JPH0578363B2 - - Google Patents
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- JPH0578363B2 JPH0578363B2 JP63278803A JP27880388A JPH0578363B2 JP H0578363 B2 JPH0578363 B2 JP H0578363B2 JP 63278803 A JP63278803 A JP 63278803A JP 27880388 A JP27880388 A JP 27880388A JP H0578363 B2 JPH0578363 B2 JP H0578363B2
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- carbon monoxide
- reforming
- reformed
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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
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
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-
- 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
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- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
Landscapes
- Treating Waste Gases (AREA)
- Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、一酸化炭素ガスの分離方法に係り、
特に炭化水素を改質して高濃度の一酸化炭素を低
エネルギーコストで回収する一酸化炭素ガスの分
離方法に関するものである。
特に炭化水素を改質して高濃度の一酸化炭素を低
エネルギーコストで回収する一酸化炭素ガスの分
離方法に関するものである。
一般的に一酸化炭素（CO）は、炭化水素を改
質または部分酸化して得られる、水素（H2）、
CO、二酸化炭素（CO2）、メタン（CH4）等を含
む混合ガスから深冷分離法または吸収法により回
収される。
質または部分酸化して得られる、水素（H2）、
CO、二酸化炭素（CO2）、メタン（CH4）等を含
む混合ガスから深冷分離法または吸収法により回
収される。
しかしながらこれらの方法では、製品の主体は
H2であり、COは副生ガスとして得られるのが現
状である。H2が不要でCOだけが必要な場合は採
用できない。また特殊な例として炭化水素をCO2
で改質する西独カロリツク社の方法がある。その
方法によると製品ガスは、高濃度COだけである
が問題もある。
H2であり、COは副生ガスとして得られるのが現
状である。H2が不要でCOだけが必要な場合は採
用できない。また特殊な例として炭化水素をCO2
で改質する西独カロリツク社の方法がある。その
方法によると製品ガスは、高濃度COだけである
が問題もある。
西独カロリツク社の方法では、改質反応に使用
する多量のCO2を用意する必要がある。また改質
されたガスはCO／H2比を高くするために多量の
未反応CO2を含む必要があるが、それを回収して
再使用する必要がある。すなわち改質反応に必要
なCO2の製造と、CO収率を上げるための量論よ
り大過剰なCO2の供給のためのCO2リサイクルに
必要な改質ガスからのCO2回収に多量の熱エネル
ギーを消費しなけばならない。
する多量のCO2を用意する必要がある。また改質
されたガスはCO／H2比を高くするために多量の
未反応CO2を含む必要があるが、それを回収して
再使用する必要がある。すなわち改質反応に必要
なCO2の製造と、CO収率を上げるための量論よ
り大過剰なCO2の供給のためのCO2リサイクルに
必要な改質ガスからのCO2回収に多量の熱エネル
ギーを消費しなけばならない。
本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決
し、必要エネルギーが少なく、しかもエネルギー
の有効利用を図り、高濃度のCOを製造する一酸
化炭素の製造方法を提供することにある。
し、必要エネルギーが少なく、しかもエネルギー
の有効利用を図り、高濃度のCOを製造する一酸
化炭素の製造方法を提供することにある。
上記目的を達成するため本発明は、改質器で炭
化水素を改質して酸化炭素を回収する一酸化炭素
ガスの製造方法において、前記炭化水素をスチー
ム、炭酸ガス率と反応させて改質し、該改質ガス
を圧力変動吸着分離方法（PSA）で分離し、該
改質ガス中の一酸化炭素を生成ガスとして回収
し、二酸化炭素を炭素源として前記改質器に循環
