JPH0446001A - 廃ガスからの高純度水素回収方法 - Google Patents
廃ガスからの高純度水素回収方法Info
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- JPH0446001A JPH0446001A JP2154929A JP15492990A JPH0446001A JP H0446001 A JPH0446001 A JP H0446001A JP 2154929 A JP2154929 A JP 2154929A JP 15492990 A JP15492990 A JP 15492990A JP H0446001 A JPH0446001 A JP H0446001A
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Landscapes
- Treating Waste Gases (AREA)
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
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。
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Description
【発明の詳細な説明】
の
この発明は、廃ガス、例えばコークス炉ガス、転炉ガス
等から高純度の水素ガスを回収する方法に関する。
等から高純度の水素ガスを回収する方法に関する。
従」１辺」Ｌ術
一般に、高純度の水素ガスは油脂の水添、過酸化水素の
製造、半導体の製造および有機、無機化合物の水添およ
び還元用として化学工業の多くの分野で利用されている
。
製造、半導体の製造および有機、無機化合物の水添およ
び還元用として化学工業の多くの分野で利用されている
。
一方、コークス炉、転炉等から排出される廃ガスには水
素ガス分が多量に含まれているので、仮にこの水素ガス
を経済的、効率的に回収できれば、化学工業上非常に有
益である。
素ガス分が多量に含まれているので、仮にこの水素ガス
を経済的、効率的に回収できれば、化学工業上非常に有
益である。
従来、このような廃ガスから高純度の水素ガスを回収す
る方法としては、例えば特公昭６１−８００２号公報に
記載されているようなものが提案されている。このもの
は、廃ガスを８気圧以上に昇圧する工程と、該昇圧した
廃ガスから不純物を除去する工程と、不純物が除去され
た廃ガスから酸素含有水素ガスを分離する工程と、該酸
素含有水素ガスから酸素ガスを除去する工程と、を備え
た廃ガスからの高純度水素回収方法であって、前記酸素
ガス除去工程と、鉄族金属と希土類元素の酸化物と白金
族金属とからなる三元組成系の触媒に酸素含有水素ガス
を接触させて酸素ガスと水素ガスとを反応させ気体状の
水を生成するステップと、該水を含んだ高純度水素ガス
をモレキュラーシーブに接触させ該水を選択吸着して除
去するステップと、から構成している。
る方法としては、例えば特公昭６１−８００２号公報に
記載されているようなものが提案されている。このもの
は、廃ガスを８気圧以上に昇圧する工程と、該昇圧した
廃ガスから不純物を除去する工程と、不純物が除去され
た廃ガスから酸素含有水素ガスを分離する工程と、該酸
素含有水素ガスから酸素ガスを除去する工程と、を備え
た廃ガスからの高純度水素回収方法であって、前記酸素
ガス除去工程と、鉄族金属と希土類元素の酸化物と白金
族金属とからなる三元組成系の触媒に酸素含有水素ガス
を接触させて酸素ガスと水素ガスとを反応させ気体状の
水を生成するステップと、該水を含んだ高純度水素ガス
をモレキュラーシーブに接触させ該水を選択吸着して除
去するステップと、から構成している。
が
しかしながら、このような従来の方法にあっては、酸素
を除去するために酸素ガスと水素ガスとを反応させ水を
生成するようにしているので、このような水を吸着除去
するステップが前記反応ステップの後に必要となり、こ
れにより、回収装置が大型化するとともに、設備費も高
価となり、さらに信頼性も低下するという問題点がある
。
を除去するために酸素ガスと水素ガスとを反応させ水を
生成するようにしているので、このような水を吸着除去
するステップが前記反応ステップの後に必要となり、こ
れにより、回収装置が大型化するとともに、設備費も高
