JPH0637624B2 - Ｎ▲下２▼，ｈ▲下２▼分離用吸着剤、その製造法、およびその吸着剤を用いて高カロリ−ガスを製造する方法 - Google Patents
Ｎ▲下２▼，ｈ▲下２▼分離用吸着剤、その製造法、およびその吸着剤を用いて高カロリ−ガスを製造する方法Info
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- JPH0637624B2 JPH0637624B2 JP61122498A JP12249886A JPH0637624B2 JP H0637624 B2 JPH0637624 B2 JP H0637624B2 JP 61122498 A JP61122498 A JP 61122498A JP 12249886 A JP12249886 A JP 12249886A JP H0637624 B2 JPH0637624 B2 JP H0637624B2
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、Ｎ２，Ｈ２等の非燃焼成分または／および低
カロリー成分と、炭化水素成分とを含む低カロリーの原
料ガスから、非燃焼成分であるＮ２または／および低カ
ロリー成分であるＨ２を分離除去し、高カロリーガスを
得るための吸着剤に関するものである。
カロリー成分と、炭化水素成分とを含む低カロリーの原
料ガスから、非燃焼成分であるＮ２または／および低カ
ロリー成分であるＨ２を分離除去し、高カロリーガスを
得るための吸着剤に関するものである。
また、そのような吸着剤を製造する方法、およびそのよ
うな吸着剤を用いて高カロリーガスを製造する方法に関
するものである。
うな吸着剤を用いて高カロリーガスを製造する方法に関
するものである。
従来の技術 Ｎ２，Ｈ２等の非燃焼成分と、炭化水素成分とよりなる
低カロリーの原料ガスから高カロリーの製品ガスを得る
には、原料ガスからこれらの非燃焼成分または／および
低カロリー成分を高率良く分離除去することが必要であ
る。
低カロリーの原料ガスから高カロリーの製品ガスを得る
には、原料ガスからこれらの非燃焼成分または／および
低カロリー成分を高率良く分離除去することが必要であ
る。
従来、Ｎ２またはＨ２を含むガスからこれらの成分を除
去する方法としては、次のような方法が実用化されてい
る。
去する方法としては、次のような方法が実用化されてい
る。
ｉ）Ｎ２の除去 ＰＳＡ法（圧力変動式吸着分離法）、深冷分離法 ii）Ｈ２の除去 ＰＳＡ法、膜分離法、深冷分離法 発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記のような各ガス単独の分離技術は、
ＰＳＡ法を除いては概ね設備費が大である上、電力、蒸
気等の熱エネルギー消費が大きく、しかもこれらの技術
の組合せは一層複雑な設備を要するため、大容量のガス
の処理には適していても中・小容量のガスの処理には有
利とは言えない。
ＰＳＡ法を除いては概ね設備費が大である上、電力、蒸
気等の熱エネルギー消費が大きく、しかもこれらの技術
の組合せは一層複雑な設備を要するため、大容量のガス
の処理には適していても中・小容量のガスの処理には有
利とは言えない。
また、中・小容量のガスの処理に適しているＰＳＡ法に
ついては、各ガス単独の除去は可能であるものの、
Ｎ２，Ｈ２等の非燃焼成分と、炭化水素成分とよりなる
低カロリーの原料ガスからこれらの成分を同時に除去す
る方法は見当らない。
ついては、各ガス単独の除去は可能であるものの、
Ｎ２，Ｈ２等の非燃焼成分と、炭化水素成分とよりなる
低カロリーの原料ガスからこれらの成分を同時に除去す
る方法は見当らない。
本発明は、ＰＳＡ法を採用して、Ｎ２，Ｈ２等の非燃焼
成分または／および低カロリー成分と、炭化水素成分と
を含む低カロリーの原料ガスから、非燃焼成分または／
および低カロリー成分を分離除去して、高カロリーの製
品ガスを得る工業的に有利な手段を提供することを目的
とするものである。
成分または／および低カロリー成分と、炭化水素成分と
を含む低カロリーの原料ガスから、非燃焼成分または／
および低カロリー成分を分離除去して、高カロリーの製
品ガスを得る工業的に有利な手段を提供することを目的
とするものである。