するとともに、副生する水素リツチガスをPSA
の動力源として利用することを特徴とする一酸化
炭素ガスの分離方法である。
化水素を改質して酸化炭素を回収する一酸化炭素
ガスの製造方法において、前記炭化水素をスチー
ム、炭酸ガス率と反応させて改質し、該改質ガス
を圧力変動吸着分離方法（PSA）で分離し、該
改質ガス中の一酸化炭素を生成ガスとして回収
し、二酸化炭素を炭素源として前記改質器に循環
するとともに、副生する水素リツチガスをPSA
の動力源として利用することを特徴とする一酸化
炭素ガスの分離方法である。
炭化水素をスチーム、CO2等と反応させて改質
した改質ガスを圧力変動吸着分離（以下、PSA
という）方法によつて分離することにより、CO
分離回収のための必要エネルギーが少なくてすむ
とともに、生成COガスの純度を任意に選択する
ことができ、高純度COの製造も可能となる。ま
た、改質ガス中のH2を回収してエネルギー源と
して使用することができる。
した改質ガスを圧力変動吸着分離（以下、PSA
という）方法によつて分離することにより、CO
分離回収のための必要エネルギーが少なくてすむ
とともに、生成COガスの純度を任意に選択する
ことができ、高純度COの製造も可能となる。ま
た、改質ガス中のH2を回収してエネルギー源と
して使用することができる。
本発明において改質器とは、例えば改質触媒が
充填された反応管を有し、該反応管の周囲が、例
えば水素リツチガスを燃焼して前記反応管に熱を
供給する改質炉となつているもので、反応管に導
入された、例えば炭化水素等の原料を改質触媒の
下でスチーム、CO2等と接触させることにより、
H2、CO、CO2、CH4等の混合ガスに改質するも
のである。
充填された反応管を有し、該反応管の周囲が、例
えば水素リツチガスを燃焼して前記反応管に熱を
供給する改質炉となつているもので、反応管に導
入された、例えば炭化水素等の原料を改質触媒の
下でスチーム、CO2等と接触させることにより、
H2、CO、CO2、CH4等の混合ガスに改質するも
のである。
本発明に用いられる炭化水素としては、例えば
メタン、エタン、プロパン、ブタン、ナフサ等が
挙げられるが、スチーム、CO2等と反応して改質
されるものであればよい。
メタン、エタン、プロパン、ブタン、ナフサ等が
挙げられるが、スチーム、CO2等と反応して改質
されるものであればよい。
本発明において、PSA法とは、吸着剤が充填
された複数の吸着塔により、吸着、脱着等を繰り
返し、混合ガス中の易吸着成分を分離回収した
り、逆に離吸着成分を分離回収したりするもので
ある。
された複数の吸着塔により、吸着、脱着等を繰り
返し、混合ガス中の易吸着成分を分離回収した
り、逆に離吸着成分を分離回収したりするもので
ある。
本発明においては、PSA法によつて分離され
た副生物であるH2リツチガスは、改質炉で燃焼
されて改質器の熱エネルギーとして利用されるほ
か、ガスタービンゼネレータに導入されて電力を
発生し、PSA装置等の動力源として利用される。
また、CO2リツチガスは炭素源として前記改質器
へ循環される。
た副生物であるH2リツチガスは、改質炉で燃焼
されて改質器の熱エネルギーとして利用されるほ
か、ガスタービンゼネレータに導入されて電力を
発生し、PSA装置等の動力源として利用される。
また、CO2リツチガスは炭素源として前記改質器
へ循環される。
次に、本発明を実施例によりさらに詳細に説明
する。
する。
第１図は、本発明の一実施例を示す一酸化炭素
の製造方法の装置系統図である。
の製造方法の装置系統図である。
この装置は、原料である炭化水素６を、CO2リ
ツチガス７とともに高温下でスチーム８と接触反
応させて改質する改質炉１と、該改質炉１で生成
された改質ガス９を分離するPSA装置４と、該
PSA装置４で分離されたH2リツチガス１１の一
部を利用して電力を発生するガスタービンゼネレ
ータ５とから主として構成されている。前記改質
炉１には改質器が装填されており、これは改質触
媒３が充填された反応管２より構成されている。
ツチガス７とともに高温下でスチーム８と接触反
応させて改質する改質炉１と、該改質炉１で生成
された改質ガス９を分離するPSA装置４と、該
PSA装置４で分離されたH2リツチガス１１の一
部を利用して電力を発生するガスタービンゼネレ
ータ５とから主として構成されている。前記改質
炉１には改質器が装填されており、これは改質触
媒３が充填された反応管２より構成されている。
このような構成において、副生物であるCO2リ
ツチガス７とともに、改質炉１の反応管２に導入
された炭化水素６は、改質触媒３の存在下、例え
ば900℃でスチーム８とともに反応して改質され、
H2、CO2、CO、CH4等の混合物である改質ガス
９となる。PSAによる改質ガスの分離には種々
のシステム、方法が考えられるが、一例を示す
と、改質ガス９は、PSA装置４に導入され、最
初に、CO2リツチガス７と、COおよびH2の混合
ガスとに分離され、相対的にCOの濃度が10〜30
