JPS62163725A - 加熱再生可能の吸着剤によるガス分離装置および方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ガスを分離する方法およびその装置に関する
ものである。

従来、乾燥剤を用いる乾燥器は古くから市販されており
、世界中で広く用いられている。多（の用途においては
、乾燥剤床が１個あれば充分であるが、１個の乾燥剤床
では連続流出流を供給することはできない。通常の形式
は２個の乾燥剤床で構成され、その一方の床を乾燥サイ
クルに用いている間、他方の床を再生している。

乾燥すべきガスは乾燥サイクル中に乾燥剤床に一方向に
通過され、流出ガスの湿度がシステムの要求に合致する
ことが保証されな（なる点にまで乾燥剤が水分を吸着し
た際に、流入ガスを他方の床に切換え、使用済の床に追
出し流出ガスを反対向きに流すことによって使用済床を
再生している。

追出しガスを床に流す前に加熱することができるが、し
かし、通常のシステムでは、床自身に加ｐｏｐ、　ＲＢ
が設けられ、吸着した水分を除去するよう乾燥剤を焼い
ている。乾燥および再生サイクルは仙常等しい時間待な
われ、乾燥サイクルは再生サイクルより高いガス圧力で
通常行なわれている。追出しガスを反対方向へ流すこと
は最小量の追出しガスによって吸着水分を迅速に除去す
るために用いられている。

かかる乾燥器は床を再生するための熱の使用効率が悪驚
・のが常であって、この理由は、熱が乾燥剤床の全体に
わたって加えられ、したがって、吸着水分量が流入ガス
の入口の点から乾燥流出ガスの出口点にかげて通常減少
しているンζもかかわらず床全体が同じ温度に等しい時
間加熱されるからである。さらにまた、使用した乾燥剤
を再生するために必要な温度が高いため、再生サイクル
中に床が相当量の熱を有し、この熱は、乾燥サイクルの
開始時に吸着が効率良く行なわれる温度に床を冷却する
１県に必然的に浪費される。周知のように、乾燥剤によ
る水分の吸着工程は放熱によって行なわれ、したがって
、吸着効率は温度の逆の函数である。

１９７０年５月２６日にシーベルトおよびベランド・ジ
ュニアに特許された米国特許第３３１３６３１号によれ
ば、ガスから水分を除去するに際し、乾燥剤床は再生サ
イクルにおいて吸着水分を除去するため少なくとも１０
０”Ｃに加熱されるが、しかし、この目的のための加熱
は高水分含有ｌの床の部分に制限され、これにより再生
時間を短かくし、また、必要でない部分を加熱すること
による熱の浪費を防止している。

これらの形式の加熱再生可能吸着剤ガス分離装置の問題
とする点は、乾燥剤に吸着された水分を追い出すために
３１５〜５４５℃（６００〜６５０Ｆ）程度の比較的高
温が必要とされることである。かかる温度では、乾燥剤
床の寿命が非常に短か（なり、加熱再生サイクルを行な
う毎に水和水が幾らか除去される可能性さえあり、この
結果、当然のこととして、乾燥剤が破壊される。

１９６９年に英国、サリー州、ギルドフォードのサイエ
ンス・アンド・テクノロジー・プレスによってＦ　Ｕ　
Ｅ　Ｌ、　Ａ４５ｔ３Ｌ咎に発表された「Ｔｈｅ　Ｅｒ
ｆａｃｔ　ｏｒＲｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ　Ｔｅｗｐｅ
ｒａｔｕｒｅａｎｄ　　Ｐｒｅｓｓｕｒｅ　　ｏｎ　　
ｔｈｅ　　Ａｄｓｏｒｐｔｉｒｅ　　Ｃａｐａｃｉｔｙ
ｏｆ　５ｉｌｉｃａ　Ｇｅ１−　　ｉｎ　　ａ　　Ｈｙ
ｄｒｏｃａｒｂｏｎ　　ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔＪの題
名で、ＫｏｔｂおよびＣａｍｐｂｅｌｌが指摘している
ように、炭化水素吸着剤の吸着能力は使用によって最初
急速に低減し、次いで、徐々に低減する。かかる傾向け
吸収した炭化水素の劣化により、吸着剤に汚れとして劣
化副生成物が沈着し、かかる汚れは床の吸着能力を低減
すること勿論である。

さらにまた、シリカゲルのような多くの乾燥剤は高温に
保持される際に化学的または物理的変化を受け、これに
よってもまた吸着能力を低減する。これがため、例えば
、シリカゲルは一般にアモルファスと考えられているが
、高温度において結晶化のようなある（１η造的変化を
受ける。温度および圧力・の増大により分子１１′４造
がさらに規則正しく配列され、表面積が減少して吸着能
力が低下する。この結果、床の寿命は数年から数ケ月に
短縮される。

本発明によれば、吸着剤床に吸着されている第１ガスお
よび曲のガスを脱着するためにマイクロ波エネルギを加
えることによって、従来の加熱−再生システムにおいて
生じていた吸着剤および吸着されたガス生成物の劣化を
完全に防止することができないまでも、相当に減するこ
とができることを確めた。さらにまた、マイクロ波エネ
ルギを加えることによっては乾燥剤の分子構造が損傷さ
れない。

マイクロ波エネルギは、約６×１０〜約５×１０１２Ｃ
／ＳｅＣに等しい約０．０３〜約３０００ガイガヘルツ
の範囲の周波数を有する電磁波として伝達される放射線
エネルギと定義される。

１９７１年１月１９日にＰｕｔｅｒに特許された米国特
許第３，５５５，６９．５号明細書第１欄、第３１行参
照。１９７７年７月２６日に特許された米国特許第３，
０３８，０３０号および１９７８年６月１６日に特許さ
れた米国特許第４，０９４，６５２号にＬＯＷｔｔ＋ｅ
ｒが記載されているように、吸着剤あるいは乾燥剤床に
電流を直接に放電するような電気エネルギとはマイクロ
波エネルギは異なり、電気エネルギは放射線エネルギで
はない。

大多数の乾燥剤または吸着剤は通常少なくとも２６０℃
（５００’Ｆ）より低い相対的に低温度においてマイク
ロ波エネルギ、を透過させ、したがって、かかるエネル
ギを吸収せず、あるいはまた、１０９５〜１６５０℃（
２０００〜３０００Ｆ）程度の高温でなければ、乾燥剤
または吸着剤はマイクロ波エネルギによって加熱されず
または活性化されない。したがって、本発明による乾燥
剤あるいは吸着剤はマイクロ波エネルギを吸収して吸着
剤に吸着されている第１および他のガスを活性化して脱
着させ得るマイクロ波吸収剤を有する。マイクロ波吸収
剤を吸着剤に混合し、または被覆し、あるいはまた吸着
させることができる。したがって、マイクロ波エネルギ
はマイクロ波吸収剤によって優先的に吸収され、したが
って、乾燥剤または吸着剤に吸着されている自由水また
は他の材料を活性化し、かように活性化された吸着され
た材料は脱着される。

かようにして吸収されたマイクロ波エネルギは、全ての
吸着された材料が脱着され終るまで、乾燥剤または吸着
剤のいかなる水和水をも活性化することがない。乾燥剤
または吸着剤に化学的に結合されている水利水の除去は
望ましくなく、この理由は、その結果として分子構造を
圧潰し、これにより吸着能力を低減するからηある。し
たがって、マイクロ波エネルギの作用は水和水が除去さ
れる前に中止し、マイクロ波エネルギの作用によって乾
燥剤または吸着剤が悪い影響をほとんど受けないように
する。

