本发明专利技术的可燃性气体浓缩装置具备设备：吸附塔（２），其填充有吸附可燃性气体的吸附材料（３）；供给设备（４），其通过供给路（３０）向吸附塔（２）供给含有可燃性气体与空气的原料气体（Ｇ），同时通过释放路（３１）将原料气体（Ｇ）中未吸附于吸附材料（３）的排出气（ＯＧ）释放到吸附塔（２）的外部；收集设备（５），其将吸附塔（２）内减压至低于大气压，使吸附于吸附材料（３）的可燃性气体解吸，通过收集路（３２）收集；控制设备（６），其依次实行通过供给设备（４）向吸附塔（２）供给原料气体（Ｇ）的同时从吸附塔（２）释放排出气（ＯＧ）的可燃性气体吸附工序与通过收集设备（５）收集解吸的可燃性气体的可燃性气体解吸工序。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及将含有可燃性气体与空气的原料气体供给到吸附塔 中，吸附可燃性气体，进行浓缩的可燃性气体浓缩装置与可燃性气 体浓缩方法。
技术介绍
有效利用可燃性气体作为燃料等时，必须从含有可燃性气体的 原料气体中分离空气等气体，并将可燃性气体浓缩至适当的范围。 虽然已经提出了各种浓缩这种可燃性气体的装置和方法，例如在专利文献1中，提出了下述专利技术以由含有作为可燃性气体的曱烷气体该原料气体中分离空气(主要含有氮、氧、':氧化碳)，浓;宿曱烷气体进行利用。即，在上述专利文献l中，提出了下述装置和方法的专利技术使用 与氮相比，甲烷气体的吸附速度非常慢的天然沸石作为吸附材料(换 言之，使用相对于甲烷气体，优先吸附氮、氧、二氧化碳的吸附材 料)，通过压缩机等向填充有该吸附材料的吸附塔中导入碳矿气体至 规定压力，使碳矿气体所含的氧、氮、二氧化碳先吸附于吸附塔的 前部(下部)，使吸附塔的后部(上部)吸附吸附速度慢的曱烷气体，进 而从吸附塔的上部释放该曱烷气体直至达到大气压，浓缩曱烷气 体。气，浓缩曱烷气体，利用该浓缩的曱烷气体作为燃料等。 曰本特开昭58 - 198591号公才艮
技术实现思路
另一方面，通常可燃性气体存在爆炸的可能性，在原料气体等 中含有一定浓度范围的可燃性气体时有可能爆炸。该浓度范围因可燃性气体的种类而不同，但通常认为是含有5-20%体积左右的范围的 可燃性气体。并且，认为在上述甲烷气体的情况下，在同样的浓度 范围中有爆炸的可能性。另外，可燃性气体爆炸的可能性除可燃性气体的浓度之外，在 原料气体等中含有一定浓度的氧气时也有爆炸的可能性。该浓度范 围为含有10%体积以上氧气的范围。因此，处理含有可燃性气体的气体时，必须格外注意上述可燃 性气体与氧气的浓度范围。特别是在气体处于可燃性气体或氧气有 可能爆炸的浓度范围附近的情况下，调节该可燃性气体或氧气的浓 度，使其不处于上述浓度范围是重要的。此处，关于这点，对上述专利文献l所记载的专利技术进行研究时， 浓缩后的曱烷气体为较高的浓度(曱烷浓度60%体积左右)，虽然处于 爆炸浓度范围外，但从碳矿气体(曱烷浓度为44。/。体积左右，氧气浓 度为12%体积左右)排出 一定程度的曱烷气体后的排出气中，含有较 低浓度(曱烷浓度为44%体积以下)的甲烷气体，而且也含有规定浓度 (氧气浓度为约12%体积以上)的氧气，所以存在下述问题曱烷气体 与氧气中的任一种有可能处于爆炸浓度范围内，从而有该排出气发 生爆炸之虞。另外，上述碳矿气体存在于碳矿内时，处于曱烷浓度非常浓的 状态(曱烷浓度99%体积左右)，但碳矿气体自然涌出时或为了利用碳 矿气体而使用真空泵等吸出时，由于混合了空气，所以变为曱烷浓 度较低的状态(也取决于条件，但例如含有平均20-40%体积左右曱烷 气体的状态)。因此，如同专利文献l所记载的专利技术那样利用压缩机等将接近于 有爆炸可能性的浓度范围的浓度的碳矿气体导入吸附塔中时，存在下迷问题碳矿气体的压力上升，从而有在比上述浓度范围更宽的浓度范围中也发生爆炸之虞。即，难以优选使用压缩机在碳矿内进行甲烷气体的浓缩。 需说明的是，上述专利文献l中甲烷气体浓缩装置的爆炸可能性不是仅对于曱烷气体浓缩装置会产生的问题，也是对于可燃性气体的常规浓缩装置会产生的问题。本专利技术鉴于上述课题完成，其目的在于提供浓缩可燃性气体时，可以在避免达到爆炸范围的浓度的同时实现高浓度浓缩的技术。为了达到上述目的，本专利技术的可燃性气体浓缩装置的第1特征构 成在于，具备设备吸附塔，其填充有吸附可燃性气体的吸附材与空气的原料气体，同时通过释放路将所述原料气体中未吸附于所 述吸附材料的排出气释放到所述吸附塔的外部；收集设备，其将所 述吸附塔内减压至低于大气压，使吸附于所述吸附材料的可燃性气 体解吸，通过收集路收集；控制设备，其依次实行在通过所述供给述排出气的可燃性气体吸附工序与收集通过所述收集设备解吸的所 述可燃性气体的可燃性气体解吸工序。