(57)【要約】【課題】高い一酸化炭素吸着能力を有するガス精製用吸着剤を安価に得るとともに、その吸着剤を用いて超高純度のガスを得ること。【解決手段】量産されている安価なＮＯｘ接触分解触媒用のＣｕ−ＺＳＭ５型ゼオライトを、水分を含まない不活性ガス雰囲気下において４５０〜６００℃で加熱して活性化処理することで、高い一酸化炭素吸着能力を持つ吸着剤を得ることができる。また、この一酸化炭素吸着剤を用いて高純度ガスから一酸化炭素を吸着除去して精製することにより、超高純度のガスを得ることができる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＮＯｘ除去用触媒として調製されたＣｕ−ＺＳＭ５型ゼオライトを、水分を含まない不活性ガス雰囲気において、４５０〜６００℃で加熱し活性化してなる一酸化炭素吸着剤。
【請求項２】
ガス中に含まれる微量不純物としての一酸化炭素を温度スイング吸着法により除去するガス精製方法であって、
請求項１記載の一酸化炭素吸着剤を用い、この一酸化炭素吸着剤の再生操作を２００〜３５０℃で行うガス精製方法。
【請求項３】
温度スイング吸着法によりガスを精製する装置であって、請求項１記載の一酸化炭素吸着剤を充填した吸着塔と、該吸着塔に充填された前記吸着剤を２００〜３５０℃で加熱再生するための加熱装置を備えたガス精製装置。
【請求項４】
前記加熱装置が、再生用ガスを加熱するものである請求項３記載のガス精製装置。
【請求項５】
請求項３または４記載のガス精製装置を備えた空気液化分離装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高純度の窒素、アルゴン、ヘリウム、ネオン、クリプトン、キセノンなどの希ガス類を含む不活性ガスをさらに精製するために用いられる吸着剤、この吸着剤を使用した精製方法、精製装置に関し、特に、これらガスに含まれる微量の一酸化炭素を効率よく除去して超高純度ガスとすることができるようにしたものである。
【背景技術】
【０００２】
酸素、窒素、アルゴン等を大量に生産するための方法として、空気液化分離装置が広く用いられている。
空気液化分離装置は、原料空気を極低温に冷却することで液化し、これを蒸留することで空気の構成成分を酸素、窒素、アルゴン等に分離する。大気中には一酸化炭素が０．１ｐｐｍ程度存在することが知られているが、原料空気として空気液化分離装置に取り込まれた一酸化炭素は、特段の除去手段を講じなければ、蒸留塔内で気相側に濃縮され、製品窒素ガスあるいは粗アルゴンガスの採取系統に含まれることになる。
【０００３】
一般産業用ガスとして使う場合、窒素ガスもしくはアルゴンガスに微量の一酸化炭素が含まれたとしても何ら問題はないが、半導体産業用として使われる窒素ガスの一部には超高純度を求められる用途があって、そのような場合、微量の一酸化炭素でも除去する必要がある。
近年大気汚染の進行とともに、大気に含まれる一酸化炭素の濃度が増える傾向にあり、空気液化分離装置から得られる窒素ガス、あるいは粗アルゴンガスに含まれる一酸化炭素も増加傾向にある。そのため、これらガス中の一酸化炭素を除去する必要性が高まってきた。
【０００４】
ＵＳＰ第５，５５１，２５７号（特許文献１）には、ＣａＸ、ＣａＡ、ＮａＸゼオライト吸着剤を用いた極低温条件下での吸着による一酸化炭素除去が開示されている。
また、Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ  ＆  Ｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（非特許文献１）には、ホプカライトなど多孔性金属酸化物を用いた極低温条件での一酸化炭素除去が開示されている。
