JPH0465302A - 圧力スイング式水素精製方法 - Google Patents
圧力スイング式水素精製方法Info
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- JPH0465302A JPH0465302A JP2177528A JP17752890A JPH0465302A JP H0465302 A JPH0465302 A JP H0465302A JP 2177528 A JP2177528 A JP 2177528A JP 17752890 A JP17752890 A JP 17752890A JP H0465302 A JPH0465302 A JP H0465302A
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- adsorption
- adsorption stage
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- Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
- Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
- Y02C20/40—Capture or disposal of greenhouse gases of CO2
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/151—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions, e.g. CO2
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- Separation Of Gases By Adsorption (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野〕
アンモニアプラント、都市ガスプラント、水素製造プラ
ント等の水原気改質炉による水茎気改質ガス又はコーク
ス炉オブガス等の水素ガスとこれに随伴するｃｏ、 ｃ
ｏ２等よりなるガスからの圧力スイング式水素精製方法
に間する。
ント等の水原気改質炉による水茎気改質ガス又はコーク
ス炉オブガス等の水素ガスとこれに随伴するｃｏ、 ｃ
ｏ２等よりなるガスからの圧力スイング式水素精製方法
に間する。
コークス炉、石油精製プラントオフガス、天然ガス、液
化石油ガス、ナフサ原料とする水蕉気改質炉等ではＨ２
，Ｃｏ、 Ｃｏ、、 Ｈ２Ｏ等を主成分とするガスを生
成する。この混合ガスからのＨ２の選択的な濃縮は、Ｈ
２の広範な用途を考えると極めて有意義かつ重要である
。
化石油ガス、ナフサ原料とする水蕉気改質炉等ではＨ２
，Ｃｏ、 Ｃｏ、、 Ｈ２Ｏ等を主成分とするガスを生
成する。この混合ガスからのＨ２の選択的な濃縮は、Ｈ
２の広範な用途を考えると極めて有意義かつ重要である
。
Ｈ７は従来高級炭化水素に触媒の共存条件下で接触させ
て低級化する水添反応に用いられる他、メタノール合成
、アンモニア合成等化学工業上の基礎！１１７１質とし
て広く用いられている。
て低級化する水添反応に用いられる他、メタノール合成
、アンモニア合成等化学工業上の基礎！１１７１質とし
て広く用いられている。
他の用途としてはＨ２の０２との燃焼反応により瞬時に
多量のエネルギーを生成するために、燃料電池、水素エ
ンジン等ロケット燃料との燃料としてン王目されている
。
多量のエネルギーを生成するために、燃料電池、水素エ
ンジン等ロケット燃料との燃料としてン王目されている
。
従来のＨ２の精製の代表的な方法の概要を述べると装置
は３塔又は４塔又はそれ以上の吸着塔、開閉弁、流量制
