(57)【要約】  本発明は、特に、二酸化炭素（ＣＯ２）と一酸化炭素（ＣＯ）とを含む投入混合物を、上記混合物中に含まれる一酸化炭素を除去するように精製するための方法であって、これは室温よりも高い温度において、前記投入混合物を少なくとも１種の金属酸化物を含む精製材料と接触させることから成り、前記投入混合物による精製材料の還元を引き起こし、前記投入混合物中のＣＯの少なくとも一部のＣＯ２への酸化をもたらす。本発明は、また、このような精製操作を一体化するガス冷却方法および装置にも関する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス急冷方法であって、急冷ガスを用いて急冷される対象物を受け入れるための急冷セルを含み、かつ前記セルに接続されている加圧急冷ガス供給手段を含み、前記ガス供給手段は急冷ガスを収容するのに適した緩衝容器を含み、急冷操作後に、前記セル内に含まれるガスの全てまたは一部を以下のように再生利用する、すなわち
メインラインは、前記セルを、並列した１つ以上のコンプレッサ／ブースタを含む一群のコンプレッサまたはブースタを介して前記緩衝容器に接続しており、
前記一群のコンプレッサと前記緩衝容器との間に位置する前記メインラインの一部は、酸化銅を含む精製材料の少なくとも１つの貯蔵を含み、
急冷操作後に、前記セルの内容物を前記一群のコンプレッサを用いて１以上の操作で部分的に排気し、回収した急冷ガスを周囲温度以上の温度で、前記少なくとも１つの精製材料の貯蔵と接触させ、回収した急冷ガスによる前記酸化銅の還元を引き起こし、急冷ガス中のＣＯの少なくとも一部のＣＯ２への酸化をもたらし、これにより精製された急冷ガスを緩衝容器に送り、前記ガス急冷方法において再利用する前に貯蔵する
ことを特徴とするガス急冷方法。
【請求項２】
前記酸化銅がＣｕＯであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記精製材料が少なくとも３０％の前記酸化銅を含むことを特徴とする請求項１および２のいずれかに記載の方法。
【請求項４】
前記接触に用いられる前記温度が少なくとも１００℃、好ましくは少なくとも１５０℃であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
投入混合物が少なくとも１０ｂａｒの圧力下にある、好ましくは少なくとも２０ｂａｒの圧力下にあることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記接触を、少なくとも２秒、好ましくは少なくとも５秒の接触時間のあいだに行うことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記投入混合物または前記プロセスガスまたは前記急冷ガス中のＣＯ［ＣＯ］含有量、２つの再生の間で処理されるガスの体積Ｖｇａｓ、および用いられる精製材料の質量が、
【化１】
2008524098.tif 000006
である請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
急冷される対象を受け入れるための急冷セルと、
前記セルに接続されている加圧急冷ガス供給手段であって、急冷ガスを収容するのに適した緩衝容器を含むガス供給手段と、
前記セルを、並列した１つ以上のコンプレッサ／ブースタを含む一群のコンプレッサまたはブースタを介して前記緩衝容器に接続しているメインラインとを含むタイプであり、
前記一群のコンプレッサと前記緩衝容器との間に位置するメインラインの一部は、酸化銅を含む精製材料の少なくとも１つの貯蔵を含み、
急冷操作後に、前記セルの内容物を前記一群のコンプレッサを用いて１以上の操作で部分的に排気し、回収した急冷ガスを周囲温度以上の温度で、前記少なくとも１つの精製材料の貯蔵と接触させ、前記回収した急冷ガスによる酸化銅の還元を引き起こし、急冷ガス中のＣＯの少なくとも一部のＣＯ２への酸化をもたらし、これにより精製された急冷ガスを緩衝容器に送り、前記ガス急冷方法におけるその次の再利用の前に貯蔵する
ガス急冷装置。
【請求項９】