さらにまた、吸着された水または他の吸着された拐科は
９５℃（約２００Ｆ）の低温度で遊離される。マイクロ
波エネルギの作用下ではかかる低温度で十分に活性化さ
れ、吸着剤から遊離されるから、吸着剤または乾燥剤を
加熱する必要がない。したがって、モンキュラシーブお
よびアルミナのように強く結合した水和水を有する乾燥
剤または吸着剤にマイクロ波工゛ネルギな作用させるこ
とができ、かかる乾燥剤または吸着剤は脱水の危険なし
に９５℃（２００Ｆ）より高い温度加熱することはでき
ない。例えば、アルミノ硅酸ソーダ”１２（（Ａｌ！ｏ
２）１２（ｓ１ｏ２）１２］’３Ｈ２０においては、水
和水が９２７℃（約１７００Ｆ）において遊離される。

アルミナゲルＡ７？２０３・０．５　Ｈ２Ｏにおいては
、水和水が８１５〜８７０℃（１５００〜１６００７’
）で遊離される。いづれの場合においても、マイクロ波
エネルギの作用によって水和水は除去されない。

したがって、マイクロ波エネルギを作用させることによ
る乾燥剤自身の加熱は無視し得る程度であり、この理由
は、自由水または吸着された水が除去される８７゛″Ｃ
（約１９０Ｆ）の温度に水を加熱することもほとんどな
いからである。

この結果、乾燥剤は再生中に損傷されない。さらにまた
、マイクロ波エネルギを作用させることによって従来の
加熱再往可能吸着剤ガス分離器に比べ遥かに迅速に再生
させることができ、これがため、吸着剤床はさらに小型
にすることができ、再生のための休止時間が短かくなり
、所要エネルギを著しく節減することができる。

乾操削床を加熱する必要がないから、追出しガスを加熱
する必要がない。事実、吸着剤床から脱着された水のよ
うな吸着されたガスを排出するためにのみ追出しガスが
必要であり、追出しのために必要とされる流出ガスの量
を著しく節減することができる。したがって、急速再生
サイクルで作動するより小さい吸着剤床を本発明による
マイクロ波エネルギによる再生によれば用いることがで
きる。

本発明の方法によれば、第１ガスと第２ガスとの混合ガ
ス中の第１ガスの濃度を第２ガス中の第１ガスの限界最
高濃度より低く減少させるに際し、第１ガスに対して優
先親和力を有し、且マイクロ波エネルギを吸収し得るマ
イクロ波吸収剤を含む吸着剤床に混合ガスを接ｉ独させ
て床の一端から他端に通過させ、第１ガスを吸着させて
最高濃度より低い濃度を有する流出ガスを生ぜしめ、吸
着をつソけながら床の一端から他端に向けて次第に減少
する第１ガスの儂度勾配を床に生ぜしめ、第２ガス中の
第１ガスの増加濃度が吸着能力の減少にしたがい床の一
端から他端に次第に前進する濃度前線を限定し、この の前線が床から出る前に床と接触する混合ガス。

通過を遮断し、第２ガス中の第１ガスの限界最高濃度以
下にすることができ、ついで、マイクロ波吸収剤がマイ
クロ波エネルギを吸収し、且吸着剤がこのエネルギを透
過する開成着剤に吸収されている第１ガスを活性化する
温度、好ましくは２６０℃（ｓｏｏＦ）以下で、床から
脱着される第１ガスを除去するための追出しガス流を通
過させながら、マイクロ波エネルギを作用させることに
よって、吸着剤床に吸着されている第１ガスを脱着させ
る。

マイクロ波吸収剤はマイクロ波エネルギを吸収して吸着
剤に吸着されているガスを活性化し１４）るとともに吸
着されたガスに対して不活性の任意の材料とすることが
できる。黒鉛は吸収剤として好適″であるが、フェライ
ト、ステンレス鋼粉末、五酸化燐その池、高誘電損率の
材料をも有利に用いることができる。

マイクロ波吸収剤を吸着剤に混合し、吸着剤に被覆し、
または吸着剤に吸着させることができる。吸収剤と吸着
剤との混合物を形成し、ベレット、ビーズ、棒、リング
またはサドル形状とし、同じ粒子で組合せることができ
る。

この形式の親密な混合物は２種類の材料が層を形成せず
、吸収剤が吸着剤全体に分布して吸着ガスにきわめて接
し効率の良い活性化と脱着とを行なう。微細に分散した
粉状の吸収剤と大きな吸着剤粒子とを混合することによ
って吸着剤粒子の表面に吸収剤を被覆し、または吸着さ
せることができる。吸着剤粒子を吸収剤の溶液または分
散液中にスラリ状に混入することによっても一様に分布
させることができる。

吸収剤の量は極めて少なくすることができる。

吸着剤の重量で０．０００１％が有効である。量を多（
すれば、エネルギの吸収および吸着されたガスの脱着が
早くなる。量は約０．０１％〜約１％の範囲が好適であ
る。２５％のように多量に用いることができるが、しか
し、かように多量に用いてもそれだけの効果は生じない
。実際上の上限は経済的オ６よび効果の点から見て約１
０％である。

本発明方法は、他のガスと混合物中の極性または非極性
の任意のガスを吸着および脱着するに応用することがで
きる。水、水素、酸素、窒素、アルゴン、ヘリウム、ク
リプトン、二酸化炭素、−酸化炭素、二酸化硫黄、三酸
化硫黄、酸化窒素、三ふっ化はう素、オゾンおよびエタ
ノールのようなガスをマイクロ波エネルギによって容易
に活性化して脱着させることができる。

本発明方法では好適な追出しガスとして吸着サイクルか
らの流出ガスを用い、吸着中より低いガス圧力、通常１
５〜６５０　ｐｓｉ、好ましくは少なくとも５ｏｐｓ１
より低い圧力で脱着を行なう。

水分を徐々に吸着するにしたがい乾燥剤床における水分
前線の前進は乾燥剤による乾燥技術分野において周知の
現象であり、例えば、５Ｋａｒｓ　ｔｒｏｍの米国特許
第２，９４４，３２７号その他の多くの特許において論
じられている。乾燥サイクルの大部分において、吸着剤
はその上を通過するガスから水分を効率良（吸着する。

しかし、乾燥剤の吸着能力が零に近づく際、乾燥剤上を
通過するガスの水分は急激に上昇する。

ガスの水分、露点または相対的湿度を測定することがで
き、時間についてプロットする場合には、この通常の急
激な水分上昇は傾斜の変化として示され、増加する水分
は流入ガスの水分に急速に近づ（。この曲線のＳ字形部
分は水分前線を示し、これを床の長さ方向に観察すれば
、吸着サイクルが進行するにしたがって床の流入端から
流出端に前進することが確められる。曲線の傾斜が変化
する点即ちは前線が床の九；に達する前にサイクルを終
らせるべきで、この理由は、その上昇が非常に早くなっ
て望ましくない水分の流出を殆んど防止することができ
なくなるからである。

本発明の池の特徴として、再生サイクルな乾燥ザイクル
と等しい時間桁なう必要はなくまた殆んどの場合等しく
ない、したがって、再生が完了した際にマイクロ波エネ
ルギを加えることを中止することができ、残りの時間を
再生床の所要の冷却のために用いることができ、これに
より流入ガス流を床に再び通す際に吸着に効率のよい温
度にすることができる。

本発明によるガス分離装置は、第１ガスと第２ガスとの
混合ガス中の第１ガスに対して優先親和力を有し、且、
マイクロ波エネルギを吸収し得て吸着剤に吸着されてい
る第１ガスを活性化して脱着し得るマイクロ波吸収剤を
含む吸着剤床と、マイクロ波エネルギを作用させること
によって吸着第１ガスを除去して吸着サイクルの終了に
際して吸着剤／吸収剤を周期的に再生させ、床から脱着
した第１ガスを除去するために流す追出しガスの流れを
吸着時のガスの流れとは反対方向に流すのが好ましく、
かかる再生中に吸着剤床にマイクロ波エネルギを作用さ
せる装置を設ける。

