JP2003306303A - Hydrogen generator and hydrogen storage/supply apparatus - Google Patents

Hydrogen generator and hydrogen storage/supply apparatus

Info

Publication number
JP2003306303A
JP2003306303A JP2002108243A JP2002108243A JP2003306303A JP 2003306303 A JP2003306303 A JP 2003306303A JP 2002108243 A JP2002108243 A JP 2002108243A JP 2002108243 A JP2002108243 A JP 2002108243A JP 2003306303 A JP2003306303 A JP 2003306303A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
hydrogen
catalyst layer
raw material
reaction
catalyst
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2002108243A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuhiro Fukada
和宏 深田
Yasushi Goto
靖志 五藤
Kazuhiro Fukaya
和弘 深谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sekisui Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sekisui Chemical Co Ltd filed Critical Sekisui Chemical Co Ltd
Priority to JP2002108243A priority Critical patent/JP2003306303A/en
Publication of JP2003306303A publication Critical patent/JP2003306303A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/32Hydrogen storage
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Landscapes

  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a hydrogen generator which can avoid the increase in the size of its reaction apparatus due to a raw material supply means such as spray ejection. <P>SOLUTION: Hydrogen H is generated in a hydrogen generator 1 by the dehydrogenation of a hydrogenated derivative HA (for example, a saturated hydrocarbon) of an aromatic compound A (for example, an aromatic hydrocarbon) by contacting with a heated catalyst. The hydrogen generator 1 is equipped with a raw material storage part 14 to store the hydrogenated derivative HA and a catalyst bed 16 (for example, equipped with a communicating hole or the like) through which a hydrogen-containing gas can pass. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、芳香族化合物の
水素化誘導体の脱水素反応により貯蔵した水素を生成さ
せる水素生成装置及び該水素生成装置を用いた水素貯蔵
・供給装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hydrogen generator for generating stored hydrogen by dehydrogenation of a hydrogenated derivative of an aromatic compound and a hydrogen storage / supply device using the hydrogen generator.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、化石燃料に代わるクリーンなエネ
ルギー源として、水素ガスを用いた燃料電池システムが
注目を浴び、発生させた水素を一端貯蔵し、その貯蔵し
た水素を再び取り出して燃料電池システムに供給する水
素貯蔵・供給システムが種々検討されている。
2. Description of the Related Art In recent years, a fuel cell system using hydrogen gas has attracted attention as a clean energy source to replace fossil fuels. The generated hydrogen is temporarily stored, and the stored hydrogen is taken out again to be used as a fuel cell system. Various hydrogen storage / supply systems to be supplied to the are being investigated.

【0003】本出願人は、低コストで安全性、運搬性、
貯蔵能力に優れた水素貯蔵・供給システムとして、ベン
ゼン、ナフタレンなどの芳香族化合物(不飽和炭化水
素)を水素貯蔵体とし、これらの芳香族炭化水素の水素
添加物(飽和炭化水素)を水素供給体とした水素貯蔵・
供給システムを既に出願している(例えば、特願200
1−69676号明細書他)。
The Applicant has found that low cost, safety, transportability,
As a hydrogen storage / supply system with excellent storage capacity, aromatic compounds (unsaturated hydrocarbons) such as benzene and naphthalene are used as hydrogen storage, and hydrogenated products (saturated hydrocarbons) of these aromatic hydrocarbons are supplied as hydrogen. Hydrogen storage as a body
A supply system has already been applied (for example, Japanese Patent Application No. 200
1-69676 and others).

【0004】このような水素貯蔵・供給システムにおい
ては、加熱された触媒が用いられ、この加熱された触媒
に向けて水素供給体としての飽和炭化水素(芳香族炭化
水素の水素添加物)がスプレー噴射にて供給されてい
る。
In such a hydrogen storage / supply system, a heated catalyst is used, and a saturated hydrocarbon (hydrogenated aromatic hydrocarbon) as a hydrogen supplier is sprayed onto the heated catalyst. It is supplied by injection.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ここで、飽和炭化水素
から水素を取り出す反応(脱水素反応)は吸熱反応であ
り、高温を必要とするところ、スプレー噴射にて供給さ
れた反応原料(液体)の蒸発に伴い気化熱(吸熱反応)
も必要であるなどにより触媒温度を高温に保つことが困
難である。このため、スプレーにて供給される反応原料
の供給量が制限を受けたり、また、場合によっては原料
を間歇的に供給しなければならなかった。
The reaction of extracting hydrogen from a saturated hydrocarbon (dehydrogenation reaction) is an endothermic reaction and requires a high temperature. Therefore, a reaction raw material (liquid) supplied by spray injection. Heat of vaporization (endothermic reaction)
It is difficult to maintain the catalyst temperature at a high temperature because it is necessary. For this reason, the supply amount of the reaction raw material supplied by spraying is limited, and in some cases, the raw material must be supplied intermittently.

【0006】また、スプレー噴射にて反応原料を供給す
る手法は、液膜反応を利用できるので反応効率の上昇に
は寄与するものの、反応はスプレー噴射された触媒表面
にのみにて行われ、触媒内部の反応への寄与は多くは望
めなかった。
Further, although the method of supplying the reaction raw material by spray injection contributes to the increase of reaction efficiency because the liquid film reaction can be utilized, the reaction is carried out only on the surface of the catalyst sprayed and sprayed. Many contributions to internal reactions could not be expected.

【0007】さらには、スプレー噴射を触媒表面に向け
て均一に行うには散布空間を反応容器内に十分に確保す
る必要から、反応装置の大型化は避けられなかった。
Further, in order to uniformly spray the spray toward the surface of the catalyst, it is necessary to secure a sufficient spray space in the reaction vessel, so that the reactor must be increased in size.

