(57)【要約】【課題】乾燥ガスの収率を高めることができる除湿方法及び装置を提供する。【解決手段】原料ガスの一部である第１原料ガスを第１吸着工程を行っている第１吸着塔１０に導入して水分を吸着除去した第１吸着処理ガスを該第１吸着塔から導出し、該第１吸着処理ガスの一部を再生ガスとして再生工程を行っている第２吸着塔２０に導入して吸着剤から脱離した水分を含む再生処理ガスを該第２吸着塔から導出し、再生処理ガスを気液分離器５５で脱水処理した脱水処理ガスと原料ガスの残部である第２原料ガスとを第２吸着工程を行っている第３吸着塔３０に導入して水分を吸着除去した第２吸着処理ガスを該第３吸着塔から導出し、第１吸着処理ガスの残部と第２吸着処理ガスとを合わせて乾燥ガスとして導出する。【選択図】図１
2016059877.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導入された原料ガス中の水分を吸着可能な吸着剤をそれぞれ充填した３基の吸着塔を使用し、前記吸着剤に水分を吸着させる第１吸着工程及び第２吸着工程と、吸着剤から水分を脱離させる再生工程とに各吸着塔を順次切り替えて原料ガス中の水分を除去した乾燥ガスを導出する除湿方法であって、前記原料ガスの一部である第１原料ガスを前記第１吸着工程を行っている第１吸着塔に導入して水分を吸着除去した第１吸着処理ガスを該第１吸着塔から導出し、該第１吸着処理ガスの一部を再生ガスとして前記再生工程を行っている第２吸着塔に導入して吸着剤から脱離した水分を含む再生処理ガスを該第２吸着塔から導出し、前記再生処理ガスを気液分離器で脱水処理した脱水処理ガスと前記原料ガスの残部である第２原料ガスとを前記第２吸着工程を行っている第３吸着塔に導入して水分を吸着除去した第２吸着処理ガスを該第３吸着塔から導出し、前記第１吸着処理ガスの残部と前記第２吸着処理ガスとを前記乾燥ガスとして導出する第１サイクルと、
前記第２吸着塔を前記第１吸着工程とし、前記第３吸着塔を前記再生工程とし、前記第１吸着塔を前記第２吸着工程とする第２サイクルと、
前記第３吸着塔を前記第１吸着工程とし、前記第１吸着塔を前記再生工程とし、前記第２吸着塔を前記第２吸着工程とする第３サイクルと、
を繰り返して行うことを特徴とする除湿方法。
【請求項２】
前記再生工程は、前記再生ガスを加熱して再生工程を行っている吸着塔に導入する加熱段階と、該加熱再生段階を終えた吸着塔に前記再生ガスを加熱せずに導入する冷却段階とを有していることを特徴とする請求項１記載の除湿方法。
【請求項３】
前記吸着剤は、活性アルミナ、シリカゲル、シリカアルミナ及びゼオライトの少なくとも１種であることを特徴とする請求項１又は２記載の除湿方法。
【請求項４】
前記第１吸着処理ガスは、減圧手段で減圧後に前記第２吸着処理ガスと合流してから前記乾燥ガスとして導出されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の除湿方法。
【請求項５】
導入された原料ガス中の水分を吸着可能な吸着剤をそれぞれ充填した３基の吸着塔を使用し、前記吸着剤に水分を吸着させる第１吸着工程及び第２吸着工程と、吸着剤から水分を脱離させる再生工程とに各吸着塔を順次切り替えて原料ガス中の水分を除去した乾燥ガスを導出する除湿装置であって、
