[发明专利]氢回收法

说明书

本发明提供：可以使用较低的压力，从通过对生物质进行热处理而得的热解气体吸附除去二氧化碳、一氧化碳、甲烷等的烃气，有效地获得高浓度的氢气的氢回收方法。本发明是从通过对生物质进行热处理而得的热解气体回收氢的方法，其特征在于，包括：在加压下从上述热解气体吸附除去主要含有二氧化碳的气体，从而纯化该热解气体的第一纯化阶段；和对由第一纯化阶段得到的纯化气体，以第一纯化阶段的压力以下的压力，在加压下从该纯化气体进一步吸附除去含有二氧化碳的气体来进行纯化，由此从该纯化气体回收氢的第二纯化阶段。

技术领域

本发明涉及氢回收法，更详细而言，涉及从通过对生物质进行热处理而得的热解气体回收氢的方法。本发明中，称“热解气体”时，包括上述的对生物质进行热处理而得的热解气体、和对该热解气体进一步进行蒸汽重整而得的气体等。

背景技术

近年来，使用固体高分子型燃料电池的家庭用热电联产(cogeneration)装置和燃料电池汽车已经实用化并得到市售。与此相伴，氢的制造技术、储存技术和输送技术的研究开发正在活跃进行。

作为迄今已知的制造氢的方法，例如可以举出：从焦炉气体分离回收氢的方法、从高炉气体分离回收氢的方法、从炼油联合企业(コンビナート)所产生的石脑油重整气体分离回收氢的方法、分离回收由盐电解产生的氢的方法、通过水的电解制造氢的方法等。另外，近来建立了从甲醇重整气体分离回收氢的方法、或由天然气和甲烷气体重整来分离回收氢的方法等的技术，并得到实用化。

作为最近的新举措，提出了基于使用氢发酵菌的藻类的氢制造方法、基于利用来自太阳能发电、风力发电和小规模水力发电的电力的水的电解的氢制造方法、以及由生物质的热解气体得到的氢的分离回收方法等，且部分得到了证实。

作为氢的储存技术和输送技术，提出了：填充到高压气瓶中进行储存、输送的方法；和将萘或甲苯等有机溶剂进行氢化而输送，例如如果是萘则制成四氢化萘、如果是甲苯则制成甲基环己烷，并在需要时分别化学分离成萘和氢、或甲苯和氢来使用氢的方法等。

如上所述的制造氢的方法中，对于水的电解以外的方法，需要将得到的氢从其他气体(例如，二氧化碳、一氧化碳、甲烷等的烃气、或甲苯、萘)等分离回收。于是，提出了各种将这样的氢气从其他气体分离回收的方法。

公开了一种高炉气体的分离方法，其是对于含有二氧化碳、氮、氢和一氧化碳的高炉气体的气体分离方法，其中，通过使用填充有二氧化碳的吸附容量最大、且氢的吸附容量比一氧化碳和氮各自的吸附容量都小的吸附剂(例如活性炭)的多个吸附塔进行的变压吸附式气体分离法、例如PSA(变压吸附，Pressure Swing Adsorption)，在高压状态下，使高炉气体中为主的二氧化碳吸附于上述的吸附剂，回收以氢为主的非吸附气体(专利文献1)。实施例中，使用了基于具备3塔的吸附塔的1阶段方式的PSA的分离方法及其装置，然后，由此实施从高炉气体分离二氧化碳和氢。该方法为1阶段方式，且压力较低，为300kPa，但回收的气体中的氢浓度高达60~70%。

公开了一种氢制造装置，其特征在于，具有：内置有促进从烃和水生成氢的重整反应的重整催化剂和二氧化碳吸收剂的重整反应管；将原料气体供给到前述重整反应管的供给部；将从前述重整反应管输出的重整气体分离成氢浓度提高了的制品气体和非氢成分的浓度提高了的废气的纯化部；将来自前述纯化部的废气返回前述供给部的返回部；和通过将前述重整反应管减压来从前述重整反应管取出富含二氧化碳的气体的二氧化碳取出部(专利文献2)。该装置中，通过在重整反应管内部吸附利用重整反应生成的二氧化碳，降低二氧化碳浓度，使重整气体中的氢高浓度化。因此，必须在重整反应管内填充二氧化碳吸收材料，并且为了再生该二氧化碳吸收材料，必须使重整反应管为高温。