JP2001335305A - Ｃｏガス／ｈ２ガス回収装置及びｃｏガス／ｈ２ガス回収方法 - Google Patents
Ｃｏガス／ｈ２ガス回収装置及びｃｏガス／ｈ２ガス回収方法Info
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- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/34—Hydrogen distribution
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- Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＣＯガスとＨ2 ガスとを含む原料ガスから高
い回収率で、しかも高純度のＣＯガスを回収するＣＯガ
ス回収装置を提供する。 【解決手段】 本ＣＯガス回収装置２０は、Ｈ2 −ＰＳ
Ａ装置２２、Ｈ2 −ＰＳＡ装置２２から流出したＣＯリ
ッチガスをＣＯガス回収工程の所定圧力まで昇圧するＣ
Ｏリッチガス圧縮装置２４、ＣＯ−ＰＳＡ装置２６、及
び、ＣＯ−ＰＳＡ装置から流出したＣＯリーンガスの一
部を原料ガスに合流させるＣＯリーンガス圧縮装置２８
とを備えている。Ｈ2 −ＰＳＡ装置は、吸着剤を充填し
た吸着塔を備え、原料ガス中の主として非Ｈ2 ガスを吸
着剤に吸着させ、原料ガスから非Ｈ 2 ガスを吸着、分離
した残りのＨ2 ガスを製品Ｈ2 ガスとして流出させると
共に、吸着剤に吸着したガスを脱着させてＣＯリッチガ
スとして流出させる。ＣＯ−ＰＳＡ装置は、ＣＯリッチ
ガスからＣＯガスを分離、回収して、製品ＣＯガスとし
て流出させると共に、残りのガスをＣＯリーンガスとし
て流出させる。
い回収率で、しかも高純度のＣＯガスを回収するＣＯガ
ス回収装置を提供する。 【解決手段】 本ＣＯガス回収装置２０は、Ｈ2 −ＰＳ
Ａ装置２２、Ｈ2 −ＰＳＡ装置２２から流出したＣＯリ
ッチガスをＣＯガス回収工程の所定圧力まで昇圧するＣ
Ｏリッチガス圧縮装置２４、ＣＯ−ＰＳＡ装置２６、及
び、ＣＯ−ＰＳＡ装置から流出したＣＯリーンガスの一
部を原料ガスに合流させるＣＯリーンガス圧縮装置２８
とを備えている。Ｈ2 −ＰＳＡ装置は、吸着剤を充填し
た吸着塔を備え、原料ガス中の主として非Ｈ2 ガスを吸
着剤に吸着させ、原料ガスから非Ｈ 2 ガスを吸着、分離
した残りのＨ2 ガスを製品Ｈ2 ガスとして流出させると
共に、吸着剤に吸着したガスを脱着させてＣＯリッチガ
スとして流出させる。ＣＯ−ＰＳＡ装置は、ＣＯリッチ
ガスからＣＯガスを分離、回収して、製品ＣＯガスとし
て流出させると共に、残りのガスをＣＯリーンガスとし
て流出させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＣＯガス及びＨ2
ガスを含む原料ガスからＣＯガス及びＨ2 ガスを回収す
るＣＯガス／Ｈ2 ガス回収装置及びＣＯガス／Ｈ2 ガス
回収方法に関し、更に詳細には、高い回収率で高純度の
ＣＯガス及びＨ2 ガスを回収するＣＯガス／Ｈ2 ガス回
収装置及びＣＯガス／Ｈ2 ガス回収方法に関するもので
ある。
ガスを含む原料ガスからＣＯガス及びＨ2 ガスを回収す
るＣＯガス／Ｈ2 ガス回収装置及びＣＯガス／Ｈ2 ガス
回収方法に関し、更に詳細には、高い回収率で高純度の
ＣＯガス及びＨ2 ガスを回収するＣＯガス／Ｈ2 ガス回
収装置及びＣＯガス／Ｈ2 ガス回収方法に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】ポリウレタン、ポリカーボネート、ホス
ゲンなどの製造用原料には、高純度でしかも低コストの
一酸化炭素ガス（ＣＯガス）が必要とされている。そこ
で、従来、石油製品を製造する際に副生する分解ガス、
石炭からコークスを製造する際に生じる分解ガス、製鉄
所の溶鉱炉から出る溶鉱炉ガス等を安価な原料ガス源と
して利用し、それら原料ガス源から供給される、ＣＯガ
ス及びＨ2ガスを主成分とし、Ｎ2 、ＣＯ2 、Ｈ2 Ｏ、
ＣＨ4 及び他の炭化水素ガス等の不純物ガスを含む混合
ガスから、ＣＯガスを分離、回収し、更に精製して製品
ＣＯガスとしてポリウレタン、ポリカーボネート、ホス
ゲンなどの製造工場に供給している。
ゲンなどの製造用原料には、高純度でしかも低コストの
一酸化炭素ガス（ＣＯガス）が必要とされている。そこ
で、従来、石油製品を製造する際に副生する分解ガス、
石炭からコークスを製造する際に生じる分解ガス、製鉄
所の溶鉱炉から出る溶鉱炉ガス等を安価な原料ガス源と
して利用し、それら原料ガス源から供給される、ＣＯガ
ス及びＨ2ガスを主成分とし、Ｎ2 、ＣＯ2 、Ｈ2 Ｏ、
ＣＨ4 及び他の炭化水素ガス等の不純物ガスを含む混合
ガスから、ＣＯガスを分離、回収し、更に精製して製品
ＣＯガスとしてポリウレタン、ポリカーボネート、ホス
ゲンなどの製造工場に供給している。
【０００３】ここで、図５を参照して、従来のＣＯガス
／Ｈ2 ガス回収装置の構成を説明する。図５は、従来の
ＣＯガス／Ｈ2 ガス回収装置の構成を示すブロック・フ
ローシートである。従来のＣＯガス／Ｈ2 ガス回収装置
１０は、図５に示すように、ＣＯガス及びＨ2 ガスを含
む原料ガスを導入し、ＰＳＡ法によってＣＯガスを吸
着、回収すると共にＨ2 ガスを含むＣＯリーンガスを流
出させる、ＣＯ−ＰＳＡ装置１２と、ＣＯ−ＰＳＡ装置
１２から流出したＨ2 ガスを含むＣＯリーンガスを所定
圧力に昇圧するＣＯリーンガス圧縮装置１４と、所定圧
力に昇圧されたＣＯリーンガスからＰＳＡ法によってＨ
2 ガスを吸着、回収すると共に不純物ガスを含むＣＯリ
ッチガスをオフガスとして分離する、Ｈ2 −ＰＳＡ装置
１６とを備えている。
／Ｈ2 ガス回収装置の構成を説明する。図５は、従来の
ＣＯガス／Ｈ2 ガス回収装置の構成を示すブロック・フ
ローシートである。従来のＣＯガス／Ｈ2 ガス回収装置
１０は、図５に示すように、ＣＯガス及びＨ2 ガスを含
む原料ガスを導入し、ＰＳＡ法によってＣＯガスを吸
着、回収すると共にＨ2 ガスを含むＣＯリーンガスを流
出させる、ＣＯ−ＰＳＡ装置１２と、ＣＯ−ＰＳＡ装置
１２から流出したＨ2 ガスを含むＣＯリーンガスを所定
圧力に昇圧するＣＯリーンガス圧縮装置１４と、所定圧
力に昇圧されたＣＯリーンガスからＰＳＡ法によってＨ
2 ガスを吸着、回収すると共に不純物ガスを含むＣＯリ
ッチガスをオフガスとして分離する、Ｈ2 −ＰＳＡ装置
１６とを備えている。
【０００４】ＰＳＡ（Pressure Swing Adsorption 、圧
力スイング吸着）法とは、所定の圧力下で、特定のガス
を吸着する吸着能を有する吸着剤を充填した吸着塔に、
その特定のガスを含む原料ガスを通過させて、特定のガ
スを吸着剤に吸着させる吸着工程と、吸着工程で吸着剤