前記原料ガスを導入する原料ガス導入経路と各吸着塔の下部側とを前記第１吸着工程及び前記第２吸着工程の際に開弁する第１下部弁を介してそれぞれ接続する第１下部経路と、各吸着塔の下部側と気液分離器とを前記第２吸着工程及び前記再生工程の際に開弁する第２下部弁を介してそれぞれ接続する第２下部経路と、各吸着塔の上部側と前記乾燥ガスを導出する乾燥ガス導出経路とを前記第１吸着工程の際に開弁する第１上部弁を介してそれぞれ接続する第１上部経路と、各吸着塔の上部側と前記乾燥ガス導出経路に合流する第２上部経路とを前記第２吸着工程の際に開弁する第２上部弁を介して接続する第２上部経路と、前記第１上部経路から分岐した再生ガス経路と各吸着塔の上部側とを前記再生工程の際に開弁する第３上部弁を介して接続する第３上部経路とを備えていることを特徴とする除湿装置。
【請求項６】
前記再生ガス経路は、該再生ガス経路を流れるガスを加熱する加熱手段と、該加熱手段を迂回するバイパス経路とを備えるとともに、前記ガスの通る経路を前記加熱手段と前記バイパス経路とに切り換える経路切換弁を備えていることを特徴とする請求項５記載の除湿装置。
【請求項７】
前記第１上部経路は、減圧手段を介して前記乾燥ガス導出経路に接続されていることを特徴とする請求項５又は６記載の除湿装置。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、除湿方法及び装置に関し、詳しくは、空気などの原料ガス中の水分を除去して超低露点（−７０℃以下）の乾燥空気などの乾燥ガスを得る除湿方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体、液晶、二次電池等の製造プロセスにおいては、超低露点（−７０℃以下）の乾燥空気などの乾燥ガスが大量に必要となる。このような超低露点の乾燥ガスが大量に要求される場合、一般的に吸着法により含有水分を除去する装置が使用される。
【０００３】
ガス中の水分を吸着法で除去する装置として、例えば、二塔式の連続除湿装置が知られている。二塔式の連続除湿装置は、一方の吸着塔を、原料ガス中の水分を吸着除去して乾燥ガスを得る吸着工程、他方の吸着塔を、再生ガスを使用して吸着剤に吸着している水分を脱離させる再生工程とし、両吸着塔を吸着工程と再生工程とに交互に切り換えることにより、吸着工程中の吸着塔で原料ガス中の水分を吸着除去することにより、乾燥ガスを連続的に得られるようにしている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３４６３３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載された連続除湿装置では、再生工程を行っている吸着塔に使用する再生ガスとして、吸着工程を行っている吸着塔から導出した乾燥ガスの一部を使用し、再生ガスとして使用後に外部に排出している。このため、乾燥ガスの収率が低下するという問題があった。
【０００６】
そこで本発明は、製品となる乾燥ガスの収率を高めることができる除湿方法及び装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の除湿方法は、導入された原料ガス中の水分を吸着可能な吸着剤をそれぞれ充填した３基の吸着塔を使用し、前記吸着剤に水分を吸着させる第１吸着工程及び第２吸着工程と、吸着剤から水分を脱離させる再生工程とに各吸着塔を順次切り替えて原料ガス中の水分を除去した乾燥ガスを導出する除湿方法であって、前記原料ガスの一部である第１原料ガスを前記第１吸着工程を行っている第１吸着塔に導入して水分を吸着除去した第１吸着処理ガスを該第１吸着塔から導出し、該第１吸着処理ガスの一部を再生ガスとして前記再生工程を行っている第２吸着塔に導入して吸着剤から脱離した水分を含む再生処理ガスを該第２吸着塔から導出し、前記再生処理ガスを気液