气体吸附分离装置制造方法
【专利摘要】一种气体吸附分离装置，其具备多座吸附槽，该吸附槽使混合气体通过而与吸附剂接触来吸附混合气体中的1种以上的气体成分，在该多座吸附槽中交替地进行吸附工序和解吸工序、或者交替地进行吸附工序、清洗工序和解吸工序，其中，各吸附槽为纵圆筒型，吸附槽的内部被间隔成在水平方向上并列的5个区域，这些区域中的中央的区域构成为气体流入区域（A），与该气体流入区域（A）相邻的两侧的区域构成为气体吸附区域（B1、B2），与各个所述气体吸附区域（B1、B2）分别相邻的最外侧的区域构成为废气流出区域（C1、C2）。
【专利说明】气体吸附分离装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于通过变压吸附法等从混合气体中吸附、分离特定气体成分的气体吸附分离装置。
【背景技术】
[0002]作为混合气体的分离方法,一直以来采用了变压吸附法(PSA法=Pressure SwingAdsorption)。该方法是如下这样的方法:使对于混合气体中的I种以上气体成分的吸附力高的吸附剂接触混合气体，使该气体成分吸附于吸附剂，并浓缩其它气体成分，接下来，通过降低槽内压力来使所吸附的气体成分脱离于吸附剂而进行分离。
[0003]变压吸附法作为混合气体的分离方法在各种领域中得到了利用。该变压吸附法通常多是作为从混合气体中分离特定的气体成分来制造高纯度气体的方法而使用。作为利用变压吸附法从混合气体中吸附、分离(制造)的高纯度气体，例如有氢、氧、二氧化碳、一氧化碳等。
[0004]执行这样的方法:采用变压吸附法，以空气为原料使吸附剂吸附氮气来制造高纯度的氧气。这种情况下，以往，作为吸附剂，采用了用钙进行离子交换后的X型沸石，但近年来采用了用对氮的吸附性能高的锂进行离子交换后的X型沸石。另外，在基于包含50?80vol%左右的氢气的混合气体、例如石油化工产业中的碳化氢或乙醇类、乙醚类的分解气体或改性气体、制铁业中的焦炭炉气等来制造氢气时，采用了对吸附剂使用A型沸石的变压吸附法。
[0005]在基于这种变压吸附法的氧气或氢气的制造中，用吸附剂吸附不需要的气体成分来制造高浓度且高纯度的必要气体成分。
[0006]另一方面，将锅炉废气或燃烧废气作为原料，利用变压吸附法来制造化学原料或干冰用的二氧化碳。在该制造中采用了活性炭系的吸附剂或Y型沸石系的吸附剂。并且，将制铁业的转炉气体作为原料，利用变压吸附法来制造化学原料用的一氧化碳。在该制造中，采用了沸石系的吸附剂或铜(I)/铝系的吸附剂。
[0007]在这样的基于变压吸附法的二氧化碳或一氧化碳的制造中，使吸附剂吸附必要的气体成分使其脱离，由此来制造高纯度的必要气体成分。
[0008]如上所述，根据气体种类和吸附剂的特性，已开发并应用了各种基于变压吸附法的气体分离系统，但是，关于其最重要的部分即气体吸附分离装置的变压吸附装置，在结构上没有显著区别。即，如后述的图1OA和图1OB所示，通常是在吸附塔的中央部分填充有吸附剂的结构。
[0009]另一方面，关于变压吸附装置中的气体分离操作，存在用于回收所吸附的气体的方法和用于回收未吸附的气体的方法这两种。例如，用于回收所吸附的气体的方法一般由下面的(I)?(3 )三个工序构成。
[0010](I)吸附工序，在该吸附工序中，将气体导入吸附塔中，并使吸附剂吸附气体；
[0011](2)清洗工序，在该清洗工序中，将高纯度的气体导入吸附塔中，来清除不需要的气体；