価となり、さらに信頼性も低下するという問題点がある
。
この発明は、設備が小をでかつ安価であり、また信頼性
が高い廃ガスからの高純度水素回収方法を提供すること
を目的とする。
が高い廃ガスからの高純度水素回収方法を提供すること
を目的とする。
ための
このような目的は、廃ガスからの高純度水素回収方法に
おいて、酸素ガス除去工程と、担体に担持された還元状
態の鉄族金属、第ＩＩｂ族金属に酸素ガスを化学吸着さ
せることにより行うことで達成することができる。
おいて、酸素ガス除去工程と、担体に担持された還元状
態の鉄族金属、第ＩＩｂ族金属に酸素ガスを化学吸着さ
せることにより行うことで達成することができる。
１月
まず、コークス炉、転炉等からの廃ガスを８気圧以上に
昇圧した後、該外圧した廃ガスから不純物を除去する０
次いで、該廃ガスから酸素含有水素ガスを分離するが、
この分離工程も昇圧した状態で行なう０次に、酸素含有
水素ガスから酸素ガスを前述した昇圧状態下で除去する
が、この工程は、担体に担持された還元状態の鉄族金属
、第ＩＩｂ族金属に酸素ガスを化学吸着させることによ
り行なう、このように酸素ガスを化学吸着させることで
除去するようにしているので、この除去工程において水
が生成されるようなことはなく、この結果、該水の除去
のための設備が不要となる。
昇圧した後、該外圧した廃ガスから不純物を除去する０
次いで、該廃ガスから酸素含有水素ガスを分離するが、
この分離工程も昇圧した状態で行なう０次に、酸素含有
水素ガスから酸素ガスを前述した昇圧状態下で除去する
が、この工程は、担体に担持された還元状態の鉄族金属
、第ＩＩｂ族金属に酸素ガスを化学吸着させることによ
り行なう、このように酸素ガスを化学吸着させることで
除去するようにしているので、この除去工程において水
が生成されるようなことはなく、この結果、該水の除去
のための設備が不要となる。
このため、回収装置を小型化することができるとともに
、設備費を安価とすることができ、さらに信頼性を向上
させることもできる。
、設備費を安価とすることができ、さらに信頼性を向上
させることもできる。
叉ＪＬ医
以下、この発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
第１図において、 １は昇圧工程であり、この昇圧工程
１にはコークス炉、転炉等から排出された廃ガスが供給
される。ここで、この廃ガスはコークス炉等から排出さ
れた当初においては水素以外の成分が多く含まれている
ため、常温まで冷却された後、タール除去、アンモニア
回収、軽油回収、ナフタリン回収、硫化水素除去等の多
くの精製工程を経た後、前記昇圧工程１に供給される。
１にはコークス炉、転炉等から排出された廃ガスが供給
される。ここで、この廃ガスはコークス炉等から排出さ
れた当初においては水素以外の成分が多く含まれている
ため、常温まで冷却された後、タール除去、アンモニア
回収、軽油回収、ナフタリン回収、硫化水素除去等の多
くの精製工程を経た後、前記昇圧工程１に供給される。
そして、この昇圧工程１に供給された廃ガスは往復動式
圧縮機あるいは遠心圧縮機により８気圧以上に昇圧され
る。ここで、このように廃ガスを８気圧以上に加圧する
のは、後述する不純物除去工程での主に芳香族物質から
なる不純物の除去と、また、水素ガス分離工程での吸着
等と、さらに、酸素ガス除去工程での酸素ガス除去を高
能率で行なわせるためである。なお、前記昇圧圧力は８
〜１０気圧が好ましい。
圧縮機あるいは遠心圧縮機により８気圧以上に昇圧され
る。ここで、このように廃ガスを８気圧以上に加圧する
のは、後述する不純物除去工程での主に芳香族物質から
なる不純物の除去と、また、水素ガス分離工程での吸着
等と、さらに、酸素ガス除去工程での酸素ガス除去を高
能率で行なわせるためである。なお、前記昇圧圧力は８
〜１０気圧が好ましい。
このように昇圧された廃ガスは次に、不純物除去工程２
に送られる。この不純物除去工程２においては、前記廃
ガスを活性炭あるいはクレオソート油勢の吸着油に接触
させ、該廃ガス中から前記処理工程で取除くことのでき
なかった少量のＢＴＸ分、ナフタリン分、タール分等の
芳香族物質、さらには少量のダスト等の微粒子物質を除
去する。
に送られる。この不純物除去工程２においては、前記廃
ガスを活性炭あるいはクレオソート油勢の吸着油に接触