前記酸化銅がＣｕＯであることを特徴とする請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記精製材料が少なくとも３０％の前記酸化銅を含むことを特徴とする請求項８および９に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【発明の開示】
【０００１】
本発明は、二酸化炭素（ＣＯ２）とヘリウム（Ｈｅ）を含むガス混合物を、上記混合物中に含まれる一酸化炭素（ＣＯ）を除去することにより精製するための方法に関する。
【０００２】
ＣＯ２−Ｈｅ混合物のようなＣＯ２を含むガス混合物の使用は、特に金属部品のガス急冷のための方法におけるその熱伝導性で知られている。これに関連して、単に高温（５００℃以上）におけるＣＯ２の反応性に起因して、その中でＣＯの生成が促進される。
【０００３】
さらに経済的理由で、このようなガス中のヘリウムの存在が、急冷ガスの再生利用を妥当とし、一般的に必要とする。この再生利用はＣＯのような不純物の蓄積を生じることがある。
【０００４】
ＣＯの存在は、ＣＯのよく知られる毒性のために、再生システムにおけるガス漏れの場合に問題を生じ得る。今日フランスにおいてＣＯに対する最大の許容曝露量は、５０ｐｐｍのＣＯであるが、２００５年の１月からは、この量は１０ｍｇ／ｍ３にまで低減される。
【０００５】
従って、ＣＯ２およびヘリウムを含むガス混合物から一酸化炭素を除去するための方法を提案できることは有利であろう。
【０００６】
真空熱処理（急冷の前の加熱、焼きなまし、応力除去処理等）または熱化学処理（表面焼入れ、浸炭窒化等）を予め受けたスチールのガス急冷は、一般的に、好ましくは４〜２０ｂａｒの圧力下で加圧ガスを用いて行われる。ガスは窒素、空気、アルゴン、ＣＯ２、ヘリウムに基づく混合物、またはいずれもの他の工業ガス若しくはガス混合物であってよく、一般的に、一時貯蔵ユニットまたは緩衝容器中から供給され、ここで、ガスは所望の急冷圧力よりも高い圧力、すなわち典型的には２０ｂａｒにおける急冷に対して３０〜４０ｂａｒに維持される。
【０００７】
真空表面焼入れ後の急冷サイクルは、通常、以下のように分解される。
【０００８】
装置の初期段階：急冷が行われるチャンバを最初に真空下、すなわち、一般的に１〜２０ｍｂａｒの圧力下にする。急冷する装入材料（load）をチャンバ内に入れる。  
急冷ガスの導入：急冷チャンバへの急冷ガスの導入は、緩衝貯蔵との圧力のバランスを取ることにより、数秒で急冷圧力にまで圧力を上昇させる働きをする。注入したガスを急冷時間を通じて再循環させた後、急冷の終端で除去する。
【０００９】
迅速なスチール冷却プロセスに対して近年為された改善は、本質的に優れた熱交換性を有する流体、例えばヘリウムおよび水素のような不活性ガスと軽量ガスとの混合物（Ｎ２−Ｈ２、Ｎ２−Ｈｅ等）の使用、並びに加圧チャンバ中でのより高いガス圧力および流量にある。同時に、急冷セル工学（cell technology）も改善されている。より高い操作圧力、熱交換器のより高い容量等である。
【００１０】
混合物中において、特にヘリウムと共に用いられるＣＯ２のようなある種のガスは、スチール部品の冷却速度を改善する働きをする。しかしながら、ＣＯ２と急冷される高温の部品との間の接触は、ＣＯ２の化学反応によるＣＯの生成を引き起こし得る。生じたＣＯの蓄積は特に望ましくなく、ガスを再生利用する場合に生じる傾向がある（事実、再生利用しないと、急冷ガスは外部に単純に除去され、それにより蓄積することもない）。
【００１１】
急冷ガスを再生利用するための装置は、例えば真空処理の後に急冷を行わない場合、時として、不純物を取り去るための手段を提案している。再生利用される急冷ガスを精製するために提案されている手段は一般的に、膜に基づいている。しかしながら、これらはガスの高い圧力損失を引き起こす欠点を有し、またこの圧力損失は一般的に、専用のコンプレッサの使用を必要とし、より高いエネルギ消費を引き起こす。
【００１２】
他の文献は、ＣＯを除去することを目的とする（ヘリウムの存在下または不存在下での）ＣＯ２精製方法を提案している。この場合に提案されている方法は、触媒上でのガス状の試薬によるＣＯの酸化を引き起こす化学反応である。以下の文献を参照することができる。
