JPH0459358B2 - - Google Patents
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- JPH0459358B2 JPH0459358B2 JP63195258A JP19525888A JPH0459358B2 JP H0459358 B2 JPH0459358 B2 JP H0459358B2 JP 63195258 A JP63195258 A JP 63195258A JP 19525888 A JP19525888 A JP 19525888A JP H0459358 B2 JPH0459358 B2 JP H0459358B2
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- 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
Landscapes
- Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
Description
（産業上の利用分野）
本発明は都市ガス製造プロセスに於ける発生ガ
スの連続精製、特に発生ガスから不燃成分である
炭酸ガス、導管等の腐食等に有害な水分を除去す
る方法に関する。 （発明の背景及び従来の技術） 代替天然ガス（SNG）等の高カロリー都市ガ
スを製造する場合、その製造手段として一般的に
ガス発生装置で、H2、CH4、CO、CO2、N2、
H2O等の混合ガスを発生させ、この混合ガス中
のCO2、H2Oを分離除去し、増熱を行つて所定の
熱量及び燃焼性に調整している。 このCO2、H2O分離除去は従来、炭酸カリ等の
吸収液に吸収させ、除去する湿式の脱炭酸装置
と、ガスを冷却し、凝縮水を分離する脱水装置の
２つのプロセスで行つている。この場合、起動及
び負荷変動を行うのに複雑な操作を必要とするば
かりでなくプロセスが安定する迄長時間を要し、
操作性、経済性が悪く、その解決が望まれてい
た。 CO2、H2Oの分離精製のみであれば、プレツシ
ヤースイング法により行えば、脱炭酸と脱水の
別々の装置が１つになり装置及び運転操作も簡単
になる。しかし、従来の方法では都市ガス製造プ
ロセスに組込む場合、前流にガス発生装置、後流
に熱量調整装置があり、連続的な流れに対応しな
ければならず、プレツシヤースイング法の難点で
ある流量、圧力、熱量の変動がプロセスに追従出
来ない。又、多量の可燃成分を含んだ排出ガス
（レストガス）が発生し、その処理が困難である
だけでなく都市ガスの有効成分の損失になる等の
問題があり、実用装置として採用されなかつた。 （発明が解決しようとする問題点） 本発明が解決しようとする問題点は、プレツシ
ヤースイング法で発生する排出ガス（レストガ
ス）中の都市ガス有効成分（可燃性ガス）を可能
な限り回収し、分離損失を減少させると共に流
量、圧力、熱量の変動が前後のプロセスに影響し
ない様にすることである。 （問題点を解決するための手段） 上記問題点を解決するために本発明が講ずる技
術的手段は、都市ガス製造プロセスに於ける発生
ガス中の炭酸ガス及び水分を４塔以上の吸着塔を
サイクル使用するプレツシヤースイング法により
吸着させて精製し、脱着中間期のガスを均一化装
置を有する有水式ガスホルダーで定圧・定熱量に
した後、前工程で吸着に使用した吸着塔に定流量
で通して炭酸ガスを再吸着させ、該吸着塔より流
出した精製可燃性ガスを処理前発生ガスにリサイ
クルする一方、精製ガスの一部を定流量制御弁を
介して吸着塔の昇圧用加圧ガス及び配管などの置
換用すすぎガスに定流量で使用して、工程切替時
の圧力シヨツクのない状態で連続的にガスを精製
するものである。 そして、吸着剤としては平均細孔径約３Åのカ
ーボンモレキユラーシーブを用いるものである。 またプレツシヤースイング法の減圧工程ではそ
の最初期において吸着塔の上下両方向より減圧し
てその減圧ガスを１次加工ガスとして加圧工程サ
イクルにある吸着塔の上下両方向により供給する
ものである。 また、リサイクルする脱着ガスは加圧工程サイ
クルにある吸着塔に１次加圧ガスとして供給され
るものを除く500Torr迄の減圧ガスとする。 また、リサイクルガスはリサイクル工程末期に
至るまでは吸着温度まで冷却して吸着塔に供給
し、上記工程末期に脱着温度に調整するものであ
る。 尚、この発明において発生ガスとは原料のナフ
サ、LPG、メタノールを水蒸気と反応させて得
られる処のCH4、H2を可燃主成分とし、CO2を
含む混合湿性ガスを云う。 （発明の概要） 以下の説明において都市ガス製造プロセスにお
ける発生ガス（以下、処理前発生ガスと云う）
は、例えばメタノールを原料として都市ガスを製
造する製造プロセスにおいて発生するCH4、H2
を可燃性主成分とし、CO2を含む混合湿性ガス
で、ガス発生装置より連続定圧、定量で送られて
来る。上記処理前発生ガスの圧力は、ガス発生装
置の反応圧力により決まり、以下の説明において