問題点を解決するための手段 すなわち、本発明は、 １．高分子化合物または／および無機塩類が添着された
多孔性物質であって、細孔ピーク頻度が２０Å以下では
小さく、２０〜５０Åの範囲で最大になるように細孔制
御されているＮ２，Ｈ２分離用吸着剤。
多孔性物質であって、細孔ピーク頻度が２０Å以下では
小さく、２０〜５０Åの範囲で最大になるように細孔制
御されているＮ２，Ｈ２分離用吸着剤。
２．多孔性物質に高分子化合物または／および無機塩類
を添着することにより、細孔ピーク頻度が２０Å以下で
は小さく、２０〜５０Åの範囲で最大になるように細孔
制御することを特徴とするＮ２，Ｈ２分離用吸着剤の製
造法。
を添着することにより、細孔ピーク頻度が２０Å以下で
は小さく、２０〜５０Åの範囲で最大になるように細孔
制御することを特徴とするＮ２，Ｈ２分離用吸着剤の製
造法。
３．高分子化合物または／および無機塩類が添着された
多孔性物質であって、細孔ピーク頻度が２０Å以下では
小さく、２０〜５０Åの範囲で最大になるように細孔制
御されているＮ２，Ｈ２分離用吸着剤を充填した吸着塔
に、Ｎ２，Ｈ２等の非燃焼成分または／および低カロリ
ー成分と、炭化水素成分とを含む低カロリーの原料ガス
を導入し、圧力スイング操作を行うことを特徴とする高
カロリーガスの製造法。
多孔性物質であって、細孔ピーク頻度が２０Å以下では
小さく、２０〜５０Åの範囲で最大になるように細孔制
御されているＮ２，Ｈ２分離用吸着剤を充填した吸着塔
に、Ｎ２，Ｈ２等の非燃焼成分または／および低カロリ
ー成分と、炭化水素成分とを含む低カロリーの原料ガス
を導入し、圧力スイング操作を行うことを特徴とする高
カロリーガスの製造法。
をその要旨とするものであり、このような特定の手段を
見出すことにより、上記目的を達成するに至った。
見出すことにより、上記目的を達成するに至った。
以下本発明を詳細に説明する。
原料ガス 本発明に適用できる原料ガスとしては、Ｎ２，Ｈ２等の
非燃焼成分または／および低カロリー成分と、炭化水素
成分とを含む低カロリーガスがあげられる。
非燃焼成分または／および低カロリー成分と、炭化水素
成分とを含む低カロリーガスがあげられる。
このような原料ガスとしては、コークス炉から発生する
コークス炉ガス、メタン化反応ガスなどが例示される。
コークス炉ガス、メタン化反応ガスなどが例示される。
なお、非燃焼成分または／および低カロリー成分として
Ｎ２，Ｈ２のほかにＣＯ，ＣＯ２等の成分を含んでいる
場合は、Ｎ２，Ｈ２の分離除去は可能でもＣＯ，ＣＯ２
の分離除去は効果的にはできないので、ＣＯ，ＣＯ２の
分離除去も要求されるときは、予め別の手段でこれらの
成分を除去するか、本発明に従ってＮ２，Ｈ２を分離除
去した製品ガスから他の適当な手段によりＣＯ，ＣＯ２
を除去することが必要となる。
Ｎ２，Ｈ２のほかにＣＯ，ＣＯ２等の成分を含んでいる
場合は、Ｎ２，Ｈ２の分離除去は可能でもＣＯ，ＣＯ２
の分離除去は効果的にはできないので、ＣＯ，ＣＯ２の
分離除去も要求されるときは、予め別の手段でこれらの
成分を除去するか、本発明に従ってＮ２，Ｈ２を分離除
去した製品ガスから他の適当な手段によりＣＯ，ＣＯ２
を除去することが必要となる。
吸着剤およびその製造法 本発明においては、Ｎ２，Ｈ２分離用吸着剤として、高
分子化合物または／および無機塩類が添着された多孔性
物質を用いる。
分子化合物または／および無機塩類が添着された多孔性
物質を用いる。
ここで多孔性物質としては、活性炭、ゼオライト、モレ
キュラーシービングカーボンなど有機ガス吸着性を有す
る多孔性物質が用いられる。
キュラーシービングカーボンなど有機ガス吸着性を有す
る多孔性物質が用いられる。
このような多孔性物質に添着する高分子化合物として
は、 常温または加温下に水溶性または水分散性を示す高分
子化合物、たとえば、ポリアクリルアミド、ポリビニル
ピロリドン、ポリアクリル酸塩、ポリビニルメチルエー
テル、ポリエチレンオキサイド、カルボキシビニルポリ
マー、ビニルアルコール系ポリマー、デンプン類、メチ
ルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセ
ルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、カルボキシ