【００１３】
EP-1060 774 は、空気からの（とりわけ）ＣＯおよびＣＯ２の除去を提案している。ＣＯは、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｒｈ、Ａｇ、Ａｕ、ＲｅまたはＰｔのような貴金属に基づく触媒の存在下での接触酸化によりＣＯ２に酸化され、生じたＣＯ２は不純物としてみなされ、続いてゼオライト上での吸着により除去される。
【００１４】
EP-1 138 383 は、水素およびＣＯを含む混合物からＣＯを除去することを提案している。この文献は、Ｒｕ、Ｔｉ、Ａｌ２Ｏ３に基づく触媒の存在下での接触酸化によるＣＯのＣＯ２への酸化を提案している。さらなる酸素注入はＣＯの酸化を完結する。
【００１５】
EP-0832678 は、不活性ガス、アルゴンからのＣＯおよびＣＯ２の除去を提案している。ＣＯは、ＮｉＯ、ＣｕＯ、またはＭｎＯおよびこれらの混合物および貴金属に基づく触媒の存在下で、過剰の酸素を用いる接触酸化によりＣＯ２に酸化される。そして、生じたＣＯ２は不純物としてみなされ、続いて吸着により除去される。意図的に過剰に加えられた酸素は、プロセスの最後に除去する必要があることがを述べるべきであろう。
【００１６】
これらの従来文献は、以下の意見を受けてしかるべきである。
【００１７】
ＣＯの精製は、酸素のような酸化剤の作用を必要とし、また酸化は、触媒上で酸素を用いて行われる。  
これらは貴金属（例えばＰｄ、Ｒｕ、Ｔｉ）の使用に関連するコストの問題を生じる。  
生じるＣＯ２は除去すべき不純物とみなされる。  
ＣＯの完全な除去は過剰の酸素を必要とし、このことは、続く除去のための精製工程を必要とする。
【００１８】
他のさらなる文献は、固体の吸着剤の表面と精製されるガスの分子との間の特殊な相互作用（化学吸着、物理吸着）を通じての吸着剤による種々の成分の選択的な除去に基づく吸着によるＣＯの精製を提案している。吸着技術の本質的な特徴の１つは、その循環操作にある。というのは、吸着段階の後に、続く使用のために吸着剤を部分的にまたは完全に再生させる必要があるためである。吸着によるヘリウムの精製は、特に、ＣＯを除去することで知られている。精製は非常に低い温度（−１８７℃）で、ゼオライトＸタイプの吸着剤（Ａｇ、Ｃｕ、Ｌｉのようなカチオンを富化したアルミノケイ酸塩）を用いて行われる。例えば、文献 EP-922480 を参照することができる。このような低い温度は、完全な断熱を必要とし、従ってより高い製造コストを招く。
【００１９】
上記を読むと、ヘリウムとＣＯ２とを含む混合物からの、混合物中のＣＯ２の存在を維持しながらのＣＯの選択的な精製のための方法を提案することが真に必要であることが明らかであり、これは経済的に有利であり、かつ特に酸化性のガス試剤を用いる必要を回避する。
【００２０】
以下により詳細に示すが、本発明によれば、精製されるガスは、ＣＯおよびＣＯ２を含むガスであり、任意に他のガス、特に不活性ガス（Ｈｅ、Ｎ２等のようなもの）との混合物の形態にあり、この混合物は、例えば、ガス急冷作業に用いられ、後者の場合には、この精製は好ましくは、包括的な急冷ガス再生利用操作において行われる。
【００２１】
本発明のＣＯ精製方法の主要な特徴および利点を以下にまとめる。すなわち、
精製は選択的であり、ガス混合物の他の成分（特にＣＯ２）は精製中に殆ど除去されない。  
ＣＯの除去をもたらす物理反応および化学反応を有利にするために、精製は圧縮ガス（典型的に１０〜５０ｂａｒ）によって、好ましくは再生利用回路において行われる（以下により詳しく示すが、圧力が高いほど、精製効率が高い）。  
精製材料は、金属酸化物、たとえば酸化銅（例えば３０〜６０％のＣｕＯの量）、酸化Ｎｉ、酸化Ｍｎ、および／またはこれらの混合物、例えばホプカライト（ＣｕＯ＋ＭｎＯ２）に基づく。  
本方法を周囲温度で行うことができ、しかし好ましくは１００〜２５０℃（当然ながら中程度の温度を示す）で行う。  
精製を行うために補助ガスも貴金属もどちらも必要でなく、実際に、安価（２５〜３０ユーロ／ｋｇ）で容易に入手できる精製材料を用いる。  