は９Kg／cm2Ｇとして説明する。 上記処理前発生ガスをプレツシヤースイング装
置（以下PSA装置と云う）の吸着塔に導入し、
吸着塔に充填した吸着剤にCO2及びH2Oを吸着さ
せ、処理後の精製ガスとして取り出す。 吸着剤には平均細孔径約３Åのカーボンモレキ
ユラーシープを用いる。 斯る吸着剤を用いることにより、本発明方法に
おいては水分除去のための前処理工程が不要とな
り、水分除去処理装置を設ける必要がないので、
装置の小型化及びコストの低減が可能になる。 本発明において、上記PSA装置は、４個の吸
着塔Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄと吸引ポンプ・有水式ガスホ
ルダー・コンプレツサーにより、吸着・再吸着・
減圧・加圧の４サイクル10工程を繰り返す４塔式
で、第２図のフローシート及び第４図の工程ブロ
ツク図並びに表２の吸着塔操作展開で示すように
Ａ塔が吸着工程の時、Ｂ塔は再吸着工程、Ｃ塔は
均圧・自圧減圧・吸引減圧・吸引排出工程、Ｄ塔
は１次加圧（均圧）・２次加圧工程を行い、表１
に示すガスの流れで５つのステツプで動作させ
る。
スの連続精製、特に発生ガスから不燃成分である
炭酸ガス、導管等の腐食等に有害な水分を除去す
る方法に関する。 （発明の背景及び従来の技術） 代替天然ガス（SNG）等の高カロリー都市ガ
スを製造する場合、その製造手段として一般的に
ガス発生装置で、H2、CH4、CO、CO2、N2、
H2O等の混合ガスを発生させ、この混合ガス中
のCO2、H2Oを分離除去し、増熱を行つて所定の
熱量及び燃焼性に調整している。 このCO2、H2O分離除去は従来、炭酸カリ等の
吸収液に吸収させ、除去する湿式の脱炭酸装置
と、ガスを冷却し、凝縮水を分離する脱水装置の
２つのプロセスで行つている。この場合、起動及
び負荷変動を行うのに複雑な操作を必要とするば
かりでなくプロセスが安定する迄長時間を要し、
操作性、経済性が悪く、その解決が望まれてい
た。 CO2、H2Oの分離精製のみであれば、プレツシ
ヤースイング法により行えば、脱炭酸と脱水の
別々の装置が１つになり装置及び運転操作も簡単
になる。しかし、従来の方法では都市ガス製造プ
ロセスに組込む場合、前流にガス発生装置、後流
に熱量調整装置があり、連続的な流れに対応しな
ければならず、プレツシヤースイング法の難点で
ある流量、圧力、熱量の変動がプロセスに追従出
来ない。又、多量の可燃成分を含んだ排出ガス
（レストガス）が発生し、その処理が困難である
だけでなく都市ガスの有効成分の損失になる等の
問題があり、実用装置として採用されなかつた。 （発明が解決しようとする問題点） 本発明が解決しようとする問題点は、プレツシ
ヤースイング法で発生する排出ガス（レストガ
ス）中の都市ガス有効成分（可燃性ガス）を可能
な限り回収し、分離損失を減少させると共に流
量、圧力、熱量の変動が前後のプロセスに影響し
ない様にすることである。 （問題点を解決するための手段） 上記問題点を解決するために本発明が講ずる技
術的手段は、都市ガス製造プロセスに於ける発生
ガス中の炭酸ガス及び水分を４塔以上の吸着塔を
サイクル使用するプレツシヤースイング法により
吸着させて精製し、脱着中間期のガスを均一化装
置を有する有水式ガスホルダーで定圧・定熱量に
した後、前工程で吸着に使用した吸着塔に定流量
で通して炭酸ガスを再吸着させ、該吸着塔より流
出した精製可燃性ガスを処理前発生ガスにリサイ
クルする一方、精製ガスの一部を定流量制御弁を
介して吸着塔の昇圧用加圧ガス及び配管などの置
換用すすぎガスに定流量で使用して、工程切替時
の圧力シヨツクのない状態で連続的にガスを精製
するものである。 そして、吸着剤としては平均細孔径約３Åのカ
ーボンモレキユラーシーブを用いるものである。 またプレツシヤースイング法の減圧工程ではそ
の最初期において吸着塔の上下両方向より減圧し
てその減圧ガスを１次加工ガスとして加圧工程サ
イクルにある吸着塔の上下両方向により供給する
ものである。 また、リサイクルする脱着ガスは加圧工程サイ
クルにある吸着塔に１次加圧ガスとして供給され
るものを除く500Torr迄の減圧ガスとする。 また、リサイクルガスはリサイクル工程末期に
至るまでは吸着温度まで冷却して吸着塔に供給
し、上記工程末期に脱着温度に調整するものであ
る。 尚、この発明において発生ガスとは原料のナフ
サ、LPG、メタノールを水蒸気と反応させて得
られる処のCH4、H2を可燃主成分とし、CO2を
含む混合湿性ガスを云う。 （発明の概要） 以下の説明において都市ガス製造プロセスにお
ける発生ガス（以下、処理前発生ガスと云う）
は、例えばメタノールを原料として都市ガスを製
造する製造プロセスにおいて発生するCH4、H2
を可燃性主成分とし、CO2を含む混合湿性ガス
で、ガス発生装置より連続定圧、定量で送られて
来る。上記処理前発生ガスの圧力は、ガス発生装
置の反応圧力により決まり、以下の説明において
は９Kg／cm2Ｇとして説明する。 上記処理前発生ガスをプレツシヤースイング装
