压力变动吸附式气体制造装置的制作方法

文档序号:15880009发布日期:2018-11-09 17:45阅读:155来源:国知局
压力变动吸附式气体制造装置的制作方法

本发明涉及一种压力变动吸附式气体制造装置,前述压力变动吸附式气体制造装置对于以填充从包括精制对象气体及其以外的掺杂气体的原料气体吸附前述掺杂气体的吸附件的方式、且以使原料气体供给路及废气排出路与一端侧连接并且使产品气体排出路与另一端侧连接的方式设置的多个吸附塔的每一个,设置有使相位不同地依次进行运转周期的运转控制部,前述运转周期包括吸附工序和解吸工序,前述吸附工序从穿过前述原料气体供给路供给的前述原料气体吸附前述掺杂气体来穿过前述产品气体排出路将精制对象气体排出,前述解吸工序将前述掺杂气体穿过前述废气排出路来排出。

背景技术

该压力变动吸附式气体制造装置通过使吸附塔的吸附件吸附原料气体所含的掺杂气体,能够制造精制对象气体的浓度较高的产品气体(例如参照专利文献1。)。

在专利文献1中,作为原料气体,记载有含有作为精制对象气体的氢且含有一氧化碳、二氧化碳及甲烷等作为掺杂气体的含氢气体。

顺便说明,在专利文献1中虽省略详细的说明,但以往,一般将原料气体向吸附塔供给的供给压力(所谓的吸附压)维持在与原料气体的种类等对应地确定的恒定的压力。

专利文献1:日本特开2016-2531号公报。

在压力变动吸附式气体制造装置中,不能将原料气体所含的精制对象气体全部回收,但希望提高原料气体所含的精制对象气体的回收率。

然而,以往,将向吸附塔供给原料气体的压力(吸附压)恒定地维持,所以在原料气体的精制对象气体的浓度变化的情况下,关于各变化的浓度,不能提高精制对象气体的回收率。



技术实现要素:

本发明是鉴于上述实际情况所作出的,其目的在于,提供一种在原料气体的精制对象气体的浓度变化的情况下关于各变化的浓度能够提高精制对象气体的回收率的压力变动吸附式气体制造装置。

本发明的压力变动吸附式气体制造装置对于以填充从含有精制对象气体及其以外的掺杂气体的原料气体吸附前述掺杂气体的吸附件的方式、且以使原料气体供给路及废气排出路与一端侧连接并且使产品气体排出路与另一端侧连接的方式设置的多个吸附塔的每一个,设置有使相位不同地依次进行运转周期的运转控制部,前述运转周期包括吸附工序和解吸工序,前述吸附工序从穿过前述原料气体供给路供给的前述原料气体吸附前述掺杂气体来穿过前述产品气体排出路将产品气体排出,前述解吸工序将前述掺杂气体穿过前述废气排出路来排出,其特征在于,设置有压力调整部及原料气体浓度检测部,前述压力调整部调整在前述吸附工序中向前述吸附塔供给前述原料气体的原料气体供给压,前述原料气体浓度检测部检测前述原料气体的前述精制对象气体的浓度,前述运转控制部基于前述原料气体浓度检测部的检测信息,为了将前述原料气体供给压调整成与前述原料气体的前述精制对象气体的浓度对应地确定的目标压力,调整前述压力调整部。

即,运转控制部基于原料气体浓度检测部的检测信息调整压力调整部,由此,在吸附工序向吸附塔供给原料气体的原料气体供给压被调整成与原料气体的精制对象气体的浓度对应地确定的目标压力。

这样,原料气体供给压被调整成与原料气体的精制对象气体的浓度对应地确定的目标压力,由此,即使原料气体的精制对象气体的浓度变化,对于各变化的浓度都能够提高精制对象气体的回收率。

若加以说明,则本发明的发明人提高锐意研究,发现下述内容:在原料气体的精制对象气体的浓度变化的情况下,对于各变化的浓度,使原料气体供给压(相当于吸附压)变化为适当的压力,由此能够提高各变化的浓度的精制对象气体的回收率。