御弁から構成される。
は３塔又は４塔又はそれ以上の吸着塔、開閉弁、流量制
御弁から構成される。
この装置に於いてｌ塔に供給されたｆ（ｚ、 ＣＯ，Ｃ
０ｚＨ２０等を主成分とする高圧の混合ガスは、人口側
より逐次）１２０． ＣＯ２，Ｃｏの強吸着成分から難
吸着成分の順に吸着される。
０ｚＨ２０等を主成分とする高圧の混合ガスは、人口側
より逐次）１２０． ＣＯ２，Ｃｏの強吸着成分から難
吸着成分の順に吸着される。
吸着塔入口付近に通常アルミナ、活性炭等の強吸着成分
の吸着に適した吸着剤を配し、後流には弱吸着成分用に
ゼオライト系吸着剤を配する。
の吸着に適した吸着剤を配し、後流には弱吸着成分用に
ゼオライト系吸着剤を配する。
Ｈ２は殆どの吸着剤に対して唆着能を示さないため、出
口からの高圧のまま流通する。この工程を続けると塔出
口からＨ２以外のガスが流通を始めるため、その前に原
料ガスの供給を終了する。（吸着工程終了） この詩仙の塔では塔内圧は大気圧に迄陣圧し後述する要
領で既に吸着剤は再生されている。（再生工程終了） 吸着工程終了時の塔にはまだ多量のＨ２が残存している
ため、再生工程終了時の塔を後方で結ふと高圧の塔から
はＨ２が流出して低圧の塔に回収され、互いの塔の圧力
は等しくなる。（塔間均圧工程）この後、更に塔の前方
を開放して向流に減圧すると吸着塔内圧力は低下し、吸
着されたＣｏ、 Ｃ０２Ｈ，Ｏ等は吸着剤から離脱し系
外に放出される。
口からの高圧のまま流通する。この工程を続けると塔出
口からＨ２以外のガスが流通を始めるため、その前に原
料ガスの供給を終了する。（吸着工程終了） この詩仙の塔では塔内圧は大気圧に迄陣圧し後述する要
領で既に吸着剤は再生されている。（再生工程終了） 吸着工程終了時の塔にはまだ多量のＨ２が残存している
ため、再生工程終了時の塔を後方で結ふと高圧の塔から
はＨ２が流出して低圧の塔に回収され、互いの塔の圧力
は等しくなる。（塔間均圧工程）この後、更に塔の前方
を開放して向流に減圧すると吸着塔内圧力は低下し、吸
着されたＣｏ、 Ｃ０２Ｈ，Ｏ等は吸着剤から離脱し系
外に放出される。
（減圧工程）
この工程のみでは不充分なため、大気圧条件下製品Ｈ２
の一部を向流に流すと吸着剤からは更に徹底して被吸着
ガスが離脱して再生される。（製品Ｈつパージ） 複数の塔において同様の操作を周期をずらして行なうこ
とによって、連続的にＨ２を回収することができる。
の一部を向流に流すと吸着剤からは更に徹底して被吸着
ガスが離脱して再生される。（製品Ｈつパージ） 複数の塔において同様の操作を周期をずらして行なうこ
とによって、連続的にＨ２を回収することができる。
上記の水素の精製方法では、−船釣には、■ 塔数を多
くして塔間均圧を行なう程、）＋２回収率は上昇するが
、単位吸着剤、単位時間当りのＨ２精製量は低下する。
くして塔間均圧を行なう程、）＋２回収率は上昇するが
、単位吸着剤、単位時間当りのＨ２精製量は低下する。
■ 高圧吸着、大気圧再生であるために、圧力が低下す
ると製品Ｈ２バージ用のＨ２の確保が困難となり、吸着
圧力は１０ａｔｍ以上が望ましい。
ると製品Ｈ２バージ用のＨ２の確保が困難となり、吸着
圧力は１０ａｔｍ以上が望ましい。
と言われている。
このため、塔間均圧を主体とする製品ｌＩ２の回収率の
向上に工夫が凝らされているが、Ｈ２の回収率は８５％
が最高である。
向上に工夫が凝らされているが、Ｈ２の回収率は８５％
が最高である。
８２４度については容易に高純度のＨ２が得られ最高到
達濃度は９９．９９９％に達する。
達濃度は９９．９９９％に達する。
（発明が解決しようとする１題）
上記の従来の方法では、未吸着水素の回収のために染着
終了後の高圧塔と減圧再生終了後の低圧塔の間で逐次塔
間均圧を行なう方法が取られている。この方法では、電
力等のユーティリティを使用せずに水素回収を計ること
となるが、以下の欠点を有する。
