JP2003002601A

JP2003002601A - 水素ガスの製造方法および水素ガスの製造設備

Info

Publication number: JP2003002601A
Application number: JP2001181443A
Authority: JP
Inventors: Naohiko Yamashita; 直彦山下
Original assignee: Air Liquide Japan GK
Current assignee: Air Liquide Japan GK
Priority date: 2001-06-15
Filing date: 2001-06-15
Publication date: 2003-01-08
Anticipated expiration: 2021-06-15
Also published as: JP4619575B2

Abstract

(57)【要約】【課題】液化天然ガスから水素ガスを製造して低温下
で貯蔵する際に、原料の寒冷を利用して貯蔵のための冷
却動力を軽減することができる水素ガスの製造方法およ
び水素ガスの製造設備を提供する。【解決手段】液化天然ガスを昇圧させる昇圧装置１
と、天然ガスを反応原料として水素ガスを生成させる水
素ガス生成装置１０と、水素ガスを低温下で貯蔵する水
素貯蔵装置２０と、前記昇圧された液化天然ガスおよび
前記生成した水素ガスを導入して両者を熱交換させ、予
冷された水素ガスを前記水素貯蔵装置２０に供給する熱
交換器２と、その熱交換器２で加温された液化天然ガス
を気化してその少なくとも一部を前記水素ガス生成装置
１０に供給する蒸発器４とを備える水素ガスの製造設備
を用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液化天然ガスを原
料として水素ガスを生成させた後に、水素貯蔵装置に低
温下で貯蔵する水素ガスの製造方法およびその製造設備
に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、エネルギー消費に伴う環境破壊が
顕在化し、再生・持続可能な社会の構築の必要性が認識
されるようになってきた。この観点からクリーンなエネ
ルギーである水素エネルギーの利用に関心が集まってお
り、自動車燃料、未来航空機燃料等への利用が期待され
ている。

【０００３】しかし、水素エネルギーを各種用途に利用
する場合、水素ガス等をどのような手段で貯蔵するか
が、体積効率等の点から問題となる。水素ガスの貯蔵手
段としては、従来より水素吸蔵合金が知られているが、
重量がネックとなって、自動車等の輸送手段などへの利
用には難点があり、実用化の弊害となっていた。

【０００４】このため、貯蔵手段の軽量化を図るべく、
炭素系水素吸蔵材に注目が集まっている。その一つとし
ては、活性炭を水酸化カリウムなどの特殊な薬品賦活法
によって水素吸着能力を増強したものが挙げられる。こ
れを液化天然ガス温度又は液化窒素温度まで冷却する
と、単なる高圧ガス貯蔵方法に比較し、低い圧力かつ軽
量化ができるとの結果が出ている。また、最近ではカー
ボンナノチューブなどの新しい材料による水素吸蔵材で
の高い吸着能などにも関心が集まっている。

【０００５】一方、最終的には、自然エネルギーを利用
した水素の生成が究極の姿と考えられているが、当面、
自動車等の燃料として水素を利用するインフラ整備の観
点から、比較的に環境に優しい天然ガスからの水素生成
にも関心が集まっている。当該水素生成は、例えば、特
開平８−９２５７７号公報等に記載のように、天然ガス
の主成分であるメタンと水との反応により水素と一酸化
炭素を生成させ、更に一酸化炭素と水との反応により水
素と二酸化炭素を生成させた後、水素ガスを分離膜又は
ＰＳＡ（圧力スイング吸着）装置等により精製する方法
が知られている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな方法で製造した水素ガスを、上述した水素吸蔵材で
貯蔵しようとすると、水素ガスの冷却のために多大な動
力が必要となり、その低減が望まれていた。

【０００７】一方、天然ガスは海外からの輸送のために
液化され、液化天然ガス（ＬＮＧ）の形で輸入される。
その寒冷の利用例は幾つかあるが、大部分は単に海水な
どとの熱交換で気化され、寒冷は有効利用されず捨てら
れている。