[0012](3)解吸工序，在该解吸工序中，使吸附塔的压力低于清洗工序时的吸附塔的压力，来回收吸附气体。
[0013]并且，例如在从混合气体中回收二氧化碳的情况下，以50?IOOkPa左右的压力进行吸附工序，接下来，在大气压下导入高纯度的二氧化碳来清除不需要的气体，最后减压至真空从而能够获得高纯度的二氧化碳。清洗工序所需要的高纯度的二氧化碳是从进行解吸工序的吸附塔供给的。
[0014]另外，现有的气体吸附分离装置的结构大致分为圆筒型和枕型。其中，如图1OA所示，具有圆筒型塔结构的气体吸附分离装置是这样的结构:从下方导入由混合气体组成的原料气体，并使填充于气体吸附部中的吸附剂吸附气体成分。当其大型化时，气体吸附部的层厚变大，气体通过时的压力损失变大。因此，如图1OB所示，在压力损失成为问题的低压大型装置中采用枕型形状。
[0015]该枕型的气体吸附分离装置通过加大枕长而能够应对大型化的要求，因此能够将气体吸附部的层厚抑制得较低，能够在压力损失也较低的状态下进行运转。但是，在枕型的情况下，需要将压力损失抑制得较低，而且无法增大吸附剂相对于容积的填充率(体积比率)，因此存在这样的问题:与装置增大的比例相比，其气体处理量并未增大多少。
[0016]以往，为了消除这样的问题而提出了各种方案。专利文献I提出了在圆筒型的气体分离装置中呈圆环状填充吸附剂的方案。在该装置中，通过使吸附剂的填充结构成为圆环状来增大气体分散板面积，从而抑制压力损失。
[0017]另外，作为能够获得较大的气体处理量的方法，提出了快速变压吸附(RPSA)法。专利文献2示出了利用RPSA法从混合气体中回收氢气的方法。该方法是如下这样的方法:分割吸附塔内的吸附层，从吸附层的外侧的一方导入混合气体，使不需要的气体成分吸附于吸附层，从吸附层之间的区域回收除去了不需要的气体成分的高纯度的气体，并且，将该高纯度的气体导入另一方的吸附层，使吸附层内所吸附的不需要的成分脱离，并将该不需要的气体成分从吸附剂的另一方的外侧的区域排出至系统外。
[0018]并且，专利文献3和专利文献4同样示出了分割吸附层的方法。特别是在专利文献3中记载了用于变压吸附法的前处理等的为了去除水分和二氧化碳而考虑出的方法。
[0019]现有技术文献
[0020]专利文献
[0021]专利文献1:日本特开平1-164417号公报
[0022]专利文献2:日本特开平4-267919号公报
[0023]专利文献3:日本特开平1-159019号公报
[0024]专利文献4:日本特开2009-274024号公报
【发明内容】
[0025]发明所要解决的问题
[0026]但是，在将专利文献I所记载的装置进行实际生产时，由于该装置是用分散板来构成形成为圆环的间隔件的结构，因此存在以下这样的问题。即，通常，吸附剂是粒径2?3mm左右的粒状，因此需要使分散板成为形成有多个作为1_左右的开口的气体通孔的结构。但是，在这样的装置的情况下，很难在通过加强来保持分散板的强度的同时确保圆环的精度。此外，可以想到，在大型气体吸附分离装置的高度方向的整个高度上对齐两个圆环状分散板的中心也是相当困难的。另外，即使能够实现这些目的，也将成为非常昂贵的装置。
[0027]专利文献2所记载的方法对于分离氢气等难以吸附的气体有效，但难以应用于二氧化碳等这样的易吸附的气体。另外，在该方法中，仅利用两个吸附层的压差来实施运转，因此，无法应用于如上述的二氧化碳分离那样需要数十?数百kPa的压差的分离。
