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JP2000157828A - １つの吸着器と１つのブロワ―を使用する酸素製造方法及び装置 - Google Patents

１つの吸着器と１つのブロワ―を使用する酸素製造方法及び装置

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JP2000157828A
JP2000157828A JP11332820A JP33282099A JP2000157828A JP 2000157828 A JP2000157828 A JP 2000157828A JP 11332820 A JP11332820 A JP 11332820A JP 33282099 A JP33282099 A JP 33282099A JP 2000157828 A JP2000157828 A JP 2000157828A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ガス混合物、特に空気（１）の分離のための
方法及び１つの吸着床（２１）を用いる圧力スイング吸
着装置を提供する。 【解決手段】 本発明の方法は、反対向きの流れの製品
パージ工程と部分的な製品再加圧工程とを同時に行うこ
とを含み、このことは、サイクル時間を短縮し且つ装置
全体の操作を改良する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】圧力スイング吸着は、バルク
ガス混合物の分離のため、及び低濃度の望ましくない成
分を含有しているガス流れの純化のためによく知られて
いる方法である。この方法は、幅広い範囲の操作条件、
製品純度、及び製品回収率のために開発され且つ適用さ
れてきた。一定の製品流量を維持するために、多くの圧
力スイング吸着装置は周期的に連続して操作される２又
はそれ以上の吸着床を利用して、選択された吸着床が、
吸着、減圧、脱着、パージ、均圧、再加圧、及び他の関
連する工程を含む様々な工程で操作されているようにす
る。多くの処理工程を使用する複数の吸着床は、価値の
ある気体製品、例えば水素、酸化炭素類、合成ガス、軽
い炭化水素等の高純度及び／又は高回収率を達成するた
めに必要とされる。ある種の製品のための高純度の要求
及びこれら価値のある成分を含む供給ガス混合物をもた
らす高い費用は、通常、複数の吸着床を用いる圧力スイ
ング吸着装置の資本費用及び複雑さを受け入れさせる。
【０００２】
【従来の技術】１つの吸着床を利用する圧力スイング吸
着（ＰＳＡ）方法の多くは、当該技術分野で開発されて
おり既知である。これらの方法の多くは部分的に大気圧
以下の圧力の圧力で操作されて、真空スイング吸着（Ｖ
ＳＡ）又は真空圧力スイング吸着（ＶＰＳＡ）方法とし
て説明されている。この明細書においては、圧力スイン
グ吸着（ＰＳＡ）は一般的な用語として使用して、操作
圧力レベルに関わらず全てのタイプの周期的な吸着装置
を説明している。
【０００３】ＰＳＡによって回収しやすい他の気体製品
は、上述の製品のような高い純度及び／又は回収率を必
要としない。ＰＳＡによる空気からの酸素及び窒素の回
収においては、例えば９０〜９５体積％の酸素を含む低
純度製品が多くの最終用途で許容され、比較的単純なＰ
ＳＡ装置を使用して、そのような製品を提供することが
できる。これらの比較的単純なＰＳＡ装置は、上述の複
数の吸着床を利用する装置に比べて、資本費用及び操作
費用がかなり安い。空気分離のためのこれらのＰＳＡ装
置の最も単純なものは、１又は複数のガス貯蔵容器に接
続された１つの吸着床を利用して、一定の製品流れを可
能にし、且つＰＳＡサイクルの再生部分の間に吸着器の
パージと加圧のためのガスを供給する。
【０００４】米国特許第４５６１８６５号明細書は、１
つの吸着床を利用するＰＳＡ装置を説明している。この
装置は、３工程のサイクルで供給コンプレッサーによっ
て操作される吸着器及びサージタンクを具備している。
初めに、圧縮供給空気をこの吸着器に導入してこの吸着
器内の圧力を増加させ、そして同時に、吸着器流出物を
前記サージタンクに引き出す。ガスの一部は酸素富化さ
れた製品としてサージタンクから引き出す。その後、吸
着器への供給を停止し、そして吸着器を逆向きの流れ
（すなわち、吸着器の供給端を通して）で大気に向けて
ベントする。このベント工程の間に、サージタンクから
のパージガスを吸着器の製品端に導入する。ベント／パ
ージ工程が完了したら、吸着器の製品端を通して（すな
わち、逆向きの流れで）、吸着器及びサージタンクを均
圧化する。これらの工程は周期的に繰り返す。米国特許
第４５１１３７７号明細書は、このＰＳＡ工程を使用す
るモジュール状の機器を説明している。
【０００５】１つの吸着床を利用するＰＳＡ装置は、米
国特許第４８９２５６６号明細書で説明されている。こ
の装置は、サージタンク、供給コンプレッサー、及び切
替弁と結合した吸着器を利用して、一連の工程を行う。
初めに、圧縮供給空気を吸着器に導入して、吸着器の圧
力を増加させる一方で、同時に、吸着器の流出物をサー
ジタンクに引き出す。ガスの一部は、酸素富化製品とし
てサージタンクから引き出す。吸着器への供給を停止し
且つ吸着器の出口を閉じ、そしてこの吸着器を逆向きの
流れで（すなわち、吸着器の供給端を通して）大気圧に
ベントする。サージタンクからのガスを逆向きに（すな
わち、吸着器の製品端を通して）吸着器に導入し、そし
て吸着器とサージタンクの圧力を等しくする。その後、
吸着器を、供給端を通して供給空気によって加圧し、そ
してサージタンクと均圧化する。吸着器を更に加圧し
て、サージタンクの圧力よりも高い圧力にし、最終的
に、吸着器とサージタンクを均圧化する。その後、周期
的な様式でこれらの工程を繰り返す。
【０００６】米国特許第５０３２１５０号明細書は、１
つの吸着床を利用するＰＳＡ方法を説明している。この
方法は、ＰＳＡサイクルにおいて複数のガス貯蔵タンク
を使用して空気を分離する。圧縮空気を供給空気タンク
から、前のサイクルに起因する酸素富化ガスで予め飽和
した吸着器に導入し、そして吸着器流出物を製品回収タ
ンクに流し込み、そこからガスの一部を酸素を酸素富化
製品として引き出す。そして、吸着器出口を塞ぎ、且つ
吸着器と空気供給タンクを均圧化する。次に、吸着器を
窒素製品タンクからの窒素に富むガスですすいで（ｒｉ
ｎｓｅｄ）、そして、置換されたガスを空気供給タンク
に貯蔵する。その後、窒素で飽和した吸着器を逆向きの
流れで（すなわち、吸着器の供給端を通して）、窒素製