【０００８】そこで、本発明の目的は、液化天然ガスか
ら水素ガスを製造して低温下で貯蔵する際に、原料の寒
冷を利用して貯蔵のための冷却動力を軽減することがで
きる水素ガスの製造方法および水素ガスの製造設備を提
供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的は、下記の如き
本発明により達成できる。即ち、液化天然ガスを昇圧す
る工程と、昇圧した液化天然ガスを熱交換器に導入して
熱交換により自己を加温する工程と、加温した液化天然
ガスを気化させる工程と、気化した天然ガスの少なくと
も一部を反応原料として水素ガス生成装置に供給して水
素ガスを生成させる工程と、生成した水素ガスを前記熱
交換器に導入して前記液化天然ガスとの熱交換により自
己を−５０℃以下に予冷する工程と、予冷した水素ガス
を水素貯蔵装置に供給して低温下で貯蔵する工程とを含
むことを特徴とする。

【００１０】上記において、前記生成した水素ガスを補
助昇圧手段により昇圧してから前記熱交換器に導入する
ことが好ましい。

【００１１】一方、本発明の水素ガスの製造設備は、液
化天然ガスを昇圧させる昇圧装置と、天然ガスを反応原
料として水素ガスを生成させる水素ガス生成装置と、水
素ガスを低温下で貯蔵する水素貯蔵装置と、前記昇圧さ
れた液化天然ガスおよび前記生成した水素ガスを導入し
て両者を熱交換させ、予冷された水素ガスを前記水素貯
蔵装置に供給する熱交換器と、その熱交換器で加温・気
化された液化天然ガスの少なくとも一部を前記水素ガス
生成装置に供給する手段とを備えることを特徴とする。

【００１２】上記において、前記水素ガス生成装置で生
成した水素ガスを昇圧してから前記熱交換器に導入する
補助昇圧手段を備えてもよい。

【００１３】また、前記水素貯蔵装置は、内設した水素
貯蔵部を冷却する液化冷媒を貯留する保冷槽と、その保
冷槽で気化した冷媒蒸発ガスを熱交換器で加温した後、
圧縮機で圧縮して再びその熱交換器に導入して冷却した
後、膨張により一部液化させ、気体分を再び前記熱交換
器に導入して寒冷を回収し、液化した液化冷媒を再び前
記保冷槽に供給するリサイクル経路とを備えることが好
ましい。

【００１４】あるいは、前記水素貯蔵装置は、内設した
水素貯蔵部を冷却する液化冷媒を貯留する保冷槽と、そ
の保冷槽で気化した冷媒蒸発ガスを熱交換器で加温した
後、圧縮機で圧縮して再びその熱交換器に導入して冷却
した後、膨張により一部液化させ、気体分を再び前記熱
交換器に導入して寒冷源とし、液化した液化冷媒を再び
前記保冷槽に供給するリサイクル経路とを備えると共
に、そのリサイクル経路の熱交換器には、別の寒冷源と
して液化天然ガスを導入する経路を備えることが好まし
い。

【００１５】［作用効果］本発明の製造方法によると、
原料である液化天然ガスにより、生成した水素ガスの予
冷を行うため、有効利用されず捨てられていた寒冷を利
用することにより水素貯蔵の際の冷却動力を軽減するこ
とができる。また、液化天然ガスを液体状態で昇圧する
ため、別途ガス原料を圧縮する場合と比べて動力を軽減
することができる。その結果、液化天然ガスから水素ガ
スを製造して低温下で貯蔵する際に、原料の寒冷を利用
して貯蔵のための冷却動力を軽減することができる水素
ガスの製造方法が提供できる。

【００１６】また、前記生成した水素ガスを補助昇圧手
段により昇圧してから前記熱交換器に導入する場合、水
素貯蔵装置が高圧を要する場合にも対応できる。

【００１７】一方、本発明の製造設備によると、上記の
如き作用効果により、液化天然ガスから水素ガスを製造
して低温下で貯蔵する際に、原料の寒冷を利用して貯蔵
のための冷却動力を軽減することができる。

【００１８】また、前記水素ガス生成装置で生成した水
素ガスを昇圧してから前記熱交換器に導入する補助昇圧
手段を備える場合、水素貯蔵装置が高圧を要する場合に
も対応できる。

【００１９】前記水素貯蔵装置は、前記保冷槽と前記リ
サイクル経路とを備える場合、リサイクル経路により水
素貯蔵装置の水素貯蔵部を冷却する液化冷媒を発生させ
ることができ、保冷槽の液化冷媒の気化潜熱を利用して
効率良く冷却をおこなうことができる。

