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特表2024-543268吸着剤の選択方法、圧力スイング吸着方法、及びそのシステム

書誌要約請求の範囲詳細な説明課題実施例実施するための形態図面の説明

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-11-20

(54)【発明の名称】吸着剤の選択方法、圧力スイング吸着方法、及びそのシステム

(51)【国際特許分類】

B01D 53/047 20060101AFI20241113BHJP

B01J 20/34 20060101ALI20241113BHJP

B01J 20/10 20060101ALI20241113BHJP

B01J 20/20 20060101ALI20241113BHJP

B01J 20/26 20060101ALI20241113BHJP

【ＦＩ】

B01D53/047

B01J20/34 E

B01J20/10 D

B01J20/20 A

B01J20/26 A

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024531653

(86)(22)【出願日】2022-12-06

(85)【翻訳文提出日】2024-05-28

(86)【国際出願番号】 CN2022136912

(87)【国際公開番号】W WO2023124825

(87)【国際公開日】2023-07-06

(31)【優先権主張番号】202111681815.7

(32)【優先日】2021-12-31

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】503191287

【氏名又は名称】中国石油化工股▲ふん▼有限公司

(71)【出願人】

【識別番号】522173712

【氏名又は名称】中石化（大連）石油化工研究院有限公司

(74)【代理人】

【識別番号】110000338

【氏名又は名称】弁理士法人ＨＡＲＡＫＥＮＺＯＷＯＲＬＤＰＡＴＥＮＴ＆ＴＲＡＤＥＭＡＲＫ

(72)【発明者】

【氏名】張勝中

(72)【発明者】

【氏名】喬凱

(72)【発明者】

【氏名】張延鵬

(72)【発明者】

【氏名】范得権

(72)【発明者】

【氏名】楊陽

(72)【発明者】

【氏名】胡方舟

【テーマコード（参考）】

4D012

4G066

【Ｆターム（参考）】

4D012BA01

4D012BA04

4D012CA03

4D012CA06

4D012CA07

4D012CA20

4D012CB13

4D012CB16

4D012CD07

4D012CE01

4D012CE03

4D012CF01

4D012CF03

4D012CF04

4D012CF06

4D012CF08

4D012CF10

4D012CG01

4D012CG02

4D012CG03

4D012CG04

4D012CG05

4D012CJ01

4D012CK10

4G066AA04B

4G066AA22B

4G066AB24B

4G066AC11B

4G066BA20

4G066BA22

4G066BA36

4G066BA42

4G066CA27

4G066CA51

4G066DA01

4G066DA02

4G066EA20

4G066GA14

(57)【要約】

吸着剤の選択方法、圧力スイング吸着方法、及びそのシステムを開示する。選択方法は、対象吸着質に対する複数の吸着剤のうちのそれぞれの吸着等温線の初期圧力における傾きを取得するステップであって、前記吸着等温線は、特定の温度で圧力に応じて吸着量が変化する曲線である、ステップと、前記特定温度及び特定圧力における前記対象吸着質に対する前記各吸着剤の吸着量を取得するステップと、前記各吸着剤の傾き及び吸着量に応じて、前記複数の吸着剤の中から前記対象吸着質を吸着するための対象吸着剤を選択するステップと、を含む。圧力スイング吸着中に圧力スイング吸着周期を最適化させ、吸着剤の使用量を減らし、圧力スイング吸着の操作コスト及び生産コストを削減させることができる。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

吸着剤の選択方法であって、
対象吸着質に対する複数の吸着剤のうちのそれぞれの吸着等温線の初期圧力における傾きを取得するステップであって、前記吸着等温線は、特定の温度で圧力に応じて吸着量が変化する曲線である、ステップと、
前記特定温度及び特定圧力における前記対象吸着質に対する前記各吸着剤の吸着量を取得するステップと、
前記各吸着剤の傾き及び吸着量に応じて、前記複数の吸着剤の中から前記対象吸着質を吸着するための対象吸着剤を選択するステップと、を含む、ことを特徴とする吸着剤の選択方法。

【請求項2】

前記複数の吸着剤の中から前記対象吸着質を吸着するための対象吸着剤を選択する前記ステップは、
前記各吸着剤の傾きから、前記各吸着剤の圧力スイング吸着のサイクル周期における各分解ステップシーケンスの最短時間を決定するステップと、
決定した最短時間に基づいて、前記複数の吸着剤の中から対応する最短時間が予め設定された時間以下である特定吸着剤を選択するステップと、
前記特定吸着剤の傾きと吸着量との積を決定するステップと、
最大積に対応する吸着剤を前記対象吸着剤として選択するステップと、を含む、ことを特徴とする請求項１に記載の選択方法。

【請求項3】

前記各吸着剤の圧力スイング吸着のサイクル周期における各分解ステップシーケンスの最短時間を決定する前記ステップは、
吸着剤の傾きが第１傾きよりも大きく、かつ第２傾き以下である場合、該吸着剤に対応する最短時間を第１最短時間以上にし、
吸着剤の傾きが前記第２傾きよりも大きく、かつ第３傾き以下である場合、該吸着剤に対応する最短時間を第２最短時間以上にし、
吸着剤の傾きが前記第３傾きよりも大きく、かつ第４傾き以下である場合、該吸着剤に対応する最短時間を第３最短時間以上にし、又は
吸着剤の傾きが前記第４傾きよりも大きく、かつ第５傾き以下である場合、該吸着剤に対応する最短時間を第４最短時間以上にするステップを含み、
前記第１傾き、前記第２傾き、前記第３傾き、前記第４傾き及び前記第５傾きは徐々に増加し、前記第１最短時間、前記第２最短時間、前記第３最短時間及び前記第４最短時間は徐々に増加する、ことを特徴とする請求項２に記載の選択方法。

【請求項4】

前記第１傾きが１、前記第２傾きが１０、前記第３傾きが２０、前記第４傾きが３０、前記第５傾きが５０である場合、前記第１最短時間は０．０５ｓ、前記第２最短時間は３ｓ、前記第３最短時間は９ｓ、前記第４最短時間は２４ｓである、ことを特徴とする請求項３に記載の選択方法。

【請求項5】

前記各吸着剤の圧力スイング吸着のサイクル周期における各分解ステップシーケンスの最短時間ｔを決定する前記ステップは、

【数1】

を含み、
ここで、Ｔは、予め設定された最長ステップシーケンス時間であり、その単位がｓであり、ｋ_０は、前記各吸着剤の傾きである、ことを特徴とする請求項２に記載の選択方法。

