特開 2024-174457 ガスの回収装置および回収方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024174457

(43)【公開日】2024-12-17

(54)【発明の名称】ガスの回収装置および回収方法

(51)【国際特許分類】

   B01D 53/047 20060101AFI20241210BHJP

   B01D 53/62 20060101ALI20241210BHJP

   B01D 53/82 20060101ALI20241210BHJP

【ＦＩ】

B01D53/047 ZAB

B01D53/62

B01D53/82

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023092290

(22)【出願日】2023-06-05

(71)【出願人】

【識別番号】000004547

【氏名又は名称】日本特殊陶業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000534

【氏名又は名称】弁理士法人真明センチュリー

(72)【発明者】

【氏名】後藤 佑太

【テーマコード（参考）】

4D002

4D012

【Ｆターム（参考）】

4D002AA09

4D002AC04

4D002AC10

4D002BA04

4D002CA07

4D002DA41

4D002DA45

4D002DA46

4D002DA70

4D002EA07

4D002FA01

4D002GA03

4D002GB04

4D012BA01

4D012BA02

4D012BA03

4D012CA01

4D012CA03

4D012CB16

4D012CD07

4D012CE01

4D012CF03

4D012CG01

4D012CG02

4D012CJ01

4D012CJ03

(57)【要約】

【課題】装置を小型化できるガスの回収装置および回収方法を提供する。
【解決手段】回収装置は、第１ガスと、吸着容量が第１ガスよりも大きい第２ガスと、を含む混合ガスの第１ガスを圧力スイング吸着により回収するものであって、第１ガスが吸着される第１吸着剤および第２ガスが吸着される第２吸着剤を収容する吸着塔と、混合ガスが加圧された高圧ガスを吸着塔に供給する第１の供給管と、第１吸着剤から脱離した第１ガスを含むガスを吸着塔から分離した後、第２吸着剤から脱離した第２ガスを含むガスを吸着塔から分離する脱離部と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１ガスと、吸着容量が前記第１ガスよりも大きい第２ガスと、を含む混合ガスの前記第１ガスを圧力スイング吸着により回収する回収装置であって、
前記第１ガスが吸着される第１吸着剤および前記第２ガスが吸着される第２吸着剤を収容する吸着塔と、
前記混合ガスが加圧された高圧ガスを前記吸着塔に供給する第１の供給管と、
前記第１吸着剤から脱離した前記第１ガスを含むガスを前記吸着塔から分離した後、前記第２吸着剤から脱離した前記第２ガスを含むガスを前記吸着塔から分離する脱離部と、を備える回収装置。

【請求項2】

前記吸着塔から分離するときの、前記第２ガスを含む前記ガスの圧力は、前記第１ガスを含む前記ガスの圧力よりも低い請求項１記載の回収装置。

【請求項3】

前記第１吸着剤から脱離した前記第１ガスを含む前記ガスを前記吸着塔から分離する第１の脱離管と、
前記第２吸着剤から脱離した前記第２ガスを含む前記ガスを前記吸着塔から分離する第２の脱離管と、を備え、
前記第１の供給管および前記第１の脱離管は前記吸着塔に接続され、
前記第１の供給管から前記吸着塔に供給された前記高圧ガスは、前記第２吸着剤を通って前記第１吸着剤に入り、
前記第１吸着剤から脱離した前記第１ガスは、前記第２吸着剤を通らずに前記第１の脱離管に入る請求項１又は２に記載の回収装置。

【請求項4】

前記吸着塔から分離した前記第１ガスを含む低圧ガスを前記吸着塔に供給する第２の供給管と、
前記第２の供給管から前記吸着塔に前記低圧ガスを供給する洗浄部と、を備え、
前記低圧ガスは、前記第１の吸着剤を通って前記第２の吸着剤に入る請求項１又は２に記載の回収装置。

【請求項5】

前記第２吸着剤から脱離した前記第２ガスを含む前記低圧ガスを前記吸着塔から分離する第２の脱離管を備え、
前記第２の供給管および前記第２の脱離管は前記吸着塔に接続され、
前記第２吸着剤から脱離した前記第２ガスを含む前記低圧ガスは、前記第１吸着剤を通らずに前記第２の脱離管に入る請求項４記載の回収装置。

