圧力変動吸着技術の開発

開発概要
圧力スイング吸着の概念は、1942 年にドイツで出願された特許の中で H. カーレによって提案されました。当時、彼が使用した吸着剤はシリカゲル、活性アルミナ、活性炭のみでした。これらの吸着剤は、沸点が低く分子径が近い酸素と窒素に対しては吸着効率が低く、分離係数が小さく、分離が困難です。したがって、この方法は 1950 年代以前にゆっくりと発展しました。その後、ゼオライトモレキュラーシーブの誕生により、1958年に水素精製に使用され始め、1962年には工業規模での水素製造が達成されました。1970年代に入ってからは、圧力スイング吸着（PSA）が急速に発展しました。主に天然ガスや工業用排ガスからの水素抽出、空気の浄化や乾燥に使用されます。さらに、空気から酸素と窒素ガスを分離するためにも使用されます。 1977 年、ドイツのエッセン鉱業株式会社 (BF) は、石炭を使用した炭素モレキュラーシーブの開発に成功しました。米国、日本およびその他の国が B.F 社の特許を購入した試作では、炭素分子篩圧力スイング吸着 (CMS-PSA) を使用して空気を分離し、酸素と窒素を生成します。圧力スイング吸着を使用して空気から酸素と窒素を生成する主な国際企業には、ドイツのミュンヘンの Linde、米国ニューヨークの Airco、英国ロンドンの Oxygen Technology Co., Ltd.、ブラジル サンパウロの Mangels などがあります。圧力スイング吸着装置は実用化されており、中小型の圧力スイング吸着空気分離酸素・窒素製造装置は深冷蒸留と競合できる。米国のユニオン カーバイド コーポレーション (UCC) は、圧力スイング吸着を利用したガス生成において世界をリードする立場にあります。同社はこれまでに数百セットの水素、酸素、窒素の製造装置を製造してきました。 UCC は、純度 99.999%、回収率 85% 以上の水素を製造するマルチベッド プロセス (10 ～ 12 ベッド) を開発しました。同社は独自の特許取得済みのゼオライト吸着剤を使用して、99.95% の窒素と 99.5% の酸素を生成します。通常の圧力スイング吸着装置と比較して、この装置は投資を50%節約し、エネルギー消費量を25%から30%削減します。工業省南西化学工業研究所。 1995年、国家科学技術委員会は同研究所内に「国家PSA技術促進応用センター」の設立を承認した。