特開２００３−３１１１４８号公報（特許文献２）には、常温で一酸化炭素除去に使える吸着剤としてＣｕ−ＺＳＭ５型ゼオライト型ゼオライトが開示されている。
【特許文献１】米国特許第５，５５１，２５７号明細書
【特許文献２】特開２００３−３１１１４８号公報
【非特許文献１】Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｖｏｌ．１１，４７−５６（１９９７）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１での極低温での吸着除去法は、極低温を維持するために設備が複雑化し、コストもかかるという問題があった。
また、特許文献２で開示された吸着剤は、高い一酸化炭素吸着能力を持つが、吸着剤の前処理に７００℃での高温加熱処理を必要としており、空気分離装置などのプラントにおいては３５０℃を超えるとバルブ等に高価な耐熱性部品を使用しなければならないなど実用性の面で課題が残る。
【０００６】
ここで、現在、市販品として市場で入手可能なＣｕ−ＺＳＭ５型ゼオライトは、ＮＯｘ除去触媒として使われるために生産されたものである。触媒用途のＣｕ−ＺＳＭ５型ゼオライトは、吸着剤の生産工程とは異なる処理を実施していると推測され、一酸化炭素の吸着能力は十分とは言えない。また、Ｃｕ−ＺＳＭ５型ゼオライトを始めから一酸化炭素吸着用として製造することは可能であるが、用途が限定されるため吸着剤として極めて高価となるという問題がある。
【０００７】
本発明はかかる事情に鑑み、市場において入手可能なＮＯｘ除去用触媒として生産されたＣｕ−ＺＳＭ５型ゼオライトを再処理することによって、安価で吸着能力の高い一酸化炭素吸着剤、およびそれを用いたガス精製方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一酸化炭素吸着剤は、ＮＯｘ除去用触媒として調製されたＣｕ−ＺＳＭ５型ゼオライトを、水分を含まない窒素やアルゴンもしくはその他の希ガス類などの不活性ガス雰囲気において、４５０〜６００℃で活性化処理したことを特徴とする。
本発明のガス精製方法は、ガス中の微量不純物である一酸化炭素を、本発明の一酸化炭吸着剤を用いて、温度スイング吸着法により除去する方法であって、前記吸着剤の再生を２００〜３５０℃で行うことを特徴とする。
【０００９】
本発明のガス精製装置は、本発明の一酸化炭素吸着剤を充填した吸着塔と、該吸着塔に充填された前記吸着剤を２００〜３５０℃で加熱再生するための加熱装置とを備えたガス精製装置であって、ガス中の微量不純物である一酸化炭素を温度スイング吸着法により除去することを特徴とする。前記加熱装置は、再生用ガスを加熱するものが好ましい。
本発明の空気液化分離装置は、前記ガス精製装置を備えたことを特徴とする。
【００１０】
本発明における「Ｃｕ−ＺＳＭ５型ゼオライト」とは、いわゆるＺＳＭ５型ゼオライトであって陽イオンとして銅を含むものを意味する。
本発明における「ＮＯｘ除去用触媒として調製された」とは、窒素酸化物の接触分解触媒用として調製されたものである。
例えば、特開昭６０−１２５２５０号公報で開示されているように、ＺＳＭ５型ゼオライトを硫酸銅、硝酸銅などの鉱酸塩、または酢酸銅のような有機酸塩を溶解した水溶液中にゼオライトを浸漬し、陽イオンを銅イオンでイオン交換する。更に、水溶液を含浸させたＺＳＭ５型ゼオライトを乾燥後、空気中や窒素ガス中で熱処理する方法によって得られる。
【００１１】
また、特開平３−６５２４２号公報で開示されているように、熱処理時に水素を添加した不活性ガスを６００℃で流通させるなどの方法によって得られたＣｕ−ＺＳＭ５型ゼオライトでも良い。
さらに、特開平４−１９３７１０号公報に開示されているように、水分含有量が５０００ｐｐｍ以下である空気をＳＶ＝４００ｈｒ−１以上で流通しながら、５００〜９００℃で焼成したものでも良い。いずれにせよ、窒素酸化物の接触分解触媒としての能力を有するように調製されたＣｕ−ＺＳＭ５型ゼオライトである。
