JP2007307558A - 特定の金属ハロゲン化物の組み合わせを用いたアンモニアの吸脱着剤、分離方法及び貯蔵方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 上記課題は、アンモニアを含有するガスからアンモニアを吸着しうる圧力で塩化カルシウムと臭化カルシウムの混合物に接触させてアンモニアを吸着させ、次いで、圧力を低下させてこれを離脱させることを特徴とする、金属ハロゲン化物を用いたアンモニアの分離方法とその装置によって解決される。
【選択図】 図1
Description
Torrで2時間加熱した。この試料を容器に充填し、これに298K,1〜80kPaでアンモニアガスを流入させ、何回か吸着操作と脱着操作を繰り返した後で、吸着操作時と脱着操作時の各アンモニア分圧の吸着量を測定した。図8に塩化カルシウムと臭化カルシウムの混合比を変化させた場合について、吸着時のアンモニア分圧による吸着量変化と脱着時のアンモニア分圧による吸着量変化を示す。
圧力スイング吸着(PSA)法には、吸着・脱着の切り替えシステムの方式により2塔式や3塔式、並列式など様々なシステムが考案されている。本発明の方法はいずれの圧力スイング吸着(PSA)システムにも適用できるが、ここでは2塔式圧力スイング吸着(PSA)法を代表して記述する。
温度スイング吸着(TSA)法には、吸着・脱着の切り替えシステムの方式により2塔式や3塔式、並列式など様々なシステムが考案されている。ここでは2塔式温度スイング吸着(TSA)法を代表して記述する。
圧力温度スイング吸着(PTSA)法には、吸着・脱着の切り替えシステムの方式により2塔式や3塔式、並列式など様々なシステムが考案されている。本発明の方法はいずれの圧力温度スイング吸着(PTSA)システムにも適用できるが、ここでは2塔式圧力温度スイング吸着(PTSA)法を代表して記述する。
図3に、脱硝装置などのオンサイトでアンモニアを製造する装置のフローおよび機器の一例を示す。この装置は、図1のPSA装置のアンモニア含有ガス供給ラインにアンモニア合成装置を接続したものである。このアンモニア合成装置は、水素と窒素の混合器201から循環コンプレッサー202および熱交換器203を介して反応器204に接続され、反応器204の出口側は前記熱交換器203を冷却器205を経由してPSA装置のアンモニア含有ガス供給ラインに接続されている。一方、PSA装置の分離ガス排出ラインは混合器201の入口側に接続されて循環ラインを形成している。
図4に本吸着材を用いた貯蔵装置の例を示す。本吸着材を充填した容器にアンモニアを吸着させて貯蔵する。貯蔵したアンモニアを消費する場合は、真空ポンプで吸引して用いる。吸着材は、その運転条件を考慮し決定する。
図1、図2に示す装置の吸着塔に様々な吸着材を充填し、階段状の吸着特性を利用してアンモニアの吸脱着量を測定した。
本吸着システムを1Nl/hのアンモニアを製造するアンモニア製造装置に適用した。表4にこの時の運転状態を示す。原料の水素は1.5Nl/hで、窒素は0.5Nl/hで供給した。反応器にはルテニウム触媒を充填し、350℃、絶対圧力1.1MPaで運転した。分離システムには2塔式PSAを使用し、吸着材は塩化カルシウム:臭化カルシウム=1:1を使用した。各吸着塔には吸着材を1.4kgずつ充填し、30分毎に吸着工程、脱着工程を切り替えた。脱着工程では、真空ポンプで20kPaまで減圧し、アンモニアを分離した。一回の脱着操作で0.5Nlのアンモニアを分離することができた。
図5のように機器を構成し、貯蔵タンクの中に吸着材として塩化ニッケルを1kg充填した。これにアンモニアを620g導入し、ほぼ1atmでアンモニアを貯蔵することができた。消費するときには、真空ポンプを運転することで貯蔵したアンモニアを取り出すことができた。
102…真空ポンプ
103…バルブ
111…加熱器
112…冷却器
121…アンモニア吸着材
201…混合器
202…循環コンプレッサー
203…熱交換器
204…反応器
205…冷却器
Claims (4)
- アンモニアを含有するガスからのアンモニアの分離に使用されるアンモニアの吸脱着材又はアンモニアの使用時までアンモニアを貯蔵するために使用されるアンモニアの吸脱着材において、塩化カルシウムと臭化カルシウムの混合物よりなるアンモニア吸脱着材
- 請求項1において、該混合物が、塩化カルシウムと臭化カルシウムが水溶液に溶解され、その後水を蒸発乾燥した塩化カルシウムと臭化カルシウムの混合物、又は、塩化カルシウムと臭化カルシウム各々が固体の状態で予め100kPa以下で且つ273K〜1000Kで処理された塩化カルシウムと臭化カルシウムの混合物、又は、塩化カルシウムと臭化カルシウムが水溶液に溶解され、その後水を蒸発乾燥した塩化カルシウムと臭化カルシウムの混合物を予め100KPa以下で且つ273K〜1000Kで処理された塩化カルシウムと臭化カルシウムの混合物であるアンモニア吸脱着材
- アンモニアを含有するガスを、請求項1又は請求項2のアンモニア吸脱着材に、アンモニアを吸着しうる圧力点の高圧側で接触させて吸着し、次いで、アンモニアを脱着させる圧力点の低圧側に圧力を低下させて該吸着剤からアンモニアを離脱させる又はアンモニア吸着剤からアンモニアを離脱させる際に圧力を低下させることに加えて温度を上昇させることを組み合わせる、アンモニアの分離方法
- 請求項1又は請求項2のアンモニア吸脱着材に、アンモニアを吸着しうる圧力点の高圧側でアンモニアガスを吸着させて、貯蔵器に貯蔵させるアンモニアの貯蔵方法
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