JPS60210507A - Method for controlling turn-down in pressure fluctuation adsorption process - Google Patents
Method for controlling turn-down in pressure fluctuation adsorption processInfo
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- JPS60210507A JPS60210507A JP59062125A JP6212584A JPS60210507A JP S60210507 A JPS60210507 A JP S60210507A JP 59062125 A JP59062125 A JP 59062125A JP 6212584 A JP6212584 A JP 6212584A JP S60210507 A JPS60210507 A JP S60210507A
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- Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、圧力変動吸着法による富酸素ガスの製造に関
し、更に詳しく述べるならば、富酸素ガスの流出の闇の
流出速度等の特性が低下する期間aちターンダウンの間
、圧力変動吸着の系を制御する方法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Technical Field The present invention relates to the production of oxygen-rich gas by a pressure fluctuation adsorption method. The present invention relates to a method for controlling a system of pressure fluctuation adsorption during turndown.
従来技術
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51−405
49号、特開昭53−96987号及び特開昭58−8
4020号)。It is known that oxygen-enriched gas can be produced by separating oxygen/nitrogen mixed gas such as air through pressure fluctuation adsorption using the selective adsorption of nitrogen by adsorbents such as synthetic zeolite and natural zeolite. (For example, Special Publick
No. 49, JP-A-53-96987 and JP-A-58-8
No. 4020).
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、前吸着性
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。In producing oxygen-rich gas by such a method, an oxygen/nitrogen mixed gas is introduced into each of a plurality of adsorption towers containing adsorbent beds to remove nitrogen by adsorption, and the pre-adsorptive oxygen is removed by adsorption. The concentrated and enriched gas is extracted from the adsorption tower and used as product gas.
そして、吸着塔内の吸着剤を再生するための減圧、パー
ジ、排気等の工程と前記吸着分離工程’ttlVA次に
各吸着塔内において切換操作するのである。Then, the processes of depressurization, purging, exhaust, etc. for regenerating the adsorbent in the adsorption tower and the adsorption/separation process 'ttlVA' are then switched within each adsorption tower.
このような圧力変動吸着の系におけるターンダウン制御
の方法は、特開昭54−16375号に開示されている
。この方法は、特定の大気圧脚上の加圧サイクルにおけ
る圧力変動吸着の系についてターンダウン制御を行うも
のである。即ち、第1の吸着塔において、供給ガスは加
圧吸着に付され、吸着圧が漸次上昇されながら、生成物
ガスが取り出はれる。そして塔内圧力が最高圧力に達し
た後、供給ガスの導入は他の吸着塔に移されるが、第1
の吸着塔からの生成物ガスは並流減圧によって製品とし
て取シ出され、同時に他の吸着塔における均圧及びパー
ツにもオU用される。次に、第1の吸着塔の塔内圧力は
大気圧まで向流減圧され、これによって吸着物質の脱着
が省われ、更に向流パーツによって吸着床の再生が行わ
れる。吸着塔は2個り十からなり、連続的に生成物ガス
t−得ることができる。そして、このような圧力変動吸
着サイクルにおいて、1サイクル、1吸着床当りの生成
物ガスの発生量を設定しておき、生成物ガスの使用要求
量が減少したときに生成物ガスの発生量が上記設定量に
達するまで、前記サイクルを次のステップに前進させず
、一方供給ガスによる加圧が行われている吸着塔では最
大吸着圧に達したときに圧縮機をアンロード(無負荷)
状態にして、供給ガスの導入を停止し、動力を削減する
ものである。しかして、このターンダウン制御は加圧型
の圧力変動吸着サイクルにおいて行われており、圧力変
動範囲が大気圧より低圧の真空側に及ぶような真空型の
圧力変動吸着サイクルにおいてターンダウン制御を行う
例は従来皆無である。A method of turndown control in such a pressure fluctuation adsorption system is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 16375/1983. This method performs turndown control on a system of pressure fluctuation adsorption in a pressurization cycle on a specific atmospheric pressure leg. That is, in the first adsorption tower, the feed gas is subjected to pressure adsorption, and the product gas is taken out while the adsorption pressure is gradually increased. After the internal pressure of the tower reaches the maximum pressure, the introduction of feed gas is transferred to other adsorption towers, but the first
The product gas from the adsorption tower is taken out as a product by co-current depressurization and is simultaneously used for pressure equalization and parts in other adsorption towers. The internal pressure of the first adsorption column is then countercurrently reduced to atmospheric pressure, thereby eliminating desorption of the adsorbed material and further regenerating the adsorption bed by means of the countercurrent part. The adsorption tower consists of two adsorption towers and can continuously obtain product gas. In such a pressure fluctuation adsorption cycle, the amount of product gas generated per cycle and per adsorption bed is set, and when the required amount of product gas usage decreases, the amount of product gas generated increases. The cycle is not advanced to the next step until the set amount is reached; on the other hand, in an adsorption tower that is pressurized by the supply gas, the compressor is unloaded (no load) when the maximum adsorption pressure is reached.
