[发明专利]变压吸附式气体分离方法及气体分离装置

说明书

本发明的目的在于提供一种气体分离方法及气体分离装置，其可兼顾除去对象气体成分的除去性能和回收对象气体成分的回收率。将原料气体g0供给至吸附单元10的一侧的吸附槽11导出透过气体g1。将另一侧的吸附槽12的压力设置为比吸附时的压力更低而导出脱吸气体g2。配合吸附单元10的运转周期，或根据所述原料气体g0的状态，将透过气体g1或脱吸气体g2中的、应该优先除去的优先除去对象气体成分在所述除去对象气体成分中的浓度或者分压比所述原料气体g0低的气体作为返回吸附单元10的返回气体。

技术领域

本发明涉及一种气体分离方法和气体分离装置，其从原料气体中纯化回 收对象气体成分并将除去对象气体成分除去，特别涉及变压吸附式(PSA； pressure swingadsorption)气体分离方法及气体分离装置。

背景技术

作为纯化或除去原料气体中的特定成分的方法，已知有变压吸附法。

作为通过变压吸附法从原料气体得到产品气体的方法，大致有以下两种。

(1)通过将原料气体加压供给至吸附槽，吸附原料气体中的除去对象气体 成分，透过回收对象气体成分而得到产品气体。然后，通过对吸附槽进行减 压，使所述吸附的除去对象气体成分脱吸并废弃。在该情况下，透过气体是 干净气体，脱吸气体是污浊气体。

(2)通过将原料气体加压供给至吸附槽，吸附原料气体中的回收对象气体 成分，透过除去对象气体成分并废弃，然后，通过对吸附槽进行减压，脱吸 所述吸附的回收对象气体成分得到产品气体。在该情况下，脱吸气体是干净 气体，透过气体是污浊气体。

这里，干净气体是回收对象气体成分的浓度或者分压比原料气体高、且 除去对象气体成分的浓度或分压比原料气体低的气体。

污浊气体是，回收对象气体成分中浓度或分压比原料气体低、除去对象 气体成分的浓度或分压比原料气体高的气体。

安装有多个吸附槽，并在某个吸附槽进行吸附的期间，在其他吸附槽中 进行脱吸(参见专利文献1)。

专利文献2公开了通过对天然气等原料气体进行改性来生产合成气体和 氢气的工序。氢气生产线上设有变压吸附装置。变压吸附装置从导入的气体 中纯化氢气，同时排出含有二氧化碳的剩余气体。剩余气体返回原料气体中。

没有说明剩余气体的返回周期或时机。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2015-182927号公报

专利文献2：日本特开2014-80328号公报

发明内容

发明所解决的问题

变压吸附装置存在运转周期，产品气体中的各气体成分浓度周期性变化。 例如，使用所述方法(1)时，存在透过气体中的除去对象气体浓度相对高的期 间。为确保除去性能，可以考虑缩短所述多个吸附槽的吸附、脱吸的切换时 间。但若缩短切换时间，脱吸气体甚至是废弃气体中会混入大量回收对象气 体成分，回收率(产品气体中的回收对象气体成分量/原料气体中的回收对象气 体成分量)下降。

另外，原料气体的组成也可能周期性(规则性)或随机变化。因此，例如在 原料气体中除去对象成分的分压相对高的情况下，主要除去对象成分被吸附 单元所吸附，但在原料气体中除去对象成分的分压相对低的情况下，会发生 回收对象成分被吸附单元吸附的情况。于是，回收对象气体成分的回收率下 降。

鉴于上述情况，本发明的目的在于提供一种气体分离方法及气体分离装 置，其可兼顾除去对象气体成分的除去性能和回收对象气体成分的回收率。

解决问题的技术方案

为解决所述技术问题，本发明的方法是采用变压吸附的气体分离方法， 其包括：