分離器で脱水処理した脱水処理ガスと前記原料ガスの残部である第２原料ガスとを前記第２吸着工程を行っている第３吸着塔に導入して水分を吸着除去した第２吸着処理ガスを該第３吸着塔から導出し、前記第１吸着処理ガスの残部と前記第２吸着処理ガスとを前記乾燥ガスとして導出する第１サイクルと、前記第２吸着塔を前記第１吸着工程とし、前記第３吸着塔を前記再生工程とし、前記第１吸着塔を前記第２吸着工程とする第２サイクルと、前記第３吸着塔を前記第１吸着工程とし、前記第１吸着塔を前記再生工程とし、前記第２吸着塔を前記第２吸着工程とする第３サイクルと、を繰り返して行うことを特徴としている。
【０００８】
さらに、本発明の除湿方法は、前記再生工程が、前記再生ガスを加熱して再生工程を行っている吸着塔に導入する加熱段階と、該加熱再生段階を終えた吸着塔に前記再生ガスを加熱せずに導入する冷却段階とを有していることを特徴としている。また、前記吸着剤が、活性アルミナ、シリカゲル、シリカアルミナ及びゼオライトの少なくとも１種であること、前記第１吸着処理ガスは、減圧手段で減圧後に前記第２吸着処理ガスと合流してから前記乾燥ガスとして導出されることを特徴としている。
【０００９】
また、本発明の除湿装置は、導入された原料ガス中の水分を吸着可能な吸着剤をそれぞれ充填した３基の吸着塔を使用し、前記吸着剤に水分を吸着させる第１吸着工程及び第２吸着工程と、吸着剤から水分を脱離させる再生工程とに各吸着塔を順次切り替えて原料ガス中の水分を除去した乾燥ガスを導出する除湿装置であって、前記原料ガスを導入する原料ガス導入経路と各吸着塔の下部側とを前記第１吸着工程及び前記第２吸着工程の際に開弁する第１下部弁を介してそれぞれ接続する第１下部経路と、各吸着塔の下部側と気液分離器とを前記第２吸着工程及び前記再生工程の際に開弁する第２下部弁を介してそれぞれ接続する第２下部経路と、各吸着塔の上部側と前記乾燥ガスを導出する乾燥ガス導出経路とを前記第１吸着工程の際に開弁する第１上部弁を介してそれぞれ接続する第１上部経路と、各吸着塔の上部側と前記乾燥ガス導出経路に合流する第２上部経路とを前記第２吸着工程の際に開弁する第２上部弁を介して接続する第２上部経路と、前記第１上部経路から分岐した再生ガス経路と各吸着塔の上部側とを前記再生工程の際に開弁する第３上部弁を介して接続する第３上部経路とを備えていることを特徴としている。
【００１０】
さらに、本発明の除湿装置は、前記再生ガス経路が、該再生ガス経路を流れるガスを加熱する加熱手段と、該加熱手段を迂回するバイパス経路とを備えるとともに、前記ガスの通る経路を前記加熱手段と前記バイパス経路とに切り換える経路切換弁を備えていること、前記第１上部経路は、減圧手段を介して前記乾燥ガス導出経路に接続されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ガスを外部に排出することなく、水分以外の原料ガスの全量を製品乾燥ガスとして得ることができるので、乾燥ガスの収率を大幅に高めることができる。また、吸着条件を適宜設定することにより、超低露点（−７０℃以下）の乾燥空気などの乾燥ガスを大量に得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の除湿方法を実施可能な本発明の除湿装置の第１形態例を示す系統図である。
【図２】第１サイクルを実行中の状態を示す説明図である。
【図３】第２サイクルを実行中の状態を示す説明図である。
【図４】第３サイクルを実行中の状態を示す説明図である。