メチルセルロース、アルギン酸塩、ゼラチン、カゼイ
ン、デキストリン、デキストラン、キサンテンガム、グ
アーガム、カラギーナン、マンナン、トラガントガム、
アラビアガム、水溶性アクリル共重合体、水溶性ポリエ
ステル、フェノール樹脂初期反応物、木材・パルプ・製
紙工場における廃液含有物または中間生成物、ショ糖・
デンプン工場における廃液含有物または中間あるいは最
終生成物、接着剤・繊維・染色工場における廃液含有物
など）、 常温または加温下に有機溶剤溶解性または有機溶剤分
散性を示す高分子化合物、たとえば、ポリアミド、ポリ
スチレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリ
エステル、ポリウレタン、ポリアクリロニトリル、ポリ
オレフィン、アクリル系樹脂、アセチルセルロースな
ど、 それ自身は低分子であるが、加温、酸化等の化学処理
により容易に高分子化する化学物質、たとえば、エチレ
ンオキサイド、シクロヘキサノンなど、 があげられる。
は、 常温または加温下に水溶性または水分散性を示す高分
子化合物、たとえば、ポリアクリルアミド、ポリビニル
ピロリドン、ポリアクリル酸塩、ポリビニルメチルエー
テル、ポリエチレンオキサイド、カルボキシビニルポリ
マー、ビニルアルコール系ポリマー、デンプン類、メチ
ルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセ
ルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、カルボキシ
メチルセルロース、アルギン酸塩、ゼラチン、カゼイ
ン、デキストリン、デキストラン、キサンテンガム、グ
アーガム、カラギーナン、マンナン、トラガントガム、
アラビアガム、水溶性アクリル共重合体、水溶性ポリエ
ステル、フェノール樹脂初期反応物、木材・パルプ・製
紙工場における廃液含有物または中間生成物、ショ糖・
デンプン工場における廃液含有物または中間あるいは最
終生成物、接着剤・繊維・染色工場における廃液含有物
など）、 常温または加温下に有機溶剤溶解性または有機溶剤分
散性を示す高分子化合物、たとえば、ポリアミド、ポリ
スチレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリ
エステル、ポリウレタン、ポリアクリロニトリル、ポリ
オレフィン、アクリル系樹脂、アセチルセルロースな
ど、 それ自身は低分子であるが、加温、酸化等の化学処理
により容易に高分子化する化学物質、たとえば、エチレ
ンオキサイド、シクロヘキサノンなど、 があげられる。
また、多孔性物質に添着する無機塩類としては、常温ま
たは加温下に水溶性または有機溶剤溶解性を示す塩類、
たとえば、アルカリ金属、アルカリ土類金属、亜鉛族金
属、アルミニウム、クロム族金属、マンガン族金属、鉄
族金属などの金属元素のハロゲン化物、硝酸塩、硫酸
塩、亜鉛酸塩、酸性硫酸塩、リン酸塩、炭酸塩、重炭酸
塩、酢酸その他の有機酸塩、シアン化物、各種錯塩など
があげられる。なお有機溶剤としては、アルコール類、
ケトン類、エステル類、エーテル類、炭化水素類などが
あげられる。
たは加温下に水溶性または有機溶剤溶解性を示す塩類、
たとえば、アルカリ金属、アルカリ土類金属、亜鉛族金
属、アルミニウム、クロム族金属、マンガン族金属、鉄
族金属などの金属元素のハロゲン化物、硝酸塩、硫酸
塩、亜鉛酸塩、酸性硫酸塩、リン酸塩、炭酸塩、重炭酸
塩、酢酸その他の有機酸塩、シアン化物、各種錯塩など
があげられる。なお有機溶剤としては、アルコール類、
ケトン類、エステル類、エーテル類、炭化水素類などが
あげられる。
これらの高分子化合物または無機塩類のうち、水溶性ま
たは水分散性を有するものは危険性が少なくかつ水を用
いるのでコストの点で有利であり、また有機溶剤溶解性
または有機溶剤分散性を有するものは乾燥が容易である
点で有利である。これらの中から入手の容易性や経済上
の観点も加味して適当なものが選択される。
たは水分散性を有するものは危険性が少なくかつ水を用
いるのでコストの点で有利であり、また有機溶剤溶解性
または有機溶剤分散性を有するものは乾燥が容易である
点で有利である。これらの中から入手の容易性や経済上
の観点も加味して適当なものが選択される。
高分子化合物または／および無機塩類を添着した多孔性