品タンク内に向けて減圧する。窒素は必要ならば、製品
として引き出すことができる。最後に、製品回収タンク
からの酸素に富むガスで吸着器を逆向きにパージして、
吸着器内の窒素を置換し、そして、吸着圧力まで酸素に
富むガスによって逆向きに加圧する。これらの工程を周
期的な様式で繰り返す。
【０００７】１つの容器を利用する素早いＰＳＡ装置は
米国特許第５０７１４４９号明細書で開示されている。
ここでは、容器は２つの吸着層を具備しており、連続的
な供給ガスと２つの連続的な製品流れを伴う交互の様式
で操作する。製品サージタンク使用しない。３０秒以下
の周期で操作される１つの吸着床を利用するもう１つの
素早いＰＳＡ装置は、米国特許第４１９４８９２号明細
書で説明されている。吸着器流出物は、随意に製品サー
ジタンクを通って流し、吸着サイクルの間の流量の変動
を減少させる。
【０００８】製品サージタンク及び均圧化タンクを伴
い、１つの吸着床を利用するＰＳＡ装置は、米国特許第
５３７０７２８号明細書で説明されている。この装置の
操作では、圧縮空気供給物を吸着床に導入して、この吸
着床を中間圧力から最大吸着圧力まで加圧し、そして流
出製品を吸着床から製品サージタンクに引き出す。その
後、吸着床を隔離し、そして同じ向きで（すなわち、製
品端を通して）均圧タンクに向けて中間圧力に減圧す
る。次に、吸着床を逆向きに（すなわち、供給端を通し
て）更に減圧して比較的低い脱着圧力にし、そして、吸
着床を製品サージタンクからのガスによって逆向きにパ
ージする。その後、吸着床を均圧タンクからのガスによ
って中間の圧力に逆向きに加圧する。最終的に、吸着床
を供給空気で加圧し、そして周期的にこれらの工程を繰
り返す。
【０００９】１つの吸着床を利用する他のＰＳＡ方法
は、米国特許第４０６５２７２号、同４４７７２６４
号、同５２２８８８８号、同５４１５６８３号、同５６
５８３７１号、同５６７９１３４号、及び同５７７２７
３７号明細書、並びに特開平第９−７７５０２号及び特
開平第１０−１９４７０８０号明細書、並びにヨーロッ
パ特許出願第０７７１５８３Ａ１号明細書で説明されて
いる。
【００１０】上述の文献のいくつかは、パージ及び再加
圧ガスを提供するための複数のガス貯蔵タンクを開示し
ている。米国特許第５３７０７２８号、同５６５８３７
１号明細書、及びヨーロッパ特許出願第０７７１５８３
Ａ１号明細書は、酸素回収のための、１つの吸着床を利
用する空気分離装置において２つのガス貯蔵タンクの利
用を説明している。１つのタンクは、比較的低い酸素純
度の部分減圧ガス又は空所（ｖｏｉｄ ｓｐａｃｅ）ガ
スを蓄え、他のタンクは比較的酸素純度が高い酸素製品
ガスを蓄える。比較的酸素純度が低い蓄えられたガス
は、吸着器の部分的な再加圧のために使用し、一方で、
蓄えられた比較的高純度の製品ガスの一部は吸着器のパ
ージのために使用する。米国特許第５０３２１５０号明
細書は、複数のガス貯蔵タンクを利用するＰＳＡ装置に
おける空気からの窒素の回収を説明している。ここで
は、１つのタンクは、吸着器のパージのための酸素に富
むガスを貯蔵し、もう１つのタンクは、パージが完了し
た後で吸着器から酸素を置換するための窒素に富む製品
を貯蔵する。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】上述の１つの吸着床を
利用するＰＳＡ方法及び装置は、供給ガス混合物から富
化された気体製品を効率的に製造する。また、改良は１
つの吸着床を利用するこれらの方法及び装置の幅広い用
途を助長する。特に、製品回収率を最大化し且つ供給／
吸い出しブロワーの消費動力を最小化するために、パー
ジのための製品ガスの効果的な使用は重要である。以下
に示し特許請求の範囲において示す発明は、改良された
ＰＳＡ方法と装置を提供する。ここでは、製品ガス貯蔵
タンクからのパージガスを、減圧の間、本質的に一定の
吸着器圧力の期間、及び／又は再加圧の間に吸着器に導
入する。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は、少なくとも１
種の比較的強く吸着される成分と、少なくとも１種の比
較的強く吸着されない成分とを含む加圧供給ガスの分離
のための、圧力スイング吸着方法である。ここで、本発
明の方法は、（ａ）比較的強く吸着される成分を優先的
に吸着する固体吸着剤を保持する１つの吸着器の供給端
に、供給圧力で加圧供給ガスを導入し、吸着器の製品端
から、比較的強く吸着されない成分を富化された吸着器
流出ガス引き出し、そして吸着器流出ガスの一部をガス
貯蔵タンクに導入し、（ｂ）吸着器への加圧供給ガスの
導入を終了し、そして吸着器の１つの端部からガスを引
き出すことによって、吸着器内の圧力が最低吸着器圧力
に達するまで吸着器を減圧し、（ｃ）吸い出すことによ
って吸着器の１つの端部からガスを引き出し続けつつ、
同時に、ガス貯蔵タンクからの貯蔵された吸着器流出ガ
スを吸着器の他の端部に導入し、それによって、吸着器
内の圧力が本質的に最低吸着器圧力で一定に維持される
ようにし、（ｄ）吸着器に１又は複数の再加圧ガスを導
入することによって、最低吸着器圧力から供給圧力に吸
着器を再加圧し、ここで、ガスを吸着器の１つの端部か
ら吸い出しながら、貯蔵タンクからの貯蔵された吸着器
流出ガスを吸着器の他の端部に導入する組み合わされた
再加圧−パージ工程で、この再加圧の少なくとも一部を
行い、それによって、吸着器内の圧力を最低吸着器圧力
と供給圧力との中間の値に増加させ、そして（ｅ）周期
的な様式で工程（ａ）〜（ｄ）を反復する、ことを含む
方法である。
【００１３】供給ガスは空気でよく、ここでは、比較的
強く吸着される成分は窒素であり、また、比較的強く吸
着されない成分は酸素である。この方法は、タイプＡ、
タイプＸ、又はモルデン沸石構造を有する１価又は２価
カチオン交換ゼオライトからなる群より選択される１種
又は複数種の固体吸着剤を利用することができる。
【００１４】工程（ｂ）の減圧の少なくとも１部は、比
較的強く吸着されない成分を富化された空所ガスを引き
出すことによって行うことができる。必要であれば、工
程（ｂ）の減圧の少なくとも１部は、吸着器から大気に
加圧ガスをベントすることによって行うことができる。
好ましくは、工程（ｂ）の減圧の少なくとも一部は、吸
着器の吸い出しによって最低吸着器圧力にして行う。こ
こで、最低吸着器圧力は大気圧以下の圧力である。
【００１５】工程（ｄ）の再加圧の一部は、ガス貯蔵タ
ンクからの貯蔵された吸着器流出ガスを吸着器の１つの
端部に導入し、他方で吸着器の他の端部からガスを吸い