【請求項6】

Ｔは、４０以下である、ことを特徴とする請求項５に記載の選択方法。

【請求項7】

前記圧力スイング吸着方法は、
前記対象吸着剤に対応する最短時間を吸着時間として決定するステップと、
前記吸着時間内に吸着塔に導入される前記対象吸着質の量及び前記対象吸着剤の吸着量から、前記対象吸着剤の量を決定するステップと、をさらに含む、ことを特徴とする請求項２～６のいずれか１項に記載の選択方法。

【請求項8】

前記対象吸着質に対する複数の吸着剤のうちのそれぞれの吸着等温線の初期圧力における傾きを取得する前記ステップは、予め設定された前提条件を満たす場合に実行され、
前記予め設定された前提条件は、各圧力において、前記対象吸着質に対する前記各吸着剤の吸着等温線と脱着等温線の吸着量の差の絶対値が吸着等温線の吸着量の予め設定された比以下であることを含む、ことを特徴とする請求項１～６のいずれか１項に記載の選択方法。

【請求項9】

前記予め設定された前提条件は、
各圧力において、前記対象吸着質に対する前記各吸着剤の吸着等温線の吸着量が脱着等温線の吸着量以下であることをさらに含み、
前記脱着等温線は、前記特定の温度で圧力に応じて脱着量が変化する曲線である、ことを特徴とする請求項８に記載の選択方法。

【請求項10】

前記特定温度は、１０℃～４０℃である、ことを特徴とする請求項１～６のいずれか１項に記載の選択方法。

【請求項11】

前記初期圧力は、１０ｋＰａ以下である、ことを特徴とする請求項１～６のいずれか１項に記載の選択方法。

【請求項12】

前記吸着剤は、微多孔質分子篩、ＭＯＦｓ、炭素分子篩、及びシリカゲルから選択される、ことを特徴とする請求項１～６のいずれか１項に記載の選択方法。

【請求項13】

圧力スイング吸着方法であって、
請求項１～１２のいずれか１項に記載の吸着剤の選択方法によって、１つ又は複数の対象吸着質を吸着するための対象吸着剤を選択するステップと、
前記対象吸着剤を用いて前記１つ又は複数の対象吸着質に対して特定温度での圧力スイング吸着を行うステップと、を含む、ことを特徴とする圧力スイング吸着方法。

【請求項14】

前記対象吸着剤の吸着等温線の初期圧力点における傾きが第１予め設定された傾きよりも大きく、かつ第２予め設定された傾き以下である場合、統合ロータリーバルブによって圧力スイング吸着のプロセスシーケンスを制御するステップ、又は
前記対象吸着剤の吸着等温線の初期圧力点における傾きが前記第２予め設定された傾きよりも大きく、かつ第３予め設定された傾き以下である場合、シーケンシングバルブによって圧力スイング吸着のプロセスシーケンスを制御するステップをさらに含む、ことを特徴とする請求項１３に記載の圧力スイング吸着方法。

【請求項15】

前記対象吸着剤が複数の対象吸着剤である場合、前記複数の対象吸着剤をグレーディングするステップをさらに含み、
前記対象吸着剤を用いて前記１つ又は複数の対象吸着質に対して特定温度での圧力スイング吸着を行う前記ステップは、グレーディング後の前記複数の対象吸着剤を用いて前記１つ又は複数の対象吸着質に対して前記特定温度での圧力スイング吸着を行うステップを含む、ことを特徴とする請求項１３又は１４に記載の圧力スイング吸着方法。

【請求項16】

前記複数の対象吸着剤のうち吸着等温線の初期圧力における傾きが最大の吸着剤の傾きに基づいて、圧力スイング吸着のサイクル周期における各分解ステップシーケンスの最短時間を設定するステップをさらに含む、ことを特徴とする請求項１５に記載の圧力スイング吸着方法。

【請求項17】

吸着剤選択システムであって、
対象吸着質に対する複数の吸着剤のうちのそれぞれの吸着等温線を記憶するためのメモリと、
前記対象吸着質に対する前記各吸着剤の吸着等温線の初期圧力における傾きを取得する操作であって、前記吸着等温線は、特定の温度で圧力に応じて吸着量が変化する曲線である、操作と、
前記特定温度及び特定圧力における前記対象吸着質に対する前記各吸着剤の吸着量を取得する操作と、
前記各吸着剤の傾き及び吸着量に応じて、前記複数の吸着剤の中から前記対象吸着質を吸着するための対象吸着剤を選択する操作と、
を実行するように構成されたプロセッサと、を含む、ことを特徴とする吸着剤選択システム。

【請求項18】

圧力スイング吸着システムであって、
１つ又は複数の対象吸着質を吸着するための対象吸着剤を選択するための請求項１７に記載の吸着剤選択システムと、
前記対象吸着剤を用いて前記１つ又は複数の対象吸着質に対して特定温度での圧力スイング吸着を行うための吸着装置と、を含む、ことを特徴とする圧力スイング吸着システム。

【請求項19】

コンピュータプログラムが記憶されており、該コンピュータプログラムは、プロセッサによって実行されると、上記の請求項１～１２のいずれか１項に記載の吸着剤の選択方法及び／又は上記の請求項１３～１６のいずれか１項に記載の圧力スイング吸着方法を実現する、ことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。

【発明の詳細な説明】

【関連出願の相互参照】

【0001】

本願は、２０２１年１２月３１日に提出された、中国特許出願２０２１１１６８１８１５．７の利点を主張しており、当該出願の内容は、引用により本明細書に組み込まれている。

【技術分野】

【0002】

本発明の実施例は、吸着分離の技術分野に関し、特に、吸着剤の選択方法、圧力スイング吸着方法、及びそのシステムに関する。

【背景技術】

【0003】

圧力スイング吸着技術は、水素ガス、ヘリウムガス、窒素ガスなどのガスの精製だけでなく、二酸化炭素の捕集や軽質炭化水素の回収などの工業プロセスにも使用できる。圧力スイング吸着は、使用シナリオによって異なり、選択された吸着剤は、除去する必要がある不純物、又は生成する必要がある生成物を吸着することができる。吸着剤によって吸着された不純物又は生成物は、いずれも吸着質と呼ばれる。吸着剤、制御プロセス、及び設備は、生産における圧力スイング吸着技術の適用の鍵となっている。

【0004】

さまざまな吸着質に応じて吸着剤を選択し、対応する制御プロセスを組み合わせ、さらに信頼性の高い設備を選択することは、圧力スイング吸着の最適化された生産計画を達成するための一般的なプロセスである。一般に、圧力スイング吸着では、各塔に同じ種類の同じ重量の吸着剤を充填し、２つ以上の塔を順次切り替えることで連続生産を実現する。吸着塔に一定量の吸着剤を充填すると、吸着周期を延長することにより、生成物の回収率を向上させることができる。吸着剤の充填量を減らすと、吸着周期を短縮させることにより、生成物の回収率を確保でき、装置の設置面積を削減できる。