置（以下PSA装置と云う）の吸着塔に導入し、
吸着塔に充填した吸着剤にCO2及びH2Oを吸着さ
せ、処理後の精製ガスとして取り出す。 吸着剤には平均細孔径約３Åのカーボンモレキ
ユラーシープを用いる。 斯る吸着剤を用いることにより、本発明方法に
おいては水分除去のための前処理工程が不要とな
り、水分除去処理装置を設ける必要がないので、
装置の小型化及びコストの低減が可能になる。 本発明において、上記PSA装置は、４個の吸
着塔Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄと吸引ポンプ・有水式ガスホ
ルダー・コンプレツサーにより、吸着・再吸着・
減圧・加圧の４サイクル10工程を繰り返す４塔式
で、第２図のフローシート及び第４図の工程ブロ
ツク図並びに表２の吸着塔操作展開で示すように
Ａ塔が吸着工程の時、Ｂ塔は再吸着工程、Ｃ塔は
均圧・自圧減圧・吸引減圧・吸引排出工程、Ｄ塔
は１次加圧（均圧）・２次加圧工程を行い、表１
に示すガスの流れで５つのステツプで動作させ
る。
【表】
Ａ塔から取り出される処理後の精製ガスの一部
を連続的にＤ塔の２次加圧ガスとリサイクル回路
のすすぎガスに圧力と流量が変動しない様に連続
的に使用する。 Ｃ塔の均圧工程の初期には塔上部に前サイクル
での再吸着によりリサイクルガスからCO2を除去
した純度の高い可燃成分があり、そのため、Ｃ塔
とＤ塔とは塔の上部と上部及び下部と下部を接続
して、Ｃ塔の減圧を塔の上下部より行い、その減
圧ガスをＤ塔の１次加圧ガスとして該塔の上下部
より流入させる。 上記、ガスの両方向からの移動は、Ｃ塔から塔
上部の純度の高い可燃成分及び塔下部の処理前リ
サイクルガスの可燃成分を共にＤ塔に排出移動し
て残さないので、脱着時の脱着成分純度を高める
効果がある。またＤ塔の塔上部にＣ塔から回収し
た純度の高い可燃成分及び塔下部に処理前リサイ
クルガスを送入するので、Ｄ塔は次サイクルの精
製（吸着）体制に近いガス成分分布となり、処理
後精製ガスの成分純度を高くする効果がある。 従つて精製ガス純度及び排出ガスの純度が高め
られる。 次にＣ塔の自圧減圧ガスを均一化装置を有する
有水式ガスホルダーに送入し、Ｃ塔が有水式ガス
ホルダーとほぼ均圧になつたら脱着ガス吸引ポン
プに切替えて500Torr程度迄吸引し、この吸引減
圧ガスを同じく有水式ガスホルダーに送入する。 以上のように可燃成分が残つている脱着中間期
の自圧減圧ガス及び吸引減圧ガス、すなわちリサ
イクルガスの処理に均一化装置を有する有水式ガ
スホルダーを用いれば、送入時期で変動している
脱着ガス（リサイクルガス）の熱量をほぼ均一に
すると共に次に説明するリサイクルガスコンプレ
ツサーの吸引圧力と吐出圧力を一定にするのでリ
サイクルガス流量の変動を微小にする効果があ
る。 圧力及び熱量がほぼ均一なリサイクルガスは、
リサイクルガスコンプレツサーに依り、一定流量
で吸着能力の残つているＢ塔に貫流させて、炭酸
ガスを再吸着させ、分離し、これによりＢ塔より
流出した可燃性ガスを処理前発生ガスに戻して回
収する。 又、このリサイクル回路を使つてリサイクル工
程末期に処理後のガスを有水式ガスホルダー及び
リサイクル配管に送入置換するすすぎ工程を組入
れ、次にサイクルに於ける精製ガス中の可燃性ガ
スの濃度を高くしている。この方法は、PSA装
置前流に影響を与えず、可燃成分を回収して排出
ガス中の可燃成分を極力少なくし、後流精製ガス
の熱量変動と圧力変動を微少にする効果がある。 （発明の具体的説明） 以下、第１図、第２図のフローシートに基づい
て本発明を更に詳細に説明する。 本発明の方法は第１図に示す装置により実施さ
れる。 即ち、４個の吸着塔Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ及び有水式
ガスホルダー１２、脱着ガス吸引ポンプ１３、リ
サイクルガスコンプレツサー１４及びその他数種
の必要装置が配管を介して相互に連絡しており、
配管の必要箇所に設けた弁、１Ａ〜１Ｄ，２Ａ〜
２Ｄ、３Ａ〜３Ｄ，４Ａ〜４Ｄ，５Ａ〜５Ｄ，６
Ａ〜６Ｄ，７，８，９，１０，１１の開閉によ
り、ガスの流れを切替制御し、４個の吸着塔Ａ，
Ｂ，Ｃ，Ｄに前述の５ステツプ、４サイクル10工
程を連続的に繰り返えし行わせる。 上記吸着塔Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの操作展開は表２の
通りであり、そのためには弁の表３に示すように
開閉する。
を連続的にＤ塔の２次加圧ガスとリサイクル回路
のすすぎガスに圧力と流量が変動しない様に連続
的に使用する。 Ｃ塔の均圧工程の初期には塔上部に前サイクル
での再吸着によりリサイクルガスからCO2を除去
した純度の高い可燃成分があり、そのため、Ｃ塔
とＤ塔とは塔の上部と上部及び下部と下部を接続
して、Ｃ塔の減圧を塔の上下部より行い、その減
圧ガスをＤ塔の１次加圧ガスとして該塔の上下部
より流入させる。 上記、ガスの両方向からの移動は、Ｃ塔から塔
上部の純度の高い可燃成分及び塔下部の処理前リ