[0028]并且，在专利文献3所记载的方法中，通过分割吸附层，使得吸附层所引起的压力损失降低且提高了体积效率，但是，其结构是用于去除气体中的杂质的结构，无法高纯度地回收如二氧化碳这样吸附的气体。
[0029]另外，在专利文献4所记载的方法中，虽然具有能够将单元分割后进行输送这样的特征，但由于整体的结构是四边形，因此难以像上述的二氧化碳分离那样向内部施加数十?数百kPa的压力。
[0030]本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的是解决现有技术的课题并提供一种气体吸附分离装置，该气体吸附分离装置能够没有问题地应用于二氧化碳从混合气体的吸附分离，并且，即使装置大型化也能够提高吸附剂相对于容积的填充率，而且能够以简单的结构廉价地获得该气体吸附分离装置。
[0031]解决问题的手段
[0032]为了解决上述技术问题并实现上述目的，第I发明的气体吸附分离装置具备多座吸附槽，所述吸附槽使混合气体通过而与吸附剂接触来吸附混合气体中的I种以上的气体成分，在该多座吸附槽中交替地进行吸附工序和解吸工序、或者交替地进行吸附工序、清洗工序和解吸工序，所述气体吸附分离装置的特征在于，各个吸附槽为纵圆筒型，吸附槽的内部被间隔成在水平方向上并列的5个区域，这些区域中的中央的区域构成为气体流入区域，与该气体流入区域相邻的两侧的区域构成为气体吸附区域，与各个所述气体吸附区域分别相邻的最外侧的区域构成为废气流出区域。
[0033]第2发明的气体吸附分离装置具备多座吸附槽，所述吸附槽使混合气体通过而与吸附剂接触来吸附混合气体中的I种以上的气体成分，在该多座吸附槽中交替地进行吸附工序和解吸工序、或者交替地进行吸附工序、清洗工序和解吸工序，所述气体吸附分离装置的特征在于，各个吸附槽为枕型，吸附槽的内部被间隔成在高度方向上并列的5个区域，这些区域中的中央的区域构成为气体流入区域，与该气体流入区域相邻的上方和下方的区域构成为气体吸附区域，与各个所述气体吸附区域分别相邻的最外侧的区域构成为废气流出区域。
[0034]第3发明的气体吸附分离装置具备多座吸附槽，所述吸附槽使混合气体通过而与吸附剂接触来吸附混合气体中的I种以上的气体成分，在该多座吸附槽中交替地进行吸附工序和解吸工序、或者交替地进行吸附工序、清洗工序和解吸工序，所述气体吸附分离装置的特征在于，各吸附槽为枕型，吸附槽的内部被间隔成在水平方向上并列的5个区域，这些区域中的中央的区域构成为气体流入区域，与该气体流入区域相邻的两侧的区域构成为气体吸附区域，与各个所述气体吸附区域分别相邻的最外侧的区域构成为废气流出区域。
[0035]本发明的气体吸附分离装置的特征在于，在上述发明中，相邻的区域之间被能够供气体通过的间隔壁隔开，气体流入区域和废气流出区域是与气体吸附区域之间使气体穿过间隔壁而进出的空间部。
[0036]发明效果
[0037]根据本发明的气体吸附分离装置，即使在二氧化碳从混合气体的吸附分离中也能够没有问题地应用，并且，即使装置大型化也能够提高吸附剂相对于容积的填充率，从而能够实现装置的紧凑化和效率的提高。
[0038]并且，由于吸附剂的层厚被分割成两部分，因此能够减小各吸附剂层的厚度，因此，既能够降低压力损失，又能够缩短吸附和解吸所需的时间。而且，能够以简单的结构廉价地获得。