させ、該廃ガス中から前記処理工程で取除くことのでき
なかった少量のＢＴＸ分、ナフタリン分、タール分等の
芳香族物質、さらには少量のダスト等の微粒子物質を除
去する。
なお、この不純物除去は前記昇圧された圧力、即ち８気
圧以上で効率良く行なわれる。そして、このような不純
物除去工程２を経ることにより、次の水素ガス分離工程
３におけるモレキュラーシーブの被毒や目詰まりが防止
される。
圧以上で効率良く行なわれる。そして、このような不純
物除去工程２を経ることにより、次の水素ガス分離工程
３におけるモレキュラーシーブの被毒や目詰まりが防止
される。
このように不純物が除去された廃ガスは次に、水素ガス
分離工程３へと供給されるが、この水素ガス分離工程３
に供給される時点における廃ガス中には、メタン、−酸
化炭素ガス、二酸化炭素ガスおよび微量の酸素ガス等が
含まれている。そして、この水素ガス分離工程３におい
ては公知のモレキュラーシーブ法を適用して、前記昇圧
状態下で水素ガス、酸素ガス以外のガスを吸着し、酸素
含有水素ガスを分離する。ここで、モレキュラーシーブ
法とは、処理すべき水素ガスおよびそれ以外のガス成分
を含む混合ガス中の除去すべき各成分に適した吸着剤の
混合物により水素ガス以外のガス成分を加圧下で選択吸
着除去し、高純度の水素ガスを得る方法である。なお、
この水素ガス分離工程３において、混合ガス中に ３〜
１０ ｐｐｍ程度へまれでいる酸素ガスを吸着除去する
ことも考えられるが、このようにすると、装置が極めて
大型化し設備費も膨大なものとなるので、この酸素ガス
の除去は水素ガス分離工程３では行なわず、水素ガス分
離工程３から切り離して以下説明するように水素ガス分
離工程３の直後に行なう。
分離工程３へと供給されるが、この水素ガス分離工程３
に供給される時点における廃ガス中には、メタン、−酸
化炭素ガス、二酸化炭素ガスおよび微量の酸素ガス等が
含まれている。そして、この水素ガス分離工程３におい
ては公知のモレキュラーシーブ法を適用して、前記昇圧
状態下で水素ガス、酸素ガス以外のガスを吸着し、酸素
含有水素ガスを分離する。ここで、モレキュラーシーブ
法とは、処理すべき水素ガスおよびそれ以外のガス成分
を含む混合ガス中の除去すべき各成分に適した吸着剤の
混合物により水素ガス以外のガス成分を加圧下で選択吸
着除去し、高純度の水素ガスを得る方法である。なお、
この水素ガス分離工程３において、混合ガス中に ３〜
１０ ｐｐｍ程度へまれでいる酸素ガスを吸着除去する
ことも考えられるが、このようにすると、装置が極めて
大型化し設備費も膨大なものとなるので、この酸素ガス
の除去は水素ガス分離工程３では行なわず、水素ガス分
離工程３から切り離して以下説明するように水素ガス分
離工程３の直後に行なう。
次に、酸素ガスを前述のように３〜１０ ｐｐｍ程度含
む水素ガス、即ち酸素含有水素ガスは、酸素ガス除去工
程４に供給される。この酸素ガス除去工程４を実施する
ための装置としては、例えば第２図に示すような廃ガス
を導くメインバイブ８お゛よび二のメインバイブ８の途
中に設置された吸着塔８が用いられる。そしてこの吸着
塔９内には、担体およびこの担体に担持された吸着金属
から構成される吸着剤が錠剤状に固められた状態で多数
個収納されている。ここで、前記担体としては、例えば
シリカ、アルミナ、けいそう土等が挙げられ、また、吸
着金属としては、還元状態の鉄属金属、例えば鉄、ニッ
ケルの単体、あるいは還元状態の第ｍｂ族金属、例えば
亜鉛の単体、さらにはこれら鉄属金属、第ＩＩｂ族金属
の混合物が挙げられる。
む水素ガス、即ち酸素含有水素ガスは、酸素ガス除去工
程４に供給される。この酸素ガス除去工程４を実施する
ための装置としては、例えば第２図に示すような廃ガス
を導くメインバイブ８お゛よび二のメインバイブ８の途
中に設置された吸着塔８が用いられる。そしてこの吸着
塔９内には、担体およびこの担体に担持された吸着金属
から構成される吸着剤が錠剤状に固められた状態で多数
個収納されている。ここで、前記担体としては、例えば
シリカ、アルミナ、けいそう土等が挙げられ、また、吸
着金属としては、還元状態の鉄属金属、例えば鉄、ニッ
ケルの単体、あるいは還元状態の第ｍｂ族金属、例えば
亜鉛の単体、さらにはこれら鉄属金属、第ＩＩｂ族金属
の混合物が挙げられる。
そして、常温の酸素含有水素ガスは吸着塔９内を通過す