に吸着された特定のガスを吸着工程の圧力より低い圧力
下で吸着剤から脱着させる脱着工程とを交互に繰り返す
ことにより、特定のガスを原料ガスから高純度で回収す
る方法である。
力スイング吸着）法とは、所定の圧力下で、特定のガス
を吸着する吸着能を有する吸着剤を充填した吸着塔に、
その特定のガスを含む原料ガスを通過させて、特定のガ
スを吸着剤に吸着させる吸着工程と、吸着工程で吸着剤
に吸着された特定のガスを吸着工程の圧力より低い圧力
下で吸着剤から脱着させる脱着工程とを交互に繰り返す
ことにより、特定のガスを原料ガスから高純度で回収す
る方法である。
【０００５】ＰＳＡ式ＣＯ−ＰＳＡ装置１２には、通
常、吸着剤を充填した、３塔以上の吸着塔が設けられ、
各吸着塔が、順次、原料ガスからＣＯガスを吸着する吸
着工程、ＣＯガスを脱着する脱着工程、リンス工程、及
び均圧工程等を繰り返すようになっている。ＣＯ−ＰＳ
Ａ装置１２は、ＣＯ分圧が０．１〜０．５ＭＰａとなる
入口圧力で原料ガスを導入してＣＯガスを吸着剤に吸着
させ、減圧状態で脱着して、純度の高い製品ＣＯガスと
して流出させる一方、原料ガスからＣＯガスを回収して
残った主としてＨ2 ガスを含むＣＯリーンガスを加圧下
で流出させる。
常、吸着剤を充填した、３塔以上の吸着塔が設けられ、
各吸着塔が、順次、原料ガスからＣＯガスを吸着する吸
着工程、ＣＯガスを脱着する脱着工程、リンス工程、及
び均圧工程等を繰り返すようになっている。ＣＯ−ＰＳ
Ａ装置１２は、ＣＯ分圧が０．１〜０．５ＭＰａとなる
入口圧力で原料ガスを導入してＣＯガスを吸着剤に吸着
させ、減圧状態で脱着して、純度の高い製品ＣＯガスと
して流出させる一方、原料ガスからＣＯガスを回収して
残った主としてＨ2 ガスを含むＣＯリーンガスを加圧下
で流出させる。
【０００６】Ｈ2 −ＰＳＡ装置１６には、通常、ＣＯ−
ＰＳＡ装置１２と同様に、吸着剤を充填した３塔以上の
吸着塔が設けられ、各吸着塔が、順次、Ｈ2 リッチガス
からＨ2 ガス以外のガス、つまり非Ｈ2 ガスを吸着する
吸着工程、非Ｈ2 ガスを脱着する脱着工程、リンス工程
及び均圧工程等を繰り返すようになっている。Ｈ2 −Ｐ
ＳＡ装置１６は、０．８ＭＰａＧ〜３．０ＭＰａＧ程度
の入口圧力でＣＯリーンガス（Ｈ2 リッチガス）を導入
し、Ｈ2 リッチガスから非Ｈ2 ガスを分離して残った純
度の高いＨ2 ガスを入口圧力とほぼ同じ圧力で製品Ｈ2
ガスとして流出させる一方、吸着剤に吸着させたガスを
低圧下で脱着させて、オフガスとして流出させる。
ＰＳＡ装置１２と同様に、吸着剤を充填した３塔以上の
吸着塔が設けられ、各吸着塔が、順次、Ｈ2 リッチガス
からＨ2 ガス以外のガス、つまり非Ｈ2 ガスを吸着する
吸着工程、非Ｈ2 ガスを脱着する脱着工程、リンス工程
及び均圧工程等を繰り返すようになっている。Ｈ2 −Ｐ
ＳＡ装置１６は、０．８ＭＰａＧ〜３．０ＭＰａＧ程度
の入口圧力でＣＯリーンガス（Ｈ2 リッチガス）を導入
し、Ｈ2 リッチガスから非Ｈ2 ガスを分離して残った純
度の高いＨ2 ガスを入口圧力とほぼ同じ圧力で製品Ｈ2
ガスとして流出させる一方、吸着剤に吸着させたガスを
低圧下で脱着させて、オフガスとして流出させる。
【０００７】尚、原料ガス中のＣＯガスの濃度が低いと
きには、予め非ＣＯガスを分離、除去する装置を設ける
ことがある。また、ＣＯ−ＰＳＡ装置及びＨ2 −ＰＳＡ
装置の吸着剤を損なう特定のガス或いは水蒸気が原料ガ
ス中に含まれているときには、その特定のガス或いは水
蒸気を除去する装置を設けることもある。更には、ＣＯ
ガスの原料ガス源として、前述のような分解ガス、製鉄
所副生ガスを利用できないときには、ＣＨ3 ＯＨの分解
ガスや炭化水素の水蒸気改質ガスなどのＣＯガス及びＨ
2 ガスを含む混合ガスを原料ガスとして使用することも
ある。
きには、予め非ＣＯガスを分離、除去する装置を設ける
ことがある。また、ＣＯ−ＰＳＡ装置及びＨ2 −ＰＳＡ
装置の吸着剤を損なう特定のガス或いは水蒸気が原料ガ
ス中に含まれているときには、その特定のガス或いは水
蒸気を除去する装置を設けることもある。更には、ＣＯ
ガスの原料ガス源として、前述のような分解ガス、製鉄
所副生ガスを利用できないときには、ＣＨ3 ＯＨの分解
ガスや炭化水素の水蒸気改質ガスなどのＣＯガス及びＨ
2 ガスを含む混合ガスを原料ガスとして使用することも
ある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
のＣＯガス／Ｈ2 ガス回収装置には、ＣＯガスの回収率
が低いという問題があった。例えば、ＣＨ3 ＯＨを分解
して得た、３３容量％のＣＯガスと６７容量％のＨ2 ガ
スとを含む原料ガスから回収できるＣＯガスの回収率
は、８５〜９０％であって、残りの１０〜１５％は未回
収となる。Ｈ2 ガスの回収率も、運転圧力を低くして、
エネルギー消費量を抑えた運転を行う場合は７５％程度
と低く、残りの２５％は燃料ガスの一部として低い経済
的価値で使用されている。また、ＣＯガスの高純度と高
回収率を両立させることが難しいという問題もあった。
のＣＯガス／Ｈ2 ガス回収装置には、ＣＯガスの回収率
が低いという問題があった。例えば、ＣＨ3 ＯＨを分解
して得た、３３容量％のＣＯガスと６７容量％のＨ2 ガ
スとを含む原料ガスから回収できるＣＯガスの回収率
は、８５〜９０％であって、残りの１０〜１５％は未回
収となる。Ｈ2 ガスの回収率も、運転圧力を低くして、
エネルギー消費量を抑えた運転を行う場合は７５％程度
と低く、残りの２５％は燃料ガスの一部として低い経済
的価値で使用されている。また、ＣＯガスの高純度と高
回収率を両立させることが難しいという問題もあった。
【０００９】そこで、本発明の目的は、エネルギーの消
費量を節減し、かつ、ＣＯガスとＨ 2 ガスとを含む原料
ガスから高い回収率で、しかも高純度のＣＯガスを低エ
ネルギーで回収するＣＯガス／Ｈ2 ガス回収装置及び回
収方法を提供することである。
費量を節減し、かつ、ＣＯガスとＨ 2 ガスとを含む原料
ガスから高い回収率で、しかも高純度のＣＯガスを低エ
ネルギーで回収するＣＯガス／Ｈ2 ガス回収装置及び回
収方法を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明者は、従来のＣＯ
ガス／Ｈ2 ガス回収装置で、ＣＯガスの回収率が低くな
り、結果として単位回収ＣＯガス当たりの所要エネルギ
ーが多くなる原因は、第一には、ＣＯガスの濃度が相対
的に低い原料ガスから、ＣＯガスを回収していることに
あると考え、先ず、原料ガスからＨ2 ガスを分離して得
たＣＯリッチガス、つまりＣＯガスの濃度を相対的に高
めることにより、低い圧力で同じＣＯ分圧が得られるよ
うなＣＯリッチガスからＣＯガスを回収することにより
高純度のＣＯガスを高い回収率で回収することを着想し
