JPH07118669A - 燃料ガス製造システム - Google Patents
燃料ガス製造システムInfo
- Publication number
- JPH07118669A JPH07118669A JP26333293A JP26333293A JPH07118669A JP H07118669 A JPH07118669 A JP H07118669A JP 26333293 A JP26333293 A JP 26333293A JP 26333293 A JP26333293 A JP 26333293A JP H07118669 A JPH07118669 A JP H07118669A
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- JP
- Japan
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- gas
- hydrogen
- methane
- hydrogenation
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【構成】消化ガス１を尊料として、脱硫工程２，水素化
工程４，水蒸気改質６，シフト工程７の一連の工程によ
りメタン及び水素含有ガスを生成する。 【効果】高純度のメタン及び水素が得られ、燃料電池
用，都市ガス用，製鉄還元用，化学プラント用等広範囲
に使用できる。
工程４，水蒸気改質６，シフト工程７の一連の工程によ
りメタン及び水素含有ガスを生成する。 【効果】高純度のメタン及び水素が得られ、燃料電池
用，都市ガス用，製鉄還元用，化学プラント用等広範囲
に使用できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は新規な燃料ガス製造シス
テムに係り、特に、消化ガスの水素化又は水蒸気改質に
よりメタン及び又は水素含有ガスを効率良く生成する燃
料ガス製造システムに関する。
テムに係り、特に、消化ガスの水素化又は水蒸気改質に
よりメタン及び又は水素含有ガスを効率良く生成する燃
料ガス製造システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】消化ガスのようなメタンと炭酸ガスを主
成分とするとき水蒸気を添加してメタン及び水素含有ガ
スを生成する燃料ガス製造システムは良く知られてい
る。
成分とするとき水蒸気を添加してメタン及び水素含有ガ
スを生成する燃料ガス製造システムは良く知られてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は消化ガ
スを原料として水素化工程，水蒸気改質工程，シフト工
程の一連の工程からメタン及び又は水素含有ガスを製造
することのできる燃料ガス製造システムを提供すること
にある。
スを原料として水素化工程，水蒸気改質工程，シフト工
程の一連の工程からメタン及び又は水素含有ガスを製造
することのできる燃料ガス製造システムを提供すること
にある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、消化ガスを原料として消化ガスから硫黄
化合物を除去する脱硫工程と硫黄化合物除去後の消化ガ
スに水素含有ガスを添加してメタンを合成する水素化工
程と水素化工程後の合成ガスの一部に水蒸気を添加して
水素含有ガスを合成する水蒸気改質工程と水蒸気改質工
程後の合成ガスから一酸化炭素を除去するシフト工程の
一連の工程からメタン及び水素含有ガスから成る燃料ガ
スを生成する。即ち、本発明では消化ガスを原料にして
脱硫工程により硫黄化合物を吸着除去し、次いで水素化
工程により、脱硫後の消化ガスに水素含有ガスを添加し
て触媒上に接触させることによりメタンを実質上９５％
以上合成し水素化工程からの合成ガスの一部に水蒸気を
添加して触媒上に接触させることにより水素，一酸化炭
素，炭酸ガス，メタンからなるガスを合成する。次いで
シフト工程では水蒸気改質工程からの生成ガスを触媒上
に接触させることにより主に一酸化炭素，水素，炭酸ガ
スに転換する。これらの一連の工程から消化ガスよりメ
タン及び又は水素含有ガスの燃料ガスを得ることができ
る。
に、本発明は、消化ガスを原料として消化ガスから硫黄
化合物を除去する脱硫工程と硫黄化合物除去後の消化ガ
スに水素含有ガスを添加してメタンを合成する水素化工
程と水素化工程後の合成ガスの一部に水蒸気を添加して
水素含有ガスを合成する水蒸気改質工程と水蒸気改質工
程後の合成ガスから一酸化炭素を除去するシフト工程の
一連の工程からメタン及び水素含有ガスから成る燃料ガ
スを生成する。即ち、本発明では消化ガスを原料にして
脱硫工程により硫黄化合物を吸着除去し、次いで水素化
工程により、脱硫後の消化ガスに水素含有ガスを添加し
