior of the adsorber 2A to regenerate the main adsorbent layer 21, and without pressure fluctuation when moving from the regeneration process to the adsorption process. In order to make a transition, a charging step of flowing a part of the high-concentration oxygen gas from above the adsorber 2A to pressurize the inside of the adsorber 2A is performed. In this oxygen gas production apparatus, the three steps are performed in parallel in any of the adsorbers 2a, 2b, and 2c, so that the high-concentration oxygen gas is continuously produced.

【0025】以下、吸着器2aが吸着工程、吸着器2b
が充圧工程、吸着器2cが再生工程にある場合につい
て、その動作とともに説明する。まず切り替え弁5a
は、ガス供給導出路5a’を介して送風機1と吸着器2
aとを接続するように切り替えられ、切り替え弁6a
は、ガス供給導出路6a’を介して吸着器2aと酸素圧
縮機3とを接続するように切り替えられる。前記ガス供
給導出路6a’の途中には制御弁7が設けられ、酸素圧
縮機3への高濃度酸素ガスの供給量が制御されるように
なっている。これと同時に、切り替え弁9bは、戻り流
路9b’を介し、ガス供給導出路6a’の途中から分岐
された分岐路8と、吸着器2bとを接続するように切り
替えられ、切り替え弁10cは、排気路10c’を介し
て真空ポンプ4と吸着器2cとを接続するように切り替
えられる。
Hereinafter, the adsorber 2a operates in the adsorbing step,
Will be described together with the operation when the pressure step is in the pressure step and the adsorber 2c is in the regeneration step. First, switching valve 5a
Is connected to the blower 1 and the adsorber 2 via the gas supply outlet 5a '.
a to be connected to the switching valve 6a.
Is switched so as to connect the adsorber 2a and the oxygen compressor 3 via the gas supply lead-out passage 6a '. A control valve 7 is provided in the middle of the gas supply lead-out passage 6a 'to control the supply amount of the high-concentration oxygen gas to the oxygen compressor 3. At the same time, the switching valve 9b is switched via the return flow path 9b 'to connect the branch path 8 branched from the middle of the gas supply lead-out path 6a' to the adsorber 2b. And the vacuum pump 4 and the adsorber 2c are connected to each other via the exhaust path 10c '.

【0026】ついで、送風機1からガス供給導出路5
a’を介し、吸着器2aに原料ガスが加圧状態で供給さ
れる。すると、吸湿剤層20にて原料ガス中の水分が吸
着され、ついで原料ガス中の窒素が主吸着剤層21にて
吸着され、高濃度酸素ガスが製造される。そして、吸着
器2a上部に接続されたガス供給導出路6a’に高濃度
酸素ガスが送り出され、酸素圧縮機3に供給され、所望
の圧力に昇圧された後、消費先へ供給される(吸着工
程)。このときガス供給導出路6a’を流れる高濃度酸
素ガスの一部は分岐路8、戻り流路9b’を通って吸着
器2bの上部から供給され、この高濃度酸素ガスによっ
て吸着器2b内の主吸着剤層21が加圧される(充圧工
程)。一方、真空ポンプ4が作動することにより吸着器
2c内は減圧状態とされ、吸着器2c内の主吸着剤層2
1に吸着した窒素が脱着され、排気路10c’を介して
排気される。こうして主吸着剤層21が再生される(再
生工程)。
Next, the gas supply and outlet path 5 from the blower 1
The source gas is supplied to the adsorber 2a in a pressurized state via a ′. Then, moisture in the source gas is adsorbed by the desiccant layer 20, and nitrogen in the source gas is adsorbed by the main adsorbent layer 21 to produce a high-concentration oxygen gas. Then, the high-concentration oxygen gas is sent out to a gas supply lead-out passage 6a 'connected to the upper part of the adsorber 2a, supplied to the oxygen compressor 3, and raised to a desired pressure, and then supplied to the consumer (adsorption). Process). At this time, a part of the high-concentration oxygen gas flowing through the gas supply / extraction passage 6a 'is supplied from the upper part of the adsorber 2b through the branch passage 8 and the return flow passage 9b'. The main adsorbent layer 21 is pressurized (pressure step). On the other hand, when the vacuum pump 4 is operated, the pressure in the adsorber 2c is reduced, and the main adsorbent layer 2 in the adsorber 2c is depressurized.
The nitrogen adsorbed on 1 is desorbed and exhausted through an exhaust passage 10c '. Thus, the main adsorbent layer 21 is regenerated (regeneration step).