【0005】

従来技術では、異なる吸着質に対して、対応する吸着剤は主に経験を通じて選択されている。そのため、十分な吸着を得るには、通常、吸着剤を過剰に充填し、吸着時間を長く設定する必要がある。

【0006】

持続可能な発展の観点からは、圧力スイング吸着装置の全体的な性能を確保しながら、吸着剤の使用量を減らすことで、吸着塔の体積を減少させることによって、装置の設置面積を減少させる手段がより好ましい。したがって、同一原料のガス圧力スイング吸着プロセスにおいては、圧力スイング吸着周期を最適化し、吸着剤の量を減らし、装置の設置面積と総重量をいかに削減するかが喫緊の課題となっている。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明の目的は、吸着等温線の初期圧力における傾き、並びに特定温度及び特定圧力における対象吸着質に対する吸着剤の吸着量に基づいて、対象吸着剤を選択することができ、それによって、圧力スイング吸着中に圧力スイング吸着周期を最適化させ、吸着剤の使用量を減らし、圧力スイング吸着の操作コスト及び生産コストを削減させることができる吸着剤の選択方法、圧力スイング吸着方法、及びそのシステムを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記の目的を達成させるために、本発明の第１態様は、対象吸着質に対する複数の吸着剤のうちのそれぞれの吸着等温線の初期圧力における傾きを取得するステップであって、前記吸着等温線は、特定の温度で圧力に応じて吸着量が変化する曲線である、ステップと、前記特定温度及び特定圧力における前記対象吸着質に対する前記各吸着剤の吸着量を取得するステップと、前記各吸着剤の傾き及び吸着量に応じて、前記複数の吸着剤の中から前記対象吸着質を吸着するための対象吸着剤を選択するステップと、を含む、吸着剤の選択方法を提供する。

【0009】

好ましくは、前記複数の吸着剤の中から前記対象吸着質を吸着するための対象吸着剤を選択する前記ステップは、前記各吸着剤の傾きから、前記各吸着剤の圧力スイング吸着のサイクル周期における各分解ステップシーケンスの最短時間を決定するステップと、決定した最短時間に基づいて、前記複数の吸着剤の中から対応する最短時間が予め設定された時間以下である特定吸着剤を選択するステップと、前記特定吸着剤の傾きと吸着量との積を決定するステップと、最大積に対応する吸着剤を前記対象吸着剤として選択するステップと、を含む。

【0010】

好ましくは、前記各吸着剤の圧力スイング吸着のサイクル周期における各分解ステップシーケンスの最短時間を決定する前記ステップは、吸着剤の傾きが第１傾きよりも大きく、かつ第２傾き以下である場合、該吸着剤に対応する最短時間を第１最短時間以上にし、吸着剤の傾きが前記第２傾きよりも大きく、かつ第３傾き以下である場合、該吸着剤に対応する最短時間を第２最短時間以上にし、吸着剤の傾きが前記第３傾きよりも大きく、かつ第４傾き以下である場合、該吸着剤に対応する最短時間を第３最短時間以上にし、又は吸着剤の傾きが前記第４傾きよりも大きく、かつ第５傾き以下である場合、該吸着剤に対応する最短時間を第４最短時間以上にするステップを含み、前記第１傾き、前記第２傾き、前記第３傾き、前記第４傾き及び前記第５傾きは徐々に増加し、及び前記第１最短時間、前記第２最短時間、前記第３最短時間及び前記第４最短時間は徐々に増加する。

【0011】

好ましくは、前記第１傾きが１、前記第２傾きが１０、前記第３傾きが２０、前記第４傾きが３０、前記第５傾きが５０である場合、前記第１最短時間は０．０５ｓ、前記第２最短時間は３ｓ、前記第３最短時間は９ｓ、前記第４最短時間は２４ｓである。

【0012】

好ましくは、前記各吸着剤の圧力スイング吸着のサイクル周期における各分解ステップシーケンスの最短時間ｔを決定する前記ステップは、

【数1】

を含み、ここで、Ｔは、予め設定された最長ステップシーケンス時間であり、単位がｓであり、ｋ_０は、前記各吸着剤の傾きである。

【0013】

好ましくは、Ｔは、４０以下である。

【0014】

好ましくは、前記選択方法は、決定した最短時間を吸着時間として決定するステップと、前記吸着時間内に吸着塔に導入される前記対象吸着質の量及び前記対象吸着剤の吸着量から、前記対象吸着剤の量を決定するステップと、をさらに含む。

【0015】

好ましくは、対象吸着質に対する複数の吸着剤のうちのそれぞれの吸着等温線の初期圧力における傾きを取得する前記ステップは、予め設定された前提条件を満たす場合に実行され、前記予め設定された前提条件は、各圧力において、前記対象吸着質に対する前記各吸着剤の吸着等温線と脱着等温線の吸着量の差の絶対値が吸着等温線の吸着量の予め設定された比以下であることを含み、前記脱着等温線は、前記特定の温度で圧力に応じて脱着量が変化する曲線である。

【0016】

好ましくは、前記予め設定された前提条件はさらに、各圧力において、前記対象吸着質に対する前記各吸着剤の吸着等温線の吸着量が脱着等温線の吸着量以下であることを含む。

【0017】

好ましくは、前記特定温度は、１０℃～４０℃である。

【0018】

好ましくは、前記初期圧力は、１０ｋＰａ以下である。

【0019】

好ましくは、前記吸着剤は、微多孔質分子篩、ＭＯＦｓ、炭素分子篩、又はシリカゲルから選択される。

【0020】

上記の技術案によれば、本発明は、対象吸着質に対する複数の吸着剤のうちのそれぞれの吸着剤の吸着等温線の初期圧力における傾き、並びに前記特定温度及び特定圧力における前記対象吸着質に対する前記各吸着剤の吸着量に基づいて、前記複数の吸着剤の中から前記対象吸着質を吸着するための対象吸着剤を選択することによって、圧力スイング吸着中に圧力スイング吸着周期を最適化させ、吸着剤の使用量を減らし、圧力スイング吸着の操作コスト及び生産コストを削減させることができる。

【0021】

本発明の第２態様は、前記吸着剤の選択方法によって、１つ又は複数の対象吸着質を吸着するための対象吸着剤を選択するステップと、前記対象吸着剤を用いて前記１つ又は複数の対象吸着質に対して圧力スイング吸着を行うステップと、を含む、圧力スイング吸着方法を提供する。

【0022】

好ましくは、前記圧力スイング吸着方法は、前記対象吸着剤の吸着等温線の初期圧力点における傾きが第１予め設定された傾きよりも大きく、かつ第２予め設定された傾き以下である場合、統合ロータリーバルブによって圧力スイング吸着のプロセスシーケンスを制御するステップ、又は前記対象吸着剤の吸着等温線の初期圧力点における傾きが前記第２予め設定された傾きよりも大きく、かつ第３予め設定された傾き以下である場合、シーケンシングバルブによって圧力スイング吸着のプロセスシーケンスを制御するステップをさらに含む。