即,发现如下内容:在原料气体的精制对象气体的浓度较低的情况下,优选地,使大量掺杂气体被填充于吸附塔的吸附件适当地吸附,并且使原料气体供给压(相当于吸附压)为较高的压力,但在原料气体的精制对象气体的浓度较高的情况下,与浓度较低的情况相比使原料气体供给压(相当于吸附压)为较低的压力,由此能够提高精制对象气体的回收率。

该理由是因为,在原料气体的精制对象气体的浓度较高的情况下,若与浓度较低的情况相同地,使原料气体供给压(相当于吸附压)为较高的压力,则以高浓度含有精制对象气体的原料气体在吸附工序中被填充于吸附塔的内部的量变多,这样的以高浓度含有精制对象气体的原料气体在解吸工序中穿过废气排出路作为废气被大量地排出。

因此,将原料气体供给压(相当于吸附压)的目标压力与原料气体的精制对象气体的浓度的变化对应地确定,将原料气体供给压(相当于吸附压)调整成与原料气体的精制对象气体的浓度对应的目标压力,由此即使原料气体的精制对象气体的浓度变化,也能够提高各变化的浓度的精制对象气体的回收率。

总之,根据本发明的压力变动吸附式气体制造装置的技术方案,在原料气体的精制对象气体的浓度变化的情况下,关于各变化的浓度,能够提高精制对象气体的回收率。

本发明的压力变动吸附式气体制造装置的另一技术方案的特征在于,前述运转控制部基于前述原料气体的前述精制对象气体的浓度及从前述吸附塔排出的前述精制对象气体的浓度的至少一方,将进行前述吸附工序的吸附时间变更调整。

即,运转控制部基于原料气体的精制对象气体的浓度及从吸附塔排出的精制对象气体的浓度的至少一方,改变进行吸附工序的吸附时间,所以即使原料气体的精制对象气体的浓度变化等,也能够将穿过产品气体排出路排出的精制对象气体的浓度维持成适当的浓度。

即,例如,原料气体的精制对象气体的浓度越低越使吸附时间变短地改变,同样地从吸附塔排出的产品气体的精制对象气体的浓度越低越使吸附时间变短地改变,由此能够将从吸附塔排出的精制对象气体的浓度适当地维持。

顺便说明,也可以是,基于原料气体的精制对象气体的浓度和从吸附塔排出的产品气体的精制对象气体的浓度,以原料气体的精制对象气体的浓度越低越使吸附时间变短的方式改变的方式下,将吸附时间前馈地设定,且以从吸附塔排出的产品气体的精制对象气体的浓度越低越使吸附时间变短的方式改变的方式下,反馈地修正吸附时间。

总之,根据本发明的压力变动吸附式气体制造装置的另一技术方案,能够将从吸附塔排出的精制对象气体的浓度维持成适当的浓度。

本发明的压力变动吸附式气体制造装置的另一技术方案的特征在于,前述原料气体是含有50%以上作为前述精制对象气体的甲烷的含有甲烷的气体,穿过前述产品气体排出路排出的前述产品气体是含有80%以上甲烷的产品气体。

即,能够将含有50%以上作为精制对象气体的甲烷的含有甲烷气体以回收效率优异状态,精制成含有80%以上甲烷的产品气体。

顺便说明,作为含有甲烷的气体,能够列举生物气体、煤层气、天然气等,生物气体例如是含有70%左右甲烷、含有30%左右二氧化碳的气体,但关于这样的生物气体,也能够以高回收效率精制成含有80%以上甲烷的产品气体。