物質を得る方法としては、次のような方法が採用され
る。
物質を得る方法としては、次のような方法が採用され
る。
（ｉ）乾燥工程のある添着方法 多孔性物質に高分子化合物または／および無機塩類より
なる添着用物質の溶液または分散液を接触させるか、あ
るいは加温、酸化等の化学処理を併用することにより、
添着用物質を多孔性物質に吸着、担持させ、ついで乾燥
により溶媒を除去する。
なる添着用物質の溶液または分散液を接触させるか、あ
るいは加温、酸化等の化学処理を併用することにより、
添着用物質を多孔性物質に吸着、担持させ、ついで乾燥
により溶媒を除去する。
なお溶媒は、取扱いが容易なもので毒性、引火性とも低
いもの、および乾燥が容易なものが好ましいが、溶媒の
除去が完全でなくても、基本的には多孔性物質の細孔制
御が効果的に行われていればよい。
いもの、および乾燥が容易なものが好ましいが、溶媒の
除去が完全でなくても、基本的には多孔性物質の細孔制
御が効果的に行われていればよい。
（ii）乾燥工程のない添着方法 添着用物質を揮散させ、その蒸気と多孔性物質とを接触
させることにより添着用物質を多孔性物質に吸着させ
る。その後、加温、酸化等の化学処理を施し、添着用物
質を重合させて高分子化する。以上の操作を適宜繰返し
実施する。
させることにより添着用物質を多孔性物質に吸着させ
る。その後、加温、酸化等の化学処理を施し、添着用物
質を重合させて高分子化する。以上の操作を適宜繰返し
実施する。
上述のような添着法により多孔性物質に高分子化合物ま
たは／および無機塩類が添着されるが、本発明において
は、多孔性物質の種類、量、高分子化合物や無機塩類の
種類、量、さらには添着条件等を選択することにより、
得られる添着多孔性物質の細孔ピーク頻度が２０Å以下
では小さく、２０〜５０Åの範囲で最大になるように細
孔制御する。細孔ピーク頻度がこの条件を満たさないと
きは、吸着剤が原料ガス中のＮ２やＨ２を吸着してしま
うと共に、炭化水素成分の吸着量が減少し、所期の目的
を充分には達成しえなくなる。
たは／および無機塩類が添着されるが、本発明において
は、多孔性物質の種類、量、高分子化合物や無機塩類の
種類、量、さらには添着条件等を選択することにより、
得られる添着多孔性物質の細孔ピーク頻度が２０Å以下
では小さく、２０〜５０Åの範囲で最大になるように細
孔制御する。細孔ピーク頻度がこの条件を満たさないと
きは、吸着剤が原料ガス中のＮ２やＨ２を吸着してしま
うと共に、炭化水素成分の吸着量が減少し、所期の目的
を充分には達成しえなくなる。
圧力スイング操作 上記のようにして得られた吸着剤は吸着塔に充填され
る。この吸着塔にＮ２，Ｈ２等の非燃焼成分または／お
よび低カロリー成分と、炭化水素成分とを含む低カロリ
ーの原料ガスを導入し、圧力スイング操作を行うことに
より、高カロリーガスが製造される。
る。この吸着塔にＮ２，Ｈ２等の非燃焼成分または／お
よび低カロリー成分と、炭化水素成分とを含む低カロリ
ーの原料ガスを導入し、圧力スイング操作を行うことに
より、高カロリーガスが製造される。
吸着塔における吸着操作は、常温下または加温下に行う
ことができる。
ことができる。
圧力スイング操作は、さらに詳しくは、次の工程操作に
より行われる。
より行われる。
（１）原料ガス（ａ）を吸着塔に導入するに先立ち、該
塔より導出されるＮ２を含むＨ２に富むガス（ｂ）、後
述のリサイクルガス（ｄ）および原料ガス（ａ）から選
ばれた少なくとも１種のガスにより同塔を昇圧する工
程、 （２）減少ガス（ａ）を吸着塔に導入することにより、
原料ガス（ａ）中に含まれる炭化水素成分を吸着させる
と共に、Ｎ２を含むＨ２に富むガス（ｂ）を同塔から導
出させる工程、 （３）吸着塔において吸着された炭化水素成分を減圧操
作により脱離させてリサイクルガス（ｄ）および製品ガ
ス（ｃ）として回収する工程。
塔より導出されるＮ２を含むＨ２に富むガス（ｂ）、後
述のリサイクルガス（ｄ）および原料ガス（ａ）から選
ばれた少なくとも１種のガスにより同塔を昇圧する工
程、 （２）減少ガス（ａ）を吸着塔に導入することにより、
原料ガス（ａ）中に含まれる炭化水素成分を吸着させる
と共に、Ｎ２を含むＨ２に富むガス（ｂ）を同塔から導
出させる工程、 （３）吸着塔において吸着された炭化水素成分を減圧操
