(57)【要約】【課題】電解装置のスタックへの炭素析出を抑制することが可能な一酸化炭素製造システムを得る。【解決手段】一酸化炭素製造システム１０Ａは、電気分解処理を行う電解装置２４を備える。電解装置２４のカソード２４Ａへは、二酸化炭素と水が供給される。電解装置２４での電気分解によりカソードに発生した水素、一酸化炭素、及び、未反応の水、二酸化炭素は、逆シフト反応器２６へ送出される。逆シフト反応器２６では、二酸化炭素と水素の反応により、一酸化炭素と水が生成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アノード及びカソードを有し、電気分解処理を行う電解装置と、
前記カソードへ二酸化炭素を供給する二酸化炭素供給部と、
前記カソードへ水を供給する水供給部と、
前記電解装置のカソードから排出されるカソードオフガスが流入され、二酸化炭素と水素から一酸化炭素と水を生成する逆シフト反応を行う反応器と、
を備えた、一酸化炭素製造システム。
【請求項２】
前記反応器から排出された逆シフトオフガスが流入され、前記逆シフトオフガスから少なくとも水を含む一酸化炭素以外の成分を分離する分離部、をさらに備えた、請求項１に記載の一酸化炭素製造システム。
【請求項３】
前記分離部で分離された水を前記カソードへ供給する水循環路を備えた、請求項２に記載の一酸化炭素製造システム。
【請求項４】
前記分離部は、前記逆シフトオフガスからさらに二酸化炭素を分離し、
分離された二酸化炭素を、前記カソードへ供給する二酸化炭素供給路を備えた、請求項２または請求項３項に記載の一酸化炭素製造システム。
【請求項５】
前記分離部は分離膜により前記逆シフトオフガスから水を含む一酸化炭素以外の成分を気相状態で分離する、請求項２〜請求項４のいずれか１項に記載の一酸化炭素製造システム。
【請求項６】
前記カソードへ供給される水と前記分離部よりも上流側の逆シフトオフガスとの間で熱交換を行う熱交換部、を備えた請求項２〜請求項５のいずれか１項に記載の一酸化炭素製造システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一酸化炭素製造システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一酸化炭素ガスを製造するために、固定酸化物型電解セルで二酸化炭素ガスを電気分解する方法が知られている。例えば、特許文献１では、高純度の二酸化炭素ガスを電解装置で電気分解し、一酸化炭素ガスを製造している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２０１５−５１３６１５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、電解装置で一酸化炭素ガスを製造する場合、電解装置やガス流路に炭素が析出することがあり、炭素析出による電解装置やガス流路の劣化が懸念される。特許文献１には、炭素析出による劣化を防ぐために、配管や熱交換器に炭素の堆積やメタルダスティングを防ぐための金属、又はコーティングを使用することが開示されている。しかしながら、電解装置のスタックへの炭素析出を防止することは難しい。
【０００５】
本発明は上記事実を考慮して成されたもので、電解装置のスタックへの炭素析出を抑制することが可能な一酸化炭素製造システムを得ることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の発明に係る一酸化炭素製造システムは、アノード及びカソードを有し、電気分解処理を行う電解装置と、前記カソードへ二酸化炭素を供給する二酸化炭素供給部と、前記カソードへ水を供給する水供給部と、前記電解装置のカソードから排出されるカソードオフガスが流入され、二酸化炭素と水素から一酸化炭素と水を生成する逆シフト反応を行う反応器と、を備えている。