【図５】本発明の除湿方法を実施可能な本発明の除湿装置の第２形態例を示す系統図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１に示す除湿装置は、原料ガス導入経路５１の圧縮機５２及びアフタークーラ５３を介して導入される原料ガス中の水分を３基の吸着塔１０，２０，３０によって吸着除去し、製品となる乾燥ガスを乾燥ガス導出経路５４から導出するとともに、除湿処理によって発生した水は、気液分離器５５のドレン５５ａから排出するように形成されている。
【００１４】
各吸着塔１０，２０，３０の内部には、原料ガス中の水分を吸着可能な吸着剤、例えば、活性アルミナ、シリカゲル、シリカアルミナ及びゼオライトの少なくとも１種が充填されている。各吸着塔１０，２０，３０は、前記吸着剤に水分を吸着させる第１吸着工程及び第２吸着工程と、吸着剤から水分を脱離させる加熱段階及び加熱された吸着剤を冷却する冷却段階を有する再生工程とに順次切り替えられて原料ガス中の水分を除去する。
【００１５】
各吸着塔１０，２０，３０には、前記原料ガス導入経路５１と各吸着塔１０，２０，３０の下部側とを前記第１吸着工程及び前記第２吸着工程の際に開弁する第１下部弁１１Ｖ，２１Ｖ，３１Ｖを介してそれぞれ接続する第１下部経路１１，２１，３１と、各吸着塔１０，２０，３０の下部側と気液分離器（ドレンセパレータ）５５とを前記第２吸着工程及び前記再生工程の際に開弁する第２下部弁１２Ｖ，２２Ｖ，３２Ｖを介してそれぞれ接続する第２下部経路１２，２２，３２と、各吸着塔１０，２０，３０の上部側と前記乾燥ガス導出経路５４とを前記第１吸着工程の際に開弁する第１上部弁１３Ｖ，２３Ｖ，３３Ｖ及び第１合流経路４１を介してそれぞれ接続する第１上部経路１３，２３，３３と、各吸着塔１０，２０，３０の上部側と前記乾燥ガス導出経路５４とを前記第２吸着工程の際に開弁する第３上部弁１４Ｖ，２４Ｖ，３４Ｖ及び第２合流経路４２を介して接続する第２上部経路１４，２４，３４と、前記第１上部経路１３，２３，３３が合流する第１合流経路４１から分岐した再生ガス経路４３と各吸着塔１０，２０，３０の上部側とを前記再生工程の際に開弁する第３上部弁１５Ｖ，２５Ｖ，３５Ｖを介して接続する第３上部経路１５，２５，３５とを備えている。
【００１６】
さらに、前記再生ガス経路４３は、再生ガスを加熱するための加熱器４４を通る加熱経路４５と、加熱器４４を迂回するバイパス経路４６とを備えており、各経路４５，４６には、経路切換弁として加熱弁４５Ｖと冷却弁４６Ｖとがそれぞれ設けられている。また、前記第１合流経路４１から前記再生ガス経路４３が分岐する位置より下流側と、前記乾燥ガス導出経路５４の上流側とは、減圧手段としての保圧弁５６を介して接続されており、該保圧弁５６より下流側で前記第２合流経路４２が乾燥ガス導出経路５４に合流している。
【００１７】
このように形成した除湿装置を使用した本発明の除湿方法を、図２乃至図４に基づいて説明する。なお、図２乃至図４では、開弁状態の弁を黒塗りで表し、ガスの流れを太線及び矢印で表している。また、符号は説明に必要な部分にのみ付すようにしている。
【００１８】
まず、図２は、第１吸着塔１０が第１吸着工程、第２吸着塔２０が再生工程、第３吸着塔３０が第２吸着工程をそれぞれ行っている第１サイクルの運転中の状態であって、第２吸着塔２０の再生工程は、工程前段の加熱段階を行っている状態を示している。この第１サイクルの状態では、第１吸着塔１０の第１下部弁１１Ｖ及び第１上部弁１３Ｖ、第２吸着塔２０の第２下部弁２２Ｖ及び第３上部弁２５Ｖ、第３吸着塔３０の第１下部弁３１Ｖ、第２下部弁３２Ｖ及び第２上部弁３４Ｖが開弁状態となっている。また、再生工程前段の加熱段階では、再生ガス経路４３における加熱経路４５の加熱弁４５Ｖが開弁状態となり、後段の冷却段階ではバイパス経路４６の冷却弁４６Ｖが開弁状態となる。
