(57)【要約】【課題】被分離ガスを含む混合ガスから高い回収率で被分離ガスを回収するガス分離装置を提供する。【解決手段】被分離ガスを選択的に透過させる水素分離膜１１によって、混合ガスに含まれる被分離ガスを混合ガスから分離するガス分離部１０と、ガス分離部１０で分離された被分離ガスの流路Ｌ３に配置され、駆動流体によって水素分離膜１１の透過側を減圧する減圧部２０と、を備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被分離ガスを選択的に透過させるガス分離膜によって、混合ガスに含まれる前記被分離ガスを前記混合ガスから分離するガス分離部と、
前記ガス分離部で分離された前記被分離ガスの流路に配置され、駆動流体によって前記ガス分離膜の透過側を減圧する減圧部と、
を備えるガス分離装置。
【請求項２】
前記ガス分離膜は、水素を選択的に透過させる水素分離膜である、請求項１に記載のガス分離装置。
【請求項３】
前記駆動流体は、水蒸気である、請求項１又は２に記載のガス分離装置。
【請求項４】
前記駆動流体は、水素である、請求項２に記載のガス分離装置。
【請求項５】
前記被分離ガスと前記駆動流体とが混合され前記減圧部から排出されるガスを冷却するコンデンサーを更に備え、
前記コンデンサーは、前記駆動流体を凝縮することによって、前記ガスから前記被分離ガスを分離する、請求項３のガス分離装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、混合ガスから被分離ガスを分離するガス分離装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球温暖化をはじめとする環境問題がクローズアップされている。このような情勢下、水素等のガスをエネルギー源とするために、高純度のガスを分離するガス分離装置の開発が行なわれている。従来のガス分離装置としては、水素を含む混合ガスから水素を選択的に分離するガス分離装置が知られている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第ＷＯ２０１１／１５２４０８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、上述したガス分離装置にあっては、水素濃度の低い混合ガスから水素を分離する場合は、水素濃度の高い混合ガスから水素を分離する場合と比べ、水素の回収率が低下するおそれがあった。また、水素に限らず、被分離ガスの濃度の低い混合ガスから被分離ガスを分離する場合は、被分離ガスの濃度の高い混合ガスから被分離ガスを分離する場合と比べ、被分離ガスの回収率が低下するおそれがあった。
【０００５】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、混合ガスから高い回収率で被分離ガスを回収するガス分離装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るガス分離装置は、被分離ガスを選択的に透過させるガス分離膜によって、混合ガスに含まれる被分離ガスを混合ガスから分離するガス分離部と、ガス分離部で分離された被分離ガスの流路に配置され、駆動流体によってガス分離膜の透過側を減圧する減圧部と、を備える。
【０００７】
このガス分離装置は、駆動流体によってガス分離膜の透過側を減圧する減圧部を備えている。これにより、ガス分離膜の透過側が減圧されることで透過側と非透過側の圧力差が大きくなり、被分離ガスの透過が促進される。これによって、被分離ガスを含む混合ガスから被分離ガスを高い回収率で回収することができる。特に、混合ガス中の被分離ガスの濃度が低い場合であっても、本発明によれば、高い回収率で被分離ガスを回収することができる。
【０００８】
本発明に係るガス分離装置において、ガス分離膜は、水素を選択的に透過させる水素分離膜であってよい。これにより、多種のガスの中でも、エネルギー源として多く用いられる水素を高純度で回収することができる。
【０００９】
本発明に係るガス分離装置において、駆動流体は、水蒸気であってよい。これにより、製油プラント等で排出され、不要となった大量の水蒸気を利用する場合等は、被分離ガスを低コストで大量に回収することができる。
【００１０】