サイクルガスの可燃成分を共にＤ塔に排出移動し
て残さないので、脱着時の脱着成分純度を高める
効果がある。またＤ塔の塔上部にＣ塔から回収し
た純度の高い可燃成分及び塔下部に処理前リサイ
クルガスを送入するので、Ｄ塔は次サイクルの精
製（吸着）体制に近いガス成分分布となり、処理
後精製ガスの成分純度を高くする効果がある。 従つて精製ガス純度及び排出ガスの純度が高め
られる。 次にＣ塔の自圧減圧ガスを均一化装置を有する
有水式ガスホルダーに送入し、Ｃ塔が有水式ガス
ホルダーとほぼ均圧になつたら脱着ガス吸引ポン
プに切替えて500Torr程度迄吸引し、この吸引減
圧ガスを同じく有水式ガスホルダーに送入する。 以上のように可燃成分が残つている脱着中間期
の自圧減圧ガス及び吸引減圧ガス、すなわちリサ
イクルガスの処理に均一化装置を有する有水式ガ
スホルダーを用いれば、送入時期で変動している
脱着ガス（リサイクルガス）の熱量をほぼ均一に
すると共に次に説明するリサイクルガスコンプレ
ツサーの吸引圧力と吐出圧力を一定にするのでリ
サイクルガス流量の変動を微小にする効果があ
る。 圧力及び熱量がほぼ均一なリサイクルガスは、
リサイクルガスコンプレツサーに依り、一定流量
で吸着能力の残つているＢ塔に貫流させて、炭酸
ガスを再吸着させ、分離し、これによりＢ塔より
流出した可燃性ガスを処理前発生ガスに戻して回
収する。 又、このリサイクル回路を使つてリサイクル工
程末期に処理後のガスを有水式ガスホルダー及び
リサイクル配管に送入置換するすすぎ工程を組入
れ、次にサイクルに於ける精製ガス中の可燃性ガ
スの濃度を高くしている。この方法は、PSA装
置前流に影響を与えず、可燃成分を回収して排出
ガス中の可燃成分を極力少なくし、後流精製ガス
の熱量変動と圧力変動を微少にする効果がある。 （発明の具体的説明） 以下、第１図、第２図のフローシートに基づい
て本発明を更に詳細に説明する。 本発明の方法は第１図に示す装置により実施さ
れる。 即ち、４個の吸着塔Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ及び有水式
ガスホルダー１２、脱着ガス吸引ポンプ１３、リ
サイクルガスコンプレツサー１４及びその他数種
の必要装置が配管を介して相互に連絡しており、
配管の必要箇所に設けた弁、１Ａ〜１Ｄ，２Ａ〜
２Ｄ、３Ａ〜３Ｄ，４Ａ〜４Ｄ，５Ａ〜５Ｄ，６
Ａ〜６Ｄ，７，８，９，１０，１１の開閉によ
り、ガスの流れを切替制御し、４個の吸着塔Ａ，
Ｂ，Ｃ，Ｄに前述の５ステツプ、４サイクル10工
程を連続的に繰り返えし行わせる。 上記吸着塔Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの操作展開は表２の
通りであり、そのためには弁の表３に示すように
開閉する。
【表】
【表】
【表】
【表】
×印 閉
次に吸着塔、Ａ塔が精製工程期間中のステツプ
内容について第２図・第４図により説明する。 Ａ塔が精製工程のとき、第２図・第４図に示す
ようにＢ塔は再吸着（リサイクル）工程、Ｃ塔は
均圧・自圧減圧・吸引減圧・吸引排出工程からな
る減圧工程、Ｄ塔は１次加圧（均圧）・２次加圧
工程からなる加圧工程を夫々司どる。 ステツプ１では１Ａ，２Ａ，３Ｂ，４Ａ，５
Ｃ，５Ｄ，６Ｃ，５Ｄが開弁し、Ａ塔に導入され
る処理前発生ガスは吸着剤にCO2、H2Oを吸着
させて、精製ガスとなり、精製ガス冷却器１
５、精製ガスサージタンク１６を経由して、都市
ガス製造プロセスのブタン添加による増熱工程へ
と流れる。有水式ガスホルダー１２に送られたリ
サイクルガスがリサイクルガスコンプレツサー
１４により、リサイクルガス冷却器１７、リサイ
クルガス水分離器１８を経てＢ塔に導入され、再
吸着された後、処理前発生ガスにリサイクルさ
れ続ける。 上記吸着、リサイクルはステツプ１からステツ
プ５を通じて継続して行われる。 このリサイクルガスは昇圧に依り温度が上昇
するため、リサイクルガス冷却器１７で吸着温度
迄冷却するがリサイクル工程末期にはＢ塔の次サ
イクルで脱着に備えリサイクルガス冷却器１７を
バイパスさせるか又は冷却水を減少させて脱着温
度に調節する。従つて吸着温度を低く脱着温度を
高くすることが出来るので吸着及び脱着の条件が
非常に有利になる。 一方、Ｃ塔は脱着を行うが、前工程ではリサイ
クルに使用されていたため９Kg／cm2Ｇの圧力を有
しており、ステツプ１では前サイクルにおいて脱
着に使用され圧力の残つていないＤ塔の上下部に
Ｃ塔の上下部より１次加圧ガスを両方向より送
り込みＤ塔とＣ塔を均圧にする。このことにより
Ｃ塔及びＤ塔の圧力はほぼ4.5Kg／cm2Ｇとなる。 このＤ塔上部に送り込まれる１次加圧ガスには
純度の高い可燃成分が移動している。 また処理後精製ガスは、その一部を、次サイ
クルの吸着に備えてＤ塔の圧力を昇圧するために
２次加圧ガスとしてＤ塔に供給される。 この際、圧力と流量が変動しない様に精製ガス
からの取出口配管には定流量制御弁２０を設
け、精製ガスの圧力が変動しないよう定流量で