て触媒上に接触させることによりメタンを実質上９５％
以上合成し水素化工程からの合成ガスの一部に水蒸気を
添加して触媒上に接触させることにより水素，一酸化炭
素，炭酸ガス，メタンからなるガスを合成する。次いで
シフト工程では水蒸気改質工程からの生成ガスを触媒上
に接触させることにより主に一酸化炭素，水素，炭酸ガ
スに転換する。これらの一連の工程から消化ガスよりメ
タン及び又は水素含有ガスの燃料ガスを得ることができ
る。
【０００５】本発明により処理される消化ガスは汚水処
理場等から発生するガスあるいは化学プラントより排出
されるガスを使用しても良く特に限定されない。水素含
有ガスはシフト工程出口のガスをリサイクルするのが良
いが、スタート時ボンベガスを使用しても良く特に限定
されない。また低純度の水素または石炭ガス化ガスある
いはコークス炉ガスを使用してもよい。
理場等から発生するガスあるいは化学プラントより排出
されるガスを使用しても良く特に限定されない。水素含
有ガスはシフト工程出口のガスをリサイクルするのが良
いが、スタート時ボンベガスを使用しても良く特に限定
されない。また低純度の水素または石炭ガス化ガスある
いはコークス炉ガスを使用してもよい。
【０００６】本発明の燃料ガス製造システムは消化ガス
を原料としてまず脱硫工程に導入される。脱硫工程では
室温において反応圧力１〜５０×１０5Ｐａ の条件にお
いて硫黄化合物が吸着除去される。脱硫工程ではＭｎ，
Ｎｉ，Ｚｎ，Ｃｕ，Ｆｅ，Ｍｏ，Ｃｏの少なくとも一種
を含有する吸着剤が使用されるが特に限定されない。脱
硫工程では硫黄化合物が０.１ppmまで除去様れる。脱硫
工程後の消化ガスに水素含有ガスを添加して水素化工程
に導入される。水素化工程における反応は次式で示され
る。
を原料としてまず脱硫工程に導入される。脱硫工程では
室温において反応圧力１〜５０×１０5Ｐａ の条件にお
いて硫黄化合物が吸着除去される。脱硫工程ではＭｎ，
Ｎｉ，Ｚｎ，Ｃｕ，Ｆｅ，Ｍｏ，Ｃｏの少なくとも一種
を含有する吸着剤が使用されるが特に限定されない。脱
硫工程では硫黄化合物が０.１ppmまで除去様れる。脱硫
工程後の消化ガスに水素含有ガスを添加して水素化工程
に導入される。水素化工程における反応は次式で示され
る。
【０００７】
【化１】 ＣＨ4＋ＣＯ2＋４Ｈ2＝２ＣＨ4＋２Ｈ2Ｏ …（１） 水素化工程では反応温度１５０〜３００℃，反応圧力１
〜５０×１０5Ｐａ ，水素／炭酸ガス＝１〜４の条件に
おいてＮｉ，Ｃｏ，Ｆｅ等の非金属及びＰｔ，Ｐｄ等の
貴金属からなる触媒が使用されるが特に限定されない。
水素化工程ではメタン９５％以上のメタンが合成され
る。水素化工程後の生成ガスの一部にLPGを添加して都
市ガスとして使用するのもよい。水素化工程からの生成
ガスに水蒸気を添加して水蒸気改質工程に導入される。
水蒸気改質工程における反応は次式で示される。
〜５０×１０5Ｐａ ，水素／炭酸ガス＝１〜４の条件に
おいてＮｉ，Ｃｏ，Ｆｅ等の非金属及びＰｔ，Ｐｄ等の
貴金属からなる触媒が使用されるが特に限定されない。
水素化工程ではメタン９５％以上のメタンが合成され
る。水素化工程後の生成ガスの一部にLPGを添加して都
市ガスとして使用するのもよい。水素化工程からの生成
ガスに水蒸気を添加して水蒸気改質工程に導入される。
水蒸気改質工程における反応は次式で示される。
【０００８】
【化２】 ＣＨ4＋Ｈ2Ｏ＝３Ｈ2＋ＣＯ …（２）
【０００９】
【化３】 ＣＯ＋Ｈ2Ｏ＝Ｈ2＋ＣＯ2 …（３） メタンの水蒸気改質反応が進行して主に一酸化炭素と水
素を生成し、ついで一酸化炭素のシフト反応が進行す
る。水蒸気改質工程では入口温度４５０℃，出口温度７
００℃，反応圧力１〜５０×１０5Ｐａ ，水蒸気／カー
ボン比＝２〜４の条件下においてＮｉ，Ｃｏ，Ｆｅ等の
遷移金属あるいはＰｔ，Ｐｈ，Ｐｕ，Ｐｄ等の貴金属を
含有する触媒が使用され、特に限定されない。水蒸気改
質工程からの合成ガスはシフト工程に導入される。シフ
ト工程における反応は（３）式により進行する。
素を生成し、ついで一酸化炭素のシフト反応が進行す
る。水蒸気改質工程では入口温度４５０℃，出口温度７
００℃，反応圧力１〜５０×１０5Ｐａ ，水蒸気／カー
ボン比＝２〜４の条件下においてＮｉ，Ｃｏ，Ｆｅ等の
遷移金属あるいはＰｔ，Ｐｈ，Ｐｕ，Ｐｄ等の貴金属を
含有する触媒が使用され、特に限定されない。水蒸気改
質工程からの合成ガスはシフト工程に導入される。シフ
ト工程における反応は（３）式により進行する。
【００１０】シフト工程では反応温度２００〜３００
℃，反応圧力１〜５０×１０5Ｐａ ，合成ガス／水蒸気
＝１〜２の条件下で、Ｃｕ，Ｚｎ，Ｆｅ，Ｃｒを含有す
る触媒が使用されるが特に限定されない。シフト工程後
の生成ガス成分は水素，一酸化炭素，炭酸ガス，メタン
となる。シフト工程からの生成ガスは水素含有ガスとし
て一部は水素化工程にリサイクルされ、一部は水素含有