活性層の堆積物の製造を必要としない。  
精製材料は、例えば乾燥空気を用いて、大気圧で、好ましくは精製段階に用いた温度と実質的に同じ温度で再生される。実際、精製材料をこれにより、その操作の工程中を通して実質的に一定の温度に保つことができる。従って、必要とされるただ１つのタイプの温度制御は、一定温度の維持である。精製段階と再生段階との間で、ある温度設定値から他の温度設定値の移行段階が必要ない。  
唯一生じる生成物はＣＯ２であり、これは精製される投入ガス中に既に存在し、望ましいものであり、従って、本発明については「汚染物質」ではない。  
精製リアクタはわずかな圧力損失を生じ、従って、さらなる圧縮の必要はない。
【００２２】
本発明によるＣＯの精製は、精製材料（酸化物）と精製されるＣＯ分子との間の相互作用に基づいている。選択される操作温度に依存して、ＣＯは精製材料の細孔容積中に捕獲され、および／または精製材料の金属酸化物上に化学吸着され、および／または精製材料中に存在する酸化物により酸化される。従って、精製を周囲温度で行うことができる場合でも、接触のあいだ、投入混合物による精製材料の還元を引き起こし、投入混合物中のＣＯのＣＯ２への酸化をもたらすために、本発明によれば、精製は周囲温度以上、より好ましくは１５０〜２５０℃で行われる。
【００２３】
実際、周囲温度においては、主な精製メカニズムは精製材料の酸化物上でのＣＯの吸着であるのに対し、より高い温度（例えば２３０℃）においては、他のメカニズムがこの吸着メカニズムに付加され、すなわち、ＣＯ２およびＣＯを含む投入混合物による精製材料の金属酸化物の還元（例えば銅の場合には、Ｃｕ２Ｏまたは銅金属への還元）が、ＣＯのＣＯ２への酸化をもたらす。すなわち、
２ＣＯ＋２ＣｕＯ→ＣＯ＋ＣＯ２＋Ｃｕ２Ｏ→２ＣＯ２＋２Ｃｕ
である。
【００２４】
従って、酸化物が触媒の役割を果たす上記した従来技術と比較して、本発明は精製されるＣＯと精製材料である酸化物との間の直接的な反応である酸化を含むことが容易に認められる。
【００２５】
銅の例のままで言うと、２３０℃における精製中に、精製材料は色を変える。精製前は黒色（酸化状態＋ＩＩ）であり、精製後は赤茶色（酸化状態＋Ｉまたは０）である。
【００２６】
従って、本発明は、二酸化炭素（ＣＯ２）と一酸化炭素（ＣＯ）とを含む投入混合物を精製する方法であって、上記混合物中に含まれる一酸化炭素をのぞくために、周囲温度以上の温度で、投入混合物を少なくとも１種の金属酸化物を含む精製材料と接触させ、投入混合物による精製材料の還元を引き起こし、投入混合物中のＣＯのＣＯ２への酸化をもたらす方法に関する。
【００２７】
上記の記載から理解できる通り、適用する温度に依存して、程度の差はあるがかなりの物理吸着および／または化学吸着が関連するメカニズムにおいて認められるが、本発明の望ましいおよび主要なメカニズムは、全ての場合において、精製材料と精製されるべきＣＯとの間の直接的な酸化である。
【００２８】
本発明は、さらに、上流の装置において行われる上流のプロセスにおいて用いられたプロセスガスを再生利用するための方法であって、プロセスガスは二酸化炭素（ＣＯ２）と一酸化炭素（ＣＯ）とを含み、再生利用は上記混合物中に含まれる一酸化炭素（ＣＯ）を除くように行われ、これにより精製されたガスを上記上流プロセス中に再導入し、メインラインは上記上流の装置を並列した１つ以上のコンプレッサ／ブースタを含む一群のコンプレッサまたはブースタを介して緩衝容器（buffer vessel）に接続しており、これは上記装置から排出されるプロセスガスの全部または一部の回収および再圧縮に適し、プロセスガスを周囲温度以上の温度において少なくとも１種の金属酸化物を含む精製材料と接触させて上記回収されたプロセスガスによる上記精製材料の還元を引き起こし、プロセスガス中のＣＯのＣＯ２への酸化をもたらし、それにより精製されたプロセスガスを緩衝容器に送り、上記上流のプロセスにおいて再利用する前に貯蔵する方法に関する。
【００２９】
