プロセス技術提案および天然ガス水素製造プラントの説明（２）

3) CO変換：変換ガスは廃熱ボイラーで熱を回収した後、温度が約360℃まで下がり、中温変換炉に入ります。鉄系触媒の作用により、一酸化炭素は水蒸気と反応して二酸化炭素と水素を生成します。主な反応は以下のとおりです。

CO+H₂O→CO₂ +H₂ +Q

CO変換反応は発熱反応である。低温は変換バランスに有利であり、より高いCO変換率が得られるため、原料単位当たりの水素生産量を増加させることができる。プロセスを簡素化し、投資を節約するため、天然ガスから水素への変換は通常、一段階変換のみを用いる。

4) 水素抽出の原理 PSA圧力スイング吸着吸着とは、相の異なる2つの物質が接触した際に、密度の低い物質の分子が密度の高い物質の表面に濃縮される現象および過程を指します。吸着効果を持つ物質（一般的には比較的密度の高い多孔質固体）を吸着剤、吸着される物質（一般的には比較的密度の低い気体）を吸着質と呼びます。吸着剤には2つの性質があります。1つは、成分によって吸着容量が異なること、もう1つは、吸着質の分圧の上昇に伴って吸着剤への吸着容量が増加し、吸着温度の上昇に伴って減少することです。吸着剤のこの最初の性質を利用することで、水素含有ガス源中の不純物成分を優先的に吸着し、水素精製の目的を達成することができます。吸着剤の第二の特性を利用することで、吸着剤は低温高圧下で吸着し、高温低圧下で脱着および再生することができ、それによって吸着剤の吸着・再生サイクルが形成され、連続的な水素抽出の目的が達成される。

吸着量、圧力、温度の関係 PSA圧力スイング吸着

ラングミュア吸着等温線の式から、ある温度において、吸着成分の脱着は、その分圧を低下させることによって完了する必要があることがわかります。一般的に用いられる脱着方法には、大気圧分析と真空分析があり、いずれも吸着剤上の吸着成分の分圧を低下させることを目的としています。

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