た。更には、ＣＯリッチガスからＣＯガスを回収した残
りのＣＯリーンガスを原料ガスに合流させて、更に、Ｃ
ＯリーンガスからもＣＯガスを回収することにより、更
に回収率を高めること考え、実験及びプロセスシュミレ
ーションを重ねて、本発明を発明するに到った。
ガス／Ｈ2 ガス回収装置で、ＣＯガスの回収率が低くな
り、結果として単位回収ＣＯガス当たりの所要エネルギ
ーが多くなる原因は、第一には、ＣＯガスの濃度が相対
的に低い原料ガスから、ＣＯガスを回収していることに
あると考え、先ず、原料ガスからＨ2 ガスを分離して得
たＣＯリッチガス、つまりＣＯガスの濃度を相対的に高
めることにより、低い圧力で同じＣＯ分圧が得られるよ
うなＣＯリッチガスからＣＯガスを回収することにより
高純度のＣＯガスを高い回収率で回収することを着想し
た。更には、ＣＯリッチガスからＣＯガスを回収した残
りのＣＯリーンガスを原料ガスに合流させて、更に、Ｃ
ＯリーンガスからもＣＯガスを回収することにより、更
に回収率を高めること考え、実験及びプロセスシュミレ
ーションを重ねて、本発明を発明するに到った。
【００１１】上記目的を達成するために、上述の知見に
基づいて、本発明に係るＣＯガス／Ｈ2 ガス回収装置
は、１０容量％以上のＣＯガス及び３０容量％以上のＨ
2 ガスを含む原料ガスからＣＯガス及びＨ2 ガスを回収
する装置であって、吸着剤を充填した吸着塔を備え、原
料ガスを吸着塔に流入させ、原料ガス中の主として非Ｈ
2 ガスを吸着剤に吸着させ、原料ガスから非Ｈ2 ガスを
吸着、分離した残りのＨ2 ガスを製品Ｈ2 ガスとして流
出させると共に、吸着剤に吸着したガスを脱着させてＣ
Ｏリッチガスとして流出させる、Ｈ2 ガス回収部と、Ｈ
2 ガス回収部から流出したＣＯリッチガスからＣＯガス
を分離、回収して、製品ＣＯガスとして流出させると共
に、ＣＯリッチガスからＣＯガスを分離した残りのガス
をＣＯリーンガスとして流出させる、ＣＯガス回収部
と、Ｈ2 ガス回収部に流入させる原料ガスに、ＣＯガス
回収部から流出したＣＯリーンガスを合流させる手段と
を備えていることを特徴としている。
基づいて、本発明に係るＣＯガス／Ｈ2 ガス回収装置
は、１０容量％以上のＣＯガス及び３０容量％以上のＨ
2 ガスを含む原料ガスからＣＯガス及びＨ2 ガスを回収
する装置であって、吸着剤を充填した吸着塔を備え、原
料ガスを吸着塔に流入させ、原料ガス中の主として非Ｈ
2 ガスを吸着剤に吸着させ、原料ガスから非Ｈ2 ガスを
吸着、分離した残りのＨ2 ガスを製品Ｈ2 ガスとして流
出させると共に、吸着剤に吸着したガスを脱着させてＣ
Ｏリッチガスとして流出させる、Ｈ2 ガス回収部と、Ｈ
2 ガス回収部から流出したＣＯリッチガスからＣＯガス
を分離、回収して、製品ＣＯガスとして流出させると共
に、ＣＯリッチガスからＣＯガスを分離した残りのガス
をＣＯリーンガスとして流出させる、ＣＯガス回収部
と、Ｈ2 ガス回収部に流入させる原料ガスに、ＣＯガス
回収部から流出したＣＯリーンガスを合流させる手段と
を備えていることを特徴としている。
【００１２】本発明の好適な実施態様では、Ｈ2 ガス回
収装置は、Ｈ2 ガス回収部が、吸着剤を充填した複数本
の吸着塔を備え、ＰＳＡ法によって原料ガス中から主と
して非Ｈ2 ガスを吸着し、Ｈ2 ガスを回収する吸着装置
である。
収装置は、Ｈ2 ガス回収部が、吸着剤を充填した複数本
の吸着塔を備え、ＰＳＡ法によって原料ガス中から主と
して非Ｈ2 ガスを吸着し、Ｈ2 ガスを回収する吸着装置
である。
【００１３】ＣＯガス回収部は、ＣＯリッチガスからＣ
Ｏガスを回収できる限り、そのプロセスの種類を問わな
いが、例えば、ＣＯリッチガスからＣＯガスを吸着、回
収する吸着装置、深冷分離法によってＣＯリッチガスか
らＣＯガスを分離、回収する装置、及び、吸収法によっ
てＣＯリッチガスからＣＯガスを分離、回収する装置の
いずれかである。本発明の好適な実施態様では、ＣＯガ
ス回収部が、吸着剤を充填した複数本の吸着塔を備え、
ＰＳＡ法によってＣＯリッチガスからＣＯガスを吸着、
回収する吸着装置である。
Ｏガスを回収できる限り、そのプロセスの種類を問わな
いが、例えば、ＣＯリッチガスからＣＯガスを吸着、回
収する吸着装置、深冷分離法によってＣＯリッチガスか
らＣＯガスを分離、回収する装置、及び、吸収法によっ
てＣＯリッチガスからＣＯガスを分離、回収する装置の
いずれかである。本発明の好適な実施態様では、ＣＯガ
ス回収部が、吸着剤を充填した複数本の吸着塔を備え、
ＰＳＡ法によってＣＯリッチガスからＣＯガスを吸着、
回収する吸着装置である。
【００１４】Ｈ2 ガス回収装置で使用する吸着剤には、
ゼオライト、活性炭、ＭＳＣ（モレキュラーシービング
・カーボン）、活性アルミナ、シリカゲル等を使用する
ことができる。ＣＯガス／Ｈ2 ガス回収装置としてＣＯ
ガスを吸着、回収する吸着装置を設けるときには、吸着
剤としてゼオライト、活性炭、シリカゲル、活性アルミ
ナ、錯体吸着剤等を使用する。
ゼオライト、活性炭、ＭＳＣ（モレキュラーシービング
・カーボン）、活性アルミナ、シリカゲル等を使用する
ことができる。ＣＯガス／Ｈ2 ガス回収装置としてＣＯ
ガスを吸着、回収する吸着装置を設けるときには、吸着
剤としてゼオライト、活性炭、シリカゲル、活性アルミ
ナ、錯体吸着剤等を使用する。
【００１５】ＣＯガス／Ｈ2 ガス回収装置で使用する深
冷分離法とは、ＣＯリッチガスを冷却して液化分離する
従来から既知の分離法である。また、吸収法には、例え
ばそれぞれ既知のＣＯＳＯＲＢ法と銅液法とある。
冷分離法とは、ＣＯリッチガスを冷却して液化分離する
従来から既知の分離法である。また、吸収法には、例え
ばそれぞれ既知のＣＯＳＯＲＢ法と銅液法とある。
【００１６】ＣＯＳＯＲＢ法は、銅アルミニウム塩化物
のトルエン溶液（ＣｕＡｌＣｌ4 ・Ｃ6 Ｈ5 ＣＨ3 ）を
吸収液とし、吸収液とＣＯリッチガスとを気液接触させ
てＣＯガスを化学吸収させ、次いで吸収液からＣＯガス
を放出させることにより、高純度のＣＯガスを回収する
方法である。銅液法は、銅アンモニウム塩（Ｃｕ（ＮＨ
3 ）2 ）の水溶液を吸収液とし、吸収液とＣＯリッチガ
スとを気液接触させてＣＯガスを化学吸収させ、次いで
吸収液からＣＯガスを放出させることにより、高純度の
ＣＯガスを回収する方法である。
のトルエン溶液（ＣｕＡｌＣｌ4 ・Ｃ6 Ｈ5 ＣＨ3 ）を
吸収液とし、吸収液とＣＯリッチガスとを気液接触させ
てＣＯガスを化学吸収させ、次いで吸収液からＣＯガス
を放出させることにより、高純度のＣＯガスを回収する
方法である。銅液法は、銅アンモニウム塩（Ｃｕ（ＮＨ
3 ）2 ）の水溶液を吸収液とし、吸収液とＣＯリッチガ
スとを気液接触させてＣＯガスを化学吸収させ、次いで
吸収液からＣＯガスを放出させることにより、高純度の
ＣＯガスを回収する方法である。