【０００７】
請求項１に係る一酸化炭素製造システムでは、電解装置のカソードへ二酸化炭素が供給されると共に水も供給される。したがって、炭素活量を下げることができ、電解装置での炭素の析出を抑制することができる。
【０００８】
電解装置では、供給された二酸化炭素が一酸化炭素と酸素に電気分解されると共に、供給された水が水素と酸素に電気分解される。電気分解により生成された一酸化炭素及び水素と、未反応の二酸化炭素及び水は、カソードからカソードオフガスとして排出され、反応器へ流入する。反応器では、カソードオフガス中の二酸化炭素と水素の反応が促進され、一酸化炭素と水が生成される。これにより、カソードオフガス中の二酸化炭素及び水素を減少させると共に、一酸化炭素の生成量を増加させることができ、効率的に一酸化炭素を生成することができる。
【０００９】
請求項２の発明に係る一酸化炭素製造システムは、前記反応器から排出された逆シフトオフガスが流入され、前記逆シフトオフガスから少なくとも水を含む一酸化炭素以外の成分を分離する分離部、をさらに備えている。
【００１０】
請求項２に係る一酸化炭素製造システムでは、分離部において逆シフトオフガスから少なくとも水を含む一酸化炭素以外の成分が分離されるので、分離後の逆シフトオフガスにおける一酸化炭素の濃度を高くすることができる。
【００１１】
請求項３の発明に係る一酸化炭素製造システムは、前記分離部で分離された水を前記カソードへ供給する水循環路を備えている。
【００１２】
請求項３に係る一酸化炭素製造システムでは、水循環路により分離部で分離された水がカソードへ供給されるので、一酸化炭素製造システム内において水を循環させることができ、外部から供給される水の量を少なくすることができる。
【００１３】
請求項４の発明に係る一酸化炭素製造システムは、前記分離部は、前記逆シフトオフガスからさらに二酸化炭素を分離し、分離された二酸化炭素を、前記カソードへ供給する二酸化炭素供給路を備えている。
【００１４】
請求項４の発明に係る一酸化炭素製造システムによれば、逆シフトオフガスから未反応の二酸化炭素を回収して再度カソードへ供給することができ、一酸化炭素の生成効率を高めることができる。
【００１５】
請求項５の発明に係る一酸化炭素製造システムは、前記分離部は分離膜により前記逆シフトオフガスから水を含む一酸化炭素以外の成分を気相状態で分離する。
【００１６】
請求項５の発明に係る一酸化炭素製造システムによれば、分離膜により水を含む一酸化炭素以外の成分を気相状態で分離するので、分離された成分を気相状態のまま次の工程へ送ることができる。したがって、凝縮して水を分離する場合と比較して、熱効率を向上させることができる。
【００１７】
請求項６の発明に係る一酸化炭素製造システムは、前記カソードへ供給される水と前記分離部よりも上流側の逆シフトオフガスとの間で熱交換を行う熱交換部、を備えている。
【００１８】
請求項６の発明に係る一酸化炭素製造システムによれば、熱交換部の上流側の逆シフトオフガスの温度を分離部での分離に適切な温度へ低下させると共に、カソードへ供給する水を気化させたり、水の温度を電気分解用に上昇させたりすることができる。これにより、システム全体の熱効率を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る一酸化炭素製造システムによれば、電解装置での炭素の析出を抑制することができると共に、効率的に一酸化炭素を生成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１実施形態に係る一酸化炭素製造システムの概略構成図である。
【図２】第１実施形態の変形例に係る一酸化炭素製造システムの概略構成図である。