根据上述第l特征构成，通过控制设备的控制依次实行下述工 序可燃性气体吸附工序从通过上述供给设备供给到吸附塔中的 原料气体中将可燃性气体吸附于吸附材料，将原料气体中未吸附于 吸附材料的排出气从吸附塔释放到外部；以及可燃性气体解吸工 序将吸附塔内减压至低于大气压，通过上述收集设备使吸附在吸 附材料中的可燃性气体解吸，进行收集。由此，可燃性气体吸附工序中，可以使可燃性气体本身吸附于 吸附材料，范围，从而设定为爆炸范围外的浓度；7另外，可燃性气体解吸工序中，由于将吸附塔减压至低于大气 压，使可燃性气体解吸，所以可提高可燃性气体的回收率，并使可 燃性气体的浓度高于爆炸范围，同时降低氧气浓度，从而将收集的 浓缩后的可燃性气体设定为爆炸范围外的浓度。吸附塔释放排出气，并在大气压附近使用可燃性气体的吸附性能高 的吸附材料，所以可不使用压缩泵等，仅通过鼓风等向吸附塔供给 原料气体，并可防止在供给原料气体时由于用压缩机提高原料气体 的压力而达到爆炸范围内的浓度。除第1特征构成之外，本专利技术的可燃性气体浓缩装置的第2特征 构成还在于所述吸附材料为下述材料吸附作为所述可燃性气体的 曱烷气体的曱烷吸附材料，同时其为选自用MP法测定的平均细孔直 径为4.5-15A且在大气压与298K下的曱烷气体吸附量为20Ncc/g以上 的活性炭、沸石、硅胶及有机金属配位化合物的至少一种。根据上述第2特征构成，通过使用在大气压与298K下能选择性吸298K下，也可以使该曱烷吸附材料充分吸附曱烷气体。即，在大气压与298K下的曱烷吸附量低于20Ncc/g时，在低压(特 别是大气压左右)下的曱烷吸附性能降低，浓缩后曱烷气体的曱烷浓 度降低，同时为了维持吸附性能，必须增加吸附材料，导致装置大 型化。需要说明的是，上述曱烷吸附量的上限没有特别限定，但目 前所得的曱烷吸附材料的曱烷吸附量为40Ncc/g以下的程度。另外，MP法(分子探针法，Molecular-Probe法)中的平均细孔直 径小于4.5A时，氧气、氮气吸附量增加，浓缩后曱烷气体中的曱烷 浓度降低，或者平均细孔直径接近于曱烷分子径，吸附速度减慢， 曱烷吸附性能降低，或者不能吸附。另一方面，MP法中的平均细孔 直径大于15A时，也出现下述情况在低压(特别是大气压左右)下的 曱烷吸附性能降低，浓缩后曱烷气体的曱烷浓度降低，同时为了维8持吸附性能，必须增加吸附材料，导致装置大型化。因此，可以为下述曱烷吸附材料选自采用MP法的平均细孔直 径为4.5-15A且在大气压与298K下的曱烷气体吸附量为20Ncc/g以上 的活性炭、沸石、硅胶与有机金属配位化合物的至少一种。除第1或第2特征构成之外，本专利技术的可燃性气体浓缩装置的第3甲烷气体的甲烷吸附材料，同时HK法中的平均细孔直径为10 A以下 的细孔容积为全部细孔容积的50%体积以上。根据上述第3特征构成，由于HK法(Horvath - Kawazoe法)中的平 均细孔直径为10 A以下的细孔容积占全部细孔容积的50%体积以上， 所以即使在大气压下，也可以增加曱烷气体的可吸附量，并可以充 分吸附曱垸气体。需要说明的是，上迷平均细孔直径的下限没有特 别限定，平均细孔直径为10A以下的细孔容积为全部细孔容积的50。/0 以上即可。除第本文档来自技高网...
【技术保护点】
可燃性气体浓缩装置，所述装置具备下述设备： 吸附塔，其填充有吸附可燃性气体的吸附材料； 供给设备，其通过供给路向所述吸附塔供给含有可燃性气体与空气的原料气体，同时通过释放路将所述原料气体中未吸附于所述吸附材料的排出气释放到所述吸 附塔外部； 收集设备，其将所述吸附塔内减压至低于大气压，使吸附于所述吸附材料的可燃性气体解吸，通过收集路收集； 以及控制设备，其通过所述供给设备向所述吸附塔供给所述原料气体，同时依次实行下述工序：从所述吸附塔释放所述排出气的可燃 性气体吸附工序与通过所述收集设备收集解吸的所述可燃性气体的可燃性气体解吸工序。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：关建司，紫藤悦雄，平尾胜彦，
申请(专利权)人：大阪瓦斯株式会社，日本燃气电力投资有限公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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