【0023】

好ましくは、前記対象吸着剤が複数の対象吸着剤である場合、前記圧力スイング吸着方法は、前記複数の対象吸着剤をグレーディングするステップをさらに含み、前記対象吸着剤を用いて前記１つ又は複数の対象吸着質に対して特定温度での圧力スイング吸着を行う前記ステップは、グレーディング後の前記複数の対象吸着剤を用いて前記１つ又は複数の対象吸着質に対して前記特定温度での圧力スイング吸着を行うステップを含む。

【0024】

好ましくは、前記圧力スイング吸着方法は、前記複数の対象吸着剤のうち吸着等温線の初期圧力における傾きが最大の吸着剤の傾きに基づいて、圧力スイング吸着のサイクル周期における各分解ステップシーケンスの最短時間を設定するステップをさらに含む。

【0025】

上記の技術案によれば、前記吸着剤の選択方法は、１つ又は複数の対象吸着質を吸着するための対象吸着剤を選択し、その後、前記対象吸着剤を用いて前記１つ又は複数の対象吸着質に対して特定温度での圧力スイング吸着を行うものであり、吸着剤の使用量を減らし、圧力スイング吸着周期を最適化させることによって、圧力スイング吸着の操作コスト及び生産コストを削減させる。

【0026】

本発明の第３態様は、対象吸着質に対する複数の吸着剤のうちのそれぞれの吸着等温線を記憶するためのメモリと、
前記対象吸着質に対する前記各吸着剤の吸着等温線の初期圧力における傾きを取得する操作であって、前記吸着等温線は、特定の温度で圧力に応じて吸着量が変化する曲線である、操作と、
前記特定温度及び特定圧力における前記対象吸着質に対する前記各吸着剤の吸着量を取得する操作と、前記各吸着剤の傾き及び吸着量に応じて、前記複数の吸着剤の中から前記対象吸着質を吸着するための対象吸着剤を選択する操作と、
を実行するように構成されたプロセッサと、を含む、吸着剤選択システムを提供する。

【0027】

本発明による吸着剤選択システムの詳細及び利点について、上記の吸着剤の選択方法に関する説明を参照することができるので、ここでは詳しく説明しない。

【0028】

本発明の第４態様は、１つ又は複数の対象吸着質を吸着するための対象吸着剤を選択するための前記吸着剤選択システムと、前記対象吸着剤を用いて前記１つ又は複数の対象吸着質に対して特定温度での圧力スイング吸着を行うための吸着装置と、を含む、圧力スイング吸着システムを提供する。

【0029】

本発明による圧力スイング吸着システムの詳細及び利点について、上記の圧力スイング吸着方法に関する説明を参照することができるので、ここでは詳しく説明しない。

【0030】

本発明の第５態様は、コンピュータプログラムが記憶されており、該コンピュータプログラムは、プロセッサによって実行されると、上記の吸着剤の選択方法及び／又は上記の圧力スイング吸着方法を実現する、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体を提供する。

【0031】

本発明の他の特徴及び利点は、後の発明を実施するための形態の部分で詳細に説明される。

【図面の簡単な説明】

【0032】

図面は、本発明の実施例の更なる理解を提供するためのものであり、明細書の一部を構成し、以下の発明を実施するための形態とともに本発明の実施例を説明するが、本発明の実施例を限定するものではない。

【図1】本発明の一実施例による吸着剤の選択方法のフローチャートである。

【図2】本発明の一実施例による前記複数の吸着剤の中から前記対象吸着質を吸着するための対象吸着剤を選択するフローチャートである。

【図3】ある吸着質に対する吸着剤の吸着等温線及び脱着等温線である。

【図4】図３における吸着等温線の傾き曲線及び脱着等温線の傾き曲線である。

【図5】ある吸着質に対する吸着剤の吸着等温線及び脱着等温線である。

【図6】図５における吸着等温線の傾き曲線及び脱着等温線の傾き曲線である。

【図7】ある吸着質に対する別の吸着剤の吸着等温線及び脱着等温線である。

【図8】図７における吸着等温線の傾き曲線及び脱着等温線の傾き曲線である。

【図9】ある吸着質に対する別の吸着剤の吸着等温線及び脱着等温線である。

【図10】図９における吸着等温線の傾き曲線及び脱着等温線の傾き曲線である。

【図11】ある吸着質に対する吸着剤の吸着等温線及び該吸着等温線の傾き曲線である。

【図12】ある吸着質に対する吸着剤の吸着等温線及び該吸着等温線の傾き曲線である。

【発明を実施するための形態】

【0033】

以下、図面を参照しながら本発明の具体的な実施形態について詳細に説明する。本明細書に記載された具体的な実施形態は、本発明を説明、解釈するために過ぎず、本発明を限定するためのものではないことが理解されるべきである。

【0034】

図１は、本発明の一実施例による吸着剤の選択方法のフローチャートである。図１に示すように、前記選択方法は、対象吸着質に対する複数の吸着剤のうちのそれぞれの吸着等温線の初期圧力における傾きを取得するステップであって、前記吸着等温線は、特定の温度で圧力に応じて吸着量が変化する曲線である、ステップＳ１０１と、前記特定温度及び特定圧力における前記対象吸着質に対する前記各吸着剤の吸着量を取得するステップＳ１０２と、前記各吸着剤の傾き及び吸着量に応じて、前記複数の吸着剤の中から前記対象吸着質を吸着するための対象吸着剤を選択するステップＳ１０３と、を含んでもよい。

【0035】

本実施例では、対象吸着質に対する吸着剤のタイプを選択することにより、短周期圧力スイング吸着サイクルを達成することができ、圧力スイング吸着プロセスの工程を最適化し、吸着剤の使用量を減らし、同じ生産規模（不純物組成と含有量の同じの同量の原料ガス）の圧力スイング吸着装置の設置面積と重量を効果的に削減し、圧力スイング吸着の操作コスト及び生産コストを削減させる。

【0036】

ステップＳ１０１を実行する前に、対象吸着質に対する各吸着剤の吸着等温線と脱着等温線との重なりの度合を取得し、その後、前記重なりの度合について判断を行ってもよい。重なりの度合が良好である場合、吸着対象の吸着質が十分に脱着されており、脱着能力が高いことを示し、ステップＳ１０１を実行し、それ以外の場合、該吸着剤について対応する後続のステップを実行しない。