【００１７】本発明は、原料ガス中のＣＯガス及びＨ2
ガスの濃度にかかわらず適用できるが、ＣＯガス及びＨ
2 ガスの濃度が低いときには、ＣＯガス及びＨ2 ガス以
外のガスを予め除去する装置、例えばＣＯガス及びＨ2
ガス以外のガスを吸収、分離する吸収装置を設ける。ま
た、Ｈ2 ガス回収部又はＣＯガス回収部の吸着剤の吸着
能を低下させる吸着剤毒物質が原料ガス中に含まれてい
るときには、予め、又は適切な場所に吸着剤毒物質を除
去する除去装置を設ける。
ガスの濃度にかかわらず適用できるが、ＣＯガス及びＨ
2 ガスの濃度が低いときには、ＣＯガス及びＨ2 ガス以
外のガスを予め除去する装置、例えばＣＯガス及びＨ2
ガス以外のガスを吸収、分離する吸収装置を設ける。ま
た、Ｈ2 ガス回収部又はＣＯガス回収部の吸着剤の吸着
能を低下させる吸着剤毒物質が原料ガス中に含まれてい
るときには、予め、又は適切な場所に吸着剤毒物質を除
去する除去装置を設ける。
【００１８】本発明に係るＣＯガスの回収方法は、１０
容量％以上のＣＯガス及び３０容量％以上のＨ2 ガスを
含む原料ガスからＣＯガス及びＨ2 ガスを回収する方法
であって、原料ガス中の主として非Ｈ2 ガスを吸着剤に
吸着させ、原料ガスから非Ｈ2 ガスを吸着、分離した残
りのＨ2 ガスを製品Ｈ2 ガスとして流出させると共に、
吸着剤に吸着したガスを脱着させて得たガスをＣＯリッ
チガスとして流出させるＨ 2 ガス分離工程と、Ｈ2 ガス
分離工程で得たＣＯリッチガスからＣＯガスを分離、回
収すると共にＣＯリッチガスからＣＯガスを分離した残
りのガスをＣＯリーンガスとして流出させるＣＯガス分
離工程とを備え、Ｈ2 ガス分離工程に導入する原料ガス
に、ＣＯガス分離工程で得たＣＯリーンガスの一部を合
流させることを特徴としている。
容量％以上のＣＯガス及び３０容量％以上のＨ2 ガスを
含む原料ガスからＣＯガス及びＨ2 ガスを回収する方法
であって、原料ガス中の主として非Ｈ2 ガスを吸着剤に
吸着させ、原料ガスから非Ｈ2 ガスを吸着、分離した残
りのＨ2 ガスを製品Ｈ2 ガスとして流出させると共に、
吸着剤に吸着したガスを脱着させて得たガスをＣＯリッ
チガスとして流出させるＨ 2 ガス分離工程と、Ｈ2 ガス
分離工程で得たＣＯリッチガスからＣＯガスを分離、回
収すると共にＣＯリッチガスからＣＯガスを分離した残
りのガスをＣＯリーンガスとして流出させるＣＯガス分
離工程とを備え、Ｈ2 ガス分離工程に導入する原料ガス
に、ＣＯガス分離工程で得たＣＯリーンガスの一部を合
流させることを特徴としている。
【００１９】本発明方法の好適な実施態様では、ＣＯガ
ス分離工程で得たＣＯリーンガスの一部をＨ2 ガス分離
工程に導入する原料ガスに合流させる際、ＣＯリーンガ
スの残部を外部に放出し、その放出量を調節することに
より、ＣＯガスの回収率及びＣＯガス回収部に導入され
るＣＯリッチガスのＣＯガス濃度を調整する。ＣＯリー
ンガスの放出量は、原料ガス中のＣＯガス及びＨ2 ガス
以外の不純物ガスの濃度によって異なるが、通常、全Ｃ
Ｏリーンガス量の２０％から５０％位である。
ス分離工程で得たＣＯリーンガスの一部をＨ2 ガス分離
工程に導入する原料ガスに合流させる際、ＣＯリーンガ
スの残部を外部に放出し、その放出量を調節することに
より、ＣＯガスの回収率及びＣＯガス回収部に導入され
るＣＯリッチガスのＣＯガス濃度を調整する。ＣＯリー
ンガスの放出量は、原料ガス中のＣＯガス及びＨ2 ガス
以外の不純物ガスの濃度によって異なるが、通常、全Ｃ
Ｏリーンガス量の２０％から５０％位である。
【００２０】本発明方法は、原料ガス中のＣＯガス及び
Ｈ2 ガスの濃度にかかわらず適用できるが、ＣＯガス及
びＨ2 ガスの濃度が低いときには、ＣＯガス及びＨ2 ガ
ス以外のガスを予め除去する工程、例えばＣＯガス及び
Ｈ2 ガス以外のガスを吸収、吸着等の分離する工程を前
処理工程として設ける。好適には、Ｈ2 ガス回収部の入
口で、原料ガス中のＣＯガスの濃度は２５％以上、Ｈ2
ガスの濃度は５０％以上が望ましい。
Ｈ2 ガスの濃度にかかわらず適用できるが、ＣＯガス及
びＨ2 ガスの濃度が低いときには、ＣＯガス及びＨ2 ガ
ス以外のガスを予め除去する工程、例えばＣＯガス及び
Ｈ2 ガス以外のガスを吸収、吸着等の分離する工程を前
処理工程として設ける。好適には、Ｈ2 ガス回収部の入
口で、原料ガス中のＣＯガスの濃度は２５％以上、Ｈ2
ガスの濃度は５０％以上が望ましい。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下に、添付図面を参照し、実施
形態例を挙げて本発明の実施の形態を具体的かつ詳細に
説明する。実施形態例 本実施形態例は、本発明に係るＣＯガス／Ｈ2 ガス回収
装置の実施形態の一例であって、図１は本実施形態例の
ＣＯガス／Ｈ2 ガス回収装置の構成を示すブロックフロ
ーシート、図２はＨ2 −ＰＳＡ装置及びＣＯリッチガス
圧縮装置のプロセスフローシート、及び図３はＣＯ−Ｐ
ＳＡ装置のプロセスフローシートである。本実施形態例
のＣＯガス／Ｈ2 ガス回収装置２０は、図１に示すよう
に、ＣＯガス及びＨ2 ガスを含む原料ガスからＣＯガス
及びＨ2 ガスを回収する装置であって、Ｈ2 ガスを回収
するＨ2 −ＰＳＡ装置２２と、Ｈ2 −ＰＳＡ装置２２か
ら流出したＣＯリッチガス（Ｈ2 リーンガス）をＣＯガ
ス回収工程に適したＣＯ分圧となる所定圧力まで昇圧す
るＣＯリッチガス圧縮装置２４と、圧縮されたＣＯリッ
チガスからＣＯガスを回収するＣＯ−ＰＳＡ装置２６
と、ＣＯ−ＰＳＡ装置２６から流出したＣＯリーンガス
の一部をＨ2 ガス回収工程の所定圧力まで昇圧するＣＯ
リーンガス圧縮装置２８とを備えている。
形態例を挙げて本発明の実施の形態を具体的かつ詳細に
説明する。実施形態例 本実施形態例は、本発明に係るＣＯガス／Ｈ2 ガス回収
装置の実施形態の一例であって、図１は本実施形態例の
ＣＯガス／Ｈ2 ガス回収装置の構成を示すブロックフロ
ーシート、図２はＨ2 −ＰＳＡ装置及びＣＯリッチガス
圧縮装置のプロセスフローシート、及び図３はＣＯ−Ｐ
ＳＡ装置のプロセスフローシートである。本実施形態例
のＣＯガス／Ｈ2 ガス回収装置２０は、図１に示すよう
に、ＣＯガス及びＨ2 ガスを含む原料ガスからＣＯガス
及びＨ2 ガスを回収する装置であって、Ｈ2 ガスを回収
するＨ2 −ＰＳＡ装置２２と、Ｈ2 −ＰＳＡ装置２２か
ら流出したＣＯリッチガス（Ｈ2 リーンガス）をＣＯガ
ス回収工程に適したＣＯ分圧となる所定圧力まで昇圧す
るＣＯリッチガス圧縮装置２４と、圧縮されたＣＯリッ
チガスからＣＯガスを回収するＣＯ−ＰＳＡ装置２６
と、ＣＯ−ＰＳＡ装置２６から流出したＣＯリーンガス
の一部をＨ2 ガス回収工程の所定圧力まで昇圧するＣＯ
リーンガス圧縮装置２８とを備えている。
【００２２】Ｈ2 −ＰＳＡ装置２２は、ＰＳＡ法によっ