[0039]进而，由于吸附槽为纵圆筒型或枕型，吸附装置的宽度从混合气体的气体流入区域朝向气体流出区域减小，因此，即使混合气体的体积由于气体吸附而减小，混合气体的线速度也不会降低，因此能够获得可进一步缩短吸附所需的时间这一优异的效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0040]图1是示意性地示出本发明的气体吸附分离装置的一个实施方式的立体图。
[0041]图2是示意性地示出构成图1所示的气体吸附分离装置的一个吸附槽的立体图。
[0042]图3是图2所示的气体吸附分离装置的水平剖视图。
[0043]图4是示意性地示出本发明的气体吸附分离装置的其它实施方式的侧视图。
[0044]图5是示意性地示出构成图4所示的气体吸附分离装置的一个吸附槽的侧视图。
[0045]图6是示意性地示出本发明的气体吸附分离装置的其它实施方式的立体图。
[0046]图7是示意性地示出构成图6所示的气体吸附分离装置的一个吸附槽的立体图。
[0047]图8是图6所示的气体吸附分离装置的水平剖视图。
[0048]图9A是示出本发明的装置与现有技术的装置的体积利用率等的比较的概要图。
[0049]图9B是示出本发明的装置与现有技术的装置的体积利用率等的比较的概要图。
[0050]图1OA是示意性地示出现有的气体分离装置的概要图。
[0051]图1OB是示意性地示出现有的气体分离装置的概要图。
【具体实施方式】
[0052]以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。另外，在下面的实施方式的所有附图中，对相同或对应的部分附上相同的标号。并且，本发明不受以下所说明的实施方式限定。
[0053]本发明的气体吸附分离装置具备多座吸附槽即吸附塔，所述吸附槽使混合气体通过而与吸附剂接触，来吸附混合气体中的I种以上的气体成分。并且，该气体吸附分离装置在多座吸附槽中交替进行吸附工序和解吸工序、或者交替进行吸附工序、清洗工序和解吸工序。
[0054](第I实施方式)
[0055]图1是示意性地示出本申请的第I发明的第I实施方式的气体吸附分离装置的立体图。图2是示意性地示出构成图1所示的气体吸附分离装置的一个吸附槽即吸附塔的立体图。图3是图1所示的吸附槽的水平剖视图。
[0056]该第I实施方式的气体吸附分离装置具备3座吸附槽X1?x3，在这3座吸附槽X1?X3中分别按照吸附工序、清洗工序、解吸工序的顺序交替进行这些工序。另外,气体吸附分离装置也可以是这样的装置:具备2座吸附槽，在这2座吸附槽中交替进行吸附工序和解吸工序，即，不进行清洗工序。
[0057]各吸附槽X为纵圆筒型，吸附槽X的内部被间隔成在水平方向上并列的5个区域。这5个区域中的中央的区域构成了气体流入区域A，与该气体流入区域A相邻的两侧的区域构成了气体吸附区域V B2，分别与这些气体吸附区域B2相邻的最外侧的区域构成了废气流出区域Cp C2。另外，吸附槽X的径向上的截面形状也可以是椭圆形。
[0058]为了隔开各个区域而沿着吸附槽X的筒轴方向设置的由分散板构成的间隔壁I由在整个表面上都具有小孔的例如金属网等多孔板构成，所述小孔能够在将粒状的吸附剂保持于气体吸附区域BpB2内的同时使气体通过。在本第I实施方式中，间隔壁I呈直线状间隔吸附槽X的内部，从而形成了各个区域。
[0059]气体流入区域A和废气流出区域Q、C2是与气体吸附区域BpB2之间使气体穿过间隔壁I而进出的空间部。