In this case, the supply gas is stopped and the power is reduced. However, this turndown control is performed in a pressurized pressure fluctuation adsorption cycle, and an example of performing turndown control in a vacuum type pressure fluctuation adsorption cycle where the pressure fluctuation range extends from atmospheric pressure to the vacuum side. Conventionally, there is no such thing.
発明の目的
本発明の主要な目的は、増大圧力吸着及び真空脱着(再
生)を含む圧力変動吸着法による富酸素ガスの製造の糸
においてターンダウン制御ヲ行い、この系の動力を効果
的に削減する方法を提供することにある。OBJECTS OF THE INVENTION The main object of the present invention is to perform turndown control in the production of oxygen-rich gas by pressure fluctuation adsorption, including increased pressure adsorption and vacuum desorption (regeneration), and to effectively reduce the power of this system. The goal is to provide a way to do so.
発明の構成
本発明は即ち圧力変動吸着法におけるターンダウン制御
方法を提供するものであって、この方法は、
窒素を選択的に吸着する吸着剤の床を充填した3個の吸
着塔を用い、前記吸着塔に酸素及び窒素を主として含む
混合カス全流通させて窒素を吸着除去し、富酸素ガスを
製造するに当り、それぞれの吸着塔において、加圧混合
ガスの供給により塔内圧力を増大させ、窒素を選択的に
吸着きせ、そして富酸素ガスを取り出す増大圧力吸着工
程、向流方向に真空排気する真空再生工程、他塔からの
富酸素ガスによるパーツと同時に向流方向に真空排気す
るノ9−ソ工程、及び他塔からの富酸素ガスの導入によ
りこの他塔との塔内圧力の均等化を行う均圧工程を含む
サイクルを、位相を変えて順次に実施することからなる
圧力変動吸着法において、前記均圧工程の終了後におい
て、富酸素ガスが引続き取シ出されている吸着塔からの
富酸素ガスの取シ呂しの間の少なくとも一期間、流出す
る富酸素ガスの量、速度、濃度及び圧力を含む少なくと
も1種の富酸素ガス流れ特性を監視し、前記特性が所定
の値に達するまで前記工程サイクルを次工程に前進させ
ることなく、一方前記加圧が行われている吸着塔への加
圧混合ガスの供給を、この塔の塔内圧力が所定の圧力に
到達するか又は前記均圧工程が終了すると同時に停止さ
せ、また前記真空排気が行われている他の吸着塔からの
排気を、この塔の塔内圧力が所定の真空圧力に到達する
か又は前記均圧工程が終了すると同時に停止させること
を特徴とする。Components of the Invention The present invention provides a turndown control method in a pressure swing adsorption process, which uses three adsorption towers filled with beds of adsorbent that selectively adsorbs nitrogen; In producing oxygen-rich gas by passing the entire mixed gas mainly containing oxygen and nitrogen through the adsorption tower to adsorb and remove nitrogen, in each adsorption tower, the pressure inside the tower is increased by supplying a pressurized mixed gas. , an increased pressure adsorption process that selectively adsorbs nitrogen and extracts oxygen-rich gas, a vacuum regeneration process that evacuates in a countercurrent direction, and a process in which parts are evacuated in a countercurrent direction simultaneously with oxygen-rich gas from other columns. 9- Pressure fluctuation consisting of sequentially carrying out a cycle with different phases including a step and a pressure equalization step in which the pressure inside the column is equalized by introducing oxygen-rich gas from another column. In the adsorption method, after the end of the pressure equalization step, the amount of oxygen-rich gas flowing out during at least one period during which the oxygen-rich gas is withdrawn from the adsorption tower from which oxygen-rich gas is continuously withdrawn. monitoring at least one oxygen-enriched gas flow characteristic, including velocity, concentration, and pressure, and not advancing the process cycle to the next step until said characteristic reaches a predetermined value, while said pressurization is being performed. The supply of the pressurized mixed gas to the adsorption tower is stopped at the same time as the internal pressure of this tower reaches a predetermined pressure or the pressure equalization step is completed, and the supply of the pressurized mixed gas to the adsorption tower that is being The method is characterized in that exhaust gas from the adsorption tower is stopped at the same time as the internal pressure of the adsorption tower reaches a predetermined vacuum pressure or the pressure equalization step is completed.