本発明は、さらに、急冷ガスを用いて急冷される対象物を受け入れるための急冷セルを含み、かつ上記セルに接続されている加圧急冷ガス供給手段を含み、上記ガス供給手段は急冷ガスを収容するのに適した緩衝容器を含み、急冷操作後に、上記セル内に含まれるガスの全てまたは一部を以下のように再生利用する、すなわち
メインラインは、上記セルを、並列した１つ以上のコンプレッサ／ブースタを含む一群のコンプレッサまたはブースタを介して上記緩衝容器に接続しており、
上記一群のコンプレッサと緩衝容器との間に位置するメインラインの一部は、少なくとも１種の金属酸化物を含む精製材料の少なくとも１つの貯蔵を含み、
急冷操作後に、セルの内容物を一群のコンプレッサを用いて１以上の操作で部分的に排出し、回収した急冷ガスを周囲温度以上の温度で、上記少なくとも１つの精製材料の貯蔵と接触させ、回収した急冷ガスによる精製材料の還元を引き起こし、急冷ガス中のＣＯのＣＯ２への酸化をもたらし、これにより精製された急冷ガスを緩衝容器に送り、上記ガス急冷方法において再利用する前に貯蔵する
ことを特徴とするガス急冷方法に関する。
【００３０】
本発明は、さらに、
急冷される対象を受け入れるための急冷セルと、
上記セルに接続されている加圧急冷ガス供給手段であって、急冷ガスを収容するのに適した緩衝容器を含むガス供給手段と、
上記セルを、並列した１つ以上のコンプレッサ／ブースタが含まれている一群のコンプレッサまたはブースタを介して上記緩衝容器に接続しているメインラインとを含むタイプであり、
上記一群のコンプレッサと上記緩衝容器との間に位置するメインラインの一部は、少なくとも１種の金属酸化物を含む精製材料の少なくとも１つの貯蔵を含み、
急冷操作後に、セルの内容物を一群のコンプレッサを用いて１以上の操作で部分的に排出し、回収した急冷ガスを周囲温度以上の温度で上記少なくとも１つの精製材料の貯蔵と接触させ、回収した急冷ガスによる精製材料の還元を引き起こし、急冷ガス中のＣＯのＣＯ２への酸化をもたらし、これにより精製された急冷ガスを緩衝容器に送り、上記ガス急冷方法におけるその再利用の前に貯蔵する
ガス急冷装置に関する。
【００３１】
種々の態様による本発明の好ましい実施形態において、１つのおよび／または他の以下の手配をすることができる。
【００３２】
上記少なくとも１種の金属酸化物は酸化銅である。
【００３３】
上記酸化銅はＣｕＯである。
【００３４】
上記精製材料は少なくとも３０％の酸化銅を含む。
【００３５】
接触させるために用いる上記温度は少なくとも１００℃、好ましくは少なくとも１５０℃である。
【００３６】
前記投入混合物は少なくとも１０ｂａｒ、好ましくは少なくとも２０ｂａｒの圧力下にある。
【００３７】
上記接触は少なくとも２秒、好ましくは少なくとも５秒の接触時間のあいだ行われる。
【００３８】
滞留時間τ（または接触時間）は、以下の通りに定義されることを述べるべきであろう。
【化２】
2008524098.tif 000003
【００３９】
（式中、Ｖはリットルで示される、リアクタ内に存在する精製材料の体積であり、Ａは精製リアクタ中を通過するガス流量（ｌ／ｓ）であり、Ｔはケルビンでの精製温度であり、Ｐは絶対バールでの精製圧力である）。
【００４０】
上記接触を行うために用いられる精製材料の質量（Ｍ）、２つの再生の間で処理されるガスの体積Ｖｇａｓ、および精製されるガス（投入混合物またはプロセスガスまたは急冷ガス）のＣＯ含有量は、以下の式により関連付けられる。
【化３】
2008524098.tif 000004
【００４１】
本発明は、以下に続く、例としてのみ与える記載、また添付した図面に関する記載を読むことにより、より理解されるであろう。
【００４２】
図１は、本発明の１つの実施形態による再生利用回路における精製システムの位置の適する図を提供する。急冷セル（装置処理）から放出されるガスをコンプレッサを用いて圧縮する（出口圧力は約２０〜５０ｂａｒである）。操作の連続性を保つために、精製材料は精製材料の２つのカートリッジに対応する２つの異なる領域／貯蔵に分割され、一方はＣＯ不純物を除去するために回収されたガスを処理するためのものであり、他方は再生段階におけるものである。精製ガスは精製貯蔵の出口で回収され、急冷工程における続く再利用のために貯蔵設備（緩衝容器）中に貯蔵される。