【００１２】
ここで、窒素酸化物の接触分解触媒用のＣｕ−ＺＳＭ５型ゼオライトは、各先行技術文献において、そのシリカ／アルミナ比（ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３）が  １０〜２０００と広範囲な値として開示されている。例えば、特開昭６０−１２５２５０号公報（ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３＝２０〜１００）、特開平３−６５２４２号公報（ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３＝１０〜２０００）、特開平３−１３１３４４号公報（ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３＝１００〜３５０）、特開平９−１２２４９４号公報（ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３＝１０〜５００）である。
【００１３】
本発明の一酸化炭素吸着剤となるＣｕ−ＺＳＭ５型ゼオライトは、イオン交換しうる銅イオン量が多い方が良い。したがって、ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３は比較的小さい値であることが望ましく、具体的には、１０〜１００であることが望ましい。
また、Ｃｕ−ＺＳＭ５型ゼオライトの銅イオン交換率は、窒素酸化物の接触分解触媒用の場合、特開昭６０−１２５２５０号公報においては、少なくとも１０％以上、好ましくは４０〜１００％とされている。
しかし、特開平３−１３１３４４号公報においては、５〜３０ｗｔ％担持、特開平９−１２２４９４においてはＣｕ＋で２００％、Ｃｕ２＋で１００％を上限としたり、また、含有率を特定しないものもある。
【００１４】
一般的にゼオライトのイオン交換において、高いイオン交換率を得るためには、イオン交換を繰り返し行うことが必要になるため、製造コストと触媒活性の兼ね合いにより、適性な交換率が決まってくる。
工業的な生産における経済性を考慮すれば、銅イオンが２価（Ｃｕ２＋）であるとして計算した場合、市販されているＮＯｘ除去用触媒として調製された銅イオンの交換率は１００〜１５０％であると思われる。
しかし、本発明の一酸化炭素吸着剤は、銅イオン交換率が高い方が望ましいので、イオン交換率が１５０％以上のものを用いても良い。
【００１５】
本発明における「水分を含まない不活性ガス雰囲気」とは、真空雰囲気でも良いし、あるいは、乾燥窒素などの不活性ガスを適当な流量で流して形成しても良い。不活性ガスとして、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノンなどの希ガスを使用することも可能だが、経済的観点から、窒素やアルゴンを用いるのが良い。
【００１６】
本発明の一酸化炭素吸着剤は、ＮＯｘ除去用触媒として調製されたＣｕ−ＺＳＭ５型ゼオライトを、水分を含まない雰囲気において、４５０〜６００℃で加熱することにより、大きな一酸化炭素吸着量を有する吸着剤を得ることができるものである。
温度が４５０℃未満では活性化の効果がなく、６００℃を越えても性能の向上が見られなくなる一方、加熱源に特殊なヒータが必要になるなど経済的なデメリットが増大する。
また、本発明の一酸化炭素吸着剤を得るためにＣｕ−ＺＳＭ５型ゼオライトを活性化処理する方法は、乾燥窒素などを流通させた不活性ガス雰囲気で行えば良いため、例えば、本発明のガス精製装置の吸着塔に、ＮＯｘ除去用触媒として調製されたＣｕ−ＺＳＭ５型ゼオライトを充填した後に、吸着剤再生用の加熱装置とは別の加熱装置を用いて４５０〜６００℃にした乾燥窒素等の水分を含まない不活性ガスを流通させて加熱しても良い。