終了後の高圧塔と減圧再生終了後の低圧塔の間で逐次塔
間均圧を行なう方法が取られている。この方法では、電
力等のユーティリティを使用せずに水素回収を計ること
となるが、以下の欠点を有する。
■ 水素の高回収率を計るためには塔数の増加と多段に
亘る塔間均圧操作が必要である。このため、複雑なソー
ケンスと多数のバルブが必要である。
亘る塔間均圧操作が必要である。このため、複雑なソー
ケンスと多数のバルブが必要である。
■ 水素の高回収率を計るために↓よ多段の塔間均圧操
作が必要であるので吸着圧力を高く設定する必要がある
。
作が必要であるので吸着圧力を高く設定する必要がある
。
水蒸気改質装置からの水素精製する例として、ソフト反
応器後流の水素７０νｏ１％ＣＯｚ ２５ｖｏ１％。
応器後流の水素７０νｏ１％ＣＯｚ ２５ｖｏ１％。
ＣＯ５ν０１％のガスから９９．９ｖｏ１％の水素を精
製する場合を挙げると、圧力２Ｑａｔｍ ４塔式吸着塔
で水素回収率７０％、■００塔で８５％といわれ、また
ＩＯａ Ｌｍの４塔弐では水素回収率は６０％を下潮る
。
製する場合を挙げると、圧力２Ｑａｔｍ ４塔式吸着塔
で水素回収率７０％、■００塔で８５％といわれ、また
ＩＯａ Ｌｍの４塔弐では水素回収率は６０％を下潮る
。
この水素回収率の低下の原因は、第一にＣＯ以下の弱吸
着成分の吸着帯（吸着されるゾーン）が長いために、吸
着剤間及び吸着剤内部の空隙に高純度の水素が残留し、
これが回収されないことに起因する。
着成分の吸着帯（吸着されるゾーン）が長いために、吸
着剤間及び吸着剤内部の空隙に高純度の水素が残留し、
これが回収されないことに起因する。
本発明は、以上の従来の圧力スイング式水素精製方法の
欠点を解消しようとするものである。
欠点を解消しようとするものである。
本発明は、加圧下で水素とこれに随伴するＣＯＣＯ２等
よりなる原料ガス中の水素に随伴する成分を吸着剤によ
って吸着して高純度水素を精製し、減圧下で吸着成分を
離脱させて吸着剤を再生する系を複数個備え、各県にお
いて上記吸着及び離脱を交互に繰り返す圧力スイング式
水素精製方法において、ＣＯ２以上の強吸着成分を吸着
する吸着剤を充填した第一の吸着段に、次いでＣＯ以下
の弱吸着成分を吸着する吸着剤を充填した第二の吸着段
に加圧された原料ガスを導入し、原料ガス中から先づ上
記第一の吸着段においてＣＯ□以上の強吸着成分を吸着
し、次いで上記第二の吸着段でＣＯ以下の弱吸着成分を
吸着して高純度の水素を得た後、上記第一の吸着段で吸
着された強吸着成分を減圧下で離脱して系外に放出する
と共に、上記第二の吸着段で吸着された弱吸着成分を減
圧下で離脱した後同第二の吸着段に残存する水素と共に
シフトコンバータに導入してＣＯとＨ，Ｏを反応させて
水素を発生させた上更に上記吸着段へ導入して再精製す
ることを特徴とする。
よりなる原料ガス中の水素に随伴する成分を吸着剤によ
って吸着して高純度水素を精製し、減圧下で吸着成分を
離脱させて吸着剤を再生する系を複数個備え、各県にお
いて上記吸着及び離脱を交互に繰り返す圧力スイング式
水素精製方法において、ＣＯ２以上の強吸着成分を吸着
する吸着剤を充填した第一の吸着段に、次いでＣＯ以下
の弱吸着成分を吸着する吸着剤を充填した第二の吸着段
に加圧された原料ガスを導入し、原料ガス中から先づ上
記第一の吸着段においてＣＯ□以上の強吸着成分を吸着
し、次いで上記第二の吸着段でＣＯ以下の弱吸着成分を
吸着して高純度の水素を得た後、上記第一の吸着段で吸
着された強吸着成分を減圧下で離脱して系外に放出する
と共に、上記第二の吸着段で吸着された弱吸着成分を減
圧下で離脱した後同第二の吸着段に残存する水素と共に
シフトコンバータに導入してＣＯとＨ，Ｏを反応させて
水素を発生させた上更に上記吸着段へ導入して再精製す
ることを特徴とする。
［作用］