作により脱離させてリサイクルガス（ｄ）および製品ガ
ス（ｃ）として回収する工程。
第１図は、上記工程の流れを示したフローシートであ
る。
る。
以下、上記の各工程を詳述する。
工程（１） 工程（１）は、減少ガス（ａ）を吸着塔に導入するに先
立ち、該塔より導出されるＮ２を含むＨ２を富むガス
（ｂ）、後述のリサイクルガス（ｄ）および原料ガス
（ａ）から選ばれた少なくとも１種のガスにより同塔を
昇圧する工程からなる。
立ち、該塔より導出されるＮ２を含むＨ２を富むガス
（ｂ）、後述のリサイクルガス（ｄ）および原料ガス
（ａ）から選ばれた少なくとも１種のガスにより同塔を
昇圧する工程からなる。
このように昇圧することは、炭化水素成分の吸着剤への
吸着および濃縮を効果的に行うために必要である。
吸着および濃縮を効果的に行うために必要である。
この昇圧工程（１）における圧力は、１〜５０kg/cm2G
の範囲から選択することができるが、ガス圧縮のための
エネルギーコストの上昇等の問題を考慮すると、５〜１
０kg/cm2Gに設定することが特に好ましい。
の範囲から選択することができるが、ガス圧縮のための
エネルギーコストの上昇等の問題を考慮すると、５〜１
０kg/cm2Gに設定することが特に好ましい。
工程（２） 工程（２）は、原料ガス（ａ）を吸着塔に導入すること
により、原料ガス（ａ）中に含まれる炭化水素成分を吸
着させると共に、Ｎ２を含むＨ２に富むガス（ｂ）を同
塔から導出させる工程からなる。
により、原料ガス（ａ）中に含まれる炭化水素成分を吸
着させると共に、Ｎ２を含むＨ２に富むガス（ｂ）を同
塔から導出させる工程からなる。
この工程は、次の手順で実施する。
前工程（１）により昇圧された吸着塔に原料ガス（ａ）
を導入して、吸着剤に炭化水素成分を吸着させると同時
に、Ｎ２およびＨ２成分を分離する。
を導入して、吸着剤に炭化水素成分を吸着させると同時
に、Ｎ２およびＨ２成分を分離する。
そして、塔から導出されたＮ２を含むＨ２に富むガス
（ｂ）中にたとえばＣＨ４が認められた時点で原料ガス
（ａ）の導入を止める。
（ｂ）中にたとえばＣＨ４が認められた時点で原料ガス
（ａ）の導入を止める。
なお、塔より導出されたＮ２を含むＨ２に富むガス
（ｂ）は、一部を前述の工程（１）における塔の昇圧に
用い、残部をパージする。
（ｂ）は、一部を前述の工程（１）における塔の昇圧に
用い、残部をパージする。
工程（３） 工程（３）は、吸着塔において吸着された炭化水素成分
を減圧操作により脱離させてリサイクルガス（ｄ）およ
び製品ガス（ｃ）として回収する工程からなる。
を減圧操作により脱離させてリサイクルガス（ｄ）およ
び製品ガス（ｃ）として回収する工程からなる。
すなわち、まず塔の圧力を所定圧から大気圧まで減圧
し、さらに真空減圧する。その際、脱離するガスの一部
をリサイクルガス（ｄ）として使用し、残りを製品ガス
（ｃ）として回収する。
し、さらに真空減圧する。その際、脱離するガスの一部
をリサイクルガス（ｄ）として使用し、残りを製品ガス
（ｃ）として回収する。
この工程（３）における真空度は、０〜７６０torrの範
囲から炭化水素成分の吸着量、脱離量、あるいは脱離速
度に見合うように適宜設定する。
囲から炭化水素成分の吸着量、脱離量、あるいは脱離速
度に見合うように適宜設定する。
上述のように、工程（３）において塔から減圧操作によ
り脱離回収されるガスが製品ガス（ｃ）となり、そのま
ま燃料として、あるいは代替天然ガス製造に用いる添加
剤等として利用される。
り脱離回収されるガスが製品ガス（ｃ）となり、そのま
ま燃料として、あるいは代替天然ガス製造に用いる添加
剤等として利用される。
また、工程（２）において塔から導出されるＮ２を含む
Ｈ２に富むガス（ｂ）は、化学原料等に利用される。
Ｈ２に富むガス（ｂ）は、化学原料等に利用される。
作用 本発明においては、Ｎ２，Ｈ２分離用吸着剤を充填した
吸着塔における圧力スイング操作により、原料ガスから
炭化水素成分とＮ２およびＨ２とが高率良く分離され
る。
吸着塔における圧力スイング操作により、原料ガスから
炭化水素成分とＮ２およびＨ２とが高率良く分離され
る。
実施例 次に実施例をあげて、本発明をさらに詳細に説明する。
実施例 〈吸着剤の製造〉 下記の（イ）および（ロ）の２種の添着活性炭を製造し
