混合可燃ガスからの二酸化炭素の分離方法

メタン、一酸化炭素、水素、二酸化炭素の混合ガス中の二酸化炭素を分離する方法をご存知の方、その方法を教えて頂けませんでしょうか。温度は４０℃ぐらいで、圧力はほぼ大気圧力です。二酸化炭素は約１０％です。混合ガスは、連続供給です。

No.2 ベストアンサー 回答者： okormazd 回答日時： 2011/04/04 19:06

圧力が大気圧程度なら、ふつうはポンプで加圧する必要があるだろう。

1.化学吸収法
アルカリ液または固体に中和吸収させる。アルカリ剤ならなんでもいいのだが、実験室規模なら、NaOHやKOH、Ca(OH)2がいいだろう。工業的には、アミン、KCO3水溶液などがつかわれる。KCO3などは比較的低温で、加熱回収再生が可能なものもある。

2.物理吸収法
低温高圧で、メタノール、ポリエチレングリコールなどに吸収させる。脱圧加熱すれば回収される。１.より安いか。でも加圧設備が必要。

3.高分子膜、セラミック膜を使う膜分離法もあるが、質問の場合は、適さない。CO2とH2の分離はできないし、その他の成分の分離もできるかどうか怪しい。


http://www.meti.go.jp/committee/materials2/downl …

この回答への補足

ガスは燃焼ガスではなく、可燃ガスの混合物です（メタン、ＣＯ、水素、ＣＯ２、Ｎ２）。この中に約１０％のＣＯ２がありこれを、できるだけなくす方法を模索中です。１％以下までできればＯＫです。注目しているのは、ＣＯ２を取った後の可燃ガスで、ＣＯ２は利用せず、そのまま捨てます。希望としては、ＣＯ２を取り除くための剤は再生循環し、できるだけ補充したくないと考えております。

補足日時：2011/04/05 10:50

この回答へのお礼

貴重なご意見ありがとうございました。参考とさせて頂きます。

お礼日時：2011/04/19 11:12

No.4 回答者： kagakusuki 回答日時： 2011/04/06 05:15

　回答番号:ANo.3です。

>ガスは燃焼ガスではなく、可燃ガスの混合物です（メタン、ＣＯ、水素、ＣＯ２、Ｎ２）。この中に約１０％のＣＯ２がありこれを、できるだけなくす方法を模索中です。１％以下までできればＯＫです。注目しているのは、ＣＯ２を取った後の可燃ガスで、ＣＯ２は利用せず、そのまま捨てます。希望としては、ＣＯ２を取り除くための剤は再生循環し、できるだけ補充したくないと考えております。

　推測するに、何かの燃料を空気で部分的に燃焼させて得られた改質ガスを、触媒を使用して更に改質するために、触媒毒となる二酸化炭素を除去したい、という処でしょうか。
　もし、二酸化炭素を除去した後で触媒に通すのであれば、おそらく、触媒毒になりやすい硫黄分を、含んでいない原料が使用されていると思われますし、酸素不足側で不完全燃焼させているのだとすれば、窒素酸化物も少ないと思われますから、ANo.3で述べた、アミン溶液を使用した方法が使えるのではないかと思います。
　ANo.3で

>再生不能で目減りして行く量が増えます。

と書いたのは、ガス中に亜硫酸ガスや硝酸、塩化水素、等の強い酸性を示す物質が含まれていた場合には、それらの物質と化学反応（中和）した分だけ、アミン溶液のアルカリ性が弱くなり、吸収能力が徐々に低下する事を述べただけで、それらの強い酸性を示す物質が含まれていなければ、劣化する速度は遅くなるのではないかと思います。
　尚、アルカノールアミンを使用した方法は、三菱重工が特許を持っている様です。

【参考URL】
　RITE二酸化炭素地中貯留データベース > 用語辞典 > 検索結果 > アミン法
　　http://www.rite.jp/word/detail.php?wid=13

　エタノールアミン - Wikipedia
　　http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%A8%E3%82%BF% …

　astamuse(アスタミューゼ) > 言語：日本語 > 発明 > 公開国：日本 > 2007年 > 08月 > 02日 > 公開番号：2007190553
　　http://patent.astamuse.com/ja/published/JP/No/20 …


　それから、全くの別方式ですが、今回、上記の参考URLを調べる（参考になりそうなURLを探す）過程で、以下のURLのページを見つけました。
　二酸化炭素吸着剤としてゼオライトを使用した、回転するハニカム内に、空気を通過させる事で、二酸化炭素の除去と吸着剤の再生を、連続的に並行して行う事により、除去効率の高さと、消費エネルギーの低減を達成している様です。
　質問者様の目的の用途では、空調よりも流量が多いでしょうし、ガスの温度が高いため、そのまま使えるとは限りませんが、こちらは製品化されている様ですから、一度問い合わせされて見られても損はないのではないかと思います。