【0008】そこで、この発明は、スプレー噴射などに
よる原料の供給手段による反応装置の大型化を避けるこ
とができる水素生成装置を提供することを目的とする。
[0008] Therefore, an object of the present invention is to provide a hydrogen generator capable of avoiding an increase in the size of a reaction apparatus due to a raw material supply means such as spray injection.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明は、芳香族化合物(例えば、芳香族炭化水
素)の水素化誘導体(例えば、飽和炭化水素)を加熱さ
れた触媒に接触させて水素化誘導体の脱水素反応により
水素を生成する水素生成装置である。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention involves contacting a hydrogenated derivative (eg, saturated hydrocarbon) of an aromatic compound (eg, aromatic hydrocarbon) with a heated catalyst. Is a hydrogen generator that produces hydrogen by dehydrogenation of a hydrogenated derivative.

【0010】この水素生成装置は、水素化誘導体を貯留
する原料貯留部と、反応により生成した水素を含む気体
が内部を通過可能(例えば、連通孔を備える等)な触媒
層と、この原料貯留部から毛細管現象により触媒層へ水
素化誘導体を供給する供給手段を備えている。
This hydrogen generator comprises a raw material storage section for storing a hydrogenated derivative, a catalyst layer through which a gas containing hydrogen generated by the reaction can pass (for example, a communication hole is provided), and the raw material storage section. It is provided with a supply means for supplying the hydrogenated derivative to the catalyst layer by capillary action from the section.

【0011】このような水素生成装置によれば、液状の
水素化誘導体が原料貯留部に貯留され、毛細管現象によ
る供給手段により触媒層に供給される。触媒層にて水素
化誘導体が加熱された触媒と接触することにより接触界
面では瞬時に水素化誘導体が蒸発されるとともに脱水素
反応が進行される。反応により生成した水素ガスを含む
反応生成物は未反応の水素化誘導体(未反応原料)と共
に気体となって触媒層を通過する。
According to such a hydrogen generator, the liquid hydrogenated derivative is stored in the raw material storage portion and is supplied to the catalyst layer by the supply means by the capillary phenomenon. When the hydrogenated derivative comes into contact with the heated catalyst in the catalyst layer, the hydrogenated derivative is instantaneously evaporated and the dehydrogenation reaction proceeds at the contact interface. The reaction product containing hydrogen gas generated by the reaction becomes a gas together with the unreacted hydrogenated derivative (unreacted raw material) and passes through the catalyst layer.

【0012】触媒層の内部を未反応原料が気体状で通過
することにより触媒層の内部でも脱水素反応が進行され
る。反応生成物は触媒層を通過して、任意の手法により
水素ガスが分離されて水素を供給することができる。
By passing the unreacted raw material in a gaseous state inside the catalyst layer, the dehydrogenation reaction also proceeds inside the catalyst layer. The reaction product passes through the catalyst layer, hydrogen gas is separated by any method, and hydrogen can be supplied.

【0013】これにより、接触界面で未反応な原料は蒸
気となって触媒層を通過する段階でも脱水素反応が生起
し、触媒層は表面のみならず内部でも反応が生起するこ
とより、反応効率が格段に上昇される。
As a result, the unreacted raw material at the contact interface becomes a vapor and a dehydrogenation reaction occurs even at the stage of passing through the catalyst layer, and the reaction occurs not only on the surface but also inside the catalyst layer. Is markedly increased.

【0014】このような水素生成装置によれば、スプレ
ー噴射などによる原料の供給手段を必要としないので、
反応装置の大型化を避けることができる。
According to such a hydrogen generator, since a means for supplying the raw material by spray injection or the like is not required,
It is possible to avoid increasing the size of the reactor.

【0015】この触媒層が断熱材を介して保持されてい
れば、高温度に加熱されている触媒層と原料貯留部との
間に断熱材が介在されることにより触媒層の熱が原料貯
留部に熱伝導により伝熱されることが無く、比較的沸点
の低い原料を用いても原料が加熱されて触媒層に接触さ
れる前に蒸発されることが防げる。
If the catalyst layer is held via the heat insulating material, the heat of the catalyst layer is stored by the heat insulating material interposed between the catalyst layer heated to a high temperature and the raw material storing portion. Therefore, even if a raw material having a relatively low boiling point is used, it is possible to prevent the raw material from being heated and evaporated before it is brought into contact with the catalyst layer.

【0016】この触媒の加熱を電磁誘導加熱とすれば、
加熱応答性が良好となり、触媒の温度制御が容易とな
る。
If the heating of this catalyst is electromagnetic induction heating,
The heating response becomes good, and the temperature control of the catalyst becomes easy.

【0017】また、このような水素生成装置は、前記反
応ガスから水素を分離する分離手段を備え、該水素分離
手段により分離された水素は芳香族化合物を水素添加し
て水素化誘導体とすることにより水素を貯蔵する水素貯
蔵装置の水素源として利用することにより水素の貯蔵及
び又は供給を行う水素貯蔵・供給装置として利用するこ
とができる。
Further, such a hydrogen generator is provided with a separating means for separating hydrogen from the reaction gas, and the hydrogen separated by the hydrogen separating means is hydrogenated with an aromatic compound to form a hydrogenated derivative. By using the hydrogen storage device as a hydrogen source of a hydrogen storage device that stores hydrogen, the hydrogen storage device can be used as a hydrogen storage / supply device that stores and / or supplies hydrogen.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る水素生成装置
の実施の形態について、図面に基づいて詳細に説明す
る。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of a hydrogen generator according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

【0019】図1は、水素の供給を行うことができる水
素生成装置1の構成を模式的に示す説明図である。
FIG. 1 is an explanatory view schematically showing the structure of a hydrogen generator 1 capable of supplying hydrogen.