本発明に係るガス分離装置において、駆動流体は、水素であってよい。これにより、被分離ガスと駆動流体とが同種類であるため、減圧部から排出されるガスの後処理等を省くことができる。
【００１１】
本発明に係るガス分離装置において、被分離ガスと駆動流体とが混合され減圧部から排出されるガスを冷却するコンデンサーを更に備え、コンデンサーは、駆動流体を凝縮することによってガスから被分離ガスを分離してもよい。これにより、被分離ガスを気体のまま保つ一方で駆動流体を液体に凝縮させることができるため、被分離ガスと駆動流体とを容易に分離することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、混合ガスから高い回収率で被分離ガスを回収することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第一実施形態に係るガス分離装置の構成を示す模式図である。
【図２】ガス分離部の構成を示す模式図である。
【図３】第二実施形態に係るガス分離装置の構成の一例を示す模式図である。
【図４】第三実施形態に係るガス分離装置の構成を示す模式図である。
【図５】本発明の実施例における、透過側圧力と水素回収率との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。
【００１５】
[第一実施形態]
まず、図１，２を参照して、第一実施形態に係るガス分離装置の構成を説明する。図１は、第一実施形態に係るガス分離装置１の構成を示す模式図である。図２は、ガス分離部１０の構成を示す模式図である。
【００１６】
本実施形態に係るガス分離装置１は、混合ガスに含まれる水素（被分離ガス）を混合ガスから分離し回収する装置である。混合ガスは、水素製造装置（不図示）からガス分離装置１へ供給される。ガス分離装置１は、９９％以上の純度の水素を回収することができる。燃料電池等で用いる水素を回収する場合は、９９．９９％以上の高純度の水素を回収することが好ましい。このように、ガス分離装置１は、高い回収率で水素を回収する装置である。水素の回収率とは、当初混合ガスに含まれていた水素のうち、分離された水素の割合と定義する。
【００１７】
水素製造装置は、少なくとも水素（Ｈ２）を含む混合ガスを供給する。混合ガスは、二酸化炭素（ＣＯ２）、メタン（ＣＨ４）、及び一酸化炭素（ＣＯ）等を含んでいてもよい。混合ガスに含まれる水素濃度は、約２０〜８０％の範囲にある。水素製造装置は、水蒸気改質によって水素を生成する装置等が挙げられるが、水素を含む混合ガスを供給することができるものであれば、特に限定されない。ガス分離膜の面積Ｘ（ｃｍ２）と、単位時間当たりの被処理ガスに含まれる水素の量Ｙ（Ｎｍ３／時）との比Ｘ／Ｙは、十分に高い回収率を達成する観点から、好ましくは０．０５以上であり、より好ましくは０．０９〜０．１１である。水素製造装置からガス分離装置１へ供給される混合ガスの圧力は、ガス分離膜が十分な耐久性を発揮するために０．１〜５ＭＰａＧであることが好ましい。
【００１８】
ガス分離装置１は、図１に示すように、ガス分離部１０と、減圧部２０と、コンデンサー３０とを備えている。
【００１９】
ガス分離部１０は、図２に示されるように、水素を選択的に透過させる水素分離膜１１（ガス分離膜）によって、混合ガスに含まれる水素を混合ガスから分離する。具体的にガス分離部１０は、筒体１５の内部に円筒状の水素分離膜１１を配置することによって構成されている。外周側の空間（水素分離膜１１と筒体１５との間の空間）が、水素分離膜１１を透過した水素を回収する回収室ＲＣを構成している。水素分離膜１１の内側の空間が、混合ガスが供給される供給室ＳＰを構成している。筒体１５の一方の端面は、混合ガスを供給室ＳＰへ供給する流路Ｌ１と、透過されなかった混合ガスを供給室ＳＰから排出する流路Ｌ２とに連通している。筒体１５の他方の端面は、回収室ＲＣへ透過された水素の流路Ｌ３に連通している。このように、水素分離膜１１は、混合ガスに含まれる水素を選択的に透過させ、水素分離膜１１の透過側にある回収室ＲＣ内に水素を回収させる。水素の透過は、供給室ＳＰ内へ供給された混合ガスの供給圧力と回収室ＲＣ内の圧力との圧力差、及び水素分離膜１１の化学吸着能によって生じる。
【００２０】