出さずに行うことができる。付随的に又は随意に、工程
（ｄ）の再加圧の一部は、加圧供給ガスを吸着器の供給
端に導入し且つ同時にガス貯蔵タンクからの貯蔵された
吸着器流出ガスを、吸着器の他の端部に導入することに
よって行うことができる。所望であれば、工程（ｄ）再
加圧の一部は、大気空気を吸着器に流入させるために、
大気と連絡する流れに吸着器の１つの端部を配置するこ
とによって、大気圧までの圧力で行うことができる。
【００１６】比較的強く吸着されない成分を富化された
吸着器流出ガスの少なくとも一部は、工程（ａ）の間に
最終製品ガスとして引き出すことができる。ガス貯蔵タ
ンクからの貯蔵された吸着器流出ガスの一部は、工程
（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）の間に最終製品ガスとして引
き出す。随意に、比較的強く吸着されない成分を富化さ
れた空所ガスの少なくとも一部は、工程（ｂ）の間に最
終製品ガスとして引き出すことができる。
【００１７】本発明の選択肢の態様の１つは、少なくと
も１種の比較的強く吸着される成分と、少なくとも１種
の比較的強く吸着されない成分とを含む加圧供給ガスの
分離のための圧力スイング吸着方法である。ここでこの
方法は、（ａ）比較的強く吸着される成分を優先的に吸
着する固体吸着剤を保持する１つの吸着器の供給端に、
供給圧力で加圧供給ガスを導入し、吸着器の製品端か
ら、比較的強く吸着されない成分を富化された吸着器流
出ガスを引き出し、そして吸着器流出ガスの一部をガス
貯蔵タンクに導入し、（ｂ）吸着器への加圧供給ガスの
導入を終了し、吸着器内の圧力が最低吸着器圧力に達す
るまで吸着器の１つの端部からガスを引き出すことによ
って、減圧期間の間に吸着器を減圧し、そしてこの減圧
期間の少なくとも一部の間に、貯蔵された吸着器流出ガ
スをガス貯蔵タンクから吸着器の他の端部に導入し、
（ｃ）吸着器に１又は複数の再加圧ガスを導入すること
によって、最低吸着器圧力から供給圧力に吸着器を再加
圧し、そして（ｄ）周期的な様式で工程（ａ）〜（ｃ）
を反復する、ことを含む方法である。
【００１８】本発明は、少なくとも１種の比較的強く吸
着される成分と少なくとも１種の比較的強く吸着されな
い成分とを含む供給ガスの分離のための圧力スイング吸
着装置を含む。ここでこの装置は、（ａ）比較的強く吸
着される成分を優先的に吸着する固体吸着剤を保持する
１つの吸着器であって、供給端と製品端とを有する吸着
器、（ｂ）ブロワー、弁、及び配管の手段であって、
（１）供給ガスを吸着器の供給端に導入し且つ（２）吸
着器の供給端から吸い出しガスを引き出すためのもの、
（ｃ）吸着器の製品端から比較的強く吸着されない成分
を富化された吸着器流出ガスを引き出すための配管手
段、（ｄ）吸着器の製品端から引き出された吸着器流出
ガスの一部を保持するためのガス貯蔵タンク、（ｅ）吸
着器流出ガスの一部をガス貯蔵タンクに導入するため
の、また吸着器流出ガスをガス貯蔵タンクから吸着器に
移動させるための配管手段、（ｆ）吸着器からガス貯蔵
タンクを隔離するための弁手段、（ｇ）比較的強く吸着
されない成分を富化された最終製品ガスとして、吸着器
流出ガスの少なくとも一部を引き出すための配管及び弁
手段、並びに（ｈ）組み合わされた再加圧−パージ工程
を調節するために（ｂ）及び（ｆ）の弁手段と結合され
た制御手段であって、吸着器の１つの端部からガスを吸
い出す一方で、ガス貯蔵タンクからの貯蔵された吸着器
流出ガスを吸着器の他の端部に導入し、それによって、
吸着器内の圧力が最低吸着器圧力と供給圧力の中間の値
になるようにする制御手段、を具備している装置であ
る。
【００１９】（ｈ）の制御手段は、（１）吸着器の供給
端に供給ガスを導入する工程、及び（２）吸着器の供給
端から吸い出しガスを引き出す工程も調節することがで
きる。（ｈ）の制御手段は、また、吸着器からガス貯蔵
タンクを隔離するための（ｆ）の弁手段も調節してもよ
い。
【００２０】（ｈ）の制御手段は、吸着器の１つの端部
からガスを吸い出し且つ同時に貯蔵された吸着器流出ガ
スをガス貯蔵タンクから吸着器の他の端部に導入し、そ
れによって吸着器内の圧力を最低吸着器圧力で本質的に
維持するようにするために、（ｂ）及び（ｆ）の弁手段
を調節することもできる。更に、（ｈ）の制御手段は、
貯蔵された吸着器流出ガスをガス貯蔵タンクから吸着器
の１つの端部に導入する一方で、吸着器の他の端部から
ガスを吸い出さないようにするために、（ｂ）及び
（ｆ）の弁手段を調節することもできる。最後に、
（ｈ）の制御手段は、加圧供給ガスを吸着器の供給端に
導入し且つ同時にガス貯蔵タンクからの貯蔵された吸着
器流出ガスを吸着器の他の端部に導入するために、
（ｂ）及び（ｆ）の弁手段を調節することもできる。
【００２１】
【発明の実施の形態】本発明は、周期的な供給、減圧、
吸い出し、パージ、及び再加圧工程の独自で有益な組み
合わせを利用し、供給成分のうちの１つを富化された最
終ガス製品を提供するＰＳＡ方法である。本発明の方法
は、図１で概略を示す圧力スイング吸着装置を参照して
以下で説明する。
【００２２】ここで与える本発明の態様の説明におい
て、使用される特定の用語は以下の意味を表す。
【００２３】加圧供給ガスを吸着器に導入している期間
に供給工程を行う。減圧は、吸着器圧力を低下させるの
と共に吸着器からガスを引き出すこととして定義され
る。減圧は、ガスを大気圧よりも高い圧力から、直接に
大気に、又はもう１つの処理容器に、又は比較的低圧の
取り囲まれた空間にベントすることによって達成するこ
とができる。また、減圧は吸い出しによって達成するこ
とができ、これは機械的手段、例えば真空ポンプ又はブ
ロワーによって吸着器からガスを引き出すこととして定
義される。吸い出しは任意の範囲の吸着器圧力で行うこ
とができるが、典型的に大気圧よりも低い圧力、すなわ
ち真空条件で行うことができる。再加圧は、吸着器圧力
の増加を伴って、吸着器にガスを導入することとして定
義される。
【００２４】パージは、パージガス、典型的に製品ガス
を吸着器の１つの端部に導入しつつ、流出ガスを吸着器
の他の端部から引き出すこととして定義される。パージ
は、任意の圧力で行うことができるが、大気圧以下の圧
力で行うことが最も効率的である。以下に説明するよう
に、減圧、吸い出し、又は再加圧の間にパージを行うこ
とができ、従って、吸着器圧力を増加させること、低下
させること、又は一定に維持することが、パージ工程の
任意の部分の間にできる。
【００２５】空所ガスは、吸着器内の隙間又は粒子間体