【0020】この水素生成装置は、主に、反応原料とし
ての水素化誘導体HAを貯蔵する原料貯蔵手段としての
ストックタンク2と、加熱された触媒と反応原料を接触
させて水素を含む反応混合物H/Aを生成する反応装置
3と、反応混合物H/Aから水素Hを分離する分離手段
としての気液分離装置4とから大略構成され、ストック
タンク2と反応装置3とは送給ライン5により接続さ
れ、反応装置3と気液分離装置4とは送給ライン6によ
り接続されている。
This hydrogen generator mainly comprises a stock tank 2 as a raw material storage means for storing a hydrogenated derivative HA as a reaction raw material, and a reaction mixture H containing hydrogen by bringing a heated catalyst into contact with the reaction raw material. / A and a gas-liquid separator 4 as a separating means for separating hydrogen H from the reaction mixture H / A. The stock tank 2 and the reactor 3 are connected by a feed line 5. The reactor 3 and the gas-liquid separator 4 are connected by a feed line 6.

【0021】この気液分離装置4は、ガス状の反応混合
物H/Aを冷却して水素ガスHと液体状の芳香族化合物
Aに分離する凝縮器(冷却器)41と、分離された水素
ガスHと芳香族化合物Aを一時的に受けるストックタン
ク42とストックタンク42から純度を高めた水素ガス
(精製された水素ガス)を回収するための水素抽出部4
3とを備えている。また、この気液分離装置4からは、
反応生成物としての水素ガスを排出する排出ライン7及
び反応生成物としての芳香族化合物Aを排出する排出ラ
イン8が接続されている。
The gas-liquid separation device 4 cools the gaseous reaction mixture H / A and separates it into hydrogen gas H and liquid aromatic compound A, and a condenser (cooler) 41 and separated hydrogen. A hydrogen tank 4 for temporarily receiving the gas H and the aromatic compound A, and a hydrogen extraction unit 4 for recovering hydrogen gas (purified hydrogen gas) with high purity from the stock tank 42.
3 and 3. Also, from this gas-liquid separation device 4,
A discharge line 7 for discharging hydrogen gas as a reaction product and a discharge line 8 for discharging an aromatic compound A as a reaction product are connected.

【0022】送給ライン5には反応原料を加圧して反応
装置3に供給するためのポンプ9と反応装置3へ送給す
る反応原料の流量を調整する電磁弁などにより構成され
る流量調整弁10が配置されている。また、送給ライン
6には反応生成物の流量を調整する電磁弁などにより構
成される流量調整弁11が配置されている。これによ
り、ストックタンク2に貯留される水素化誘導体HAを
送給ライン5を通過して反応装置3へ送給接続され、反
応装置3により生成した反応混合物(混合ガス)H/A
は反応装置3から気液分離装置4へ送給される。
The feed line 5 has a flow rate adjusting valve including a pump 9 for pressurizing and supplying the reaction raw material to the reaction apparatus 3 and a solenoid valve for adjusting the flow rate of the reaction raw material to be supplied to the reaction apparatus 3. Ten are arranged. In addition, the feed line 6 is provided with a flow rate adjusting valve 11 including an electromagnetic valve for adjusting the flow rate of the reaction product. As a result, the hydrogenated derivative HA stored in the stock tank 2 is connected to the reactor 3 through the feeder line 5, and the reaction mixture (mixed gas) H / A produced by the reactor 3 is connected.
Is fed from the reactor 3 to the gas-liquid separator 4.

【0023】これらの送給ポンプ9及び流量調整弁1
0,11は反応装置3内の反応温度、また、後述される
誘導加熱コイルなどと連動して送給量、反応温度などを
調整して反応を制御する制御装置12に接続されてい
る。
These feed pump 9 and flow rate adjusting valve 1
Reference numerals 0 and 11 are connected to a control device 12 that controls the reaction by adjusting the reaction temperature in the reaction device 3 and the feed amount, reaction temperature, and the like in conjunction with an induction heating coil described later.

【0024】本発明において、反応原料としては、芳香
族化合物Aの水素化誘導体HAが用いられる。ここで、
芳香族化合物Aとしては、ベンゼン、トルエン、キシレ
ン、メシチレン、ナフタレン、メチルナフタレン、アン
トラセン、ビフェニル、フェナントレン等の芳香族炭化
水素化合物、又はそれらのアルキル誘導体が挙げられる
が、この中でもベンゼン、トルエン、キシレン、ナフタ
レン等が効率の面から特に好適に使用される。芳香族化
合物Aの水素化誘導体HAとは、これらの芳香族化合物
Aの水素添加物であり、芳香族化合物Aがベンゼンであ
る場合には、水素化誘導体HAはシクロヘキサン系であ
り、また、芳香族化合物Aがナフタレンの場合には、水
素化誘導体HAはデカリン・テトラリン系である。
In the present invention, the hydrogenated derivative HA of the aromatic compound A is used as the reaction raw material. here,
Examples of the aromatic compound A include aromatic hydrocarbon compounds such as benzene, toluene, xylene, mesitylene, naphthalene, methylnaphthalene, anthracene, biphenyl, and phenanthrene, and alkyl derivatives thereof. Among them, benzene, toluene, xylene. , Naphthalene, etc. are particularly preferably used in terms of efficiency. The hydrogenated derivative HA of the aromatic compound A is a hydrogenated product of these aromatic compounds A. When the aromatic compound A is benzene, the hydrogenated derivative HA is a cyclohexane system, and When the group A compound is naphthalene, the hydrogenated derivative HA is a decalin / tetralin system.