発明の構成の具体的説明
本発明においては、吸着剤の床を充填した3個の吸着塔
が用いられ、吸着剤としては合成ゼオライト、例えば、
モレキーラーシープス5A又は13X1や天然ゼオライ
ト、例えば、モルデナイト等が用いられる。そして、こ
のような3個の吸着塔A、B及びC′([−用いて以下
の如きサイクルで吸着及び脱着が繰p返されるのである
。Detailed Description of the Structure of the Invention In the present invention, three adsorption towers filled with beds of adsorbent are used, and the adsorbent is synthetic zeolite, e.g.
Molecuiler Sheeps 5A or 13X1 and natural zeolite, such as mordenite, are used. Adsorption and desorption are repeated in the following cycle using these three adsorption towers A, B and C'.
例えば、1吸着塔当りの1工程サイクルに2回の均圧工
程を含むようなサイクルは、次の態様による。For example, a cycle including two pressure equalization steps in one step cycle per adsorption tower is according to the following embodiment.
ステップI
A塔下部の混合ガス供給口から加圧混合ガスが供給され
る。同時に、既に前ステップにおいて塔内圧力が所定圧
力まで高められ、與品富酸素ガスを放出しているC塔上
部の製品出口とA塔上部とを連通させることに工り、A
塔とC塔間の圧力均等化を行う(第1均圧)。一方、窒
素で飽和されたB塔は、向流減圧され、窒素が脱着され
る。Step I A pressurized mixed gas is supplied from the mixed gas supply port at the bottom of the A column. At the same time, the internal pressure of the column has already been increased to a predetermined pressure in the previous step, and the product outlet at the upper part of the C column, which is releasing oxygen-rich gas, is communicated with the upper part of the A column.
Equalize the pressure between the column and C column (first pressure equalization). On the other hand, the nitrogen-saturated column B is depressurized countercurrently and nitrogen is desorbed.
ステップ2
A塔は、加圧混合ガスの供給によって漸次加圧されると
同時に、製品富酸素ガスを放出する。一方、C塔上部か
らの濃縮酸素がB塔の上部に供給され、B塔内を向流洗
浄しながら、真空ポンプによって系外に排出される(真
空・セージ)。C塔は、・9−ジ用富酸素方スを並流減
圧により放出し、塔内圧力が更に低下する。Step 2 The A column is gradually pressurized by supplying pressurized mixed gas and at the same time releases the product oxygen-rich gas. On the other hand, concentrated oxygen from the upper part of the C tower is supplied to the upper part of the B tower, and is discharged outside the system by a vacuum pump while countercurrently cleaning the inside of the B tower (vacuum/sage). The C column discharges the oxygen-rich gas for 9-di by cocurrent depressurization, and the pressure inside the column further decreases.
ステップ3
A塔では、製品富酸素ガスが放出されつつ、更に塔内圧
力が亮″!!シ、所定圧力にまで達する。一方、C塔上
部に残留する富酸素ガスをB塔の下部又は上部に供給す
ることにより、B塔とC塔間の圧力の均等化を行う(第
2均圧)。Step 3 In column A, the product oxygen-rich gas is released while the pressure inside the column rises and reaches a predetermined pressure.Meanwhile, the oxygen-rich gas remaining in the upper part of column C is transferred to the lower or upper part of column B. The pressure between the B column and the C column is equalized by supplying the same to the above (second pressure equalization).
以上の態様を6塔において位相を変えてステップ9まで
繰シ返し、完全な1サイクルを完了する。The above process is repeated up to step 9 by changing the phase in the 6 towers to complete one complete cycle.
同様に、1回の均圧工程のみを含むようなサイクルにお
いては、前述のステンf3を除く、ステップ1及び2か
らなる態様を6塔において位相を ゛変えてステラf6
まで繰シ返し、完全な1サイクルを完了する。Similarly, in a cycle that includes only one pressure equalization step, the mode consisting of steps 1 and 2, excluding the above-mentioned sten f3, is changed in phase in 6 columns to perform ster f6.
Repeat until 1 complete cycle.
このような圧力変動吸着サイクルによれば、一定時間で
の切換によって連続的に富酸素カスが得られる。しかし
ながら、一定速度で製品の冨#に累ガスを取シ出すよう
な場合は問題は無いのであるが、製品富酸素ガスの使用
要求量等が変化する場合も多く、このような場合におい
ても混合ガス加圧用圧縮機及び排気用真空ポンプにより
消費される動力は削減いれることがなく、全く同じ動力
が消費される。−しかして、本発明は、流出する富酸素
ガスの流れ特性を監視し、この特性が予め設定された所
定の値に達するまでステップを停止はせ、少なくともそ
の間の一期間圧縮機及び真空ポンプをアンロード状態に
して動力を削減することを可能にしたものである。ここ
にいう流れ特性としては、例えば、流出する富酸素ガス
の量、速度、濃度、圧力等がある。According to such a pressure fluctuation adsorption cycle, oxygen-enriched sludge can be continuously obtained by switching over a certain period of time. However, there is no problem when the accumulated gas is removed from the product at a constant rate, but there are many cases where the required amount of product oxygen-rich gas changes, and even in such cases, mixing The power consumed by the gas pressurizing compressor and the exhaust vacuum pump is not reduced, and exactly the same power is consumed. - Thus, the present invention monitors the flow characteristics of the exiting oxygen-rich gas, stops the step until this characteristic reaches a preset predetermined value, and turns off the compressor and vacuum pump for at least a period of time. This makes it possible to reduce power by placing it in an unloaded state. The flow characteristics mentioned here include, for example, the amount, velocity, concentration, and pressure of the oxygen-rich gas flowing out.