【0037】

ここで、吸着等温線と脱着等温線の重なりの度合とは、同一圧力下における２つの曲線の吸着量の重なりの度合いをいう。具体的には、吸着等温線は静的吸着等温線を指し、再現性が高く、取得が容易であり、ほぼすべての吸着剤の性能特性評価に適用できるという特徴がある。脱着等温線は、静的吸着等温線試験を完了した吸着剤について、同じ温度条件で減圧脱着を開始して得られる吸着量等温線をいう。吸着等温線の試験方法は次のとおりである。横軸は圧力、単位はbar、縦軸は吸着量、単位はml/gとし、得られた吸着等温線は、一定の吸着質圧力下での吸着剤の単位質量の平衡吸着量を表す。

【0038】

一実施例では、前記対象吸着質に対する複数の吸着剤のうちのそれぞれの吸着等温線の初期圧力における傾きを取得するステップ（即ち、ステップＳ１０１）は、予め設定された前提条件を満たす場合に実行される。

【0039】

前記予め設定された前提条件は、各圧力において、前記対象吸着質に対する前記各吸着剤の吸着等温線と脱着等温線の吸着量の差の絶対値が吸着等温線の吸着量の予め設定された比（例えば、１５％）以下であることを含んでもよい。

【0040】

前記脱着等温線は、前記特定の温度で圧力に応じて脱着量が変化する曲線である。前記特定温度は、常温（例えば、１０℃～４０℃）、好ましくは２５℃である。

【0041】

好ましくは、前記予め設定された前提条件は、各圧力において、前記対象吸着質に対する前記各吸着剤の吸着等温線の吸着量が脱着等温線の吸着量以下であることをさらに含んでもよい。それによって、吸着した吸着質を完全かつ迅速に脱着することができる。

【0042】

ステップＳ１０１では、対象吸着質に対する複数の吸着剤のうちのそれぞれの吸着等温線の初期圧力における傾きを取得する。

【0043】

ここで、前記吸着等温線は、特定の温度で圧力に応じて吸着量が変化する曲線である。前記特定温度は、常温（例えば、１０℃～４０℃）、好ましくは２５℃である。本明細書では、特定温度値が指定されていない限り、デフォルト値は２５℃である。

【0044】

前記初期圧力は、１０ｋＰａ以下である。異なる吸着剤については、この圧力の値は、同一に設定してもよい。

【0045】

前記吸着剤は、微多孔質分子篩、ＭＯＦｓ、炭素分子篩、微多孔質分子篩、ＭＯＦｓ又は炭素分子篩に特定材料（例えば、Ｃｕ／Ｚｎなどの金属材料）を充填した専用の吸着剤、及びシリカゲルから選択される。

【0046】

例えば、成形された吸着剤の場合、粒子径の範囲は０．４ｍｍ～２．５ｍｍの間である。成形された吸着剤は、球状、ストリップ状、柱状、又はコアシェルの形状をとることができる。構造化吸着剤の場合、吸着剤コーティングの厚さは50μm～400μmの範囲である。構造化吸着剤とは、一般に多孔質担体上に吸着剤粉末をコーティングしたものを指し、多孔質担体は、金属焼結多孔質材料、アルミナ焼結多孔質材料、有機ガラス繊維多孔質材料などであってもよい。

【0047】

具体的には、まず、特定温度での吸着剤の静的吸着等温線及び脱着等温線（例えば、図３、図５、図７、図９、図１１～１２参照）を測定し、次に、吸着等温線及び脱着等温線のフィッティング曲線について微分値（接線の傾き）を求め、各点の接線傾きを取得し、等温線傾き曲線（図４、図６、図８、図１０～１２参照）を得ることによって、各吸着等温線の初期圧力における傾きを得る。もちろん、初期圧力における傾きだけを取得してもよい。

【0048】

ステップＳ１０２では、前記特定温度及び特定圧力における前記対象吸着質に対する前記各吸着剤の吸着量を取得する。

【0049】

対象吸着質に対する各吸着剤の吸着等温線から、前記特定温度及び特定圧力（例えば、１ｂａｒ）における前記対象吸着質に対する前記各吸着剤の吸着量を取得することができる。本明細書では、特定圧力の値が特に明記されていない場合、デフォルト値は1barであり得る。もちろん、前記特定圧力とは、吸着量を測定するために使用される合理的な圧力を指し、実際の状況に応じて合理的に設定することができ、１ｂａｒに限定されない。

【0050】

ステップＳ１０３では、前記各吸着剤の傾き及び吸着量に応じて、前記複数の吸着剤の中から前記対象吸着質を吸着するための対象吸着剤を選択する。

【0051】

図２に示すように、前記複数の吸着剤の中から前記対象吸着質を吸着するための対象吸着剤を選択するステップＳ１０３は、以下のステップＳ２０１～Ｓ２０４を含んでもよい。

【0052】

ステップＳ２０１では、前記各吸着剤の傾きから、前記各吸着剤の圧力スイング吸着のサイクル周期における各分解ステップシーケンスの最短時間を決定する。

【0053】

決定した各分解ステップシーケンスの最短時間から、サイクル周期（吸着周期）全体を決定することができる。

【0054】

一実施例では、前記各吸着剤の圧力スイング吸着のサイクル周期における各分解ステップシーケンスの最短時間を決定する前記ステップＳ２０１は、吸着剤の傾きが第１傾きよりも大きく、かつ第２傾き以下である場合、該吸着剤に対応する最短時間を第１最短時間以上にし、吸着剤の傾きが前記第２傾きよりも大きく、かつ第３傾き以下である場合、該吸着剤に対応する最短時間を第２最短時間以上にし、吸着剤の傾きが前記第３傾きよりも大きく、かつ第４傾き以下である場合、該吸着剤に対応する最短時間を第３最短時間以上にし、又は吸着剤の傾きが前記第４傾きよりも大きく、かつ第５傾き以下である場合、該吸着剤に対応する最短時間を第４最短時間以上にするステップを含む。

【0055】

ここで、前記第１傾き、前記第２傾き、前記第３傾き、前記第４傾き及び前記第５傾きは徐々に増加し、及び前記第１最短時間、前記第２最短時間、前記第３最短時間及び前記第４最短時間は徐々に増加する。

【0056】

前記第１傾きが１、前記第２傾きが１０、前記第３傾きが２０、前記第４傾きが３０、前記第５傾きが５０である場合、前記第１最短時間は０．０５ｓ、前記第２最短時間は３ｓ、前記第３最短時間は９ｓ、前記第４最短時間は２４ｓである。

【0057】

具体的には、対象吸着質に対する吸着剤の吸着等温線の初期圧力点における傾きが５０よりも大きい場合、該吸着剤が常温の圧力スイング吸着による連続生産プロセスに適していないと判定する。対象吸着質に対する吸着剤の吸着等温線の初期圧力点における傾きが５０以下である場合、該吸着剤は、常温圧力スイング吸着のプロセスに適しており、圧力スイング吸着の適切な周期内に吸着剤の周期的な吸着と再生のサイクル（即ち、減圧再生プロセス）を実現することができる。