【0025】本発明で用いられる触媒は、水素化誘導体
HAから脱水素反応により水素を生成する触媒であり、
代表的なものとしては活性金属が例示される。このよう
な活性金属としては、例えば、ニッケル、パラジウム、
白金、ロジウム、イリジウム、ルテニウム、モリブデ
ン、レニウム、タングステン、バナジウム、オスミウ
ム、クロム、コバルト、及び鉄等の貴金属類等が挙げら
れる。これらの活性金属触媒は単独で用いても2種以上
併用して用いてもよい。白金、タングステン、レニウ
ム、モリブデン、ロジウム、バナジウムは、活性、安定
性、取り扱い性等の面から特に好ましい。
The catalyst used in the present invention is a catalyst which produces hydrogen from a hydrogenated derivative HA by a dehydrogenation reaction,
A typical example is an active metal. Examples of such an active metal include nickel, palladium,
Precious metals such as platinum, rhodium, iridium, ruthenium, molybdenum, rhenium, tungsten, vanadium, osmium, chromium, cobalt, and iron can be used. These active metal catalysts may be used alone or in combination of two or more. Platinum, tungsten, rhenium, molybdenum, rhodium and vanadium are particularly preferable in terms of activity, stability, handleability and the like.

【0026】これらの活性金属は担体に保持された担持
触媒として用いられる。この担持触媒は、反応生成物と
しての水素ガスを含む混合生成物(混合ガス)H/Aが
通過可能な空隙を有すればどのようなものでもよく、顆
粒状、シート状、織布状、ハニカム状・メッシュ状・ポ
ーラス状等、使用形態に合わせて適宜選択される。いず
れにしても、反応容器内に担持触媒を充填した状態で、
担持触媒は反応により生じた反応生成物としての水素ガ
スを含む気体が担持触媒内を通過して排出されることは
必要である。連続気泡を備えたスポンジ状の担持触媒は
表面積が広いので好適に例示される。また、上下に貫通
孔を備えたハニカムシート材からなる担持触媒も他の一
例として例示される。また、触媒層は原料貯留部と隔離
できれば流動床であってもよい。
These active metals are used as a supported catalyst supported on a carrier. This supported catalyst may be of any type as long as it has voids through which a mixed product (mixed gas) H / A containing hydrogen gas as a reaction product can pass, and it may be in a granular form, a sheet form, a woven fabric form, A honeycomb shape, a mesh shape, a porous shape, or the like is appropriately selected according to the usage form. In any case, with the supported catalyst filled in the reaction vessel,
In the supported catalyst, it is necessary that a gas containing hydrogen gas as a reaction product generated by the reaction passes through the supported catalyst and is discharged. A sponge-like supported catalyst provided with open cells has a large surface area and is preferably exemplified. Further, a supported catalyst made of a honeycomb sheet material having upper and lower through holes is also exemplified as another example. Further, the catalyst layer may be a fluidized bed as long as it can be separated from the raw material reservoir.

【0027】担体としては、例えば、活性炭、カーボン
ナノチューブ、モレキュラシーブ、ゼオライト等の多孔
質担体又はシリカゲル、アルミナ等の公知の担体が使用
できる。
As the carrier, for example, activated carbon, carbon nanotubes, molecular sieves, porous carriers such as zeolite, or known carriers such as silica gel and alumina can be used.

【0028】この場合の担体への活性金属の担持率は、
担体に対して通常0.1〜50重量%、好ましくは0.
5〜20重量%である。
In this case, the supporting rate of the active metal on the carrier is
It is usually 0.1 to 50% by weight, preferably 0.
It is 5 to 20% by weight.

【0029】2種以上の活性金属を併用する複合金属系
触媒の場合は、主金属成分M1に対して添加金属M2の
添加量が、M2/M1原子比で0.001〜10、特に
0.01〜5であることが好ましい。ここで、M1は白
金、パラジウム、ルテニウムであり、M2はイリジウ
ム、レニウム、ニッケル、モリブデン、タングステン、
ルテニウム、バナジウム、オスミウム、クロム、コバル
ト、鉄である。
In the case of a composite metal catalyst in which two or more kinds of active metals are used in combination, the addition amount of the added metal M2 with respect to the main metal component M1 is 0.001 to 10, particularly preferably 0. It is preferably 01 to 5. Here, M1 is platinum, palladium, ruthenium, M2 is iridium, rhenium, nickel, molybdenum, tungsten,
Ruthenium, vanadium, osmium, chromium, cobalt and iron.

【0030】好ましい担持触媒の例としては、主触媒金
属である白金を炭素に担持させた炭素担持白金触媒に、
上述の活性金属のカルボニル錯体、アセチルアセトナー
ト塩、シクロペンタジエニル錯体等を同時あるいは逐次
的に添加し、加熱分解後に水素還元処理を行うことによ
り得たものである。
Examples of preferred supported catalysts include a carbon-supported platinum catalyst in which platinum, which is the main catalyst metal, is supported on carbon.
It is obtained by adding the above-mentioned carbonyl complex of active metal, acetylacetonate salt, cyclopentadienyl complex or the like at the same time or sequentially, and performing hydrogen reduction treatment after thermal decomposition.