【請求項6】

前記第１吸着剤から脱離した前記第１ガスを含む前記ガスを前記吸着塔から分離する第１の脱離管と、
前記第２吸着剤から脱離した前記第２ガスを含む前記ガスを前記吸着塔から分離する第２の脱離管と、
前記第１の脱離管に接続された第１の真空ポンプと、
前記第２の脱離管に接続された第２の真空ポンプと、を備える請求項１又は２に記載の回収装置。

【請求項7】

前記第１の真空ポンプの吸込み側の到達圧力は、前記第２の真空ポンプの吸込み側の到達圧力よりも高い請求項６記載の回収装置。

【請求項8】

前記第１吸着剤の嵩は、前記第２吸着剤の嵩よりも大きい請求項１又は２に記載の回収装置。

【請求項9】

第１ガスと、吸着容量が前記第１ガスよりも大きい第２ガスと、を含む混合ガスの前記第１ガスを圧力スイング吸着により回収する方法であって、
前記第１ガスが吸着される第１吸着剤および前記第２ガスが吸着される第２吸着剤を収容する吸着塔に、前記混合ガスが加圧された高圧ガスを供給する吸着工程と、
前記第１吸着剤から脱離した前記第１ガスを回収した後、前記第２吸着剤から脱離した前記第２ガスを前記吸着塔から分離する脱離工程と、を備える回収方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は複数のガスを含む混合ガスから特定のガスを回収する回収装置および回収方法に関する。

【背景技術】

【0002】

複数のガスを含む混合ガスから特定のガスを回収する技術に関し、特許文献１に、二酸化炭素と水分とを含む混合ガスから二酸化炭素を回収する技術において、二酸化炭素の回収器の上流に乾燥機を配置し、乾燥機で混合ガスを零下２０℃程度に冷やして水分を除去する先行技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２１－７４６５７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

先行技術では結露によって水分量を減らす乾燥機を二酸化炭素の回収器の上流に配置するため、装置が大型化するという問題点がある。

【0005】

本発明はこの問題点を解決するためになされたものであり、装置を小型化できるガスの回収装置および回収方法の提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

この目的を達成するための第１の態様は、第１ガスと、吸着容量（単位吸着剤量当りに吸着するガス量）が第１ガスよりも大きい第２ガスと、を含む混合ガスの第１ガスを圧力スイング吸着により回収する回収装置であって、第１ガスが吸着される第１吸着剤および第２ガスが吸着される第２吸着剤を収容する吸着塔と、混合ガスが加圧された高圧ガスを吸着塔に供給する第１の供給管と、第１吸着剤から脱離した第１ガスを含むガスを吸着塔から分離した後、第２吸着剤から脱離した第２ガスを含むガスを吸着塔から分離する脱離部と、を備える。

【0007】

第２の態様は、第１の態様において、吸着塔から分離するときの、第２ガスを含むガスの圧力は、第１ガスを含むガスの圧力よりも低い。

【0008】

第３の態様は、第１又は第２の態様において、第１吸着剤から脱離した第１ガスを含むガスを吸着塔から分離する第１の脱離管と、第２吸着剤から脱離した第２ガスを含むガスを吸着塔から分離する第２の脱離管と、を備え、第１の供給管および第１の脱離管は吸着塔に接続され、第１の供給管から吸着塔に供給された高圧ガスは、第２吸着剤を通って第１吸着剤に入り、第１吸着剤から脱離した第１ガスは、第２吸着剤を通らずに第１の脱離管に入る。

【0009】

第４の態様は、第１又は第２の態様において、吸着塔から分離した第１ガスを含む低圧ガスを吸着塔に供給する第２の供給管と、第２の供給管から吸着塔に低圧ガスを供給する洗浄部と、を備え、低圧ガスは第１の吸着剤を通って第２の吸着剤に入る。

【0010】

第５の態様は、第４の態様において、第２吸着剤から脱離した第２ガスを含む低圧ガスを吸着塔から分離する第２の脱離管を備え、第２の供給管および第２の脱離管は吸着塔に接続され、第２吸着剤から脱離した第２ガスを含む低圧ガスは、第１吸着剤を通らずに第２の脱離管に入る。

