JP2001096121A - 流体分離方法及びそのための分離装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数種の流体成分を包含した供給流体から少
くとも１種類の流体成分を選択的に分離するための流体
分離方法及び装置を提供すること。 【解決手段】 複数種のガス状成分を含有した供給ガス
から１種類又は複数種のガス状成分を、流体流れに連行
させた吸着材によって選択的に分離させる。好ましい実
施形態では、プラントからの廃エネルギーを利用する温
度スイング吸着法として作動させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数種の流体成分
を包含した供給流体（以下、単に「供給物」とも称す
る）の流れから複数種の流体成分のうちの少くとも１種
類の流体成分を選択的に分離するための流体分離方法
（プロセス）及び装置（システム）に関し、特に、複数
種のガス状成分から成るガスから１種類又は複数種のガ
ス状成分を、流体流れに連行させた吸着材によって選択
的に分離するためのガス分離方法及び装置に関する。

【０００２】

【発明の背景】従来から知られているガス分離方法とし
ては、例えば、（ｉ）化学的吸収法、（ii）極低温分離
法、及び（iii）吸着法等がある。これらの方法は広く
用いられてきたが、いずれも一長一短がある。

【０００３】化学的吸収法（ｉ）は、硫化水素ガスや二
酸化炭素ガスを除去するのに用いられており、排ガスの
脱硫（硫黄化合物の除去）にも試験的な利用に供されて
きた。しかしながら、この方法は、有機化合物を吸収材
として用いる場合、廃流体の処理、吸収材の分解から発
生する有害物質の処理等において問題があるという欠点
がある。更に、吸収材として高温の水性アルカリ溶液を
用いて酸性ガスを処理する場合、熱エネルギーの消費が
大きくなる。

【０００４】極低温分離法（ii）は、例えば、空気の分
離や、天然ガス等の炭化水素ガス分離に用いられてい
る。しかしながら、この方法は、大型の高価な冷凍設備
を必要とするという不利益がある。従って、極低温分離
法の実用上の用途は、他の方法による分離が困難な応用
分野に限られている。

【０００５】吸着法（iii）は、方法自体が簡単であ
り、そのために使用されるユニットを小型から比較的大
きいサイズまで広範囲に選択することができるので広く
用いられてきた。この方法のための従来周知のユニット
には、固定床型と流動床型の２つのタイプがある。

【０００６】吸着工程において、吸着材に吸着されるガ
スの量は、圧力を高くするほど、そして温度を低くする
ほど多くなり、反対に、圧力を低くするほど、そして温
度を高くするほど少なくなる。吸着法は、ガスを吸着材
に吸着させる吸着工程と、吸着されたガスを吸着材から
脱着させる脱着工程を実施するに当たってこの現象を利
用する。

【０００７】固定床型の吸着分離ユニットは、圧力及び
温度を変更するための手段を装備することによって上述
した現象を利用することができる。しかしながら、流動
化させた粒子をユニット内で循環させる従来の流動床
（移動床）型の吸着分離ユニットの場合は、吸着−脱着
操作において圧力差が利用されることは少ない。ただ
し、吸着材粒子を循環させるための駆動力として、又、
脱着サイクル部分と吸着サイクル部分との間で吸着材粒
子の円滑な移動を可能にするために、僅かな圧力が加え
られる。これらの理由から、流動床型の従来のユニット
における吸着−脱着操作は、温度差だけを利用してい
る。固定床型の吸着分離ユニットの場合は、吸着材床の
高さを高くするほど圧力損失が大きくなるので、処理能
力を高めるためには吸着材床の面積を大きくするか、ユ
ニット全体を大きくすべきである。しかしながら、可能
なユニットサイズには限度があり、切換弁のサイズにも
制限がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】近年、化学工業におい
て単一のプラントで生産される化学製品の量が大きくな
ってきているのにつれて、ガス分離によって処理しなけ
ればならないガスの量も増大している。従って、そのよ
うな大量のガスを処理することができる吸着方法を求め
る要望がある。

【０００９】従来、これらの吸着法における動力消費
は、主として機械的・電気的タイプのエネルギーであっ
た。更に、従来技術の移動床（流動床）吸着法は、固定
及び、又は静止床吸着法に比べて吸着材粒子の摩滅率が
高いという欠点がある。加えて、移動床吸着法は、高価
な吸着材の不当に多量のインベントリー（吸着材床及び
系内全体に保持すべき吸着材の量）を保持することを必
要とする場合がある（特に、より新しい高度先進技術の
吸着材が開発されている場合）。以上の要因及びその他
の要因が相俟って、上述した各種の従来技術の方法を実
施するには不当に高いコストを必要とした。

【００１０】

【課題を解決するための手段】発明の概要 本発明の目的は、ガス又は液体等の流体の供給物の流れ
中の複数種の成分から少くとも１つの成分を分離するた
めの改良された分離方法を提供することである。説明を
簡略にするために、以後の説明では、本発明は、ガスの
流れ中の複数種のガス状成分のうちの少くとも１つの成
分を選択的に分離することに関連して説明されるが、本
発明は、ガス又は液体から成分を選択的に分離すること
に等しく適用することができる。ただし、本発明は、ガ
スから成分を選択的に分離することに適用することがよ
り好ましい。

【００１１】本発明の他の目的は、主として熱エネルギ
ー特に廃熱エネルギーを利用することができる吸着材粉
末を用いて複数種のガスを包含したガス流れから１つの
ガス状成分を選択的に分離するための方法及び装置を提
供することである。

【００１２】本発明の他の目的は、選択性吸着材のイン
ベントリーを少なくすることができ、しかも、優れた物
質移動及び熱移動を発揮する分離方法及び装置を提供す
ることである。本発明の更に他の目的は、プロセス及び
システムの運転コストを低減することができる選択的ガ
ス分離方法及び装置を提供することである。

【００１３】本発明の更に他の目的は、温度スイング吸
着（ＴＳＡ）法としても、あるいは、圧力スイング吸着
（ＰＳＡ）法としても、又、それらの２つの方法を組み
合わせ他方法としても作動することができる選択的ガス
分離方法及び装置を提供することである。本発明の更に
他の目的は、酸素、窒素又はアルゴンガス等の高純度ガ
スを生成することができ、かつ、大気中へ排出する廃ガ
スから環境上望ましくない成分を選択的に除去すること
ができる選択的ガス分離方法及び装置を提供することで
ある。

【００１４】本発明は、上記目的を達成するために、そ
の一側面においては、多種類のガス状成分から成る供給
ガス流からそれらのガス状成分のうちの少くとも１つを
選択的に分離するために吸着材粉末を該供給ガスの流れ
に連行又は帯同させ浮遊させることを特徴とする選択的
分離方法及び装置を提供する。本発明は、又、その別の
側面においては、プロセス及びシステムを作動するため
のエネルギーとして廃熱を使用する選択的分離方法及び
装置（プロセス及びシステム）を提供する。

【００１５】本発明において、「無負荷吸着材」とは、
ガスを吸着していない吸着材又はガスを完全に又は実質
的に脱着された、即ちアンロードされた吸着材のことを
いう。