【００２０】前記水素貯蔵装置は、前記保冷槽と前記リ
サイクル経路とを備えると共に、そのリサイクル経路の
熱交換器には、別の寒冷源として液化天然ガスを導入す
る経路を備える場合、水素貯蔵装置の水素貯蔵部を冷却
する液化冷媒を発生させる際の寒冷源としても液化天然
ガスを利用するため、冷却動力をより軽減することがで
きる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら説明する。

【００２２】本発明の水素ガスの製造方法は、図１に示
すような本発明の水素ガスの製造設備によって好適に実
施することができる。本発明の製造設備は、液化天然ガ
スを昇圧させる昇圧装置１と、天然ガスを反応原料とし
て水素ガスを生成させる水素ガス生成装置１０と、水素
ガスを低温下で貯蔵する水素貯蔵装置２０と、前記昇圧
された液化天然ガスおよび前記生成した水素ガスを導入
して両者を熱交換させ、予冷された水素ガスを前記水素
貯蔵装置に供給する熱交換器２と、その熱交換器２で加
温・気化された液化天然ガスの少なくとも一部を水素ガ
ス生成装置１０に供給する手段とを備える。

【００２３】本実施形態では、熱交換器を２基設けて、
低温用の熱交換器２には液化天然ガスを導入し、加温に
よりその大部分を気化させた後、気液分離器５で気液分
離し、分離後の天然ガスを高温用の熱交換器３に導入す
ると共に、気液分離器５から導出した液化天然ガスを気
化して水素ガス生成装置１０に供給する蒸発器４を備え
る例を示す。

【００２４】本発明では、まず、液化天然ガスを昇圧す
る工程を行うが、昇圧は後の工程で昇圧の必要がない圧
力まで行うのが好ましい。具体的には、水素ガス生成装
置の精製手段又は水素貯蔵装置等の要求圧に応じて設定
され、例えば水素ガス生成装置がＰＳＡ精製手段を備え
る場合は、昇圧を１０〜４０ｂａｒＧまで行うのが好ま
しく、２０〜３０ｂａｒＧまで行うのがより好ましい。
なお、原料となる液化天然ガスは、ほぼ大気圧、約−１
５５℃で供給されるのが一般的である。

【００２５】次いで、昇圧した液化天然ガスを熱交換器
に導入して熱交換により自己を加温する工程を行うが、
本実施形態では、低温用の熱交換器２に液化天然ガスが
導入される。大部分が気化した液化天然ガスは、気液分
離器５で気液分離され、気相分は高温用の熱交換器３に
導入される。つまり、低温用の熱交換器２によって、液
化天然ガスを加温する工程と気化させる工程を行ってい
る。

【００２６】その一方で、本実施形態では、気液分離器
５の液相部から導出した液化天然ガスを蒸発器４で気化
させる。蒸発器４の熱媒としては、海水やフレオンなど
を用いることができるが、熱交換により生じた冷熱（寒
冷）を圧縮機等の冷却水として使用することもできる。

【００２７】熱交換器３へ供給された天然ガスは、生成
した水素ガスと熱交換して加温される。加温器６は、熱
交換器３から排出される水素ガスの温度が、水素ガス生
成装置１０の原料温度として不十分である場合に設けら
れる。熱媒としては、蒸発器４の場合と同様である。

【００２８】次いで、加温器６と蒸発器４からの天然ガ
スを反応原料として水素ガス生成装置１０に供給して水
素ガスを生成させる工程を行う。なお、過剰な天然ガス
は弁７を介して、他の系に供給される。水素ガス生成装
置１０としては、天然ガスを反応原料として水素ガスが
生成可能な装置であれば何れでもよいが、例えば下記の
装置が挙げられる。通常、このような水素ガス生成装置
１０では、原料圧縮機が必要であるが、本発明ではこれ
を不要にすることが出来る。

【００２９】水素ガス生成装置は、図２に示すように、
天然ガスを脱硫する脱硫部１２と、脱硫された天然ガス
に水を添加後、この混合流体を改質触媒と接触させて水
蒸気改質することで、高濃度水素含有ガスを製造する水
蒸気改質部１３と、脱硫部１２へ供給される原料を予熱
する原料予熱部１１と、水蒸気改質部１３へ供給される
混合流体を予熱する予熱部１７と、高濃度水素含有ガス
を変成触媒と接触させて水素濃度を高めた高濃度水素含
有ガスを製造するガス変成部１８と、水素以外の改質ガ
ス含有成分を吸着除去する吸着剤を有して、高純度水素
ガスを精製するＰＳＡ部１９とで主に構成されている。
本発明ではＰＳＡの代わりにＴＳＡを利用してもよい。