【図３】第２実施形態に係る一酸化炭素製造システムの概略構成図である。
【図４】第２実施形態の変形例に係る一酸化炭素製造システムの概略構成図である。
【図５】第３実施形態に係る一酸化炭素製造システムの概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を参照して本発明の実施形態の一例を詳細に説明する。
【００２２】
〔第１実施形態〕
図１には、本発明の第１実施形態に係る一酸化炭素製造システム１０Ａが示されている。一酸化炭素製造システム１０Ａは、主要な構成として、二酸化炭素供給装置１２、凝縮器１４、ＰＳＡ（Pressure Swing Adsorption）装置１６、気化器２２、電解装置２４、逆シフト反応器２６、を備えている。
【００２３】
気化器２２には、二酸化炭素供給管Ｐ１の一端が接続されており、二酸化炭素供給管Ｐ１の他端は二酸化炭素供給装置１２に接続されている。二酸化炭素供給装置１２から気化器２２へ、二酸化炭素供給管Ｐ１を通して二酸化炭素ガスが供給される。また、気化器２２には、水供給管Ｐ２の一端が接続されており、水供給管Ｐ２の他端は不図示の給水源と接続されている。給水源から気化器２２へ、水供給管Ｐ２を通して水が供給される。  なお、ここでの水は、気相、液相のいずれか一方の場合、及び、両方が混合されている場合の両方を含む。
【００２４】
気化器２２では、水が気化される。気化には、後述する逆シフトオフガスＧ２の熱が用いられる。
【００２５】
気化器２２の出口には、配管Ｐ３の一端が接続され、配管Ｐ３の他端は電解装置２４のカソード２４Ａと接続されている。二酸化炭素ガス及び水は、気化器２２から配管Ｐ３を介して電解装置２４のカソード２４Ａへ送出される。電解装置２４は、固体酸化物形電解セルスタックであり、複数の電解セルが積層されて構成されている。本実施形態では、作動温度が７００℃〜９００℃程度とされている。個々の電解セルは、電解質層と、当該電解質層の表裏面にそれぞれ積層されたカソード２４Ａと、アノード２４Ｂを有している。
【００２６】
カソード２４Ａには、配管Ｐ３を通して、気化器２２から二酸化炭素ガス及び水が供給される。電解装置２４へ電流・電圧が印加されると、下記（１）式に示すように、二酸化炭素が電気分解されて、カソード２４Ａに一酸化炭素が発生し、アノード２４Ｂに酸素が発生する。また、下記（２）式に示すように、水が電気分解されて、カソード２４Ａに水素が発生し、アノード２４Ｂに酸素が発生する。
【００２７】
２ＣＯ２  →  ２ＣＯ＋Ｏ２    …（１）
２Ｈ２Ｏ →  ２Ｈ２＋Ｏ２    …（２）
【００２８】
カソード２４Ａには、配管Ｐ４の一端が接続され、配管Ｐ４の他端は逆シフト反応器２６の入口に接続されている。カソード２４Ａから逆シフト反応器２６へ、配管Ｐ４を介して、カソードオフガスＧ１が送出される。カソードオフガスＧ１には、未反応の二酸化炭素、水、生成された一酸化炭素、水素が含まれている。アノード２４Ｂからは、酸素を主成分とするガスが排出され、不図示の酸素回収部へ送出される。
【００２９】
逆シフト反応器２６では、下記（３）式に示すように、二酸化炭素と水素の逆シフト反応により、一酸化炭素と水が生成される。逆シフト反応器２６での所定の触媒が用いられ、反応温度は、使用する触媒や圧力に依存するが、概ね６００℃〜９５０℃程度に設定されている。触媒としては、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）などを用いることができる。
【００３０】
ＣＯ２＋Ｈ２  →  ＣＯ＋Ｈ２Ｏ  …（３）
【００３１】