【0027】以下、切り替え弁5a,5b,5c、切り
替え弁6a,6b,6c、切り替え弁9a,9b,9
c、切り替え弁10a,10b,10cが適宜切り替え
られることによって、3つの吸着器2a,2b,2cに
おいて前記3つの工程が並行し行われ、連続的に高濃度
酸素ガスが製造される。
Hereinafter, switching valves 5a, 5b, 5c, switching valves 6a, 6b, 6c, switching valves 9a, 9b, 9
c, by appropriately switching the switching valves 10a, 10b, and 10c, the three steps are performed in parallel in the three adsorbers 2a, 2b, and 2c, and a high-concentration oxygen gas is continuously produced.

【0028】図3は、本発明の吸着器の第二の例を示し
たもので、この吸着器Bに用いられている容器は、その
高さ寸法よりも幅寸法の方が大きくなっており、このよ
うなものを横型容器とよぶ。横型容器を用いた吸着器は
大量のガスを処理するのに適している。この吸着器2B
の下部には2つのガス供給導出路5B,5Bが設けら
れ、上部にはこれらガス供給導出路5B,5Bと対称位
置に2つのガス供給導出路6B,6Bが設けられてい
る。
FIG. 3 shows a second example of the adsorber of the present invention. The container used in the adsorber B has a width dimension larger than a height dimension. Such a thing is called a horizontal container. Adsorbers using horizontal vessels are suitable for treating large volumes of gas. This adsorber 2B
Are provided with two gas supply and outlet paths 5B and 5B at the lower part, and two gas supply and outlet paths 6B and 6B are provided at the upper part at positions symmetrical to the gas supply and outlet paths 5B and 5B.

【0029】この吸着器2Bの中空部には、下部側から
順に、吸湿剤層30、主吸着剤層31、吸湿剤層30’
が設けられており、この上に網32を介してセラミック
ボールなどの重石33が積層されている。これら吸湿剤
層30、主吸着剤層31、吸湿剤層30’、網32、重
石33は図1に示した吸着器2Aにおける吸湿剤層2
0、主吸着剤層21、吸湿剤層20’、網22、重石2
3にそれぞれ対応するものである。また、ガス供給排出
路5B,5Bとガス供給排出路6B,6Bはそれぞれ図
1に示したガス供給排出路5A、ガス供給排出路6Aに
対応するものである。この吸着器2Bを用いて処理を行
う場合には、ガス供給導出路5B,5Bあるいはガス供
給導出路6B,6Bのいずれか一方から原料ガスを供給
し、他方から製品ガスを取り出す。
In the hollow portion of the adsorber 2B, in order from the lower side, a desiccant layer 30, a main adsorbent layer 31, and a desiccant layer 30 '.
, And a weight 33 such as a ceramic ball is stacked on the metal layer 32 via a net 32. The moisture absorbent layer 30, the main absorbent layer 31, the moisture absorbent layer 30 ', the net 32, and the weight 33 are formed by the moisture absorbent layer 2 in the adsorber 2A shown in FIG.
0, main adsorbent layer 21, moisture absorbent layer 20 ', net 22, weight 2
3 respectively. The gas supply / discharge paths 5B, 5B and the gas supply / discharge paths 6B, 6B correspond to the gas supply / discharge paths 5A and 6A shown in FIG. 1, respectively. When processing is performed using the adsorber 2B, the raw material gas is supplied from one of the gas supply and outlet paths 5B and 5B or the gas supply and outlet paths 6B and 6B, and the product gas is extracted from the other.