るとき前述した吸着金属に接触するが、このとき、酸素
ガスのみが吸着金属に選択的に化学吸着されて水素ガス
中から除去され、一方、この化学吸着により吸着金属は
酸化物、例えば酸化ニッケル、酸化亜鉛となる。このよ
うにして酸素含有水素ガスから酸素ガスだけが選択吸着
され、吸着塔９から酸素ガス濃度が１ ｐｐｍ以下とな
った高純度の製品水素ガスが導出される。１２は吸着塔
９の直前のメインバイブ８に先端が接続された第１副バ
イブであり、この第１副バイブ１２の基端は昇圧工程１
の直後のバイブに接続されている。そして、この第１副
バイブ１２の途中には第１副バイブ１２内を通過する廃
ガスを加熱する再生用ヒーター１３が設置されている。
るとき前述した吸着金属に接触するが、このとき、酸素
ガスのみが吸着金属に選択的に化学吸着されて水素ガス
中から除去され、一方、この化学吸着により吸着金属は
酸化物、例えば酸化ニッケル、酸化亜鉛となる。このよ
うにして酸素含有水素ガスから酸素ガスだけが選択吸着
され、吸着塔９から酸素ガス濃度が１ ｐｐｍ以下とな
った高純度の製品水素ガスが導出される。１２は吸着塔
９の直前のメインバイブ８に先端が接続された第１副バ
イブであり、この第１副バイブ１２の基端は昇圧工程１
の直後のバイブに接続されている。そして、この第１副
バイブ１２の途中には第１副バイブ１２内を通過する廃
ガスを加熱する再生用ヒーター１３が設置されている。
また、１４は吸着塔９の直後のメインバイブ８に先端が
接続された第２副バイブであり、この第２副バイブ１４
の基端は昇圧工程１の直前のパイプに接続されている。
接続された第２副バイブであり、この第２副バイブ１４
の基端は昇圧工程１の直前のパイプに接続されている。
そして、この第２副バイブ１４の途中には第２副バイブ
１４内を通過する廃ガスを冷却する再生用クーラー１５
が設置されている。なお、１６．１７．１８．１９はバ
ルブである。そして、前述のような装置を長期間、例え
ば１年程度連続運転すると、前記吸着金属の化学吸着が
ほぼ飽和してくる。この場合には、バルブ１６．１７を
閉止した後、バルブ１８．１９を開放する。
１４内を通過する廃ガスを冷却する再生用クーラー１５
が設置されている。なお、１６．１７．１８．１９はバ
ルブである。そして、前述のような装置を長期間、例え
ば１年程度連続運転すると、前記吸着金属の化学吸着が
ほぼ飽和してくる。この場合には、バルブ１６．１７を
閉止した後、バルブ１８．１９を開放する。
この結果、再生用ヒーター１３によって加熱された廃ガ
スが吸着塔９内に供給され、吸着塔９内の酸化された吸
着金属は廃ガス中の高濃度水素ガスに接触して還元され
る。このとき、廃ガスは還元を能率良く行なわせるため
、吸着金属がニッケルの場合は１５０〜５００℃程度に
、亜鉛の場合は４００〜７００℃程度に加熱される。な
お、吸着塔９を通過した廃ガスは再生用クーラー１５に
よって常温まで冷却された後、第２副バイブ１４を通じ
て昇圧工程１の直前に戻される。ここで、従来技術にあ
っては、脱湿塔を複数基設け、ある塔によって脱湿操作
を行っているとき、他の塔の再生操作を行うよう必要が
あるが、この実施例のものでは、吸着塔９を１基設け、
年に１度程度該吸着塔９の還元作業を行うだけで製品水
素ガスを連続して回収することができ、装置がさらに小
皿化するとともに設備費も安価となる。
スが吸着塔９内に供給され、吸着塔９内の酸化された吸
着金属は廃ガス中の高濃度水素ガスに接触して還元され
る。このとき、廃ガスは還元を能率良く行なわせるため
、吸着金属がニッケルの場合は１５０〜５００℃程度に
、亜鉛の場合は４００〜７００℃程度に加熱される。な
お、吸着塔９を通過した廃ガスは再生用クーラー１５に
よって常温まで冷却された後、第２副バイブ１４を通じ
て昇圧工程１の直前に戻される。ここで、従来技術にあ
っては、脱湿塔を複数基設け、ある塔によって脱湿操作
を行っているとき、他の塔の再生操作を行うよう必要が
あるが、この実施例のものでは、吸着塔９を１基設け、
年に１度程度該吸着塔９の還元作業を行うだけで製品水
素ガスを連続して回収することができ、装置がさらに小
皿化するとともに設備費も安価となる。
ｌ豆立濫１
以上説明したように、この発明によれば、設備を小型で
かつ安価とすることができ、また信頼性を向上させるこ
ともできる。
かつ安価とすることができ、また信頼性を向上させるこ
ともできる。