供給する。 次にステツプ２では、弁６Ｄを閉弁し、代わつ
て弁８を開くことによりＣ塔を有水式ガスホルダ
ー１２のホルダー圧（約200mmH2O）迄自圧減圧
させ、その自圧減圧ガスが、脱着ガス冷却器１
９を経て有水式ガスホルダー１２に送り込まれ
る。 ステツプ３では、弁８を閉弁し、代わつて弁
９，１０を開くと共に脱着ガス吸引ポンプ１３を
作動させて、Ｃ塔を約500Torr迄吸引減圧し、そ
の吸引減圧ガスを有水式ガスホルダー１２に送
る。 またステツプ４では、弁１０を閉弁し、代わつ
て弁１１を開くと共に脱着ガス吸引ポンプ１３で
50Torrまで減圧することにより、500Torr以下
50Torr迄に脱着したCO2、H2Oを排出ガスと
して排出する。この脱着ガス吸引ポンプ１３によ
る吸着剤の再生は、ポンプ１３の排気特性から真
空度が高くなるにつれて、排気するガス量が減少
する。又、減圧ガス中の成分も真空度が進むにつ
れてCO2が増大し、CH4／CO2の割合が小さくな
る。更にステツプ５では、弁５Ｄを閉弁して代わ
りに弁７を開き、定流量制御弁２０を介して取り
込む精製ガスの一部分をすすぎガスとして有
水式ガスホルダー及びリサイクル配管に送入す
る。 このリサイクル回路を精製ガスに置換すること
は次サイクルに於ける処理後精製ガスの可燃性ガ
ス濃度を高くする効果がある。又ステツプ５にお
いてＤ塔は放置状態にある。 各ステツプにおける吸着塔内の圧力変化を第３
図に示す。これから分かるように、プロセスの本
流ラインに接続されている吸着塔、即ち吸着をし
ている吸着塔がサイクル切替時には前後の吸着塔
と圧力が同じになる（９Kg／cm2Ｇ）ので切替時の
圧力シヨツクは皆無となる。 また、斯る一連の工程における各部ガスの組
成、流量、発熱量を実施例で調べた結果は表４の
通りであつた。
次に吸着塔、Ａ塔が精製工程期間中のステツプ
内容について第２図・第４図により説明する。 Ａ塔が精製工程のとき、第２図・第４図に示す
ようにＢ塔は再吸着（リサイクル）工程、Ｃ塔は
均圧・自圧減圧・吸引減圧・吸引排出工程からな
る減圧工程、Ｄ塔は１次加圧（均圧）・２次加圧
工程からなる加圧工程を夫々司どる。 ステツプ１では１Ａ，２Ａ，３Ｂ，４Ａ，５
Ｃ，５Ｄ，６Ｃ，５Ｄが開弁し、Ａ塔に導入され
る処理前発生ガスは吸着剤にCO2、H2Oを吸着
させて、精製ガスとなり、精製ガス冷却器１
５、精製ガスサージタンク１６を経由して、都市
ガス製造プロセスのブタン添加による増熱工程へ
と流れる。有水式ガスホルダー１２に送られたリ
サイクルガスがリサイクルガスコンプレツサー
１４により、リサイクルガス冷却器１７、リサイ
クルガス水分離器１８を経てＢ塔に導入され、再
吸着された後、処理前発生ガスにリサイクルさ
れ続ける。 上記吸着、リサイクルはステツプ１からステツ
プ５を通じて継続して行われる。 このリサイクルガスは昇圧に依り温度が上昇
するため、リサイクルガス冷却器１７で吸着温度
迄冷却するがリサイクル工程末期にはＢ塔の次サ
イクルで脱着に備えリサイクルガス冷却器１７を
バイパスさせるか又は冷却水を減少させて脱着温
度に調節する。従つて吸着温度を低く脱着温度を
高くすることが出来るので吸着及び脱着の条件が
非常に有利になる。 一方、Ｃ塔は脱着を行うが、前工程ではリサイ
クルに使用されていたため９Kg／cm2Ｇの圧力を有
しており、ステツプ１では前サイクルにおいて脱
着に使用され圧力の残つていないＤ塔の上下部に
Ｃ塔の上下部より１次加圧ガスを両方向より送
り込みＤ塔とＣ塔を均圧にする。このことにより
Ｃ塔及びＤ塔の圧力はほぼ4.5Kg／cm2Ｇとなる。 このＤ塔上部に送り込まれる１次加圧ガスには
純度の高い可燃成分が移動している。 また処理後精製ガスは、その一部を、次サイ
クルの吸着に備えてＤ塔の圧力を昇圧するために
２次加圧ガスとしてＤ塔に供給される。 この際、圧力と流量が変動しない様に精製ガス
からの取出口配管には定流量制御弁２０を設
け、精製ガスの圧力が変動しないよう定流量で
供給する。 次にステツプ２では、弁６Ｄを閉弁し、代わつ
て弁８を開くことによりＣ塔を有水式ガスホルダ
ー１２のホルダー圧（約200mmH2O）迄自圧減圧
させ、その自圧減圧ガスが、脱着ガス冷却器１
９を経て有水式ガスホルダー１２に送り込まれ
る。 ステツプ３では、弁８を閉弁し、代わつて弁
９，１０を開くと共に脱着ガス吸引ポンプ１３を
作動させて、Ｃ塔を約500Torr迄吸引減圧し、そ
の吸引減圧ガスを有水式ガスホルダー１２に送
る。 またステツプ４では、弁１０を閉弁し、代わつ
て弁１１を開くと共に脱着ガス吸引ポンプ１３で
50Torrまで減圧することにより、500Torr以下
50Torr迄に脱着したCO2、H2Oを排出ガスと
して排出する。この脱着ガス吸引ポンプ１３によ
る吸着剤の再生は、ポンプ１３の排気特性から真
空度が高くなるにつれて、排気するガス量が減少
する。又、減圧ガス中の成分も真空度が進むにつ
れてCO2が増大し、CH4／CO2の割合が小さくな
る。更にステツプ５では、弁５Ｄを閉弁して代わ
りに弁７を開き、定流量制御弁２０を介して取り