【００４３】
最初に使用する前に、精製材料を活性化する必要がある。活性化とは、精製材料の脱水を意図する。精製材料を含むカートリッジは、例えば窒素下で、例えば２００℃付近の温度に加熱され、その後当該材料は、例えば乾燥空気中２３０℃付近の温度で酸化される。活性化はこの方法で一度行う必要があるのみである。
【００４４】
その後は、材料は使える状態である。続いて、本発明の精製工程は、典型的に、２つの段階からなる。
【００４５】
ＣＯ精製段階：処理される混合物（特にＣＯ２およびＣＯおよびヘリウムを含む）は、精製材料を含むカートリッジの一方を通過する。この精製工程は、好ましくは１００〜２５０℃で、より好ましくは１５０℃以上の温度で行われる。カートリッジと材料を、電気加熱により一定温度に保つ。前もって理解できる通り、精製されるガス中に存在するＣＯの一部は、一般に、材料に吸着される（物理吸着または化学吸着される）。しかし残りは、金属酸化物、例えば酸化銅ＣｕＯによりＣＯ２へと主に酸化される（従って、銅ＩＩは、銅０またはＩに還元される）。生じるＣＯ２の一部を、精製材料上で吸着することができる。
【００４６】
酸化銅ＣｕＯの例のままで述べれば、精製材料中で利用できる酸化状態＋ＩＩにある十分な酸化銅が存在しなくなればＣＯはもはや捉えられなく（変換されなく）、そしてその際、材料はその吸着容量の限界に到達している。従って、材料を精製前の初期状態に戻すために、定期的に材料における再生作業を行う必要がある。
【００４７】
精製材料再生段階
実際には再生は、主に銅０またはＩ（精製段階中にこの酸化状態に変換されている）を銅ＩＩに再酸化（re-oxidation）することである。再生は、また、精製材料により吸着されたＣＯおよび任意にＣＯ２を脱着させることを意図している。この機能は、例えば乾燥空気を用いて、例えば２３０℃付近の温度で、例えば大気圧と等しい圧力での洗浄により行う（再生中、材料と乾燥空気との接触時間を最大限にするように試みる。これは精製材料再生段階に用いられるガス流量が、精製段階中に精製材料を通過する精製されるガスの流量よりもずっと低い理由を説明している。これらの条件下では、精製圧力における任意の上昇が基本的には再生を改善するとしても、再生を引き起こすための十分な圧力は典型的には大気圧である）。
【００４８】
ＣＯの溶離は、２０〜４０分の乾燥空気洗浄後に低下する。
【００４９】
精製および再生サイクルの一例は図２において以下に今まで以上に詳しく記載する。
【００５０】
その作業の段階（精製および再生）の間中、精製材料は一定温度（例えば２３０℃）に保たれることをここでは観察することができる。従って、必要とされる唯一のタイプの温度制御は、一定温度における維持である。
【００５１】
精製リアクタにおける圧力の調節に関しては、作業圧力は、精製段階（例えば４０ｂａｒにて作業）および再生段階（例えば大気圧にて作業）間で変化する。
【００５２】
図３および４は、本発明により得られる結果の例を示し、精製されるガスはガス急冷セルから流出する。これらは以下の実験条件において得られた。すなわち、
精製されるガス：ガスは一定の量のＣＯ（以下の各例において示す）、６０％のＣＯおよび残部のヘリウムを含む、
精製リアクタにおける圧力：４．５ｂａｒまたは２５ｂａｒ、
精製されるガスの流量：１８０または２７０リットル／時間、
精製リアクタにおけるガス滞留時間：９または２５ｓ、
滞留時間τ（または接触時間）は、以下の式により定義される。
【化４】
2008524098.tif 000005
【００５３】
（式中、Ｖはリットルで示される、リアクタ内に存在する精製材料の体積であり、Ａは精製リアクタを通過するガス流量（ｌ／ｓ）であり、Ｔはケルビンでの精製温度であり、Ｐは絶対ｂａｒでの精製圧力である）。
【００５４】
精製材料：ＣｕＯに基づくものであり、ＢＡＳＦ製の番号Ｒ３−１１Ｇ（３０％のＣｕＯを含む）、およびＫａｔａ  Ｌｅｕｎａ製の番号Ｙ４０４３１（６０％のＣｕＯを含む）。  
精製温度：２つの温度を試験した。すなわち、２０℃と２３０℃であった。
【００５５】
得られた結果を以下にまとめる。
【００５６】