本発明による装置は１個の吸着剤床で構成することがで
きるが、好適装置では一対の吸着床を適当な容器内に設
け、これらを薇燥すべき流入ガスの送入管路および流出
乾燥ガスの送出管路に接続する。

装置にはまた、再生中に減圧するための逆止弁または絞
り弁と、床間に流入ガスを周期的に流すためと床からの
流出ガス流を受取るための多方切換弁とを設けることが
できる。さらにまた、計量または絞り弁を設けて流出ガ
スの一部を追出しガスとして再生中の床に反対方向の流
れで流すようにする。

本発明によれば、追出しガスを乾燥される流入ガスと反
対方向に、従来の通常の方法に従って流して最小のガス
損失で脱着された第１ガスを効率良（除去するのが好ま
しい。しかし、所要に応じ、追出し流を流入流と同じ方
向に床に流すこともでき、この場合には、これに対応し
て効率が低下する。

マイクロ波発生器は約０．０３〜約３０００ガイガヘル
ツ（約５　Ｘ　１０’〜約３Ｘ１０１２０／ｓｅｃに等
しい）の範囲内の周波数を有する電磁波を発生すること
ができる。かかる能力を有するマイクロ波発生器は市販
品から得ることができる。アンプリトロン、マグネトロ
ン、ミクロトロンまたはクリストロン管を用いるマイク
ロ波発生器が好適であるが、しかし、任意の形式のマイ
クロ波発生管を用い得ること勿論である。

例えば、マイクロ波発生器としては、ＧｅｒｌｉｎｇＭ
ｏｏｒｅ　Ｍｏｄｅｌ煮４００３、Ｃｏｂｅｒ　Ａ　Ｓ
　６、東芝Ａ、　Ｔ　Ｍ　Ｇ　−４９０およびＴｈｏｍ
ｓｏｎ　１Ｇ、　Ｔ　Ｈ５０９４がある。

マイクロ波の寸法および容毒は所要の再生にしたがって
選択されること勿論である。必要とする再生が極端に大
きい場合には、大きなマイクロ波発生器を用いることが
できるが、発生器の数を増すこともでき、マイクロ波エ
ネルギを各発生器を１ケ所に使用して数ケ所で吸着剤床
に送ることができる。また、対角線モードで変換器を用
いて２個以上の発生器から１個の吸着剤床に、１個の開
口だけを用いて、電力を供給することもできる。

マイクロ波発生器に絶縁器を結合してオペレータの誤操
作または他のシステムの故障の場合に発生器を保護する
ようにする。

絶縁器とマイクロ波発生器との間に前方／反射モニタを
直列に接続して介挿し、これにより吸着剤床が完全に再
生された際に、マイクロ波発生器を停止させるようにす
る。吸着剤または乾燥剤に遊離水または吸着ガスが存在
している間は、吸着剤床に伝達されるマイクロ波エネル
ギは吸収される。しかし、吸着された材料が脱着されて
しまった場合、マイクロ波エネルギの吸収は低下し、マ
イクロ波は吸収されないでマイクロ波発生器にマイクロ
波伝達率によって戻される。マイクロ波発生器の前に前
方／反射モニタを設けることによって反射されたマイク
ロ波な検出することができ、また、吸着剤が再生された
場合に対応する予定の強さにおいて、マイクロ波発生器
を停止する。再生の完了に対応する反射波の強さは使用
される特定の吸着／脱着系に対して試行錯誤により決定
されること勿論である。

任意の慣用の前方／反射モニタを用いることができる。

これらは市販品から得ることができ、本発明の一部を形
成するものではない。例えば、モニタとしてＧｅｒｌｉ
ｎｇ　Ｍｏｏｒｅ　Ａ　４００９およびＧｏｂｅｒ　ｔ
５　Ｋ　Ｗ反射電力メータが用いられる。

任意の数の吸着剤を有する吸着−脱着系に対して１１固
のマイクロ波発生器、前方／反射モニタおよび絶縁器の
組合せで十分である。しかし、吸着剤床が１個以上ある
場合には、各床にマイクロ波エネルギを伝達するため別
個のマイクロ波導波系を設けることが必要であり、再生
のため選択された床にエネルギを指向させるため導波切
換装置を用いる。この切換装置から吸着剤までの伝達系
としては、導波部分と、マイクロ波窓と、補助同調器と
を設け、それらすべて慣用のもので、本発明を構成しな
い。

マイクロ波窓は使用されるマイクロ波エネルギを透過さ
せ得るものであること勿論であり、吸着剤床内にガス圧
力を保持し得るものであることが必要であり、通常、吸
着剤床が入れられる容器の壁に設けられる。窓を構成す
るために任意のマイクロ波透過材料を用いることができ
る。

導波セグメントは、マイクロ波エネルギを大気中に損失
することなしに導き得る導波管で形成する。導波セグメ
ントとしては、ＧθｒｌｉｎｇＭｏｏｒｓ　Ａ　４０　
＋　６および４０１７、ならびにＣｏｂｅｒ　＆　Ｗ　
Ｒ２８４が好適である。

導波セグメントおよび窓とともに用いられるマイクロ波
同調器はインピーダンス整合装置である。例えば、Ｇｅ
ｒｌｉｎｇ　Ｍｏｏｒｅ　Ａ　４’０２７が用いられる
。他のレリとしてＭｉｃｒｏｗａｖｅ　ＦｕｓｉｏｎＭ
ｏｄｅｌ　Ｔｕｎｅｒ　−ＳおよびＷａｖｅｌｉｎｅ　
Ｍｏｄｅｌ　４５６０が用いられる。

本発明によるガス分離装置を乾燥器の形で図面に示す。

第１図に示す乾燥器は１対のタンク１０および１１を具
え、各タンクの一端に入口２および３を有し、他端に出
口４および５を有する。各入口および出口にはステンレ
ス鋼の金網または有孔鋼板製の支持スクリーン６を設け
てガス流がいづれの方向に流れる場合にも乾燥剤粒子を
タンク内に保持するとともにマイクロ波エネルギが上流
または下流のいづ肚かに伝達するのを防止する。

図示の例では、タンク内に乾燥剤として活性アルミナを
充填しているが、しかし、Ｎａ１゜〔（ＡＩ！ｏ２）１
２（Ｓ１０２）１゜〕５Ｈ２０のようなモレキュラーシ
ーブまたはシルカゲルを用いることができる。乾燥剤粒
子には、黒鉛を数ミクロンの厚さの薄膜で、重置で約０
．０１％の量で均一に被覆する。

タンク１０および１１の管路によって適切に接続して乾
燥すべき流入ガスをいづ扛かの床の入口に送入するとと
もに乾燥したガスをいづれかの出口から取出し得るよう
にし、また、流出ガスから抽出された追い出しガス流を
再生のためにいづれかの床の上端に指向させるとともに
各床の下端から出た後に大気中に放出するための管路を
設ける。この系を構成する湿潤ガス送入管路２０は湿潤
ガスを４方切換弁２１を経て管路２２または２６により
タンク１０または１１の上端に送入する。同様の管路２
４および２５を２個のタンクの出口間に接続する。これ
らの管路２４および２５を経て出口管路２６に流れるガ
ス流は逆止弁２７および２８によって制御される。他の
管路２９は追出流計量および減圧オリフィス５０を経て
管路２４および２５を互に接続し、オリフィス３０は再
生サイクルに際して乾燥型床の再生のために乾燥ガス流
出流から抽出される追出ｂＲ，の量を制御する。管路２
９はオリフィス５０を経てタンク１０および１１の出口
４および５に追出流を導びく、追出流排出管６６は管路
２２および２５を排出弁３４．５５を経て互に接続して
通気管路６７を経てマフラ３８から大気中に流出させる
ようにしている。