【0030】この吸着器2Bにおいても図1に示した吸
着器2Aと同様に、主吸着剤層31が吸湿剤層30と吸
湿剤層30’とによって挟まれた構成となっているの
で、ガス供給導出路5B,5Bあるいはガス供給導出路
6B,6Bのどちらから原料ガスを供給しても、この原
料ガス中の水分が主吸着剤層31に接触する前に吸湿剤
層30あるいは吸湿剤層30’に接触して吸着されるよ
うになっている。ガス供給導出路6B,6Bから原料ガ
スを供給するように固定する場合には吸湿剤層30を設
けない構成としてもよい。また、充填作業も吸着器2A
と同様であって、上部に設けられたマンホール(図示せ
ず)などから行うが、この際吸着剤層31(ゼオライ
ト)が吸水剤層30’によって保護され、充填作業中に
大気中の水分を吸着して性能が劣化してしまうようなこ
とがない。
Since the main adsorbent layer 31 is sandwiched between the hygroscopic layer 30 and the hygroscopic layer 30 'in this adsorber 2B, as in the adsorber 2A shown in FIG. Regardless of the source gas supplied from either the supply outlet channel 5B, 5B or the gas supply outlet channel 6B, 6B, before the moisture in the source gas contacts the main adsorbent layer 31, the moisture absorbent layer 30 or the moisture absorbent layer 30 'is contacted and adsorbed. In the case where the source gas is fixed so as to be supplied from the gas supply lead-out passages 6B, 6B, a configuration in which the moisture absorbent layer 30 is not provided may be adopted. The filling operation is also performed by the adsorber
The operation is performed through a manhole (not shown) provided at the upper portion, etc., but at this time, the adsorbent layer 31 (zeolite) is protected by the water absorbing agent layer 30 ′, and the moisture in the atmosphere is removed during the filling operation. There is no possibility that the performance is deteriorated due to adsorption.

【0031】図4は本発明の吸着器の構造の第三の例を
示したものである。この吸着器2Cはその高さ寸法が幅
寸法よりも大きい縦型容器を有し、その下部から原料ガ
スの供給と製品ガスの取り出しの両方を行うものであ
る。これは、構造強度、耐久強度を向上させることがで
き、また、加熱、冷却を繰り返すTSA方式に適してい
る。この吸着器2Cの中空部には、下部側から順に、吸
湿剤層40、主吸着剤層41、吸湿剤層40’が設けら
れており、この上に網42を介してセラミックボールな
どの重石43が積層されている。これら吸湿剤層40、
主吸着剤層41、吸湿剤層40’、網42、重石43
は、図1に示した吸着器2Aにおける吸湿剤層20、主
吸着剤層21、吸湿剤層20’、網22、重石23にそ
れぞれ対応するものである。
FIG. 4 shows a third example of the structure of the adsorber of the present invention. This adsorber 2C has a vertical container whose height is larger than its width, and performs both supply of raw material gas and removal of product gas from below. This can improve the structural strength and the durability, and is suitable for the TSA method in which heating and cooling are repeated. In the hollow portion of the adsorber 2C, a moisture absorbent layer 40, a main absorbent layer 41, and a moisture absorbent layer 40 'are provided in this order from the lower side, and a weight such as a ceramic ball is placed thereon via a net 42. 43 are stacked. These moisture absorbent layers 40,
Main adsorbent layer 41, moisture absorbent layer 40 ', net 42, weight 43
Correspond to the moisture absorbent layer 20, the main absorbent layer 21, the moisture absorbent layer 20 ', the net 22, and the weight 23 in the adsorber 2A shown in FIG.