总之,根据本发明的另一技术方案,能够将含有50%以上作为精制对象气体的甲烷的含有甲烷气体以高回收效率,精制成含有80%以上甲烷的产品气体。

附图说明

图1是表示压力变动吸附式气体制造装置的概略图。

图2是表示控制结构的框图。

图3是表示运转周期的表。

图4是表示原料气体中甲烷浓度和工序修正值的关系的表。

图5是表示吸附时间修正值的行动的表。

图6是表示第2实施方式的产品气体中甲烷浓度和工序修正值的关系的表。

图7是表示第2实施方式的吸附时间修正值的行动的表。

图8是表示第3实施方式的原料气体中甲烷浓度和工序修正值的关系的表。

图9是表示第3实施方式的产品气体中甲烷浓度和工序修正值的关系的表。

图10是表示第3实施方式的吸附时间修正值的行动的表。

图11是表示原料气体中甲烷浓度和原料气体供给压的关系的图表。

具体实施方式

〔第1实施方式〕

以下,基于附图,对本发明的实施方式进行说明。

(压力变动吸附式气体制造装置的整体结构)

在本实施方式中,构成为,原料气体g是含有50%以上甲烷作为精制对象气体、含有空气作为掺杂气体的煤层气,掺杂气体被吸附塔1的吸附件吸附,含有90%以上甲烷的甲烷气体作为产品气体h从吸附塔1排出。

即,作为原料气体g的煤层气的主要成分为甲烷和空气,例如,甲烷含有率为70%左右。并且,本实施方式的压力变动吸附式气体制造装置例如构成为,进行用于得到含有90%以上甲烷的产品气体h的气体精制。

顺便说明,作为填充于吸附塔1的吸附件,能够使用以从活性炭、碳分子筛、沸石、多孔性的金属络合物中选择的至少一种材料为主要成分的吸附件。在本实施方式中,例如使用以mp法测定的细孔径为0.38nm以上、其细孔径的细孔容积不超过0.01cm3/g而细孔径0.34nm的细孔容积为0.20cm3/g以上的碳分子筛。

如图1所示,作为四个吸附塔1,设置a塔、b塔、c塔、d塔,四个吸附塔1的下端侧连接有原料气体供给路3及废气排出路4,前述原料气体供给路3供给由作为原料升压部的压缩机2升压的原料气体g,前述废气排出路4排出废气。

并且,与四个吸附塔1的每一个对应地,设置有将原料气体供给路3开闭的原料气体供给阀a1、b1、c1、d1、及将废气排出路4开闭的废气排出阀a5、b5、c5、d5。

在本实施方式中,在废气排出路4处设置有存积废气的废气罐t。顺便说明,废气罐t的内部压为接近大气压的压力,在后述的解吸工序中,将穿过废气排出路4从吸附塔1排出的废气存积。

另外,存积于废气罐t的废气被供给于各个用途的燃烧部来燃烧或作为再利用气体被使用。

在原料气体供给路3的压缩机2的下游侧,设置有压力传感器11,前述压力传感器11检测由压缩机2供给原料气体g的压力即原料气体供给压。

顺便说明,由压缩机2升压的原料气体g由于配管阻力稍微减压而被向吸附塔1供给,但减压量较少,所以原料气体供给压相当于吸附塔1的吸附压。

另外,在本实施方式中,原料气体供给压被在650~900(kpag)之间调整,其详细情况在后说明。

在四个吸附塔1的上端侧,设置将产品气体h送出的产品气体排出路5,构成为产品气体h穿过该产品气体排出路5存积于产品气体罐6。此外,在四个吸附塔1的上部,连接有用于将四个吸附塔1互相连通连接的塔连通路7。

并且,与四个吸附塔1的每一个对应,设置有将产品气体排出路5开闭的产品气体送出阀a2、b2、c2、d2、及将塔连通路7开闭的连通间断阀a4、b4、c4、d4。

在产品气体排出路5设置有压力控制阀10,前述压力控制阀10作为调整将原料气体g向吸附塔1供给的原料气体供给压的压力调整部发挥功能。

即,通过压力控制阀10的开度调整,限制气体从吸附塔1流出,上述原料气体供给压被改变调整,由此,被调整的原料气体供给压被压力传感器11检测。

此外,在本实施方式中,在原料气体供给路3的压缩机2的下游侧,设置有检测原料气体g的精制对象气体的浓度即甲烷气体浓度(原料气体中甲烷浓度)的原料侧浓度传感器sg,在产品气体排出路5设置有检测产品气体h的精制对象气体的浓度即甲烷气体浓度(产品气体中甲烷浓度)的产品侧浓度传感器sh。