【００１６】本発明は、供給ガスからその中に存在する
複数種のガス状成分のうちの少くとも１つの成分を選択
的に除去するための方法であって、（ａ）複数種のガス
状成分を包含した供給ガスの流れを第１温度で供給する
工程と、（ｂ）該供給ガスの流れから前記複数種のガス
状成分のうちの少くとも１つのガス状成分を選択的に吸
着する無負荷の選択性吸着材粉末を供給して該供給ガス
の流れに連行させ、該供給ガスの流れとその流れ中に浮
遊した吸着材粉末との混合物を生成する工程と、（ｃ）
前記選択性吸着材粉末に前記供給ガスの流れから前記複
数種のガス状成分のうちの前記少くとも１つのガス状成
分を選択的に吸着させるために該供給ガスの流れとその
中に浮遊した該吸着材粉末との混合物を前記第１温度よ
り低い第２温度にまで冷却する工程と、（ｄ）該吸着材
粉末を供給ガスの流れ中の前記冷却された吸着材浮遊物
から分離して、（１）前記供給ガスの流れから前記少く
とも１つの成分を吸着した、分離された吸着材粉末と、
（２）第１ガス状生成物として、前記少くとも１つの選
択的に吸着されたガス状成分を除去された供給ガスの流
れを生成する工程と、（ｅ）二次ガス流を供給し、前記
工程（ｄ）（１）の前記分離された吸着材粉末を該二次
ガス流内へ導入する工程と、（ｆ）該二次ガス流内の該
分離された吸着材粉末を前記第２温度より高い第３温度
にまで加熱して前記少くとも１つの選択的に吸着された
ガス状成分を該吸着材粉末から脱着解放して、（１）無
負荷吸着材粉末と、（２）第２ガス状生成物として、前
記供給ガスの流れから吸着され、次いで脱着された前記
少くとも１つの選択的にガス状成分を包含した前記二次
ガスの流れを生成する工程と、（ｇ）前記工程（ｆ）
（１）の前記無負荷吸着材粉末を工程（ｆ）（２）の前
記第２ガス状生成物から分離する工程と、から成るガス
分離方法を提供する。

【００１７】本発明は、又、ＰＳＡ法を用いて行う、上
記と同様なガス分離方法において、（ａ）複数種のガス
状成分を包含した供給ガスの流れを供給する工程と、
（ｂ）該供給ガスの流れから前記複数種のガス状成分の
うちの少くとも１つの成分を選択的に吸着する無負荷の
選択性吸着材粉末を供給して該供給ガスの流れに連行さ
せ、該供給ガスの流れとその中に浮遊した吸着材粉末と
の混合物を生成する工程と、（ｃ）前記選択性吸着材粉
末に前記供給ガスの流れから前記複数種のガス状成分の
うちの前記少くとも１つのガス状成分を選択的に吸着さ
せるために該供給ガスの流れとその中に浮遊した該吸着
材粉末との混合物を高められた圧力下に置く工程と、
（ｄ）該吸着材粉末を前記供給ガスの流れ中の前記吸着
材浮遊物から分離して、（１）前記供給ガスの流れから
前記少くとも１つの成分を吸着した、分離された吸着材
粉末と、（２）第１ガス状生成物として、前記少くとも
１つの選択的に吸着されたガス状成分を除去された供給
ガスの流れを生成する工程と、（ｅ）二次ガス流を供給
し、前記工程（ｄ）（１）の前記分離された吸着材粉末
を該二次ガス流内へ導入する工程と、（ｆ）該二次ガス
流内の該分離された吸着材粉末を減圧下に置いて前記少
くとも１つの選択的に吸着されたガス状成分を該吸着材
粉末から脱着解放して、（１）無負荷吸着材粉末と、
（２）第２ガス状生成物として、前記供給ガスの流れか
ら吸着され、次いで脱着された前記少くとも１つの選択
的にガス状成分を包含した前記二次ガスの流れを生成す
る工程と、（ｇ）前記工程（ｆ）（１）の前記無負荷吸
着材粉末を工程（ｆ）（２）の前記第２ガス状生成物か
ら分離する工程と、から成るガス分離方法を提供する。

【００１８】供給流体からその中に存在する複数種の流
体状成分のうちの少くとも１つの成分を選択的に除去す
るための本発明の分離装置は、（ａ）前記供給流体の流
れを第１温度で供給するための第１導管と、（ｂ）該供
給流体の流れから前記複数種の流体状成分のうちの少く
とも１つの流体状成分を選択的に吸着する無負荷の選択
性吸着材粉末を該供給流体の流れに連行させ、該供給流
体の流れとその中に浮遊した吸着材粉末との混合物を生
成するために、該無負荷の選択性吸着材粉末を前記第１
導管内へ供給し分配するための分配手段と、（ｃ）選択
性吸着材粉末に前記供給流体の流れから前記複数種の流
体状成分のうちの前記少くとも１つの流体状成分を選択
的に吸着させるために前記供給流体の流れとその中に浮
遊した前記吸着材粉末との混合物を前記第１温度より低
い第２温度にまで冷却するための冷却手段と、（ｄ）
（１）前記供給流体の流れから前記少くとも１つの成分
を吸着した、分離された吸着材粉末と、（２）第１流体
状生成物として、前記少くとも１つの選択的に吸着され
た流体状成分を除去された供給流体の流れを生成するた
めに、該吸着材粉末を該供給流体の流れ中の前記冷却さ
れた吸着材浮遊物から分離するための第２分離手段と、
（ｅ）二次流体流れを供給するための第２導管と、
（ｆ）前記（ｄ）（１）の前記分離された吸着材粉末を
該二次流体に連行させるために該分離された吸着材粉末
を前記第１分離手段から該二次流体流れ内へ導入するた
めの第３導管と、（ｇ）前記第１分離手段から前記
（ｄ）（２）の前記第１流体状生成物を分配するための
第４導管と、（ｈ）前記少くとも１つの選択的に吸着さ
れた流体状成分を前記吸着材粉末から脱着解放させて、
（１）無負荷吸着材粉末と、（２）第２流体状生成物と
して、前記供給流体の流れから吸着され、次いで脱着さ
れた前記少くとも１つの選択的にガス状成分を包含した
前記二次流体の流れを生成するるために、前記二次流体
流れ内の前記吸着材粉末を前記第２温度より高い第３温
度にまで加熱するための第１加熱手段と、（ｉ）前記工
程（ｈ）（１）の前記無負荷吸着材粉末を工程（ｈ）
（２）の前記第２流体状生成物から分離するための第２
分離手段と、（ｊ）前記第２分離手段前記第２流体状生
成物を分配するための第４導管と、から成る。

【００１９】本発明の方法及び装置は、供給流体（例え
ば、ガス又は液体）の流れから少くとも１つの流体状、
即ち、ガス状又は液状成分を分離するために用いること
ができ、単一段工程及び装置にも、あるいは、多段工程
及び２つ以上の分離ユニットから成る多段装置とするこ
ともできる。本発明のその他の目的、特徴及び利点は、
以下の好ましい実施形態の説明及び添付図から当業者に
は明らかになろう。