【0032】この吸着器2Cにおける大きな特徴は、ガ
ス供給導出路5Cとガス供給導出路6Cが容器の下部に
設けられていることである。ガス供給導出路5Cは吸湿
剤層40、主吸着剤層41、吸湿剤層40’を貫通し、
一方の端部は容器下部から突出し、他方の端部は吸着器
2C内部の上部空間に開口している。ガス供給導出路6
Cは、このガス供給導出路5Cの容器下部から突出する
部分の外周部から間隔をおいて設けられ、その断面が前
記ガス供給導出路5Cと同心円状のパイプから形成され
ているものである。このガス供給導出路6Cの一方の端
部は吸着器2Cの容器の下部に接続され、他の端部はド
ーナッツ型の底面部46aを介してガス供給導出路5C
外周壁の中途と固着されて封止されるとともに、このガ
ス供給導出路6C下部の適当部位の横方向の開口部46
bにて開口している。
A major feature of the adsorber 2C is that a gas supply and outlet path 5C and a gas supply and outlet path 6C are provided at the lower part of the container. The gas supply lead-out path 5C passes through the moisture absorbent layer 40, the main adsorbent layer 41, and the moisture absorbent layer 40 ',
One end protrudes from the lower part of the container, and the other end is open to an upper space inside the adsorber 2C. Gas supply outlet 6
C is provided at an interval from an outer peripheral portion of a portion of the gas supply / output passage 5C protruding from the lower part of the container, and has a cross section formed of a pipe concentric with the gas supply / output passage 5C. One end of the gas supply / output channel 6C is connected to the lower part of the container of the adsorber 2C, and the other end is connected to the gas supply / output channel 5C via a donut-shaped bottom portion 46a.
In addition to being fixed and sealed to the middle of the outer peripheral wall, a lateral opening 46 at an appropriate portion below the gas supply / output passage 6C is provided.
Open at b.

【0033】この吸着器2Cにおいてガス供給導出路5
Cを原料ガス供給口とする場合には、ガス供給導出路5
Cを通って吸着器2Cの上部空間に到達した原料ガス
が、この上部空間から吸湿剤層40’、主吸着剤層4
1、吸湿剤層40に接触し、ガス供給導出路46を通っ
て開口部46aから製品ガスとして取り出される。この
場合には吸湿剤層40を設けない構成としてもよい。ま
た、ガス供給導出路6Cを原料ガス供給口とする場合に
は、原料ガスは吸湿剤層40、主吸着剤層41、吸湿剤
層40’の順に接触し、吸着器2Cの上部空間に到達し
た後、ガス供給導出路5Cを通って製品ガスとして取り
出される。なお、ガス供給導出路5C,6Cは上述のよ
うに断面が同心円状になるようにして設けてもよいし、
吸着器2Cの下部にパイプ状のものを平行に配して構成
してもよい。また、図3に示したような横型容器を用い
た吸着器においても、このように原料ガスの供給と製品
ガスの取り出しの両方を下部から行うような構成とする
ことが可能である。また、充填作業は上述の吸着塔2
A,2Bの場合と同様に行う。
In the adsorber 2C, the gas supply and outlet path 5
When C is used as the source gas supply port, the gas supply lead-out path 5
C, the raw material gas having reached the upper space of the adsorber 2C flows from the upper space to the hygroscopic layer 40 ′ and the main adsorbent layer 4
1. The gas comes into contact with the moisture absorbent layer 40 and is taken out of the opening 46a as a product gas through the gas supply / lead-out passage 46. In this case, a configuration in which the moisture absorbent layer 40 is not provided may be adopted. When the gas supply and outlet path 6C is used as a source gas supply port, the source gas contacts the hygroscopic layer 40, the main adsorbent layer 41, and the hygroscopic layer 40 'in this order, and reaches the upper space of the adsorber 2C. After that, the gas is taken out as a product gas through the gas supply and outlet channel 5C. Note that the gas supply and outlet paths 5C and 6C may be provided so that the cross section is concentric as described above,
A pipe-shaped thing may be arranged in parallel below the adsorber 2C. Further, in the adsorber using a horizontal container as shown in FIG. 3, it is possible to adopt a configuration in which both the supply of the source gas and the extraction of the product gas are performed from below. The filling operation is performed in the above-described adsorption tower 2
A and 2B are performed in the same manner.