(压力变动吸附式气体制造装置的运转控制)

如图2所示,构成为,设置控制压力变动吸附式气体制造装置的运转的运转控制部f,运转控制部f控制原料气体供给阀a1~d1、产品气体送出阀a2~d2、连通间断阀a4~d4、及废气排出阀a5~d5,由此四个吸附塔1分别进行图3的表所示的运转周期。

即,构成为,四个吸附塔1的每一个将把运转周期分割成16个步骤的方式下确定的运转工序以使相位不同的状态依次执行。

以四个吸附塔1的a塔为代表对运转周期进行说明。

在步骤1~3中,打开与a塔对应的原料气体供给阀a1及产品气体送出阀a2进行相当于吸附工序的原料升压、吸附。即,将a塔的内部压升压的同时将掺杂气体借助吸附件吸附,将产品气体h穿过产品气体排出路5来排出。顺便说明,在该吸附工序中,关闭连通间断阀a4及废气排出阀a5。

在步骤4中,打开a塔及b塔的连通间断阀a4及b4,进行将a塔的内部气体向b塔供给的相当于降压用初级均压工序的吸附均压ab。顺便说明,在该降压用初级均压工序中,关闭原料气体供给阀a1、产品气体送出阀a2及废气排出阀a5。

另外,吸附均压ab的“ab”的含义意味着将在先记载的高压侧的a塔的内部气体向在后记载的低压侧的b塔供给,以下相同。

在步骤5中,关闭与a塔关联的所有阀来待机。

在步骤6中,打开a塔及c塔的连通间断阀a4及c4,进行将a塔的内部气体向c塔供给的相当于降压用中级均压工序的均压ac。顺便说明,在该降压用中级均压工序中,关闭原料气体供给阀a1、产品气体送出阀a2及废气排出阀a5。

在步骤7中,打开a塔及d塔的连通间断阀a4及d4,进行将a塔的内部气体向d塔供给的相当于降压用终级均压工序的均压ad。顺便说明,在该降压用终级均压工序中,关闭原料气体供给阀a1、产品气体送出阀a2及废气排出阀a5。

在步骤8~10中,打开a塔的废气排出阀a5,进行与解吸工序对应的减压。顺便说明,在该解吸工序中,关闭原料气体供给阀a1、产品气体送出阀a2及连通间断阀a4。

在步骤11中,打开a塔及b塔的连通间断阀a4及b4,进行将b塔的内部气体向a塔供给的相当于升压用初级均压工序的均压ba。顺便说明,在该升压用初级均压工序中,关闭原料气体供给阀a1、产品气体送出阀a2及废气排出阀a5。

在步骤12及13中,将与a塔关联的所有阀关闭来待机。

在步骤14中,打开a塔及c塔的连通间断阀a4及c4,进行将c塔的内部气体向a塔供给的相当于升压用中级均压工序的均压ca。在该升压用中级均压工序中,关闭原料气体供给阀a1、产品气体送出阀a2及废气排出阀a5。

在步骤15中,将与a塔关联的所有阀关闭来待机。

在步骤16中,打开a塔及d塔的连通间断阀a4及d4,进行将d塔的内部气体向a塔供给的相当于升压用终级均压工序的吸附均压da。顺便说明,在该升压用终级均压工序中,关闭原料气体供给阀a1、产品气体送出阀a2及废气排出阀a5。