本発明では、原料ガス中のｃｏ、、 ｃｏ等は、それぞ
れ吸着塔内の第−吸着段及び第二吸着段において吸着さ
れ、高純度の水素が第一、第二の吸着段を３Ｍ過して回
収され、これが複数の系で順次行なわれて連続的に水素
の回収が行なわれる。
れ吸着塔内の第−吸着段及び第二吸着段において吸着さ
れ、高純度の水素が第一、第二の吸着段を３Ｍ過して回
収され、これが複数の系で順次行なわれて連続的に水素
の回収が行なわれる。
各県の吸着段について見ると、以上の吸着工程が終了す
ると、ＣＯ２以上の強吸着成分を吸着した吸着剤が充填
された第一の吸着段は減圧されて、上記強吸着成分は吸
着剤から離脱されて吸着剤の再生が行なわれ、吸着剤か
ら離脱されたＣＯ２以上の強吸着成分は系外に排出され
る。
ると、ＣＯ２以上の強吸着成分を吸着した吸着剤が充填
された第一の吸着段は減圧されて、上記強吸着成分は吸
着剤から離脱されて吸着剤の再生が行なわれ、吸着剤か
ら離脱されたＣＯ２以上の強吸着成分は系外に排出され
る。
一方、ＣＯよりも弱吸着成分を吸着する第二の吸着段は
、吸着工程が終了した段階で吸着剤には弱吸着成分が吸
着され空隙には高純度の水素が高圧で残留している。こ
の第二の吸着段が減圧され、吸着剤からＣＯ以下の弱吸
着分が離脱され、同吸着剤が再生される。また、吸着さ
れたＣＯ及びＣＯより弱い吸着力をもつ成分は吸着剤よ
り離脱されて、残存する水素と共にソフトコンバータに
導入され、同シフトコンバータにおいてＣＯはソフト反
応によりＣＯ＋Ｉ□０−ｔ（２＋ ＣＯ□として水素に
転換されて原料ガスと合流して再び上記第−及び第二吸
着段に至り水素が精製される。
、吸着工程が終了した段階で吸着剤には弱吸着成分が吸
着され空隙には高純度の水素が高圧で残留している。こ
の第二の吸着段が減圧され、吸着剤からＣＯ以下の弱吸
着分が離脱され、同吸着剤が再生される。また、吸着さ
れたＣＯ及びＣＯより弱い吸着力をもつ成分は吸着剤よ
り離脱されて、残存する水素と共にソフトコンバータに
導入され、同シフトコンバータにおいてＣＯはソフト反
応によりＣＯ＋Ｉ□０−ｔ（２＋ ＣＯ□として水素に
転換されて原料ガスと合流して再び上記第−及び第二吸
着段に至り水素が精製される。
このように、本発明では、第二の吸着段に残存する水素
を回収すると共に、同第二の吸着段で吸着されたＣＯを
吸着剤から離脱させた上、これによってシフトコンバー
タで水素を得ることができるために、吸着時の圧力を低
くしても水素の高回収率が実現される。
を回収すると共に、同第二の吸着段で吸着されたＣＯを
吸着剤から離脱させた上、これによってシフトコンバー
タで水素を得ることができるために、吸着時の圧力を低
くしても水素の高回収率が実現される。
第１図に高水素回収率を実現した本発明の一実施例を示
す。
す。
第１図において、水蕉気改質炉Ｉを出た乾ガス基準で水
素７０ｖｏ１％、ＣＯｚ ２０ｖｏ１％ Ｃｏ １０ｖ
ｏ１％の圧カフａｔ−の水蒸気改質ガス１０１００Ｎ／
ｈは、流路２、熱交３を経て２５０°Ｃに降温し、シフ
トコンバータ４に至る。シフトコンバータ４にはシフト
触媒５が充填されており、ＣＯ＋Ｈ，Ｏ→Ｈ２＋ＣＯ□
の反応でＣＯは５νｏ１％迄低減され、流路５、バルブ
７ａを経て、並列に配置されたＣＯｚ以上の強吸着成分
吸着段８ａ８ｂの一方の強吸着成分吸着段８ａに至る。
素７０ｖｏ１％、ＣＯｚ ２０ｖｏ１％ Ｃｏ １０ｖ
ｏ１％の圧カフａｔ−の水蒸気改質ガス１０１００Ｎ／
ｈは、流路２、熱交３を経て２５０°Ｃに降温し、シフ
トコンバータ４に至る。シフトコンバータ４にはシフト
触媒５が充填されており、ＣＯ＋Ｈ，Ｏ→Ｈ２＋ＣＯ□
の反応でＣＯは５νｏ１％迄低減され、流路５、バルブ
７ａを経て、並列に配置されたＣＯｚ以上の強吸着成分
吸着段８ａ８ｂの一方の強吸着成分吸着段８ａに至る。
強吸着成分吸着段８ａは前方には水分吸着用にアルミナ