【００３０】脱硫部１２は、水素化触媒が内部充填され
た上流側の水素化触媒層と、脱硫剤が充填された下流側
の脱硫剤層とから構成されている。水素化触媒層は、硫
黄分を含んだ原料天然ガスを水素化触媒に接触させるこ
とで、この硫黄分を水素化処理して硫化水素に改質す
る。これらの反応は、通常２００〜４００℃で行われる
ため、原料予熱部１１での排ガスによる予熱が行われ
る。

【００３１】水蒸気改質部１３は、脱硫された天然ガス
に水蒸気を添加したガスを、改質触媒と接触させて水蒸
気改質することで、高濃度水素含有ガスを製造する。こ
の水蒸気改質部１３には、反応管内に、白金，ルテニウ
ムまたはニッケルなどの元素を、アルミナ，シリカなど
の担体に担持した改質触媒が充填されている。

【００３２】原料天然ガスから水素含有量の多いガスを
製造する水蒸気改質（スチームリフォーミング）反応
は、メタンと水との反応により水素と一酸化炭素を生成
させる改質反応と、一酸化炭素と水との反応により水素
と二酸化炭素を生成させる一酸化炭素変成反応を含んで
いる。

【００３３】水蒸気改質部１３は、水蒸気改質炉のバー
ナ１３ａ側に収納されている。このバーナ１３ａの熱に
より、水蒸気改質部１３は６５０〜８５０℃に加熱さ
れ、上記の改質反応が行われる。なお、バーナ１３ａの
主な燃料はＰＳＡオフガスであり、空気圧送ポンプを介
して、燃焼用の外部空気が供給される。

【００３４】ガス変成部１８は、水蒸気改質部１３から
排出された高濃度水素含有ガスを、このガス変成部１８
より上流の改質ガスクーラ１４を通過させることで２０
０〜４５０℃に低下させたのち、変成触媒と接触させ
て、高濃度水素含有ガスに含まれる一酸化炭素と水蒸気
とを反応させて二酸化炭素および水素に転換し、これに
より一酸化炭素を除去する一方、さらに水素濃度を高め
た高濃度水素含有ガスを製造する。変成触媒としては、
鉄−クロムや銅−亜鉛などの酸化物が用いられる。

【００３５】ＰＳＡ部１９は、ガス変成部１８から排出
された水素濃度がさらに高められた高濃度水素含有ガス
を、このＰＳＡ部１９より上流の変成ガスクーラ１５、
及び気液分離器１６を通過させることで１０〜５０℃、
好ましくは２０〜４０℃に低下させたのち、吸着剤によ
り水素以外の改質ガス含有成分（一酸化炭素、二酸化炭
素、水など）を吸着除去して高純度水素ガスを精製する
装置である。なお、このＰＳＡ部１９で精製された高純
度水素ガスは、水素ホルダ１９ａにいったん貯留され
る。一方、水素以外の改質ガス含有成分は、オフガスホ
ルダ（図示省略）にいったん貯留され、その後、燃料と
してバーナ１３ａに供給される。この吸着剤としては、
アルミナ、活性炭、ゼオライトなどを採用することがで
きる。

【００３６】次いで、生成した水素ガスを熱交換器２に
導入して液化天然ガスとの熱交換により自己を−５０℃
以下に予冷する工程を行う。但し、本実施形態では、そ
れに先立って、水素ガスを高温側の熱交換器３に導入し
て、天然ガスとの熱交換により自己が冷却される。

【００３７】なお、水素貯蔵装置２０の運転圧との関係
で、水素貯蔵装置２０への水素ガスの導入圧力が低すぎ
る場合には、仮想線で示したような補助昇圧手段８を高
温側の熱交換器３の入口側に設けてもよい。