【0031】反応装置(反応容器)3は、図2に示すよ
うに、送給ライン5に接続されて反応原料としての水素
化誘導体HAを取り入れる原料入口13と、この原料入
口13から供給された液状の原料(有機液体原料)を貯
留する原料貯留部14と、その原料貯留部14に貯留さ
れる原料液面の応力に耐えるように周囲を断熱材15を
介して触媒層16と、反応生成物としての気体(水素+
有機気体)を貯留するガス貯留部17を備えている。こ
のガス貯留部17には排出口18が設けられ、この排出
口18は送給ライン6に接続されている。
As shown in FIG. 2, the reactor (reaction vessel) 3 is connected to a feed line 5 and a raw material inlet 13 for introducing a hydrogenated derivative HA as a reaction raw material, and the raw material inlet 13 is supplied. A raw material reservoir 14 that stores a liquid raw material (organic liquid raw material), and a catalyst layer 16 through a heat insulating material 15 around the periphery so as to withstand the stress of the raw material liquid surface stored in the raw material reservoir 14 Gas as a substance (hydrogen +
The gas storage part 17 which stores (organic gas) is provided. An exhaust port 18 is provided in the gas storage section 17, and the exhaust port 18 is connected to the feed line 6.

【0032】また、この触媒層16は触媒層16内の気
体の通過を阻害しない適宜の手段で所望の温度に加熱さ
れる。この発明の実施の形態では、図3に詳細に示すよ
うに、放熱パイプ19が埋設されている。この放熱パイ
プ19内には触媒を所望の温度に維持可能な熱媒体が循
環される。熱媒体としては、熱媒オイルのみならず、燃
焼ガスなどの加熱気体であってもよい。また、条件によ
っては高温水蒸気を用いることもできる。もちろん電熱
ヒータなどを内蔵してもよい。この触媒層16に熱伝導
性の良好な材料を選択することにより放熱パイプ19か
ら放熱された熱を触媒に効率よく伝達させることができ
る。
Further, the catalyst layer 16 is heated to a desired temperature by an appropriate means that does not impede the passage of gas in the catalyst layer 16. In the embodiment of the present invention, as shown in detail in FIG. 3, a heat dissipation pipe 19 is embedded. A heat medium capable of maintaining the catalyst at a desired temperature is circulated in the heat radiation pipe 19. As the heat medium, not only heat medium oil but also heating gas such as combustion gas may be used. Further, high temperature steam may be used depending on the conditions. Of course, an electric heater or the like may be incorporated. By selecting a material having good thermal conductivity for the catalyst layer 16, the heat radiated from the heat radiation pipe 19 can be efficiently transmitted to the catalyst.

【0033】放熱パイプ19を用いる加熱の変形例とし
ては、放熱パイプ19を触媒層16中に埋設させること
なく、触媒層16の上に気体が通過可能な空隙を備えた
熱交換器を配置させて、その熱交換器から伝熱により触
媒層16を加熱してもよい。
As a modified example of heating using the heat radiating pipe 19, a heat exchanger having a space through which gas can pass is arranged on the catalyst layer 16 without burying the heat radiating pipe 19 in the catalyst layer 16. Then, the catalyst layer 16 may be heated by heat transfer from the heat exchanger.

【0034】触媒層16には、熱電対(不図示)などを
挿入して触媒層16の温度を検知するのがよい。これに
より、熱電対により触媒温度を検知し、放熱パイプ19
に循環される熱媒体の温度又は循環量を制御させたり、
反応装置3に供給される反応原料の量等を調整すること
により触媒層16の温度を最適温度に制御することがで
きる。
A thermocouple (not shown) or the like may be inserted in the catalyst layer 16 to detect the temperature of the catalyst layer 16. As a result, the temperature of the catalyst is detected by the thermocouple, and the heat dissipation pipe 19
Control the temperature or circulation amount of the heat medium circulated in the
The temperature of the catalyst layer 16 can be controlled to the optimum temperature by adjusting the amount of the reaction raw material supplied to the reactor 3.

【0035】本発明において、より効率的かつリスポン
スよく加熱を行うため、図4に示すように、放熱パイプ
19に代えて触媒層16を加熱する渦巻き状の誘導加熱
コイル(電磁誘導コイル)19´を反応装置3の内側又
は外側から触媒層16に向けて設置するのがよい。
In the present invention, in order to perform heating more efficiently and with good response, as shown in FIG. 4, a spiral induction heating coil (electromagnetic induction coil) 19 'for heating the catalyst layer 16 instead of the heat radiation pipe 19 is used. Is preferably installed from inside or outside of the reactor 3 toward the catalyst layer 16.

【0036】高周波誘導加熱は、電磁誘導コイルに高周
波電流を流すことにより発生させた高周波で導電体を誘
導加熱するもので、電磁誘導作用により導電体に渦電流
が発生し、ジュール熱によって導電体が過熱されるもの
である。電磁誘導コイルに印加する高周波電流の周波数
としては、加熱する導電体とのインピーダンスマッチン
グにもよるが、一般的には350〜450kHzが使用
される。
The high frequency induction heating is for induction heating a conductor with a high frequency generated by passing a high frequency current through an electromagnetic induction coil. An eddy current is generated in the conductor due to the electromagnetic induction action, and the conductor is heated by Joule heat. Is overheated. The frequency of the high-frequency current applied to the electromagnetic induction coil is generally 350 to 450 kHz, although it depends on the impedance matching with the conductor to be heated.