即,构成为,运转控制部f对于四个吸附塔1的每一个,以使相位不同的状态,依次执行由吸附工序、降压用初级均压工序、降压用中级均压工序、降压用终级均压工序、解吸工序、升压用初级均压工序、升压用中级均压工序、及升压用终级均压工序构成的运转周期。

换言之,构成为,运转控制部f对于四个吸附塔1的每一个,以使相位不同的状态,依次执行由吸附工序、降压用均压工序、解吸工序、升压用均压工序构成的运转周期。

并且,如图3的下层所示,构成为,关于步骤1~16的每一个,作为执行各步骤的步骤时间(秒),确定x、t1、t2、t3,与确定的步骤时间对应地执行各工序。

顺便说明,步骤1、步骤5、步骤9、及步骤13的步骤时间为,相当于用于将执行吸附工序的吸附时间变更调整的吸附时间修正值x的时间,如后所述,构成为,通过修正吸附时间修正值x,将执行吸附工序的吸附时间变更调整。

(吸附时间的调整控制)

运转控制部f构成为,基于原料侧浓度传感器sg的检测信息,将进行吸附工序的吸附时间变更调整。

在本实施方式中,构成为,将与步骤1的时间、步骤5的时间、步骤9的时间、及步骤13的时间对应的吸附时间修正值x一起增减调整。

顺便说明,步骤1的时间是与a塔的吸附时间对应的时间,步骤5的时间是与b塔吸附时间对应的时间,步骤9的时间是与c塔的吸附时间对应的时间,步骤13的时间是与d塔的吸附时间对应的时间。

另外,在图3的下层,记载关于步骤1~16的设定时间的一例。

例如,a塔的吸附时间是将步骤1的吸附时间修正值x、步骤2的步骤时间、步骤3的步骤时间相加的时间,通过修正步骤1的吸附时间修正值x,将a塔的吸附时间变更调整,对于b塔的吸附时间、c塔的吸附时间、d塔的吸附时间也是相同的。

在本实施方式中,由原料侧浓度传感器sg检测的原料气体中甲烷气体浓度和工序修正值的关系如图4的表所示地被预先确定。

另外,关于图4中未表示的原料气体中甲烷气体浓度的工序修正值,通过线形近似来求出。

并且,从操作指令部12向运转控制部f指示运转开始指令,在开始压力变动吸附式气体制造装置的运转时,作为预先设定吸附时间修正值x的初始值(例如100秒)开始运转,之后,每次在各个吸附塔1进行的吸附工序,都求出该周期中的原料气体中甲烷浓度的平均值即平均原料气体中甲烷浓度。

另外,平均原料气体中甲烷浓度按照设定时间(例如500ms)将原料侧浓度传感器sg的检测信息取样,作为取样的检测值的平均值来求出。

接着,将平均原料气体中甲烷浓度作为原料气体中甲烷浓度,基于图4的关系求出工序修正值,之后,如图5所示,构成为,把将求出的工序修正值与当前的吸附时间修正值(初始值)x相加的值设为下一吸附工序的新的吸附时间修正值x。

例如,在将吸附时间修正值x设为100(秒)的状态下执行经过吸附工序数y的吸附工序时,若周期中的平均原料气体中甲烷浓度为70(%),则在下一经过吸附工序数y+1的吸附工序中,将“100(秒)”与工序修正值“0(秒)”相加的“100(秒)”设为吸附时间修正值x。

此外,执行经过吸附工序数y+1的吸附工序时,若周期中的平均原料气体中甲烷浓度为65(%),在则下一经过吸附工序数y+2的吸附工序中,将“100(秒)”和工序修正值“-5(秒)”相加的“95(秒)”设为吸附时间修正值x。

接着,对于经过吸附工序数y+3~y+6的吸附工序也是相同的。

(原料供给压的调整控制)