【００１７】
本発明のガス精製方法は、本発明による一酸化炭素吸着剤を用い、温度スイング吸着操作によって、高純度ガス中の一酸化炭素を除去する方法である。本発明のガス精製装置の吸着塔へ吸着剤を充填する前に４５０〜６００℃で加熱しておけば、ＴＳＡ操作において、必ずしもこの温度で吸着剤の再生を行う必要はない。例えば、被精製ガス中の一酸化炭素量が少なければ、２００〜３５０℃で再生しても、高い一酸化炭素吸着性能を維持することが可能である。被精製ガス中の一酸化炭素量が多い場合には、温度スイング吸着操作における再生温度を高くすれば良い。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、ＮＯｘ除去用触媒として調製された市販のＣｕ−ＺＳＭ５型ゼオライトを、水分を含まない不活性ガス雰囲気で加熱処理することにより、ガス中に含まれる微量の一酸化炭素を吸着可能な吸着剤を得ることができ、この吸着剤を用いることで、高純度ガスを超高純度にするガス精製を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
本発明における一酸化炭素吸着剤の調製方法の一例を以下に示す。
ＮＯｘ除去用触媒として調製されたペレット状のＣｕ−ＺＳＭ５型ゼオライトを金属製の筒に充填し、５５０℃に加熱した窒素を１ｍ３／ｈで筒内に３時間流通させ、Ｃｕ−ＺＳＭ５型ゼオライトを５００℃で加熱して活性化する。
【００２０】
このような活性化処理により、本発明の一酸化炭素吸着剤を得ることができる。
このＮＯｘ除去用触媒として調製されたペレット状のＣｕ−ＺＳＭ５型ゼオライトとしては、市販されているものを使用することもでき、安価に調達することができるがこれに限られることはない。
【００２１】
活性化したＣｕ−ＺＳＭ５型ゼオライトは、例えば、図１に示すようなガス精製装置の吸着塔に充填し、温度スイング吸着法によりガス精製に用いることができる。
本実施形態では、窒素ガス中に含まれる微量の一酸化炭素を除去する例であって、２つの吸着塔１０ａ、１０ｂに、本発明の一酸化炭素吸着剤を充填し、各吸着塔における吸着工程／再生工程が、表１に示すような工程で行われる場合を示す。再生工程は、減圧、加熱再生、冷却、再加圧の４つのステップからなる。
【００２２】
【表１】
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【００２３】
表１に基づく、精製装置の操作例を以下に示す。
図１において、吸着塔１０ａが吸着工程、吸着塔１０ｂが再生工程にあるものとする。弁１ｂ、２ａ、３ｂ、４ａは閉じられている。一酸化炭素を微量に含む窒素ガスは、ライン１１より弁１ａを通じて、吸着塔１０ａに導入される。導入された窒素ガスは、吸着塔１０ａで一酸化炭素が除去され、弁３ａを通じてライン１２より精製された窒素ガスとして使用先に供給される。
【００２４】
原料である窒素ガス中の一酸化炭素は、吸着工程の初期においては吸着塔１０ａのガス入口付近の吸着剤に吸着され、吸着工程時間の経過とともに一酸化炭素の吸着帯が、次第に吸着塔１０ａのガス出口に向かって進行する。吸着工程を継続すると、ついには吸着塔１０ａの出口において、一酸化炭素が検出されるようになる（いわゆる破過の状態）。
精製ガス中に極微量でも一酸化炭素が含まれるのが望ましくない場合は、破過前に弁１ａ、３ａを閉じて吸着工程を終了する。極微量の一酸化炭素が含まれることが許容される場合には、許容される範囲内において吸着工程時間を延ばすことができる。
【００２５】