【００２０】

【発明の実施の形態】好ましい具体例の説明 以下に、添付図を参照して本発明の実施形態を詳しく説
明する。本発明の方法は、複数種のガス状成分を包含し
た供給ガス内に連行させて浮遊させた選択性吸着材粉末
をしようすることを特徴とする。この方法は、供給ガス
の流動する流れに連行されることができる粉末の形の選
択性吸着材を用いる。この方法は、通常、約５００μｍ
未満、一般に約１００μｍ未満、好ましくは約１０μｍ
未満、より好ましくは約１〜約４μｍの粒子サイズ（例
えば、直径）を有する粉末状の選択性吸着材を利用す
る。この選択性吸着材粉末は、供給ガス内に連行させ浮
遊させて粉末の連行（サルテーション即ち躍動：ガスな
どにより粒子が跳ね飛んで運ばれる現象）速度を越え
る、該供給ガスの搬送速度で搬送させる。供給ガスと吸
着材粉末の搬送速度は、通常、約５〜約６０ｆｐｓ、好
ましくは約１０〜約３０ｆｐｓの範囲とする。

【００２１】選択性吸着材のこのような微細な粉末粒子
は、固定床又は移動床プロセスに用いられる比較的大き
いサイズ（直径１〜４ｍｍ）粒子の熱移動及び物質移動
に比べて吸着材の熱移動及び物質移動を向上させ、それ
によって、運転コストを削減するる。場合によっては、
従来技術のプロセスの運転コストの数分の１にすること
ができる。

【００２２】本発明の方法及び装置は、既存のプラント
からの廃熱を利用することができるので、運転コストを
更に低いレベルにまで削減することができる。

【００２３】更に、供給ガス中に連行させ浮遊させた吸
着材粉末を使用する本発明の方法及び装置は、より速い
温度応答を示し、連続的なオンラインの安定した稼働及
び生成物の生成において装置の設計及び作動の面でより
高い融通性を与えることができる。本発明の方法及び装
置は、又、製品生産（生成物生成）の日量ｔｎ当たり
（ＴＰＤ）吸着材使用量を大幅に減らすことができる。
例えば、ＣＯ₂生成のためのＴＳＡプロセスにおいて
は、本発明は、従来技術によるＣＯ₂生成のためのＰＳ
Ａプロセスに必要とされる吸着材粒子の使用量よりはる
かに少ない、製品生産日量（ＴＰＤ）当たり最大限僅か
４５ポンドの吸着材使用量にまで大幅に減らすことがで
きる。又、本発明のＣＯ₂ＰＳＡプロセスの作動に必要
とされる動力所要量は、従来技術のＣＯ₂生成ＰＳＡプ
ロセスの作動に必要とされるそれの約２分の３であり、
通常、約４．０ｋｗ／製品生産ＴＰＤである。

【００２４】本発明の吸着材粉末連行浮遊（以下、単に
「連行」とも称する）法においては、吸着材粉末のミク
ロン級サイズの粒子は、ほとんど慣性をもたないので、
ガスの流れと共に移動するので、吸着材摩滅の問題を大
幅に軽減する。従って、本発明を適用したプラント又は
装置は、少ない吸着材インベントリーで運転することが
できる。吸着材のインベントリー所要量が少ないこと、
及び、装置の連続作動が可能であることは、プラントの
サイズを従来技術のプラントに比べて小さくすることが
可能であることを意味する。

【００２５】本発明の連行浮遊吸着材粉末によるＴＳＡ
法の温度レベルは、吸着材のタイプ、生成すべき生成物
の純度、燃料ガスの組成等の多数の要素に依存するが、
通常は、約９０°Ｆ〜約７００°Ｆ（３０°〜３７１゜
Ｃ）、より一般的には約１３０°Ｆ〜約７００°Ｆ（５
４°〜３７１゜Ｃ）であり、好ましくは約２５０°Ｆ〜
約７００°Ｆ（１２１°〜３７１゜Ｃ）の範囲とするこ
とができる。

【００２６】本発明の連行浮遊吸着材粉末によるＰＳＡ
法においては、吸着（即ちローディング）のために使用
される圧力は、通常、約５０〜約５００ｐｓｉａ（ｌｂ
／ｉｎ²絶対圧）、好ましくは約１５０〜約２００ｐｓ
ｉａの範囲であり、脱着（即ち、アンローディング）圧
は、約１〜約４６ｐｓｉａ、好ましくは約１〜約１０ｐ
ｓｉａの範囲である。

【００２７】本発明の吸着材粉末連行浮遊ＴＳＡ法にお
いては、ガス流れ中の選択された所定のガス成分を捕捉
するために吸着材粉末が用いられる。吸着材粉末を供給
ガスの流れに連行させ、吸着熱を除去することによって
吸着工程の効率を高めるためにガス状混合物（供給ガス
とその中に浮遊した吸着材粉末との混合物）を冷却す
る。この混合物をサイクル又はフィルター等の分離器へ
送り、所定のガス成分を吸着（捕捉）した吸着材粉末を
供給ガスから分離する。次いで、その分離された吸着材
粉末を生成物ガスの二次ガス流れ内へ連行させる。この
二次流れ内で吸着材粉末を加熱し、先に吸着したガス状
成分を脱着解放させる。次いで、脱着された吸着材粉末
を生成物ガスから分離し、該脱着された、即ちアンロー
ドされた吸着材粉末を吸着工程のために再び供給ガスの
流れに連行させる。

【００２８】図１は、本発明の連行吸着材粉末法を用い
た理想化又は観念化されたＴＳＡプロセス及びシステム
を概略的に示す。このプロセス及びシステムは、供給ガ
スとしての空気の流れから少くとも約８０％の純度、好
ましくは約９０％の純度の高純度酸素を選択的に抽出す
るプロセスとして例示されている。

【００２９】この理想化プロセス及びシステムは、基本
的に、２つのブロアと、２つの供給器と、２つのサイク
ロン又はフィルターと、２つの熱交換器（予冷器と空気
加熱器）と、１つの浮遊物熱交換器と、１つのガス加熱
器と、１つの空冷ヒートポンプとから成る。高温吸着材
を用いるアプリケーションの場合は、空冷ヒートポンプ
の代わりに空冷フィン−ファン付き熱交換器を用いるこ
とができる。空気加熱器と予冷器熱交換器は、第１及び
第２生成物ガスの流れを周囲温度又はそれに近い温度で
放出することを可能にするので、本発明の工程のエネル
ギー消費量を一層削減することを可能にする。

【００３０】図１には特定の理想化されたシステム（装
置）が示されているが、このシステムは、アプローチ
（導入）温度を変更すること及び、又は不必要な熱交換
器を省除することによって特定の吸着材粉を用いる工程
に適合するように改変することができる。図１は、供給
ガスを空気とし、酸素選択性吸着材粉末を用いて浄化れ
た酸素ガスを第２ガス状生成物として取り出し、廃ガス
を第１ガス状生成物として取り出すためのＴＳＡプロセ
ス及びシステムを示す。以下の説明においては、便宜
上、導管とその中を通る流体とは同じ参照番号で示され
るものとする。