再生のためマイクロ波エネルギを発生して各タンク内の
吸着剤床にマイクロ波エネルギを供給する装置を２個の
タンクの中間に設け、マイクロ波エネルギ発生および供
給装置をマイクロ波発生器４０と、前方／反射モニタ４
１と、マイクロ波絶縁器４２と、マイクロ波エネルギを
２組の導波管４．４　、４５、マイクロ波同調器４６．
４７及びマイクロ波エネルギを遷移部分５０．３１を経
て２個のタンク１０．１１の一方の吸着剤に通すマイク
ロ波圧力窓４８．４９の一方に向げる導波切換装置４３
とで構成する。

各タンク１０．１１には温度スイッチ５２゜５５が同様
に設けられている。

タンク１０が乾燥サイクルを行ない、他方、タンク１１
が再生サイクルを行なっている場合、乾燥器の作動は次
の通りである。すなわち、２５〜５５０　ｐｓｉのライ
ン圧力で管路２０を経て流入する湿潤ガスは弁２１によ
って管路２２を経てタンク１０に指向され、床９を下方
に流れて出口を通過し、管路２４を経て開放弁２７から
排出管路２６に流れる。弁２８および５４は閉止され、
管路２４から管路２５へは管路２９およびオリフィス３
０を経て以外は流れるのを防止し、また、管路２２から
管路６６へは、流れるのを防止し、弁５５が開いている
場合にタンク１１から通気管路５７を経て大気中に放出
し得るようにする。したがって、流出流の一部は管路２
９に流れ、オリフィス３ｏによってガス流は大気圧に減
圧され、管路６７が開放しているため、管路２５を経て
第２タンク１１の下端出口５に流れ、この第２タンク１
１は再生サイクル中であり、したがってガス流は床９を
経て入口５を経て上方に流れ、管路５６を経て排出管路
５７およびマフラ５８から大気中に流出する。

この作動サイクル中、マイクロ波エネルギがマイクロ波
発生器４０において発生され、前方／反射モニタ４１お
よび絶縁器４２を経て切換装置４５に指向され、この切
換装置によってマイクロ波はマイクロ波導波管°４５、
マイクロ波同調器４７、圧力窓４９および遷移部分３１
を経てタンク１１へ指向される。マイクロ波エネルギは
マイクロ波吸収剤、黒鉛によって吸収され、これにより
マイクロ波エネルギを乾燥剤に保持さｎている水に伝達
し、水を水蒸気として放出する。

追出ガス流はオリフィス５０を経て計量され、減圧され
、管路２９および２５を経てタンク１１内に出口５を経
て通過し、タンク１１から水蒸気を入口６を経て導出し
、管路６６の排出弁５５を経て管路５７に流し、マフラ
６Ｂから大気中に放出する。タンク１１から全ての水が
除去された際、マイクロ波エネルギの大部分は導波管３
１を経てマイクロ波発生器４０に反射して戻される。入
口および出口スクリーン６はエネルギが他の任意方向に
流出するのを防止する。モニタ４１は反射エネルギ゛の
高パーセントを感知し、マイクロ波発生器４０の作動を
停止させる。高温スイッチ５３はパンクアップとして機
能し、モニタの誤動に際してマイクロ波発生器の作動を
停止させる。

予定のサイクル時間が経過した際、電気スイッチが作動
され、先づ、弁５５を閉じてタンク１１の再加圧を可能
にする。タンク１１を再加圧するに十分な時間の予定時
間経過時、モータを作動して４方切換弁２１を１８０°
回転して乾燥サイクル中の第２タンク１１の上端への管
路２３に流入ガス流を流し、これと同時に弁２７および
３５を閉じ、弁２８を開く。この際、弁６４は開放され
、タンク１０の圧力を抜き、追出系統を大気に対して開
放する。これにより、追出流は管路２９、オリフィス５
０および管路２４を経て再生サイクル中のタンク１０の
出口４に流れる。弁２１が切換えられる際に、マイクロ
波発生器４０は作動され、発生されたマイクロ波は前方
／反射モニタ４１および絶縁器４２を経て切換装置４３
に指向される。この状態で切換装置はマイクロ波をマイ
クロ波導波管４４、マイクロ波同調器４６、圧力窓４８
および遷移部分５０を経てタンク１０内の吸着剤床９に
指向する。マイクロ波エネルギはマイクロ波吸収剤、黒
鉛によって吸収され、この吸収剤はタンク１０内の乾燥
剤９に吸着されている水を遊離させ、水を水蒸気として
除去する。追出ガスはオリフィス３０、管路２９および
２４を経てタンク１０の下端に流れ、タンク１０内の脱
着された水蒸気を入口２、排出弁３４、管路６６および
３７ならびにマフラ５８を経て大気中に放出する。

全ての水分がタンク１０から除去された際、マイクロ波
エネルギの大部分は導波管を経てマイクロ波発生器に反
射して戻される。入口および出口スクリーン６はエネル
ギが他の方向に流出するのを防止する。次いで、モニタ
４１が反射エネルギの高パーセントを感知し、発生器を
自動的に停止する。高温スイッチ５２はバンクアンプ装
置として機能し、モニタが故障する場合に発生器を停止
させる。弁２　＋　、　２７　、２８゜５４および５５
は予定の乾燥時間経過時に再び切換えられ、サイクルが
繰返される。

タンク１０または１１の再生サイクル中はいつも、マイ
クロ波発生器４０が作動され、乾燥剤を完全に再生する
に必要な時間放出流を受けて乾燥剤床は脱着される。こ
の時間は乾燥サイクル時間に比べかなり短かく、乾燥剤
床の再生時間は定時間サイクルによって決定されず、床
中のガスの湿度レベルによって決定されること勿論であ
り、再生時間経過時、マイクロ波発生器は停止される。

ガスの追出流は吸着がより効果的に行なわれる室温に乾
燥剤床を冷却するに充分な時間だけ連続して放流され、
次いで、排出弁５４および５５を閉じることによって自
動的に停止され、使用済の床は再加圧され、次のサイク
ルに使用し得る状態に準備される。通常、使用済床を完
全に再生するには半時間〜１時間が適当であり、冷却す
るには半時間〜１時間で充分である。しかし、使用され
る乾燥剤の種類に応じて他の時間を使用し得ること勿論
である。

第２図に示す単一タンク乾燥器は、１個のタンク胴６０
を具え、このタンク胴内に中心仕切壁６１が設げられて
タンクを２個の室３２および６６に分離し、各室の一端
に入口６４および６５を設け、他端に出口６６および６
７を設けている。各入口および出口にステンレス鋼の金
網または多孔鋼板で造った支持スクリーンを設け、これ
により室内の乾燥剤粒子を保持するとともにマイクロ波
エネルギが上流または下流に伝達するのを防止する。

画室には活性アルミナのような乾燥剤６８を充填する。

乾燥剤粒子には黒鉛を重量で０．０３％の量で混合する
。

室３２．６３を管路系統によって互に接続して乾燥すべ
き流入ガスをいずれかの床への入口に確実に送入すると
ともに乾燥ガスをいずれかの床の出口から確実に取出す
ようにし、また、流出ガスから抽出した追出流を再生の
ためいづ′れかの床の上端に指向させる管路および各床
の下端から流出した後に大気中に放出するための管路を
設ける。かかる管路系統として、湿潤ガス送入管路８０
は湿潤ガスを４方切換弁８１から管路８２または管路８
５のいづれかを経て室３２および６３の上端にそれぞれ
導びく、同様に、管路８４，８５は２個の室の出口を互
に接続する。これらの管路８４，８５によって出口管路
に流れるガス流は切換弁８７および８８によって制御さ
れる。他の管路８９は管路８４および８５の接合点から
追出流計量弁９０に導びき、この弁は再生サイクル中の
乾燥剤床の再生のため乾燥ガス流出流から抽出された追
出流の量を制御する。管路８９は追出流を減圧オリフィ
ス７２を経て管路７３，７４および逆止弁７５．７６か
ら室３２．６５の出口６６．６７に導び（。追出流排出
管路９２は４方切換弁８１から追出並排出弁９１を経て
導き、追出流を大気中に放出する。