てＨ2 ガスを回収する装置であって、図２に示すよう
に、吸着剤を充填した吸着塔３０Ａ、Ｂ（図２では、簡
単のために、２本のみ図示）を複数本備えている。吸着
塔３０の数は、Ｈ2 ガス回収のＰＳＡプロセスのステッ
プ数によって異なり、吸着ステップ、脱着ステップ、及
び洗浄ステップ（又は均圧ステップ）からなる３ステッ
プの場合には、３本の吸着塔を備え、各吸着塔で、ステ
ップをずらして、順次、吸着ステップ、脱着ステップ、
及び洗浄ステップ（又は均圧ステップ）を行う。
てＨ2 ガスを回収する装置であって、図２に示すよう
に、吸着剤を充填した吸着塔３０Ａ、Ｂ（図２では、簡
単のために、２本のみ図示）を複数本備えている。吸着
塔３０の数は、Ｈ2 ガス回収のＰＳＡプロセスのステッ
プ数によって異なり、吸着ステップ、脱着ステップ、及
び洗浄ステップ（又は均圧ステップ）からなる３ステッ
プの場合には、３本の吸着塔を備え、各吸着塔で、ステ
ップをずらして、順次、吸着ステップ、脱着ステップ、
及び洗浄ステップ（又は均圧ステップ）を行う。
【００２３】本実施形態例では、Ｈ2 −ＰＳＡ装置２２
は、４本の吸着塔３０を備え、各吸着塔３０は、圧力下
で原料ガス中の主として非Ｈ2 ガスを吸着する吸着ステ
ップ、低い圧力に降圧して、吸着剤に吸着したガスを脱
着させる降圧（脱着）ステップ、Ｈ2 ガスを導入して、
吸着塔３０内をパージするパージ・ステップ、及びＨ 2
ガスを導入して吸着塔３０内を吸着工程の圧力に昇圧す
る昇圧ステップの４ステップを順次に行う。Ｈ2 −ＰＳ
Ａ装置２２の運転中は、吸着塔３０のいずれか、例えば
吸着塔３０Ａが吸着ステップにあり、他の吸着塔、例え
ば吸着塔３０Ｂが脱着ステップにあるように、シーケン
スが組まれている。
は、４本の吸着塔３０を備え、各吸着塔３０は、圧力下
で原料ガス中の主として非Ｈ2 ガスを吸着する吸着ステ
ップ、低い圧力に降圧して、吸着剤に吸着したガスを脱
着させる降圧（脱着）ステップ、Ｈ2 ガスを導入して、
吸着塔３０内をパージするパージ・ステップ、及びＨ 2
ガスを導入して吸着塔３０内を吸着工程の圧力に昇圧す
る昇圧ステップの４ステップを順次に行う。Ｈ2 −ＰＳ
Ａ装置２２の運転中は、吸着塔３０のいずれか、例えば
吸着塔３０Ａが吸着ステップにあり、他の吸着塔、例え
ば吸着塔３０Ｂが脱着ステップにあるように、シーケン
スが組まれている。
【００２４】吸着塔３０Ａが吸着ステップにあるときに
は、原料ガス枝管３２Ａの開閉弁及びＨ2 ガス枝管３４
Ａの開閉弁を開放し、ＣＯリッチガス枝管３６Ａの開閉
弁を閉止する。そして、原料ガス管３２から原料ガスを
吸着塔３０Ａに導入して、原料ガス中の主として非Ｈ2
ガスを吸着剤に吸着させつつ、原料ガスから非Ｈ2 ガス
を吸着、分離した残りのＨ2 ガスをＨ2 ガス管３４から
Ｈ2 ガスタンク３８を経由して製品Ｈ2 ガスとして流出
させる。
は、原料ガス枝管３２Ａの開閉弁及びＨ2 ガス枝管３４
Ａの開閉弁を開放し、ＣＯリッチガス枝管３６Ａの開閉
弁を閉止する。そして、原料ガス管３２から原料ガスを
吸着塔３０Ａに導入して、原料ガス中の主として非Ｈ2
ガスを吸着剤に吸着させつつ、原料ガスから非Ｈ2 ガス
を吸着、分離した残りのＨ2 ガスをＨ2 ガス管３４から
Ｈ2 ガスタンク３８を経由して製品Ｈ2 ガスとして流出
させる。
【００２５】一方、吸着塔３０Ｂでは、原料ガス枝管３
２Ｂの開閉弁及びＨ2 ガス枝管３４Ｂの開閉弁を閉止
し、ＣＯリッチガス枝管３６Ｂの開閉弁を開放して、吸
着塔３０Ｂ内の圧力を降圧させつつ、吸着剤に吸着した
ガスを脱着させてＣＯリッチガス（Ｈ2 リーンガス）と
してＣＯリッチガス管３６からＣＯリッチガス・タンク
４０を経由して流出させる。
２Ｂの開閉弁及びＨ2 ガス枝管３４Ｂの開閉弁を閉止
し、ＣＯリッチガス枝管３６Ｂの開閉弁を開放して、吸
着塔３０Ｂ内の圧力を降圧させつつ、吸着剤に吸着した
ガスを脱着させてＣＯリッチガス（Ｈ2 リーンガス）と
してＣＯリッチガス管３６からＣＯリッチガス・タンク
４０を経由して流出させる。
【００２６】ＣＯリッチガス圧縮装置２４は、図２に示
すように、サクションタンク４２と、ＣＯリッチガス圧
縮機４４と、水冷却器４６と、クッションドラム４８と
を備え、ＣＯリッチガスをＣＯリッチガス圧縮機４４で
昇圧し、続いて水冷却器４６で所定の温度に冷却し、Ｃ
Ｏ−ＰＳＡ装置２６に供給する。
すように、サクションタンク４２と、ＣＯリッチガス圧
縮機４４と、水冷却器４６と、クッションドラム４８と
を備え、ＣＯリッチガスをＣＯリッチガス圧縮機４４で
昇圧し、続いて水冷却器４６で所定の温度に冷却し、Ｃ
Ｏ−ＰＳＡ装置２６に供給する。
【００２７】ＣＯ−ＰＳＡ装置２６は、ＰＳＡ法によっ
てＣＯガスを回収する装置であって、図３に示すよう
に、吸着剤を充填した吸着塔５０Ａ、Ｂ（図３では、簡
単のために、２本のみ図示）を複数本備えている。吸着
塔５０の数は、ＣＯガス回収のＰＳＡプロセスのステッ
プ数によって異なり、吸着ステップ、脱着ステップ、及
び洗浄ステップ（又は均圧ステップ）からなる３ステッ
プの場合には、３本の吸着塔を備え、各吸着塔で、ステ
ップをずらして、順次、吸着ステップ、脱着ステップ、
及び洗浄ステップ（又は均圧ステップ）を行う。
てＣＯガスを回収する装置であって、図３に示すよう
に、吸着剤を充填した吸着塔５０Ａ、Ｂ（図３では、簡
単のために、２本のみ図示）を複数本備えている。吸着
塔５０の数は、ＣＯガス回収のＰＳＡプロセスのステッ
プ数によって異なり、吸着ステップ、脱着ステップ、及
び洗浄ステップ（又は均圧ステップ）からなる３ステッ
プの場合には、３本の吸着塔を備え、各吸着塔で、ステ
ップをずらして、順次、吸着ステップ、脱着ステップ、
及び洗浄ステップ（又は均圧ステップ）を行う。
【００２８】本実施形態例では、ＣＯ−ＰＳＡ装置２６
は、４本の吸着塔５０を有し、吸着剤に適したＣＯガス
分圧となる所定圧力でＣＯガスの吸着を行う吸着ステッ
プ、吸着ステップの圧力から大気圧に降圧する降圧ステ
ップ、大気圧から僅かに減圧する均圧ステップ、大気圧
下で吸着層をＣＯガスで洗浄するリンス・ステップ、吸
着したＣＯガスを所定の減圧下で脱着させる脱着ステッ
プ、ＣＯリッチガスを導入して減圧程度を低くする均圧
ステップ、及び更にＣＯリッチガスを導入して吸着塔を
昇圧する昇圧ステップとから構成されている。また、Ｃ
Ｏ−ＰＳＡ装置２６の運転中は、吸着塔５０のいずれ
か、例えば吸着塔５０Ａが吸着ステップにあり、他の吸
着塔、例えば吸着塔３０Ｂが脱着ステップにあるよう
に、シーケンスが組まれている。
は、４本の吸着塔５０を有し、吸着剤に適したＣＯガス
分圧となる所定圧力でＣＯガスの吸着を行う吸着ステッ
プ、吸着ステップの圧力から大気圧に降圧する降圧ステ
ップ、大気圧から僅かに減圧する均圧ステップ、大気圧
下で吸着層をＣＯガスで洗浄するリンス・ステップ、吸