【００３１】図１に例示されたプロセス及びシステムに
おいては、空気の供給流れが、約７０°Ｆ（２１゜Ｃ）
の温度で約２０〜４０ｆｐｓの流量で導管１０を通して
供給され、ブロア１２によって導管１３を通して系（シ
ステム）内へ導入され（部位ａ）、空気加熱器１４に通
されることによって約１２０°Ｆ（４９゜Ｃ）にまで加
熱される（部位ｂ）。次いで、無負荷（アンロードされ
た）吸着材粉末が、サイクロン又はフィルター分離器
（以下、単に「サイクロン」又は「フィルター」又は
「分離器」とも称する）１６から導管１７を通して分配
され（部位ｆ’）、導管１７及び供給器１８を通して加
熱空気の導管１５内へ導入されて加熱空気流内に連行浮
遊される（部位ｃ）。この空気流とその中に連行されて
いる吸着材粉末との混合物は、導管１９を経て、吸着熱
を除去し吸着材粉末を冷却するために浮遊物（吸着材粉
末）熱交換器２０へ通される（部位ｄ）。

【００３２】次いで、冷却された浮遊物（吸着材粉末）
は、導管２１を経て約−１０°Ｆ（−２３゜Ｃ）の温度
にまで冷却することによって最終熱除去（部位ｅ）を行
うために空冷ヒートポンプ２２へ通される。プロセスの
この段階で、供給空気１０の流れ中の酸素の大部分が連
行吸着材粉末によって吸着されている。最終冷却された
浮遊物は、導管２３を経てサイクロン又はフィルター分
離器２４へ送られ、そこで負荷吸着材粉末（酸素ガスを
負荷即ちロードされた、換言すれば酸素ガスを吸着した
吸着材粉末）が、酸素ガスを選択的に吸着除去された、
即ち、ガス状廃生成物（廃物）から分離される。ガス状
廃生成物は、分離器２４から導管２６を通して予冷器熱
交換器（以下、単に「予冷器」又は「熱交換器」とも称
する）２８へ送られ、そこから導管３０を経てガス状廃
生成物として約７０°Ｆ（２１゜Ｃ）の温度で排出され
る（部位ｇ）。

【００３３】純度約８０％の二次ガス流れが、約８０°
Ｆ（２７゜Ｃ）の温度で導管３２及びブロア３４を通し
て（部位ａ’）供給され、導管３５を経て予冷器熱交換
器２８へ通され（部位ｂ’）、そこで、導管２６を通し
て該熱交換器に流入してくる前記ガス状廃生成物との熱
交換によって冷却される。

【００３４】分離器２４内で分離された前記負荷吸着材
粉末は、導管３６を通して供給器３８へ送給され、そこ
で二次ガス流れに導入連行され（部位ｃ’）、その二次
ガス流れ内で負荷吸着材粉末から酸素が脱着され、二次
ガス流れとその中の吸着材粉末との混合物（浮遊物）が
約２０°Ｆ（−７゜Ｃ）の温度にまで冷却される。

【００３５】次いで、二次ガス流れ中の吸着材粉末の浮
遊物は、導管４０を経て浮遊物熱交換器２０へ通され
て、そこで、導管１９を通して該熱交換器２０へ供給さ
れてくる供給ガスと連行吸着材粉末との混合物との熱交
換によって加熱される（部位ｄ’）。この二次ガス流れ
とその中に連行された吸着材粉末との加熱された混合物
は、導管４１を経てガス加熱器４２へ送られ、そこで、
吸着材粉末から酸素を更に又は最終的に除去するために
約１３０°Ｆ（５４゜Ｃ）の温度にまで更に加熱され
る。

【００３６】この更に加熱された混合物は、導管４３を
通してサイクロン又はフィルター分離器１６へ通され、
そこで、無負荷吸着材粉末が浄化された酸素ガス生成物
から分離される。この分離された浄化酸素ガス生成物
（通常、少くとも約８０％の酸素純度）は、分離器１６
から導管４４を経て空気加熱器１４へ通され、そこで、
導管１３を通して該熱交換器１４に流入してくる供給空
気流れとの熱交換によって冷却される（部位ｇ’）。か
くして、浄化酸素ガス生成物は、約８０°Ｆ（２７゜
Ｃ）の温度にまで冷却され、導管４５を通して製品とし
て送給される。この生成物ガスの一部分は、導管４５か
ら導管３２を通して抽出され、二次供給ガス流れとして
ブロア３４へ供給される。

【００３７】本発明の連行吸着材粉末法は、主として、
装置の構造が簡単であること、連続的な安定したオンラ
イン生産が可能であること、電力ではなく主として熱エ
ネルギーを用いること、吸着材のインベントリーを少な
くすることができること、応答が迅速であること、作動
の融通性があること、圧力スイング（ＰＳＡ）法と温度
スイング（ＴＳＡ）法を組み合わせることが可能である
こと、多段及び多目的アプリケーションへの適用が可能
であることなどの点で、魅力的である。

【００３８】現在利用可能な吸着材を用いた場合の、本
発明の方法の最善の応用例は、窒素からの二酸化炭素の
分離、ドライクリーン空気の生成、及び、排ガスからの
空気汚染物の吸着除去であるが、本発明の方法は、より
優れた品質の吸着材を用いて他の多くの分離操作を実施
する可能性を有する。最適作動温度及び吸着材粉末／ガ
ス比は、分離及び吸着材のタイプによって異なり、ケー
スバイケースで決められる。最大吸着材粉末／ガス比
は、約１５となると考えられ、ガスの流れ速度は、吸着
材粉末の連行速度（粉末がガスによって浮遊され連行さ
れる速度）より低くてはならず、通常、約１０ｆｐｓよ
り高い、好ましくは約２０ｆｐｓより高い速度とすべき
である。作動温度の範囲は、上述したように吸着材のタ
イプによって異なる。例えば、ある種の有機吸着材は１
５０°Ｆ〜２００°Ｆ（６５〜９３゜Ｃ）より高い温度
に加熱することができず、反対に、無機吸着材は７００
°Ｆ（３７１゜Ｃ）もの高い温度に加熱することができ
る。

【００３９】この連行吸着材粉末法は、能率的な吸着器
が得られれば、多くのタイプのガス分離に用いることが
できる。例えば、能率的な吸着器を用いれば、本発明の
連行吸着材粉末法は、高純度及び低純度酸素、窒素、ア
ルゴン、二酸化炭素、及びドライクリーン空気を生成す
るのに用いることができる。又、本発明の連行吸着材粉
末法は、予備清浄機として、あるいは、工場排ガスのた
めの処理プラントしても用いることができる。

【００４０】本発明の連行吸着材粉末法は、非常に高純
度のガスを生成するための多段処理用例に用いることも
できる。本発明のシステムは、季節操業を伴う多目的分
離プロセスにさえ適している。又、本発明の方法は、混
合吸着材によって供給ガス流れから数種類のガス状成分
を捕捉するのに用いることもできる。例えば、汚染制御
プロセスにおいて、複数種類の吸着材の混合物を用いれ
ば、二酸化炭素、硫黄及び窒素酸化物等を含む数種の化
合物の吸着を同時に行うことができる。

