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公開番号2025041392
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-26
出願番号2023148659
出願日2023-09-13
発明の名称ガス分離方法及びガス分離装置
出願人大陽日酸株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類B01D 53/053 20060101AFI20250318BHJP(物理的または化学的方法または装置一般)
要約【課題】分離サイクル再開後速やかに良好な濃度品質の目的ガスを得ることができるガス分離方法及びガス分離装置を提供する。
【解決手段】原料ガス貯留槽から目的ガスを含む原料ガスを吸着部へ送ることで前記目的ガスを前記吸着部に吸着させる吸着ステップと、前記吸着ステップによって前記吸着部に吸着させた前記目的ガスを前記吸着部から脱離させ目的ガス貯留槽へ送り貯留する分離ステップとを繰り返す分離サイクルによって、前記原料ガスから前記目的ガスを分離させるガス分離方法であって、前記分離サイクルを停止する前に前記吸着部から停止直前の前記吸着ステップで吸着させた前記目的ガスを脱離させる、ガス分離方法。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
原料ガス貯留槽から目的ガスを含む原料ガスを吸着部へ送ることで前記目的ガスを前記吸着部に吸着させる吸着ステップと、前記吸着ステップによって前記吸着部に吸着させた前記目的ガスを前記吸着部から脱離させ目的ガス貯留槽へ送り貯留する分離ステップとを繰り返す分離サイクルによって、前記原料ガスから前記目的ガスを分離させるガス分離方法であって、
前記分離サイクルを停止する前に前記吸着部から停止直前の前記吸着ステップで吸着させた前記目的ガスを脱離させる、ガス分離方法。
続きを表示（約 1,600 文字）【請求項２】
前記分離サイクルを停止する前に前記吸着部から停止直前の前記吸着ステップで吸着させた前記目的ガスを大気圧以下への減圧により脱離させる、請求項１に記載のガス分離方法。
【請求項３】
前記分離サイクルを停止する前に前記吸着部から停止直前の前記吸着ステップで吸着させた前記目的ガスを前記吸着部の温度が環境温度と同等になるまで脱離させる、請求項１に記載のガス分離方法。
【請求項４】
前記吸着ステップは、前記原料ガス貯留槽から前記原料ガスを前記吸着部及び補助吸着部をこの順に通して分離後ガス貯留槽へ送ることで前記目的ガスを前記吸着部及び前記補助吸着部に吸着させ、
前記分離サイクルは、前記吸着ステップによって前記補助吸着部に吸着させた前記目的ガスを前記補助吸着部から脱離させ前記吸着部を通して前記原料ガス貯留槽へ送り貯留する回収ステップを有し、前記吸着ステップ、前記分離ステップ及び前記回収ステップをこの順に繰り返し、
前記ガス分離方法は、前記分離サイクルを停止する前に前記補助吸着部から停止直前の前記吸着ステップで吸着させた前記目的ガスを脱離させる、請求項１に記載のガス分離方法。
【請求項５】
前記分離サイクルを停止する前に前記補助吸着部から停止直前の前記吸着ステップで吸着させた前記目的ガスを大気圧以下への減圧により脱離させる、請求項４に記載のガス分離方法。
【請求項６】
前記分離サイクルは、前記吸着ステップによって前記分離後ガス貯留槽に貯留した分離後ガスを前記補助吸着部及び前記吸着部をこの順に通すことで前記補助吸着部から前記目的ガスを脱離させ前記原料ガス貯留槽へ送り貯留するリンスステップを有し、前記吸着ステップ、前記分離ステップ、前記回収ステップ及び前記リンスステップをこの順に繰り返す、請求項４に記載のガス分離方法。
【請求項７】
前記分離サイクルは、前記目的ガス貯留槽から前記目的ガスを前記吸着部へ送ることで前記目的ガスを前記吸着部に吸着させるパージステップを有し、前記吸着ステップ、前記パージステップ、前記分離ステップをこの順に繰り返し、
前記ガス分離方法は、前記分離サイクルを停止する前に前記吸着部から停止直前の前記パージステップで吸着させた前記目的ガスを脱離させる、請求項１に記載のガス分離方法。
【請求項８】
目的ガスを含む原料ガスを貯留する原料ガス貯留槽と、
前記目的ガスを吸着する吸着部と、
前記吸着部から脱離した前記目的ガスを貯留する目的ガス貯留槽と、
前記原料ガス貯留槽から前記原料ガスを前記吸着部へ送ることで前記目的ガスを前記吸着部に吸着させる吸着ステップと、前記吸着ステップによって前記吸着部に吸着させた前記目的ガスを前記吸着部から脱離させ前記目的ガス貯留槽へ送り貯留する分離ステップとを繰り返す分離サイクルを制御することによって、前記原料ガスから目前記的ガスを分離させる制御部とを有するガス分離装置であって、