積に含まれる非吸着ガスとして定義され、吸着剤が占め
ていないデット体積（ｄｅａｄ ｖｏｌｕｍｅ）及び配
管内のガスを含む。
【００２６】吸着器製品ガスとして定義することもでき
る吸着器からの流出ガスは、製品ガス貯蔵タンクに貯蔵
される。外部での消費のためにこのタンクから引き出さ
れるガスは、最終ガス製品として定義される。
【００２７】本発明の第１の態様の処理工程は、以下で
図１を参照して詳細に説明する。この説明は、空気から
の酸素の回収を示すが、以下で説明するように本発明の
方法は他のガス混合物を分離するために利用することが
できる。
【００２８】１．空気供給 大気空気、好ましくは既知の方法でろ過して有害な粒状
物質を除去した大気空気を、供給路１、入り口消音器
３、管路５、開いている弁７、そして管路９に通して、
ブロワー１１の入り口に入れる。典型的にロータリーロ
ーブルーツタイプであるブロワー１１は、空気を、典型
的に１８〜２３ｐｓｉａ（１２４．１１〜１５８．５８
５ｋＰａ）の範囲の供給圧力に圧縮する。ブロワーに続
くアフタークーラー（図示せず）を随意に利用すること
ができる。圧縮された供給ガスは、開いている弁１５並
びに管路１７及び１９を通して流して吸着器２１に入れ
る。この吸着器２１は、空気供給物中の比較的強く吸着
される成分である窒素を選択的に吸着する吸着剤物質を
保持している。吸着器２１は、初めは先に行った再加圧
工程（以下で説明する）の結果として、約１４．５〜１
５．５ｐｓｉａ（約９９．９７７５〜１０６．８７２５
ｋＰａ）の典型的な中間圧力であり、また、吸着器２１
とガス貯蔵タンク３１の圧力は本質的に等しい。吸着器
において加圧供給空気の圧力を高め、約１３〜２０秒間
にわたって約１８〜２３ｐｓｉａ（約１２４．１１〜１
５８．５８５ｋＰａ）の完全吸着圧力にする。大気空気
中に存在する水は、既知の方法によって吸着器２１の上
流で除去することができ、あるいは、吸着器の正味の端
部に位置し、優先的に水を吸着する吸着剤の層の使用に
よって除去することができる。
【００２９】加圧空気供給物は吸着器を通ると、空気供
給物中の比較的強く吸着されない成分である酸素が富化
される。典型的に８５〜９５体積％の酸素を含む酸素富
化吸着器流出物は、管路２３、弁２５、そして管路２７
を通して引き出す。この吸着器流出ガスの一部は、管路
２９を通してガス貯蔵タンク３１に流入させる。残部
は、制御弁３３及び管路３５を通して流し、最終酸素製
品ガスを提供する。
【００３０】空気供給工程は、吸着器において供給空気
での完全な吸着平衡が達成される前であって、吸着剤の
窒素破過が所定のレベル達するまで続ける。この時点に
おいて、弁１５を閉じ且つ弁３９を開けることによっ
て、空気供給工程を終了する。空気供給工程の典型的な
期間は約１３〜２０秒間である。
【００３１】吸着器２１は、窒素を優先的に吸着する１
又は複数の吸着剤を保持しており、従って、吸着器流出
物は酸素富化される。これらの吸着剤は、タイプＡ、タ
イプＸ、又はモルデン沸石構造を持つ１価又は２価カチ
オン交換ゼオライトからなる群より選択することができ
る。特定の例は、ＮａＸ、ＮａＡ、ＣａＸ、及びＣａＡ
タイプのゼオライトである。
【００３２】２．部分的な減圧／製品の提供 約０．５〜２．０秒間のこの短い工程の間に、吸着器２
１を約０．２〜１ｐｓｉａ（約１．３７９〜６．８９５
ｋＰａ）の圧力で同じ向きで減圧する（すなわち、供給
工程と同じ流れの方向で）。ここで、酸素に富む空所ガ
ス（及び少量の脱着した窒素）を、追加の酸素製品とし
て管路２７に通して流す。随意であるが、この工程は価
値のある酸素製品を回収し且つガスを大気にベントした
場合にもたらされる騒音をなくす。この工程は、弁２５
を閉じ弁３７を開けることによって終了する。
【００３３】３．更なる減圧 追加のガスを反対の向きで（すなわち、供給工程の流れ
の方法と反対の方向で）引きだして吸着器を更に減圧
し、且つ空気供給工程の間に吸着した窒素を脱着し、そ
れによって、次の空気供給工程のために吸着剤を再生す
る。ガスは管路１９、弁３７、そして管路９を通してブ
ロワー１１によって除去する。このブロワー１１は、管
路１３、弁３９、管路４１、そして消音装置４３を通し
て減圧ガスを放出する。この消音装置４３から管路４５
を通して大気にガスをベントする。吸い出しは、約４〜
８ｐｓｉａ（約２７．５８〜５５．１６ｋＰａ）の最低
吸着器圧力が達成されるまで続ける。あるいは、弁７、
１５及び３７（更に好ましくは弁３９）を開放すること
によって、吸着器２１を直接に大気に向けて部分的に減
圧することができる。このことは、比較的大きい流量と
比較的速やかな減圧を可能にする。吸着器の圧力が大気
圧に達したときに、弁７及び１５を閉じて弁３９を開
け、その後で、上述のようにブロワー１１を使用して更
なる減圧を吸い出しによって完了する。この更なる減圧
の工程は、典型的に２０〜３６秒間であり、弁２５を部
分的に開くことによって終了する。
【００３４】４．逆向きの流れの製品パージ ガス貯蔵タンク３１からの製品ガスの流れを、部分的に
開いた弁２５を通して引き出し、吸着剤を通り抜けて残
留窒素を更に脱着する逆向きの流れのパージを提供す
る。パージガスの流入速度は、ブロワー１１の能力によ
ってほぼ制御され、それによって吸着器２１の圧力は、
約４〜８ｐｓｉａ（約２７．５８〜５５．１６ｋＰａ）
の最低吸着器圧力でほぼ一定で維持される。ここで使用
する場合、ほぼ一定という用語は、このパージ工程の間
に吸着器圧力が約±０．５ｐｓｉａ（約±３．４４７５
ｋＰａ）よりも大きく変化しないことを意味する。パー
ジ工程の期間は約３〜１０秒間であり、この工程は弁２
５を完全に開くことによって終了する。
【００３５】５．逆向きの流れの製品パージ及び部分的
な製品再加圧 製品ガスを完全に開いた弁２５を通して流し、ブロワー
１１がガスを引き出せる流量よりも大きい流量で吸着器
２１に入れ、それによって、吸着器の圧力も増加させ
る。この工程は約２〜５秒間で終了し、この間に、吸着
器内の圧力は中間の圧力に向かって約１．５〜３．０ｐ
ｓｉ（約１０．３４２５〜２０．６８５ｋＰａ）増加す
る。この期間には、吸着器２１のパージを続け、これは
吸着剤を通り抜けて残留窒素を脱着する。パージ工程の
間に吸着器圧力を増加させることによって、ブロワー１
１の動力消費量は大きく減少する。加えて、この再加圧
工程の間に吸着床圧力を増加させることは、この工程の
期間を延長し、比較的ゆっくりとした再加圧を可能にす
る。また、このことは、反対向きに吸着器の入り口に向
かって残留窒素を押し出すのに役立ち、且つ全体サイク