た。原材料として用いた市販の活性炭の細孔ピーク頻度
は第４図の通りであった。
た。原材料として用いた市販の活性炭の細孔ピーク頻度
は第４図の通りであった。
（イ）市販のポリビニルアルコールを８０℃の熱水に溶
解させ、１０００ppmの濃度の水溶液１０００ccを調製
した。このポリビニルアルコール水溶液１０００ccに上
述の市販の活性炭２５０ccを投入し、１０分攪拌後、１
時間静置した。その後瀘別し、同活性炭を１１０℃で２
４時間乾燥し、ポリビニルアルコール添着活性炭を得
た。
解させ、１０００ppmの濃度の水溶液１０００ccを調製
した。このポリビニルアルコール水溶液１０００ccに上
述の市販の活性炭２５０ccを投入し、１０分攪拌後、１
時間静置した。その後瀘別し、同活性炭を１１０℃で２
４時間乾燥し、ポリビニルアルコール添着活性炭を得
た。
このようにして得られたポリビニルアルコール添着活性
炭は、第２図のように、細孔ピーク頻度が２０Å以下で
は小さく、２０〜５０Åの範囲で最大になるように細孔
制御された。
炭は、第２図のように、細孔ピーク頻度が２０Å以下で
は小さく、２０〜５０Åの範囲で最大になるように細孔
制御された。
（ロ）市販の１級の塩化マグネシウムを蒸留水に溶解し
て１０重量％濃度の水溶液１０００ccを調製した。この
塩化マグネシウム水溶液１０００ccに上述の市販の活性
炭２５０ccを投入し、４８時間浸漬した。その後瀘別
し、同活性炭を１１０℃で２４時間乾燥し、乾燥後Ｎ２
気流下で３００℃で２時間焼成し、塩化マグネシウム添
着活性炭を得た。なお、Ｎ２気流下で３００℃、２時間
焼成を行うのは、塩化マグネシウムの結晶水を除去する
ためである。
て１０重量％濃度の水溶液１０００ccを調製した。この
塩化マグネシウム水溶液１０００ccに上述の市販の活性
炭２５０ccを投入し、４８時間浸漬した。その後瀘別
し、同活性炭を１１０℃で２４時間乾燥し、乾燥後Ｎ２
気流下で３００℃で２時間焼成し、塩化マグネシウム添
着活性炭を得た。なお、Ｎ２気流下で３００℃、２時間
焼成を行うのは、塩化マグネシウムの結晶水を除去する
ためである。
このようにして得られた塩化マグネシウム添着活性炭
は、第３図のように、細孔ピーク頻度が２０Å以下では
小さく、２０〜５０Åの範囲で最大になるように細孔制
御されていた。
は、第３図のように、細孔ピーク頻度が２０Å以下では
小さく、２０〜５０Åの範囲で最大になるように細孔制
御されていた。
〈圧力スイング操作〉 前述の２種の吸着剤を充填した吸着塔に第１表の原料ガ
スの欄に示した組成を有する原料ガス（ａ）を導入し、
下記の操作条件にてＰＳＡサイクルを繰り返した。
スの欄に示した組成を有する原料ガス（ａ）を導入し、
下記の操作条件にてＰＳＡサイクルを繰り返した。
操作条件 １）通ガス量 870cc/min （流量） ２）充填量 230cc (21mmφ×690mmH) ３）圧力 ６kg/cm2g ４）塔内温度 30℃ ５）ＰＳＡサイクル ・昇圧 200torr→２kg/cm2G （６kg/cm2Gから３kg/cm2Gまでに減圧する際に脱離する
ガス、つまりリサイクルガス（ｄ）を使用） ２kg/cm2G→６kg/cm2G （Ｎ２を含むＨ２に富むガス（ｂ）を使用） ・吸着 ５min 30sec ・大気圧減圧 ６kg/cm2G→０kg/cm2G （６kg/cm2Gから３kg/cm2Gまでに脱離するガスは上記の
昇圧に使用） （３kg/cm2Gから０kg/cm2Gまでに脱離するガスを製品ガ
スとして回収） ・真空減圧 ０kg/cm2G→200torr （製品ガスとして回収（上記３kg/cm2Gから０kg/cm2Gま
でに脱離するガスと合せて製品ガス（ｃ）とする。） サイクル実施１０回目のときの吸着塔から導出される製
品ガス（ｃ）の組成を第１表の製品ガスの欄に示す。
ガス、つまりリサイクルガス（ｄ）を使用） ２kg/cm2G→６kg/cm2G （Ｎ２を含むＨ２に富むガス（ｂ）を使用） ・吸着 ５min 30sec ・大気圧減圧 ６kg/cm2G→０kg/cm2G （６kg/cm2Gから３kg/cm2Gまでに脱離するガスは上記の
昇圧に使用） （３kg/cm2Gから０kg/cm2Gまでに脱離するガスを製品ガ
スとして回収） ・真空減圧 ０kg/cm2G→200torr （製品ガスとして回収（上記３kg/cm2Gから０kg/cm2Gま