着したＣＯガスを所定の減圧下で脱着させる脱着ステッ
プ、ＣＯリッチガスを導入して減圧程度を低くする均圧
ステップ、及び更にＣＯリッチガスを導入して吸着塔を
昇圧する昇圧ステップとから構成されている。また、Ｃ
Ｏ−ＰＳＡ装置２６の運転中は、吸着塔５０のいずれ
か、例えば吸着塔５０Ａが吸着ステップにあり、他の吸
着塔、例えば吸着塔３０Ｂが脱着ステップにあるよう
に、シーケンスが組まれている。
【００２９】ＣＯ−ＰＳＡ装置２６では、ＣＯリッチガ
ス管３６を介してＨ2 −ＰＳＡ装置２２からＣＯリッチ
ガスを導入し、予熱器５２でスチームにより所定温度に
予熱する。吸着塔５０Ａが吸着ステップにあるときに
は、ＣＯリッチガス枝管５３Ａの開閉弁及びＣＯリーン
ガス枝管５４Ａの開閉弁を開放し、ＣＯガス枝管５６Ａ
の開閉弁を閉止している。そして、ＣＯリッチガスをＣ
Ｏリッチガス枝管５３Ａから吸着塔５０Ａに導入して、
ＣＯリッチガス中のＣＯガスを吸着剤に吸着させつつＣ
ＯリッチガスからＣＯガスを吸着、分離した残りのＣＯ
リーンガスをＣＯリーンガス枝管５４Ａ、次いでＣＯリ
ーンガス管５４から流出させる。
ス管３６を介してＨ2 −ＰＳＡ装置２２からＣＯリッチ
ガスを導入し、予熱器５２でスチームにより所定温度に
予熱する。吸着塔５０Ａが吸着ステップにあるときに
は、ＣＯリッチガス枝管５３Ａの開閉弁及びＣＯリーン
ガス枝管５４Ａの開閉弁を開放し、ＣＯガス枝管５６Ａ
の開閉弁を閉止している。そして、ＣＯリッチガスをＣ
Ｏリッチガス枝管５３Ａから吸着塔５０Ａに導入して、
ＣＯリッチガス中のＣＯガスを吸着剤に吸着させつつＣ
ＯリッチガスからＣＯガスを吸着、分離した残りのＣＯ
リーンガスをＣＯリーンガス枝管５４Ａ、次いでＣＯリ
ーンガス管５４から流出させる。
【００３０】一方、脱着ステップにある吸着塔５０Ｂで
は、ＣＯリッチガス枝管５３Ｂの開閉弁及びＣＯリーン
ガス枝管５４Ｂの開閉弁を閉止し、ＣＯガス枝管５６Ｂ
の開閉弁を開放し、真空ポンプ５８で減圧にして吸着剤
に吸着したＣＯガスを脱着させ、水冷却器６０で冷却し
た後、ＣＯガス・タンク６２に収容する。次いで、ＣＯ
ガスは、サクションタンク６４、次いでＣＯガス圧縮機
６６で所定圧力に昇圧され、水冷却器６６で所定の温度
に冷却され、製品ＣＯガスとして供給される。
は、ＣＯリッチガス枝管５３Ｂの開閉弁及びＣＯリーン
ガス枝管５４Ｂの開閉弁を閉止し、ＣＯガス枝管５６Ｂ
の開閉弁を開放し、真空ポンプ５８で減圧にして吸着剤
に吸着したＣＯガスを脱着させ、水冷却器６０で冷却し
た後、ＣＯガス・タンク６２に収容する。次いで、ＣＯ
ガスは、サクションタンク６４、次いでＣＯガス圧縮機
６６で所定圧力に昇圧され、水冷却器６６で所定の温度
に冷却され、製品ＣＯガスとして供給される。
【００３１】ＣＯ−ＰＳＡ装置２６から流出したＣＯリ
ーンガスの一部は、流量制御弁７１を介してベントガス
として大気に放出され、残りのＣＯリーンガスは、サー
ジタンク７２を経てＣＯリーンガス圧縮装置２８で昇圧
され、原料ガス管３２に合流する。ＣＯリーンガス圧縮
装置２８は、サクションタンク７３と、ＣＯリーンガス
圧縮機７４と、水冷却器７６と、クッションドラム７８
とを備え、ＣＯリーンガスをＣＯリーンガス圧縮機７４
で昇圧し、続いて水冷却器７６で冷却し、原料ガス管３
２にリサイクルされる。
ーンガスの一部は、流量制御弁７１を介してベントガス
として大気に放出され、残りのＣＯリーンガスは、サー
ジタンク７２を経てＣＯリーンガス圧縮装置２８で昇圧
され、原料ガス管３２に合流する。ＣＯリーンガス圧縮
装置２８は、サクションタンク７３と、ＣＯリーンガス
圧縮機７４と、水冷却器７６と、クッションドラム７８
とを備え、ＣＯリーンガスをＣＯリーンガス圧縮機７４
で昇圧し、続いて水冷却器７６で冷却し、原料ガス管３
２にリサイクルされる。
【００３２】また、吸着塔５０、例えば吸着塔５０Ａが
リンス・ステップにあるときには、ＣＯリッチガス枝管
５３Ｂ、ＣＯリーンガス枝管５４Ｂ、及びＣＯガス枝管
５６Ｂの開閉弁を閉止し、リンスガス枝管７９Ａの開閉
弁を開放する。そして、真空ポンプ５８の吐出側から図
示しないリンス用ＣＯガス管を通って吸着塔５０ＡにＣ
Ｏガスを導入し、次いでリンスガス枝管７９Ａ及びリン
スガス管７９を経て、リンスガス・タンク８０に入り、
リンスガス圧縮装置８１で圧縮して、ＣＯリッチガス管
３６に戻す。リンスガス圧縮装置８１は、サクションタ
ンク８２と、リンスガス圧縮機８４と、水冷却器８６
と、クッションドラム８８とを備え、リンスガスをリン
スガス圧縮機８４で昇圧し、続いて水冷却器８６で冷却
し、ＣＯリッチガス管３６にリサイクルする。
リンス・ステップにあるときには、ＣＯリッチガス枝管
５３Ｂ、ＣＯリーンガス枝管５４Ｂ、及びＣＯガス枝管
５６Ｂの開閉弁を閉止し、リンスガス枝管７９Ａの開閉
弁を開放する。そして、真空ポンプ５８の吐出側から図
示しないリンス用ＣＯガス管を通って吸着塔５０ＡにＣ
Ｏガスを導入し、次いでリンスガス枝管７９Ａ及びリン
スガス管７９を経て、リンスガス・タンク８０に入り、
リンスガス圧縮装置８１で圧縮して、ＣＯリッチガス管
３６に戻す。リンスガス圧縮装置８１は、サクションタ
ンク８２と、リンスガス圧縮機８４と、水冷却器８６
と、クッションドラム８８とを備え、リンスガスをリン
スガス圧縮機８４で昇圧し、続いて水冷却器８６で冷却
し、ＣＯリッチガス管３６にリサイクルする。
【００３３】上述の吸着塔３０及び５０回りの開閉弁
は、全てシーケンス制御により自動的に開閉される自動
開閉弁であり、また上述の説明では、簡単にするため
に、本発明と直接関係のない制御系の説明は省いてい
る。
は、全てシーケンス制御により自動的に開閉される自動
開閉弁であり、また上述の説明では、簡単にするため
に、本発明と直接関係のない制御系の説明は省いてい
る。
【００３４】実験例１ 上述のＣＯガス／Ｈ2 ガス回収装置２０と同じ構成の装
置を使い、原料ガスとして、ＣＨ3 ＯＨを分解して得
た、ＣＯガスとＨ2 ガスとを含む分解ガスを使って、Ｃ
Ｏガス及びＨ2 ガスの回収実験を行った。その結果、表
１に示す通り、ＣＯガス回収率９５．８％で、純度がほ
ぼ１００％に近いＣＯガスを回収することができ、ま
た、Ｈ2 ガス回収率８８．２％で、純度がほぼ１００％
に近いＨ2 ガスを回収することができた。表１には、図
１に示す各ストリーム番号でのガスの流量、ガス組成、
温度、及び圧力を示している。
置を使い、原料ガスとして、ＣＨ3 ＯＨを分解して得
た、ＣＯガスとＨ2 ガスとを含む分解ガスを使って、Ｃ
Ｏガス及びＨ2 ガスの回収実験を行った。その結果、表
１に示す通り、ＣＯガス回収率９５．８％で、純度がほ
ぼ１００％に近いＣＯガスを回収することができ、ま
た、Ｈ2 ガス回収率８８．２％で、純度がほぼ１００％
に近いＨ2 ガスを回収することができた。表１には、図