【００３８】次いで、予冷した水素ガスを水素貯蔵装置
２０に供給して低温下で貯蔵する工程を行う。水素貯蔵
装置２０としては、例えば−１５０℃以下の温度にて水
素ガスの吸着を行い、減圧下又は加温下で水素ガスを脱
着させる装置が好ましい。このような装置としては、例
えば図３に示すような水素ガスの導入と排出とを同時に
行うことが可能な切換型の水素貯蔵装置２０が挙げられ
る。この水素貯蔵装置２０は、図３に示すように、水素
貯蔵部２２ａ，２２ｂを内設する保冷槽２１ａ，２１ｂ
と熱交換器２３から主に構成される。熱交換器２３は冷
媒蒸発ガスの寒冷を回収するために設けてあるが、省略
することも可能である。

【００３９】保冷槽２１ａ，２１ｂの内部空間には、外
部から供給される液体窒素、液化天然ガスなどの液化冷
媒が貯留されており、気化により生じた冷媒蒸発ガス
は、外部に排出され熱交換器２３で冷熱回収される。液
化冷媒は弁２７ａ，２７ｂを介して保冷槽２１ａ，２１
ｂに供給され、弁２５ａ，２５ｂを介して保冷槽２１
ａ，２１ｂから排出される。排出され冷媒蒸発ガスは、
独立した冷凍サイクル（図示省略）によって冷却、液化
されて再び液化冷媒として利用される。

【００４０】水素貯蔵部２２ａ，２２ｂには、水酸化カ
リウムなどの特殊な薬品賦活法によって水素吸着能力を
増強した活性炭などの水素吸蔵材が充填されており、水
素ガスの吸着と脱着が均一に行われるような充填構造と
なっている。また、保冷槽２１ａ，２１ｂは外部と断熱
するための真空断熱層などを備える。

【００４１】両者の水素貯蔵部２２ａ，２２ｂでは、水
素ガスの導入と排出とを切り換えながら行うことができ
る。例えば水素貯蔵部２２ａに水素ガスの導入しつつ、
水素貯蔵部２２ｂから水素ガスを排出する場合、水素ガ
スは熱交換器２３で冷媒蒸発ガスと熱交換して予冷さ
れ、弁２４ａを介して水素貯蔵部２２ａに導入される一
方、水素貯蔵部２２ｂからは、弁２６ｂと排出ポート２
８ｂとを介して、水素ガスが排出される。

【００４２】次に、水素貯蔵部２２ａ，２２ｂでの水素
ガスの導入・排出の条件等について説明する。例えば水
素貯蔵部２２ａ，２２ｂの水素吸蔵材として活性炭を使
用する場合を例にとると次のようになる。以降の吸着水
素ガス量等の数値は、Ｒ．Ｃｈａｈｉｎｅａｎｄ
Ｐ．Ｂｅｎａｒｄ「ＡＤＳＯＲＰＴＩＯＮＳＴＯＲＡ
ＧＥＯＦＧＡＳＥＯＵＳＨＹＤＲＯＧＥＮＡＴ
ＣＲＹＯＧＥＮＩＣＴＥＭＰＥＲＡＴＵＲＥＳ」Ａｄ
ｖａｎｃｅｓｉｎＣｒｙｏｇｅｎｉｃＥｎｇｉｎ
ｅｅｒｉｎｇ．Ｖｏｌ．４３（１９９８）に記載のグラ
フ等から読み取った数値を使用している。

【００４３】活性炭で吸着可能な水素ガスの量は、低温
ほど多くなり、また吸脱着の圧力差が大きいほど多くな
る。脱着圧力を１．４バールとする場合、活性炭の単位
体積当たりの吸蔵水素ガス量（総吸着量−脱着後残量）
は、２０バールの吸着圧力の場合で温度７７Ｋでは１５
０Ｋの１．７倍、２７３Ｋの約１０倍となる。このた
め、保冷槽２１ａ，２１ｂの液体冷媒として、液体窒素
等を用いて、−１９３〜−１９６℃で吸着を行うのが好
ましい。

【００４４】また、吸着圧力については、脱着圧力を
１．４バールとする場合、活性炭の単位体積当たりの吸
蔵水素ガス量は、吸着温度７７Ｋの場合の各々の吸着圧
力において、表１のような値となる。水素ガスを圧縮貯
蔵する場合と比較して、特に吸着方式が有効になるの
は、吸着圧力５〜６０バールの場合であり、本発明で
は、水素ガス生成装置１０の排出圧力などを考慮すると
２０〜６０バールが好ましい。必要な昇圧は、昇圧装置
１と補助昇圧手段８とで達成される。なお、脱着圧力が
低いほど吸蔵効率が良くなる。