一方、吸着塔１０ａで吸着工程が行われている間、吸着塔１０ｂでは再生工程が行われる。吸着工程を終えた吸着塔１０ｂは弁１ｂ、２ｂ、３ｂ、４ｂが閉じられている。吸着塔１０ｂが再生工程に入ると、吸着工程が加圧下で行われた場合、まず弁２ｂを開き、ライン１４を通じて大気解放することで吸着塔１０ｂ内を大気圧まで減圧する（減圧ステップ）。
【００２６】
次に、ライン１２から精製ガスの一部を加熱器１５に導入し、２００℃まで加熱して弁４ｂを開き、加熱再生ガスとして吸着塔１０ｂに導入することで、一酸化炭素吸着剤の加熱再生を行う（加熱再生ステップ）。加熱により一酸化炭素は脱着し、加熱再生ガスとともにライン１４から排ガスとして排出される。弁２ｂを通じて排出される排ガスが所定の温度、例えば２００℃近くまで達したら、加熱再生ステップを終了とする（加熱器１５をオフにする）。吸着剤の再生温度が２００〜３５０℃の範囲とされ、２００℃未満では再生が不十分であり、３５０℃を越えると配管やバルブに耐熱性を考慮した特殊な材質のものを使用する必要があるなど経済的なデメリットが生じる。
【００２７】
加熱再生ステップが終了したら、冷却ステップに入る。冷却の目的は、吸着剤の温度を被精製ガスの温度と同等にし、吸着能力を高めることにある。精製ガスの一部を加熱せず、ライン１３から弁４ｂを通じて吸着塔１０ｂに導入し、弁２ｂからライン１４を通じて系外に排出する。排出されるガスが被精製ガスの温度とほぼ同等になった時点で冷却ステップを終了する。
冷却ステップが終了したら、再加圧を行う（再加圧ステップ）。再加圧の目的は、吸着塔内の圧力を被精製ガスの圧力に近づけておくことで、吸着工程に切り替わったときに被精製ガスが吸着塔内に早い流速で塔内に流入し、一酸化炭素が吸着されずに吹き抜けることを防止するためである。
【００２８】
再加圧ステップでは、弁２ｂを閉じ、精製ガスの一部を弁４ｂから供給し続け、吸着塔１０ｂ内の圧力を吸着工程の圧力付近まで上げていく。以上４つのステップによる吸着塔１０ｂの再生工程が終了したら、弁１ｂ、２ｂ、３ｂ、４ｂを閉じた状態とし、吸着塔１０ａの吸着工程が終了するまで待機する。
吸着塔１０ａの吸着工程が終了したら、吸着塔１０ａを再生工程に、吸着塔１０ｂを吸着工程に切り替える。以下、２つの吸着塔は交互に吸着／再生工程を実施することにより、窒素ガス中から一酸化炭素を連続的に除去することができる。
【００２９】
上述のガス精製装置を用いたガス精製方法は、空気液化分離方法で得られた窒素ガスの精製にも応用できる。空気液化分離方法は、水、二酸化炭素を除去した原料空気を、一部液化して蒸留することで、窒素、酸素及びアルゴンに分離する方法である。
一酸化炭素は、その物性が窒素に近いため、蒸留で窒素から分離することは困難である。そのため、原料空気から水や二酸化炭素を除去する前処理の段階で除去しなければ、そのほとんどが製品窒素中に濃縮されてしまう。
【００３０】
そこで、空気液化分離装置に本発明のガス精製装置を設ければ、製品窒素から一酸化炭素を除去することができる。本発明のガス精製装置で、予め原料空気中の一酸化炭素を除去しておけば、製品窒素中に一酸化炭素が濃縮されることはない。
また、水や二酸化炭素を除去するための前処理吸着器に、本発明の一酸化炭素吸着剤を充填することもできる。前処理吸着器に一酸化炭素吸着剤を充填してガス精製装置とすれば、一酸化炭素除去用の吸着塔を省略することができる。あるいは、蒸留塔の後段に、本発明のガス精製装置を配置した空気液化分離装置とすることも可能である。
【００３１】
本発明のガス精製装置を蒸留塔の後段に配すれば、予め、原料空気から一酸化炭素を除去する場合に比べ、被精製ガス量が半分程度になるため、ガス精製装置の大きさを小さくすることができる。製品窒素の全量を精製する必要が無い場合、必要量に応じたガス精製装置とすれば良く、更にコンパクトにすることができる。製品アルゴン中の精製の場合も、同様である。