【0011】

第６の態様は、第１から第５の態様のいずれかにおいて、第１吸着剤から脱離した第１ガスを含むガスを吸着塔から分離する第１の脱離管と、第２吸着剤から脱離した第２ガスを含むガスを吸着塔から分離する第２の脱離管と、第１の脱離管に接続された第１の真空ポンプと、第２の脱離管に接続された第２の真空ポンプと、を備える。

【0012】

第７の態様は、第６の態様において、第１の真空ポンプの吸込み側の到達圧力は、第２の真空ポンプの吸込み側の到達圧力よりも高い。

【0013】

第８の態様は、第１から第７の態様のいずれかにおいて、第１吸着剤の嵩は、第２吸着剤の嵩よりも大きい。

【0014】

第９の態様は、第１ガスと、吸着容量が第１ガスよりも大きい第２ガスと、を含む混合ガスの第１ガスを圧力スイング吸着により回収する方法であって、第１ガスが吸着される第１吸着剤および第２ガスが吸着される第２吸着剤を収容する吸着塔に、混合ガスが加圧された高圧ガスを供給する吸着工程と、第１吸着剤から脱離した第１ガスを回収した後、第２吸着剤から脱離した第２ガスを吸着塔から分離する脱離工程と、を備える。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、第１ガスに比べて吸着容量が大きい第２ガスを除去し第１ガスを回収する。第２ガスを除去する部分を小さくできるため、装置を小型化できる。脱離部により、吸着容量が小さく脱離しやすい第１ガスを吸着塔から分離した後、吸着容量が大きく脱離しにくい第２ガスを吸着塔から分離するため、回収したガスに混入する第２ガスを低減できる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】一実施の形態における回収装置の配管系統図である。

【図2】第１ガスと第２ガスの脱吸着等温線である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本発明の好ましい実施の形態について添付図面を参照して説明する。図１は一実施の形態における回収装置１０の配管系統図である。

【0018】

回収装置１０は、圧力スイング吸着を利用して、第１ガスと、吸着容量が第１ガスよりも大きい第２ガスと、を含む混合ガスの第１ガスを回収する。回収装置１０は、二酸化炭素、水分、窒素酸化物などを含む排ガス等の混合ガスから二酸化炭素を回収する装置が例示される。この場合の第１ガスは二酸化炭素、第２ガスは水分や窒素酸化物である。混合ガスは、例えば発電所、工場、廃棄物処理施設、天然ガス田、油田などから出る排ガスが例示される。

【0019】

別の回収装置１０は、窒素、水分などを含む空気等の混合ガスから窒素を回収する装置が例示される。この場合の第１ガスは窒素、第２ガスは水分であり、回収装置１０は空気から窒素を回収できる。この回収装置１０において、空気から窒素を回収するときに、回収されなかった酸素を含むガスを回収することもできる。

【0020】

回収装置１０は、吸着塔１１，１２，１３，１４と、吸着塔１１，１２，１３，１４を適切な圧力に設定する加圧装置１８と、を備えている。吸着塔１１，１２，１３，１４の中に第１ガスを吸着する第１吸着剤１５と、第２ガスを吸着する第２吸着剤１６と、がそれぞれ収容されている。

【0021】

第１吸着剤１５や第２吸着剤１６は、混合ガスに含まれる第１ガスと第２ガスの種類に応じ、第１吸着剤１５に対する第１ガスの吸着容量よりも第２吸着剤１６に対する第２ガスの吸着容量が大きいものが適宜選択される。第１吸着剤１５や第２吸着剤１６は活性炭、シリカゲル、ゼオライト、モレキュラーシービイングカーボン、メソポーラスシリカ、金属－有機構造体（ＭＯＦ）、多孔性配位高分子（ＰＣＰ）が例示される。

【0022】

第１吸着剤１５及び第２吸着剤１６はそれぞれ吸着塔１１，１２，１３，１４に充填されている。第２吸着剤１６は吸着塔１１，１２，１３，１４の入口近くに充填されており、第１吸着剤１５は吸着塔１１，１２，１３，１４の出口近くに充填されている。第１吸着剤１５の嵩は、第２吸着剤１６の嵩よりも大きい。すなわち吸着塔１１，１２，１３，１４に充填された第１吸着剤１５の層の厚さは、吸着塔１１，１２，１３，１４に充填された第２吸着剤１６の層の厚さよりも厚い。

