(57)【要約】【課題】  吸着分離プロセスのための付加的な加熱装置の使用を省くことが可能な硫黄分離方法を提供する。【解決手段】  硫黄含有ガスを圧縮して吸着分離プロセスに通すことにより硫黄を分離するに際し、硫黄含有ガス（１）を吸着分離プロセス（Ａ）に導入する前に圧縮又は少なくとも予備圧縮（Ｖ１）する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
硫黄含有ガスから硫黄を分離するに際し、該硫黄含有ガスを圧縮して吸着分離プロセスに通すことにより硫黄を分離する方法において、
前記硫黄含有ガス（１）を前記吸着分離プロセス（Ａ）に導入する前に圧縮又は少なくとも予備圧縮することを特徴とする硫黄分離方法。
【請求項２】
前記硫黄含有ガス（１）を、吸着分離プロセス（Ａ）に導入する前に、圧縮で生じる圧縮熱によって前記吸着分離プロセス（Ａ）で使用される吸着材を少なくとも吸着反応に必要な温度に加熱できる程度に圧縮することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記吸着分離プロセス（Ａ）に導入される前記硫黄含有ガス（３）の温度を２０〜２００℃又は４０〜１００℃の範囲内とすることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記吸着分離プロセス（Ａ）から取り出されたガス（４）を更に後圧縮（Ｖ２）することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記硫黄含有ガス（１）の少なくとも部分流（５）を分岐させて前記吸着分離プロセス（Ａ）を迂回させ、この部分流の流量を変更可能（６）とすることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記吸着分離プロセス（Ａ）に導入される硫黄含有ガス（３）を圧縮又は予備圧縮の後に冷却することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記吸着分離プロセス（Ａ）において硫黄に加えて少なくとも一つの別の成分を前記硫黄含有ガスから少なくとも部分的に分離することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記吸着分離プロセス（Ａ）硫黄が除去されたガス（４、７、８）をエネルギー源又は燃料として使用する車両に供給することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、硫黄含有ガス、特に水素若しくは天然ガスから硫黄分を分離するに際し、該硫黄含有ガスを圧縮して吸着分離プロセスに通すことにより硫黄を分離する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の硫黄含有ガスからの硫黄分離方法は、例えば天然ガス燃料補給ステーションで利用されている。天然ガス燃料補給ステーションにおいては、燃料として使用される天然ガスが既存の天然ガス供給ネットワークから取り出され、３００バールにも達する貯蔵圧力に圧縮される。通常、天然ガス供給ネットワークから取り出される天然ガス中の硫黄含有量は、今日のエンジン及び排ガス浄化技術で効果的に処理するには多すぎる。特にエンジンからの排ガスを後処理で浄化するのに必要な触媒コンバーターは現状の天然ガス中に含まれる硫黄分によって損傷を受け、触媒コンバーターが本来の寿命に達する前に適正に機能しなくなる結果となっている。
【０００３】
天然ガスを燃料として使用する場合、天然ガスの臭気化に関する法規定により、テトラヒドロチオフェン（ＴＨＴ）とメルカプタン硫黄のいずれか又は両方を臭気化の目的で天然ガスに添加し、天然ガス中の硫黄分が規定の割合未満に低下しないようにする必要がある。
【０００４】
大型の産業規模の天然ガス処理設備では、時に応じて選択的な硫黄吸着分離プロセスが使用されてきた。通常、硫黄分の除去に適する吸着材は４０〜８０℃の動作温度にする必要がある。この動作温度は、一般的には吸着材に割り当てた防爆電気ヒーターによって確保されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、前述の諸問題点を解消し、吸着分離プロセスのための付加的な加熱装置の使用を省くことが可能な、硫黄含有ガス、特に水素若しくは天然ガスから硫黄を分離するための冒頭に記載した種類の硫黄分離方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するため、硫黄含有ガス、特に水素若しくは天然ガスから硫黄を分離する際に該硫黄含有ガスを圧縮して吸着分離プロセスに通すことにより硫黄を分離する方法を提供するものであり、この硫黄分離方法は、前記硫黄含有ガスを前記吸着分離プロセスに導入する前に圧縮又は少なくとも予備圧縮することを特徴とする。