込む精製ガスの一部分をすすぎガスとして有
水式ガスホルダー及びリサイクル配管に送入す
る。 このリサイクル回路を精製ガスに置換すること
は次サイクルに於ける処理後精製ガスの可燃性ガ
ス濃度を高くする効果がある。又ステツプ５にお
いてＤ塔は放置状態にある。 各ステツプにおける吸着塔内の圧力変化を第３
図に示す。これから分かるように、プロセスの本
流ラインに接続されている吸着塔、即ち吸着をし
ている吸着塔がサイクル切替時には前後の吸着塔
と圧力が同じになる（９Kg／cm2Ｇ）ので切替時の
圧力シヨツクは皆無となる。 また、斯る一連の工程における各部ガスの組
成、流量、発熱量を実施例で調べた結果は表４の
通りであつた。
【表】
上記表４から自明の如く、本発明方法によれ
ば、プレツシヤースイング法による排出ガス中の
都市ガス有効成分は極めて高い割合で回収され、
排出ガス中には可燃成分はほとんど含まれない。
また、リサイクルガスは専用の吸着塔で再吸着処
理を行なつているが、リサイクルガスはCO2分圧
が高く、CH4の分圧が低いので、吸着剤はCO2の
吸着能力がアツプし、CH4の吸着能力は低下す
る。この現象は吸着剤に３Åのカーボンモレキユ
ラーシーブを使用したため効果的に作用してい
る。従つて、再吸着が可能でリサイクルガス量も
極めて少なくなつている。 （効果） 本発明は上記の構成であるから以下の利点を有
する。 (1) 脱着中間期のガスを、リサイクルし、そのリ
サイクルガス工程中で再吸着させるので、プレ
ツシヤースイング法で発生する排出ガス中の都
市ガス有効成分の回収を効率よく行うことがで
き、分離損失を極めて小さくすることができ
る。 従つて精製ガスのカロリーアツプ率が高くな
るのは勿論、排出ガスは可燃成分の含有が極め
て少なく、そのまま大気中に放出しても何等問
題がないので、排ガス処理のための費用も低減
される。 またリサイクルガスは専用の吸着塔を通し再
吸着させているので、前述した理由によりリサ
イクル量が少なくて済み、この設備容量及び費
用も少なくなる。 (2) リサイクルガスは有水式ガスホルダーで圧力
及び熱量を均一にし、更に定流量で吸着塔に通
して処理前発生ガスにリサイクルし、また加圧
用及びすすぎ用に精製ガスから一部取出すガス
は定流量制御弁を介して精製ガスの圧力が変動
しないように取出すので、従来プレツシヤース
イング法が連続プロセスにおいて問題とされる
圧力、流量及び熱量の変動を無くすることがで
き、PSA装置の前流、後流、即ちガス発生装
置、熱量調整装置への影響をほとんど無くすこ
とができ、製品ガスの熱量変動を来たす恐れが
ない。 (3) 均圧工程では減圧側と加圧側着塔の上部と上
部及び下部と下部を接続してガスを両方向より
移動させている。このことにより減圧側吸着塔
は塔上部の純度の高い可燃成分及び塔下部の処
理前リサイクルガスの可燃成分が共に加圧側吸
着塔に排出移動し残らないので、脱着時の脱着
成分純度が高くなる。又、加圧側吸着塔は塔上
部に純度の高い可燃成分及び塔下部に処理前リ
サイクルガス成分が送入されるので、次サイク
ルの精製（吸着）体制と同様のガス成分分布に
なり結果的に処理後精製ガスの成分純度を高く
している。従つて精製ガス純度及び排出ガスの
純度を高めることができる。 (4) 加圧工程サイクルにある吸着塔への１次加圧
ガスとして供給するものを除く500Torr迄の減
圧ガス、すなわちリサイクルガスは処理前発生
ガスよりCO2分圧が高く、CH4の分圧が低いこ
のガスを処理する吸着剤は処理前発生ガスを処
理するときよりもCO2吸着能力が向上し、CH4
吸着能力が低下する。従つて、前サイクルで吸
着を行なつた吸着剤でのCO2の再吸着が可能で
あり、吸着剤にCO2をより多く吸着させること
が出来ると共にCO2の脱着が有利になる。 (5) リサイクルガスは昇圧により温度が上昇する
ため吸着温度迄冷却してリサイクルするが工程
末期には脱着温度に調整するので、吸着温度を
低く脱着温度を高くすることができ吸着及び脱
着の条件が非常に有利になる。 (6) 吸着剤として平均細孔径約３Åのカーボンモ
レキユラーシーブを用いたので、水分除去のた
めの前処理が不要である。従つて、装置が小型
になり、設備費用もなくなる。 以上の利点を有する本発明の方法は都市ガス製
造プロセスに於ける従来の液吸収法と同等以上の
連続流精製と高回収率ガス分離を可能にし、液吸
収法では得られなかつたプラントの即時起動・即
時負荷変更と同時脱水の機能を付加し、炭酸ガス
の取り出しも容易にする効果をもたらした。
ば、プレツシヤースイング法による排出ガス中の
都市ガス有効成分は極めて高い割合で回収され、
排出ガス中には可燃成分はほとんど含まれない。
また、リサイクルガスは専用の吸着塔で再吸着処
理を行なつているが、リサイクルガスはCO2分圧
が高く、CH4の分圧が低いので、吸着剤はCO2の
吸着能力がアツプし、CH4の吸着能力は低下す
る。この現象は吸着剤に３Åのカーボンモレキユ
ラーシーブを使用したため効果的に作用してい
る。従つて、再吸着が可能でリサイクルガス量も