【0023】

加圧装置１８は第１の供給管１７に配置されている。加圧装置１８は圧縮機やブロワーが例示される。第１の供給管１７は４つに分岐した管であり、分岐した部分が吸着塔１１，１２，１３，１４の入口にそれぞれ接続されている。加圧装置１８は混合ガスを加圧して第１の供給管１７に送る。加圧装置１８によって加圧された混合ガス（高圧ガス）は、第１の供給管１７の分岐した部分を通って吸着塔１１，１２，１３，１４へ送られる。

【0024】

第１の供給管１７の分岐した部分に、排気管１９の４つに分岐した部分と第２の脱離管２０の４つに分岐した部分とがそれぞれ接続されている。第２の脱離管２０に第２の真空ポンプ２１が配置されている。

【0025】

排気管２２は４つに分岐した管であり、分岐した部分が吸着塔１１，１２，１３，１４の出口にそれぞれ接続されている。排気管２２は、第１の供給管１７から吸着塔１１，１２，１３，１４に入った高圧ガスのうち第１吸着剤１５や第２吸着剤１６に吸着されない成分を、吸着塔１１，１２，１３，１４の外に排気する機能をもつ。

【0026】

排気管２２の分岐した部分に、第１の脱離管２３の４つに分岐した部分と第２の供給管２６の４つに分岐した部分とがそれぞれ接続されている。第１の脱離管２３に第１の真空ポンプ２４及びタンク２５が配置されている。タンク２５は第１の脱離管２３の、第１の真空ポンプ２４の下流に配置されている。第２の供給管２６の上流端はタンク２５に接続されている。

【0027】

第１の真空ポンプ２４の吸込み側の到達圧力は、第２の真空ポンプ２１の吸込み側の到達圧力よりも高い。吸込み側の到達圧力は低いほど（ゼロに近いほど）高真空を実現できるため、第２の真空ポンプ２１は、第１の真空ポンプ２４に比べ、高真空を実現できる。また、第１の真空ポンプ２４の吐出し側の圧力を、第２の真空ポンプ２１の吐出し側の圧力よりも高くできる。さらに第１の真空ポンプ２４の排気速度は、第２の真空ポンプ２１の排気速度よりも大きい。

【0028】

調節弁２７，２８，２９，３０は、第１の供給管１７の分岐した部分に吸着塔１１，１２，１３，１４毎に配置されている。調節弁３１，３２，３３，３４は、排気管１９の分岐した部分に吸着塔１１，１２，１３，１４毎に配置されている。調節弁３５，３６，３７，３８は、第２の脱離管２０の分岐した部分に吸着塔１１，１２，１３，１４毎に配置されている。

【0029】

調節弁３９，４０，４１，４２は、排気管２２の分岐した部分に吸着塔１１，１２，１３，１４毎に配置されている。調節弁４３，４４，４５，４６は、第１の脱離管２３の分岐した部分に吸着塔１１，１２，１３，１４毎に配置されている。調節弁４７はタンク２５の下流の第１の脱離管２３に配置されている。調節弁４８，４９，５０，５１は、第２の供給管２６の分岐した部分に吸着塔１１，１２，１３，１４毎に配置されている。

【0030】

制御装置５２は調節弁２７－５１の開閉を制御するための装置である。制御装置５２は、ＣＰＵ，ＲＯＭ及びＲＡＭ（いずれも図示せず）を備えている。ＲＯＭは、調節弁２７－５１を開閉するプログラムが記憶されている。ＣＰＵは、ＲＯＭに記憶されたプログラムに基づき、吸着部５３、洗浄部５４及び脱離部５５において、調節弁２７－５１を開閉する処理を実行する。調節弁２７－５１は制御装置５２からの電気信号を受け取って作動する。

【0031】

制御装置５２は、吸着塔１１，１２，１３，１４の各々で吸着工程、洗浄工程、第１の脱離工程、第２の脱離工程の順に工程が進み、吸着塔１１，１２，１３，１４で４つの工程が並行するように処理を実行する。制御装置５２は、混合ガスから第１ガスを連続的に回収できるように調節弁２７－５１を開閉し、第１ガスに富むガスをタンク２５に貯留する。吸着部５３は吸着工程を進める処理を実行する。洗浄部５４は洗浄工程を進める処理を実行する。脱離部５５は第１の脱離工程から第２の脱離工程までを進める処理を実行する。