逆シフト反応器２６の出口には、配管Ｐ５の一端が接続されている。配管Ｐ５は、熱交換のために気化器２２を経由し、その他端が凝縮器１４と接続されている。逆シフト反応器２６からは、逆シフトオフガスＧ２が排出される。逆シフトオフガスＧ２には、一酸化炭素、水、及び未反応の二酸化炭素が含まれている。逆シフトオフガスＧ２は、配管Ｐ５を介して、気化器２２を経由して凝縮器１４へ送出される。気化器２２内では、配管Ｐ５内の逆シフトオフガスＧ２と、二酸化炭素及び水との間で熱交換が行われ、二酸化炭素及び水が加熱され、逆シフトオフガスＧ２が冷却される。気化器２２の温度は、１２０℃〜２５０℃程度に設定することができる。
【００３２】
凝縮器１４では、逆シフトオフガスＧ２中の水が凝縮される。凝縮器１４には、水を送出するための水循環管Ｐ８の一端が接続されている。水循環管Ｐ８の他端は、水供給管Ｐ２と接続されている。また、凝縮器１４には、水が凝縮されて分離された後の水分離後オフガスＧ３を送出するための配管Ｐ６の一端が接続されている。配管Ｐ６の他端は、ＰＳＡ装置１６と接続されている。
【００３３】
凝縮器１４で凝縮された水は、水循環管Ｐ８を介して水供給管Ｐ２と合流され、気化器２２へ送出される。水が凝縮されて分離された後の水分離後オフガスＧ３は、一酸化炭素及び二酸化炭素を含んでいる。この水分離後オフガスＧ３は、配管Ｐ６を介してＰＳＡ装置１６へ送出される。
【００３４】
ＰＳＡ装置１６は、水分離後オフガスＧ３から一酸化炭素が分離されるように設計されている。分離された一酸化炭素は、ＰＳＡ装置１６に接続された配管Ｐ７を介して不図示の一酸化炭素回収部で回収される。一方、一酸化炭素が分離された後のガスは、二酸化炭素を主成分としている。ＰＳＡ装置１６には、二酸化炭素を送出するための配管Ｐ９の一端が接続されている。配管Ｐ９の他端は、二酸化炭素供給管Ｐ１と接続されている。ＰＳＡ装置１６から送出された二酸化炭素は、配管Ｐ９、二酸化炭素供給管Ｐ１を通って気化器２２へ供給される。
【００３５】
気化器２２、電解装置２４、及び逆シフト反応器２６は、筐体２０内に配置されている。筐体２０内は、外部よりも高温とされている。筐体２０は、内部の温度を高温に維持できるように断熱体を配設して形成したり、金属板などで形成したりすることができる。
【００３６】
次に、本実施形態の一酸化炭素製造システム１０Ａの動作について説明する。
【００３７】
まず、不図示の給水源からの水が気化器２２へ供給されると共に、二酸化炭素供給装置１２から二酸化炭素が気化器２２へ供給される。気化器２２では、供給された二酸化炭素と水が混合され、配管Ｐ５を通る逆シフトオフガスＧ２により、加熱され、水が気化される。なお、起動時には、他の加熱手段（例えば、ヒーターや燃焼ガス等）により加熱することができる。
【００３８】
加熱された二酸化炭素及び水は、配管Ｐ３を通って電解装置２４のカソード２４Ａへ送出される。電解装置２４では、二酸化炭素が電気分解されてカソード２４Ａに一酸化炭素が発生し、アノード２４Ｂに酸素が発生すると共に、水が電気分解されてカソード２４Ａに水素が発生し、アノード２４Ｂに酸素が発生する。アノード２４Ｂから排出された酸素は、不図示の酸素回収部で回収される。
【００３９】
カソード２４Ａからは、カソードオフガスＧ１が排出される。カソードオフガスには、未反応の二酸化炭素、水、生成された一酸化炭素、水素が含まれている。カソードオフガスＧ１は、配管Ｐ４を通って逆シフト反応器２６へ送出される。逆シフト反応器２６では、二酸化炭素と水素の逆シフト反応により、一酸化炭素と水が生成される。逆シフト反応器２６からは、逆シフトオフガスＧ２が排出される。逆シフトオフガスＧ２には、一酸化炭素、水、及び未反応の二酸化炭素が含まれている。逆シフトオフガスＧ２は、配管Ｐ５を通って気化器２２へ送られ、気化器２２で熱交換により冷却された後、凝縮器１４へ送出される。
【００４０】