【００１９】
圧縮機５２であらかじめ設定された圧力に昇圧され、空冷方式や水冷方式のアフタークーラ５３で圧縮熱が除去され、好ましくは２５〜４０℃に冷却された原料ガスは、その一部が第１原料ガスとなり、原料ガス導入経路５１から開弁状態の第１下部弁１１Ｖを通り、第１下部経路１１から第１吸着工程を行っている第１吸着塔１０に導入される。また、原料ガスの残部は第２原料ガスとなり、開弁状態の第１下部弁３１Ｖを通り、第１下部経路３１から第２吸着工程を行っている第３吸着塔３０に導入される。
【００２０】
第１吸着塔１０に導入された第１原料ガスは、第１吸着塔１０内に充填されている吸着剤に第１原料ガス中の水分を吸着させる吸着処理が行われ、第１吸着処理ガスとなり、開弁状態の第１上部弁１３Ｖを通り、第１上部経路１３に導出される。第１上部経路１３の第１吸着処理ガスは、他の吸着塔の第１上部経路と合流した第１合流経路４１を通り、一部が再生ガス経路４３に再生ガスとして分流した後、残部が保圧弁５６を通過して乾燥ガス導出経路５４に製品乾燥ガスとして導出される。また、再生ガス経路４３が分岐する位置の下流側に保圧弁５６を設けているので、第１合流経路４１から再生ガス経路４３に分流する再生ガスの圧力を確保することができる。
【００２１】
再生ガス経路４３に分流した再生ガスは、加熱弁４５Ｖが開弁状態であることから、加熱器４４を通り、電気ヒータなどの加熱手段によってあらかじめ設定された温度に、例えば２１０℃に加熱される。加熱された再生ガスは、開弁状態の第３上部弁２５Ｖを通り、第３上部経路２５から再生工程を行っている第２吸着塔２０の上部側に導入される。第２吸着塔２０に導入された再生ガスは、第２吸着塔２０に充填されている吸着剤を加熱することによって吸着剤から水分を脱離させ、脱離した水分を同伴して第２吸着塔２０の下部側に流れ、開弁状態の第２下部弁２２Ｖを通り、第２下部経路２２から再生処理ガスとして気液分離器５５に導入される。
【００２２】
気液分離器５５では、第２吸着塔２０及び第２下部経路２２を流れる再生処理ガスの温度低下に伴って凝縮した液体の水が再生処理ガスから分離され、分離した水は、ドレン５５ａから外部に排出される。液体の水を分離した脱水処理ガスは、開弁状態になっている第２下部弁３２Ｖを通り、第２下部経路３２を流れ、第１下部経路３１からの第２原料ガスと合流して第２吸着工程を行っている第３吸着塔３０に導入される。
【００２３】
第３吸着塔３０に導入された第２原料ガス及び脱水処理ガスは、第３吸着塔３０内に充填されている吸着剤に両ガス中の水分を吸着させる吸着処理が行われ、第２吸着処理ガスとなり、開弁状態の第２上部弁３４Ｖを通り、第２上部経路３４に導出される。第２上部経路３４に導出された第２吸着処理ガスは、他の吸着塔の第２上部経路と合流した第２合流経路４２を流れ、保圧弁５６の２次側（下流側）で乾燥ガス導出経路５４に合流し、製品乾燥ガスとして導出される。
【００２４】
あらかじめ設定された加熱段階が終了すると、再生ガス経路４３の加熱弁４５Ｖが閉じるとともに冷却弁４６Ｖが開き、非加熱状態の再生ガスがバイパス経路４６を流れて第３上部弁２５Ｖを通り、第３上部経路２５から第２吸着塔２０の上部側に導入され、充填されている吸着剤を冷却する冷却段階が行われる。吸着剤冷却後の再生処理ガスは、第２下部経路２２から気液分離器５５に導入され、液体の水を分離した脱水処理ガスとなる。脱水処理ガスは、第２下部経路３２から第３吸着塔３０に導入されて第２原料ガスと共に水分吸着処理が行われ、前記同様の第２吸着処理ガスとなり、第２上部経路３４から第２合流経路４２を流れ、乾燥ガス導出経路５４に合流して製品乾燥ガスとなる。