【0034】[0034]

【実施例】以下、本発明を実施例を示して詳しく説明す
る。最初に共通の条件について以下に示す。図1あるい
は図5に示した吸着器と、図2に示したPSA方式の酸
素ガス製造装置を用いて、発生する高濃度酸素ガス濃度
を一定とし、以下のような条件で高濃度酸素ガスを製造
した。このとき、吸湿剤としては活性アルミナを用い、
主吸着剤(ゼオライト)としてはCa−A型を用いた。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail with reference to embodiments. First, the common conditions are shown below. Using the adsorber shown in FIG. 1 or FIG. 5 and the oxygen gas producing apparatus of the PSA type shown in FIG. 2, the concentration of the high-concentration oxygen gas generated is kept constant, and the high-concentration oxygen gas is supplied under the following conditions. Manufactured. At this time, activated alumina was used as the moisture absorbent,
The Ca-A type was used as the main adsorbent (zeolite).

【0035】 〈高濃度酸素ガス製造条件〉 吸着工程圧力(原料ガス供給圧力) 0.1kg/cm2G 再生工程圧力 250torr 原料ガス(空気)温度 25℃ サイクルタイム 60sec (吸着工程〜充圧工程〜再生工程の時間) 高濃度酸素ガス中の酸素濃度 93%<Conditions for producing high-concentration oxygen gas> Adsorption process pressure (source gas supply pressure) 0.1 kg / cm 2 G Regeneration process pressure 250 torr Source gas (air) temperature 25 ° C. Cycle time 60 sec (Adsorption process to charging process— Regeneration process time) Oxygen concentration in high concentration oxygen gas 93%

【0036】また、吸着器の充填層の構成は以下のよう
にした。 <実施例1〜3>実施例においては図1に示した吸着器
2Aを用い、吸湿剤層20、主吸着剤層21の充填高さ
をそれぞれ30cm、150cm一定とし、吸湿剤層2
0’の充填高さを50mm(実施例1),150mm
(実施例2),300mm(実施例3)とした場合につ
いて、それぞれ充填作業後、外部空気を遮断せずに1時
間放置した後に高濃度酸素ガスを製造した。この結果を
表1に示す。
The structure of the packed bed of the adsorber was as follows. <Embodiments 1 to 3> In the embodiment, the adsorber 2A shown in FIG. 1 was used, the filling height of the desiccant layer 20 and the main adsorbent layer 21 was fixed at 30 cm and 150 cm, respectively,
0 'filling height is 50 mm (Example 1), 150 mm
(Example 2) For the cases of 300 mm (Example 3), after each filling operation, after leaving for 1 hour without shutting off the external air, a high-concentration oxygen gas was produced. Table 1 shows the results.

【0037】<比較例1〜2> (比較例1)図5に示した吸着器2Dを用いて実験を行
った。吸湿剤層20、主吸着剤層21の充填高さをそれ
ぞれ30cm、150cmとした。このとき、網22と
重石23(セラミックボール)を積層する際に1時間を
要し、結果として主吸着剤層21(ゼオライト)は1時
間空気にさらされていた。 (比較例2)網22を敷設しない以外は比較例1と同様
として実験を行った。この場合は網22を敷設しなかっ
たので充填作業時間が短く、主吸着剤層21の上に速や
かに重石23を積層した後に但ちに外部空気を遮断し
た。結果を表1に示す。
<Comparative Examples 1-2> (Comparative Example 1) An experiment was performed using the adsorber 2D shown in FIG. The filling heights of the moisture absorbent layer 20 and the main adsorbent layer 21 were set to 30 cm and 150 cm, respectively. At this time, it took one hour to stack the net 22 and the weight 23 (ceramic ball), and as a result, the main adsorbent layer 21 (zeolite) was exposed to air for one hour. (Comparative Example 2) An experiment was performed in the same manner as in Comparative Example 1 except that the net 22 was not laid. In this case, since the net 22 was not laid, the filling operation time was short, and the external air was shut off immediately after the weight 23 was stacked on the main adsorbent layer 21 immediately. Table 1 shows the results.