【００３２】
なお、本実施形態においては、窒素ガス中に含まれる微量の一酸化炭素を除去することを中心に述べたが、本発明による一酸化炭素吸着剤は、不活性ガスによる一酸化炭素の吸着阻害を起こさないので、窒素だけではなく、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノンといった希ガス中の一酸化炭素を除去して精製する際にも用いることが可能である。
【００３３】
以下、具体例を示す。
（実施例１）
市販されているペレット状のＮＯｘ除去用触媒であるＣｕ−ＺＳＭ５型ゼオライト（ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３＝３０〜５０、Ｃｕイオン交換率；１００〜１３０％（Ｃｕ２＋としてイオン交換されていると仮定）、直径１ｍｍ、長さ３〜５ｍｍ）を、直径５０．８ｍｍ、長さ０．８ｍの金属製の筒に充填し、５５０℃の窒素を１ｍ３／ｈで３時間流通させ、５００℃で加熱することにより活性化し、本発明の一酸化炭素吸着剤を得た。
【００３４】
この吸着剤を、内径１７．４ｍｍの金属製の筒に高さ０．２ｍ充填し、１ｐｐｍの一酸化炭素を含む２５℃の窒素を２０Ｌ／ｍｉｎ流通させ、一酸化炭素を充分吸着させたのち、２００℃で真空排気しながら、吸着剤の加熱再生を２時間行った。２００℃における加熱再生は、温度スイング吸着法でガス精製を行う場合に、吸着剤の再生を２００℃程度で行うことを想定したものである。
加熱再生したＣｕ−ＺＳＭ５型ゼオライトの一酸化炭素の平衡吸着量を、ベルソープ２８（日本ベル株式会社製）を用いて測定した。
図２に２５℃における一酸化炭素の吸着等温線を示す。
【００３５】
比較のために、活性化処理を施さなかったＣｕ−ＺＳＭ５型ゼオライトでも、吸着等温線を測定した。比較に用いたＣｕ−ＺＳＭ５型ゼオライトも、１ｐｐｍの一酸化炭素を含む２５℃の窒素を２０Ｌ／ｍｉｎで流通させ、一酸化炭素を充分吸着させたのち、２００℃で真空排気しながら２時間の加熱再生を行った。
図２の吸着等温線から、５００℃の活性化処理を行った吸着剤の方が、活性化処理を施さなかったものと比べると、吸着圧力０．５ｋＰａにおいて３倍以上の吸着量となり、吸着性能が大幅に向上していることがわかる。
このように、市販のＮＯｘ除去用触媒であるＣｕ−ＺＳＭ５型ゼオライトに、一旦、加熱処理による活性化を施しておけば、低い温度で再生しても、吸着能力の向上が認められる。
【００３６】
本発明の一酸化炭素吸着剤を５００℃で再生した後、１ｐｐｍの一酸化炭素を含む２５℃の窒素を２０Ｌ／ｍｉｎで流通させ、一酸化炭素を充分に吸着させたのち、真空排気しながら５００℃での加熱再生を２時間行った。
図２に示すように、２００℃で加熱再生を行った場合より、１．５倍程度の一酸化炭素の吸着能力の向上が認められた。実際のガス精製においては、上述のように、加熱再生を常に５００℃で行うことは機器への負荷が大きいが、そういった問題よりも吸着能力の向上の方が重要視される場合には、加熱再生温度を高くすることが、本発明によるガス精製方法においては有効であることがわかる。
【００３７】
（実施例２）
Ｃｕ−ＺＳＭ５型ゼオライトの、活性化処理温度の一酸化炭素の吸着性能への影響を以下に示す。
ＮＯｘ除去用触媒である市販のＣｕ−ＺＳＭ５型ゼオライトを、処理温度を変え、実施例１で示した方法で活性化を施した。処理温度は、３００℃、３５０℃、４００℃、４５０℃、５００℃及び６００℃とし、６種類の一酸化炭素吸着剤を得た。
【００３８】
これらの吸着剤の２５℃における一酸化炭素吸着量を、自製の定容式吸着量測定装置で測定した。各吸着剤１ｇを測定装置に充填し、空気液化分離装置から得た製品窒素の精製に使用する場合を想定して、５ｐｐｍの一酸化炭素を含む窒素を流通させてから３００℃で加熱再生する吸脱着操作を１度行ったのち、吸着等温線を測定した。