タンク６０の基部にマイクロ波エネルギ発生装置を設け
、この発生装置にマイクロ波発生器１００を設け、この
発生器からマイクロ波エネルギを前方／反射モニタ１０
１および絶縁器１０２を経て切換装置１０３に指向させ
る。切換装置はマイクロ波を非作動側の室３２または６
５にマイクロ波導波管１０４，１０３、マイクロ波同調
器４０６，１０７、圧力窓１０８゜１０９および遷移部
分１１０，１１１を経て指向させる。マイクロ波エネル
ギはマイクロ波吸収剤、黒鉛によって吸収され、この吸
収剤はマイクロ波エネルギを乾燥剤に吸収されている水
を遊離し、この水を蒸気として追出ガスによって追出並
排出弁９１を経て除去して大気中に追出流を放出する。

入口および出口スクリーン６８はマイクロ波エネルギが
流出するのを防止（−１導波管を経てマイクロ波発生器
に戻す。全ての水が追い出された際に室内に存在する反
射エネルギの高パーセントを前進／反射モニタ１０１が
感知し、これによりマイクロ波発生器１００を停止する
。高温スイッチ１１２，１１５はバックアップ装置とし
て機能し、モニタが故障した場合に発生器１００を停止
させる。

室３２が乾燥サイクル中で、タンク６５が再生サイクル
中の場合の乾燥器の作動は以下の通りである。すなわち
、２５〜５５０　ｐｓｉのライン圧力で管路８０を経て
流入する湿潤ガスは弁８１によって管路８２を経て室３
２に流入し、層７８内を出口に向けて下方に流れ、管路
８４を経て開放弁８７から排出管路８６に導かれる。

弁８８および７５は閉じられており、管路８５および７
３に流れるのをそれぞれ防止する。

流入ガスの一部は、追出光弁９０によって制御されて管
路８９、オリフィス７２を経て流れ、オリフィス７２に
よって大気圧に減圧され、追出光弁９０が開いているた
めに、管路７４に流れ、開放弁７６を経て（弁７５は閉
止、管路７５への流入を防止）再生サイクル中の第２室
６３の下端に流れ、床内を入口６５に上方に流れ、管路
８６を経て４方切換弁８１に流れ、追出光排出管路９２
および弁９１を経て大気中に放出する。

かようにして作動する間に、マイクロ波エネルギがマイ
クロ波発生器１００において発生され、前方／反射モニ
タ１０１および絶縁器１０２を経て切換装置１０６に指
向され、この切換装置においてマイクロ波はマイクロ波
導波管１０３、マイクロ波同調器１０７、圧力窓１０９
および遷移部分１１１を経て室６５に指向される。マイ
クロ波エネルギはマイクロ波吸収剤である黒鉛によって
吸収され、この吸収剤によってマイクロ波エネルギは乾
燥剤中に保持されている水に伝達され、この水は水蒸気
として追出される。

追出ガス流は弁７０によって計量され、オリフィス７２
を経て減圧されて管路８９．７４を経て室６５の出口６
７に仙過し、脱着された水蒸気を室６５から追出し、排
出管路９２を経て排出弁９１およびマフラ９８から大気
中に放出される。全ての水が室６５から追出された際、
マイクロ波エネルギの大部分が導波管１０３を経てマイ
クロ波発生器１００に向けて戻される。

入口および出口スクリーン６８はエネルギが他の方向に
流出するのを防止する。モニタ１０１は反射エネルギの
高パーセントを感知し、マイクロ波発生器１００を停止
する。高温スイッチ１１５はバックアップ装置として機
能し、モニタが故障した場合にマイクロ波発生器を停止
させる。

予定のサイクル時間が経過した際、電気スイッチが作動
され、先づ、追出並排出弁９１を閉じ、室６３を再加圧
し、約５０秒後に、４方切換弁８１を１８０°切換えて
流出ガスを管路８３を経て乾燥サイクル中の第２室６６
の上端に流入させ、これと同時に、弁８７および７６を
閉じ、弁７５．８８および９１を開く。この状態で、追
出流は管路８９、オリフィス７２、管路７３および弁７
５を経て再生サイクル中の室３２の下乾１６６に流れる
。弁８１が切換えられる際、マイクロ波発生器１００が
作動され、発生されたマイクロ波は前方／反射モニタ１
０１および絶縁器１０２を経て切換装置１０３に指向さ
れる。切換装置はマイクロ波を室３２にマイクロ波導波
管１０４、マイクロ波同調器１０６、圧力窓１０８およ
び遷移部分１１０を経て吸着剤床９に指向させる。マイ
クロ波エネルギはマイクロ波吸収剤である黒鉛によって
吸収され、この吸収剤はマイクロ波エネルギをタンク室
３２内の乾燥剤９に吸収されている水に伝達してこの水
を遊離させ、水蒸気として室から追出す。追出ガスは弁
９０．オリフィス７２、管路８９．７１を経て室３２の
下端に流れ、脱着された水蒸気を室から管路８２および
弁８１を経て流し、管路９１および弁９２を経て大気中
に放出する。

全ての水が室３２かも追出された際、エネルギの大部分
は導波管を経てマイクロ波発生器に反射して戻される。

入口および出口スクリーン６８はエネルギが他の方向に
流出するのを防止スル。モニタ１０１が反射エネルギの
高パーセントを感知する際、発生器１００を自動的に停
止する。高温スイッチ１１２はバックアップ装置として
機能し、モニタが故障した場合に、発生器を停止させる
。予定の乾燥時間の終りに、弁８１．８７，８８，７５
および７６は再び切換えられ、サイクルは繰返さえる。

室７２または９２が再生サイクルを行なっている際には
いつもマイクロ波発生器１００は作動され、乾燥剤床か
ら水分が脱着され、乾燥剤を完全に再生するに必要な時
間追出流が流される。この再生時間は乾燥サイクル時間
に比べてかなり短かく、一定時間サイクルで決定されず
、前述したように、床内のガス中の湿度によって決定さ
れること勿論であり、再生時間の経過時にマイクロ波発
生器は停止される。

追出ガス流は吸着がより有効に行なわれる室温に乾燥剤
床を冷却するに十分な時間だけ連続的に流され、追出流
排出弁９１を閉じ、使用済床を再加圧し、次のサイクル
のために準備された際に自動的に停止される。通常半時
間から１時間あれば使用済床を完全に再生でき、また、
半時間から１時間あれば十分冷却することができる。し
かし、使用される乾燥剤の種類によっては、他の再生時
間を使用し得ること勿論である。

本発明は、マイクロ波エネルギを透過する任意の種類の
吸着剤または乾燥剤を利用して実施することができる。

かがる乾燥剤および吸着剤は比較的低温度でのみ透過性
を示す。１０８０〜１６５０°Ｃ（２０００〜３０００
７’）およびこれより高い高温度では、大多数の乾燥剤
または吸着剤はマイクロ波を透過させない。２６０’ｃ
　（ｓ　ｏ　ｏ　７；”　）より低い低温度では、乾燥
剤および溶剤の全てが透過性を有する。２６０〜１０８
０℃（５００〜２０００Ｆ）間ノ温度では、多くの乾燥
剤およびｌｉ着剤は透過性を失なわれる。したがって、
乾燥剤または吸着剤の透過性を有する、２６０　℃（５
００Ｆ　）以下を好適とする温度で本発明方法は実施さ
れる。