【0058】

例えば、選択した吸着剤の吸着等温線の初期圧力点における傾き１＜ｋ_０≦１０の場合、圧力スイング吸着のサイクル周期における各分解ステップシーケンスの時間は０．０５ｓ以上であり、選択した吸着剤の吸着等温線の初期圧力点における傾き１０＜ｋ_０≦２０の場合、圧力スイング吸着のサイクル周期における各分解ステップシーケンスの時間は３ｓ以上であり、選択した吸着剤の吸着等温線の初期圧力点における傾き２０＜ｋ_０≦３０の場合、圧力スイング吸着のサイクル周期における各分解ステップシーケンスの時間は９ｓ以上であり、選択した吸着剤の吸着等温線の初期圧力点における傾き３０＜ｋ_０≦５０の場合、圧力スイング吸着のサイクル周期における各分解ステップシーケンスの時間は２４ｓ以上である。

【0059】

測定した、ある吸着質に対する吸着剤の吸着等温線及び脱着等温線、並びに、対応する傾き曲線が図１及び図２に示される通りである場合、当該吸着剤は、短周期圧力スイング吸着に適用可能であり、サイクル周期における各分解ステップシーケンスの時間は０．０５ｓ以上であればよい。

【0060】

測定した、ある吸着質に対する吸着剤の吸着等温線及び脱着等温線、並びに、対応する傾き曲線が図３及び図４に示す通りである場合、当該吸着剤は、サイクル周期における各分解ステップシーケンスの時間が３ｓ以上の短周期圧力スイング吸着に適用できる。

【0061】

測定した、ある吸着質に対する吸着剤の吸着等温線及び脱着等温線、並びに、対応する傾き曲線が図５及び図６に示される通りである場合、当該吸着剤は、サイクル周期における各分解ステップシーケンスの時間が９ｓ以上の短周期圧力スイング吸着に適用できる。

【0062】

測定した、ある吸着質に対する吸着剤の吸着等温線及び脱着等温線、並びに、対応する傾き曲線が図７及び図８に示される通りである場合、当該該吸着剤は、サイクル周期における各分解ステップシーケンスの時間が２４ｓ以上の短周期圧力スイング吸着に適用できる。

【0063】

ガス源に複数種の吸着質成分が含まれている場合、上記の方法によって吸着剤を選択してグレーディングすることができ、複数種の吸着剤をグレーディングする複合床が適用するサイクル周期は、分解ステップシーケンスに必要な時間が最も長い吸着剤によって決定される。

【0064】

測定した、ある吸着質に対する吸着剤の吸着等温線及び吸着等温線接線傾き曲線が図９又は図１０に示される場合、測定温度では当該該吸着剤の脱着ができないため、同温度の脱着等温線を得ることができない。また、該吸着剤の吸着等温線の初期圧力点における傾きは５０よりも大きく、該吸着剤は、常温圧力スイング吸着のプロセスに適用できない。

【0065】

したがって、上記の実施例は、減圧再生プロセスに適用できる。他のプロセスでは、ｋ_０は、他の適切な範囲例えば、５０＜ｋ_０≦２００としてもよく、また、様々なサブ範囲に対して、当該サブ範囲に対応する圧力スイング吸着のサイクル周期における各分解ステップシーケンスの時間を決定することができる。

【0066】

別の実施例では、前記各吸着剤の圧力スイング吸着のサイクル周期における各分解ステップシーケンスの最短時間ｔ（単位はｓ）を決定する前記ステップＳ２０１は、

【数2】

を含んでもよく、
ここで、Ｔは、予め設定された最長ステップシーケンス時間であり、単位がｓであり、ｋ_０は、前記各吸着剤の傾きである。

【0067】

本実施例が短周期圧力スイング吸着のプロセスに適用できるため、Ｔは、４０以下である（本明細書では、特に断らない限り、デフォルトでＴ＝４０）。ステップＳ１０１によってｋ_０を取得した場合、各吸着剤に対応する分解ステップシーケンスの最短時間ｔは、上記の式によって決定され得る。

【0068】

したがって、上記の実施例は、適用範囲が非常に広く、減圧再生プロセス（真空引きなし）に適用できるだけでなく、真空引き及びパージプロセスを使用する吸着剤の選択及びグレーディングにも適用でき、それに応じて決定される最短時間も非常に正確である。

【0069】

ステップＳ２０２では、決定した最短時間に基づいて、前記複数の吸着剤の中から特定吸着剤を選択する。

【0070】

ここで、前記特定吸着剤に対応する最短時間が予め設定された時間以下である。この予め設定された時間は、実際の状況に応じて合理的に設定することができ、例えば、予め設定された時間は１５．１０ｓ（それに対応する傾きは２４）に設定してもよい。

【0071】

【表1】

【0072】

表１における最短時間は、ｔの計算式により求められる。表１では、３種類の吸着剤に対応する最短時間は、いずれも１５．１０ｓ未満であり、それによって、３種類の吸着剤を選択することができる。本ステップによれば、圧力スイング吸着の周期を最適化させ、高速吸着を実現することができる。

【0073】

ステップＳ２０３では、前記特定吸着剤の傾きと吸着量との積を決定する。

【0074】

例えば、表２に示すように、下記の各吸着剤の傾き及び吸着量から、対応する積を決定する。

【0075】

【表2】

【0076】

ステップＳ２０４では、最大積に対応する吸着剤を前記対象吸着剤として選択する。

【0077】

例えば、分子篩１の吸着等温線の初期圧力における傾きと吸着量（１ｂａｒ／２５℃）との積の値が最も大きいため、分子篩１は対象吸着剤として決定される。本ステップによって、少量の対象吸着剤を用いて対象吸着質を効果的に吸着し、吸着塔の体積を減少させることができる。

【0078】

したがって、上記の各実施例によって圧力スイング吸着周期を最適化させ、吸着剤の使用量を減らし、圧力スイング吸着の操作コスト及び生産コストを削減させ、それによって、圧力スイング吸着装置の生産率を確保しつつ、製品の回収率を確保することができる。

【0079】

一実施例では、前記選択方法は、前記対象吸着剤に対応する最短時間を吸着時間として決定するステップと、前記吸着時間内に吸着塔に導入される前記対象吸着質の量及び前記対象吸着剤の吸着量から、前記対象吸着剤の量を決定するステップと、をさらに含む。

【0080】

例えば、ステップＳ２０１によって決定される対象吸着剤に対応する最短時間は吸着時間として決定される。その後、前記吸着時間内に吸着塔に導入される対象吸着質の量を決定し、対象吸着剤の吸着量と組み合わせることによって、対象吸着質の量を決定することができる。