ルの時間を短くする。この工程は、弁３７を閉じ且つ弁
７を開け、それによってブロワー１１をアイドリングさ
せることによって終了する。
【００３６】６．製品再加圧 ガス貯蔵タンク３１からの製品ガスを管路２７及び２
９、弁２５、そして管路２３を通して吸着器２１に入
れ、それによって、吸着器の圧力を約８〜１５ｐｓｉａ
（約５５．１６〜１０３．４２５ｋＰａ）に増加させ
る。この製品再加圧のレベルは空気供給工程で得られる
製品の純度を決定する。ここで、比較的高い再加圧の圧
力は比較的高い製品純度をもたらす。この製品再加圧工
程の期間は典型的に３〜６秒間であり、弁１５を開き、
弁３９を閉じることによって終了する。
【００３７】７．２つの端部での再加圧 吸着器２１の再加圧を、ガス貯蔵タンク３１から吸着器
に逆向きに流れる製品ガスで続けつつ、同時に、供給ブ
ロワー１１から管路１３、弁１５、管路１７、そして管
路１９を通して吸着器２１に加圧供給空気を流して継続
する。これは、吸着器２１とガス貯蔵タンク３１の圧力
が、約１５〜１９ｐｓｉａ（約１０３．４２５〜１３
１．００５ｋＰａ）の典型的な圧力で等しくなるまで継
続する。あるいは、空気による部分的な再加圧は、吸着
器の圧力がほぼ大気圧に達するまで空気が吸着器に引き
込まれるように弁１５、３７、及び３９を開けて（好ま
しくは、更に弁７を開けて）吸着器２１を大気に接続す
ることによって、大気圧よりも低い吸着器圧力で行うこ
とができる。その後、弁３７及び３９を閉じることによ
って、吸着器２１とガス貯蔵タンク３１の圧力が約１９
〜２４ｐｓｉａ（約１３１．００５〜１６５．４８ｋＰ
ａ）で等しくなるまで、大気圧よりも高い圧力でブロワ
ー１１による更なる再加圧を行う。２つの端部での再加
圧工程の期間は約２〜６秒間である。
【００３８】加圧空気供給物を吸着器に流し続けると、
酸素に富む吸着器流出物が吸着器から流出し始める。こ
の時点で、２つの端部での再加圧工程は完了し、空気供
給工程１が始まり、そしてこのサイクルが繰り返され
る。
【００３９】上述の工程１〜７の間に、最終酸素製品ガ
スは弁３３及び管路３５を通して連続的に引き出す。工
程１及び２の間は、管路２３及び２７を通る吸着器２１
からの全てのガス流れは、管路２９を経由させて貯蔵タ
ンク３１にガスを提供し、且つ管路３５を経由させて酸
素製品を提供する。工程３〜７の間は、最終酸素ガス製
品は、管路２９及び３５を経由させてガス貯蔵タンク３
１から引き出す。工程４〜７の間は、ガスは、吸着器の
パージ及び再加圧のためにガス貯蔵タンク３１から管路
２９及び２７を経由させても引き出す。ガス貯蔵タンク
３１は、パージ及び再加圧ガスを提供しつつ、要求され
る圧力及び流量で最終酸素製品を提供するのに十分な体
積を持つように設計する。
【００４０】上述のＰＳＡサイクルは、弁７、１５、２
５、３７、及び３９によって操作し、これらの弁は、当
該技術分野で既知のハードウェア及びソフトウェアを使
用する制御装置５１からの制御信号によって必要な時間
で開閉される。デジタル信号及び／又はアナログ信号に
適応できる任意のマイクロプロセッサーに基づく制御装
置を使用することができ、且つソフトウェアは標準の商
業的に入手できるパッケージを使用して容易に開発する
ことができる。
【００４１】上述のＰＳＡサイクルの概略は表１に与え
る。この表は、上述のサイクルのための弁の状態及びそ
れぞれのサイクル工程のための期間を示している。吸着
器２１とガス貯蔵タンク３１の絶対圧力のプロットは、
時間の関数として図２に示している。
【００４２】
【表１】 ｔ0 −ｔf の全サイクル時間は典型的に４５〜８５秒で
ある。
【００４３】更なる減圧工程（３）において、期間ｔ2
−ｔ3 の間に吸着器圧力は吸着器供給圧力からほぼ大気
圧に低下し、そしてその後、期間ｔ3 −ｔ4 の間に最低
吸着器圧力に減圧する。
【００４４】本発明の１つの選択肢の態様では、更なる
減圧工程（３）の少なくとも一部の間に、部分的に開い
ている弁２５を通してガス貯蔵タンク３１からの製品ガ
ス流れを引き出して、吸着剤を通り抜けて残留窒素を脱
着する逆向きの流れのパージガスを提供する。パージガ
スの流量は弁２５で調節し、それによって、吸着器から
の正味のガスの引き出しで、吸着器２１内の圧力を低下
させ続ける。この選択肢のサイクルの概略は表２で示
し、この表は、このサイクルのためのそれぞれのサイク
ル工程の期間及び弁の状態を示している。吸着器２１及
びガス貯蔵タンク３１の絶対圧力の、時間の関数として
のプロットを図３に示している。この減圧／パージ工程
（３ａ）の期間は、約２〜約６秒間でよい。減圧／パー
ジ工程を吸着器がその最低圧力に達する直前に行う場合
の減圧／パージ工程を表２及び図３に示すが、この工程
はｔ2 とｔ4 の間の更なる減圧工程の任意の部分の間に
行うことができる。
【００４５】
【表２】 ｔ0 −ｔf の全サイクル時間は典型的に４５〜８５秒で
ある。
【００４６】従って、本発明の有益な特徴は、工程
（３）及び／又は（３ａ）における吸着器の減圧の間、
工程（４）における最低吸着器圧力での吸着器の吸い出
しの間、又は工程（５）における逆向きの流れの製品パ
ージ及び部分的な製品再加圧の間の、製品ガス貯蔵タン
ク３１からのパージガスの導入である。工程（３）、
（３ａ）、（４）及び（５）のうちのいずれか１つ若し
くは複数の工程の間、又はこれらの工程の任意の組み合
わせの間、パージガスをガス貯蔵タンク３１から吸着器
２１に導入する様々なパージの選択が可能である。上述
の本発明の第１の態様で説明したように、工程（４）及
び（５）の間に、好ましくはパージガスを導入する。あ
るいは、工程（３ａ）、（４）、及び（５）の間のみで
パージガスを導入することができる。
【００４７】例 図１の１つの吸着床のＰＳＡ装置を、表２及び図３のサ
イクルに従って操作した。１つの吸着器を使用した。こ
の吸着器は、６００ポンド（２７２ｋｇ）の活性化アル
ミナ（水の除去のために入り口端に配置）及び３５００
ポンド（１５８８ｋｇ）のＸタイプゼオライト吸着剤を
保持しており、ここで、交換可能なイオン含有物の約８
５．６％はリチウム、約８．０％は亜鉛、そして残部は
ナトリウム及びカリウムである。このＰＳＡ装置を操作
して、９０体積％の酸素製品を５トン／日で生産した。
また、使用した製品貯蔵タンクの容量は７００立方フィ
ート（１９．８ｍ3 ）であった。吸着器及びガス貯蔵タ
ンクの圧力分布は図２に示したように決定した。工程
（３ａ）、（４）及び（５）の間の操作をしっかりと監
視し、そして吸着器圧力及び吸い出しガス流れの流量及