９が後方にはＣＯ□吸着剤として（Ｎａ−Ｘ）１０が充
填されており、水分、ＣＯ□等の強吸着成分が吸着除去
されてバルブｌｌａを経て、後流側のＣＯ以下の弱吸着
成分吸着段１２ａに至る。弱吸着成分吸着段１２ａには
ｃ。
９が後方にはＣＯ□吸着剤として（Ｎａ−Ｘ）１０が充
填されており、水分、ＣＯ□等の強吸着成分が吸着除去
されてバルブｌｌａを経て、後流側のＣＯ以下の弱吸着
成分吸着段１２ａに至る。弱吸着成分吸着段１２ａには
ｃ。
吸着剤として（Ｃａ４Ｎ３が充填されＣＯ等の弱吸着成
分が吸着されて９９．９ｖｏ１％以上の高濃度水素がバ
ルブ１４ａを通して製品水素ホルダ１５に至る。この時
、それぞれ上記吸着段８ａ、 １２ａと並列に配置され
同様の吸着剤が充填された他方の強吸着成分吸着段８ｂ
、弱吸着成分吸着段１．２ｂは真空ポンプ１６により、
０．５ａ ｔｓの減圧に到達し、吸着剤が再生されてい
る。
分が吸着されて９９．９ｖｏ１％以上の高濃度水素がバ
ルブ１４ａを通して製品水素ホルダ１５に至る。この時
、それぞれ上記吸着段８ａ、 １２ａと並列に配置され
同様の吸着剤が充填された他方の強吸着成分吸着段８ｂ
、弱吸着成分吸着段１．２ｂは真空ポンプ１６により、
０．５ａ ｔｓの減圧に到達し、吸着剤が再生されてい
る。
上記吸着段８ｂ、 １２ｂの再生が終了すると、１ｌａ
１７ａ、 １７ｂ、 ｌｌｂを開きその他のバルブを閉
しると、吸着段１２ａの後方に残留する水素が低圧の吸
着段１２ｂに回収され、吸着の終了した７ａｔｍの吸着
段８８１２ａは３．７５ａｔｍに降圧し、一方再生が終
了した０５ａｔｍの吸着段８ｂ、 １２ｂは３．７５
ａｔｍへと昇圧し吸着段間の圧力は等しくなる。
１７ａ、 １７ｂ、 ｌｌｂを開きその他のバルブを閉
しると、吸着段１２ａの後方に残留する水素が低圧の吸
着段１２ｂに回収され、吸着の終了した７ａｔｍの吸着
段８８１２ａは３．７５ａｔｍに降圧し、一方再生が終
了した０５ａｔｍの吸着段８ｂ、 １２ｂは３．７５
ａｔｍへと昇圧し吸着段間の圧力は等しくなる。
３．７５ａｔｍに降圧した吸着段に着目すると、強吸着
成分吸着段８ａでは先づバルブ１８ａ、 １９を開いて
大気圧上降圧し大気圧以下ではバルブ１９を閉して真空
ポンプＩ６で系外にＣ０２等の強吸着成分が脱着される
。一方弱吸着成分段１２ａではバルブ２０ａを開いて再
循環圧縮機２１にて吸着剤から離脱したＣＯと吸着段１
２ａに残存する水素を主成分とするガスが流路２２から
シフトコンバータ４の上流に再循環される。弱吸着成分
段１２ａの圧力が大気圧になるとバルブ２０ａを閉して
バルブｌｌａを開き残るガスは、強吸着成分段８ａと同
様に真空排気される。
成分吸着段８ａでは先づバルブ１８ａ、 １９を開いて
大気圧上降圧し大気圧以下ではバルブ１９を閉して真空
ポンプＩ６で系外にＣ０２等の強吸着成分が脱着される
。一方弱吸着成分段１２ａではバルブ２０ａを開いて再
循環圧縮機２１にて吸着剤から離脱したＣＯと吸着段１
２ａに残存する水素を主成分とするガスが流路２２から
シフトコンバータ４の上流に再循環される。弱吸着成分
段１２ａの圧力が大気圧になるとバルブ２０ａを閉して
バルブｌｌａを開き残るガスは、強吸着成分段８ａと同
様に真空排気される。
この後は、並列に配置された咬着段８ａ、 １２ａ８ｂ
、 １２ｂを入れ換えて同様な操作を行なう。
、 １２ｂを入れ換えて同様な操作を行なう。
なお、上記吸着工程において、３．７５ａｔ閘から７ａ
ｔｍへ昇圧する場合には、バルブ２３．１７ａを開い
て製品水素をホルダ１５から、向流に流して昇圧し水蒸
気改質炉ｌに吸着段の圧力変動が伝わらないようＱご配
慮がなされている。
ｔｍへ昇圧する場合には、バルブ２３．１７ａを開い
て製品水素をホルダ１５から、向流に流して昇圧し水蒸
気改質炉ｌに吸着段の圧力変動が伝わらないようＱご配
慮がなされている。
上記の製品水素ホルダ１５に至った９９．９ν０１％の