圧縮機及び排気用真空ポンプのアンロードを実施するに
は、次の如き態様がある。即ち、1つの態様においては
、前述の均圧工程(前記9ステツグからなるサイクルに
おいては第1均圧工程)が終了した後で、加圧混合ガス
の供給によル加圧されている吸着塔の塔内圧力が所定圧
力(サイクルにおける最高圧力)に到達すると圧&i機
がアンロードされ、一方真空排気されている吸着塔の塔
内圧力が所定の真空圧力(サイクルにおける最低圧力に
到達すると真空ポンプがアンロードされる。このときの
圧縮機及び真空ポンプのそれぞれのアンロードは、例え
ば、各塔内圧力又は供給混合ガスライン及び真空排気ラ
イン圧力に感知して作動するような圧力スイッチによシ
行うことができる。There are the following ways to unload the compressor and exhaust vacuum pump. That is, in one embodiment, after the aforementioned pressure equalization step (in the cycle consisting of the nine steps, the first pressure equalization step) is completed, the adsorption tower is pressurized by supplying the pressurized mixed gas. When the internal pressure of the adsorption tower reaches a predetermined pressure (the highest pressure in the cycle), the pressure & i machine is unloaded, and on the other hand, when the internal pressure of the evacuated adsorption tower reaches the predetermined vacuum pressure (the lowest pressure in the cycle), the vacuum The pumps are unloaded. At this time, each unloading of the compressor and vacuum pump is performed by, for example, a pressure switch activated by sensing the pressure inside each column or the pressure of the supply mixed gas line and the vacuum exhaust line. You can do it.
他の態様においては、前述の均圧工程が終了すると同時
に、圧縮機及び真空ポンプが共にアンロードされ、次工
程が開始されると同時に再びロード(負荷)される。こ
の場合、これらの圧縮機及び真空ポンプのロード及びア
ンロードは、例えば、また、第3の態様において法前述
の均圧工程が終了した後で、加圧混合ガスの供給により
加圧されている吸着塔の塔内圧力が所定の圧力(サイク
ルにおける最筋圧力に到達すると圧縮機がアンロードさ
れ、一方真空ポンプは均圧工程が終了すると同時にアン
ロードはれる。この場合には、例1えば、圧縮機のアン
ロードは圧力スイッチにより行うことができ、真空ポン
プのアンロードはステップの停止と同時に行うことがで
きる。尚、この第3の態様による場合は、)や−ジ中に
真空ポンプのON −OF Fが生じないために、脱着
操作が安定して行える利点がある。In other embodiments, the compressor and vacuum pump are both unloaded upon completion of the pressure equalization step described above and loaded again upon initiation of the next step. In this case, the loading and unloading of these compressors and vacuum pumps are pressurized by supplying a pressurized mixed gas, for example, also after the above-mentioned pressure equalization step is completed. When the internal pressure of the adsorption tower reaches a predetermined pressure (the maximum pressure in the cycle), the compressor is unloaded, while the vacuum pump is unloaded at the same time as the pressure equalization process is completed. In this case, for example, , the compressor can be unloaded by a pressure switch, and the vacuum pump can be unloaded at the same time as the step is stopped.In addition, in the case of this third aspect, the vacuum pump can be unloaded during the Since ON-OF does not occur, there is an advantage that the attachment/desorption operation can be performed stably.
以下、添附図面を参照しながら、本発明の具体的な実旋
態様について説明する。尚、以下においては、流れ特性
として富酸素ガスの流出量を計量して監視する場合を例
にとって説明する。Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the following description, an example will be explained in which the outflow amount of oxygen-rich gas is measured and monitored as a flow characteristic.
第1図は、本発明方法を説明するための具体的装置の系
統図である。第2図は、9ステツプの場合の本発明方法
の工程操作順序を示す模式図である。第3図は、6ステ
ツプの場合の本発明方法の工程操作順序を示す模式図で
ある。FIG. 1 is a system diagram of a specific apparatus for explaining the method of the present invention. FIG. 2 is a schematic diagram showing the process operation sequence of the method of the present invention in the case of 9 steps. FIG. 3 is a schematic diagram showing the process operation sequence of the method of the present invention in the case of six steps.