び組成のための操作データを得た。ブロワー動力は、測
定されたガス圧力及び流量から計算した。測定され且つ
計算されたデータは、以下の表３に与える。
【００４８】
【表３】
【００４９】経過時間の関数としての吸着器圧力分布及
びブロワー真空動力をパージ工程３ａ、４、及び５のた
めに、それぞれ図４及び５に示している。これらのデー
タは同時パージ／再加圧（工程５）の利益を説明してお
り、ここでは真空ブロワーの比動力はこの工程の間に有
意に低下している。加えて、パージの間の部分的な再加
圧は、パージ及び再加圧工程を行うサイクルに比べて、
全体の再加圧期間（表１の工程３〜７）の期間を短くす
る。
【００５０】本発明の選択肢及び随意の態様は、図６の
概略の流れ図に示している。この態様においては、追加
の製品ガス貯蔵タンク３２を利用して、ガス貯蔵タンク
３１に補う。ガス貯蔵タンク３２は管路２８及び逆止め
弁３０を経由して吸着器流出管路２７に接続しており、
また、このガス貯蔵タンク３２は図示されているように
ガス貯蔵タンク３１に結合していても又は別々のタンク
であってもよい。タンク３１の体積は典型的にタンク３
２の体積の２倍又はそれ以上である。逆止め弁３０を開
けるのに必要とされる小さな圧力差（典型的に０．２５
〜０．５ｐｓｉ（１．７〜３．４ｋＰａ））の分だけ、
管路２８のガス圧力（従って、管路２９及びガス貯蔵タ
ンク３１の圧力）が貯蔵タンク３２の圧力よりもわずか
に大きいときのみ、逆止め弁３０はガス貯蔵タンク３２
への流れを可能にする。このことは、ガス貯蔵タンク３
１の圧力が、ガス貯蔵タンク３２の圧力よりも常に低い
かほぼ同じ圧力であることを確実にし、タンク３２から
管路２８へのガスの逆流を防ぎ、且つ、ガスが流量制御
弁３３及び管路３５を経由してのみタンク３２から出る
ことを確実にする。
【００５１】吸着器２１の圧力がガス貯蔵タンク３１及
び３２の圧力よりも高い、表１及び２の上述のサイクル
工程（１）及び（２）の間、吸着器流出製品ガスは、管
路２９を経由してガス貯蔵タンク３１に流入し、また、
管路２８及び逆止め弁３０を経由してガス貯蔵タンク３
２に流入する。最終製品ガスは、制御弁３３及び管路３
５を通して連続的に引き出す。ガス貯蔵タンク３２の最
低圧力は、管路３５において最終製品ガスに必要とされ
る圧力よりも数ｐｓｉ（１ｐｓｉ＝６．８９５ｋＰａ）
大きい圧力を選択する。
【００５２】弁２５が閉じられている表１及び２のそれ
ぞれのサイクルにおける工程（３）の間、タンク３１及
び３２の圧力はほぼ等しく、また、管路３５を経由させ
て製品ガスを引き出すと、この圧力はおおよそ同じ割合
で低下する。弁２５を開けることによって表１の工程
（４）及び表２の工程（３ａ）におけるパージを始める
と、ガスがタンク３１から出るのでガス圧力は比較的速
やかに低下して逆止め弁３０が閉じ、それによってタン
ク３１からタンク３２が隔離される。タンク３２の圧力
は、制御弁３３及び管路３５を経由する必要とされる製
品流量に依存する割合で低下し、タンク３１の圧力は、
弁２５を通り吸着器２１に入る必要とされるパージ速度
に依存して比較的素早く低下する。本発明のこの特徴
は、タンク３１からの比較的低い圧力のガスをパージの
ために利用する一方で、タンク３２からの比較的高い圧
力のガスを最終製品のために利用することを可能にす
る。これは、上述の図１の１つのガス貯蔵タンクの使用
よりも効率的な、利用可能なガス圧力の使用である。ま
た、この特徴は、真空又は減圧様式でのブロワー１１の
操作のために必要とされる動力を減少させる。
【００５３】この態様では、供給ガスを管路１９に経由
させて、またタンク３１からの製品ガスを管路２３に経
由させて導入することによって、表１又は２のいずれか
のサイクルの工程（７）の間に吸着器２１を加圧する。
吸着器２１及びタンク３１の圧力が等しくなった後で、
吸着器２１からの流出ガス製品を管路２９を経由させて
タンク３１に入れる。タンク３１の圧力がタンク３２の
圧力（これに加えて、逆止め弁３０を開けるのに必要と
される小さな差圧）に達すると、管路２７からの製品ガ
スは、表１又は２のいずれかのサイクルが時間ｔf で完
了するまで、タンク３１及び３２の両方に流入する。そ
して、次のサイクルを上述のように行う。
【００５４】１つの製品ガス貯蔵タンク３１（図１）、
及び図６の随意の２つのタンクの選択肢における製品ガ
ス貯蔵タンク３２の圧力分布の比較は、図７で与える。
パージのためにタンク３２からガスを引き出さないの
で、製品ガス貯蔵タンク３２（図６）の圧力は製品ガス
貯蔵タンク３１（図１）の圧力よりも変動しないことが
分かる。このことは、上述の図１の１つのガス貯蔵タン
ク３１の使用と比較すると、パージのために図６のタン
ク３１の利用可能なガス圧力をより効率的に利用するこ
とを可能にする。これは、図１のタンク３１からよりも
低い圧力で、図６のタンク３１からガスを引き出すこと
ができるためである。また、この特徴は、真空又は減圧
様式でのブロワー１１の操作のために必要とされる動力
を減少させる。パージ及び再加圧ガスを、１つの製品タ
ンクを使用する場合よりも低い圧力で提供することがで
きるので、貯蔵された製品ガスを比較的効率的に利用す
ることができる。加えて、製品ガスのための貯蔵された
ガスの圧力がそれぞれのサイクルの間に比較的小さい範
囲で変動するので、最終製品ガス圧力を比較的効率的に
制御することができ、従って、ガス貯蔵容器の体積及び
費用を減少させることができる。
【００５５】随意の２つの製品ガス貯蔵タンクを使用す
る図６の態様は、上述の１つの吸着器の方法のサイクル
に限定されず、また、１又は複数の吸着器を使用する任
意の吸着方法のサイクルで使用することができる。２つ
の製品ガス貯蔵タンクの随意の使用は、（１）吸着器を
供給工程で操作していない期間の、必要とされる圧力で
の製品ガスの連続的な輸送、（２）吸着器をパージする
ための比較的低い圧力での貯蔵された製品ガスの使用、
を可能にする。
【００５６】本発明のＰＳＡ処理サイクルは、酸素製造
のための空気分離の好ましい用途で説明してきた。これ
らの処理サイクルは、他の１又は複数の吸着剤及びサイ
クル時間を使用することによって、他のガス混合物の分
離のために使用することもできる。本発明の方法は、例
えば、石油精製オフガスからの適度の純度の水素の回
収、空気の乾燥、及び天然ガスからの重い炭化水素の除
去に適用することもできる。これらの分離のために有益
な吸着剤は、活性炭、タイプＡ及びＸゼオライト、及び
モルデン沸石を含む。
【００５７】従って、本発明のＰＳＡ方法はガス分離の