％から60〜90％に濃縮される。分離されたCO2リ
ツチガス７は、炭素源として前記改質炉１へ戻さ
れる。次に、CO60〜90％を含むCOとH2との混
合ガスは、90％以上の高純度の生成COガス１０
と、例えば濃度95％以上のH2リツチガス１１と
に分離される。高純度のCOは製品として回収さ
れる。一方、H2リツチガスは、一部が空気１２
とともに改質炉１へ供給されて燃焼し、改質器に
おける改質反応に必要な熱源となり、残部はガス
タービンゼネレータ５に供給されて発電源とな
る。発電された電力１４は、PSA装置等の動力
源として使用される。ガスタービンゼネレータ５
で発生する余分の熱は、スチームとして回収する
ことが可能であり、スチームは、原料６とともに
改質炉１に供給されるスチーム８としても使用で
きる。なお、１３は改質炉１の燃焼排ガスであ
る。改質炉１に必要なエネルギーの一部は、原料
６の一部を使用することも可能であり、原料の一
部をガスタービンゼネレータ５にも供給すること
が可能である。これは、系全体の熱収支および必
要電量等により、または高純度H2ガスの一部を
製品としたときの系全体のバランスより決定され
る。
ツチガス７とともに、改質炉１の反応管２に導入
された炭化水素６は、改質触媒３の存在下、例え
ば900℃でスチーム８とともに反応して改質され、
H2、CO2、CO、CH4等の混合物である改質ガス
９となる。PSAによる改質ガスの分離には種々
のシステム、方法が考えられるが、一例を示す
と、改質ガス９は、PSA装置４に導入され、最
初に、CO2リツチガス７と、COおよびH2の混合
ガスとに分離され、相対的にCOの濃度が10〜30
％から60〜90％に濃縮される。分離されたCO2リ
ツチガス７は、炭素源として前記改質炉１へ戻さ
れる。次に、CO60〜90％を含むCOとH2との混
合ガスは、90％以上の高純度の生成COガス１０
と、例えば濃度95％以上のH2リツチガス１１と
に分離される。高純度のCOは製品として回収さ
れる。一方、H2リツチガスは、一部が空気１２
とともに改質炉１へ供給されて燃焼し、改質器に
おける改質反応に必要な熱源となり、残部はガス
タービンゼネレータ５に供給されて発電源とな
る。発電された電力１４は、PSA装置等の動力
源として使用される。ガスタービンゼネレータ５
で発生する余分の熱は、スチームとして回収する
ことが可能であり、スチームは、原料６とともに
改質炉１に供給されるスチーム８としても使用で
きる。なお、１３は改質炉１の燃焼排ガスであ
る。改質炉１に必要なエネルギーの一部は、原料
６の一部を使用することも可能であり、原料の一
部をガスタービンゼネレータ５にも供給すること
が可能である。これは、系全体の熱収支および必
要電量等により、または高純度H2ガスの一部を
製品としたときの系全体のバランスより決定され
る。
本実施例によれば、改質ガス９をPSA装置４
で分離することにより、濃度の高いCOガス１０
が得られる。また、副生されたH2リツチガス１
１を、改質炉１およびガスタービンゼネレータ５
でエネルギー源として使用するので、改質ガスの
有効利用が図れるとともに、装置の運転に際して
必要なエネルギーを自給することができ、極めて
経済的である。
で分離することにより、濃度の高いCOガス１０
が得られる。また、副生されたH2リツチガス１
１を、改質炉１およびガスタービンゼネレータ５
でエネルギー源として使用するので、改質ガスの
有効利用が図れるとともに、装置の運転に際して
必要なエネルギーを自給することができ、極めて
経済的である。
ここで、原料としてメタン（CH4）を用いたと
きの、本実施例のエネルギー収支を試算する。
きの、本実施例のエネルギー収支を試算する。
本実施例により3molのCOを生成する場合は、
3molのCH4と3molのH2O（スチーム）を反応させ
て3molのCOが生成される。このとき、9molの
H2が余分に副生される（式）。改質反応に必要
な反応熱147.81Kcal（吸熱反応）は、この改質反
応（式）で副生された9molのH2の一部、例え
ば5molを燃焼させたときに発生する熱量
288.98Kcal（式）で補充する。従つて、改質反
応開始当初は、必要な熱量を別途供給しなければ
ならないが、改質反応が進行し、副生H2が分離
回収され始めれば、必要な熱量を自給できること
になる。また、PSAに必要な動力を製品Co1Nm3
当たり0.75KWHとすれば、CO3mol当たり
0.0504KWHであるが、前記9molのH2のうち、例
えば残り3molを発電用に用い、発電効率η＝
0.25とすると、生成CO3molに対して0.0504KWH
の電力が副生されることになる（式）。
3molのCH4と3molのH2O（スチーム）を反応させ
て3molのCOが生成される。このとき、9molの
H2が余分に副生される（式）。改質反応に必要
な反応熱147.81Kcal（吸熱反応）は、この改質反
応（式）で副生された9molのH2の一部、例え
ば5molを燃焼させたときに発生する熱量
288.98Kcal（式）で補充する。従つて、改質反