【0037】ここで、加熱すべき導電体を効率よく加熱
するため、電磁誘導コイルと加熱すべき導電体との問に
介在するもの、例えば、触媒層を収納又は固定する容器
又は断熱材等を、アルミナやセラミック等の耐熱性の高
い絶縁体で形成することが好ましい。
Here, in order to efficiently heat the conductor to be heated, an object interposed between the electromagnetic induction coil and the conductor to be heated, such as a container for accommodating or fixing the catalyst layer or a heat insulating material, is used. It is preferable to use an insulator having high heat resistance such as alumina or ceramics.

【0038】電磁誘導コイルの形状としては、一般的な
コイル形状の他、渦巻き形状が採用できる。コイル形状
の場合は、加熱する導電体をコイルの中心に、渦巻き形
状の場合は、導電体を渦巻きの中心線上に配置すると、
効率的かつリスポンスよく加熱できる。
As the shape of the electromagnetic induction coil, besides the general coil shape, a spiral shape can be adopted. In the case of the coil shape, the conductor to be heated is placed in the center of the coil, and in the case of the spiral shape, the conductor is placed on the center line of the spiral,
Can be heated efficiently and with good response.

【0039】高周波誘導加熱を行う場合には、電磁誘導
コイルに高周波電流を流し続けると導電体が加熱され続
けるため、一般的には温度制御が必要となる。温度制御
の方法としては、導電体の温度を測定して電磁誘導コイ
ルに流れる高周波電流を制御する種々のフィードバック
制御が可能であり、例えば、一般的な熱電対によるフイ
ードバック制御で十分である。また、加熱のために投入
されるエネルギーと反応に要するエネルギーとのバラン
スを取るために、反応に必要な単位時間当たりの熱量を
求めて電磁誘導コイルに印加する電流(電力)を制御する
ことも可能である。
In the case of performing high frequency induction heating, the temperature control is generally required because the conductor is continuously heated when the high frequency current is continuously supplied to the electromagnetic induction coil. As a method for controlling the temperature, various kinds of feedback control in which the temperature of the conductor is measured and the high-frequency current flowing in the electromagnetic induction coil is controlled are possible. For example, feedback control using a general thermocouple is sufficient. In addition, in order to balance the energy input for heating and the energy required for reaction, it is also possible to determine the amount of heat per unit time required for reaction and control the current (electric power) applied to the electromagnetic induction coil. It is possible.

【0040】水素による燃料電池システムで一般的に必
要とされる水素量18リットル/分をシクロヘキサンか
らベンゼンヘの脱水素反応で得るには、5kWの電気エ
ネルギーは約1200ca1/sの熱エネルギーに変換され
るため、14.4kca1/分の熱エネルギー、すなわ
ち、1kWの電気エネルギーが必要となる。
In order to obtain the hydrogen amount of 18 l / min generally required in a fuel cell system using hydrogen by the dehydrogenation reaction from cyclohexane to benzene, 5 kW of electric energy is converted into thermal energy of about 1200 ca1 / s. Therefore, heat energy of 14.4 kca1 / min, that is, electric energy of 1 kW is required.

【0041】これにより、誘導加熱コイル19´ヘの高
周波電流を適宜調整して触媒層16の温度が調整され
る。金属担持触媒を高周波の電磁誘導により直接加熱す
ることができるので、反応により奪われた熱を速やかに
供給でき、温度調整が極めて容易となる。これにより、
触媒層の温度制御性が改善されて連続的に水素を発生さ
せることも可能となる。また、触媒層16の温度を一定
に制御すれば、原料供給量を増減させることにより、水
素発生量の増減が自由に行える。
As a result, the temperature of the catalyst layer 16 is adjusted by appropriately adjusting the high frequency current to the induction heating coil 19 '. Since the metal-supported catalyst can be directly heated by high-frequency electromagnetic induction, the heat taken by the reaction can be quickly supplied, and the temperature adjustment becomes extremely easy. This allows
The temperature controllability of the catalyst layer is improved, and it becomes possible to continuously generate hydrogen. Moreover, if the temperature of the catalyst layer 16 is controlled to be constant, the amount of hydrogen generation can be freely increased or decreased by increasing or decreasing the amount of raw material supply.

【0042】なお、誘導加熱コイル19´を設置する場
合は、不要な部分が誘導加熱コイル19´により加熱さ
れるのを防ぐ配慮がなされるべきである。これにより、
例えば、原料貯留部等を含む加熱が好ましくない部分の
温度上昇を避けることができる。
When the induction heating coil 19 'is installed, care should be taken to prevent unnecessary portions from being heated by the induction heating coil 19'. This allows
For example, it is possible to avoid a temperature increase in a portion where heating is not preferable, including the raw material storage portion.

【0043】誘導加熱コイル19´による加熱を行う場
合は、金属担持触媒の担体としてカーボン等の導電体を
用い、渦電流が発生する形状に形成する。これにより、
金属担持触媒を直接加熱することができる。導電性の担
体とは、カーボン、活性炭、グラファイト、ラネーニッ
ケル等の金属製の多孔質体、モリブデンカーバイト等の
炭化金属が例示されるが、その他の導電体であってもよ
い。担体が非導電体の場合には、ステンレス等の一般的
な導電体を担体と層状に形成したり、導電体をブレンド
した担体を用いるなどにより触媒層に導電性を付与して
もよい。
When the induction heating coil 19 'is used for heating, a conductor such as carbon is used as a carrier for the metal-supported catalyst, and is formed into a shape in which an eddy current is generated. This allows
The metal supported catalyst can be heated directly. Examples of the conductive carrier include a porous body made of metal such as carbon, activated carbon, graphite and Raney nickel, and a metal carbide such as molybdenum carbide, but other conductive bodies may be used. When the carrier is a non-conductor, conductivity may be imparted to the catalyst layer by forming a general conductor such as stainless steel in a layer with the carrier or using a carrier blended with a conductor.