运转控制部f构成为,基于原料侧浓度传感器sg的检测信息,为了将原料气体供给压调整成与原料气体中甲烷浓度对应地确定的目标压力,调整压力控制阀10。

具体地,构成为,运转控制部f调整压力控制阀10的开度,使得由压力传感器11检测的原料气体供给压为目标压力。

此外,构成为,作为由原料侧浓度传感器sg检测的原料气体中甲烷浓度,使用“吸附时间的调整控制”中作为平均值求出的平均原料气体中甲烷浓度。即,构成为,每次执行吸附工序,都接着设定吸附工序的目标压力。

通过实验求出与原料气体中甲烷浓度对应的目标压力。

即,如图11所示,关于相同的原料气体中甲烷浓度,使原料气体供给压(相当于吸附压)变化的同时求出甲烷回收率优异的原料气体供给压(相当于吸附压),将该原料气体供给压设定成目标压力。

例如,原料气体中甲烷浓度为90%的情况下,将目标压力设定成650kpag,在原料气体中甲烷浓度为80%的情况下,将目标压力设定成700kpag,在原料气体中甲烷浓度为70%的情况下,将目标压力设定成800kpag等,设定关于原料气体中甲烷浓度的目标压力。

顺便说明,基于图11,可以是,在原料气体中甲烷浓度为65%的情况下,将目标压力设定成800kpag,为60%的情况下,将目标压力设定成900kpag,为50%的情况下,将目标压力设定成850kpag,但在原料气体中甲烷浓度不足70%的情况下,也可以在将目标压力设定成800kpag的形态下实施。

即,可以是,在原料气体中甲烷浓度为设定浓度(70%)以上的情况下,浓度越高,越使目标压力减少,在原料气体中甲烷浓度不足设定浓度(70%)的情况下,在将目标压力维持在恒定值(800kpag)的方式下实施。

另外,与原料气体中甲烷浓度对应的目标压力优选的是,求出关于原料气体中甲烷浓度的多个点的目标压力,但如图11所示,在通过实验求出关于原料气体中甲烷浓度的多个点的目标压力的情况下,关于未求出目标压力的原料气体中甲烷浓度,参照附近的原料气体中甲烷浓度的目标压力,使用线形近似等来求出。

(第1实施方式的总结)

根据第1实施方式,通过“吸附时间的调整控制”,与原料气体中甲烷浓度对应地将进行吸附工序的吸附时间变更调整,由此,将产品气体中甲烷浓度维持在目标浓度以上,同时通过“原料供给压的调整控制”,与原料气体中甲烷浓度对应地将原料供给压(相当于吸附压)变更调节,由此能够提高甲烷回收率。

〔第2实施方式〕

接着,说明压力变动吸附式气体制造装置的第2实施方式,但该第2实施方式表示上述第1实施方式的“吸附时间的调整控制”的另一实施方式,基本方案与上述第1实施方式相同,所以在以下的说明中,详细说明与上述第1实施方式不同的方面。

在上述第1实施方式中,例示了运转控制部f基于原料侧浓度传感器sg的检测信息将进行吸附工序的吸附时间变更调整的情况,但在本第2实施方式中,构成为,基于产品侧浓度传感器sh的检测信息将吸附时间变更调整。

即,如图6的表所示,预先确定由产品侧浓度传感器sh检测的产品气体中甲烷气体浓度和工序修正值的关系。

并且,在压力变动吸附式气体制造装置的运转开始时,作为预先设定吸附时间修正值x的初始值(例如100秒)开始运转,之后,在每个吸附塔1进行吸附工序的周期时,求出该周期中的产品气体中甲烷浓度的平均值即平均产品气体中甲烷浓度。另外,平均产品气体中甲烷浓度在每个设定时间(例如500ms)将产品侧浓度传感器sh的检测信息取样,作为取样的检测值的平均值来求出。

接着,构成为,如图7所示,在结束最初的周期的吸附工序时,将平均产品气体中甲烷浓度作为产品气体中甲烷浓度,基于图6的关系,求出工序修正值,把将求出的工序修正值与当前的吸附时间修正值(初始值)x相加的值作为下一吸附工序的新的吸附时间修正值x。