製品富酸素カスラインに流量計25を備え、その@号は
周波数パルス変換され、設定器付のカウンター27に送
られる。1つの吸着基当9の富酸素ガスの設定流量を1
00%とすれは、例えば50チの富酸素ガス流量の時に
は設定値に達するまでに、2倍の時間を要する。一方、
製品ガス流量が100%の時には、例えは、第2図のス
テラf2からカウントが開始され、ステップ2〜4即ち
A塔のみが富酸素ガスを放出している期間まで、約60
秒間で行われ、次のステラf5に進む。しかし、製品ガ
ス流量が、例えば、50%の時には、本発明に従って新
たに設けられるステップ4′において、設定値に対して
カウントアウトされるまで、2倍の120秒を要するこ
とになる。そして、カウントアウトされるまで、ステッ
プ4′からステップ5に進まないのである。A flow meter 25 is provided in the product oxygen-enriched waste line, and the @ number is converted into a frequency pulse and sent to a counter 27 with a setting device. The set flow rate of oxygen-rich gas of 9 per adsorption group is 1
00%, for example, when the oxygen-rich gas flow rate is 50 cm, it takes twice as long to reach the set value. on the other hand,
When the product gas flow rate is 100%, for example, counting starts from Stella f2 in FIG.
This is done in seconds, and the process advances to the next Stella f5. However, when the product gas flow rate is, for example, 50%, it will take twice as long, 120 seconds, to count out against the set value in step 4', which is newly provided according to the present invention. Then, the process does not proceed from step 4' to step 5 until it is counted out.
ステップ4′又はステップ5で、B塔は既に所定の圧力
にまで達するため、この吸着塔の吸着圧力又は供給混合
ガスラインの圧力を圧力スイッチ29で検出することに
よって、加圧側の混合ガス圧縮機20をアンロードさせ
る。一方、ステラf4’では、C塔の真空排気は終了し
、所定の真空圧力にまで達すると、弁5は閉じられ、弁
7が開かれることにより、真空ポンプ19の吸込は大気
から直接行われることになるため、下記の(1]式、(
式中、Laは軸馬力(kW)、△Pは吐出圧力と吸込圧
力の差圧(呻/cm” )、Q8は理論吸込風量(−7
分)、ηは効率である)
に示すように、ΔPが小さくなる結果、動力は大幅に低
下する。In step 4' or step 5, since the B column has already reached a predetermined pressure, by detecting the adsorption pressure of this adsorption column or the pressure of the supplied mixed gas line with the pressure switch 29, the mixed gas compressor on the pressurizing side is 20 is unloaded. On the other hand, in Stella f4', when the evacuation of the C tower is completed and a predetermined vacuum pressure is reached, the valve 5 is closed and the valve 7 is opened, so that the vacuum pump 19 draws directly from the atmosphere. Therefore, the following equation (1), (
In the formula, La is the shaft horsepower (kW), △P is the differential pressure between the discharge pressure and the suction pressure (moan/cm"), and Q8 is the theoretical suction air volume (-7
(min) and η is efficiency), as a result of a decrease in ΔP, the power is significantly reduced.
6ステノプから彦る圧力変動吸着のサイクルの場合も全
く同様である。即ち、第3図に示すように、ステラf2
からカウントが開始され、A塔のみが富酸素ガスを放出
している期間の製品カス流量をカウントする。設定値に
達する壕で、本発明に従って新たに設けられるステップ
3′において停ml ソー/T% −y = −、−I
II J ry Jh−h −a、 +−例えば、製品
ガス流量が設定値の50%の時は、ステラf3’でA塔
は所定の圧力に達し、吸着塔の吸着圧力又は供給混合ガ
スラインの圧力を圧力スイッチ29で検出することによ
って、加圧側゛の混合ガス圧縮4120t−アンロード
させる。一方、B塔は真空排気されて所定の真空圧力ま
で達すると、弁5は閉じられ、弁7が開かれることによ
り、真空ボン7″19の吸込は大気から直接行われるこ
とになり、真空ポンプはアンロード状態となる。The same is true for the pressure fluctuation adsorption cycle starting from 6 steps. That is, as shown in FIG.