凝縮器１４では、逆シフトオフガスＧ２中の水が凝縮される。凝縮された水は、水循環管Ｐ８、水供給管Ｐ２を通って、気化器２２へ送出される。水は、このように循環されるため、給水源からの水は、必要な場合に適宜追加供給される。水が凝縮されて分離された後の水分離後オフガスＧ３は、配管Ｐ６を介してＰＳＡ装置１６へ送出される。
【００４１】
ＰＳＡ装置１６では、一酸化炭素が分離され、分離された一酸化炭素は、配管Ｐ７を介して不図示の一酸化炭素回収部で回収される。一酸化炭素が分離され二酸化炭素を主成分とするガスは、配管Ｐ９、二酸化炭素供給管Ｐ１を通って気化器２２へ供給される。
【００４２】
本実施形態に係る一酸化炭素製造システム１０Ａは、電解装置２４へ二酸化炭素と共に水を供給するので、電解装置２４における炭素の析出を抑制することができる。また、本実施形態では、電解装置２４、逆シフト反応器２６、気化器２２を経て凝縮器１４で水が凝縮されるので、凝縮器１４までの経路においても、炭素の析出を抑制することができる。
【００４３】
なお、電解装置２４へ水を供給しない従来例の場合には、温度によっては、下記（４）式に示されるブドワール反応により、電解装置２４内の電極等に炭素が析出する。
２ＣＯ  →  ２Ｃ  ＋Ｏ２    …（４）
【００４４】
また、電解装置２４では、炭化防止のために供給された水が電気分解されカソード２４Ａに水素が発生するが、当該水素と未反応の二酸化炭素を逆シフト反応器２６で反応させて、一酸化炭素と水を生成する。したがって、カソードオフガスＧ１中の二酸化炭素及び水素を減少させると共に、一酸化炭素の生成量を増加させることができ、炭素の析出を抑制するために電解装置２４へ水を供給した場合においても、効率的に一酸化炭素を生成することができる。
【００４５】
また、本実施形態では、凝縮器１４で水を凝縮することにより、逆シフトオフガスＧ２中の水を分離するので、ＰＳＡ装置１６へ送出する水分離後オフガスＧ３における一酸化炭素の濃度を高くすることができる。これにより、ＰＳＡ装置１６の小型化を図ることができる。
【００４６】
また、本実施形態では、凝縮器１４で凝縮された水が、水循環管Ｐ８を、水供給管Ｐ２を経て気化器２２に供給することにより循環させるので、一酸化炭素製造システム１０Ａにおいて追加で供給する水の量を少なくすることができる。
【００４７】
また、本実施形態では、ＰＳＡ装置１６から排出された二酸化炭素を気化器２２へ供給するので、一酸化炭素の生成効率を高めることができる。
【００４８】
また、本実施形態では、気化器２２において、カソード２４Ａへ供給される水及び二酸化炭素と逆シフトオフガスＧ２との間で熱交換を行うので、逆シフトオフガスＧ２の温度を凝縮器１４での凝縮に適切な温度となるように冷却させると共に、カソード２４Ａへ供給する水及び二酸化炭素の温度を電気分解用に適切な温度となるように上昇させることができる。これにより、一酸化炭素製造システム１０Ａ全体の熱効率を向上させることができる。
【００４９】
また、本実施形態では、気化器２２、電解装置２４、及び逆シフト反応器２６が筐体２０内に配置されているので、外部への熱の放散が抑制され、筐体２０内の温度を高く維持することができる。
【００５０】
なお、本実施形態では、ＰＳＡ装置１６で二酸化炭素の分離を行ったが、図２に示すように、凝縮器１４の下流側、且つＰＳＡ装置１６の上流側に二酸化炭素吸着部１５を設けて二酸化炭素の分離を行ってもよい。二酸化炭素吸着部１５は、内部に二酸化炭素を吸着する吸着剤を有している。二酸化炭素の吸着剤としては、活性炭、ゼオライト、アルミナ、などが挙げられ、これらの材料を組み合わせたり、混合したりして用いてもよい。また、多孔質セラミックフィルターに対してより緻密な細孔を有する材料をコーティングしてもよい。コーティングの具体例としては、多孔質セラミックフィルターの細孔表面に対して、アミノ基系シランカップリング剤で修飾されたメソポーラスシリカやゼオライトなどをコーティングする方法が挙げられる。