【００２５】
図３は、第１サイクルから第２サイクルに切り換わった状態を示すもので、第１吸着塔１０が第２吸着工程、第２吸着塔２０が第１吸着工程、第３吸着塔３０が再生工程をそれぞれ行っている。この第２サイクルでは、第１吸着塔１０の第１下部弁１１Ｖ、第２下部弁１２Ｖ及び第２上部弁１４Ｖ、第２吸着塔２０の第１下部弁２１Ｖ及び第１上部弁２３Ｖ、第３吸着塔３０の第２下部弁３２Ｖ及び第３上部弁３５Ｖが開弁状態となっている。
【００２６】
原料ガスの一部の第１原料ガスは、原料ガス導入経路５１から第１下部弁２１Ｖを通り、第１吸着工程を行っている第２吸着塔２０に導入され、原料ガスの残部の第２原料ガスは、第１下部弁１１Ｖを通り、第２吸着工程を行っている第１吸着塔１０に導入される。
【００２７】
第２吸着塔２０に導入された第１原料ガスは、該第１原料ガス中の水分を吸着剤に吸着させる吸着処理が行われて第１吸着処理ガスとなり、第１上部弁２３Ｖを通り、第１合流経路４１を流れて一部が再生ガス経路４３に再生ガスとして分流した後、残部が保圧弁５６を通過して乾燥ガス導出経路５４に製品乾燥ガスとして導出される。
【００２８】
再生ガス経路４３に分流した再生ガスは、加熱器４４を通って加熱された後、第３上部弁３５Ｖを通り、再生工程を行っている第３吸着塔３０に導入される。第３吸着塔３０に導入されて吸着剤を加熱し、脱離した水分を同伴した再生処理ガスは、第２下部弁３２Ｖを通って気液分離器５５に導入される。
【００２９】
気液分離器５５では、再生処理ガスに同伴された液体の水が分離されてドレン５５ａから排出され、液体の水を分離した脱水処理ガスは、第２下部弁１２Ｖを通り、第１下部弁１１Ｖからの第２原料ガスと合流して第２吸着工程を行っている第１吸着塔１０に導入される。
【００３０】
第１吸着塔１０に導入された第２原料ガス及び脱水処理ガスは、両ガス中の水分を吸着剤に吸着させて第２吸着処理ガスとなり、第２上部弁１４Ｖを通り、第２合流経路４２を流れて乾燥ガス導出経路５４に合流し、製品乾燥ガスとして導出される。
【００３１】
また、再生ガス経路４３では、加熱段階が終了すると加熱弁４５Ｖが閉じるとともに冷却弁４６Ｖが開き、非加熱状態の再生ガスが第３上部弁３５Ｖを通って第３吸着塔３０に導入され、充填されている吸着剤を冷却する冷却段階が行われる。
【００３２】
図４は、第２サイクルから第３サイクルに切り換わった状態を示すもので、第１吸着塔１０が再生工程、第２吸着塔２０が第２吸着工程、第３吸着塔３０が第１吸着工程をそれぞれ行っている。この第３サイクルでは、第１吸着塔１０の第１下部弁１１Ｖ、第２下部弁１２Ｖ及び第２上部弁１４Ｖ、第２吸着塔２０の第１下部弁２１Ｖ及び第１上部弁２３Ｖ、第３吸着塔３０の第２下部弁３２Ｖ及び第３上部弁３５Ｖが開弁状態となっている。
【００３３】
第１原料ガスは、原料ガス導入経路５１から第１下部弁３１Ｖを通り、第１吸着工程を行っている第３吸着塔３０に導入され、第２原料ガスは、第１下部弁２１Ｖを通り、第２吸着工程を行っている第２吸着塔２０に導入される。
【００３４】
第３吸着塔３０に導入された第１原料ガスは、該第１原料ガス中の水分を吸着剤に吸着させる吸着処理が行われて第１吸着処理ガスとなり、第１上部弁３３Ｖを通り、第１合流経路４１を流れて一部が再生ガス経路４３に再生ガスとして分流した後、残部が保圧弁５６を通過して乾燥ガス導出経路５４に製品乾燥ガスとして導出される。