極めて少なくなつている。 （効果） 本発明は上記の構成であるから以下の利点を有
する。 (1) 脱着中間期のガスを、リサイクルし、そのリ
サイクルガス工程中で再吸着させるので、プレ
ツシヤースイング法で発生する排出ガス中の都
市ガス有効成分の回収を効率よく行うことがで
き、分離損失を極めて小さくすることができ
る。 従つて精製ガスのカロリーアツプ率が高くな
るのは勿論、排出ガスは可燃成分の含有が極め
て少なく、そのまま大気中に放出しても何等問
題がないので、排ガス処理のための費用も低減
される。 またリサイクルガスは専用の吸着塔を通し再
吸着させているので、前述した理由によりリサ
イクル量が少なくて済み、この設備容量及び費
用も少なくなる。 (2) リサイクルガスは有水式ガスホルダーで圧力
及び熱量を均一にし、更に定流量で吸着塔に通
して処理前発生ガスにリサイクルし、また加圧
用及びすすぎ用に精製ガスから一部取出すガス
は定流量制御弁を介して精製ガスの圧力が変動
しないように取出すので、従来プレツシヤース
イング法が連続プロセスにおいて問題とされる
圧力、流量及び熱量の変動を無くすることがで
き、PSA装置の前流、後流、即ちガス発生装
置、熱量調整装置への影響をほとんど無くすこ
とができ、製品ガスの熱量変動を来たす恐れが
ない。 (3) 均圧工程では減圧側と加圧側着塔の上部と上
部及び下部と下部を接続してガスを両方向より
移動させている。このことにより減圧側吸着塔
は塔上部の純度の高い可燃成分及び塔下部の処
理前リサイクルガスの可燃成分が共に加圧側吸
着塔に排出移動し残らないので、脱着時の脱着
成分純度が高くなる。又、加圧側吸着塔は塔上
部に純度の高い可燃成分及び塔下部に処理前リ
サイクルガス成分が送入されるので、次サイク
ルの精製（吸着）体制と同様のガス成分分布に
なり結果的に処理後精製ガスの成分純度を高く
している。従つて精製ガス純度及び排出ガスの
純度を高めることができる。 (4) 加圧工程サイクルにある吸着塔への１次加圧
ガスとして供給するものを除く500Torr迄の減
圧ガス、すなわちリサイクルガスは処理前発生
ガスよりCO2分圧が高く、CH4の分圧が低いこ
のガスを処理する吸着剤は処理前発生ガスを処
理するときよりもCO2吸着能力が向上し、CH4
吸着能力が低下する。従つて、前サイクルで吸
着を行なつた吸着剤でのCO2の再吸着が可能で
あり、吸着剤にCO2をより多く吸着させること
が出来ると共にCO2の脱着が有利になる。 (5) リサイクルガスは昇圧により温度が上昇する
ため吸着温度迄冷却してリサイクルするが工程
末期には脱着温度に調整するので、吸着温度を
低く脱着温度を高くすることができ吸着及び脱
着の条件が非常に有利になる。 (6) 吸着剤として平均細孔径約３Åのカーボンモ
レキユラーシーブを用いたので、水分除去のた
めの前処理が不要である。従つて、装置が小型
になり、設備費用もなくなる。 以上の利点を有する本発明の方法は都市ガス製
造プロセスに於ける従来の液吸収法と同等以上の
連続流精製と高回収率ガス分離を可能にし、液吸
収法では得られなかつたプラントの即時起動・即
時負荷変更と同時脱水の機能を付加し、炭酸ガス
の取り出しも容易にする効果をもたらした。
第１図は本発明都市ガス製造プロセスに於ける
ガス中の炭酸ガス及び水分を除去する方法を実施
するための装置の概略構成を示すフローシート、
第２図は本発明方法の原理を説明するフローシー
ト、第３図は本発明方法の各工程、各ステツプに
おける吸着塔内圧力変化を示すグラフ、第４図は
工程ブロツク図で（ ）内はＡ塔精製（吸着）工
程の場合を示すものである。
ガス中の炭酸ガス及び水分を除去する方法を実施
するための装置の概略構成を示すフローシート、
第２図は本発明方法の原理を説明するフローシー
ト、第３図は本発明方法の各工程、各ステツプに
おける吸着塔内圧力変化を示すグラフ、第４図は
工程ブロツク図で（ ）内はＡ塔精製（吸着）工
程の場合を示すものである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 都市ガス製造プロセスに於ける発生ガス中の
炭酸ガス及び水分を４塔以上の吸着塔をサイクル
使用するプレツシヤースイング法により吸着させ
て精製し、脱着中間期のガスを有水式ガスホルダ
ーで圧力及び熱量を均一にした後、前工程で吸着
を終了した吸着塔に通して炭酸ガスを再吸着さ
せ、該吸着塔より流出した精製可燃性ガスを処理
前発生ガスにリサイクルする一方、精製ガスの一
部を定流量制御弁を介して、次サイクルで吸着工
程を行う吸着塔の昇圧用加圧ガス及び配管等の置
換用すすぎガスに定流量で使用して、工程切替時
の圧力シヨツクのない状態で連続的にガスを精製
することを特徴とする都市ガス製造プロセスに於
けるガス中の炭酸ガス及び水分を除去する方法。 ２ 吸着剤として平均細孔径約３Åのカーボンモ
レキユラーシーブを使用する請求項１記載の方
法。 ３ プレツシヤースイング法における減圧工程が
その最初期において吸着塔の上下両方向より減圧