前記制御部は、前記分離サイクルを停止する前に前記吸着部から停止直前の前記吸着ステップで吸着させた前記目的ガスを脱離させる、ガス分離装置。
【請求項９】
真空ポンプを有し、
前記制御部は、前記分離サイクルを停止する前に前記吸着部から停止直前の前記吸着ステップで吸着させた前記目的ガスを前記真空ポンプを用いて大気圧以下へ減圧することにより脱離させる、請求項８に記載のガス分離装置。
【請求項１０】
前記吸着部の温度を測定する温度計を有し、
前記制御部は、前記分離サイクルを停止する前に前記吸着部から停止直前の前記吸着ステップで吸着させた前記目的ガスを前記温度計で測定された前記吸着部の温度が環境温度と同等になるまで脱離させる、請求項８に記載のガス分離装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明はガス分離方法及びガス分離装置に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
半導体集積回路等の半導体製品又は液晶パネル等の表示装置を製造する工程では、希ガス雰囲気中で高周波放電により発生させたプラズマを利用する処理が行われている。このような処理において使用される希ガスとして、従来はアルゴンが用いられてきたが、近年はより高度な処理を行うためにクリプトン及びキセノンが注目されている。ランプ分野においても電球の封入ガスに、従来はアルゴンが用いられてきたが、近年は消費電力低減や輝度向上のために、クリプトン又はキセノンを使用した高付加価値品が製造されてきている。また、ガラス分野においても複層ガラスの封入ガスに、従来はアルゴンが用いられてきたが、断熱性能の向上のために、クリプトンを使用した高付加価値品が製造されてきている。
【０００３】
しかし、クリプトン及びキセノンは、原料となる空気中の存在比及び分離工程の複雑さから極めて希少で高価なガスであり、その使用によって需給バランスが崩れ、コストが著しく増大する問題があった。このようなガスを使用することを経済的に成り立たせるためには、使用済みの希ガスを高回収率で分離回収して再利用することが極めて重要となる。
【０００４】
キセノン又はクリプトンを、高濃度、高回収率で分離回収する方法としては、圧力変動式吸着分離法（ＰＳＡ；ＰｒｅｓｓｕｒｅＳｗｉｎｇＡｄｓｏｒｐｔｉｏｎ）を利用したもの（例えば特許文献１参照）が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２００６－６１８３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
キセノン、クリプトン等の目的ガスを圧力変動式吸着分離法を利用して原料ガスから分離させる際、吸着ステップでの吸着部への吸着作用により発熱（温度上昇）し、分離ステップでの吸着部からの脱離作用により吸熱（温度低下）する。したがって、分離サイクルにおいては所定の温度変化範囲で吸着部の温度が周期的に変化する。上記所定の温度変化範囲の上限は通常、環境温度より高いため、この分離サイクルを例えば吸着ステップ完了時に停止してしまった場合には、吸着部の温度は停止時点の温度から時間の経過に伴い環境温度まで低下する。吸着部の温度が環境温度になった後に分離サイクルを再開すると、吸着部の温度変化範囲が上記所定の温度変化範囲から下にずれた状態から温度変化が開始し、分離した目的ガスの濃度品質が低下する場合がある。一度ずれた温度変化範囲が元に戻るまでには非常に長い時間を要する。
【０００７】
そこで本発明の目的は、分離サイクル再開後速やかに良好な濃度品質の目的ガスを得ることができるガス分離方法及びガス分離装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様は以下のとおりである。
【０００９】
［１］
原料ガス貯留槽から目的ガスを含む原料ガスを吸着部へ送ることで前記目的ガスを前記吸着部に吸着させる吸着ステップと、前記吸着ステップによって前記吸着部に吸着させた前記目的ガスを前記吸着部から脱離させ目的ガス貯留槽へ送り貯留する分離ステップとを繰り返す分離サイクルによって、前記原料ガスから前記目的ガスを分離させるガス分離方法であって、
前記分離サイクルを停止する前に前記吸着部から停止直前の前記吸着ステップで吸着させた前記目的ガスを脱離させる、ガス分離方法。
【００１０】
［２］
前記分離サイクルを停止する前に前記吸着部から停止直前の前記吸着ステップで吸着させた前記目的ガスを大気圧以下への減圧により脱離させる、［１］に記載のガス分離方法。
（【００１１】以降は省略されています）

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