第１図はこの発明の一実施例を示す全体系統図、第２図
は酸素ガス除去工程を実施する装置の一例を示す記号で
表わされた全体図である。 １・・・昇圧工程 ２・・・不純物除去工程 ３・・・水素ガス分離工程 ４・・・酸素ガス除去工程 特許出願人 コスモエンジニアリング株式会社代理人
弁理士 多 １）敏 雄 第 図 １ 昇圧工程 ２ 不純物除去工程
は酸素ガス除去工程を実施する装置の一例を示す記号で
表わされた全体図である。 １・・・昇圧工程 ２・・・不純物除去工程 ３・・・水素ガス分離工程 ４・・・酸素ガス除去工程 特許出願人 コスモエンジニアリング株式会社代理人
弁理士 多 １）敏 雄 第 図 １ 昇圧工程 ２ 不純物除去工程
Claims (2)
- （１）廃ガスを８気圧以上に昇圧する工程と、該昇圧し
た廃ガスから不純物を除去する工程と、不純物が除去さ
れた廃ガスから酸素含有水素ガスを分離する工程と、該
酸素含有水素ガスから酸素ガスを除去する工程と、を備
えた廃ガスからの高純度水素回収方法において、前記酸
素ガス除去工程を、担体に担持された還元状態の鉄族金
属に酸素ガスを化学吸着させることにより行うようにし
たことを特徴とする廃ガスからの高純度水素回収方法。 - （２）前記鉄族金属に代わりに第IIｂ族金属を用いるよ
うにした請求項１記載の廃ガスからの高純度水素回収方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2154929A JPH0446001A (ja) | 1990-06-13 | 1990-06-13 | 廃ガスからの高純度水素回収方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2154929A JPH0446001A (ja) | 1990-06-13 | 1990-06-13 | 廃ガスからの高純度水素回収方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0446001A true JPH0446001A (ja) | 1992-02-17 |
Family
ID=15595032
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2154929A Pending JPH0446001A (ja) | 1990-06-13 | 1990-06-13 | 廃ガスからの高純度水素回収方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0446001A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0781901A (ja) * | 1993-09-16 | 1995-03-28 | Taiyo Sanso Co Ltd | 気状水素化物またはそれを稀釈したガスの精製方法 |
| KR20000040628A (ko) * | 1998-12-18 | 2000-07-05 | 신현준 | 고비점탄화수소 흡착제 및 이 흡착제를 이용한 탄화수소의 연속제거방법 |
| JP2012518521A (ja) * | 2008-01-07 | 2012-08-16 | ロマックス、フランクリン・デー． | ガス流からｐａｈを吸収する装置および方法 |
-
1990
- 1990-06-13 JP JP2154929A patent/JPH0446001A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0781901A (ja) * | 1993-09-16 | 1995-03-28 | Taiyo Sanso Co Ltd | 気状水素化物またはそれを稀釈したガスの精製方法 |
| KR20000040628A (ko) * | 1998-12-18 | 2000-07-05 | 신현준 | 고비점탄화수소 흡착제 및 이 흡착제를 이용한 탄화수소의 연속제거방법 |
| JP2012518521A (ja) * | 2008-01-07 | 2012-08-16 | ロマックス、フランクリン・デー． | ガス流からｐａｈを吸収する装置および方法 |
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