各吸着剤の吸着等温線から圧力５Ｐａにおける一酸化炭素吸着量を求め、その一酸化炭素吸着量と活性化温度との関係を図３に示した。
【００３９】
図３から、３００℃、３５０℃で活性化処理したものは、低い圧力での一酸化炭素の吸着量が少ないことがわかる。すなわち、低い温度で活性化処理したものは、被精製ガス中の一酸化炭素をｐｐｂレベルまで精製するのに重要な、極低分圧領域での吸着能が低いことを示す。
活性化温度が高くなるに従い、一酸化炭素吸着能力は向上するが、４５０℃以上でほぼ一定値を示す。すなわち、活性化温度は４５０℃以上であれば十分である。
【００４０】
（実施例３）
本発明による一酸化炭素吸着剤を用いたガス精製方法において、再生温度が一酸化炭素の吸着能力に与える影響を以下に示す。
ＮＯｘ除去用触媒である市販のＣｕ−ＺＳＭ５型ゼオライトを、実施例１で示した方法により、５００℃で３時間の活性化を行ない、本発明による吸着剤を得た。
次に、自製の定容式吸着量測定装置に吸着剤１ｇを充填し、５ｐｐｍの一酸化炭素を含む窒素を２５℃で流通させてから、１００℃で加熱再生する吸脱着操作を１度行った後、２５℃における一酸化炭素の吸着量を測定し、吸着等温線を求めた。
【００４１】
同様に、再生温度を２００℃、３００℃及び４００℃とした場合についても吸着等温線を求め、再生温度の一酸化炭素吸着量への影響を調べた。各再生温度における吸着等温線を図４に示す。
１００℃では一酸化炭素吸着量が少なく、特に２００℃以上で再生した場合のような、０．５Ｐａ以下の極低圧領域における吸着等温線の急激な立ち上がりが見られない。従って、本発明による一酸化炭素吸着剤を用いたガス精製方法では、再生温度が１００℃だと、被精製ガス中の一酸化炭素をｐｐｂレベル未満にするガス精製は困難であると考えられる。再生温度は２００℃以上であることが好ましい。
【００４２】
（実施例４）
温度スイング吸着法によるガス精製装置において、窒素中の一酸化炭素除去実験を行った。ＮＯｘ除去用触媒である市販のＣｕ−ＺＳＭ５型ゼオライトを内径１７．４ｍｍの吸着塔に高さ０．２ｍ充填した。窒素を流通させながら５００℃で活性化を行った後、一酸化炭素除去実験を行った。
操作条件は、吸着圧力０．６ＭＰａ、吸着温度２５℃、再生温度２００℃とした。５ｐｐｍの一酸化炭素を含む窒素を２０Ｌ／ｍｉｎで流通させ、吸着塔のガス出口側のラインに設置した還元ガスクロマトグラフィ（ＲＧＡ５）で、精製窒素中の一酸化炭素濃度の測定を行った。
図５に示すように、還元ガスクロマトグラフィでは、約１０時間、検出下限以下であった。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
以上のように、本発明の一酸化炭素吸着剤、並びにこの一酸化炭素吸着剤を用いたガス精製方法及びガス精製装置を用いれば、窒素及びアルゴンなどの希ガスから、実質的に一酸化炭素を除去することができ、半導体産業で求められている超高純度の不活性ガスを製造することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明のガス精製装置の一例を示す概略構成図である。
【図２】活性化が一酸化炭素吸着量に与える影響を示した吸着等温線を示す図表である。
【図３】活性化温度と一酸化炭素吸着量との関係を示す図表である。
【図４】再生温度が一酸化炭素吸着量に与える影響を示した図表である。
【図５】一酸化炭素の破過曲線を示す図表である。
【符号の説明】
【００４５】
１０ａ（１０ｂ）・・・吸着塔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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