之后,构成为,结束第二次以后的周期的吸附工序时,将平均产品气体中甲烷浓度作为产品气体中甲烷浓度,基于图6的关系,求出工序修正值,求出将求出的工序修正值和以前的周期的吸附工序结束时求出的工序修正值全部相加的合计值,把该合计值与初始值(例如100秒)相加的值设为下一吸附工序的新的吸附时间修正值x。

例如,将吸附时间修正值x设为100(秒)的状态下执行最初的经过吸附工序数y的吸附工序时,若平均产品气体中甲烷浓度为95(%),则在下一经过吸附工序数y+1的吸附工序中,将初始值的“100(秒)”和工序修正值“0(秒)”相加的“100(秒)”设为吸附时间修正值x。

接着,结束第二次的吸附工序时,若平均产品气体中甲烷浓度为92(%),则在下一经过吸附工序数y+2的吸附工序中,将最初的周期的工序修正值“0(秒)”和第二次的周期的工序修正值“-3(秒)”相加的合计值“-3(秒)”与初始值的“100(秒)”相加的“97(秒)”设为吸附时间修正值x。接着,关于经过吸附工序数y+3~y+6也是相同的。

(第2实施方式的总结)

在该第2实施方式中,也通过“吸附时间的调整控制”,与产品气体中甲烷浓度对应地将进行吸附工序的吸附时间变更调整,由此,将产品气体中甲烷浓度维持目标浓度以上,同时通过“原料供给压的调整控制”,与原料气体中甲烷浓度对应地,将原料供给压(相当于吸附压)变更调节,右侧能够提高甲烷回收率。

〔第3实施方式〕

接着,说明压力变动吸附式气体制造装置的第3实施方式,该第3实施方式表示上述第1实施方式的“吸附时间的调整控制”的另一实施方式,基本方案与上述第1实施方式相同,所以在以下的说明中,详细说明与上述第1实施方式不同的方面。

在该第3实施方式中,运转控制部f基于原料侧浓度传感器sg的检测信息、及产品侧浓度传感器sh的检测信息,将进行吸附工序的吸附时间变更调整。

即,如图8的表所示,预先确定由原料侧浓度传感器sg检测的原料气体中甲烷气体浓度和工序修正值的关系,此外,如图9的表所示,预先确定由产品侧浓度传感器sh检测的产品气体中甲烷气体浓度和工序修正值的关系。

并且,在压力变动吸附式气体制造装置的运转开始时,作为预先设定吸附时间修正值x的初始值(例如100秒)开始运转。

之后,针对在各个吸附塔1进行吸附工序的周期,求出该周期中的原料气体中甲烷浓度的平均值即平均原料气体中甲烷浓度、及该周期中的产品气体中甲烷浓度的平均值即平均产品气体中甲烷浓度。

另外,原料气体中甲烷浓度针对设定时间(例如500ms)将原料侧浓度传感器sg的检测信息取样,求出取样的检测值的平均值,相同地,平均产品气体中甲烷浓度针对设定时间(例如500ms)将产品侧浓度传感器sh的检测信息取样,求出取样的检测值的平均值。

接着,将平均原料气体中甲烷浓度作为原料气体中甲烷浓度,基于图8的关系,求出与原料气体g相关的工序修正值,相同地,将平均产品气体中甲烷浓度作为产品气体中甲烷浓度,基于图9的关系,求出与产品气体h相关的工序修正值。

并且,如图10所示,构成为,将当前吸附时间修正值(初始值)x、与上一个周期的吸附工序对应的原料气体g相关的工序修正值、将与上一个周期的吸附工序对应的产品气体h相关的工序修正值和在之前的周期的吸附工序结束时求出的产品气体相关的工序修正值的合计值相加的值相加,设为下一吸附工序的新的吸附时间修正值x。