【0081】

上記の各実施例では、種々の対象吸着質に対して吸着剤のタイプを選択することができ、また、吸着剤候補は特に限定されず、したがって、適用範囲は広い。

【0082】

上記の通り、本発明は、革新点として、対象吸着質に対する複数の吸着剤のうちのそれぞれの吸着剤の吸着等温線の初期圧力における傾き、並びに前記特定温度及び特定圧力における前記対象吸着質に対する前記各吸着剤の吸着量に基づいて、前記複数の吸着剤の中から前記対象吸着質を吸着するための対象吸着剤を選択するものであり、それによって、圧力スイング吸着中に圧力スイング吸着周期を最適化させ、吸着剤の使用量を減らし、圧力スイング吸着の操作コスト及び生産コストを削減させることができる。

【0083】

本発明の一実施例はまた、前記吸着剤の選択方法によって、１つ又は複数の対象吸着質を吸着するための対象吸着剤を選択するステップと、前記対象吸着剤を用いて前記１つ又は複数の対象吸着質に対して特定温度での圧力スイング吸着を行うステップと、を含む、圧力スイング吸着方法を提供する。

【0084】

一実施例では、前記圧力スイング吸着方法は、前記対象吸着剤の吸着等温線の初期圧力点における傾きが第１予め設定された傾きよりも大きく、かつ第２予め設定された傾き以下である場合、統合ロータリーバルブによって圧力スイング吸着のプロセスシーケンスを制御するステップ、又は前記対象吸着剤の吸着等温線の初期圧力点における傾きが前記第２予め設定された傾きよりも大きく、かつ第３予め設定された傾き以下である場合、シーケンシングバルブによって圧力スイング吸着のプロセスシーケンスを制御するステップをさらに含む。

【0085】

例えば、選択した吸着剤の吸着等温線の初期圧力における傾きが１＜ｋ_０≦２０を満たす場合、統合ロータリーバルブによってプロセスシーケンスを実現することによって、非常に正確な制御が可能になり、選択した吸着剤の吸着等温線の初期圧力における傾きが２０＜ｋ_０≦５０を満たす場合、シーケンシングバルブによってプロセスシーケンスを実現する。

【0086】

別の実施例では、前記対象吸着剤が複数の対象吸着剤である場合、前記圧力スイング吸着方法は、前記複数の対象吸着剤をグレーディングするステップをさらに含み、前記対象吸着剤を用いて前記１つ又は複数の対象吸着質に対して特定温度での圧力スイング吸着を行う前記ステップは、グレーディング後の前記複数の対象吸着剤を用いて前記１つ又は複数の対象吸着質に対して前記特定温度での圧力スイング吸着を行うステップを含む。

【0087】

前記圧力スイング吸着方法は、前記複数の対象吸着剤のうち吸着等温線の初期圧力における傾きが最大の吸着剤の傾きに基づいて、圧力スイング吸着のサイクル周期における各分解ステップシーケンスの最短時間を設定するステップをさらに含む。

【0088】

具体的には、対象吸着質が複数存在する場合、例えば、原料ガスに複数の成分が含まれる場合、複数の対象吸着質のそれぞれについて吸着剤を選択し、選択した複数の吸着剤をグレーディングする。一実施例では、グレーディングとは、対象吸着質の分子量に応じて複数の対象吸着剤の床を設け、対応する対象吸着質の分子量に応じて降順に吸着することを指す。一般に、同じ吸着剤は分子量の大きな吸着質を吸着しやすいが、分子量の大きな不純物は脱着しにくいため、グレーディングした吸着剤は分子量に応じて吸着質を順番に吸着するのは、吸着剤の脱着に有利である。

【0089】

さらに、圧力スイング吸着のサイクル周期における各分解ステップシーケンスの最短時間は、グレーディングした対象吸着剤のうち吸着等温線の初期圧力における傾きが最も大きな対象吸着剤によって決定される。各吸着剤の圧力スイング吸着のサイクル周期における各分解ステップシーケンスの最短時間と吸着等温線の初期圧力点における傾きとの関係は上記の技術案の記載を参照するので、ここでは詳しく説明しない。

【0090】

さらに、圧力スイング吸着のサイクル周期のプロセスシーケンスには、吸着、均圧減圧、脱着、及び均圧加圧の時間順のステップを含む。

【0091】

さらに、吸着塔の数と同時に吸着状態にある塔の数と均圧回数が１０－３－４、１２－３－６、４－１－２、６－１－２、８－２－３、８－２－２又は９－２－３のプロセスを使用する。

【0092】

本実施例はまた、吸着剤のグレーディング方式を提供し、これは、短周期圧力スイング吸着用の吸着剤をグレーディングするスキームを実現するための簡易な方法である。

【0093】

上記の各実施例の短周期圧力スイング吸着方法では、吸着剤の脱着性能を補償するための追加のプロセスシーケンスを必要とせず、吸着剤のタイプを選択することによってさまざまな時間の圧力スイング吸着のサイクル周期の要件を満たすことができる。吸着剤の床の生産性を向上させ、再生プロセスのエネルギー消費を削減し、たとえば、パージ再生ガスの使用量を減らし、真空引きの消費電力を減らし、さらには真空引きを省略することで、プロセス全体のエネルギー消費を削減し、全体の効率を効果的に向上させる。

【0094】

代表的な８－２－２（即ち、吸着塔は８つであり、２つの吸着塔は同時に吸着ステップシーケンスにあり、周期毎に均圧減圧と均圧加圧は２回行われる）プロセスを例にして、圧力スイング吸着周期は、吸着塔の１回の吸着の開始から最終充填の完了及び次の吸着の準備までの間の時間を指し、圧力スイング吸着周期毎の時間は、すべての分解ステップシーケンスの時間の和である。表３に示すように、各分解ステップシーケンスの時間が３０ｓであれば、圧力スイング吸着周期全体は４８０ｓ（８ｍｉｎ）である。表３には、吸は吸着ステップシーケンス、充は最終充填ステップシーケンス、減１／加１は１回の均圧減圧／均圧加圧ステップシーケンス、減２／加２は２回の均圧減圧／均圧加圧ステップシーケンス、順は順流減圧ステップシーケンス、逆は逆流減圧ステップシーケンス、パージは順流減圧ガスを利用してパージするステップシーケンスを表す。

【0095】

【表3】

【0096】

以下、具体的な実施例によって本発明の短周期圧力スイング吸着方法についてさらに説明するが実施例は例示的なものに過ぎず、本発明はこれらに限定されないことが理解すべきである。