【0038】[0038]

【表1】 [Table 1]

【0039】表1より、同程度の濃度の高濃度酸素ガス
を製造する場合、本発明に係る実施例と比較例1を比較
すると、実施例においては1時間あたりの高濃度酸素ガ
スの発生量が多く、充填作業中にゼオライトの性能が劣
化しにくいことが確認された。また、比較例2において
は酸素発生量は実施例と同程度であるが、実験終了後に
観察したところ、セラミックボールとゼオライトが混ざ
っている部分が確認された。
As shown in Table 1, when producing a high-concentration oxygen gas having a similar concentration, a comparison between the embodiment according to the present invention and Comparative Example 1 shows that the amount of the high-concentration oxygen gas generated per hour in the embodiment is It was confirmed that the performance of the zeolite hardly deteriorated during the filling operation. Further, in Comparative Example 2, although the amount of generated oxygen was almost the same as that of Example, observation was made after the experiment. As a result, a portion where ceramic balls and zeolite were mixed was confirmed.

【0040】[0040]

【発明の効果】本発明の吸着器においては、以下のよう
な効果が得られる。請求項1記載の吸着器は、ゼオライ
トを主吸着剤層として容器に充填してなる吸着器におい
て、前記主吸着剤層の上に、吸湿剤層が設けられている
ことを特徴とする吸着器であるので、前記吸湿剤層より
上に敷設される網などの敷設作業に時間がかかってもゼ
オライトはこの吸湿剤層によって保護され、大気中の水
分によって劣化することがないようになっている。この
ため、ゼオライトが劣化する分を見込んで余分に充填す
る必要がなくなり、ゼオライトの使用量を少なくするこ
とができる。一般に主吸着剤層に充填されるゼオライト
は高価であり、吸湿剤層に充填される吸湿剤は安価であ
るので、低コスト化を図ることができる。請求項2、
3、4は、原料ガス供給口と製品ガス導出口の一方が前
記容器の下部に設けられ、他方が該容器の上部に設けら
れているもの、あるいは両方が該容器の下部に設けられ
ているものである。これらは目的に応じて選択が可能
で、例えば、原料ガス供給口が下部に設けられ、製品ガ
ス導出口が上部に設けられているものは、一般的なPS
A方式の酸素ガス製造装置などに適用可能である。原料
ガス供給口と製品ガス導出口の両方が下部に設けられて
いるものはTSA方式に適している。請求項5は、前記
吸湿剤層がシリカゲル、活性アルミナ、ゼオライトから
選ばれる少なくとも1種以上を含むことを特徴とする請
求項1〜4いずれか一項に記載の吸着器であるので、安
価な吸湿剤を用いることによってコスト低減を図ること
ができる。請求項6は、前記吸湿剤層の充填高さが50
〜300mmであることを特徴とする請求項1〜5いず
れか一項に記載の吸着器であるので、この吸湿剤層の前
記主吸着剤層に対する保護効果が十分に得られるもので
ある。請求項7、8は、前記容器として縦型容器あるい
は横型容器が用られていることを特徴とする請求項1〜
6いずれか一項に記載の吸着器であるので、ガス処理量
によって、比較的少量の処理には縦型容器、比較的大量
の処理には横型容器というように目的に応じて選択する
ことができる。
According to the adsorber of the present invention, the following effects can be obtained. 2. The adsorber according to claim 1, wherein the container is filled with zeolite as a main adsorbent layer, wherein a desiccant layer is provided on the main adsorbent layer. Therefore, even if it takes time to lay a net or the like laid above the moisture absorbent layer, the zeolite is protected by the moisture absorbent layer and is not deteriorated by atmospheric moisture. . For this reason, it is not necessary to perform extra filling in anticipation of the deterioration of the zeolite, and the amount of zeolite used can be reduced. Generally, the zeolite filled in the main adsorbent layer is expensive, and the hygroscopic agent charged in the hygroscopic layer is inexpensive, so that the cost can be reduced. Claim 2,
Reference numerals 3 and 4 denote one in which one of a raw material gas supply port and a product gas outlet is provided in a lower portion of the container, and the other is provided in an upper portion of the container, or both are provided in a lower portion of the container. Things. These can be selected according to the purpose. For example, those in which the raw material gas supply port is provided at the lower part and the product gas outlet is provided at the upper part are general PS
The present invention can be applied to an A type oxygen gas production apparatus and the like. One in which both the raw material gas supply port and the product gas outlet are provided at the bottom is suitable for the TSA method. Claim 5 is the adsorber according to any one of Claims 1 to 4, wherein the desiccant layer contains at least one selected from silica gel, activated alumina, and zeolite. The cost can be reduced by using the hygroscopic agent. According to a sixth aspect of the present invention, the filling height of the moisture absorbent layer is 50.
Since it is the adsorber according to any one of claims 1 to 5, the protective effect of the moisture absorbent layer on the main adsorbent layer is sufficiently obtained. Claims 7 and 8 are characterized in that a vertical container or a horizontal container is used as the container.
6, the adsorber according to any one of the above, depending on the gas processing amount, depending on the purpose, such as a vertical container for a relatively small amount of processing, a horizontal container for a relatively large amount of processing. it can.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 縦型容器を用いた吸着器の構造の一例を示し
た断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a structure of an adsorber using a vertical container.