【００４５】

【表１】［他の実施形態］以下、本発明の他の実施の形態につい
て説明する。

【００４６】（１）前述の実施形態では、水素貯蔵装置
からの冷媒蒸発ガスを独立した冷凍サイクルによって冷
却、液化されて再び液化冷媒として利用する例を示した
が、このような冷凍サイクルを構成するリサイクル経路
としては、水素貯蔵装置の保冷槽で気化した冷媒蒸発ガ
スを熱交換器で加温した後、圧縮機で圧縮して再びその
熱交換器に導入して冷却した後、膨張により一部液化さ
せ、気体分を再び前記熱交換器に導入して寒冷を回収
し、液化した液化冷媒を再び前記保冷槽に供給するリサ
イクル経路が例示される。その際、膨張により一部液化
した冷媒は、気液分離器で気液分離してもよく、混相状
態の冷媒を直接保冷槽に供給して保冷槽に気液分離の機
能をもたせてもよい。本発明では、かかる冷媒として、
液化天然ガスや液体窒素を使用することができる。

【００４７】（２）一方、原料である液化天然ガスの寒
冷をより有効に利用する観点より、前記水素貯蔵装置
が、内設した水素貯蔵部を冷却する液化冷媒を貯留する
保冷槽と、その保冷槽で気化した冷媒蒸発ガスを液化し
た後、再び保冷槽に供給するリサイクル経路とを備え、
そのリサイクル経路の熱交換器には、別の寒冷源として
液化天然ガスを導入する経路を備えることが好ましい。
即ち、水素貯蔵装置の低温保持に使用する冷媒の再液化
のため、液化天然ガスの寒冷を利用することが好適であ
る。その際のリサイクル経路としては、保冷槽で気化し
た冷媒蒸発ガスを熱交換器で加温した後、圧縮機で圧縮
して再びその熱交換器に導入して冷却した後、膨張によ
り一部液化させ、気体分を再び前記熱交換器に導入して
寒冷源とし、液化した液化冷媒を再び前記保冷槽に供給
するリサイクル経路であることが好ましい。

【００４８】具体的なリサイクル経路としては、熱交換
器２，３を兼用して液化天然ガスの冷熱を利用可能とし
た図４又は図５に示す装置や、液化天然ガスの導入経路
を別に設けたものが挙げられる。なお、図３に示す水素
貯蔵装置２０では、冷媒蒸発ガスの寒冷を回収するため
の熱交換器２３を設けているが、図４又は図５に示す装
置に適用する場合、熱交換器２３を省略することも可能
である。

【００４９】図４に示すリサイクル経路では、水素貯蔵
装置２０からの冷媒蒸発ガスを、熱交換器３４，３３，
２，３に順次経由させて、熱交換により冷却し、圧縮機
３１と圧縮機３２とで圧縮した後、熱交換器３，２，３
３を順次経由させて冷却する。その後、膨張弁（Ｊ−Ｔ
弁）３８によりフラッシュして一部液化させ、一部液化
した冷媒（例えば窒素）は気液分離器３５で気液分離さ
れる。気体の冷媒は再び熱交換器３３，２，３に順次経
由させて、熱交換により加熱され、圧縮機３１と圧縮機
３２との間の経路に供給される。液化した冷媒は、熱交
換器３４を経由して液体冷媒として水素吸蔵装置２０に
供給される。

【００５０】（３）また、図５に示すようなリサイクル
経路では、圧縮機３６と圧縮機３７とが、図４の圧縮機
３１と圧縮機３２とに相当するが、少なくともその一部
を低温圧縮機とすることにより、冷媒の再液化のための
能力を低減するという効果を得ることができる。

【００５１】（４）前述の実施形態では、低温用の熱交
換器に液化天然ガスが導入され加温によりその大部分が
気化される例を示したが、気化しない温度まで加温され
るようにしたり、或いは超臨界の領域まで加温・昇温が
なされてもよい。超臨界状態の場合、低温側の熱交換器
から導出された天然ガスは、流量制御しつつその一部を
高温側の熱交換器に導入することで、熱交換の熱的バラ
ンスを維持することができる。

【００５２】（５）前述の実施形態では、オルソ−パラ
変換を行わない例を示したが、例えば熱交換器２にオル
ソ−パラ変換の機能をもたせてもよい。オルソ−パラ変
換は、触媒を用いた公知の方法により行うことができ
る。