[0060]与气体流入区域A连接着用于供给混合气体的气体供给管2。并且，与各个废气流出区域Cp C2连接着气体排出管3，该气体排出管3用于排出吸附、分离了一部分混合气体之后的气体即浓缩了的气体。气体供给管2的混合气体供给位置是任意的。例如，可以从气体流入区域A的侧面即吸附槽X的侧部的I处以上、气体流入区域A的端部即吸附槽X的上表面及下表面的I处以上的任意一方或双方供给混合气体。另外，也可以在气体流入区域A中设置能够在整个区域中均匀地供给混合气体的分散喷嘴。
[0061]在这样的气体吸附分离装置中，在处于吸附工序的吸附槽X1中通过气体供给管2向气体流入区域A导入混合气体。导入该气体流入区域A的混合气体穿过由分散板构成的间隔壁I而流入气体吸附区域1、B2，在此，根据吸附剂的特性来吸附混合气体中的特定气体成分，并按照气相对非吸附成分进行浓缩。浓缩后的气体穿过由分散板构成的间隔壁I流出到最外侧的废气流出区域Cp C2，然后通过气体排出管3排出。
[0062]在处于清洗工序的吸附槽X2中，在处于解吸工序的吸附槽X3中被解吸出的一部分高纯度吸附气体作为清洗气体被供给到气体流入区域A中。该清洗气体穿过由分散板构成的间隔壁I从气体吸附区域BpB2流入废气流出区域CpC2，由此，气体吸附区域BpB2内的杂质气体被清除至废气流出区域Cp C2，进行气体吸附区域BpB2的清洗。流出到废气流出区域Cp C2的清洗废气通过气体排出管3排出。
[0063]在处于解吸工序的吸附槽X3中，利用真空泵4使槽内压力降低，使吸附气体从吸附剂脱离，并回收高纯度的气体。并且,如上所述,将一部分所述高纯度的气体作为清洗气体供给到处于清洗工序的吸附槽中。
[0064]关于吸附工序和解吸工序的压力，只要将解吸压力设定得比吸附压力低即可。因此，例如可将吸附压力设为大气压并将解吸压力设为真空，也可以通过加压来设定吸附压力并将解吸压力设为大气压或真空。
[0065]如上所述，在3座吸附槽X1?X3中，按照一定的时间依次实施3个工序，由此能够从混合气体中连续地制造高纯度气体。
[0066](第2实施方式)
[0067]图4是示意性地示出本申请的第2发明的第2实施方式的气体吸附分离装置的侧视图。图5是示意性地示出构成图4所示的气体吸附分离装置的一个吸附槽的侧视图。
[0068]该第2实施方式的气体吸附分离装置也具备3座吸附槽X1?X3，在这3座吸附槽X1?X3中按照吸附工序、清洗工序、解吸工序的顺序交替进行这些工序。另外,气体吸附分离装置也可以是这样的装置:具备2座吸附槽，在这2座吸附槽中交替进行吸附工序和解吸工序，即，不进行清洗工序。
[0069]各吸附槽X为枕型，吸附槽X的内部被间隔成在高度方向即上下方向上并列的5个区域。这5个区域中的中央的区域构成了气体流入区域A，与该气体流入区域A相邻的上方和下方的区域构成了气体吸附区域B2,分别与这些气体吸附区域B2相邻的最外侧的区域构成了废气流出区域Cp C2。在此，枕型的吸附槽X是指横圆筒型形状的吸附槽，该筒两端具有球面状的圆度。另外，吸附槽X的径向上的截面形状也可以是椭圆形。
[0070]为了隔开各个区域而在吸附槽X内沿水平方向设置的由分散板构成的间隔壁I由在整个表面上都具有小孔的例如金属网等多孔板构成，所述小孔能够在将粒状的吸附剂保持于气体吸附区域BpB2内的同时使气体通过。在本第2实施方式中，间隔壁I呈直线状间隔吸附槽X的内部，从而形成了各个区域。
[0071]所述气体流入区域A和废气流出区域Cp C2是与气体吸附区域B2之间使气体穿过间隔壁I而进出的空间部。