【図2】 PSA方式の酸素ガス製造装置の一例を示し
た概略図である。
FIG. 2 is a schematic view showing an example of a PSA type oxygen gas producing apparatus.

【図3】 横型容器を用いた吸着器の構造の一例を示し
た断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing an example of a structure of an adsorber using a horizontal container.

【図4】 縦型容器を用い、下部に原料ガス供給口と製
品ガス導出口の両方を設けた吸着器の構造の一例を示し
た断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing an example of the structure of an adsorber using a vertical container and having both a raw material gas supply port and a product gas outlet at the bottom.

【図5】 従来の吸着器の構造の一例を示した断面図で
ある。
FIG. 5 is a sectional view showing an example of the structure of a conventional adsorber.

【図6】 圧力変動吸着方式の酸素ガス製造装置におけ
る2種類の吸着剤A,Bのモレキュラーシーブス(ゼオ
ライト)の残存水分の影響を示した、残存水分と酸素回
収率(酸素収率)の関係のグラフである。
FIG. 6 shows a relationship between residual moisture and oxygen recovery rate (oxygen yield) showing the influence of residual moisture of molecular sieves (zeolite) of two types of adsorbents A and B in a pressure fluctuation adsorption type oxygen gas production apparatus. It is a graph of.

【図7】 ゼオライトを大気中に放置した際の時間に伴
うゼオライトの含水率変化のグラフである。
FIG. 7 is a graph of a change in the water content of the zeolite with time when the zeolite is left in the air.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2A,2B,2C…吸着器、20,30,40…吸湿剤
層、20’,30’,40’…吸湿剤層、21,31,
41…主吸着剤層、5A,5B,5C…ガス供給導出
路、6A,6B,6C…ガス供給導出路
2A, 2B, 2C ... adsorber, 20, 30, 40 ... hygroscopic layer, 20 ', 30', 40 '... hygroscopic layer, 21, 31, ...
41: main adsorbent layer, 5A, 5B, 5C: gas supply and outlet path, 6A, 6B, 6C: gas supply and outlet path