ための効率的な方法を提供し、約４０〜７５％の回収率
で、約８０〜９５体積％の主製品成分を含有する製品を
生産する。本発明の有益な特徴は、工程（３）及び／又
は（３ａ）において吸着器を減圧しつつ、又は工程
（４）において最低吸着器圧力で吸着器２１から吸い出
しつつ、又は工程（５）において逆向きの流れの製品パ
ージを行い且つ部分的な製品再加圧を行っている間、製
品ガス貯蔵タンク３１からパージガスを吸着器に導入す
ることである。様々な選択されるパージ操作が可能であ
り、ここでは、工程（３）、（３ａ）、（４）、及び
（５）のうちのいずれか又は全ての間に、パージガスを
ガス貯蔵タンク３１から吸着器に導入する。１つの吸着
床を使用する吸着装置は、高い製品純度及び回収率に必
要とされる複数の吸着器を用いる吸着装置に比べて単純
であり費用がかからない。
【００５８】本発明の１つの吸着床の吸着装置は、既存
の装置よりも単純である。１つの緩衝タンク、１つの製
品パージ及び再加圧弁、並びに１つのブロワーの使用
は、装置の操作を単純化する。組み合わされたパージ及
び再加圧の処理工程は、比較的短い全サイクル時間を伴
う比較的効率的な装置を提供し、従って、吸着剤の単位
体積当たりのガス製品の体積として定義される吸着剤の
生産性を増加させる。初めのパージは、吸着床入り口近
くで吸着した水及び二酸化炭素の大部分を取り去り、窒
素の脱着は従来技術で典型的な圧力よりも高い圧力での
真空パージを必要とする。比較的高い圧力でのパージ工
程を利用することによって、比較的安い動力費用で吸着
床を効率的に再生することが可能である。同じ流れの向
きでの脱着工程は、吸着床の空所に捕らえられた有価の
製品ガスに有効であり、従って、製品回収率を増加させ
る。２つの端部での再加圧工程は再加圧時間をかなり減
少させ、それによって、比較的早いサイクル時間と比較
的良い吸着剤生産性を可能にする。
【００５９】本発明の本質的な特徴は、上述の開示によ
って完全に説明されている。当業者は本発明を理解する
ことができ、且つ本発明の基本的な精神から離れずに、
また特許請求の範囲及びその等価物から外れずに様々な
変更を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の１つの態様の概略の流れ図で
ある。
【図２】図２は、本発明の処理サイクルのための、吸着
器及びガス貯蔵タンクの圧力対時間のプロットである。
【図３】図３は、本発明のもう１つの処理サイクルのた
めの、吸着器及びガス貯蔵タンクの圧力対時間のプロッ
トである。
【図４】図４は、図３の処理サイクルのパージ工程の間
の、吸着器圧力対時間のプロットである。
【図５】図５は、図３の処理サイクルのパージ工程の間
の、ブロワーの馬力対時間のプロットである。
【図６】図６は、本発明の他の態様の概略の流れ図であ
る。
【図７】図７は、１つのガス貯蔵タンク（図１）を利用
する図３の処理サイクルのための、吸着器及びガス貯蔵
タンク圧力対時間のプロットであって、２つのガス貯蔵
タンク（図６）を利用する同じサイクルとの比較をする
ものである。
【符号の説明】 ３、４３…消音装置 １１…ブロワー ２１…吸着器 ３１、３２…ガス貯蔵タンク ５１…制御装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 シバジ サーカー アメリカ合衆国，ペンシルバニア 18106, ウエスコスビル，ボギー アベニュ 1508 (72)発明者 タリク ナヘイリ アメリカ合衆国，ペンシルバニア 18014, バス，カター ロード 2775 (72)発明者 ジョチェン レイナー フィッシャー アメリカ合衆国，ペンシルバニア 18052, ホワイトホール，サンセット ドライブ 1932

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 少なくとも１種の比較的強く吸着される
    成分と、少なくとも１種の比較的強く吸着されない成分
    とを含む加圧供給ガスの分離のための、圧力スイング吸
    着方法であって、 （ａ）前記比較的強く吸着される成分を優先的に吸着す
    る固体吸着剤を保持する１つの吸着器の供給端に、供給
    圧力で前記加圧供給ガスを導入し、前記吸着器の製品端
    から、前記比較的強く吸着されない成分を富化された吸
    着器流出ガス引き出し、そしてこの吸着器流出ガスの一
    部をガス貯蔵タンクに導入し、 （ｂ）前記吸着器への前記加圧供給ガスの導入を終了
    し、そして前記吸着器の１つの端部からガスを引き出す
    ことによって、前記吸着器内の圧力が最低吸着器圧力に
    達するまで前記吸着器を減圧し、 （ｃ）吸い出しによって前記吸着器の前記１つの端部か
    らガスを引き出し続けつつ、同時に、前記ガス貯蔵タン
    クからの貯蔵された前記吸着器流出ガスを前記吸着器の
    他の端部に導入し、それによって、前記吸着器内の圧力
    が前記最低吸着器圧力で本質的に一定に維持されるよう
    にし、 （ｄ）前記吸着器に１又は複数の再加圧ガスを導入する
    ことによって、前記最低吸着器圧力から前記供給圧力に
    吸着器を再加圧し、ここで、ガスを前記吸着器の前記１
    つの端部から吸い出しながら、前記貯蔵タンクからの貯
    蔵された前記吸着器流出ガスを吸着器の他の端部に導入
    する組み合わされた再加圧−パージ工程で、この再加圧
    の少なくとも一部を行い、それによって、前記吸着器の
    圧力を前記最低吸着器圧力と前記供給圧力との中間の値
    に増加させ、そして （ｅ）周期的な様式で工程（ａ）〜（ｄ）を反復する、
    ことを含む圧力スイング吸着方法。
  2. 【請求項２】 前記供給ガスが空気であり、前記比較的
    強く吸着される成分が窒素であり、且つ前記比較的強く
    吸着されない成分が酸素である請求項１に記載の圧力ス
    イング吸着方法。
  3. 【請求項３】 前記固体吸着剤が、タイプＡ、タイプ
    Ｘ、又はモルデン沸石構造を有する１価又は２価のカチ
    オン交換ゼオライトからなる群より選択される請求項１
    又は２に記載の圧力スイング吸着方法。
  4. 【請求項４】 工程（ｂ）の減圧の少なくとも１部を、 （１）比較的強く吸着されない成分を富化された空所ガ
    スを引き出すこと、 （２）前記吸着器から大気に加圧ガスをベントするこ
    と、及び （３）前記吸着器を前記最低吸着器圧力まで吸い出すこ
    と、のうちの少なくとも１つによって行う請求項１〜３
    のうちの１項に記載の圧力スイング吸着方法。