【0097】

実施例１（特定温度は２５℃）
吸着質Ｎ_２の場合、表１に記載の３種類の吸着剤（分子篩１、分子篩２、活性炭１）に対応する最短時間は１５．１０ｓ未満であり、このため、３種類の吸着剤のいずれも初期選択条件を満たす。次に、３種類の吸着剤の中から傾きと吸着量との積が最も大きな分子篩１（表２を参照）を選択して、対象吸着剤として決定する。

【0098】

実施例２（特定温度は２０℃）
本実施例では、原料ガスは、組成（体積分率）が、窒素ガス１％、メタン８％、及び水素ガス９１％であり、圧力が２ＭＰａであり、温度が２０℃であり、流量が１０００Ｎｍ^３／ｈである。圧力スイング吸着プロセスによってこの原料ガスから水素ガス製品（水素ガスの純度：９９．９９９％）を精製して製造することが目的である。

【0099】

本実施例では、精製プロセスは、代表的な１０－３－４プロセスとして決定され、すなわち、吸着塔は１０個であり、３つの塔は同時に吸着を行い、４回の均圧工程は行われ、収率は８５％に保持され、材料平衡は表４に示される。本発明の短周期圧力スイング吸着方法によって、２種類の吸着質（窒素ガスとメタン）に対する吸着剤の吸着等温線及び脱着等温線、及びそれに対応する傾き曲線を測定する。表５に示される３種類の吸着剤は、常温短周期圧力スイング吸着を可能にする。

【0100】

【表4】

【0101】

【表5】

【0102】

上記の吸着剤の測定結果から、１種の吸着剤を用いて上記の原料ガスを精製して水素ガスを製造することも、吸着剤をグレーディングする方法によって水素ガスを精製することもできる。窒素ガスの場合、３種類の吸着剤の吸着時間は、いずれも１５．１０ｓ未満（又は、傾きはいずれも２４未満）であり、このため、すべて初期選択条件を満たす。次に、傾きと吸着量が最も大きな分子篩２を選択して対象吸着剤とする。メタンの場合、分子篩１の吸着時間は１５．１０ｓ未満（又は、傾きは２４未満）であり、このため、分子篩１は対象吸着剤として決定される。さらに、分子篩２の傾きがより大きいので、それに対応する最短時間８ｓは、圧力スイング吸着の各分解ステップシーケンスの最短時間として決定され、このことから、吸着周期は約２．７ｍｉｎとして決定される。選択した各吸着剤、吸着周期、及び吸着塔の体積の間の関係を表６に示す。

【0103】

【表6】

【0104】

吸着剤の充填スキーム１では、分子篩２と分子篩１からなるグレーディング床が使用され、メタンの分子量が窒素ガスの分子量よりも大きいので、吸着剤をグレーディングして充填する際には、原料ガスが先に分子篩１を通過し、メタンが吸着され、次に、原料ガスが分子篩２を通過し、窒素ガスが吸着されることが満たされた。吸着周期が吸着等温線の初期点における傾きが最も大きな吸着剤によって決定されるものの、活性炭床は、分子篩床に運ぶことなくメタンを完全に吸着することができ、それによって、これらの２種類の吸着剤のいずれの作用は最大化され、吸着周期は２．７ｍｉｎが好ましい。このようなグレーディングのスキームは、吸着周期、吸着質に対する吸着剤の吸着量を考慮しており、異なる吸着質に対してそれぞれの吸着剤の特性を最大限に活用し、最適なグレーディングプロセスと操作周期を実現することができ、また、吸着塔の体積の最小化を実現する。

【0105】

上記の通り、本発明は、革新点として、前記吸着剤の選択方法によって、１つ又は複数の対象吸着質を吸着するための対象吸着剤を選択し、その後、前記対象吸着剤を用いて前記１つ又は複数の対象吸着質に対して特定温度での圧力スイング吸着を行うものであり、それによって、吸着剤の使用量を減らし、圧力スイング吸着周期を最適化させることで、圧力スイング吸着の操作コスト及び生産コストを削減させることができる。

【0106】

本発明の一実施例はまた、対象吸着質に対する複数の吸着剤のうちのそれぞれの吸着等温線を記憶するためのメモリと、前記対象吸着質に対する前記各吸着剤の吸着等温線の初期圧力における傾きを取得する操作であって、前記吸着等温線は、特定の温度で圧力に応じて吸着量が変化する曲線である、操作と、前記特定温度及び特定圧力における前記対象吸着質に対する前記各吸着剤の吸着量を取得する操作と、前記各吸着剤の傾き及び吸着量に応じて、前記複数の吸着剤の中から前記対象吸着質を吸着するための対象吸着剤を選択する操作と、を実行するように構成されたプロセッサと、を含む吸着剤選択システムを提供する。

【0107】

【0108】

本発明の一実施例はまた、前記圧力スイング吸着システムは、１つ又は複数の対象吸着質を吸着するための対象吸着剤を選択するための前記吸着剤選択システムと、前記対象吸着剤を用いて前記１つ又は複数の対象吸着質に対して特定温度での圧力スイング吸着を行うための吸着装置と、を含む、圧力スイング吸着システムを提供する。

【0109】

【0110】

本発明の一実施例はまた、コンピュータプログラムが記憶されており、該コンピュータプログラムは、プロセッサによって実行されると、上記の吸着剤の選択方法及び／又は上記の圧力スイング吸着方法を実現する、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体を提供する。

【0111】

以上、図面を参照して、本発明の実施例の任意の実施形態について詳細に説明したが、本発明の実施例は、上記の実施形態の詳細に限定されるものではなく、本発明の実施例の技術的発想の範囲内で、本発明の実施例の技術案に複数の単純な変形を行うことができ、これらの単純な変形はいずれも本発明の実施例の保護範囲に属する。

【0112】

なお、上記の発明を実施するための形態で説明した具体的な技術的特徴は、矛盾しない場合、任意の適切な方法で組み合わせてもよい。不必要な反復を避けるために、本発明の実施例は、様々な可能性のある組み合わせ方法については特に説明しない。

【0113】

当業者であれば、上記の実施例の方法を実施するステップの全部又は一部は、プログラムが関連するハードウェアに命令することによって達成され得ることを理解する。このプログラムは、本願の様々な実施例に記載の方法のステップの全部又は一部を、シングルチップマイクロコンピュータ、チップ、又はプロセッサ（ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）に実行させるためのいくつかの命令を含む記憶媒体に記憶される。一方、前記記憶媒体には、ＵＳＢメモリ、リムーバブルハードディスク、読出し専用メモリ（ＲＯＭ：Ｒｅａｄ－ＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ：ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）、磁気ディスク、光ディスクなど、プログラムコードを記憶可能な各種の媒体が含まれる。

【0114】

さらに、本発明の実施例の様々な実施形態は、本発明の実施例の思想に反しない限り、任意に組み合わされてもよいが、本発明の実施例に開示されているものと同様にみなすべきである。

【図1】