[0072]与所述气体流入区域A连接着用于供给混合气体的气体供给管2。并且，与各个废气流出区域Cp C2连接着气体排出管3，该气体排出管3用于排出吸附、分离了一部分混合气体之后的气体即浓缩了的气体。气体供给管2的混合气体供给位置是任意的。另外，也可以在气体流入区域A中设置能够在整个区域中均匀地供给混合气体的分散喷嘴。
[0073]在这样的气体吸附分离装置中，在处于吸附工序的吸附槽X1中通过气体供给管2向气体流入区域A导入混合气体。导入该气体流入区域A的混合气体穿过由分散板构成的间隔壁I而流入上方和下方的气体吸附区域1、B2，在此，根据吸附剂的特性来吸附混合气体中的特定气体成分，并按照气相对非吸附成分进行浓缩。浓缩后的气体穿过由分散板构成的间隔壁I流出到位于上方和下方的最外侧的废气流出区域CpC2，然后经由气体排出管3排出。
[0074]在处于清洗工序的吸附槽X2中，在处于解吸工序的吸附槽X3中被解吸出的一部分高纯度的吸附气体作为清洗气体被供给到气体流入区域A中。该清洗气体穿过由分散板构成的间隔壁I从上方和下方的气体吸附区域1、B2流入废气流出区域Cp C2,由此，气体吸附区域BpB2内的杂质气体被清除至废气流出区域CpC2，进行气体吸附区域BpB2的清洗。流出到废气流出区域Cp C2的清洗废气通过气体排出管3排出。
[0075]在处于解吸工序的吸附槽X3中，利用真空泵4使槽内压力降低，使吸附气体从吸附剂脱离，并回收高纯度的气体。并且,如上所述,将一部分所述高纯度的气体作为清洗气体供给到处于清洗工序的吸附槽中。
[0076]关于吸附工序和解吸工序的压力，只要将解吸压力设定得比吸附压力低即可。因此，例如可将吸附压力设为大气压并将解吸压力设为真空，也可以通过加压来设定吸附压力并将解吸压力设为大气压或真空。
[0077]如上所述，在3座吸附槽X1?X3中，按照一定的时间依次实施3个工序，由此能够从混合气体中连续地制造高纯度气体。[0078](第3实施方式)
[0079]图6是示意性地示出本申请的第3发明的第3实施方式的气体吸附分离装置的立体图。图7是示意性地示出构成图6所示的气体吸附分离装置的一个吸附槽即吸附塔的立体图。图8是图6所示的吸附槽的水平剖视图。
[0080]该第3实施方式的气体吸附分离装置也具备3座吸附槽X1?x3，在这3座吸附槽X1?X3中，按照吸附工序、清洗工序、解吸工序的顺序交替进行这些工序。另外，气体吸附分离装置也可以是这样的装置:具备2座吸附槽，在这2座吸附槽中交替进行吸附工序和解吸工序，即，不进行清洗工序。
[0081]各吸附槽X为枕型，吸附槽X的内部被间隔成在水平方向上并列的5个区域。这5个区域中的中央的区域构成了气体流入区域A，与该气体流入区域A相邻的两侧的区域构成了气体吸附区域B2,分别与这些气体吸附区域B2相邻的最外侧的区域构成了废气流出区域Q、C2。如上所述，枕型的吸附槽X是指横圆筒型形状的吸附槽，该筒两端具有球面状的圆度。另外，吸附槽X的径向上的截面形状也可以是椭圆形。
[0082]为了隔开各个区域而在吸附槽X内沿水平方向设置的由分散板构成的间隔壁I由在整个表面上都具有小孔的例如金属网等多孔板构成，所述小孔能够在将粒状的吸附剂保持于气体吸附区域BpB2内的同时使气体通过。在本第3实施方式中，间隔壁I呈直线状间隔吸附槽X的内部，从而形成了各个区域。
[0083]气体流入区域A和废气流出区域Q、C2是与气体吸附区域BpB2之间使气体穿过间隔壁I而进出的空间部。