Counting starts from , and the product sludge flow rate during the period when only tower A is releasing oxygen-rich gas is counted. At the point where the set value is reached, in step 3', which is newly provided according to the invention, the stop ml so/T% -y = -, -I
II J ry Jh-h -a, +-For example, when the product gas flow rate is 50% of the set value, the A column reaches the predetermined pressure at Stella f3', and the adsorption pressure of the adsorption column or the supply mixed gas line increases. By detecting the pressure with the pressure switch 29, the compressed mixed gas 4120t on the pressurizing side is unloaded. On the other hand, when the B tower is evacuated and reaches a predetermined vacuum pressure, the valve 5 is closed and the valve 7 is opened, so that the suction into the vacuum bomb 7''19 is performed directly from the atmosphere, and the vacuum pump is in an unloaded state.
このように、製品富酸素ガスの流量の減少につれて、ア
ンミード時間は長くなシ、消費動力は減少する。In this way, as the flow rate of the product oxygen-rich gas decreases, the unmead time becomes longer and the power consumption decreases.
尚、第1図において、IA〜IC,2A〜2C。In addition, in FIG. 1, IA to IC, 2A to 2C.
3A〜3C,4A〜4C15,6A〜6C17,9,1
0,11,17は弁であり、18はアフタークーラー、
19は真空ポンプ、20は圧縮機、21はミヌトセノぐ
レータ、22は製品である富酸素ガスの流出流、23は
分離除去された窒素を主体とするガスの流出流、24は
吸込サイレンサー、9Ru牙リフすス?l/F畳針 9
6はトランス?ッi−、27はカウンター、28は制御
盤、そして29,30は圧力スイッチである3、制御盤
28からは、6弁、圧縮機及び真空ボンデに対して制御
信号が送られる。3A-3C, 4A-4C15, 6A-6C17, 9, 1
0, 11, 17 are valves, 18 is an aftercooler,
19 is a vacuum pump, 20 is a compressor, 21 is a minutocenogulator, 22 is an outflow of oxygen-rich gas as a product, 23 is an outflow of a gas mainly composed of separated and removed nitrogen, 24 is a suction silencer, 9Ru Fang rifusu? l/F tatami needle 9
Is 6 trance? 27 is a counter, 28 is a control panel, and 29 and 30 are pressure switches.3 From the control panel 28, control signals are sent to 6 valves, a compressor, and a vacuum bonder.
第4図は、9ステツプからなるサイクルにおいてターン
ダウン制御が行われない場合の各吸着塔における圧力変
動・9ターンの一例を示すグラフである。第5図は、6
ステツプからなるサイクルの場合の同様の圧力変動ノ4
’ターンの一例を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing an example of pressure fluctuations and nine turns in each adsorption tower when turndown control is not performed in a cycle consisting of nine steps. Figure 5 shows 6
Similar pressure fluctuations in the case of a cycle consisting of steps No. 4
' is a graph showing an example of a turn.
第6図は、第5図に示すパターンの圧力変動を与えたと
きの圧縮機及び真空ポンプの動力の変化を示すグラフで
あり、グラフ中にはターンダウン制御を行わなかった場
合のほか、本発明に従ってターンダウン制御を行った場
合も併せ示されている。本発明においては、このように
、製品富酸素ガスの流出量の変化に応じて動力が変化追
随きれて、省エネルギーを図る制御を行うことができる
。Figure 6 is a graph showing changes in the power of the compressor and vacuum pump when pressure fluctuations in the pattern shown in Figure 5 are applied. A case where turndown control is performed according to the invention is also shown. In this way, in the present invention, the power can follow changes in accordance with changes in the outflow amount of the product oxygen-rich gas, and control for energy saving can be performed.
上記のようにしてターンダウン制御を行うと、第7図に
示すように(9ステツプの場合)、ターンダウンの間に
おける待機時間が延長される程、製品富酸素ガスの濃度
の低下が大きくなる。これは、待機時間が長くなると、
窒素の吸着前縁の移動速度が遅くなり、逆に窒素の拡散
が生じて、シャープな吸着前線が得られなくなるからで
ある。When turndown control is performed as described above, as shown in Figure 7 (in the case of 9 steps), the longer the waiting time during turndown, the greater the decrease in the concentration of the product oxygen-rich gas. . This means that the longer the waiting time is,
This is because the moving speed of the nitrogen adsorption front becomes slow, and conversely, nitrogen diffusion occurs, making it impossible to obtain a sharp adsorption front.
そのため、製品ガスの酸素濃度の低下をできるだけ防ぐ
ためには、サイクルタイムの理想時間(例えば、1つの
吸着塔当りのサイクルタイムを60秒とすると、理想時
間は(設定流量/製品ガス流量)×60秒となる)を、
待機時間が延長されるに従ってよシ大きく短縮すること
が必要である。Therefore, in order to prevent the oxygen concentration of the product gas from decreasing as much as possible, the ideal cycle time (for example, if the cycle time per adsorption tower is 60 seconds, the ideal time is (set flow rate / product gas flow rate) x 60 seconds). seconds),
As the waiting time is extended, it is necessary to significantly shorten it.