乾燥剤または吸着剤はモレキュラーシーブ（分子篩）ま
たはアルミナのように強く結合された水化物の水を有す
るものであることが好ましい。また、例えば、ンリカゲ
ル、モビルツルピーシ、硫酸マグネシウム、硫酸カル／
ラム、ゼオライト、天然および合成チアバサイト、アナ
ルサイトおよび米国特許第２．５０６．６１０号、第２
４４２１９１号および２５２２４２６号に記載されてい
る合成ゼオライトを用いることができる。

吸着は大気圧下で行なうことができる。しがし、吸着率
および量は圧力とともに増大するから、一般に、約３０
〜＋　ＯＯ００ｐｓｉの大気圧より高い圧力で実施する
ことが通常好ましい。

他方、再生は減圧下で効率良く、有効に行なわれ、した
がって、再生サイクル部分中は減圧を用いることが好ま
しい。吸着を大気圧より高い圧力で行なう場合には、再
生は大気圧中で行なうか、または真空ポンプ、水ポンプ
または蒸気エジェクタを用いて０．１〜１．０　ｐｓｉ
のような大気圧より低い圧力で行なうのが良い。

流量はシステムの要求に応じて決定される。

流れを早くするにしたがいサイクルの頻度が高くなりお
よびまたは乾燥剤の所要量が多（なる。

流量が８０　Ｑ　Ｏｓｃｒｍ　　以下であれば、大多数
の乾燥剤で効果を失なうことなく容易に実施することが
できる。

本発明による使用済乾燥剤の再生はマイクロ波吸収剤を
経て吸収されたマイクロ波エネルギを用いて確実に完了
させることができる。加えられるエネルギ量は最高作動
効率を得るため実質的に全ての吸着された水分を活性化
し除去するに十分なものである。当然のこととして、最
高作動効率が必要でない場合には、実質的に完全に再生
するまで怜捗袢呼再生を行なう必要はない。しかし、吸
着剤が水分を吸着するにしたがい吸着効率が減少する限
り、可能であれば、完全に再生させるこ（）１ぼ全ての
場合において更に望ましい。

「完全な再生」とは常識的に用いられる語であることを
理解されること勿論である。当然のこととして、マイク
ロ波エネルギを長時間連続してかげることによって吸着
剤中に含まれている水分の全てを除去することは不可能
である。

予定の湿潤ガスに対して要求される乾燥器の寸法および
作動条件は当業者によって容易に決定し得ること勿論で
ある。！１ｒｌＪ御すべき変数は加えられるマイクロ波
エネルギの周波数および強さ、乾燥剤の量、マイクロ波
吸収剤の量、再生サイクルの時間および乾燥サイクル中
に達し得る乾燥剤の水分含有量を含む。次に、計算例を
示す。

装置として、内径が１２インチで、有効床の全長が３１
インチで、各タンク内の乾燥剤床の体積が５．５４　ｆ
”　　の２個のタンク室を有する装置を用いる。タンク
室に、活性アルミナ床を設け、これにマイクロ波吸収剤
として黒鉛を乾燥′剤の重量で１％の量で混入した。

流入ガスをアルミナ床の下端に向けて流し、追出流を流
出端から反対向の流れで流した。

飽和空気の定格流で、乾燥時間中に流入空気の全含水量
が乾燥剤床の重量の５％より少なくなるよう加熱再生乾
燥器を設計する。これがため、全ての水は床の１４によ
って吸着され、この床の部分の平均含水量は重量で１５
％とする。

この場合、床のＩイは５．５４　ｒ　　の１４すなわち
１ｉ　ｊ　ｆ３　　である。この床の部分における乾燥
剤の重量は５４．５ボンドであり、捕集すべき水の重量
は５４．５ボンドの１５％、すなわち８．２ポンドであ
る。

計算に際し、最高空気入口温度は、予定の用途に対して
さらに正確なデータが得られない限り、通常のように、
５８℃（１００Ｆ）とする。

この場合、６８℃（１００Ｆ）での飽和空気は立方フィ
ート当り０．００２７９ボンドの水分を含む。これがた
め、１時間の乾燥サイクルに対し、この床は次の流量を
処理できる： ８．２ ”４９ＳＱｆｍ ６０Ｘ０．００２７９ 入口圧力が＋　００　ｐｓｉ　（ゲージ圧）であれば入
口流量速度は １４．７ この計算から明らかなように、かかる床は極めて高い流
量容量を有する。

かかる床に対する追出流の計算は次のようになる。すな
わち、１時間の再生サイクルに対し、圧力抜きに２分、
再加圧に４分、床を切換える前の遅れが４分とすれば、
６０分の全サイクルに１０分のロスト再生時間が考えら
れる。マイクロ波発生器は圧力抜き中も作動することが
できるから、この時間はロスト時間ではなく、実際の時
間ロストは８分だけである。

サイクルの残りの５２分間に、床は加熱され、次に冷却
される。時間の約％だけが再生のため有効に用いること
ができ、したがって、追出流は９５”Ｃ（２０４Ｆ）の
出口ガス温度で２６分で８．２ボンドの水分を追い出し
得る能力を有することが必要であり、追出ガス流が乾燥
剤から水分を除去する効率は８０％にすぎず、したがっ
て８０％の相対的湿度を有する。これらの条件下で、追
出ガス立方フィート当りの水分追出量は、 ０．８０Ｘ０．２　＋　５＝０．＋　７０ボンドとなる
。

したがって、追出ガス流量は、 ８．２ ０ｉ７０Ｘ２６ であることが必要である。

流入量を５８０　ｓｃｆｍとすれば、１．９　ｓ：ｆｍ
の追出流は流入ガス流の約％％である。

所要熱量を計算すると次のようになる。

床の加熱された部分における乾燥剤の重量は６４ボンド
である。この重量の乾燥剤を６８℃（１００７’）から
９５℃（２００７；”）に加熱するに要する熱量は、 ６４Ｘ１００Ｘ０．２５−”１６００Ｂ、ｔ、ｕ。

である。

８．２ボンドの水を吸収するに要する熱量は、８．２８
１４５０＝　１　＋　８９０　Ｂ、ｔ、ｕ。

となる。

床は２６分で適当に冷却することができ、したがって加
熱時間として２６分残されている。

この加熱時間中に、追出ガスを６８℃（１００Ｆ）から
９５°Ｃ（２０４Ｆ）に加熱するに要する熱量は、 ｊ、９ＸＯ，Ｑ７５Ｘ０．２５Ｘ１　０４Ｘ２６＝９６
Ｂ、も、ｕ。

どなる。

必要な全熱量は、熱損失を約５％として、１４２６５　
Ｂ、ｔ、ｕとなる。この熱量を２６分で得るためには、
全部で、 ろ　４１４　　　２６ の熱容量を設けることが必要である。

全床を普通のユニットおよび保持された時間サイクルに
おけるように６００Ｆに加熱することを必要とした場合
には、乾燥剤床全体（１９２ボンド）を５８℃（ｉｏｏ
Ｆ）がら１５０℃（５００Ｆ）に加熱するに要する熱量
は９６００　Ｂ、ｔ、ｕになると考えられる。かかる熱
量を１．９　ｓｃｆｍ　　の追出ガスによって２６分間
に７（）ることは不可能であり、この場合追出ガスの流
量は約６０３ｃｆｒｎ　　に増大させることが必要にな
ると考えられる。加熱時間は２６分であり、追出ガスを
加熱するために要する熱量は、６０Ｘ０．０７５Ｘ０．
２５Ｘ２００Ｘ２６＝５８５０Ｂ、ｔ、ｕになる。