【0032】

以下、第２の脱離工程が完了した吸着塔１１で吸着工程を進行させ、吸着工程が完了した吸着塔１２で洗浄工程を進行させ、洗浄工程が完了した吸着塔１３で第１の脱離工程を進行させ、第１の脱離工程が完了した吸着塔１４で第２の脱離工程を進行させる場合を例示して、回収装置１０の動作を説明する。加圧装置１８、第１の真空ポンプ２４及び第２の真空ポンプ２１は４つの工程を通して作動している。

【0033】

吸着部５３は、吸着塔１１で吸着工程を進行するため、調節弁２７，３９を開き、その他の調節弁を閉じる。吸着工程において調節弁２７を通って第１の供給管１７から吸着塔１１に入った高圧ガスは、第２吸着剤１６を通って第１吸着剤１５に入る。第２ガスは第２吸着剤１６に吸着され、第１ガスは第１吸着剤１５に吸着され、高圧ガスに比べて第１ガス及び第２ガスの分圧が低いオフガスは、調節弁３９を通って排気管２２から回収装置１０の系外へ排出される。

【0034】

図２は第１ガスと第２ガスの脱吸着等温線の一例である。図２は横軸にガスの分圧をとり、縦軸に吸着容量（単位吸着剤量当りに吸着するガス量）をとる。図２は第２吸着剤への第２ガスの吸着容量が、第１吸着剤への第１ガスの吸着容量よりも大きいことを示している。吸着工程における吸着塔１１内の高圧ガスの圧力（吸着圧）をＰ３とする。

【0035】

図１に戻って説明する。吸着工程において高圧ガスが吸着塔１１の中を入口から出口に向かって順次移動する間に、第２ガスは第２吸着剤１６に吸着され、第１ガスは第１吸着剤１５に吸着される。第２ガスの吸着容量は第１ガスの吸着容量に比べて大きいため、第２ガスは第２吸着剤１６に吸着除去され、第１吸着剤１５の中を移動する高圧ガスに含まれる第２ガスの濃度が低くなる。これにより第１吸着剤１５に第１ガスが吸着されやすくなる。

【0036】

洗浄部５４は、吸着塔１２で洗浄工程を進行するため、調節弁３２，４９を開く。高圧ガスの供給がなくなった吸着塔１２の圧力は、調節弁３２，４９が開くと大気圧付近まで降下する。吸着塔１２の圧力が降下すると、吸着工程における吸着塔１２の圧力Ｐ３（図２参照）のときの吸着容量と降下した圧力のときの吸着容量との差に相当する第１ガスが第１吸着剤１５から脱離し、第２ガスが第２吸着剤１６から脱離する。

【0037】

洗浄工程では、タンク２５内に存在する第１ガスに富むガス（低圧ガス）が、調節弁４９を通って第２の供給管２６から吸着塔１２へ供給される。第２の供給管２６から吸着塔１２へ入った低圧ガスは、順次、第１吸着剤１５を通って第２吸着剤１６に入る。吸着塔１２内に存在する不要なガスは、吸着塔１２の出口から入口に向かって流れる低圧ガスに押し出され、調節弁３２を通って排気管１９から回収装置１０の系外へ排出される。低圧ガスは第１ガスに富むため、低圧ガスが供給された吸着塔１２は第１ガスの濃度が高まり第１吸着剤１５への第１ガスの吸着量が増加する。洗浄工程により、第１吸着剤１５及び第２吸着剤１６に吸着されない不要な成分が系外に排出されるため、回収されるガスに含まれる不要な成分の割合を低減し、第１ガスの割合を高めることができる。

【0038】

脱離部５５は、吸着塔１３で第１の脱離工程を進行するため、調節弁３３，４５を開く。第１吸着剤１５から脱離した第１ガスを含む低圧ガスは、第１の真空ポンプ２４によって、吸着塔１３から分離され調節弁４５を通って第１の脱離管２３からタンク２５に入る。第１の真空ポンプ２４によって吸着塔１３は減圧されるため、第１吸着剤１５からの第１ガスの脱離および第２吸着剤１６からの第２ガスの脱離は進行する。第１の脱離工程において吸着塔１３から分離される低圧ガスの圧力をＰ２とすると（図２参照）、第１ガスの圧力Ｐ３における吸着容量と圧力Ｐ２における吸着容量との差Ｃ１の分だけ、第１吸着剤１５から第１ガスが脱離して回収される。