なお、ガス分離部１０の構成は、図２に示されるものに限定されず、あらゆる構成を採用してよい。例えば、複数の円筒状の水素分離膜を筒体１５内に有していてもよい。また、円筒状ではなく平面状の水素分離膜を用いてもよい。つまり、ガス分離部１０は、少なくとも、混合ガスが供給される供給部と、水素分離膜を透過した水素を回収する回収部と、供給部と回収部とを隔て水素を選択的に透過させる水素分離膜と、を備えていればよい。この条件を満足する限り、ガス分離装置の構成は限定されない。
【００２１】
水素分離膜１１は、水素を選択的に透過させることができれば、特に限定されず、あらゆる種類の水素分離膜を適用できる。例えば、水素分離膜１１として、多孔質膜（分子流によって分離するもの、表面拡散流によって分離するもの、毛管凝縮作用によって分離するもの、分子ふるい作用によって分離するもの等）や、非多孔質膜を適用することができる。水素分離膜１１は、例えば、Ｐｄ−Ｃｕ合金を含む。好ましくは、水素分離膜１１は、Ｐｄ−Ｃｕ合金からなる。Ｐｄ−Ｃｕ合金製の水素分離膜１１の使用温度は、ガス分離膜が十分な透過性能および耐久性を発揮するために１５０〜４５０℃が好ましく、１５０〜３００℃以下であることがより好ましい。また、Ｐｄ−Ａｇ合金を含む水素分離膜１１を適用してもよく、このときの使用温度は４００〜６００℃が好ましい。さらに、Ｎｂを含む水素分離膜１１を適用してもよく、このときの使用温度は２００〜４００℃が好ましい。ゼオライト膜、無機膜（シリカ膜、カーボン膜など）、及び高分子膜（ポリイミド膜など）を適用してもよく、このときの使用温度は、ガス分離膜が十分な透過性能および分離性能を発揮するために常温〜２００℃が好ましい。水素分離膜１１の温度を調整するために、ヒーターなどの加熱機構を設けてもよい。
【００２２】
減圧部２０は、ガス分離部１０で分離された水素の流路Ｌ３に配置され、駆動流体によって水素分離膜１１の透過側（回収室ＲＣ内）を減圧する。駆動流体には、例えば、製油プラント等で排出され、不要となった水蒸気を用いるとするが、これに限らず後述するように水素等を用いてもよい。減圧部２０は、図１に示されるように、負圧室２３と、駆動流体パイプ２２と、排出パイプ２４と、水素パイプ２１とを備えている。駆動流体パイプ２２、排出パイプ２４、及び水素パイプ２１は、負圧室２３に対して、それぞれ異なる方向から挿入されている。
【００２３】
負圧室２３は、駆動流体によって負圧を発生させる内部空間Ａを備えている。負圧室２３の形状は特に限定されず、六面体形状であってもよく円柱状であってもよい。負圧室２３の一の壁部２３ａには外部から内部空間Ａへ向かって駆動流体パイプ２２が挿入され、壁部２３ａと対向する壁部２３ｃには外部から内部空間Ａへ向かって排出パイプ２４が挿入され、壁部２３ａ，２３ｃと直交する位置に設けられる壁部２３ｅには、外部から内部空間Ａへ向かって水素パイプ２１が挿入されている。なお、負圧室２３の内部空間Ａは、各パイプ２１，２２，２４の挿入部を除き、密閉されている。
【００２４】
駆動流体パイプ２２は、外部から供給された駆動流体を負圧室２３の内部空間Ａへ供給する。なお、図において駆動流体には梨地模様が付されている。駆動流体パイプ２２は、内部空間Ａを壁部２３ａから反対側の壁部２３ｃ側へ延びるノズル部２２ａを備えている。ノズル部２２ａの内径は、長さ方向の中途位置に形成される最小径部２２ｂにおいて最小となると共に、先端側へ向かうに従って大きくなる。これによって、ノズル部２２ａは、高圧で供給された駆動流体の圧力エネルギーを速度エネルギーに変換することができる。
【００２５】
排出パイプ２４は、駆動流体パイプ２２から噴出された駆動流体及び水素パイプ２１から吸引された水素を下流側へ排出する。排出パイプ２４の内部空間Ａ側の端部は、駆動流体パイプ２２のノズル部２２ａの先端と対向するように配置されている。また、排出パイプ２４は、排出パイプ２４の中心軸線と駆動流体パイプ２２の中心軸線とが同一直線上に位置するように配置されている。ノズル部２２ａの先端は、排出パイプ２４における内部空間Ａ側の端部の開口部との間で隙間Ｂを形成するように配置されている。なお、排出パイプ２４は、駆動流体パイプ２２及び水素パイプ２１に比べて十分に長い寸法で、負圧室２３の外部へ延びている。排出パイプ２４は、長さ方向における中央付近から負圧室２３の外側に位置する端部までの区間において、徐々に内径が大きくなる末広部２４ｂを有する。言い換えると、排出パイプ２４の内部形状は、低圧ガスの速度エネルギーを圧力エネルギーに変換するディフューザー形状として構成されている。