  5. 【請求項５】 前記（３）の前記最低吸着器圧力が大気
    圧よりも低い圧力である請求項４に記載の圧力スイング
    吸着方法。
  6. 【請求項６】 前記（１）の前記比較的強く吸着されな
    い成分を富化された前記空所ガスの少なくとも一部を、
    工程（ｂ）の間に最終製品ガスとして引き出す請求項４
    に記載の圧力スイング吸着方法。
  7. 【請求項７】 工程（ｄ）の再加圧の一部を、 （ｉ）前記ガス貯蔵タンクからの貯蔵された前記吸着器
    流出ガスを前記吸着器の１つの端部に導入する一方で、
    前記吸着器の他の端部からガスを吸い出さないこと、 （ii）加圧供給ガスを前記吸着器の供給端に導入し、且
    つ同時に前記ガス貯蔵タンクからの貯蔵された前記吸着
    器流出ガスを前記吸着器の他の端部に導入すること、及
    び （iii ）大気圧までの圧力で、大気の空気が前記吸着器
    に流入するようにするために、前記吸着器の１つの端部
    が大気と連絡する流れを持つように配置すること、のう
    ちの少なくとも１つによって行う請求項１〜６のうちの
    いずれか１項に記載の圧力スイング吸着方法。
  8. 【請求項８】 前記比較的強く吸着されない成分を富化
    された前記吸着器流出ガスの少なくとも一部を、工程
    （ａ）の間に最終製品ガスとして引き出す請求項１〜７
    のうちの１項に記載の圧力スイング吸着方法。
  9. 【請求項９】 前記ガス貯蔵タンクからの貯蔵された前
    記吸着器流出ガスの一部を、工程（ｂ）、（ｃ）及び
    （ｄ）の間に最終製品ガスとして引き出す請求項１〜８
    のうちの１項に記載の圧力スイング吸着方法。
  10. 【請求項１０】 少なくとも１種の比較的強く吸着され
    る成分と、少なくとも１種の比較的強く吸着されない成
    分とを含む加圧供給ガスの分離のための圧力スイング吸
    着方法であって、 （ａ）前記比較的強く吸着される成分を優先的に吸着す
    る固体吸着剤を保持する１つの吸着器の供給端に、供給
    圧力で前記加圧供給ガスを導入し、前記吸着器の製品端
    から、前記比較的強く吸着されない成分を富化された吸
    着器流出ガス引き出し、そしてこの吸着器流出ガスの一
    部をガス貯蔵タンクに導入し、 （ｂ）前記吸着器への前記加圧供給ガスの導入を終了
    し、前記吸着器内の圧力が最低吸着器圧力に達するまで
    前記吸着器の１つの端部からガスを引き出すことによっ
    て、減圧期間の間に前記吸着器を減圧し、そして、この
    減圧期間の少なくとも一部の間に貯蔵された前記吸着器
    流出ガスを前記ガス貯蔵タンクから前記吸着器の他の端
    部に導入し、 （ｃ）前記吸着器に１又は複数の再加圧ガスを導入する
    ことによって、前記最低吸着器圧力から前記供給圧力に
    前記吸着器を再加圧し、そして （ｄ）周期的な様式で工程（ａ）〜（ｃ）を反復する、
    ことを含む圧力スイング吸着方法。
  11. 【請求項１１】 少なくとも１種の比較的強く吸着され
    る成分と少なくとも１種の比較的強く吸着されない成分
    とを含む供給ガスの分離のための圧力スイング吸着装置
    であって、 （ａ）前記比較的強く吸着される成分を優先的に吸着す
    る固体吸着剤を保持する１つの吸着器であって、供給端
    と製品端とを有する吸着器、 （ｂ）ブロワー、弁、及び配管の手段であって、（１）
    前記供給ガスを前記吸着器の供給端に導入し、且つ
    （２）前記吸着器の供給端から吸い出しガスを引き出す
    ためのもの、 （ｃ）前記吸着器の製品端から前記比較的強く吸着され
    ない成分を富化された吸着器流出ガスを引き出すための
    配管手段、 （ｄ）前記吸着器の製品端から引き出された前記吸着器
    流出ガスの一部を保持するためのガス貯蔵タンク、 （ｅ）前記吸着器流出ガスの一部を前記ガス貯蔵タンク
    に導入するための、また前記吸着器流出ガスを前記ガス
    貯蔵タンクから前記吸着器に移動させるための配管手
    段、 （ｆ）前記吸着器から前記ガス貯蔵タンクを隔離するた
    めの弁手段、 （ｇ）比較的強く吸着されない成分を富化された最終製
    品ガスとして、前記吸着器流出ガスの少なくとも一部を
    引き出すための配管及び弁の手段、並びに （ｈ）組み合わされた再加圧−パージ工程を調節するた
    めに（ｂ）及び（ｆ）の前記弁手段と結合された制御手
    段であって、前記吸着器の１つの端部からガスを吸い出
    す一方で前記貯蔵タンクからの貯蔵された吸着器流出ガ
    スを前記吸着器の他の端部に導入し、それによって、前
    記吸着器内の圧力が前記最低吸着器圧力と前記供給圧力
    との中間の値になるようにする制御手段、を具備してい
    る圧力スイング吸着装置。
  12. 【請求項１２】 （ｈ）の前記制御手段が、 （ｉ）（１）前記吸着器の供給端への前記供給ガスの導
    入及び（２）前記吸着器の供給端からの吸い出しガスの
    引き出し、及び（ii）前記吸着器から前記ガス貯蔵タン
    クを隔離するための（ｆ）の前記弁手段、のうち少なく
    とも１つも調節する請求項１１に記載の圧力スイング吸
    着装置。
  13. 【請求項１３】 前記吸着器の１つの端部からガスを吸
    い出し且つ同時に貯蔵された前記吸着器流出ガスを前記
    ガス貯蔵タンクから前記吸着器の他の端部に導入し、そ
    れによって前記吸着器内の圧力を前記最低吸着器圧力で
    本質的に維持するようにするためにも、（ｈ）の前記制
    御手段が（ｂ）及び（ｆ）の前記弁手段を調節する請求
    項１１又は１２に記載の圧力スイング吸着装置。
  14. 【請求項１４】 （Ｉ）貯蔵された前記吸着器流出ガス
    を前記ガス貯蔵タンクから前記吸着器の１つの端部に導
    入する一方で、前記吸着器の他の端部からガスを吸い出
    さないようにするために、又は（II）前記加圧供給ガス
    を前記吸着器の供給端に導入し、且つ同時に貯蔵された
    前記吸着器流出ガスを前記ガス貯蔵タンクから前記吸着
    器の他の端部に導入するために、 （ｈ）の前記制御手段が（ｂ）及び（ｆ）の前記弁手段
    を調節する請求項１１〜１３のうちの１項に記載の圧力
    スイング吸着装置。
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