を行ない、その減圧ガスを加圧工程サイクルにあ
る吸着塔に１次加圧ガスとして上下両方向より供
給することを特徴とする請求項１記載の方法。 ４ リサイクルする脱着ガスは加圧工程サイクル
にある吸着塔への１次加圧ガスとして供給される
ものを除く500Torr迄の減圧ガスであることを特
徴とする請求項１記載の方法。 ５ リサイクルする脱着ガスはリサイクル工程末
期までは吸着温度に冷却し、上記工程末期に脱着
温度に調整することを特徴とする請求項１記載の
方法。 ６ 処理前ガスが、原料のナフサ、LPG、メタ
ノールを水蒸気と反応させて得られる発生ガス
で、CH4、H2を可燃主成分とし、CO2を含む混
合湿性ガスであることを特徴とする請求項１記載
の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63195258A JPH02699A (ja) | 1987-10-24 | 1988-08-03 | 都市ガス製造プロセスに於けるガス中の炭酸ガス及び水分を除去する方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62-269916 | 1987-10-24 | ||
| JP26991687 | 1987-10-24 | ||
| JP63195258A JPH02699A (ja) | 1987-10-24 | 1988-08-03 | 都市ガス製造プロセスに於けるガス中の炭酸ガス及び水分を除去する方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02699A JPH02699A (ja) | 1990-01-05 |
| JPH0459358B2 true JPH0459358B2 (ja) | 1992-09-22 |
Family
ID=26509013
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63195258A Granted JPH02699A (ja) | 1987-10-24 | 1988-08-03 | 都市ガス製造プロセスに於けるガス中の炭酸ガス及び水分を除去する方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02699A (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02281096A (ja) * | 1989-04-24 | 1990-11-16 | Seibu Gas Kk | 富メタン混合ガスの炭酸ガス及び水分を除去する装置 |
| JPH0559379A (ja) * | 1991-08-30 | 1993-03-09 | Seibu Gas Kk | 都市ガス精製プロセスに於けるガス中の炭酸ガス及び水分を分離する方法 |
| CA2443222C (en) | 2001-04-13 | 2009-09-15 | Co2 Solution Inc. | A process and a plant for the production of portland cement clinker |
| JP6013865B2 (ja) * | 2012-10-10 | 2016-10-25 | メタウォーター株式会社 | 都市ガスの製造方法および製造システム |
| JP6013864B2 (ja) * | 2012-10-10 | 2016-10-25 | メタウォーター株式会社 | メタン発酵ガスの精製方法および精製システム |
| US9732297B2 (en) | 2013-03-19 | 2017-08-15 | Osaka Gas Co., Ltd. | Gas purification method |
| CN108970332B (zh) * | 2018-07-25 | 2020-08-21 | 戴乐亭 | 一种转炉和/或高炉煤气的脱碳方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58159830A (ja) * | 1982-03-18 | 1983-09-22 | Seitetsu Kagaku Co Ltd | 天然ガス中の炭酸ガスを除去する方法 |
-
1988
- 1988-08-03 JP JP63195258A patent/JPH02699A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58159830A (ja) * | 1982-03-18 | 1983-09-22 | Seitetsu Kagaku Co Ltd | 天然ガス中の炭酸ガスを除去する方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02699A (ja) | 1990-01-05 |
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