ガスとして燃料電池供給用，製造還元用，化学プラント
用として使用される。
℃，反応圧力１〜５０×１０5Ｐａ ，合成ガス／水蒸気
＝１〜２の条件下で、Ｃｕ，Ｚｎ，Ｆｅ，Ｃｒを含有す
る触媒が使用されるが特に限定されない。シフト工程後
の生成ガス成分は水素，一酸化炭素，炭酸ガス，メタン
となる。シフト工程からの生成ガスは水素含有ガスとし
て一部は水素化工程にリサイクルされ、一部は水素含有
ガスとして燃料電池供給用，製造還元用，化学プラント
用として使用される。
【００１１】
【作用】本発明において、消化ガスを脱硫後水素化して
９５％以上のメタンを合成する。このメタンにＬＰＧを
添加して都市ガスとして使用することができる。また一
部のメタンガスに水蒸気を添加して水蒸気改質させ、水
素，一酸化炭素，炭酸ガス，メタンからなる合成ガスを
含むガスが得られる。その後、この合成ガスをシフト反
応させ、主に水素，炭酸ガスを含むガスが得られる。シ
フト後の生成ガスの一部を水素化工程にリサイクルして
消化ガス水素化用として使用される。また一部は燃料電
池の燃料ガスあるいは製鉄用遷元ガス，化学プラント用
ガスとして使用できる。
９５％以上のメタンを合成する。このメタンにＬＰＧを
添加して都市ガスとして使用することができる。また一
部のメタンガスに水蒸気を添加して水蒸気改質させ、水
素，一酸化炭素，炭酸ガス，メタンからなる合成ガスを
含むガスが得られる。その後、この合成ガスをシフト反
応させ、主に水素，炭酸ガスを含むガスが得られる。シ
フト後の生成ガスの一部を水素化工程にリサイクルして
消化ガス水素化用として使用される。また一部は燃料電
池の燃料ガスあるいは製鉄用遷元ガス，化学プラント用
ガスとして使用できる。
【００１２】
【実施例】以下に本発明の実施例を述べる。
【００１３】（実施例１）図１は本発明の一実施例を示
す装置の系統図である。消化ガス１は脱硫工程２に導入
され、消化ガス中の硫黄化合物が吸着除去される。脱硫
後はイニシャルスタート用水素３と混合されて反応圧力
１×１０5Ｐａ ，反応温度２００℃の温度で水素化工程
４に導入される。水素化工程４ではＮｉ系触媒が充填さ
れており触媒上で炭酸ガスのメタネーション反応が進行
して９５％以上のメタンが生成する。水素化工程からの
生成ガスに水蒸気５を水蒸気／カーボン比２〜３の範囲
で添加して圧力１×１０5Ｐａ ，反応温度４５０〜７０
０℃で水蒸気改質工程６に導入される。水蒸気改質工程
６ではＮｉ系触媒が充填されており、触媒上でのメタン
の水蒸気改質反応が進行しＨ2７５％ ，一酸化炭素１３
％，炭酸ガス１２％，メタン１.０ を含有するガスが合
成される。水蒸気改質工程６後の生成ガスと残水蒸気と
もにシフト工程７に導入される。シフト工程では一酸化
炭素の除去反応が進行して一酸化炭素が低減し、主に水
素７９％，炭酸ガス２１％のガスとなる。シフト工程か
らのガスは水素含有ガスと成って一部はリサイクルライ
ン８を通って水素化工程４の前段に導入される。一部は
水素含有ガスとして燃料電池用，製鉄還元用，化学プラ
ント用として使用される。
す装置の系統図である。消化ガス１は脱硫工程２に導入
され、消化ガス中の硫黄化合物が吸着除去される。脱硫
後はイニシャルスタート用水素３と混合されて反応圧力
１×１０5Ｐａ ，反応温度２００℃の温度で水素化工程
４に導入される。水素化工程４ではＮｉ系触媒が充填さ
れており触媒上で炭酸ガスのメタネーション反応が進行
して９５％以上のメタンが生成する。水素化工程からの
生成ガスに水蒸気５を水蒸気／カーボン比２〜３の範囲
で添加して圧力１×１０5Ｐａ ，反応温度４５０〜７０
０℃で水蒸気改質工程６に導入される。水蒸気改質工程
６ではＮｉ系触媒が充填されており、触媒上でのメタン
の水蒸気改質反応が進行しＨ2７５％ ，一酸化炭素１３
％，炭酸ガス１２％，メタン１.０ を含有するガスが合
成される。水蒸気改質工程６後の生成ガスと残水蒸気と
もにシフト工程７に導入される。シフト工程では一酸化
炭素の除去反応が進行して一酸化炭素が低減し、主に水
素７９％，炭酸ガス２１％のガスとなる。シフト工程か
らのガスは水素含有ガスと成って一部はリサイクルライ
ン８を通って水素化工程４の前段に導入される。一部は
水素含有ガスとして燃料電池用，製鉄還元用，化学プラ
ント用として使用される。
【００１４】（実施例２）図２は本発明の一実施例を示
す装置の系統図である。本実施例は水素化工程４からの
生成ガスに熱量調節用ＬＰＧを添加し発熱量を１１００
０ｋcal／Ｎｍ3の都市ガスとした。
す装置の系統図である。本実施例は水素化工程４からの
生成ガスに熱量調節用ＬＰＧを添加し発熱量を１１００
０ｋcal／Ｎｍ3の都市ガスとした。
【００１５】
【発明の効果】本発明によれば、消化ガスから高純度の
メタンおよび／または水素ガスが得られるので、都市ガ
ス用，燃料電池用，製鉄還元用及び化学プラント用とし