（Ａ）温度の影響
周囲温度および２３０℃におけるＣＯ精製結果を図３に示す。処理される混合物中の初期のＣＯ含有量は３００ｐｐｍ付近であり、ガス流量は２７０ｌ／ｈであり、圧力は４．５ｂａｒ、精製リアクタにおける接触時間は２５秒であった。２５℃において、ＣＯの漏出は精製の１５分後に始まる一方で、２３０℃においては、精製の８時間後でさえも起こらなかったことが観察できる。図を観察することにより理解できる通り、漏出は、精製の開始からの精製材料によりＣＯがもはや完全に捕獲されない（変換されない）地点（この地点から、ＣＯがリアクタから出ることが観察される）からの経過した時間と定義される。精製温度における上昇は、ＣＯ精製能力を改善することを結論づけることができる。
【００５７】
（Ｂ）圧力の影響
２０℃で高圧で行われた試験は、精製材料の精製効率におけるかなりの改善を示した。これは、上記した接触時間τについての式によれば、この圧力の上昇のために得られる、精製材料と精製される混合物との間の接触時間の増加に起因するものである。実際に、精製圧力が高ければ高いほど、より長くＣＯを含むガスは精製材料と接触したままであり、従ってＣＯ精製効率もより高い。
【００５８】
（Ｃ）精製材料のＣｕＯ含有量の影響
ＣＯ精製能力に対する精製材料のＣｕＯ含有量の影響を図４に示す。精製される混合物の初期のＣＯ含有量は４３０ｐｐｍ付近であり、ガス流量は１８７ｌ／ｈであり、圧力は２５ｂａｒ、精製リアクタにおける接触時間は９秒であり、精製は２３０℃の温度で行った。精製の４時間後、リアクタ出口におけるＣＯ量は、３０％のＣｕＯを含む精製材料については上昇し始めることが認められるであろう。６０％のＣｕＯを含む材料は、漏出し始めることなくＣＯを精製し続ける（試験は２０時間の精製後に停止した）。
【００５９】
ＣｕＯに基づく精製材料の性能は、そのＣｕＯ含有量に伴って上昇することを結論づけることができる。
【００６０】
例としてのみ、６０重量％のＣｕＯを含む材料は、１００Ｎｃｍ３／ｇ以上の精製能力を有することが認められる。
【００６１】
従って、精製材料の約１００Ｎｃｍ３／ｇの精製能力により特徴付けられるこのような精製材料は、材料の飽和を伴わずに、２つの再生の間で５００ｐｐｍのＣＯを含む６００Ｎｍ３の供給ガスを処理することができる。
【００６２】
（Ｄ）精製選択性
出願人は、２０℃および２３０℃の双方において、用いた精製材料はＣＯ２を捕獲しないことを±１％の正確度を確認している。
【００６３】
（Ｅ）再生時間
再生の間、溶離するＣＯの量は、約２０分の乾燥空気洗浄後に低下する。従って、この再生の速さは、２つのカートリッジの代わりに精製材料の単一のカートリッジを用いることをも可能にすることを結論づけることができる。
【００６４】
従って、本発明はガス流中に含まれる一酸化炭素を、その濃度を２ｐｐｍ以下に、すなわち、殆どの分析器では実質的に検出できないレベルにまで低減させることにより効率的に除去するのに役立つ。
【００６５】
本発明の単純な実施は、ＣＯを除去するための酸素のような補助酸化ガス流を使用しないことにより主として特徴付けられ、それ自体によれば、用いられる精製材料と精製されるガスとの間の相互作用で十分である。本発明のこの特徴は、続く酸素精製段階の必要性を取り除く。さらに、本発明に関連して提案される精製方法は、中程度の温度において行われ、容易に利用でき、複雑な制御を必要としない。最終的に、本発明において記載される精製システムに関連する圧力損失は無視してよく、従って、特に精製部分のための圧縮段階は、本発明との関連においては必要でない。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明のＣＯ精製装置を組み込むガス急冷装置の概略図。
【図２】ＣＯ精製工程および精製材料再生工程から成る操作サイクルの概略図。
【図３】本発明により得られる精製結果。
【図４】本発明により得られる精製結果。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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