【００４１】図２は、ＰＳＡ法を用いて一次供給ガス流
れから廃ガス状生成物を吸着し、その廃ガスを除去し浄
化された生成物（製品）を生成するための本発明のプロ
セス及びシステムを示す。一次供給ガスは、圧縮機１１
０によって約７０°Ｆ（２１゜Ｃ）の温度で、高い圧力
でガス流れとして高圧導管１１２へ供給される。一方、
無負荷（アンロードされた）の選択性吸着材粉末が、供
給器／ロック（気密）ホッパー１１４から導管１１６を
通して供給物として導管１１２内の一次ガス流れ内へ導
入され、導管１１２内で吸着材粉末が一次ガス流れによ
って連行浮遊せしめられ、一次ガス流れ内に存在する廃
成分を選択的に吸着する。次いで、吸着材粉末は、導管
１１８を通してサイクロン又はフィルター分離器１２０
へ通され、そこで負荷吸着材粉末（廃ガスを負荷即ちロ
ードされた、換言すれば廃ガスを吸着した吸着材粉末）
が、廃ガス即ち廃汚染物を選択的に吸着除去された生成
物ガスから分離される。生成物ガスは、分離器１２０か
ら導管１２２を通して回収加熱器１２４へ送られ、そこ
から導管１２６を通してパワー回収タービン１２８へ送
られた後、導管１３０を通して浄化された生成物ガスと
して約７０°Ｆ（２１゜Ｃ）の温度で排出される。

【００４２】分離器１２０内で分離された前記廃成分負
荷吸着材粉末は、導管１３２を通して供給器／ロックホ
ッパー１３４へ送給され、導管１３６を通して減圧下で
導管１３８内の低圧二次ガス流れ内へ供給される。導管
１３８内で負荷吸着材粉末は、二次ガス流れに連行浮遊
せしめられ、該負荷吸着材粉末からそれに吸着されてい
た廃ガスが脱着即ちアンロードされる。

【００４３】次いで、二次ガス流れとその中に浮遊した
無負荷（アンロードされた）吸着材粉末との混合物は、
導管１４０を経てサイクロン又はフィルター分離器１４
２へ通され、そこで、無負荷吸着材粉末が廃ガス成分か
ら分離される。この無負荷吸着材粉末は、分離器１４２
から導管１４４を通して供給器／ロックホッパー１１４
へ送給される。一方、分離された廃ガスは、吸引圧縮機
１５０によって分離器１４２から導管１４６，１４８を
経て廃ガスとして７０°Ｆ（２１゜Ｃ）の温度で送給さ
れる。導管１４６内の廃ガスの一部分は、ブロア１５
２、導管１５４を通して再循環され、回収加熱器１２４
に通された後二次ガス流れとして導管１３８へ供給され
る。

【００４４】このシステムの特徴は、熱交換器を１つだ
けしか使用しないこと、即ち、導管１２２内の生成物ガ
スから熱を受け取るための単一の回収熱交換器１２４だ
けを使用することである。

【００４５】図３は、図２のものと同じＰＳＡ法システ
ムであるが、選択性吸着材を用いて一次ガス流れから生
成物ガスを選択的に吸着する例を示す。一次供給ガス
は、圧縮機２１０によって約７０°Ｆ（２１゜Ｃ）の温
度で、高い圧力でガス流れとして高圧導管２１２へ供給
される。一方、無負荷（アンロードされた）の選択性吸
着材粉末は、供給器／ロックホッパー２１４から導管２
１６を通して供給物として導管２１２内の一次ガス流れ
内へ導入され、導管２１２内で吸着材粉末が一次ガス流
れによって連行浮遊せしめられ、一次ガス流れ内に存在
する生成物ガスを選択的に吸着する。次いで、吸着材粉
末は、導管２１８を通してサイクロン又はフィルター分
離器２２０へ通され、そこで負荷吸着材粉末（生成物ガ
スを負荷即ちロードされた、換言すれば生成物ガスを吸
着した吸着材粉末）が、生成物ガスを選択的に吸着除去
された廃ガスから分離される。廃ガスは、分離器２２０
から導管２２２を通して回収加熱器２２４へ送られ、そ
こから導管２２６を通してパワー回収タービン２２８へ
送られた後、導管２３０を通して浄化された廃ガスとし
て約７０°Ｆ（２１゜Ｃ）の温度で排出される。

【００４６】分離器２２０内で分離された前記廃成分負
荷吸着材粉末は、導管２３２を通して供給器／ロックホ
ッパー２３４へ送給され、導管２３６を通して減圧下で
導管２３８内の低圧二次ガス流れ内へ供給される。導管
２３８内で負荷吸着材粉末は、二次ガス流れに連行浮遊
せしめられ、該負荷吸着材粉末からそれに吸着されてい
た生成物ガスが脱着即ちアンロードされる。

【００４７】次いで、二次ガス流れとその中に浮遊した
無負荷（アンロードされた）吸着材粉末との混合物は、
導管２４０を経てサイクロン又はフィルター分離器２４
２へ通され、そこで、無負荷吸着材粉末が生成物ガス成
分から分離される。この無負荷吸着材粉末は、分離器２
４２から導管２４４を通して供給器／ロックホッパー２
１４へ送給される。一方、分離された生成物ガスは、吸
引圧縮機２５０によって分離器２４２から導管２４６，
２４８を経て生成物ガスとして７０°Ｆ（２１゜Ｃ）の
温度で送給される。導管２４６内の生成物ガスの一部分
は、ブロア２５２、導管２５４を通して再循環され、回
収加熱器２２４に通された後二次ガス流れとして導管２
３８へ供給される。

【００４８】このシステムの特徴は、熱交換器を１つだ
けしか使用しないこと、即ち、導管２２２内の廃ガスか
ら熱を受け取るための単一の回収熱交換器２２４だけを
使用することである。

【００４９】図４は、ＰＳＡ法を用いて一次供給ガス流
れから廃ガス状生成物を吸着するための図２のＰＳＡプ
ロセス及びシステムの強化版を示す。図２のＰＳＡプロ
セス及びシステムのこの強化版は、生成物ガスの濃度を
高めるために生成物ガスを再循環させる。図４におい
て、図２のものと同じ要素は同じ参照番号で示す。この
強化版は、導管１２６内の生成物ガスの一部分を導管１
５６を通して再循環させ、圧縮機１１０から導管１１１
を通して送給されてくる一次ガスと混合させ、その混合
させたガスを導管１１２を通してブロア１５８によって
送り、供給器／ロックホッパー１１４からの無負荷吸着
材粉末に連行させることから成る。

【００５０】図５は、空気供給流れから高純度酸素を選
択的に分離するための多段プロセス及びシステムを示
す。本発明のプロセス及びシステムの多段版の説明を明
確にするために図を簡略化し、細部は省略されている。
供給空気の流れは、導管４１０を通して供給され、ブロ
ア４１２によって導管４１４を通して冷却器４１６へ導
入され、そこで、冷却されて導管４１８へ送られる。導
管４１８内で、サイクロン分離器４２０から導管４２２
を通して供給さてくる無負荷吸着材粉末が冷却された供
給空気の流れに連行浮遊せしめられ、空気流から酸素ガ
スを吸着する。かくして、導管４１８は、空気流とその
中に連行浮遊されている吸着材粉末との混合物をサイク
ロン分離器４２４へ送給する。サイクロン分離器４２４
内で、酸素ガスを負荷された（吸着した）吸着材粉末
は、酸素を吸着されて酸素含有率が約１４％となってい
る供給空気から分離される。