でに脱離するガスと合せて製品ガス（ｃ）とする。） サイクル実施１０回目のときの吸着塔から導出される製
品ガス（ｃ）の組成を第１表の製品ガスの欄に示す。
比較例 上述の市販の活性炭（未処理の活性炭）を用いたほかは
実施例と同一の条件でＰＳＡサイクルを１０回繰り返し
たときの結果を第１表に併せて示す。
実施例と同一の条件でＰＳＡサイクルを１０回繰り返し
たときの結果を第１表に併せて示す。
第１表からわかるように、本発明のＮ２，Ｈ２分離用吸
着剤を用い、本発明のＰＳＡ操作を行えば、ガスカロリ
ーについては8,180Kcal/Nm3から10,100Kcal/Nm3または1
0,090Kcal/Nm3まで向上させることが可能とである。こ
の場合、製品ガス回収率（炭化水素回収率）はいずれの
吸着剤を用いたときも98％と高かった。また、Ｎ２，Ｈ
２除去能力は、活性炭をポリビニルアルコール処理およ
び塩化マグネシウム処理したときは、未処理のものに比
べ、Ｎ２除去率では60％から80％まで、Ｈ２除去率では
80％から90％まで改善されており、本発明の方法は非常
にすぐれていることがわかる。
着剤を用い、本発明のＰＳＡ操作を行えば、ガスカロリ
ーについては8,180Kcal/Nm3から10,100Kcal/Nm3または1
0,090Kcal/Nm3まで向上させることが可能とである。こ
の場合、製品ガス回収率（炭化水素回収率）はいずれの
吸着剤を用いたときも98％と高かった。また、Ｎ２，Ｈ
２除去能力は、活性炭をポリビニルアルコール処理およ
び塩化マグネシウム処理したときは、未処理のものに比
べ、Ｎ２除去率では60％から80％まで、Ｈ２除去率では
80％から90％まで改善されており、本発明の方法は非常
にすぐれていることがわかる。
発明の効果 本発明においては特定のＮ２，Ｈ２分離用吸着剤を用い
ているので、各工程操作が円滑かつ高率良くなし得、ま
た目的とする高カロリーの製品ガスが収率良く回収され
る。
ているので、各工程操作が円滑かつ高率良くなし得、ま
た目的とする高カロリーの製品ガスが収率良く回収され
る。
よって、本発明の方法を実施することにより、Ｎ２，Ｈ
２等を含む炭化水素ガスから、従来より一層簡略化され
た工程で高カロリーガスが安価に製造されるので、本発
明の工業的意義は大きい。
２等を含む炭化水素ガスから、従来より一層簡略化され
た工程で高カロリーガスが安価に製造されるので、本発
明の工業的意義は大きい。
また、高カロリーの製品ガスの製造に際し、吸着塔から
分離されるＮ２を含むＨ２に富むガスは化学原料等に利
用することができるので、この点でも有利である。
分離されるＮ２を含むＨ２に富むガスは化学原料等に利
用することができるので、この点でも有利である。
第１図は、本発明の工程の流れを示したフローシートで
ある。 第２図は、本発明で用いたポリビニルアルコール添着活
性炭の細孔ピーク頻度を示した図である。 第３図は、本発明で用いた塩化マグネシウム添着活性炭
の細孔ピーク頻度を示した図である。 第４図は、原材料として用いた市販の活性炭の細孔ピー
ク頻度を示した図である。 （１），（２），（３）……工程、（ａ）……原料ガ
ス、（ｂ）……Ｎ２を含むＨ２に富むガス、（ｃ）……
製品ガス、（ｄ）……リサイクルガス
ある。 第２図は、本発明で用いたポリビニルアルコール添着活
性炭の細孔ピーク頻度を示した図である。 第３図は、本発明で用いた塩化マグネシウム添着活性炭
の細孔ピーク頻度を示した図である。 第４図は、原材料として用いた市販の活性炭の細孔ピー
ク頻度を示した図である。 （１），（２），（３）……工程、（ａ）……原料ガ
ス、（ｂ）……Ｎ２を含むＨ２に富むガス、（ｃ）……
製品ガス、（ｄ）……リサイクルガス
Claims (4)
- 【請求項１】高分子化合物または／および無機塩類が添
着された多孔性物質であって、細孔ピーク頻度が２０Å
以下では小さく、２０〜５０Åの範囲で最大になるよう
に細孔制御されているＮ２，Ｈ２分離用吸着剤。 - 【請求項２】多孔性物質に高分子化合物または／および
無機塩類を添着することにより、細孔ピーク頻度が２０
Å以下では小さく、２０〜５０Åの範囲で最大になるよ
うに細孔制御することを特徴とするＮ２，Ｈ２分離用吸
着剤の製造法。 - 【請求項３】高分子化合物または／および無機塩類が添