【参考URL】2010年3月24日
　ダイキン工業 > ニュースリリース バックナンバー > 2010年3月24日プレスリリース
リチウムイオン電池などの製造工場向け『CO2除去ドライエアー供給システム』を開発
　　http://www.daikin.co.jp/press/2010/100324/index. …

この回答へのお礼

貴重なご意見ありがとうございました。参考とさせて頂きます。

お礼日時：2011/04/19 11:11

No.3 回答者： kagakusuki 回答日時： 2011/04/04 19:25

　御尋ねになっている事は、

燃焼ガスから二酸化炭素をなるべく除去する方法でしょうか、
それとも
燃焼ガス中から取り出した二酸化炭素を利用する（燃焼ガスに多少は二酸化炭素が残っていても良い）方法でしょうか？

　二酸化炭素を除去する方法としては、湿式の脱硫装置をそのまま応用して、アルカリ性水溶液（石灰水、水酸化ナトリウム溶液、水酸化マグネシウム溶液、等々）のシャワーの中に、ガスを通せば除去可能だと思います。

【参考URL】
　東洋エンジニアリング株式会社 > プロダクトライン・サービス > 環境 > 排煙脱硫　　http://www.toyo-eng.co.jp/ja/product_line/enviro …

　日立評論2008年5月号 : 火力発電における脱硝・脱硫・CO2除去技術
　　http://www.hitachihyoron.com/2008/05/pdf/05a04.pdf

　又、アルカリ性水溶液として、アルカノールアミンと呼ばれる種類の物質の水溶液を使用した場合には、二酸化炭素を吸収した液を加熱すれば、二酸化炭素を回収して、液を再利用する事が可能になるそうです。
　但し、ガス中に含まれる亜硫酸ガスや窒素酸化物が多ければ、再生不能で目減りして行く量が増えます。

【参考URL】
　J. Comput. Aided Chem., Vol. 10, 96-103 (2009) . 二酸化炭素吸収液のためのアルカノールアミン構造の設計
　　http://www.jstage.jst.go.jp/article/jcac/10/0/10 …

　二酸化炭素の回収方法としては、他にも、固体であるリチウムシリケートや酸化亜鉛（の粒？）を使用する方法もあるらしいのですが、そちらに関しては良く分かりません。

【参考URL】
　二酸化炭素貯留 - Wikipedia
　　http://ja.wikipedia.org/wiki/%E4%BA%8C%E9%85%B8% …

この回答への補足

ガスは燃焼ガスではなく、可燃ガスの混合物です（メタン、ＣＯ、水素、ＣＯ２、Ｎ２）。この中に約１０％のＣＯ２がありこれを、できるだけなくす方法を模索中です。１％以下までできればＯＫです。注目しているのは、ＣＯ２を取った後の可燃ガスで、ＣＯ２は利用せず、そのまま捨てます。希望としては、ＣＯ２を取り除くための剤は再生循環し、できるだけ補充したくないと考えております。

補足日時：2011/04/05 10:48

この回答へのお礼

貴重なご意見ありがとうございました。参考とさせて頂きます。

お礼日時：2011/04/19 11:11

No.1 回答者： doc_sunday 回答日時： 2011/04/04 19:00

お金がかかっても良いなら。

ソーダライムを詰めたパイプを通します。二酸化炭素は完全に除けますが、有効期間は短いので頻繁にソーダライムを交換しなくてはなりません。
ソーダライムは水酸化カルシウムと水酸化ナトリウムを混ぜ顆粒状にしたもので通気性が良いのが「売り」です。

実際にはお問い合わせの様なガスは都市ガスのことが多いので、燃料とするにはそのまま燃してしまいます。

この回答への補足

ガスは燃焼ガスではなく、可燃ガスの混合物です（メタン、ＣＯ、水素、ＣＯ２、Ｎ２）。この中に約１０％のＣＯ２がありこれを、できるだけなくす方法を模索中です。１％以下までできればＯＫです。注目しているのは、ＣＯ２を取った後の可燃ガスで、ＣＯ２は利用せず、そのまま捨てます。希望としては、ＣＯ２を取り除くための剤は再生循環し、できるだけ補充したくないと考えております。ソーダライムは再生はできないということですか。

補足日時：2011/04/05 10:51

この回答へのお礼

貴重なご意見ありがとうございました。参考とさせて頂きます。

お礼日時：2011/04/19 11:12