必要な全熱量は、温度の上昇による１０％の熱損失を許
すとして、約５０１００　Ｂ、ｔ、ｕになり、１１１％
の増加である。さらに、加熱器はの熱容量を有すること
が必要であり、これは１１１％の増加である。

加熱器が大きくなれば、製造費が著しく増加し、また、
再生に要する余分の電力も増大し、経費が著しく増大す
る。

１０．４キロワツトのような小型の加熱器を用いて各タ
ンク内の１９２ボンドの乾燥剤を含む完全に加熱した乾
燥器を設は得ることは勿論である。かかる場合には、サ
イクル時間を長（して加熱および冷却時間を長くするこ
とが必要であり、床が過飽和するのを防ぐために、流入
ガスの流量を比例的に減少させることが必要である。こ
れがため、２時間の乾燥サイクルで作動される同じ寸法
の乾燥器が１０．４キロワツトの加熱器を用いることが
できるが、しかし、流量を１９０　ｓｃｆｍ　　だけに
することが必要となり、容量が５０％に低減する。

本発明による乾燥器は、例えば、器具空気、不活性ガス
、および追出系統における少量の圧縮ガス流を乾燥する
場合、工業的および実験的目的での比較的大量の圧縮空
気またはガスを乾燥するため、および氷点より低い露点
を有する空気またはガスを得るため比較的大容量のガス
を乾燥するための全ての形式のガスの乾燥に用いること
ができる。

必要な乾燥剤床の体積は、床の加熱部分に正常作動に必
要な能力を得るもので十分である。

また、装置の一時的過負荷による、異常に高含水量のガ
スの供給による、または、ガスが高流量で供給されるこ
とによる緊急の要求に合わせるため加熱ユニットを除き
予（ｉｌｆｆの床に十分な体積を勾えることが必要であ
る。

本発明Ｑてよる乾燥装置には、流入ガス流を測定し、ま
た使用済床と再生床との間のサイクル作動を制御するた
め種々の形式の水分指示器および水分制御装置を設ける
ことができる。乾燥剤の取扱いを容易にするため乾燥剤
の排出および充填口を設けることができ、また、乾燥剤
粒子が床から装置の他の部分に流出するのを防止するた
めに出口フィルタを設けることもできる。

作動に際し、本発明による乾燥器は、従来の既知の加熱
再性型乾燥器に比べ遥かに安価な経費で低含水ガスを得
ることができる。加熱容量の低減はまた床の冷却に要す
る時間を減少し、また、所要の追出ガス量を従来既知の
乾燥器に比べて減することができる。

乾燥剤による乾燥器およびガスを乾燥する方法につき本
発明の原理を主として説明したが、本発明による装置は
、吸着剤を適当に選択することによって、他の極性およ
びまたは非極性ガスとの混合ガスから１種以上の極性ガ
ス成分を吸着させるために用いることができる。かかる
場合には、マイクロ波エネルギを加え、所望に応じ、さ
らに、再生中の圧力を減することによって脱着した極性
ガス成分を吸着剤から除去することもできる。これがた
め、本発明による方法は、石油系炭化水素ガス流と水分
およびまたはオゾンおよびまたは二酸化炭素または一酸
化炭素の混合ガスからそれらを分離するために、窒素か
ら水分およびまたはオゾンおよびまたは二酸化炭素また
は一酸化炭素を分離するため、飽和炭化物から水分およ
びまたはオゾンおよびまたは二酸化炭素または一酸化炭
素を分離するため等に用いることができる。かかる目的
に使用し得る吸着剤は当業者においては既知のものであ
る。

多くの場合において、空気から水分を除去するためｌ／
Ｃ有利に用い得る吸着剤を用いて一種以上の極性ガス成
分をその混合ガスから吸着させることができ、例えば、
活性化炭素、ガラスウール、吸着剤木綿、金属酸化物、
アタパルガイドおよびベントナイトのような粘土、漂布
土、骨炭および天然および合成ゼオライトを用いること
ができる。ゼオライトの選択性は材料の気孔の寸法に依
存される。刊行物によれば１、市販のゼオライトの選択
的吸着率が示されており、したがって、特定の目的に対
する材料の選択は容易であり、本発明の要部ではない。

１回流すだけで複数の材料を分離するために吸着剤を用
いることができる。例えば、活性アルミナは水蒸気、二
酸化炭素およびエタノール蒸気のような極性ガスを吸着
するが、これに反し、モービル・ソルビーヅはかかる混
合ガス中の水蒸気だけ？吸着する。

かかる目的に使用される装置は第１図才６よび第２図に
つき説明したものと同じであり、分離すべき成分の比率
にしたがって作動圧力、温度および吸着剤の量を適当に
変える。

しかし、本発明方法を、ガスを乾燥するに応用すること
は特定の応用例であり、また、本発明の好適実施例であ
る。

次に、本発明による乾燥器の好適操業例につき説明する
。

実施例１ 第１図に示す形式の２床マイクロ波エネルギ再活性化乾
燥器で、２個の乾燥剤床の長さが４８インチ、１５０ボ
ンドの活性アルミナおよび１．０％の黒鉛を含むものを
用いて、流入圧力９０　ｐｓｉｇ　　で、１００Ｆ〜７
０Ｆにおいて９０％〜１００％の相対的湿度の大気空気
を乾燥した。空気の見掛は流量は４７　ｒ５７ｍｉｎで
、入口流計は５８０　ｓｃｆｍ　　であり、乾燥サイク
ルは１時間で、圧力抜きに２分、再加圧に４分、両床の
切換えの遅れに４分かかった。マイクロ波発生器は圧力
抜き中に作動され、再生中、出口追出ガスの温度は９５
°Ｃ（２０４：Ｆ）であり、相対的湿度は８０％であっ
た。追出流はｊ、９ｓｃｆｍで、再生時間は２６分、冷
却時間は２６分であった。