【００２６】
減圧部２０では、以下のように水素分離膜１１の透過側（回収室ＲＣ内）を減圧する。まず、高圧状態の水蒸気（駆動流体）が、負圧室２３の外側に位置する駆動流体パイプ２２の端部から駆動流体パイプ２２内へ流入する。水蒸気が、駆動流体パイプ２２内の最小径部２２ｂに到達すると、流速が最大となり、負圧室２３内に負圧が発生する。その後、水蒸気は、駆動流体パイプ２２の端部から負圧室２３に排出され、駆動流体パイプ２２のノズル部２２ａの先端部と対向する排出パイプ２４の端部から排出パイプ２４内へ流入する。負圧室２３に負圧が発生したことによって、ガス分離部１０で分離された水素が、負圧室２３の外側に位置する水素パイプ２１の端部から水素パイプ２１内に流入する。水素は、水素パイプ２１の端部から負圧室２３に流入し、内部空間Ａ内に位置する排出パイプ２４の端部から排出パイプ２４内へ水蒸気と共に流入する。排出パイプ２４内へ流入した水素と水蒸気とは、排出パイプ２４内で十分に混合される。水素と水蒸気とが混合されたガスは、排出パイプ２４の末広部２４ｂに達すると、流速が小さくなると共に大気圧に近づく。水素と水蒸気とが混合されたガスは、負圧室２３の外側に位置する排出パイプ２４の端部付近でおよそ大気圧となり、排出パイプ２４から排出される。
【００２７】
コンデンサー３０は、水素と水蒸気とが混合され減圧部２０から排出されるガスを冷却する。コンデンサー３０には、当該ガスを冷却する冷媒（不図示）が供給されている。冷媒には、例えば水が用いられる。冷媒の温度は、駆動流体である水蒸気を凝縮させることができる温度に調整されている。水蒸気の凝縮点は約０℃である一方、水素の凝縮点は約−２５０℃であるため、当該ガスを冷却し、水蒸気を凝縮することによって当該ガスから水素を分離できる。
【００２８】
なお、製油プラント等で排出された水蒸気の温度は約１００℃程度である。そのため、水素と水蒸気とが混合されたガスを冷却した際にコンデンサー３０が回収した熱を、水素製造装置から供給される混合ガスの予熱として用いてもよい。
【００２９】
以上の構成によってガス分離装置１は、以下のように水素を回収する。まず、水素製造装置から供給された混合ガスが、流路Ｌ１を通じてガス分離部１０の供給室ＳＰに供給される。混合ガスが供給されることで、供給室ＳＰの圧力は混合ガスの供給圧力と同程度になる。一方、水素分離膜１１の透過側である回収室ＲＣの圧力は、減圧部２０によって減圧される。これにより、供給室ＳＰと回収室ＲＣとの間に圧力差が生じる。混合ガスに含まれる水素は、供給室ＳＰと回収室ＲＣとの圧力差及び水素分離膜１１の化学吸着能によって回収室ＲＣ内へ選択的に透過される。透過された水素は、流路Ｌ３を通じて減圧部２０へ吸引される。減圧部２０に吸引された水素は、水蒸気と混合された状態で、コンデンサー３０に排出される。コンデンサー３０は、水蒸気を凝縮することによって、水素と水蒸気とが混合されたガスから水素を分離する。このような工程によって、水素が回収される。
【００３０】
次に、本実施形態に係るガス分離装置１の作用効果について説明する。本実施形態に係るガス分離装置１は、駆動流体である水蒸気によって水素分離膜１１の透過側を減圧する減圧部２０を備えている。これにより、水素分離膜１１の透過側が減圧されることで回収室ＲＣ側と供給室ＳＰ側との圧力差が大きくなり、水素の透過が促進される。よって、水素を含む混合ガスから水素を高い回収率で回収することができる。特に、従来のガス分離装置にあっては、水素濃度の低い混合ガスから水素を回収する際に回収率が低下していたが、本実施形態によれば、このような回収率の低下を抑制することができる。
【００３１】
また、本実施形態に係るガス分離装置１において、ガス分離膜は、水素を選択的に透過させる水素分離膜１１である。これにより、多種のガスの中でも、エネルギー源として多く用いられる水素を高純度で回収することができる。
【００３２】
また、本実施形態に係るガス分離装置１において、駆動流体は、水蒸気である。駆動流体を水蒸気とすることで、製油プラント等で排出され、不要となった大量の水蒸気を利用することができ、水素を低コストで大量に回収することができる。なお、減圧手段として代表的な真空ポンプは、ポンプの性能面やコスト面から大型化が難しいといえるため、ガス分離装置を大型化させる場合には、駆動流体として水蒸気を用いる本実施形態の構成が特に好ましい。
