ポリイミド分離膜を用いた水蒸気改質生成ガスからのメタン分離に関する研究

小磯 浩司*; 稲垣 嘉之; 会田 秀樹; 関田 健司; 羽賀 勝洋; 日野 竜太郎

JAERI-Research 97-076, 33 Pages, 1997/10

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天然ガス(主成分:CH)の水蒸気改質法を用いたHTTR水素製造システムでは、高圧・低温(4.5MPa、800C)の反応条件のため、CHの転化率は約65%の低い値に止まっている。そのCH転化率を向上させる手法の一つとして考えられたのが、改質後の生成ガス中からガス分離器を用いて、CHを分離し、改質器へ戻すことにより、実質的にCH転化率を向上させるものである。ポリイミド分離膜について、CH,H,CO,COの混合ガス中からのCH分離特性を明らかにするために、実験及び数値解析を行った。混合ガスを用いて測定した各成分ガスの透過率は、単体ガスを用いた測定値(カタログ値)に対して約1/3~1/14に減少した。CHの分離については、混合ガス中から約80%の割合でCHを回収することができ、H及びCOについては98%以上を除去することができた。これらの結果からポリイミド分離膜は、リサイクルシステムに有用であることが確認した。また、差分法による解析は透過率、モル分率分布等の実験結果をよく再現しており、分離挙動についての解析手法を確立することができた。