例如,将吸附时间修正值x设为100(秒)的状态下执行最初的经过吸附工序数y的吸附工序时,若平均原料气体中甲烷浓度为70(%),平均产品气体中甲烷浓度为95(%),则下一经过吸附工序数y+1的吸附工序中,把初始值的“100(秒)”、与原料气体g相关的工序修正值“0(秒)”、与产品气体h相关的工序修正值“0(秒)”相加的“100(秒)”设为吸附时间修正值x。

接着,第二次吸附工序结束时,若原料气体中甲烷浓度为65(%),平均产品气体中甲烷浓度为92(%),则求出与原料气体g相关的工序修正值“-5(秒)”、与产品气体h相关的工序修正值“-3(秒)”,进而,把上一经过吸附工序数y的吸附工序的与产品气体h相关的工序修正值“0(秒)”和这次的经过吸附工序数y+1的吸附工序的与产品气体h相关的工序修正值“-3(秒)”相加,求出与产品气体h相关的工序修正值的合计值“-3(秒)”。

并且,将把初始值的“100(秒)”、与原料气体g相关的工序修正值“-5(秒)”、与产品气体h相关的工序修正值的合计值“-3(秒)”相加的“92(秒)”设为吸附时间修正值x。

接着,对于周期y+3~y+6也相同。

(第3实施方式的总结)

在该第3实施方式中,也通过“吸附时间的调整控制”,与原料气体中甲烷浓度及产品气体中甲烷浓度对应地,将进行吸附工序的吸附时间变更调整,由此,将产品气体中甲烷浓度维持在目标浓度以上的同时,通过“原料供给压的调整控制”,与原料气体中甲烷浓度对应地,将原料供给压(相当于吸附压)变更调节,由此能够提高甲烷回收率。

〔其他实施方式〕

接着,列举其他实施方式。

(1)在上述第1~第3实施方式中,例示将检测原料气体供给压的压力传感器11设置于原料气体供给路3的情况,但也可以是以将压力传感器11设置于与各吸附塔1的每一个的原料气体g的入口部对应的部位的方式、将压力传感器11设置于产品气体排出路5的方式实施。

(2)在上述第1~第3实施方式中,例示了原料气体g为含有甲烷作为精制对象气体、含有空气等作为掺杂气体的煤层气的情况,但例如作为原料气体g,能够应用含有二氧化碳等的生物气体、将都市气体等改质的气体,即含有氢作为精制对象气体,含有二氧化碳、一氧化碳、及氮气作为掺杂气体的气体等,能够将各种气体作为原料气体g应用。

(3)在上述第1~第3实施方式中,作为压力变动吸附式气体制造装置,说明了具备四个吸附塔1的装置,但也可以具备3个或5个以上的吸附塔1,在这些吸附塔1的每一个,以使相位不同的状态,依次执行吸附工序、降压用均压工序、解吸工序、升压用均压工序。

(4)在上述第1~第3实施方式中,例示了在作为吸附塔1的一端侧的下端侧连接原料气体供给路3及废气排出路4且在作为吸附塔1的另一端侧的上端侧连接产品气体排出路5的方式,但也可以是以在作为吸附塔1的一端侧的上端侧连接原料气体供给路3及废气排出路4且在作为吸附塔1的另一端侧的下端侧连接产品气体排出路5的方式来实施。

(5)在上述第1~第3实施方式中,使在解吸工序中从吸附塔1排出的废气存积于呈大气压程度的内压的废气罐t,但例如也可以,借助真空泵使废气罐t的内压与大气压相比减压等将废气借助比大气压低的压力抽吸。

另外,上述实施方式(包括其他实施方式,以下相同)所公开的结构只要不产生矛盾,就能够与其他实施方式中公开的结构组合应用,此外,在本说明书中公开的实施方式为例示,本发明的实施方式不限于此,能够在不脱离本发明的目的的范围内适当改变。

附图标记说明

1吸附塔

3原料气体供给路

4废气排出路

5产品气体排出路

10压力调整部

g原料气体

h产品气体。

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