高純度水素は流路２４から高圧のまま取り出される。
高純度水素は流路２４から高圧のまま取り出される。
真空ポンプ１６から放出されたＣＯ２等の強吸着成分は
流路２５から水蒸気改質炉ｌの燃料として供給される。
流路２５から水蒸気改質炉ｌの燃料として供給される。
また、流路２２から供給されるＣＯ及び水素の高圧の弱
吸着成分はシフトコンバータ４で原料ガスと合流して上
述の水素精製が実施される。
吸着成分はシフトコンバータ４で原料ガスと合流して上
述の水素精製が実施される。
以上説明したように、本実施例では、弱吸着成分を吸収
する吸着段１２ａ、 １２ｂから吸着されたＣＯが同吸
着段に残存する水素と共にソフトコンバータ４へ導入さ
れ、こ＼でＣＯが反応して水素を発生させ、これらを再
び吸着段８ａ、 １２ａ； ８ｂ、 ＋２ｂへ導入する
ことによって、水素の回収率を著しく高めることができ
る。
する吸着段１２ａ、 １２ｂから吸着されたＣＯが同吸
着段に残存する水素と共にソフトコンバータ４へ導入さ
れ、こ＼でＣＯが反応して水素を発生させ、これらを再
び吸着段８ａ、 １２ａ； ８ｂ、 ＋２ｂへ導入する
ことによって、水素の回収率を著しく高めることができ
る。
発明者は第１図に示す実施例の効果を確認すべく、原料
乾ガス量１１００Ｎ’／ｈ、成分Ｈ２７０ν０１％ＣＯ
２２５ｖｏ１％、 Ｃｏ ５ｖｏ１％、圧カフａｔｍの
シフトコンバータ出口のガスを、第１図に示す水素精製
装置に導入して本発明の水素精製性能を確認した。
乾ガス量１１００Ｎ’／ｈ、成分Ｈ２７０ν０１％ＣＯ
２２５ｖｏ１％、 Ｃｏ ５ｖｏ１％、圧カフａｔｍの
シフトコンバータ出口のガスを、第１図に示す水素精製
装置に導入して本発明の水素精製性能を確認した。
第２図はこの装置の製品水素濃度９９．９ｖｏ１％での
吸着塔圧力（ａｔｍ）と製品水素回収率（ν０１％）の
関係である。実線は実施例、−点鎖線は従来法の４塔式
高圧吸着大気圧再生の水素精製性能（回収率）を示す。
吸着塔圧力（ａｔｍ）と製品水素回収率（ν０１％）の
関係である。実線は実施例、−点鎖線は従来法の４塔式
高圧吸着大気圧再生の水素精製性能（回収率）を示す。
従来法では２０ａ ｔｍで最高８５％、５ａｔｍでは４
０％を下潮るのに対し、本実施例では３ａ Ｌｍ以上で
はほぼ９５％の水素回収率を示すことが確認された。
０％を下潮るのに対し、本実施例では３ａ Ｌｍ以上で
はほぼ９５％の水素回収率を示すことが確認された。
また、第３圀は製品水素濃度９９．９ｖｏ１％での吸着
塔圧力（ａｔｍ） とｌ Ｔｏｎの吸着剤での水素精製
量の関係を示す。本実施例では８０〜２０ＯＮｍ’／ｈ
／Ｔｏｎの値を示し、従来法を３０％上廻る。これは、
本実施例では、多段の塔（吸着段）間均圧がないために
、より大きな吸着能力を保持できるためである。
塔圧力（ａｔｍ） とｌ Ｔｏｎの吸着剤での水素精製
量の関係を示す。本実施例では８０〜２０ＯＮｍ’／ｈ
／Ｔｏｎの値を示し、従来法を３０％上廻る。これは、
本実施例では、多段の塔（吸着段）間均圧がないために
、より大きな吸着能力を保持できるためである。
なお、上記実施例で示されるように、本実施例は、低圧
においても高い水素回収率を得ることができ、従って、
使用時に水素を減圧する必要がないために、耐圧強度の
低い燃料電池等に水素を供給する場合に適している。ま
た、同し理由によって、コークス炉のオフガスのように
低圧の水素含有ガスから水素を精製して回収する場合に
も適している。
においても高い水素回収率を得ることができ、従って、
使用時に水素を減圧する必要がないために、耐圧強度の
低い燃料電池等に水素を供給する場合に適している。ま
た、同し理由によって、コークス炉のオフガスのように
低圧の水素含有ガスから水素を精製して回収する場合に
も適している。
以上説明したように、本発明は、圧力スイング式水素精