応開始当初は、必要な熱量を別途供給しなければ
ならないが、改質反応が進行し、副生H2が分離
回収され始めれば、必要な熱量を自給できること
になる。また、PSAに必要な動力を製品Co1Nm3
当たり0.75KWHとすれば、CO3mol当たり
0.0504KWHであるが、前記9molのH2のうち、例
えば残り3molを発電用に用い、発電効率η＝
0.25とすると、生成CO3molに対して0.0504KWH
の電力が副生されることになる（式）。
3CH4＋3H2O＝（3CO＋H2）
＋8H2＋147.81Kcal 〔〕
5H2＋５／２（O2＋4N2）
＝5H2O＋10N2−288.98Kcal 〔〕
3H2
―――――→
η＝0.250.0504KWH 〔〕
〔発明の効果〕
本発明によれば、改質ガス中のCOをPSA法に
より分離回収することにより、生成COの純度を
任意に選定する上、高純度COをも得ることがで
きる。また、改質炉、PSA装置等の動力または
熱量源として、副生水素を利用することができる
ので非常に経済的である。
より分離回収することにより、生成COの純度を
任意に選定する上、高純度COをも得ることがで
きる。また、改質炉、PSA装置等の動力または
熱量源として、副生水素を利用することができる
ので非常に経済的である。
第１図は、本発明の一実施例を示す一酸化炭素
の製造方法の装置系統図である。 １……改質炉、２……反応管、３……改質触
媒、４……PSA装置、５……ガスタービンゼネ
レータ。
の製造方法の装置系統図である。 １……改質炉、２……反応管、３……改質触
媒、４……PSA装置、５……ガスタービンゼネ
レータ。
Claims (1)
- １ 改質器で炭化水素を改質して一酸化炭素を回
収する一酸化炭素ガスの分離方法において、前記
炭化水素をスチーム、炭酸ガス等と反応させて改
質し、該改質ガスを圧力変動吸着分離方法
（PSA）で分離し、該改質ガス中の一酸化炭素を
生成ガスとして回収し、二酸化炭素を炭素源とし
て前記改質器に循環するとともに、副生する水素
をPSAの動力源として利用することを特徴とす
る一酸化炭素ガスの分離方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63278803A JPH02124710A (ja) | 1988-11-04 | 1988-11-04 | 一酸化炭素ガスの分離方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63278803A JPH02124710A (ja) | 1988-11-04 | 1988-11-04 | 一酸化炭素ガスの分離方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02124710A JPH02124710A (ja) | 1990-05-14 |
| JPH0578363B2 true JPH0578363B2 (ja) | 1993-10-28 |
Family
ID=17602393
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63278803A Granted JPH02124710A (ja) | 1988-11-04 | 1988-11-04 | 一酸化炭素ガスの分離方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02124710A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6783749B2 (en) * | 2002-05-13 | 2004-08-31 | The Boc Group, Inc. | Gas recovery process |
| JP2005298264A (ja) * | 2004-04-12 | 2005-10-27 | Toshiba Corp | 熱分解ガス化改質装置 |
| JP2006187693A (ja) * | 2004-12-28 | 2006-07-20 | Kangen Yoyu Gijutsu Kenkyusho:Kk | 廃棄物を原料とした資源ガス回収システムおよび資源ガス回収方法 |
| US7699907B2 (en) * | 2005-08-17 | 2010-04-20 | Air Liquide Process & Construction, Inc. | Apparatus and methods for gas separation |
-
1988
- 1988-11-04 JP JP63278803A patent/JPH02124710A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02124710A (ja) | 1990-05-14 |
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