【0039】

第１の脱離工程において、第１吸着剤１５から脱離した第１ガスを含む低圧ガスは、第２ガスが多く存在する第２吸着剤１６の中を通らずに吸着塔１３から分離され、第１の脱離管２３を通って回収される。従って回収されるガスに混入する第２ガスを低減できる。

【0040】

第２ガスの吸着容量は第１ガスの吸着容量に比べて大きいため、第２ガスの脱離速度は第１ガスの脱離速度よりも小さい。これにより第１吸着剤１５から脱離した第１ガスを含むガスの中に、第２吸着剤１６から脱離した第２ガスが混入する量を低減できる。タンク２５に入るガスに含まれる第２ガスを低減できるため、高濃度の第１ガスをタンク２５に貯留できる。調節弁４７を開いてタンク２５の中のガスを取り出すことができる。

【0041】

脱離部５５は、吸着塔１４で第２の脱離工程を進行するため、調節弁３８，４２を開く。第２吸着剤１６から脱離した第２ガスを含むガスは、第２の真空ポンプ２１によって、吸着塔１４から分離され調節弁３８を通って第２の脱離管２０から回収装置１０の系外へ排出される。第２の脱離工程において吸着塔１４から分離されるガスの圧力をＰ１とすると（図２参照）、第２ガスの圧力Ｐ３における吸着容量と圧力Ｐ１における吸着容量との差Ｃ２の分だけ第２ガスを除去できる。

【0042】

第２の脱離工程において、第２吸着剤１６から脱離した第２ガスを含むガスは、第１吸着剤１５の中を通らずに吸着塔１４から分離され、第２の脱離管２０から排出される。第１吸着剤１５の中に滞留する第２ガスを低減できるため、吸着塔１４で行われる次の第１の脱離工程において、第１吸着剤１５から脱離した第１ガスを含むガスを回収するときに、ガスに混入する第２ガスを低減できる。

【0043】

第１の脱離工程において第１吸着剤１５から脱離した第１ガスの一部は、第１の脱離工程が完了したときに吸着塔１４の中に残ることがある。吸着塔１４の中に残留した少量の第１ガスは、第２の脱離工程において第２の真空ポンプ２１によって、第２吸着剤１６を通って吸着塔１４から分離され、調節弁３８を通って第２の脱離管２０から回収装置１０の系外へ排出される。

【0044】

第２の脱離工程において吸着塔１４から分離されるガスの圧力Ｐ１（図２参照）は、第１の脱離工程において吸着塔１３から分離されるガスの圧力Ｐ２よりも低く設定されると好ましい。圧力Ｐ１が低くなって圧力Ｐ３と圧力Ｐ１との差が大きくなると差Ｃ２が大きくなるため、第２吸着剤１６から多くの第２ガスが追い出され、第２吸着剤１６の吸着能力が大きく回復するからである。その結果、吸着塔１４で行われる次の吸着工程において第２吸着剤１６に大量の第２ガスを吸着除去させることができる。

【0045】

脱離部５５は、第１の脱離工程において吸着容量が小さく脱離しやすい第１ガスを吸着塔１３から分離した後、第２の脱離工程において吸着容量が大きく脱離しにくい第２ガスを吸着塔１４から分離するため、第１の脱離工程において第２吸着剤１６から脱離する第２ガスを低減し、第１の脱離工程において回収されるガスに混入する第２ガスを低減できる。これにより高濃度の第１ガスを回収できる。

【0046】

回収装置１０は、先行技術のように、結露によって水分量を減らす乾燥機を吸着塔１１，１２，１３，１４の上流に配置しなくて済むため、乾燥機を省くことができる分だけ装置を小型化でき、また電力原単位を低減できる。吸着塔１１，１２，１３，１４に充填する第２吸着剤１６は必要だが、第２吸着剤１６の嵩は第１吸着剤１５の嵩に比べて小さいため、第２吸着剤１６が充填される吸着塔１１，１２，１３，１４の体積の拡大を低減できる。