！８！装置の幹糸において、ＣＯ，以上の強吸着成分を
吸着する第一の吸着段とＣＯ以下の弱吸着成分を吸着す
る第二の吸着段において吸着を行ない、これを複数の系
で順次交互に繰り返すことによって、連続的に高濃度の
水素を回収することができる。
！８！装置の幹糸において、ＣＯ，以上の強吸着成分を
吸着する第一の吸着段とＣＯ以下の弱吸着成分を吸着す
る第二の吸着段において吸着を行ない、これを複数の系
で順次交互に繰り返すことによって、連続的に高濃度の
水素を回収することができる。
また、第一の吸着段から離脱した強吸着成分であるｃｏ
、、 ８２０等は系外に放出すると共に、第二の咬着段
から離脱したＣＯと同吸着段に残存する水素をシフトコ
ンバータに導入してＣＯによって水素を発生させ、更に
これらを再び吸着段に導入することによって水素の回収
率を著しく高めることができる。
、、 ８２０等は系外に放出すると共に、第二の咬着段
から離脱したＣＯと同吸着段に残存する水素をシフトコ
ンバータに導入してＣＯによって水素を発生させ、更に
これらを再び吸着段に導入することによって水素の回収
率を著しく高めることができる。
また更に、本発明は、吸着段を低圧にしても高い水素回
収率を得ることができる。
収率を得ることができる。
第１図は本発明の一実施例の系統図、第２図は同実施例
の効果に関し圧力と製品水素回収率の関係を示すグラフ
、第３閲は同実施例の効果に関し吸着剤量と製品水素量
の関係を示すグラフである。 ■・・・水茎気改質炉、 ４・・・ソフトコンバー
タ８ａ、８ｂ・・・強吸着成分吸着段 ９・・・アルミナ １２ａ、１２ｂ・・・弱吸着成分吸着段１５・・・製品
水素ホルダ、１６・・・真空ポンプ。 ２１・・・再循環圧縮機。 第１図
の効果に関し圧力と製品水素回収率の関係を示すグラフ
、第３閲は同実施例の効果に関し吸着剤量と製品水素量
の関係を示すグラフである。 ■・・・水茎気改質炉、 ４・・・ソフトコンバー
タ８ａ、８ｂ・・・強吸着成分吸着段 ９・・・アルミナ １２ａ、１２ｂ・・・弱吸着成分吸着段１５・・・製品
水素ホルダ、１６・・・真空ポンプ。 ２１・・・再循環圧縮機。 第１図
Claims (1)
- 加圧下で水素とこれに随伴するＣＯ、ＣＯ＿２等より
なる原料ガス中の水素に随伴する成分を吸着剤によって
吸着して高純度水素を精製し、減圧下で吸着成分を離脱
させて吸着剤を再生する系を複数個有し、各系において
上記吸着及び離脱を交互に繰り返えす圧力スイング式水
素精製方法において、ＣＯ＿２以上の強吸着成分を吸着
する吸着剤を充填した第一の吸着段に、次いでＣＯ以下
の弱吸着成分を吸着する吸着剤を充填した第二の吸着段
に、加圧された原料ガスを導入し、原料ガス中から先づ
上記第一の吸着段においてＣＯ＿２以上の強吸着成分を
吸着し、次いで上記第二の吸着段でＣＯ以下の弱吸着成
分を吸着して高純度の水素を得た後、上記第一の吸着段
で吸着された強吸着成分を減圧下で離脱して系外に放出
すると共に、上記第二の吸着段で吸着された弱吸着成分
を減圧下で離脱した後同第二吸着段に残存する水素と共
にシフトコンバータに導入してＣＯとＨ＿２Ｏを反応さ
せて水素を発生させた上更に上記吸着段へ導入して再精
製することを特徴とする圧力スイング式水素精製方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2177528A JP2686349B2 (ja) | 1990-07-06 | 1990-07-06 | 圧力スイング式水素精製方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2177528A JP2686349B2 (ja) | 1990-07-06 | 1990-07-06 | 圧力スイング式水素精製方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0465302A true JPH0465302A (ja) | 1992-03-02 |