第8図は、設定流量に対する製品ガス流量の割合と各吸
着塔当りのサイクルタイムの関係を示すグラフである。FIG. 8 is a graph showing the relationship between the ratio of the product gas flow rate to the set flow rate and the cycle time for each adsorption tower.
Xは理想サイクルタイムであり、Yは製品富酸素ガスの
濃度の低下を押えるために必要な実際上のサイクルタイ
ムを示す。従って、実際の操作においては、Yの関係が
得られるようにプログラミングすることによって、ステ
ップの進行をコントロールすることが必要となる。X is the ideal cycle time, and Y is the actual cycle time required to suppress the decrease in the concentration of the product oxygen-rich gas. Therefore, in actual operation, it is necessary to control the progression of steps by programming so that the Y relationship is obtained.
尚、上記の態様においては、圧縮機及び真空ポンプの動
力削減は圧力スイッチによるアンロード方式によって行
われるが、回転数制御によって圧縮機の混合ガス量及び
真空ポンプの吸込量を訓節して行うことも可能である。In the above embodiment, power reduction of the compressor and vacuum pump is performed by an unloading method using a pressure switch, but it is performed by controlling the mixed gas amount of the compressor and the suction amount of the vacuum pump by controlling the rotation speed. It is also possible.
第1図は本発明方法の説明するための系統図、第2図は
9ステツプの場合の工程操作順序を示す模式図、第3図
は6ステツプの場合の工程操作順序を示す模式図、第4
図は9ステツプの場合の圧力変動パターンの一例を示す
グラフ、第5図は6ステツプの場合の圧力変動・やター
ンの一例を示すグラフ、第6図は6ステツプの場合の圧
縮機及び真空ポンプの動力の変化の一例を示すグラフ、
第7図は9ステツプの場合の各吸着塔における製品ガス
の酸素濃度の経時変化を示すグラフ、そして第8図は設
定流量に対する製品カス流量の割合と各吸着塔当りのサ
イクルタイムの関係を示すグラフである。
図において、A、B%Cは吸着塔、IA〜IC。
2A〜2C,3A〜3C14A〜4C15,6A〜6C
17,9,10,11%17は弁であp118はアフタ
ークーラー、19は真空ポンプ、2゜は圧縮機、21は
ミストセパレータ、22は製品である富酸素カスの流出
流、23は分離除去された窒素を主体とするガスの流出
流、24は吸込サイレンサー、25はオリフィス流量計
、 26tj:)ランスミツター、27はカウンター、
28は制御盤、そして29.3oは圧力スイッチである
。
特許出願人
昭和電工株式会社
特許出願代理人
弁理士 青 木 朗
弁理士 西 舘 和 之
弁理士 吉 1) 維 夫
弁理士 山 口 昭 之
弁理士 西 山 雅 也
第3目FIG. 1 is a system diagram for explaining the method of the present invention, FIG. 2 is a schematic diagram showing the process operation order in the case of 9 steps, FIG. 3 is a schematic diagram showing the process operation order in the case of 6 steps, and FIG. 4
The figure is a graph showing an example of a pressure fluctuation pattern in the case of 9 steps, Figure 5 is a graph showing an example of pressure fluctuations and turns in the case of 6 steps, and Figure 6 is a graph of the compressor and vacuum pump in the case of 6 steps. A graph showing an example of a change in the power of
Figure 7 is a graph showing the change over time in the oxygen concentration of the product gas in each adsorption tower in the case of 9 steps, and Figure 8 shows the relationship between the ratio of the product gas flow rate to the set flow rate and the cycle time for each adsorption tower. It is a graph. In the figure, A, B%C are adsorption towers, IA to IC. 2A~2C, 3A~3C14A~4C15, 6A~6C
17, 9, 10, 11% 17 is a valve, p118 is an aftercooler, 19 is a vacuum pump, 2° is a compressor, 21 is a mist separator, 22 is an outflow of the product oxygen-rich scum, 23 is separation and removal 24 is a suction silencer, 25 is an orifice flowmeter, 26tj:) a radiator, 27 is a counter,
28 is a control panel, and 29.3o is a pressure switch. Patent applicant Showa Denko Co., Ltd. Patent agent Akira Aoki Patent attorney Kazuyuki Nishidate Patent attorney Yoshi 1) Takeo Patent attorney Akira Yamaguchi Patent attorney Masaya Nishiyama 3rd
Claims (1)
個の吸着塔を用い、前記吸着塔に酸素及び窒素を主とし
て含む混合ガスを流通させて窒素を吸着除去し、富酸素
ガスを製造するに肖り、それぞれの吸着塔において、加
圧混合ガスの供給により塔内圧力を増大させ、窒素を選
択的に吸着させ、そして富酸素〃スを取り出す増大圧力
吸着工程、向流方向に真空排気する真空再生工程、他塔
からの富酸素ガスによるパージと同時に向流方向に真空
排気するパージ工程、及び他塔からの富酸素ガスの導入
によシこの他塔との塔内圧力の均等化を行う均圧工程を
含むサイクルを、位相を変えて順次に実施することから
なる圧力変動吸着法において、 前記均圧工程の終了後において、富酸素カスが引続き取
シ出されている吸着塔からの富酸素ガスの取シ出しの間
の少なくとも一期間、流出する富酸素ガスの量、速度、
濃度及び圧力を含む少なくとも1種の富酸素ガス流れ特
性を監視し、前記特性が所定の値に達するまで前記工程
サイクルを次工程に前進させることなく、一方前記加圧
が行われている吸着塔への加圧混合ガスの供給を、この
塔の塔内圧力が所定の圧力に到達するか又は前記均圧工
程が終了すると同時に停止させ、また前記真空排気が行
われている他の吸着塔からの排気を、この塔の塔内圧力
が所是の真空圧力に到達するか又は前記均圧工程が終了
すると同時に停止させることを特徴とする圧力変動吸着
法におけるターンダウン制御方法。[Claims] 1. Filled with a bed of adsorbent that selectively adsorbs nitrogen 3.