【0047】

混合ガスに含まれる第２ガスの濃度は第１ガスの濃度よりも低いため、第２ガスを吸着する第２吸着剤１６の嵩は、第１ガスを吸着する第１吸着剤１５の嵩よりも小さくて済む。従って第１吸着剤１５に加えて第２吸着剤１６が充填される吸着塔１１，１２，１３，１４の体積の拡大を低減できる。

【0048】

第１の脱離管２３の第１の真空ポンプ２４が配置され、第２の脱離管２０に第２の真空ポンプ２１が配置されているため、１つの真空ポンプを第１の脱離管２３と第２の脱離管２０とにつないで吸着塔１１，１２，１３，１４を減圧する場合に比べ、真空ポンプ２１，２４の各々の排気量を少なくできる。真空ポンプ２１，２４を小さくできるため、回収装置１０の小型化に有利である。

【0049】

第１の脱離管２３に配置された第１の真空ポンプ２４の吸込み側の到達圧力は、第２の脱離管２０に配置された第２の真空ポンプ２１の吸込み側の到達圧力よりも高いため、第１の真空ポンプ２４の吐出し側の圧力を高くできる。ガスの温度と質量が一定であれば、第１の真空ポンプ２４の下流に接続されたタンク２５の中のガスの圧力を高くすることができ、ガスの体積を小さくできるため、ガスが蓄えられるタンク２５を小さくできる。一定の体積のタンク２５に多量のガスを蓄えることができる。また、第１の真空ポンプ２４の排気速度は第２の真空ポンプ２１の排気速度よりも大きいため、第１の脱離工程における第１ガスの回収速度を大きくできる。

【0050】

以上、実施の形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。

【0051】

例えば回収装置１０の配管系統は一例であり、適宜設定できる。実施形態では４つの吸着塔１１，１２，１３，１４を備える回収装置１０について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。吸着塔は１つ以上の数に適宜設定される。

【0052】

実施形態では第１吸着剤１５と第２吸着剤１６とが充填された吸着塔１１，１２，１３，１４を並べ、調節弁を切り替えて吸着・再生のサイクルを行う場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。１つの吸着塔の中にいくつかの部屋を設け、その部屋の中に第１吸着剤１５と第２吸着剤１６とを分けて充填し、第１吸着剤１５と第２吸着剤１６とを順次使って吸着・再生のサイクルを行うことは当然可能である。

【0053】

実施形態では吸着工程、洗浄工程、第１の脱離工程、第２の脱離工程を順次行う回収装置１０を説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。例えば洗浄工程を省くことは当然可能である。洗浄工程を省くことにより、タンク２５に回収した第１ガスの一部を吸着塔１１，１２，１３，１４に戻さなくても良くなるため、第１ガスの回収率を向上できる。

【0054】

実施形態では第１の真空ポンプ２４を用いて第１吸着剤１５から第１ガスを脱離し、第２の真空ポンプ２１を用いて第２吸着剤１６から第２ガスを脱離する場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。第１ガスや第２ガスの種類にもよるが、真空ポンプ２１，２４を両方とも用いずに、又は、真空ポンプ２１，２４のどちらかを用いて、吸着剤から第１ガスや第２ガスを脱離することは当然可能である。真空ポンプ２１，２４のどちらか又は両方を省くことは、回収装置１０の小型化に有利である。

【0055】

実施形態では第２ガスを含むガスを第２の脱離管２０から回収装置１０の系外に排出する場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。第２の脱離管２０の、第２の真空ポンプ２１の下流にタンクを配置し、空気（混合ガス）から窒素（第１ガス）を回収し、水分（第２ガス）を第２の脱離管２０から排出する場合に、水分を含むガスをタンクに貯留することは当然可能である。タンクにより酸素と水分とを回収できる。タンク内の酸素と水分とを含む混合ガスから、回収装置１０を用いて酸素（第１ガス）を回収し水分（第２ガス）を除去することは当然可能である。

【符号の説明】

【0056】

１０ 回収装置
１１，１２，１３，１４ 吸着塔
１５ 第１吸着剤
１６ 第２吸着剤
１７ 第１の供給管
２０ 第２の脱離管
２１ 第２の真空ポンプ
２３ 第１の脱離管
２４ 第１の真空ポンプ
２６ 第２の供給管
５４ 洗浄部
５５ 脱離部

【図1】

【図2】