0 pp1-4 表紙 序 目次 改1 - 一般社団法人 日本産業機 …¼23-...

13
-19- 1.開発経過 1.1 開発の趣旨 産業分野の約 30%超のエネルギーを消費している石油・化学関連産業では、その内 40% のエネルギーが分離精製を目的とする蒸留プロセスで消費されており、CO 2 発生による地球 温暖化の防止の観点からも、この多量なエネルギー消費は大きな課題である。これまで両 産業分野では長年に亘って効率改善に努力してきたが、効果は頭打ちになってきており、 革新的で工業的な省エネルギー技術開発にかける期待は大きい。その中で膜分離プロセス は大規模な省エネルギー化を達成しうる有力な候補の一つである。 また、このような化石燃料消費に起因する地球温暖化の問題に加え、化石燃料の多くを 中近東などに依存するわが国として、エネルギー依存の一極集中リスクを避け、需給バラ ンスを取るために代替燃料の開発が急務でもある。このような目的から、化石燃料とコス ト競合性があるバイオ燃料製造プロセス開発が極めて重要な課題でもある。 以上のような社会的背景・必要性から、今回本システム技術の開発を行ったものである。 また、以下に示す当社の技術開発の背景(歴史)があり、これらの成果が今回の技術開発 を行う上で大きな基盤となっている。 1.2 開発経緯 セラミック材料技術の開発と事業化 当社では 1982年頃からセラミック技術開発並びにその事業化を検討した。その一環とし て図 1-1 に示す様なアルミナ製セラミック膜(フィルター)の事業化にも進出した。 1-1 日立造船製セラミックフィルター 経済産業省 産業技術環境局長賞 日立造船株式会社 37 優秀環境装置

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1

1.1

30 40

CO2

1.2

1982

1-1

1-1

37

20

1982

2

2.1

NaA cage 0.41nm4.1

0.41nm4.1

0.35nm3.5

2-1 16mm

1150mm 2.7

2-1

21

NaA

2-2 SEM

a

b

c

d

e

a

Re

be

2-3

2-2 SEM

53.5 5

3.5

4.0

22

HDSTM

a.

2-4

PVVP

2

VP

VP

2-3

2-4 PV VP

Steam

Retentae

Permeate

Pervaperation (PV)

Vapor Permeation (VP)

)

Retentate

Steam

Retentae

Permeate

Pervaperation (PV)

Vapor Permeation (VP)

)

Retentate

Retentate

23

2-22-4

Retentate

HDS

2008

b.

2-4

VP2-5

2-6

1L

2-53,100kJ/L2-6

4,340kJ/L

2-5

2-5

EtOH

10wt%

99.5wt%

3,100kJ/L

91wt%

3,100kJ/L-EtOH

24

2.2

24

2.3

2.7

2-7

A2B6.5

2-79010wt%130

VPAB

2-7

1,000

Re130

VP2-8Re

Re

2-6

10wt%

3,573kJ/L

92wt%

99.5wt%

EtOH4,340kJ/L-EtOH

767kJ/L

25

Re

2-750 kg/m2h

2-8Re

2.4

2

1

2

0

10

20

30

40

50

60

Hitz (

B(

/kg

/(m

2hr)

6.5

2

VP-130E/W=90/10wt/wt

0

10

20

30

40

50

60

Hitz (

B(

/kg

/(m

2hr)

6.5

2

VP-130E/W=90/10wt/wt

[k

g/m

2h]

[k

g/m

2hP

a]

Re

2-7 2-8 Re

26

2.5

2-9

PSA 2-10

3

2-9

8,00010,000 kJ/L

PSAPressure Swing Adsorption

A

70% 2-10 72wt%

4,860 kJ/L 2-6

PSA 11% 26%

2-1

500kL/day15

6/kWhPSA

1.5

2-1 500kL/day 15

HDSTM PSA

1099.5% 4,340 kJ/L 4,860 kJ/L 8,00010,200 kJ/L

92%99.5% 767 kJ/L 1,044 kJ/L

+PSA

1.5

27

2.6

2.5PSA

HDSHDS

PSA

HDS

PSA

HDS2-11PSA

2-9

2-10 PSA

3050%

94%

10wt%

3000kJ/L

99.5wt%

EtOH

8,00010,200kJ/L-EtOH

1500kJ/L

30003200kJ/L

5002500kJ/L

92wt%

10wt%

72wt%3,816kJ/L

99.5wt%

EtOH

1,044kJ/L

4,860kJ/L-EtOH

()()

28

HDSPSA2.5

70%

PSAHDS

2-11PSAHDS

HDS

IPA

2.7

2-12

2-11 PSA

HDS

EtOH

EtOH

()()

29

2-12

a

b

c

d

abd

c

2

2-12

:

Hitz

30

12

2.3

2.8

3

NaA

3-1

3-1

SiAl

NaA 1.0 4.0

NaY 3.0 7.5

CO2

MOR 810 6.0

ZSM-5 1012 5.5

1CO2

CO2

CO2

CO2

CO2CCS

31

CCS

2

GTL

CO2

CO2 3H2 CH3OH H2O

CH3OH H2O