【0044】本発明の実施の形態では、触媒層16の下
部には毛管現象により原料貯留部14に貯留される液状
の反応原料(有機液体原料)を触媒層16に供給する供
給手段としての断熱フェルト16aを備えている。この
供給手段としては、毛細管現象により原料貯留部14か
ら液状原料を触媒層16に供給できればよい。好ましい
供給手段は、触媒層16からの伝熱や輻射熱などにより
原料貯留部14の温度の上昇を遮る断熱性を備えたもの
がよい。
In the embodiment of the present invention, the heat insulation as the supply means for supplying the liquid reaction raw material (organic liquid raw material) stored in the raw material storage portion 14 to the catalyst layer 16 by the capillarity under the catalyst layer 16. The felt 16a is provided. As the supply means, it is sufficient that the liquid raw material can be supplied to the catalyst layer 16 from the raw material storage portion 14 by the capillary phenomenon. It is preferable that the preferable supply means has a heat insulating property that blocks an increase in the temperature of the raw material storage portion 14 due to heat transfer or radiant heat from the catalyst layer 16.

【0045】この供給手段としては、グラスファイバ
ー、カーボンファイバー等の500℃程度の耐熱性と耐
薬品性に優れた繊維素材を用いるのが好ましい。これら
の繊維素材はいずれも熱伝導性が低く、細繊維をフェル
ト状、織布状、不織布状、ウール状(毛糸状)などの繊
維束状に固めた繊維質材料とすることにより、断熱性と
吸込性の優れた供給手段とすることができる。
As the supply means, it is preferable to use a fiber material having excellent heat resistance and chemical resistance at about 500 ° C., such as glass fiber and carbon fiber. All of these fibrous materials have low thermal conductivity, and by using a fibrous material in which fine fibers are hardened into a fiber bundle such as felt, woven cloth, non-woven cloth, or wool (wool), heat insulation is achieved. And a supply means having excellent suction properties.

【0046】これらの繊維質材料の密度(目付量)は、
毛細管現象の起こる程度(吸い上げ性)を考慮して適宜
に設定される。繊維質材料の空隙が広すぎると毛細管現
象が起こりにくくなり、また、繊維質材料が緻密すぎる
と毛細管現象が阻害されるに加えて原料貯留部への伝熱
量が増大する原因となる。
The density (area weight) of these fibrous materials is
It is appropriately set in consideration of the degree of capillary phenomenon (wicking property). If the voids in the fibrous material are too wide, the capillary phenomenon will be less likely to occur, and if the fibrous material is too dense, the capillary phenomenon will be hindered and the amount of heat transfer to the raw material reservoir will increase.

【0047】カーボンフェルトを繊維素材として選択し
た場合、触媒担体と断熱フェルトを一つの素材で兼ねる
ことができる。また、このカーボンフェルトは誘導加熱
可能な材料でもあり、誘導加熱コイル19´と組み合わ
せることにより触媒層16を加熱することができる。こ
の場合、カーボンフェルトの上方に触媒を担持させて触
媒層16を形成させ、下方は毛細管現象による供給手段
とする。誘導加熱コイル19´は上方に配置することに
より触媒層16を選択的に加熱して供給手段の下部での
温度の上昇を抑えることができる。
When carbon felt is selected as the fiber material, one material can serve as the catalyst carrier and the heat insulating felt. Further, this carbon felt is also a material capable of induction heating, and the catalyst layer 16 can be heated by combining with the induction heating coil 19 '. In this case, the catalyst is supported above the carbon felt to form the catalyst layer 16, and the lower part serves as the supply means by the capillary phenomenon. By arranging the induction heating coil 19 ′ on the upper side, the catalyst layer 16 can be selectively heated and the temperature rise in the lower part of the supply means can be suppressed.

【0048】本発明において、例えば、シクロヘキサン
の脱水素反応によりベンゼンを生成させる際には、触媒
は約220〜400℃の範囲内という高温度に加熱され
る。脱水素反応の変換効率を考慮すると、この触媒の温
度は250〜300℃に加熱することが好ましい。触媒
温度を高目に設定するのは、脱水素反応が吸熱反応であ
るため、熱エネルギーをより多く必要とするからであ
る。
In the present invention, for example, when benzene is produced by the dehydrogenation reaction of cyclohexane, the catalyst is heated to a high temperature within the range of about 220 to 400 ° C. Considering the conversion efficiency of the dehydrogenation reaction, the temperature of this catalyst is preferably heated to 250 to 300 ° C. The catalyst temperature is set higher because the dehydrogenation reaction is an endothermic reaction and requires more heat energy.

【0049】200〜400℃に加熱された触媒層の近
辺に反応原料があると、反応原料が沸騰して蒸散してし
まう虞があるが、断熱フェルト16aを間に介在させる
ことにより、触媒層16に効率よく液状原料を供給する
ことができる。
If the reaction raw material is near the catalyst layer heated to 200 to 400 ° C., the reaction raw material may boil and evaporate. However, by interposing the adiabatic felt 16a, the catalyst layer The liquid raw material can be efficiently supplied to 16.

【0050】触媒層16に供給された液状原料は直ちに
蒸散して反応に供されるに従い、毛細管現象により液状
原料は絶えず触媒層に連続的に供給することができる。
As the liquid raw material supplied to the catalyst layer 16 immediately evaporates and is subjected to the reaction, the liquid raw material can be continuously supplied to the catalyst layer continuously due to the capillary phenomenon.