【００５１】分離器４２４内で分離された前記負荷吸着
材粉末は、導管４２６を通して導管４２８内の加熱され
た二次ガス流れに供給され、その二次ガス流れ内で負荷
吸着材粉末から酸素が脱着される。この二次ガス流れと
吸着材粉末との混合物は、導管４３０を通してサイクロ
ン分離器４２０へ供給され、そこで、無負荷吸着材粉末
から浄化酸素ガス（純度約５０％の酸素）が分離され
る。

【００５２】上記５０％純度の浄化酸素ガスは、分離器
４２０から導管４３２を通して搬送され、その一部分が
導管４３４を経てブロア４３６及び加熱器４３８を通し
て酸循環され、導管４２８内へ二次ガス流れとして供給
される。一方、浄化酸素ガスのうちの再循環されなかっ
た部分は、導管４４０を経て冷却器４４２を通して導管
４４４へ導かれる。導管４４４へは、分離された無負荷
吸着材粉末がサイクロン４４６から導管４４８を通して
導入され、浄化酸素ガス流れに連行されて該ガス流れか
ら酸素を吸着する。この酸素ガス流れとその中に連行さ
れた吸着材粉末との混合物は、導管４５８を通して分離
器４４６へ送られ、そこで、無負荷吸着材粉末と高純度
（９０％）酸素との分離が行われる。

【００５３】この浄化された酸素ガスは、分離器４４６
から生成物ガスとして抽出される。この生成物ガスの一
部分は、導管４６０から導管４６２を経てブロア４６４
及び加熱器４６６を通して再循環され、加熱された三次
ガス流れとして導管４５６内へ供給される。分離器４５
２内で負荷吸着材粉末から分離された２１％純度の酸素
ガスは、導管４６８を経て導管４１０へ再循環され、こ
のプロセス及び装置のための供給ガスの一部分として供
給される。分離器４２４内で負荷吸着材粉末から分離さ
れた１４％純度の酸素ガスは、導管４７０を通して送ら
れ、そこから一部分は導管４７２を通して加熱器４７４
へ送られ、そこで、加熱されて導管４７６へ加熱された
四次ガス流れとして供給され、残部は、五次ガス流れと
して導管４７８内で冷却される。

【００５４】負荷吸着材粉末は、サイクロン分離器４８
０から導管４８２を通して供給され、導管４７６内で加
熱された四次ガス流れに連行されて酸素ガスを脱着す
る。この四次ガス流れとそれに連行された吸着材粉末と
の混合物は、導管４８４を通してサイクロン分離器４８
６へ供給され、純度を高められた酸素ガス（２１％純度
の酸素）から無負荷吸着材粉末を分離する。この純度を
高められた酸素ガスの流れは、導管４８８によって再循
環され、一次ガス流れの入来空気と混合される。

【００５５】一方、分離された無負荷吸着材粉末は、分
離器４８６から導管４９０を通して再循環され、導管４
７８内で冷却された五次ガス流れに連行されて五次ガス
流れから酸素を吸着する。次いで、この五次ガス流れと
それに連行された吸着材粉末との混合物は、サイクロン
分離器４８０へ送られて廃ガス（７％酸素）と負荷吸着
材粉末とに分離される。廃ガスは、導管４９４を通して
系から抽出され、先に述べたように、サイクロン分離器
４８０からの負荷吸着材粉末は、導管４８２を通して導
管４７６内の加熱された四次ガス流れに導入される。図
５に示されるようなシステムユニット及び分離器の多段
構成は、生成物ガスの純度と回収率を高めるために用い
ることができる。

【００５６】本発明のプロセス及びシステムは、例えば
化学プラント、製紙工場、水及び下水処理プラント、汚
染制御設備、及び発電所等での飲用水からの不純物及び
炭化水素の除去、化学薬品の浄化、混合薬品の分離、イ
オン交換を含む他のあらゆる種類の水及び下水処理な
ど、広範囲の流体及び、又はガスの分離及び浄化に用い
ることができる。

【００５７】汚染制御においては、数種類の空気汚染物
を含有している排気ガスは、単一種類の吸着材によって
は浄化できない場合がある。例えば、ＣＯ₂、ＳＯｘ、
ＮＯｘ及びオゾンをそれぞれ異なる濃度で含有している
排気ガスの場合、本発明のプロセス及びシステムにおい
て使用すべき選択性吸着材は、そのような排気ガスの効
果的な分離及び浄化を実施するために適正な割合で混合
された数種類の吸着材の混合物から成るものとしなけれ
ばならない。

【００５８】以下に、本発明のプロセス及びシステムに
よって実施することができる分離及び、浄化（又は精
製）工程の例を説明する。

【００５９】高純度酸素及び窒素の生成 このタイプのプロセスには、酸素選択性吸着材が最善の
選択である。有機吸着材の場合、プロセスの高温側と低
温側の代表的な作動温度は、それぞれ、１３０°Ｆ（５
４゜Ｃ）と−１０°Ｆ（−２３゜Ｃ）である。この場
合、プロセスの高温側に約８０％の純度の酸素が得ら
れ、約８７％の純度の窒素が低温側から周囲へ排出され
る。低温側の圧力を高くし、低温側の温度を低くする
と、吸着材の負荷容量（吸着能力）が増大するが、吸着
の選択性が低下する。最適生成を達成するためにオンラ
イン作動制御を維持することもできる。

【００６０】低純度酸素高純度窒素及びアルゴンの生成 このタイプのプロセスには、窒素選択性吸着材粉末が最
善の選択である。このプロセスの高温側と低温側の代表
的な作動温度は、それぞれ、３００°Ｆ（１４９゜Ｃ）
と−１０°Ｆ（−１２３゜Ｃ）である。この場合、プロ
セスの低温側に約３０％の純度の低濃度酸素が得られ、
高温側には９２％の純度窒素が生成され周囲へ排出され
る。アルゴンの生成には、ＰＳＡとＴＳＡの組み合わせ
吸着法で同じ種類の吸着材を用いることが推奨される。
この設定では、吸着材粉末の負荷容量（吸着能力）が増
大され、吸着の選択性が低下する。従って、酸素と、窒
素は、捕捉された後、プラントの高温側へ移送され、ア
ルゴンは低温側で生成物として回収される。すべての酸
素ガスと窒素ガスをアルゴンから分離するために多段シ
ステムを用いることもできる。

【００６１】二酸化炭素の生成 このタイプのプロセスには、ＣＯ₂選択性吸着材粉末が
最善の選択である。このプロセスの高温側と低温側の代
表的な作動温度は、それぞれ、５００°Ｆ（２６０゜
Ｃ）と７０°Ｆ（２１゜Ｃ）である。この場合、プロセ
スの低温側に約１２〜３０％の二酸化炭素を含有するダ
ンプら流れが導入される。約９２％もの高い濃度の二酸
化炭素を含有した生成物が高温側に得られる。