【００３５】
再生ガス経路４３に分流した再生ガスは、加熱器４４を通って加熱された後、第３上部弁１５Ｖを通り、再生工程を行っている第１吸着塔１０に導入される。第１吸着塔１０に導入されて吸着剤を加熱し、脱離した水分を同伴した再生処理ガスは、第２下部弁１２Ｖを通って気液分離器５５に導入される。
【００３６】
気液分離器５５でドレン５５ａから水を排出した脱水処理ガスは、第２下部弁２２Ｖを通り、第１下部弁２１Ｖからの第２原料ガスと合流して第２吸着工程を行っている第２吸着塔２０に導入される。
【００３７】
第２吸着塔２０に導入された第２原料ガス及び脱水処理ガスは、両ガス中の水分を吸着剤に吸着させて第２吸着処理ガスとなり、第２上部弁２４Ｖを通り、第２合流経路４２を流れて乾燥ガス導出経路５４に合流し、製品乾燥ガスとして導出される。
【００３８】
また、再生ガス経路４３では、加熱段階が終了すると加熱弁４５Ｖが閉じるとともに冷却弁４６Ｖが開き、非加熱状態の再生ガスが第３上部弁１５Ｖを通って第１吸着塔１０に導入され、充填されている吸着剤を冷却する冷却段階が行われる。
【００３９】
図４に示す第３サイクルを終了すると、図２に示す第１サイクルに戻り、第１サイクル、第２サイクル、第３サイクルを順に繰り返す。これにより、乾燥ガス導出経路５４から製品乾燥ガスを連続して得ることができる。通常、各サイクルの切り換えや再生工程における加熱と冷却との切り換えは、あらかじめ設定した切換時間に基づいて行われる。
【００４０】
また、各サイクルにおいて、再生工程を行っている吸着塔から導出した再生処理ガスに同伴されている液体の水を気液分離器５５で分離排出し、液体の水を分離した後の脱水処理ガスを第２吸着工程を行っている吸着塔に導入して水分を吸着除去し、再生に使用したガスも製品乾燥ガスとして得ることにより、従来のように再生処理ガスを外部に排出することがなくなるので、導入した原料ガスの略全量を製品乾燥ガスとして得ることができ、収率を大幅に向上させることができる。
【００４１】
図５は、本発明の除湿装置の第２形態例を示す系統図である。以下の説明において、前記第１形態例に示した除湿装置の主要な構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００４２】
本形態例に示す除湿装置は、再生工程中の吸着塔から第２下部経路１２，２２，３２を通って導出した再生処理ガスを、空冷方式や水冷方式の冷却器６１で冷却した後、前記第１形態例と同様の気液分離器６２に導入して液体の水をドレン６２ａに分離した後、該気液分離器６２と各吸着塔１０，２０，３０の下部側とを第３下部弁１６Ｖ，２６Ｖ，３６Ｖを介してそれぞれ接続する第３下部経路１６，２６，３６を通して第２吸着工程を行っている吸着塔の下部に導入するようにしている。
【００４３】
また、再生ガス経路４３においては、加熱器４４をオンオフ制御することによって加熱段階と冷却段階とに対応するように形成し、加熱弁４５Ｖ、バイパス経路４６、冷却弁４６Ｖを省略している。
【００４４】
本形態例に示す除湿装置においても、前記同様の第１サイクル、第２サイクル、第３サイクルを順に繰り返すことにより、原料ガス導入経路５１から導入した原料ガスの略全量を乾燥ガス導出経路５４から乾燥ガスとして得ることができる。
【００４５】