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ゼオライトを主吸着剤層として容器に充
填してなる吸着器において、前記主吸着剤層の上に、吸
湿剤層が設けられていることを特徴とする吸着器。
1. An adsorber in which a container is filled with zeolite as a main adsorbent layer, wherein a desiccant layer is provided on the main adsorbent layer.
【請求項2】 ゼオライトを主吸着剤層として容器に充
填してなり、該容器の下部に原料ガス供給口が設けら
れ、該容器の上部に製品ガス導出口が設けられた吸着器
であって、前記主吸着剤層の上に、吸湿剤層が設けられ
ていることを特徴とする吸着器。
2. An adsorber comprising a container filled with zeolite as a main adsorbent layer, a raw material gas supply port provided at a lower portion of the container, and a product gas outlet provided at an upper portion of the container. An adsorber, wherein a moisture absorbent layer is provided on the main adsorbent layer.
【請求項3】 ゼオライトを主吸着剤層として容器に充
填してなり、該容器の上部に原料ガス供給口が設けら
れ、該容器の下部に製品ガス導出口が設けられた吸着器
であって、前記主吸着剤層の上に、吸湿剤層が設けられ
ていることを特徴とする吸着器。
3. An adsorber comprising a container filled with zeolite as a main adsorbent layer, a raw material gas supply port provided at an upper portion of the container, and a product gas outlet provided at a lower portion of the container. An adsorber, wherein a moisture absorbent layer is provided on the main adsorbent layer.
【請求項4】 ゼオライトを主吸着剤層として容器に充
填してなり、該容器の下部に原料ガス供給口と製品ガス
導出口とが設けられた吸着器であって、前記主吸着剤層
の上に、吸湿剤層が設けられていることを特徴とする吸
着器。
4. An adsorber in which zeolite is filled in a container as a main adsorbent layer, and a source gas supply port and a product gas outlet are provided at a lower portion of the container, wherein the main adsorbent layer is An adsorber comprising a moisture absorbent layer provided thereon.
【請求項5】 前記吸湿剤層がシリカゲル、活性アルミ
ナ、ゼオライトから選ばれる少なくとも1種を含むこと
を特徴とする請求項1〜4いずれか一項に記載の吸着
器。
5. The adsorber according to claim 1, wherein the desiccant layer contains at least one selected from silica gel, activated alumina, and zeolite.
【請求項6】 前記吸湿剤層の充填高さが50〜300
mmであることを特徴とする請求項1〜5いずれか一項
に記載の吸着器。
6. The filling height of the moisture absorbent layer is 50 to 300.
The adsorber according to any one of claims 1 to 5, wherein the diameter is mm.
【請求項7】 前記容器が縦型容器であることを特徴と
する請求項1〜6いずれか一項に記載の吸着器。
7. The adsorber according to claim 1, wherein the container is a vertical container.
【請求項8】 前記容器が横型容器であることを特徴と
する請求項1〜6いずれか一項に記載の吸着器。
8. The adsorber according to claim 1, wherein the container is a horizontal container.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002098537A2 (en) * 2001-06-01 2002-12-12 BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH Method and device for filtering polluted air
KR101484177B1 (en) * 2012-11-28 2015-01-21 주식회사 바우만 Air Dehumidifier using Metal Ion Compounds including K and Ca

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002098537A2 (en) * 2001-06-01 2002-12-12 BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH Method and device for filtering polluted air
WO2002098537A3 (en) * 2001-06-01 2003-03-20 Bsh Bosch Siemens Hausgeraete Method and device for filtering polluted air
US6833022B2 (en) 2001-06-01 2004-12-21 Bsh Bosch Und Siemens Hausgerate Gmbh Method and device for filtering contaminated air
KR101484177B1 (en) * 2012-11-28 2015-01-21 주식회사 바우만 Air Dehumidifier using Metal Ion Compounds including K and Ca

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