１に示す各ストリーム番号でのガスの流量、ガス組成、
温度、及び圧力を示している。
【表１】
【００３５】一方、従来のＣＯガス／Ｈ2 ガス回収装置
を用い、同じ分解ガスを原料ガスとして使ったＣＯガス
回収の実験を行ったところ、前述のように、ＣＯガスの
回収率が９０％であり、Ｈ2 ガスの回収率が７５％であ
った。即ち、本実施形態例のＣＯガス／Ｈ2 ガス回収装
置２０によるＣＯガスおよびＨ2 ガス回収率は、従来の
ＣＯガス／Ｈ2 ガス回収装置の回収率に比べて著しく高
い。このことは、比較的回収率の低いＣＯ回収部を使用
した場合でも、高い総括ＣＯ回収率が得られることを示
す。
を用い、同じ分解ガスを原料ガスとして使ったＣＯガス
回収の実験を行ったところ、前述のように、ＣＯガスの
回収率が９０％であり、Ｈ2 ガスの回収率が７５％であ
った。即ち、本実施形態例のＣＯガス／Ｈ2 ガス回収装
置２０によるＣＯガスおよびＨ2 ガス回収率は、従来の
ＣＯガス／Ｈ2 ガス回収装置の回収率に比べて著しく高
い。このことは、比較的回収率の低いＣＯ回収部を使用
した場合でも、高い総括ＣＯ回収率が得られることを示
す。
【００３６】実験例２ 実験例２では、実験例１の同じＣＯガス／Ｈ2 ガス回収
装置及び原料ガスを使って、流量制御弁７１を介してベ
ントするＣＯリーンガスのベント流量と、ＣＯガス及び
Ｈ2 ガスの回収率、Ｈ2 −ＰＳＡ装置２２の入口でのＨ
2 ガス濃度及びＣＯ−ＰＳＡ装置２６の入口でのＣＯガ
ス濃度の関係を求めたところ、図４に示すような関係を
得た。図４の横軸は、ベント流量を全ＣＯリーンガス量
に対する％で表し、左縦軸は回収率（％）、右縦軸はＨ
2 −ＰＳＡ装置２２の入口でのＨ2 ガス濃度及びＣＯ−
ＰＳＡ装置２６の入口でのＣＯガス濃度を容量％で表し
ている。図４に基づいて、ＣＯ回収部、Ｈ2 回収部それ
ぞれの回収率に応じた最適なベント量を設定することが
できる。
装置及び原料ガスを使って、流量制御弁７１を介してベ
ントするＣＯリーンガスのベント流量と、ＣＯガス及び
Ｈ2 ガスの回収率、Ｈ2 −ＰＳＡ装置２２の入口でのＨ
2 ガス濃度及びＣＯ−ＰＳＡ装置２６の入口でのＣＯガ
ス濃度の関係を求めたところ、図４に示すような関係を
得た。図４の横軸は、ベント流量を全ＣＯリーンガス量
に対する％で表し、左縦軸は回収率（％）、右縦軸はＨ
2 −ＰＳＡ装置２２の入口でのＨ2 ガス濃度及びＣＯ−
ＰＳＡ装置２６の入口でのＣＯガス濃度を容量％で表し
ている。図４に基づいて、ＣＯ回収部、Ｈ2 回収部それ
ぞれの回収率に応じた最適なベント量を設定することが
できる。
【００３７】
【発明の効果】本発明によれば、原料ガス中の主として
非Ｈ2 ガスを吸着剤に吸着させ、残りのＨ2 ガスを製品
Ｈ2 ガスとして流出させると共に、吸着剤に吸着したガ
スを脱着させてＣＯリッチガスとして流出させるＨ2 ガ
ス回収部と、Ｈ2 ガス回収部から流出したＣＯリッチガ
スからＣＯガスを分離、回収して、製品ＣＯガスとして
流出させると共に、ＣＯリッチガスからＣＯガスを分離
した残りのガスをＣＯリーンガスとして流出させるＣＯ
ガス回収部と、Ｈ2 ガス回収部に導入する原料ガスにＣ
Ｏリーンガスを合流させる手段とをＣＯガス／Ｈ2 ガス
回収装置に備えることにより、従来のＣＯガス／Ｈ2 ガ
ス回収装置に比べて、回収ＣＯガスの単位量当たり所要
動力が低く、純度の高いＣＯガス及びＨ2 ガスを高い回
収率で同時に回収することができる。本発明方法によれ
ば、原料ガス中の主として非Ｈ2 ガスを吸着剤に吸着さ
せ、残りのＨ2 ガスを製品Ｈ2 ガスとして流出させると
共に、吸着剤に吸着したガスを脱着させて得たガスをＣ
Ｏリッチガスとして流出させるＨ2 ガス分離工程と、Ｃ
ＯリッチガスからＣＯガスを分離、回収すると共にＣＯ
ガスを分離した残りのガスをＣＯリーンガスとして流出
させるＣＯガス分離工程とを備え、Ｈ2 ガス分離工程に
導入する原料ガスに、ＣＯガス分離工程で得たＣＯリー
ンガスの一部を合流させることにより、従来のＣＯガス
／Ｈ2 ガス回収方法に比べて、回収ＣＯガスの単位量当
たりの所要動力が低く、純度の高いＣＯガス及びＨ2 ガ
スを高い回収率で同時に回収する方法を実現している。
非Ｈ2 ガスを吸着剤に吸着させ、残りのＨ2 ガスを製品
Ｈ2 ガスとして流出させると共に、吸着剤に吸着したガ
スを脱着させてＣＯリッチガスとして流出させるＨ2 ガ
ス回収部と、Ｈ2 ガス回収部から流出したＣＯリッチガ
スからＣＯガスを分離、回収して、製品ＣＯガスとして
流出させると共に、ＣＯリッチガスからＣＯガスを分離
した残りのガスをＣＯリーンガスとして流出させるＣＯ
ガス回収部と、Ｈ2 ガス回収部に導入する原料ガスにＣ
Ｏリーンガスを合流させる手段とをＣＯガス／Ｈ2 ガス
回収装置に備えることにより、従来のＣＯガス／Ｈ2 ガ
ス回収装置に比べて、回収ＣＯガスの単位量当たり所要
動力が低く、純度の高いＣＯガス及びＨ2 ガスを高い回
収率で同時に回収することができる。本発明方法によれ
ば、原料ガス中の主として非Ｈ2 ガスを吸着剤に吸着さ
せ、残りのＨ2 ガスを製品Ｈ2 ガスとして流出させると
共に、吸着剤に吸着したガスを脱着させて得たガスをＣ
Ｏリッチガスとして流出させるＨ2 ガス分離工程と、Ｃ
ＯリッチガスからＣＯガスを分離、回収すると共にＣＯ
ガスを分離した残りのガスをＣＯリーンガスとして流出
させるＣＯガス分離工程とを備え、Ｈ2 ガス分離工程に
導入する原料ガスに、ＣＯガス分離工程で得たＣＯリー
ンガスの一部を合流させることにより、従来のＣＯガス
／Ｈ2 ガス回収方法に比べて、回収ＣＯガスの単位量当
たりの所要動力が低く、純度の高いＣＯガス及びＨ2 ガ
スを高い回収率で同時に回収する方法を実現している。
【図１】実施形態例のＣＯガス／Ｈ2 ガス回収装置の構
成を示すブロックフローシートである。
成を示すブロックフローシートである。
【図２】Ｈ2 −ＰＳＡ装置及びＣＯリッチガス圧縮装置
のプロセスフローシートである。
のプロセスフローシートである。
【図３】ＣＯ−ＰＳＡ装置のプロセスフローシートであ
る。
る。
【図４】ＣＯリーンガスのベント流量と、ＣＯガス及び
Ｈ2 ガスの回収率、Ｈ2 −ＰＳＡ装置の入口でのＨ2 ガ
ス濃度及びＣＯ−ＰＳＡ装置の入口でのＣＯガス濃度の
関係を示すグラフである。
Ｈ2 ガスの回収率、Ｈ2 −ＰＳＡ装置の入口でのＨ2 ガ
ス濃度及びＣＯ−ＰＳＡ装置の入口でのＣＯガス濃度の
関係を示すグラフである。
【図５】従来のＣＯガス／Ｈ2 ガス回収装置の構成を示
すブロックフローシートである。
すブロックフローシートである。