[0084]与所述气体流入区域A连接着用于供给混合气体的气体供给管2。并且，与各个废气流出区域Cp C2连接着气体排出管3，该气体排出管3用于排出吸附、分离了一部分混合气体之后的气体即浓缩了的气体。气体供给管2的混合气体供给位置是任意的。另外，也可以在气体流入区域A中设置能够在整个区域中均匀地供给混合气体的分散喷嘴。
[0085]在这样的气体吸附分离装置中，在处于吸附工序的吸附槽X1中通过气体供给管2向气体流入区域A导入混合气体。导入该气体流入区域A的混合气体穿过由分散板构成的间隔壁I而流入两侧的气体吸附区域1、B2，在此，根据吸附剂的特性来吸附混合气体中的特定气体成分，并按照气相对非吸附成分进行浓缩。浓缩后的气体穿过由分散板构成的间隔壁I流出到位于左侧和右侧的最外侧的废气流出区域CpC2，然后通过气体排出管3排出。
[0086]在处于清洗工序的吸附槽X2中，在处于解吸工序的吸附槽X3中被解吸出的一部分高纯度的吸附气体作为清洗气体被供给到气体流入区域A中。该清洗气体穿过由分散板构成的间隔壁I从两侧的气体吸附区域氏、B2流入废气流出区域Cp C2中，由此，气体吸附区域V B2内的杂质气体被清除至废气流出区域Cp C2，进行气体吸附区域B2的清洗。流出到废气流出区域Cp C2的清洗废气通过气体排出管3排出。
[0087]在处于解吸工序的吸附槽X3中，利用真空泵4使槽内压力降低，使吸附气体从吸附剂脱离，并回收高纯度的气体。并且,如上所述,将一部分所述高纯度的气体作为清洗气体供给到处于清洗工序的吸附槽中。
[0088]关于吸附工序和解吸工序中的压力，只要将解吸压力设定得比吸附压力低即可。因此，例如也可将吸附压力设为大气压并将解吸压力设为真空，也可以通过加压来设定吸附压力并将解吸压力设为大气压或真空。[0089]如上所述，在3座吸附槽X1~X3中，按照一定的时间依次实施3个工序，由此，能够从混合气体中连续地制造高纯度气体。
[0090]本发明的装置与填充于气体吸附区域B2中的吸附剂的种类无关。可根据所要吸附的气体的种类，采用沸石系、活性炭系、氧化铝系等任意的吸附剂。另外，适用本发明的装置的混合气体的种类和吸附、分离的气体成分的种类也是任意的。
[0091]另外，本发明的装置还可以应用于一边进行冷却一边进行吸附并在再生时进行加温的方式的变温吸附法、或者将该变温吸附法与变压吸附法组合而成的变压/变温吸附法。在此情况下，可采用向气体吸附区域1、B2中插入用于加热/冷却的热交换管等的结构。
[0092]本发明的气体吸附分离装置能够提高吸附剂相对于容积的填充率，从而能够实现装置的紧凑化和效率的提高。图9A、图9B是枕型吸附槽的径向上的纵剖视图。例如，如图9A所示，在直径Ltl为6.5m的枕型的吸附槽中设置有层厚I为2.5m的单一吸附剂层而成的现有类型的装置的情况下，吸附层的长度为45m，其体积利用率只不过为48%。与此相对，如图9B所示，在隔着作为宽度I2例如为0.5m的气体流入区域A的空间设置有层厚I1' I3例如为2.5m的两个吸附剂层而成的本发明的装置的情况下，吸附层的长度为26m，其体积利用率增加至83%。另外，废气流出区域Cp C2的宽度L、I4都为例如0.5m。其结果是，在现有类型的枕型的气体吸附分离装置中需要50m的长度的情况下，在本发明的枕型吸附装置中只需要大约29m的长度就能够填充相同量的吸附剂。并且，已经确认到:在各种气体吸附分离装置中都能够提高吸附剂相对于容积的填充率，从而能够实现装置的紧凑化和效率的提闻。