【００３３】
また、本実施形態に係るガス分離装置１において、水素と水蒸気とが混合され減圧部２０から排出されるガスを冷却するコンデンサー３０を更に備え、コンデンサー３０は、水蒸気を凝縮することによって当該ガスから水素を分離する。これにより、水素を気体のまま保つ一方で水蒸気を液体に凝縮させることができるため、水素と水蒸気とを容易に分離することができる。
【００３４】
[第二実施形態]
次に、第二実施形態に係るガス分離装置の構成を説明する。第二実施形態に係るガス分離装置は、駆動流体として水素を用いる点で、上述した第一実施形態とは相違する。以下、図３を参照して、第二実施形態に係るガス分離装置の一例であるガス分離装置１００を示す。図３は、第二実施形態に係るガス分離装置の一例を示す模式図である。ガス分離装置１００は、ガス分離部１１０を更に備える点で、第一実施形態とは相違する。また、コンデンサー３０を備えていない点でも、第一実施形態とは相違する。
【００３５】
ガス分離部１１０は、混合ガスを供給する流路Ｌ１１と、透過されなかった混合ガスを排出する流路Ｌ１と、透過された水素の流路Ｌ１２とに連通している。減圧部２０の駆動流体パイプ２２は、流路Ｌ１２と連通している。これにより、駆動流体として水素を用いることができる。
【００３６】
なお、本実施形態に係るガス分離装置１００では、ガス分離部１１０を更に備える構成を示したが一例にすぎない。例えば、第一実施形態に係るガス分離装置と同様に、ガス分離部１０のみを備え、別に用意した水素を駆動流体としてもよい。すなわち、駆動流体として水素を用いるガス分離装置であれば、どのような構成であってもよい。
【００３７】
本実施形態に係るガス分離装置では、上述した第一実施形態の作用効果に加え、以下の作用効果を奏する。本実施形態に係るガス分離装置１００において、駆動流体は水素である。被分離ガスと駆動流体とが共に水素であるため、混合された場合の後処理を必要としない。
【００３８】
[第三実施形態]
次に、図４を参照して、第三実施形態に係るガス分離装置の構成を説明する。図４は、第三実施形態に係るガス分離装置２００の構成を示す模式図である。第三実施形態に係るガス分離装置２００は、駆動流体の流量等の制御を行う点で、上述した第一実施形態とは相違する。なお、図４では、制御方法を説明するため、制御部２０１と、駆動流体の流量を調整する流量調整弁２０２と、ガス分離部１０で分離された水素の流量を検出する水素流量計２０３と、供給ガスの供給圧力を検出する圧力計２０４と、供給ガスの水素濃度を検出する水素濃度計２０５と、コンデンサー３０から排出された水素の濃度を検出する水素濃度計２０６とを備えているが、上述した第一実施形態又は第二実施形態において、これらが備えられていてもよい。
【００３９】
制御部２０１には、水素流量計２０３と、圧力計２０４と、水素濃度計２０５と、水素濃度計２０６とで検出された検出データが入力される。制御部２０１には、それぞれの検出データに応じて駆動流体の流量を決定するテーブルが予め記憶されていてよい。従って、制御部２０１は、テーブルを参照し、検出データに基づいて駆動流体の流量を決定することができる。または、制御部２０１は、検出データに基づいて演算を行うことによって、駆動流体の流量を決定してよい。制御部２０１は、決定された駆動流体の流量に対応する信号を流量調整弁２０２に出力する。
【００４０】
なお、水素流量計２０３、圧力計２０４、及び水素濃度計２０５，２０６をすべて設ける必要は無く、少なくともいずれかを設けて流量調整弁２０２を制御してもよい。また、コンデンサー３０から排出された水素濃度を検出する手段は、水素濃度計２０６に限られない。例えば、コンデンサー３０から排出された水素を凝縮点よりもやや高い温度で冷却した後に、凝縮していないことを確認する計測手段であってもよい。また制御部２０１は、テーブルを用いずに、演算等によって駆動流体の流量を算出してもよい。
【００４１】