て使用することができる。
メタンおよび／または水素ガスが得られるので、都市ガ
ス用，燃料電池用，製鉄還元用及び化学プラント用とし
て使用することができる。
【図１】本発明の一実施例を示す装置の系統図。
【図２】本発明の第二の実施例を示す装置の系統図。
１…消化ガス、２…脱硫工程、３…イニシャルスタート
用水素、４…水素化工程、５…水蒸気、６…水蒸気改質
工程、７…シフト工程、８…リサイクルライン、９水素
含有ガス、１０…熱量調節用ＬＰＧ、１１…都市ガス。
用水素、４…水素化工程、５…水蒸気、６…水蒸気改質
工程、７…シフト工程、８…リサイクルライン、９水素
含有ガス、１０…熱量調節用ＬＰＧ、１１…都市ガス。
フロントページの続き (72)発明者 佐藤 隆雄 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内
Claims (3)
- 【請求項１】メタン及び炭酸ガスを含有する消化ガスを
脱硫工程に導入して、前記消化ガスから燃料ガスを製造
する方法において排ガス中の硫黄化合物を吸着除去する
脱硫工程と前記硫黄化合物の除去後に導入した前記消化
ガスに水素含有ガスを添加してメタンを合成する水素化
工程と、前記水素化工程からの生成ガスの一部に水蒸気
を添加して水素含有ガスを合成する水蒸気改質工程と、
前記水蒸気改質工程からの合成ガスから一酸化炭素を除
去するシフト工程とによってメタンおよび／または水素
含有ガスを製造することを特徴とする燃料ガス製造シス
テム。 - 【請求項２】請求項１において、前記シフト工程出口の
生成ガスの一部を前記水素化工程の前段にリサイクルす
る燃料ガス製造システム。 - 【請求項３】請求項１において、前記水素化工程からの
生成ガスの一部にＬＰＧを添加して熱量調節する燃料ガ
ス製造システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26333293A JPH07118669A (ja) | 1993-10-21 | 1993-10-21 | 燃料ガス製造システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26333293A JPH07118669A (ja) | 1993-10-21 | 1993-10-21 | 燃料ガス製造システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07118669A true JPH07118669A (ja) | 1995-05-09 |
Family
ID=17388008
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26333293A Pending JPH07118669A (ja) | 1993-10-21 | 1993-10-21 | 燃料ガス製造システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07118669A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001065621A1 (en) * | 2000-03-02 | 2001-09-07 | Ebara Corporation | Fuel cell power generation method and system |
| CN105140547A (zh) * | 2015-10-08 | 2015-12-09 | 吉林大学 | 六罐循环式沼气双路sofc阳极燃料供给系统 |
-
1993
- 1993-10-21 JP JP26333293A patent/JPH07118669A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001065621A1 (en) * | 2000-03-02 | 2001-09-07 | Ebara Corporation | Fuel cell power generation method and system |
| JP2004525478A (ja) * | 2000-03-02 | 2004-08-19 | 株式会社荏原製作所 | 燃料電池発電方法及び燃料電池発電システム |
| US6969562B2 (en) | 2000-03-02 | 2005-11-29 | Ebara Corporation | Fuel cell power generation method and system |
| CN105140547A (zh) * | 2015-10-08 | 2015-12-09 | 吉林大学 | 六罐循环式沼气双路sofc阳极燃料供给系统 |
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