【００６２】ＴＳＡ粉末法の予備清浄としての適用 このタイプのプラントは、空気中の水と二酸化炭素を許
容しうるレベルにまで減少させることができる。例え
ば、空気中の約１２００ｐｐｍの含水量を約０．２ｐｐ
ｍにまで減少させることができる。又、空気中の約３５
０ｐｐｍの二酸化炭素含有量を約０．２ｐｐｍにまで減
少させることができる。このタイプのプロセスに適する
吸着材は、９０ｐｓｉａの圧力下で７０°Ｆ（２１゜
Ｃ）の低温側作動温度を有し、７００°Ｆ（３７１゜
Ｃ）の高温側作動温度を有する１３Ｘである。

【００６３】ドライクリーン空気の生成 このタイプのプラントは、空気中の含水量を約１４５０
〜８５４０ｐｐｍから０．５〜２０ｐｐｍの許容しうる
レベルにまで減少させることができる。このタイプのプ
ロセスのために選択される吸着材は、７０°Ｆ（２１゜
Ｃ）の低温側作動温度と高圧下で３００°Ｆ（１４９゜
Ｃ）の高温側作動温度を有する１３Ｘである。

【００６４】空気汚染の制御（排気ガスからのＣＯ₂、
ＳＯｘ及びＮＯｘの除去） このタイプのプラントは、排気ガスを大気中へ放出する
前に排気ガスからあらゆる汚染物を除去する。それによ
って、酸性雨及び空気汚染を抑制することに加えて、地
球温暖化を防止することに寄与する。この例では、吸着
材粉末を排気ガス中に連行させ、その吸着材粉末を帯同
した排気ガスを空冷熱交換器に通す。吸着材粉末は、サ
イクロン内で分離され、二次ガス流れに連行されて脱着
される。このタイプのプロセスに適する吸着材は、７０
°Ｆ（２１゜Ｃ）の低温側作動温度と大気圧下で７００
°Ｆ（３７１゜Ｃ）の高温側作動温度を有する１３Ｘで
ある。このプロセスは、実行可能であることが実証さ
れ、ＥＰＡ基準で、ＣＯ₂の濃度を１１％から０．３４
％にＳＯｘを２０２４ｐｐｍから１．９ｐｐｍまで、Ｎ
Ｏｘを４８３ｐｐｍから０．２ｐｐｍまで低下させた。
放出されたガスには、主として、９５．６％の窒素と
４．１８％の酸素及びアルゴンが含有されていた。これ
らの汚染物は、泡立ち池で石灰によって捕捉することが
できる。

【００６５】以上、本発明を実施形態に関連して説明し
たが、本発明は、ここに例示した実施形態の構造及び形
状に限定されるものではなく、いろいろな実施形態が可
能であり、いろいろな変更及び改変を加えることができ
ることを理解されたい。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明に従って空気から酸素を分離す
るためのＴＳＡプロセス及びシステムの概略説明図であ
る。

【図２】図２は、本発明に従って一次ガス流れから廃ガ
スを選択的に分離するためのＰＳＡプロセス及びシステ
ムの概略説明図である。

【図３】図３は、本発明に従って一次ガス流れから生成
物ガスを選択的に分離するためのＰＳＡプロセス及びシ
ステムの概略説明図である。

【図４】図４は、本発明に従って一次ガス流れから廃ガ
スを選択的に分離するための強化されたＰＳＡプロセス
及びシステムの概略説明図である。

【図５】図５は、本発明に従って空気供給流れから高純
度酸素を選択的に分離するための多段プロセス及びシス
テムの概略説明図である。

【符号の説明】

１０ 導管、供給空気 １２ ブロア １３ 導管 １４ 空気加熱器 １５ 導管 １６ サイクロン又はフィルター分離器、分離器 １７ 導管 １８ 供給器 １９ 導管 ２０ 浮遊物熱交換器、熱交換器 ２１ 導管 ２２ 空冷ヒートポンプ ２３ 導管 ２４ サイクロン又はフィルター分離器、分離器 ２６ 導管 ２８ 予冷器、熱交換器 ３０ 導管 ３２ 導管 ３４ ブロア ３５ 導管 ３６ 導管 ３８ 供給器 ４０ 導管 ４１ 導管 ４２ ガス加熱器 ４３ 導管 ４４ 導管 ４５ 導管 １１０ 圧縮機 １１１ 導管 １１２ 高圧導管、導管 １１４ ロックホッパー １１６ 導管 １１８ 導管 １２０ サイクロン又はフィルター分離器、分離器 １２２ 導管 １２４ 回収加熱器、回収熱交換器 １２６ 導管 １２８ パワー回収タービン １３０ 導管 １３２ 導管 １３４ ロックホッパー １３６ 導管 １３８ 導管 １４０ 導管 １４２ サイクロン又はフィルター分離器、分離器 １４４ 導管 １４６ 導管 １５０ 吸引圧縮機 １５２ ブロア １５４ 導管 １５６ 導管 １５８ ブロア ２１０ 圧縮機 ２１２ 高圧導管、導管 ２１４ ロックホッパー ２１６ 導管 ２１８ 導管 ２２０ サイクロン又はフィルター分離器、分離器 ２２２ 導管 ２２４ 回収加熱器、回収熱交換器 ２２６ 導管 ２２８ パワー回収タービン ２３０ 導管 ２３２ 導管 ２３４ ロックホッパー ２３６ 導管 ２３８ 導管 ２４０ 導管 ２４２ サイクロン又はフィルター分離器、分離器 ２４４ 導管 ２４６ 導管 ２５０ 吸引圧縮機 ２５２ ブロア ２５４ 導管 ４１０ 導管 ４１２ ブロア ４１４ 導管 ４１６ 冷却器 ４１８ 導管 ４２０ サイクロン分離器、分離器 ４２２ 導管 ４２４ サイクロン分離器、分離器 ４２６ 導管 ４２８ 導管 ４３０ 導管 ４３２ 導管 ４３４ 導管 ４３６ ブロア ４３８ 加熱器 ４４０ 導管 ４４２ 冷却器 ４４４ 導管 ４４６ サイクロン分離器 ４４８ 導管 ４５２ 分離器 ４５６ 導管 ４５８ 導管 ４６０ 導管 ４６２ 導管 ４６４ ブロア ４６６ 加熱器 ４６８ 導管 ４７０ 導管 ４７２ 導管 ４７４ 加熱器 ４７６ 導管 ４７８ 導管 ４８０ サイクロン分離器 ４８２ 導管 ４８４ 導管 ４８６ サイクロン分離器、分離器 ４８８ 導管 ４９０ 導管 ４９４ 導管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ０１Ｂ 21/04 Ｃ０１Ｂ 23/00 Ｈ 31/20 Ｂ 23/00 Ｂ０１Ｄ 53/34 ＺＡＢＡ 31/20 (72)発明者 ジェファート・ジョン・ノヴォビルスキ アメリカ合衆国ニューヨーク州オーチャー ド・パーク、ファーズ・ドライブ48 (72)発明者 ダリウシュ・ハビボリウ・ザデウ アメリカ合衆国ニューヨーク州アマスト、 グレンヘイブン・ドライブ５