| JP2686349B2 JP2686349B2 (ja) | 1997-12-08 |
Family
ID=16032503
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2177528A Expired - Fee Related JP2686349B2 (ja) | 1990-07-06 | 1990-07-06 | 圧力スイング式水素精製方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2686349B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000001467A1 (en) * | 1998-07-07 | 2000-01-13 | Nippon Sanso Corporation | Method and apparatus for producing highly clean dry air |
| WO2000059825A1 (en) * | 1999-04-02 | 2000-10-12 | Ebara Corporation | Method and apparatus for production of hydrogen by gasification of combusible material |
| JP2005256899A (ja) * | 2004-03-10 | 2005-09-22 | Kobe Steel Ltd | 水素貯蔵及び／又は導出装置 |
| JP2018161605A (ja) * | 2017-03-24 | 2018-10-18 | 大陽日酸株式会社 | ガス精製方法及び装置 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8372375B2 (en) * | 2005-06-07 | 2013-02-12 | Kobe Steel, Ltd. | Method of producing high-purity hydrogen |
-
1990
- 1990-07-06 JP JP2177528A patent/JP2686349B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
| WO2000001467A1 (en) * | 1998-07-07 | 2000-01-13 | Nippon Sanso Corporation | Method and apparatus for producing highly clean dry air |
| WO2000059825A1 (en) * | 1999-04-02 | 2000-10-12 | Ebara Corporation | Method and apparatus for production of hydrogen by gasification of combusible material |
| JP2005256899A (ja) * | 2004-03-10 | 2005-09-22 | Kobe Steel Ltd | 水素貯蔵及び／又は導出装置 |
| JP2018161605A (ja) * | 2017-03-24 | 2018-10-18 | 大陽日酸株式会社 | ガス精製方法及び装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2686349B2 (ja) | 1997-12-08 |
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