これにより、二酸化炭素の高い選択性を実現でき、好適に二酸化炭素を分離、除去することができる。市販のものを用いてもよく、例えば、日本碍子社製のサブナノセラミック膜フィルターを用いることができる。吸着剤では、二酸化炭素の吸着後、吸着剤の再生を行って二酸化炭素を送出するため、複数の二酸化炭素吸着器を備え、吸着と再生を交互に行うことにより、連続運転を行うことができる。二酸化炭素吸着部１５において、二酸化炭素を吸着剤で分離した後の水分離後オフガスＧ３は、配管Ｐ６−２を介してＰＳＡ装置１６へ送られる。二酸化炭素吸着部１５で吸着された二酸化炭素は、適宜吸着剤から脱離され、配管Ｐ９、二酸化炭素供給管Ｐ１を介して気化器２２へ供給される。
【００５１】
このように、二酸化炭素吸着部１５を設けることにより、ＰＳＡ装置１６へ供給するガスの一酸化炭素の濃度が高くなり、ＰＳＡ装置１６の小型化を図ることができる。
【００５２】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態では、第１実施形態と同様の部分については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００５３】
本実施形態の一酸化炭素製造システム１０Ｂは、二酸化炭素吸収部１７を有している点が、主に第１実施形態と異なっている。図３に示すように、二酸化炭素吸収部１７は、逆シフトオフガスＧ２の流通路における気化器２２の下流側、凝縮器１４の上流側で、筐体２０の内部に配置されている。二酸化炭素吸収部１７は、内部に二酸化炭素を吸収する吸収剤を有している。二酸化炭素の吸収剤としては、シリカ、ジルコニア、チタニア、チタン酸二バリウムなどの金属酸化物、リチウム化ジルコニアやリチウムシリケートなどを用いることができる。これらの材料を組み合わせたり、混合したりして用いてもよい。また、多孔質セラミックフィルターに対して、上記の材料をコーティングしても良い。二酸化炭素吸収部１７において、二酸化炭素を吸収剤で分離した後の二酸化炭素分離後オフガスＧ４は、凝縮器１４へ送られ、凝縮器１４で水が分離される。そして、二酸化炭素及び水が分離された水／二酸化炭素分離オフガスＧ５は、配管Ｐ６を介してＰＳＡ装置１６へ送られる。水／二酸化炭素分離オフガスＧ５は、ＰＳＡ装置１６で一酸化炭素に精製され、配管Ｐ７へ送出される。
二酸化炭素吸着部１５には、配管Ｐ１０の一端が接続され、配管Ｐ１０の他端は、二酸化炭素供給管Ｐ１と接続されている。二酸化炭素吸着部１５で吸着された二酸化炭素は、適宜吸着剤から脱離され、配管Ｐ１０、二酸化炭素供給管Ｐ１を経て気化器２２へ供給される。
【００５４】
本実施形態においても、第１実施形態と同様に、電解装置２４、及び電解装置２４から凝縮器１４までの経路においても、炭素の析出を抑制することができる。また、本実施形態では、二酸化炭素吸着部１５を設けることにより、ＰＳＡ装置１６での一酸化炭素の濃度が高くなり、ＰＳＡ装置１６の小型化を図ることができる。
【００５５】
なお、本実施形態では、二酸化炭素吸収部１７を気化器２２よりも下流側に配置した例について説明したが、使用する二酸化炭素の吸収剤について使用温度域によっては、図４に示すように、二酸化炭素吸収部１７を気化器２２よりも上流側に配置することが好ましい。即ち、使用する二酸化炭素の吸収剤についての使用温度域が、気化器２２で熱交換される前の逆シフトオフガスＧ２の温度内の場合には、図４に示すように、二酸化炭素吸収部１７を気化器２２よりも上流側に配置する一酸化炭素製造システム１０Ｂ−２とすることが好ましい。
【００５６】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態について説明する。本実施形態では、第１、第２実施形態と同様の部分については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００５７】
