JP5314408B2 - 高純度水素ガス製造用psa装置 - Google Patents
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Description
図1は本発明の第1実施形態に係るPSA装置の吸着塔の概略説明図である。
そこで、吸着操作時には製品水素ガスにCOを混入させることなく、再生操作時にはより低い真空度、より少ない洗浄ガス量にて高純度水素ガスを製造しうる態様(本発明の第2実施形態)として、CO有効吸着量の大きいCO吸着剤とCOを吸着するためのゼオライト(CO級着用ゼオライト)とを組み合わせで使用することも有効である。
上記第1および第2実施形態では、水素含有ガスAからCO、CO2およびN2を吸着除去して高純度水素ガスBを製造するPSA装置の例を示したが、空気には1容量%程度のArが含まれ、また空気を原料に酸素PSA装置などを用いて酸素濃度を高めた酸素富化ガスを改質器に導入する場合には、改質ガス中にCO、CO2に加えてAr、場合によってはさらに窒素が含まれる。そこで、高純度水素ガスBの純度をより高めるためには、CO、CO2に加えてAr、さらにはN2をも除去する形態(第3および第4実施形態)としてAr吸着用吸着剤と組み合わせて使用することが効果的である。
2:吸着剤床
3:ゼオライト層
3a:N2を吸着するためのゼオライト層(N2吸着用ゼオライト層)
3b:COを吸着するためのゼオライト層(CO吸着用ゼオライト層)
3c:Arを吸着するための吸着剤層(Ar吸着用吸着剤層)
4:炭素系吸着剤層
5:CO吸着剤層
6:原料ガス供給流路
7:処理ガス排出流路
A:水素含有ガス(原料ガス)
B:高純度水素ガス(製品水素ガス)
C:洗浄ガス
Claims (6)
- 水素含有ガスからCOとCO2とN2および/またはArとを吸着除去して高純度水素ガスを製造するPSA装置において、PSA装置の吸着塔内に、前記水素含有ガスの流通方向の上流側から下流側に向かって、CO2とN2および/またはArとを実質的に吸着することなくCOガスを選択的に吸着するためのCO吸着剤層と、CO2を吸着するための炭素系吸着剤層とをその順序で、次いで、N2を吸着するためのゼオライト層、および/または、Arを吸着するための吸着剤層を順不同で積層した吸着剤床を設け、前記CO吸着剤層を構成するCO吸着剤が、シリカ、アルミナ、活性炭、グラファイトおよびポリスチレン系樹脂よりなる群から選択される1種以上の担体に、ハロゲン化銅(I)および/もしくはハロゲン化銅(II)を担持させた材料、またはこの材料を還元処理した吸着剤であり、前記吸着剤床の再生時は、洗浄ガスが、前記水素含有ガスの流通方向とは逆の方向に流通するように構成したことを特徴とする高純度水素ガス製造用PSA装置。
- 水素含有ガスからCOとCO2とN2および/またはArとを吸着除去して高純度水素ガスを製造するPSA装置において、PSA装置の吸着塔内に、前記水素含有ガスの流通方向の上流側から下流側に向かって、CO2とN2および/またはArとを実質的に吸着することなくCOガスを選択的に吸着するためのCO吸着剤層と、CO2を吸着するための炭素系吸着剤層とをその順序で積層し、次いで、COを吸着するためのゼオライト層と、N2を吸着するためのゼオライト層、および/または、Arを吸着するための吸着剤層とを順不同で積層した吸着剤床を設け、前記CO吸着剤層を構成するCO吸着剤が、シリカ、アルミナ、活性炭、グラファイトおよびポリスチレン系樹脂よりなる群から選択される1種以上の担体に、ハロゲン化銅(I)および/もしくはハロゲン化銅(II)を担持させた材料、またはこの材料を還元処理した吸着剤であり、前記吸着剤床の再生時は、洗浄ガスが、前記水素含有ガスの流通方向とは逆の方向に流通するように構成したことを特徴とする高純度水素ガス製造用PSA装置。
- 前記Arを吸着するための吸着剤層を構成する吸着剤が、X型ゼオライト、銀置換ゼオライトまたは活性炭である請求項1または2に記載の高純度水素ガス製造用PSA装置。
- 前記COを吸着するためのゼオライト層を構成するゼオライトが、5A型ゼオライトである請求項2または3に記載の高純度水素ガス製造用PSA装置。
- 前記N2を吸着するためのゼオライト層を構成するゼオライトが、カチオン種の少なくとも一部がLiイオンまたはCaイオンに交換されているX型ゼオライトである請求項1〜4のいずれか1項に記載の高純度水素ガス製造用PSA装置。
- 前記吸着剤床の再生を、常圧よりも低い真空側で行う請求項1〜5のいずれか1項に記載の高純度水素ガス製造用PSA装置。
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