各作動中、マイクロ波発生２羽系統は、流出ガス中の安
全水分レベルに＋６いてサイクルが、終了する時までに
床を実質的に完全に再生した。流入空気の水分レベルの
変化に合わせてサイクル時間の長さを調整し、再生度に
悪い影響を与えることなしに、再生回数を実質的に少な
くすることによって乾燥剤の寿命を長くすることができ
た。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による２床２タンク型乾燥器の環路線図
、第２図は本発明による２床ｌタンク型乾燥器の環路線
図である。 ９・・・吸着剤床、１０．１１・・・タンク、２０・・
・流入ガス送入管路、２Ｇ・・・流出ガス出口管路、２
７．２８・・・逆止弁、３０・・・追出流計量および減
圧オリフィス、４０・・・マイクロ波発生器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、第１ガスと第２ガスとの混合ガスを第１ガスに対し
   優先親和力を有する吸着剤床に連続的に流すことによっ
   て混合ガスから第１ガスを除去する方法であって、前記
   混合ガスを第１吸着剤床に接触させながら第１吸着剤床
   の一端から他端に通し、第１ガスを前記第１吸着剤床上
   に吸着させ、この第１ガスの吸着を継続させながら、前
   記第１吸着剤床の一端における第１吸着容量の大部分か
   ら他端における吸着容量の２０％より低い部分にわたる
   範囲で第１吸着剤床の一端から他端に向け次第に減少す
   る第１吸着剤床における第１ガスの濃度勾配を形成し、
   第１ガスの濃度が予定の最大値より低い流出ガスを生ぜ
   しめ、この流出ガスの追出流を第２吸着剤床に接触させ
   て通して第２吸着剤床に吸着されている第１ガスを除去
   し、追出し流を遮断し、それからこの第２吸着剤床に前
   記混合ガスを接触させて再び通すものにおいて、前記吸
   着剤に吸着された第１ガスを活性化して脱着させるに十
   分な量でマイクロ波エネルギを吸収し得るマイクロ波吸
   収剤を前記吸着剤に組合せ、マイクロ波エネルギが前記
   吸着剤を透過し得る温度で約０．０３〜約３０００ガイ
   ガヘルツの範囲内の周波数を有するマイクロ波エネルギ
   を追出流中に加えることによって第１ガスを脱着し、前
   記マイクロ波エネルギをマイクロ波吸収剤によって優先
   的に吸収し、前記吸着剤に吸着されている第１ガスを活
   性化し、これによって第１ガスを脱着し、第１ガスの脱
   着が実質的に完了した際に、吸着剤の水和水が除去され
   る前にマイクロ波エネルギの作用を停止することを特徴
   とする第１ガスと第２ガスとの混合ガスから第１ガスを
   除去する方法。 ２、マイクロ波エネルギを２６０℃（約５００°Ｆ）よ
   り低い温度で作用させることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項に記載の方法。 ３、前記吸着剤が乾燥剤であることを特徴とする特許請
   求の範囲第２項に記載の方法。 ４、前記吸着された材料が水であることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項に記載の方法。 ５、前記吸着剤がモレキュラーシーブであることを特徴
   とする特許請求の範囲第４項に記載の方法。 ６　前記吸着剤がアルミナであることを特徴とする特許
   請求の範囲第４項に記載の方法。 ７、前記吸着剤がシリカゲルであることを特徴とする特
   許請求の範囲第４項に記載の方法。 ８、前記マイクロ波吸収剤が黒鉛であることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ９、前記追出ガスが流出ガス温度であって、加熱されな
   いことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の方法
   。 １０、前記マイクロ波吸収剤を吸着剤と混合されている
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の方法。 １１、前記マイクロ波吸収剤を前記吸着剤に被覆するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の方法。 １２、前記マイクロ波吸収剤が前記吸着剤に吸着されて
   いることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の方
   法。 １３、第１ガスと第２ガスとの混合ガス中の第１ガスの
   濃度を第２ガス中の第１ガスの限界最高濃度より低く減
   少させる方法であって、前記第１ガスに対して優先親和
   力を有し且マイクロ波吸収剤を含む吸着剤の床に前記混
   合ガスを接触させて前記床の一端から他端に通過させ、
   第１ガスを吸着剤に吸着させて前記最高濃度より低い濃
   度の流出ガスを形成し、前記吸着を続けながら前記床の
   一端から他端に次第に低下する第１ガスの濃度勾配を前
   記床に形成し、前記床の吸着容量が減少するにしたがっ
   て前記床の一端から他端に次第に前進する濃度前線を第
   ２ガス中の第１ガスの増加する濃度が限定し、前記前線
   が前記床から出る前に、前記床と接触し通過する混合ガ
   スを遮断し、第２ガス中の第１ガスの限界最高濃度を超
   えることができ、これにより、マイクロ波吸収剤がマイ
   クロ波エネルギを吸収し且活性化しそれにより吸着剤床
   に吸着されている第１ガスを脱着する温度において約０
   ．０３〜約３０００ガイガヘルツの範囲内の周波数を有
   するマイクロ波エネルギを作用させることによって吸着
   剤床に吸着されている第１ガスを脱着し、同時に前記床
   から脱着された第１ガスを除去するよう追出しガス流を
   前記吸着剤床に通過させることを特徴とする第１ガスと
   第２ガスとの混合ガス中の第１ガスの濃度を減少させる
   方法。 １４、前記マイクロ波エネルギを２６０℃（約５００°
   Ｆ）より低い温度で作用させることを特徴とする特許請
   求の範囲第１５項に記載の方法。 １５、前記追出しガスが吸着からの流出ガスであること
   を特徴とする特許請求の範囲第１６項に記載の方法。 １６、前記脱着が吸着中の圧力より低いガス圧力である
   ことを特徴とする特許請求の範囲第 １３項に記載の方法。 １７、前記脱着が吸着より短かい時間で行なわれ、脱着
   が実質的に完了した際にマイクロ波エネルギの作用を中
   止することを特徴とする特許請求の範囲第１３項に記載
   の方法。 １８、少なくとも２個の吸着剤床を使用し、吸着を一方
   の床で行なっている間に他方の床は脱着され、これによ
   り吸着を少なくとも１個の床で連続して絶えず進行させ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１３項に記載の方
   法。 １９、前記第１ガスが水蒸気であることを特徴とする特
   許請求の範囲第１３項に記載の方法。 ２０、前記吸着剤がシリカゲルであることを特徴とする
   特許請求の範囲第１５項に記載の方法。 ２１、前記マイクロ波吸収剤が黒鉛であることを特徴と
   する特許請求の範囲第１３項に記載の方法。 ２２、前記追出しガス流が第１ガスを吸着する床からの
   流出ガスであることを特徴とする特許請求の範囲第１５
   項に記載の方法。 ２３、吸着の圧力に比べ減圧下で吸着された第１ガスを
   除去することを特徴とする特許請求の範囲第１３項に記
   載の方法。 ２４、マイクロ波吸収剤を吸着剤と混合することを特徴
   とする特許請求の範囲第１６項に記載の方法。 ２５、マイクロ波吸収剤を吸着剤に被覆することを特徴
   とする特許請求の範囲第１３項に記載の方法。 ２６、マイクロ波吸収剤を吸着剤に吸着させることを特
   徴とする特許請求の範囲第１３項に記載の方法。 ２７、第１ガスと第２ガスとの混合ガス中の第１ガスの
   濃度を第１ガスの限界最高濃度よ以下に減少させる装置
   であって、第１ガスに対して優先親和力を有し且マイク
   ロ波吸収剤を含む吸着剤の床と、前記床の入口端に流入
   ガスを送入する入口管路と、前記床の出口端から流出ガ
   スを送出する管路と、吸着サイクルの終了時に前記床か
   ら第１ガスを分離するため約０．０３ないし約３０００
   ガイガヘルツの範囲内の周波数を有するマイクロ波エネ
   ルギを前記吸着剤床に作用させる装置と、前記床から脱
   着された第１ガスを除去するようマイクロ波エネルギを
   作用させている間に追出しガス流を流すための装置とを
   具えることを特徴とする第１ガスと第２ガスとの混合ガ
   ス中の第１ガスの濃度を減少させる装置。 ２８、少なくとも２個の吸着剤床を別個の室に配置しか
   つ乾燥すべき流入ガスの送入管路および流出ガスの送出
   管路に接続して設け、１時に一方の床に流入ガス流を循
   環させるとともに１時に一方の床から流出ガス流を受取
   るための少なくとも１個の弁を具えることを特徴とする
   特許請求の範囲第２７項に記載の装置。 ２９、脱着中に減圧するための減圧弁を具えることを特
   徴とする特許請求の範囲第２８項に記載の装置。 ３０、乾燥した流出ガスの一部を追出しガスとして脱着
   されている床に指向させる弁を具えることを特徴とする
   特許請求の範囲第２８項に記載の装置。 ３１、乾燥した流出ガスの一部を追出しガスとして脱着
   されている床に反対方向に流すよう指向させる弁を具え
   ることを特徴とする特許請求の範囲第２８項に記載の装
   置。 ３２、マイクロ波発生器がマグネトロン管をマイクロ波
   エネルギ源として具えることを特徴とする特許請求の範
   囲第２８項に記載の装置。 ３３、マイクロ波発生器がアンプリトロン管をマイクロ
   波エネルギ源として具えることを特徴とする特許請求の
   範囲第２７項に記載の装置。