１０ 従来のＣＯガス／Ｈ2 ガス回収装置 １２ ＣＯ−ＰＳＡ装置 １４ ＣＯリーンガス圧縮装置 １６ Ｈ2 −ＰＳＡ装置 ２０ 実施形態例のＣＯガス／Ｈ2 ガス回収装置 ２２ Ｈ2 −ＰＳＡ装置 ２４ ＣＯリッチガス圧縮装置 ２６ ＣＯ−ＰＳＡ装置 ２８ ＣＯリーンガス圧縮装置 ３０ 吸着塔 ３２ 原料ガス管 ３４ Ｈ2 ガス管 ３６ ＣＯリッチガス管 ３８ Ｈ2 ガスタンク ４０ ＣＯリッチガス・タンク ５０ 吸着塔 ５２ 予熱器 ５４ ＣＯリーンガス管 ５６ ＣＯガス管 ５８ 真空ポンプ ６０ 水冷却器 ６２ ＣＯガス・タンク ７１ 流量制御弁 ７９ リンスガス管 ８０ リンスガス・タンク ８１ リンスガス圧縮装置
フロントページの続き Ｆターム(参考） 3J071 AA02 BB03 BB14 CC11 DD21 FF04 FF05 4D012 CA07 CB16 CD07 CG01 CH02 4G040 FA04 FB04 FC03 FD00 FD01 FD02 FE01
Claims (6)
- 【請求項１】 ＣＯガス／Ｈ2 ガス回収装置の入口で１
０容量％以上のＣＯガス及び３０容量％以上のＨ2 ガス
を含む原料ガスからＣＯガス及びＨ2 ガスを回収する装
置であって、 吸着剤を充填した吸着塔を備え、原料ガスを吸着塔に流
入させ、原料ガス中の主として非Ｈ2 ガスを吸着剤に吸
着させ、原料ガスから非Ｈ2 ガスを吸着、分離した残り
のＨ2 ガスを製品Ｈ2 ガスとして流出させると共に、吸
着剤に吸着したガスを脱着させてＣＯリッチガスとして
流出させる、Ｈ2 ガス回収部と、 Ｈ2 ガス回収部から流出したＣＯリッチガスからＣＯガ
スを分離、回収して、製品ＣＯガスとして流出させると
共に、ＣＯリッチガスからＣＯガスを分離した残りのガ
スをＣＯリーンガスとして流出させる、ＣＯガス回収部
と、 Ｈ2 ガス回収部に流入させる原料ガスに、ＣＯガス回収
部から流出したＣＯリーンガスを合流させる手段とを備
えていることを特徴とするＣＯガス／Ｈ2 ガス回収装
置。 - 【請求項２】 Ｈ2 ガス回収部が、複数本の吸着塔を備
え、ＰＳＡ法によって原料ガス中の主として非Ｈ2 ガス
を吸着し、Ｈ2 ガスを回収する吸着装置であることを特
徴とする請求項１に記載のＣＯガス／Ｈ2 ガス回収装
置。 - 【請求項３】 ＣＯガス回収部が、ＣＯリッチガスから
ＣＯガスを吸着、回収する吸着装置、深冷分離法によっ
てＣＯリッチガスからＣＯガスを分離、回収する装置、
及び、吸収法によってＣＯリッチガスからＣＯガスを分
離、回収する装置のいずれかであることを特徴とする請
求項１又は２に記載のＣＯガス／Ｈ2ガス回収装置。 - 【請求項４】 ＣＯガス回収部が、複数本の吸着塔を備
え、ＰＳＡ法によってＣＯリッチガスからＣＯガスを吸
着、回収する吸着装置であることを特徴とする請求項３
に記載のＣＯガス／Ｈ2 ガス回収装置。 - 【請求項５】 ＣＯガス／Ｈ2 ガス回収装置の入口で１
０容量％以上ＣＯガス及び３０容量％以上のＨ2 ガスを
含む原料ガスからＣＯガス及びＨ2 ガスを回収する方法
であって、 原料ガス中の主として非Ｈ2 ガスを吸着剤に吸着させ、
原料ガスから非Ｈ2 ガスを吸着、分離した残りのＨ2 ガ
スを製品Ｈ2 ガスとして流出させると共に、吸着剤に吸
着したガスを脱着させて得たガスをＣＯリッチガスとし
て流出させるＨ 2 ガス分離工程と、 Ｈ2 ガス分離工程で得たＣＯリッチガスからＣＯガスを
分離、回収すると共にＣＯリッチガスからＣＯガスを分
離した残りのガスをＣＯリーンガスとして流出させるＣ
Ｏガス分離工程とを備え、Ｈ2 ガス分離工程に導入する
原料ガスに、ＣＯガス分離工程で得たＣＯリーンガスの
一部を合流させることを特徴とするＣＯガス／Ｈ2 ガス
の回収方法。 - 【請求項６】 ＣＯガス分離工程で得たＣＯリーンガス
の一部をＨ2 ガス分離工程に導入する原料ガスに合流さ
せる際、ＣＯリーンガスの残部を外部に放出し、その放
出量を調節することにより、ＣＯガスの回収率及びＣＯ
ガス回収部に導入されるＣＯリッチガスのＣＯガス濃度
を調整することを特徴とする請求項５に記載のＣＯガス
／Ｈ2 ガスの回収方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000156630A JP2001335305A (ja) | 2000-05-26 | 2000-05-26 | Ｃｏガス／ｈ２ガス回収装置及びｃｏガス／ｈ２ガス回収方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000156630A JP2001335305A (ja) | 2000-05-26 | 2000-05-26 | Ｃｏガス／ｈ２ガス回収装置及びｃｏガス／ｈ２ガス回収方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001335305A true JP2001335305A (ja) | 2001-12-04 |
Family
ID=18661392
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000156630A Pending JP2001335305A (ja) | 2000-05-26 | 2000-05-26 | Ｃｏガス／ｈ２ガス回収装置及びｃｏガス／ｈ２ガス回収方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001335305A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003246606A (ja) * | 2001-11-14 | 2003-09-02 | Ceca Sa | 合成ガス精製方法 |
| JP2004002186A (ja) * | 2002-05-13 | 2004-01-08 | Boc Group Inc:The | ガス回収方法 |
| JP2006329422A (ja) * | 2005-05-13 | 2006-12-07 | Air Products & Chemicals Inc | ガス導管中での改良されたパージ効果 |
| JP2007320791A (ja) * | 2006-05-31 | 2007-12-13 | Chugoku Electric Power Co Inc:The | 水素製造システム |
| JP2008290905A (ja) * | 2007-05-24 | 2008-12-04 | Air Water Inc | 浸炭用雰囲気ガス発生装置および方法 |
| JP2019147697A (ja) * | 2018-02-26 | 2019-09-05 | 株式会社Ihi | 酸素ガス製造装置 |
-
2000
- 2000-05-26 JP JP2000156630A patent/JP2001335305A/ja active Pending
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