本実施形態の一酸化炭素製造システム１０Ｃは、図５に示すように、凝縮器１４に代えて分離膜部３０を備えている。分離膜部３０は、内部に分離膜を有しており、逆シフトオフガスＧ２から二酸化炭素及び水を分離膜で分離するものである。分離膜部３０は、不図示の流入部及び透過部を有し、流入部と透過部は、分離膜で区画されている。
【００５８】
ここで、分離膜部３０に備えられた分離膜について説明する。本実施形態では、分離膜は二酸化炭素を分離する機能を有するものと水を分離する機能を有する者の組み合わせるか、もしくは、二酸化炭素及び水の両方を透過する機能を有するものを用いることができる。なお、本実施形態では、二酸化炭素及び水の両方を透過する機能を有するものを用いるが、二酸化炭素のみを透過する機能を有するものであってもよい。二酸化炭素及び水の少なくとも一方を透過する機能を有するものであれば、例えば、有機高分子膜、無機材料膜、有機高分子−無機材料複合膜、液体膜、促進輸送膜などが挙げられる。また、分離膜は、ガラス状高分子膜、ゴム状高分子膜、イオン交換樹脂膜、アルミナ膜、シリカ膜、炭素膜、ゼオライト膜、セラミック膜、アミン水溶液膜又はイオン液体膜であることがより好ましい。
【００５９】
分離膜部３０には、二酸化炭素および水が排出される側に配管Ｐ１２の一端が接続され、二酸化炭素および水が分離された後の水／二酸化炭素分離オフガスＧ５が排出される側に配管Ｐ６の一端が接続されている。配管Ｐ６、配管Ｐ１２を、分離膜の透過側へ接続するか、流入側（非透過側）へ接続するかは、分離膜の性能（二酸化炭素、水、を透過させるか、一酸化炭素を透過させるか）に応じて設定される。配管Ｐ１２の他端は、水供給管Ｐ２に接続されている。
【００６０】
分離膜部３０から配管Ｐ６を通して二酸化炭素および水が分離された後の水／二酸化炭素分離オフガスＧ５がＰＳＡ装置１６へ送出される。ＰＳＡ装置１６では、一酸化炭素が精製されて配管Ｐ７を介して不図示の一酸化炭素回収部で回収される。
【００６１】
分離膜部３０で分離された二酸化炭素及び水は、配管Ｐ１２、水供給管Ｐ２を通って気化器２２へ供給される。
【００６２】
本実施形態に係る一酸化炭素製造システム１０Ｃでも、第１実施形態と同様に、電解装置２４、及び電解装置２４から分離膜部３０までの経路においても、炭素の析出を抑制することができる。
【００６３】
また、本実施形態では、分離膜を用いて分離するので、二酸化炭素及び水を気相状態のまま分離することができる。したがって、気化器２２へ戻した後に再度気化させる必要がなく、熱エネルギーを効率的に利用することができる。
【符号の説明】
【００６４】
１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ  一酸化炭素製造システム
１２   二酸化炭素供給装置（二酸化炭素供給部）
１４   凝縮器（分離部）、１５  二酸化炭素吸着部（分離部）
１６  ＰＳＡ装置（分離部）、  １７  二酸化炭素吸収部（分離部）
２２   気化器（熱交換部）  ２４  電解装置、  ２４Ａ  カソード  ２４Ｂ  アノード
２６   逆シフト反応器、  ３０  分離膜部（分離部）
Ｇ１   カソードオフガス、  Ｇ２  逆シフトオフガス
Ｐ１   二酸化炭素供給管（二酸化炭素供給部）、  Ｐ２水供給管（水供給部）
Ｐ８   水循環管（水循環路）、Ｐ１２  配管（水循環路、二酸化炭素供給部）
【図１】
2019035102.tif 000003
【図２】
2019035102.tif 000004
【図３】
2019035102.tif 000005
【図４】
2019035102.tif 000006
【図５】
2019035102.tif 000007