着された多孔性物質であって、細孔ピーク頻度が２０Å
以下では小さく、２０〜５０Åの範囲で最大になるよう
に細孔制御されているＮ２，Ｈ２分離用吸着剤を充填し
た吸着塔に、Ｎ２，Ｈ２等の非燃焼成分または／および
低カロリー成分と、炭化水素成分とを含む低カロリーの
原料ガスを導入し、圧力スイング操作を行うことを特徴
とする高カロリーガスの製造法。 - 【請求項４】圧力スイング操作を、次の工程により遂行
することを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の製造
法。 （１）原料ガス（ａ）を吸着塔に導入するに先立ち、該
塔より導出されるＮ２を含むＨ２に富むガス（ｂ）、後
述のリサイクルガス（ｄ）および原料ガス（ａ）から選
ばれた少なくとも１種のガスにより同塔を昇圧する工
程、 （２）原料ガス（ａ）を吸着塔に導入することにより、
原料ガス（ａ）中に含まれる炭化水素成分を吸着させる
と共に、Ｎ２を含むＨ２に富むガス（ｂ）を同塔から導
出させる工程、 （３）吸着塔において吸着された炭化水素成分を減圧操
作により脱離させてリサイクルガス（ｄ）および製品ガ
ス（ｃ）として回収する工程。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61122498A JPH0637624B2 (ja) | 1986-05-27 | 1986-05-27 | Ｎ▲下２▼，ｈ▲下２▼分離用吸着剤、その製造法、およびその吸着剤を用いて高カロリ−ガスを製造する方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61122498A JPH0637624B2 (ja) | 1986-05-27 | 1986-05-27 | Ｎ▲下２▼，ｈ▲下２▼分離用吸着剤、その製造法、およびその吸着剤を用いて高カロリ−ガスを製造する方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62280293A JPS62280293A (ja) | 1987-12-05 |
| JPH0637624B2 true JPH0637624B2 (ja) | 1994-05-18 |
Family
ID=14837330
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61122498A Expired - Lifetime JPH0637624B2 (ja) | 1986-05-27 | 1986-05-27 | Ｎ▲下２▼，ｈ▲下２▼分離用吸着剤、その製造法、およびその吸着剤を用いて高カロリ−ガスを製造する方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0637624B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023128071A1 (ko) * | 2021-12-31 | 2023-07-06 | 한국에너지기술연구원 | 암모니아 분해가스로부터 수소 정제용 압력변동흡착장치 및 이를 이용한 수소 정제 방법 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5110474B2 (ja) * | 2008-05-30 | 2012-12-26 | 公立大学法人県立広島大学 | 水素含有電解水整水器及び浴槽設備 |
-
1986
- 1986-05-27 JP JP61122498A patent/JPH0637624B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023128071A1 (ko) * | 2021-12-31 | 2023-07-06 | 한국에너지기술연구원 | 암모니아 분해가스로부터 수소 정제용 압력변동흡착장치 및 이를 이용한 수소 정제 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62280293A (ja) | 1987-12-05 |
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