[0093]并且，只要采用活性炭或X型沸石等作为吸附剂，也能够没有问题地应用于二氧化碳从混合气体的吸附分离。并且，在本发明中，由于吸附剂的层厚被分割成两部分，因此能够减小各吸附剂层的厚度。因此，具有既能够减小压力损失又能够缩短吸附和解吸所需时间这样的优点。并且，由于吸·附槽为纵圆筒型或枕型，吸附装置的宽度从混合气体的气体流入区域A朝向废气流出区域Cp C2减小，因此，即使混合气体的体积由于气体吸附而减小，混合气体的线速度也不会降低，因此，能够获得可进一步缩短吸附所需时间这一优异的效果。
[0094]以上，对本发明的实施方式具体地进行了说明，但本发明不受上述实施方式限定，可以基于本发明的技术构思进行各种变形。例如，在上述实施方式中所列举的数值只不过是一个例子，也可以根据需要使用与该数值不同的数值。
[0095]标号说明
[0096]1:间隔壁;
[0097]2:气体供给管；
[0098]3:气体排出管；
[0099]4:真空泵；
[0100]A:气体流入区域；
[0101]B1J2:气体吸附区域；
[0102]C^C2:废气流出区域。
【权利要求】
1.一种气体吸附分离装置，所述气体吸附分离装置具备多座吸附槽，所述吸附槽使混合气体通过而与吸附剂接触来吸附混合气体中的I种以上的气体成分,在该多座吸附槽中交替地进行吸附工序和解吸工序、或者交替地进行吸附工序、清洗工序和解吸工序， 所述气体吸附分离装置的特征在于， 各个吸附槽为纵圆筒型，吸附槽的内部被间隔成在水平方向上并列的5个区域，这些区域中的中央的区域构成为气体流入区域，与该气体流入区域相邻的两侧的区域构成为气体吸附区域，与各个所述气体吸附区域分别相邻的最外侧的区域构成为废气流出区域。
2.一种气体吸附分离装置，所述气体吸附分离装置具备多座吸附槽，所述吸附槽使混合气体通过而与吸附剂接触来吸附混合气体中的I种以上的气体成分,在该多座吸附槽中交替地进行吸附工序和解吸工序、或者交替地进行吸附工序、清洗工序和解吸工序， 所述气体吸附分离装置的特征在于， 各个吸附槽为枕型，吸附槽的内部被间隔成在高度方向上并列的5个区域，这些区域中的中央的区域构成为气体流入区域，与该气体流入区域相邻的上方和下方的区域构成为气体吸附区域，与各个所述气体吸附区域分别相邻的最外侧的区域构成为废气流出区域。
3.一种气体吸附分离装置，所述气体吸附分离装置具备多座吸附槽，所述吸附槽使混合气体通过而与吸附剂接触来吸附混合气体中的I种以上的气体成分,在该多座吸附槽中交替地进行吸附工序和解吸工序、或者交替地进行吸附工序、清洗工序和解吸工序， 所述气体吸附分离装置的特征在于， 各吸附槽为枕型，吸附槽的内部被间隔成在水平方向上并列的5个区域，这些区域中的中央的区域构成为气体流入区域，与该气体流入区域相邻的两侧的区域构成为气体吸附区域，与各个所述气体吸附区域分别相邻的最外侧的区域构成为废气流出区域。
4.根据权利要求1?3中的任意一项所述的气体吸附分离装置，其特征在于， 相邻的区域之间被能够供气体通过的间隔壁隔开，所述气体流入区域和所述废气流出区域是与所述气体吸附区域之间使气体穿过间隔壁而进出的空间部。
【文档编号】B01D53/04GK103796731SQ201280039984
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2012年8月31日 优先权日:2011年8月31日
【发明者】斋间等, 茂木康弘, 原冈卓司, 三宅正训, 高田吉则 申请人:杰富意钢铁株式会社, 住友精化株式会社