【０００７】
本発明において、硫黄含有ガスは吸着分離プロセスに導入される前に圧縮されるが、この圧縮は、圧縮で生じる圧縮熱によって吸着分離プロセスで使用される吸着材を少なくとも吸着反応に必要な温度にまで加熱できる程度に調節された圧縮である。その結果、吸着分離プロセスのために付加的な加熱装置を使用することはもはや必要ではなくなることになる。
【０００８】
硫黄含有ガスから硫黄を分離するための本発明による方法の更に有利な形態、即ち従属請求項の要件の対象となる幾つかの特徴は以下の通りである。
【０００９】
・吸着分離プロセスに導入される硫黄含有ガスの温度を２０〜２００℃、好ましくは４０〜１００℃の範囲内とする。
【００１０】
・吸着分離プロセスから取り出されたガスを更に後圧縮する。
【００１１】
・硫黄含有ガスの少なくとも部分流を分岐させて吸着分離プロセスを迂回させ、この部分流の流量を好ましくは変更可能とする。
【００１２】
・吸着分離プロセスに導入される硫黄含有ガスを圧縮又は予備圧縮の後に冷却する。
【００１３】
・吸着分離プロセスにおいて、硫黄に加えて少なくとも一つの別の成分を硫黄含有ガスから少なくとも部分的に分離する。
【００１４】
・吸着分離プロセスで硫黄が除去されたガスをエネルギー源又は燃料として使用する車両に供給する。
【００１５】
本発明による硫黄含有ガスからの硫黄分離方法並びにその更なる構成を図示の実施形態と共に詳述すれば以下の通りである。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明による硫黄分離方法を実施するための系統図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図示の実施形態は、特に圧縮天然ガスを種々の車両に補給する目的で備えられた天然ガス燃料補給ステーションにおいて利用可能である。
【００１８】
図１には、硫黄分の選択的除去のための吸着分離プロセスＡが示されている。硫黄含有ガスは、導管内の流れ１、２、及び３を経て吸着分離プロセスＡに導入される。天然ガス燃料補給ステーションの場合では、この硫黄含有ガスは公共の天然ガス供給ネットワークから取り出される天然ガスである。硫黄含有ガスは単段又は多段圧縮機ユニットＶ１によって圧縮されるが、この場合、圧縮によって生じる圧縮熱が吸着分離プロセスＡで使用される吸着材を吸着反応に必要な温度にまで加熱するに充分な温度に達するように圧縮される。従って、吸着分離プロセスの吸着材を必要な温度に加熱するための付加的な加熱装置は不要である。
【００１９】
天然ガス燃料補給ステーションの場合、硫黄を含有する天然ガスは圧縮機ユニットＶ１内で１０〜３０バール、好ましくは１５〜２５バールの範囲内の圧力に圧縮される。
【００２０】
熱交換機Ｅは必要に応じて設けられるものであり、圧縮機ユニットＶ１内で圧縮された天然ガス、従って圧縮熱で加熱された天然ガスを、下流側の吸着分離プロセスＡで使用される吸着材の分離度のための最適温度に冷却するために用いられる。
【００２１】
実際的に言えば、吸着分離プロセスＡは好ましくは容量が５０Ｌの吸着塔を備えている。硫黄含有ガスから硫黄分を選択的に除去するために使用される吸着材に加えて、乾燥材も同様に吸着塔Ａ内に装填しておくことが好ましい。一般的に、この乾燥材は、硫黄分の分離に使用される吸着材よりも上流側又は下流側或いはその両方に配置可能である。
【００２２】
破線で示したバイパス導管は好ましくは制御弁６を備えており、硫黄含有ガス（天然ガス）の一部の流れ５を分岐させて吸着分離プロセスＡを迂回させるために利用することが可能である。このようにして、吸着分離プロセスＡを通る硫黄含有ガスの流量を変えることが可能である。従って、硫黄含有ガス中の硫黄分削減割合は必要に応じて調整又は変更することができる。
【００２３】
必要又は要求に応じて吸着分離プロセスＡを改変し、硫黄分に加えて、望ましくない他の成分も同様に硫黄含有ガスから除去するようにしても良い。
【００２４】
硫黄分が必要最低限まで削減されると、浄化された天然ガスが導管内の流れ４及び７を経て第２の単段又は多段圧縮機ユニットＶ２に達し、浄化天然ガスがこの第２の圧縮機ユニットで選択的に所望の最終圧力に圧縮される。圧縮後の浄化天然ガスは、次いで導管８を通してその後の使用のために例えば中間貯蔵部へ送られる。
【００２５】
尚、硫黄含有ガスから硫黄を分離するための本発明による方法は、含有硫黄分を少なくとも部分的に吸着によって除去すべき極めて広範囲のガス及び混合ガスに対して適用可能であることに留意すべきである。
【図１】
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