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 供給ガスからその中に存在する複数種の
   ガス状成分のうちの少くとも１つの成分を選択的に除去
   するための方法であって、 （ａ）複数種のガス状成分を包含した供給ガスの流れを
   第１温度で供給する工程と、 （ｂ）該供給ガスの流れから前記複数種のガス状成分の
   うちの少くとも１つのガス状成分を選択的に吸着する無
   負荷の選択性吸着材粉末を供給して該供給ガスの流れに
   連行させ、該供給ガスの流れとその流れ中に浮遊した吸
   着材粉末との混合物を生成する工程と、 （ｃ）前記選択性吸着材粉末に前記供給ガスの流れから
   前記複数種のガス状成分のうちの前記少くとも１つのガ
   ス状成分を選択的に吸着させるために該供給ガスの流れ
   とその中に浮遊した該吸着材粉末との混合物を前記第１
   温度より低い第２温度にまで冷却する工程と、 （ｄ）該吸着材粉末を供給ガスの流れ中の前記冷却され
   た吸着材浮遊物から分離して、 （１）前記供給ガスの流れから前記少くとも１つの成分
   を吸着した、分離された吸着材粉末と、 （２）第１ガス状生成物として、前記少くとも１つの選
   択的に吸着されたガス状成分を除去された供給ガスの流
   れを生成する工程と、 （ｅ）二次ガス流を供給し、前記工程（ｄ）（１）の前
   記分離された吸着材粉末を該二次ガス流内へ導入する工
   程と、 （ｆ）該二次ガス流内の該分離された吸着材粉末を前記
   第２温度より高い第３温度にまで加熱して前記少くとも
   １つの選択的に吸着されたガス状成分を該吸着材粉末か
   ら脱着解放して、 （１）無負荷吸着材粉末と、 （２）第２ガス状生成物として、前記供給ガスの流れか
   ら吸着され、次いで脱着された前記少くとも１つの選択
   的にガス状成分を包含した前記二次ガスの流れを生成す
   る工程と、 （ｇ）前記工程（ｆ）（１）の前記無負荷吸着材粉末を
   工程（ｆ）（２）の前記第２ガス状生成物から分離する
   工程と、から成るガス分離方法。
2. 【請求項２】 供給ガスからその中に存在する複数種の
   ガス状成分のうちの少くとも１つの成分を選択的に除去
   するための方法であって、 （ａ）複数種のガス状成分を包含した供給ガスの流れを
   供給する工程と、 （ｂ）該供給ガスの流れから前記複数種のガス状成分の
   うちの少くとも１つの成分を選択的に吸着する無負荷の
   選択性吸着材粉末を供給して該供給ガスの流れに連行さ
   せ、該供給ガスの流れとその中に浮遊した吸着材粉末と
   の混合物を生成する工程と、 （ｃ）前記選択性吸着材粉末に前記供給ガスの流れから
   前記複数種のガス状成分のうちの前記少くとも１つのガ
   ス状成分を選択的に吸着させるために該供給ガスの流れ
   とその中に浮遊した該吸着材粉末との混合物を高められ
   た圧力下に置く工程と、 （ｄ）該吸着材粉末を前記供給ガスの流れ中の前記吸着
   材浮遊物から分離して、 （１）前記供給ガスの流れから前記少くとも１つの成分
   を吸着した、分離された吸着材粉末と、 （２）第１ガス状生成物として、前記少くとも１つの選
   択的に吸着されたガス状成分を除去された供給ガスの流
   れを生成する工程と、 （ｅ）二次ガス流を供給し、前記工程（ｄ）（１）の前
   記分離された吸着材粉末を該二次ガス流内へ導入する工
   程と、 （ｆ）該二次ガス流内の該分離された吸着材粉末を減圧
   下に置いて前記少くとも１つの選択的に吸着されたガス
   状成分を該吸着材粉末から脱着解放して、 （１）無負荷吸着材粉末と、 （２）第２ガス状生成物として、前記供給ガスの流れか
   ら吸着され、次いで脱着された前記少くとも１つの選択
   的にガス状成分を包含した前記二次ガスの流れを生成す
   る工程と、 （ｇ）前記工程（ｆ）（１）の前記無負荷吸着材粉末を
   工程（ｆ）（２）の前記第２ガス状生成物から分離する
   工程と、から成るガス分離方法。
3. 【請求項３】 供給流体からその中に存在する複数種の
   流体状成分のうちの少くとも１つの成分を選択的に除去
   するための分離装置であって、 （ａ）前記供給流体の流れを第１温度で供給するための
   第１導管と、 （ｂ）該供給流体の流れから前記複数種の流体状成分の
   うちの少くとも１つの流体状成分を選択的に吸着する無
   負荷の選択性吸着材粉末を該供給流体の流れに連行さ
   せ、該供給流体の流れとその中に浮遊した吸着材粉末と
   の混合物を生成するために、該無負荷の選択性吸着材粉
   末を前記第１導管内へ供給し分配するための分配手段
   と、 （ｃ）選択性吸着材粉末に前記供給流体の流れから前記
   複数種の流体状成分のうちの前記少くとも１つの流体状
   成分を選択的に吸着させるために前記供給流体の流れと
   その中に浮遊した前記吸着材粉末との混合物を前記第１
   温度より低い第２温度にまで冷却するための冷却手段
   と、 （ｄ）（１）前記供給流体の流れから前記少くとも１つ
   の成分を吸着した、分離された吸着材粉末と、 （２）第１流体状生成物として、前記少くとも１つの選
   択的に吸着された流体状成分を除去された供給流体の流
   れを生成するために、 該吸着材粉末を該供給流体の流れ中の前記冷却された吸
   着材浮遊物から分離するための第２分離手段と、 （ｅ）二次流体流れを供給するための第２導管と、 （ｆ）前記（ｄ）（１）の前記分離された吸着材粉末を
   該二次流体に連行させるために該分離された吸着材粉末
   を前記第１分離手段から該二次流体流れ内へ導入するた
   めの第３導管と、 （ｇ）前記第１分離手段から前記（ｄ）（２）の前記第
   １流体状生成物を分配するための第４導管と、 （ｈ）前記少くとも１つの選択的に吸着された流体状成
   分を前記吸着材粉末から脱着解放させて、 （１）無負荷吸着材粉末と、 （２）第２流体状生成物として、前記供給流体の流れか
   ら吸着され、次いで脱着された前記少くとも１つの選択
   的にガス状成分を包含した前記二次流体の流れを生成す
   るるために、 前記二次流体流れ内の前記吸着材粉末を前記第２温度よ
   り高い第３温度にまで加熱するための第１加熱手段と、 （ｉ）前記工程（ｈ）（１）の前記無負荷吸着材粉末を
   工程（ｈ）（２）の前記第２流体状生成物から分離する
   ための第２分離手段と、 （ｊ）前記第２分離手段前記第２流体状生成物を分配す
   るための第４導管と、から成る分離装置。