In each adsorption tower, a mixed gas mainly containing oxygen and nitrogen is passed through the adsorption tower to adsorb and remove nitrogen to produce oxygen-rich gas. An increased pressure adsorption process in which the internal pressure of the column is increased by supply, selectively adsorbing nitrogen, and extracting oxygen-rich gas, a vacuum regeneration process in which the vacuum is evacuated in the countercurrent direction, and purging with oxygen-rich gas from other columns. At the same time, a cycle including a purge process in which the vacuum is evacuated in the countercurrent direction, and a pressure equalization process in which the pressure inside the column is equalized by introducing oxygen-rich gas from another column is performed sequentially with different phases. In the pressure fluctuation adsorption method, which is carried out in The amount and speed of oxygen-rich gas flowing out,
an adsorption column in which at least one oxygen-enriched gas flow characteristic, including concentration and pressure, is monitored, and the process cycle is not advanced to the next step until said characteristic reaches a predetermined value, while said pressurization is being carried out; The supply of the pressurized mixed gas to the adsorption tower is stopped at the same time as the internal pressure of this tower reaches a predetermined pressure or the pressure equalization step is completed, and the supply of the pressurized mixed gas from the other adsorption tower where the evacuation is being performed is stopped. A turndown control method in a pressure fluctuation adsorption method, characterized in that the evacuation of the column is stopped at the same time as the internal pressure of the column reaches a desired vacuum pressure or the pressure equalization step is completed.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59062125A JPS60210507A (en) | 1984-03-31 | 1984-03-31 | Method for controlling turn-down in pressure fluctuation adsorption process |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59062125A JPS60210507A (en) | 1984-03-31 | 1984-03-31 | Method for controlling turn-down in pressure fluctuation adsorption process |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60210507A true JPS60210507A (en) | 1985-10-23 |
Family
ID=13191030
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59062125A Pending JPS60210507A (en) | 1984-03-31 | 1984-03-31 | Method for controlling turn-down in pressure fluctuation adsorption process |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60210507A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1995033681A1 (en) * | 1994-06-02 | 1995-12-14 | Nippon Sanso Corporation | Oxygen generating method based on pressure variation adsorption separation |
JP2005081258A (en) * | 2003-09-09 | 2005-03-31 | Teijin Ltd | Oxygen enricher |
JP2023146365A (en) * | 2022-03-29 | 2023-10-12 | 大陽日酸株式会社 | Operation method of pressure fluctuation adsorption gas separator |
JP2024034463A (en) * | 2022-08-31 | 2024-03-13 | 大陽日酸株式会社 | Pressure fluctuation adsorption device and method |
-
1984
- 1984-03-31 JP JP59062125A patent/JPS60210507A/en active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1995033681A1 (en) * | 1994-06-02 | 1995-12-14 | Nippon Sanso Corporation | Oxygen generating method based on pressure variation adsorption separation |
JP2005081258A (en) * | 2003-09-09 | 2005-03-31 | Teijin Ltd | Oxygen enricher |
JP2023146365A (en) * | 2022-03-29 | 2023-10-12 | 大陽日酸株式会社 | Operation method of pressure fluctuation adsorption gas separator |
JP2024034463A (en) * | 2022-08-31 | 2024-03-13 | 大陽日酸株式会社 | Pressure fluctuation adsorption device and method |
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