このように、３基の吸着塔を使用し、原料ガスの一部を処理する第１吸着工程から導出した第１吸着処理ガスの一部を再生ガスとし、この再生ガス（再生処理ガス）を原料ガスの残部と合流させて第２吸着工程で処理することにより、前述のように原料ガスの略全量を製品の乾燥ガスとして得られるだけでなく、第１吸着工程の処理ガス量と第２吸着工程の処理ガス量とを同量にすることが可能となり、吸着剤を効率よく利用でき、吸着剤の必要量も少なくすることができる。
【００４６】
例えば、原料ガスの量を１２０００Ｎｍ３／ｈ（Ｎｍ３は、０℃、１気圧に換算した体積［ｍ３］）とし、再生ガスの量を３０００Ｎｍ３／ｈとした場合、第１吸着工程に導入する第１原料ガスの量を７５００Ｎｍ３／ｈ、第２吸着工程に導入する第２原料ガスの量を４５００Ｎｍ３／ｈに設定することにより、第２吸着工程では、脱水処理ガスの３０００Ｎｍ３／ｈを加えて処理量が７５００Ｎｍ３／ｈになるので、第１吸着工程、第２吸着工程の処理量を同一にすることができ、吸着剤の利用効率の向上や吸着塔の小型化を図ることができる。製品となる乾燥ガスは、再生ガスを差し引いた第１吸着処理ガスの４５００Ｎｍ３／ｈと、第２吸着処理ガスの７５００Ｎｍ３／ｈとの合計の１２０００Ｎｍ３／ｈとなる。
【００４７】
一方、第２吸着工程で脱水処理ガスのみを処理する場合、第１吸着工程の処理量が１２０００Ｎｍ３／ｈに対して、第２吸着工程の処理量が３０００Ｎｍ３／ｈとなることから、各吸着塔は、第１吸着工程で１２０００Ｎｍ３／ｈの原料ガスを処理可能な仕様で製作する必要があり、吸着塔の大型化、吸着剤使用量の増大を招くことになる。また、３０００Ｎｍ３／ｈの再生処理ガスを第２吸着工程で処理せずに外部に排出した場合は、製品乾燥ガスの量が９０００Ｎｍ３／ｈとなり、収率が低下することになる。
【００４８】
なお、原料ガスの種類は任意であり、単一成分ガスであってもよく、空気などの混合ガスであってもよい。また、各吸着塔及び各経路における流量や圧力、温度、吸着剤の充填量、各工程の切換時間といった各種設定は、原料ガスの種類や含有水分量、乾燥ガスの必要量などの条件に応じて適宜設定することが可能であり、特に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００４９】
１０…第１吸着塔、１１…第１下部経路、１１Ｖ…第１下部弁、１２…第２下部経路、１２Ｖ…第２下部弁、１３…第１上部経路、１３Ｖ…第１上部弁、１４…第２上部経路、１４Ｖ…第３上部弁、１５…第３上部経路、１５Ｖ…第３上部弁、１６…第３下部経路、１６Ｖ…第３下部弁、２０…第２吸着塔、２１…第１下部経路、２１Ｖ…第１下部弁、２２…第２下部経路、２２Ｖ…第２下部弁、２３…第１上部経路、２３Ｖ…第１上部弁、２４…第２上部経路、２４Ｖ…第３上部弁、２５…第３上部経路、２５Ｖ…第３上部弁、２６…第３下部経路、２６Ｖ…第３下部弁、３０…第３吸着塔、３１…第１下部経路、３１Ｖ…第１下部弁、３２…第２下部経路、３２Ｖ…第２下部弁、３３…第１上部経路、３３Ｖ…第１上部弁、３４…第２上部経路、３４Ｖ…第３上部弁、３５…第３上部経路、３５Ｖ…第３上部弁、３６…第３下部経路、３６Ｖ…第３下部弁、４１…第１合流経路、４２…第２合流経路、４３…再生ガス経路、４４…加熱器、４５…加熱経路、４５Ｖ…加熱弁、４６…バイパス経路、４６Ｖ…冷却弁、５１…原料ガス導入経路、５２…圧縮機、５３…アフタークーラ、５４…乾燥ガス導出経路、５５…気液分離器、５５ａ…ドレン、５６…保圧弁、６１…冷却器、６２…気液分離器、６２ａ…ドレン 
【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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