[发明专利]气体分离装置及气体分离方法

说明书

一实施方式的气体分离装置(2)具备：第一吸附槽(6)，具有吸附第一气体的栅型吸附材料；第二吸附槽(10)，经由第一开闭阀(V1)与第一吸附槽连接，且具有吸附第一气体的朗缪尔型吸附材料；第一气体管，设置有第二开闭阀(V2)，使包括第一气体和第二气体的混合气体流向第一吸附槽；第二气体管，与第二吸附槽连接，设置有第三开闭阀(V3)，且将混合气体依次通过第一吸附槽及第二吸附槽而得到的通过气体取出；第三气体管，与第一吸附槽连接，设置有第四开闭阀(V4)，且将从栅型吸附材料解吸的第一气体取出；以及第四气体管，与第二吸附槽连接，设置有第五开闭阀(V5)，且将从朗缪尔型吸附材料解吸的第一气体取出。

技术领域

本发明涉及一种气体分离装置及气体分离方法。

背景技术

以往，在利用变压吸附方式(PSA：Pressure Swing Adsorption)从混合气体中分离纯化目标气体的情况下，主要使用了朗缪尔型吸附材料(例如，沸石、活性炭等)(参考专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2002-191924号公报

发明内容

(一)要解决的技术问题

对于朗缪尔型吸附材料，基本上越扩大吸附/解吸的压力范围，其分离纯化的效率越提高。然而，如果扩大吸附/解吸的压力范围，则用于根据该压力范围进行压力调整的成本增加，因此分离纯化的运行成本增加。

因此，本发明的目的在于提供一种能够降低运行成本的气体分离装置及气体分离方法。

(二)技术方案

本发明一方面的气体分离装置具备：第一吸附槽，具有吸附第一气体的栅型(日语：ゲート型)吸附材料；第二吸附槽，经由第一开闭阀与上述第一吸附槽连接，且具有吸附上述第一气体的朗缪尔型吸附材料；第一气体管，与上述第一吸附槽连接，设置有第二开闭阀，且供包括上述第一气体及与上述第一气体不同的第二气体的混合气体流过；第二气体管，与上述第二吸附槽连接，设置有第三开闭阀，且将上述混合气体依次通过上述第一吸附槽及上述第二吸附槽而得到的通过气体取出；第三气体管，与上述第一吸附槽连接，设置有第四开闭阀，且将从上述栅型吸附材料解吸的第一气体取出；以及第四气体管，与上述第二吸附槽连接，设置有第五开闭阀，且将从上述朗缪尔型吸附材料解吸的第一气体取出。

上述气体分离装置具备具有栅型吸附材料的第一吸附槽。第一吸附槽上连接有第一气体管，因此混合气体经由第一气体管供给至第一吸附槽。在供给至第一吸附槽的混合气体中，第一气体被栅型吸附材料吸附，因此能够将混合气体分离成第一气体和第二气体。栅型吸附材料根据第一吸附槽内的第一气体的分压而不吸附第一气体。在这种情况下，第一气体通过第一吸附槽。第一吸附槽上连接有具有朗缪尔型吸附材料的第二吸附槽，因此通过第一吸附槽的第一气体能够被第二吸附槽内的朗缪尔型吸附材料吸附。其结果，能够从第二气体管取出从混合气体中分离出的第二气体。并且，如果解吸被栅型吸附材料及朗缪尔型吸附材料吸附的第一气体，则能够经由第三气体管及第四气体管回收第一气体。

在上述气体分离装置中，通过控制上述第一至第五开闭阀，而能够独立地控制第一吸附槽及第二吸附槽内的压力。因此，在从吸附有第一气体的栅型吸附材料及朗缪尔型吸附材料解吸第一气体的情况下，能够应用对应于栅型吸附材料及朗缪尔型吸附材料的压力。在栅型吸附材料中，无需过于降低压力，因此能够缩小用于吸附/解吸的压力范围，从而能够降低压力调整所需的成本。因此，能够降低运行成本。

上述第三气体管和上述第四气体管可以与压力调节器连接。在这种情况下，为了从栅型吸附材料及朗缪尔型吸附材料解吸第一气体，易于调节第一吸附槽及第二吸附槽内的压力。