【００５３】（６）前述の実施形態では、１台の昇圧装
置を用いて液化天然ガスを昇圧する例を示したが、昇圧
装置を２台以上として、以降の経路を２系統以上とし、
１系統以外の系統を系外の他の装置等や動力系統に供給
するように構成してもよい。その場合、各系統を異なる
圧力で操作でき、１つの系統を前述と同様の圧力とし、
他の系統は、供給先の要求圧力に応じて設定してもよ
い。

【００５４】動力系統への供給としては、例えば圧縮
機、昇圧装置、膨張タービンなどの駆動用の天然ガスエ
ンジンあるいは天然ガスタービンに供給する方法が挙げ
られ、系外の他の装置等への供給としては、工場内の天
然ガス配給ラインへの供給が挙げられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の水素ガスの製造設備の一例を示す概略
構成図

【図２】本発明における水素ガス生成装置の一例を示す
概略構成図

【図３】本発明における水素貯蔵装置の一例を示す概略
構成図

【図４】本発明における水素貯蔵装置の冷凍リサイクル
経路の例を示す概略構成図

【図５】本発明における水素貯蔵装置の冷凍リサイクル
経路の他の例を示す概略構成図

【符号の説明】

１昇圧装置２熱交換器４蒸発器１０水素ガス生成装置１９ＰＳＡ部２０水素貯蔵装置２１ａ保冷槽２１ｂ保冷槽２２ａ水素貯蔵部２２ｂ水素貯蔵部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】液化天然ガスを昇圧する工程と、昇圧し
た液化天然ガスを熱交換器に導入して熱交換により自己
を加温する工程と、加温した液化天然ガスを気化させる
工程と、気化した天然ガスの少なくとも一部を反応原料
として水素ガス生成装置に供給して水素ガスを生成させ
る工程と、生成した水素ガスを前記熱交換器に導入して
前記液化天然ガスとの熱交換により自己を−５０℃以下
に予冷する工程と、予冷した水素ガスを水素貯蔵装置に
供給して低温下で貯蔵する工程とを含む水素ガスの製造
方法。
【請求項２】前記生成した水素ガスを補助昇圧手段に
より昇圧してから前記熱交換器に導入する請求項１記載
の水素ガスの製造方法。
【請求項３】液化天然ガスを昇圧させる昇圧装置と、
天然ガスを反応原料として水素ガスを生成させる水素ガ
ス生成装置と、水素ガスを低温下で貯蔵する水素貯蔵装
置と、前記昇圧された液化天然ガスおよび前記生成した
水素ガスを導入して両者を熱交換させ、予冷された水素
ガスを前記水素貯蔵装置に供給する熱交換器と、その熱
交換器で加温・気化された液化天然ガスの少なくとも一
部を前記水素ガス生成装置に供給する手段とを備える水
素ガスの製造設備。
【請求項４】前記水素ガス生成装置で生成した水素ガ
スを昇圧してから前記熱交換器に導入する補助昇圧手段
を備える請求項３記載の水素ガスの製造設備。
【請求項５】前記水素貯蔵装置は、内設した水素貯蔵
部を冷却する液化冷媒を貯留する保冷槽と、その保冷槽
で気化した冷媒蒸発ガスを熱交換器で加温した後、圧縮
機で圧縮して再びその熱交換器に導入して冷却した後、
膨張により一部液化させ、気体分を再び前記熱交換器に
導入して寒冷を回収し、液化した液化冷媒を再び前記保
冷槽に供給するリサイクル経路とを備える請求項３又は
４に記載の水素ガスの製造設備。
【請求項６】前記水素貯蔵装置は、内設した水素貯蔵
部を冷却する液化冷媒を貯留する保冷槽と、その保冷槽
で気化した冷媒蒸発ガスを熱交換器で加温した後、圧縮
機で圧縮して再びその熱交換器に導入して冷却した後、
膨張により一部液化させ、気体分を再び前記熱交換器に
導入して寒冷源とし、液化した液化冷媒を再び前記保冷
槽に供給するリサイクル経路とを備えると共に、そのリ
サイクル経路の熱交換器には、別の寒冷源として液化天
然ガスを導入する経路を備える請求項３又は４に記載の
水素ガスの製造設備。