本実施形態に係るガス分離装置２００では、上述した第一実施形態の作用効果に加え、以下の作用効果を奏する。本実施形態に係るガス分離装置２００は、駆動流体の流量を制御する制御部２０１を備えている。これにより、ガス分離部１０で分離された水素の流量、供給ガスの水素濃度、又は供給ガスの供給圧力に応じて駆動流体の流量を制御することができる。これによって、水素分離膜１１の非透過側と透過側との圧力差を維持し、水素回収率の低減を抑制することができる。例えば、制御部２０１は、水素分離膜の劣化に伴ってガス分離部１０で分離された水素の量が減少したことを水素流量計２０３が検出した場合、駆動流体を増加させることで、減圧部２０で吸引する水素の量を増加させてよい。また、制御部２０１は、供給される混合ガスに含まれる水素濃度が低下したことを水素濃度計２０５が検出した場合、駆動流体を増加させてよい。また、制御部２０１は、混合ガスの供給圧力が低下したことを圧力計２０４が検出した場合、駆動流体を増加させてよい。さらに、コンデンサー３０から排出される水素の濃度に応じて、駆動流体の流量を制御することができる。例えば、制御部２０１は、コンデンサー３０の性能低下によって排出される水素の濃度が低下したことを水素濃度計２０６が検出した場合、駆動流体を減少させてよい。あるいは、水素の露点を計測することによって、水素中に不要な水分が混入していないか検出してもよい。これにより、回収された水素に駆動流体が混ざっている場合には、駆動流体の流量を抑制することができる。
【００４２】
以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明は必ずしも上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。上述した実施形態では被分離ガスとして水素を分離する構成について説明したが、水素以外の被分離ガスであってもよい。例えば、被分離ガスとして二酸化炭素を用いる装置であってもよい。この場合、二酸化炭素を選択的に透過させる二酸化炭素分離膜によって、混合ガスに含まれる二酸化炭素を混合ガスから分離する構成とする。
【００４３】
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００４４】
［実験例］
実施例として、図１に示した第一実施形態に係るガス分離装置に対応した実験装置を用いて、水素を回収する実験を行った。図５に実験結果を示す。図５において、横軸は透過側圧力を示し、縦軸は水素回収率を示す。実験条件は、以下である。
【００４５】
水素分離膜の膜面積：８０ｃｍ２、水素分離膜の温度：約３００℃、混合ガスの流量：５０ＮＬ／ｈ、混合ガスの組成：「Ｈ２：ＣＯ２＝７０：３０、５０：５０、３０：７０」、混合ガスの供給圧力：０．５０ＭＰａＧ、透過側圧力：０ＭＰａＧ〜−０．０２ＭＰａＧ、駆動流体の仕様：「０．２ＭＰａＧ、１２０℃、１１ｋｇ／ｈ」である。なお、本実施例は、比較例として真空ポンプを用いた場合のデータを含むが、エゼクター（本発明の減圧部に対応する装置）を用いた場合の条件と略同様（ただし、透過側圧力は異なる条件で行った）な条件で実験を行った。
【００４６】
図５に示されるように、透過側の圧力が０ＭＰａＧの場合、Ｈ２：ＣＯ２＝７０：３０の混合ガスは、水素回収率が約８０％と高い回収率を示す。しかし、混合ガスに含まれる水素濃度が低下するにつれて、水素回収率も低下する。一方で、エゼクターによって透過側圧力を約−０．０２ＭＰａまで減圧すると、水素回収率が上昇した。特に、混合ガスに含まれる水素濃度が低い場合に、このような水素回収率の効果は顕著にみられた。本実施例と比較例とを比較しても、エゼクターを用いて減圧することによって、真空ポンプを用いた場合と略同等の結果を得ることができた。すなわち、装置が大掛かりであって電力の消費量が多くなる真空ポンプを用いなくとも、エゼクターを用いることで真空ポンプを用いた場合と略同等の効果を得られることが理解できる。
【００４７】
このように、透過側圧力を減圧部で減圧することで、従来よりも水素回収率を上昇させることができる。特に、水素濃度の低い混合ガスから水素を回収する場合には顕著な効果がある。
【符号の説明】
【００４８】
１，１００，２００…ガス分離装置、１０，１１０…ガス分離部、１１…水素分離膜（ガス分離膜）、Ｌ３…流路、２０…減圧部、３０…コンデンサー。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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