【0051】つぎに、誘導加熱コイル19´及び制御装
置12を備えた水素生成装置1を用い、シクロヘキサン
の脱水素反応により外部に水素を供給する手順の一例に
ついて、図1に基づいて簡単に説明する。
Next, an example of a procedure for supplying hydrogen to the outside by the dehydrogenation reaction of cyclohexane using the hydrogen generator 1 equipped with the induction heating coil 19 'and the controller 12 will be briefly described with reference to FIG. To do.

【0052】反応装置3の触媒層16を最適温度範囲内
である250〜300℃の範囲内に加熱する。ついで、
ポンプ9を稼働し、流量調整弁10を全開してシクロヘ
キサンを原料貯留部14に供給する。この原料貯留部1
4と触媒層16との間には断熱材15が介在されている
ので、触媒層16からの熱伝導が遮断されて、シクロヘ
キサンが蒸発することが防止されている。また、この原
料貯留部14と触媒層16との間には断熱フェルト16
aが介在されているので、触媒層16からの輻射熱が遮
断されて、シクロヘキサン(沸点81℃)が蒸発するこ
とが防止されている。
The catalyst layer 16 of the reactor 3 is heated within the optimum temperature range of 250 to 300 ° C. Then,
The pump 9 is operated, the flow rate adjusting valve 10 is fully opened, and cyclohexane is supplied to the raw material reservoir 14. This raw material storage 1
Since the heat insulating material 15 is interposed between the catalyst layer 4 and the catalyst layer 16, heat conduction from the catalyst layer 16 is blocked and cyclohexane is prevented from evaporating. In addition, a heat insulating felt 16 is provided between the raw material reservoir 14 and the catalyst layer 16.
Since a is interposed, the radiant heat from the catalyst layer 16 is blocked, and cyclohexane (boiling point 81 ° C.) is prevented from evaporating.

【0053】シクロヘキサンを供給し続けることにより
液面が上昇して液面が断熱フェルト16aの下端に達す
ると、断熱フェルト16aは毛細管現象によりシクロヘ
キサンを吸収して触媒層16に原料を供給し、シクロヘ
キサンが触媒層16に接触する。これにより、シクロヘ
キサンは蒸発すると同時に脱水素反応が生起して反応生
成物としてのベンゼンAと水素Hが生成する。これらの
生成物H/Aは反応雰囲気下で気体であり、反応生成物
H/Aは触媒層16の空隙を通過する。接触界面で反応
せずに蒸散したシクロヘキセン(未反応原料)はこの触
媒層16の通過中に気体状で触媒に接触してさらに水素
を発生させる。
When the liquid level rises by continuing to supply cyclohexane and the liquid level reaches the lower end of the adiabatic felt 16a, the adiabatic felt 16a absorbs cyclohexane by the capillary phenomenon and supplies the raw material to the catalyst layer 16, Contact the catalyst layer 16. As a result, cyclohexane evaporates, and at the same time, a dehydrogenation reaction occurs to generate benzene A and hydrogen H as reaction products. These products H / A are gases under the reaction atmosphere, and the reaction products H / A pass through the voids of the catalyst layer 16. The cyclohexene (unreacted raw material) that has evaporated without reacting at the contact interface contacts the catalyst in a gaseous state while passing through the catalyst layer 16 to further generate hydrogen.

【0054】触媒層16を通過して得られた反応生成ガ
スはガス貯留部17に到達し、ついで、排出口18から
順次、送給ライン6を通過して気液分離装置4に送給さ
れる。
The reaction product gas obtained by passing through the catalyst layer 16 reaches the gas storage portion 17, and then is sequentially sent from the outlet 18 through the feed line 6 to the gas-liquid separation device 4. It

【0055】気液分離装置4では、凝縮器41で冷却さ
れてベンゼンAが液化されて、水素ガスHと分離され
る。この水素ガスH及びベンゼンAは共にストックタン
ク42に一時的に貯留され、水素ガスHはストックタン
ク42の上部から排出されて水素抽出部43で必要な純
度に精製されて排出ライン7から排出される。また、ベ
ンゼンAはストックタンク42のボトムから排出され
る。
In the gas-liquid separator 4, the benzene A is liquefied by being cooled by the condenser 41 and separated from the hydrogen gas H. Both the hydrogen gas H and the benzene A are temporarily stored in the stock tank 42, and the hydrogen gas H is discharged from the upper part of the stock tank 42, purified to the required purity in the hydrogen extraction part 43, and discharged from the discharge line 7. It Further, benzene A is discharged from the bottom of the stock tank 42.

【0056】本発明の好ましい実施の形態では、ポンプ
9、流量調整調整弁10,11、熱電対、誘導加熱コイ
ル19´をそれぞれ制御手段12と電気的に接続し、熱
電対等の情報をもとに、誘導加熱コイル19´に印加す
る電流や、ポンプ9や各流量調整弁の作動等を制御すれ
ば、より効率よく水素を発生させることができる。
In the preferred embodiment of the present invention, the pump 9, the flow rate adjusting and adjusting valves 10, 11, the thermocouple, and the induction heating coil 19 'are electrically connected to the control means 12, respectively, and based on the information of the thermocouple and the like. Further, by controlling the current applied to the induction heating coil 19 ', the operation of the pump 9 and the flow rate adjusting valves, etc., hydrogen can be generated more efficiently.

【0057】例えば、熱電対の情報をフィードバックし
て誘導加熱コイル19´に流す電流を制御して触媒層1
6の温度を最適である250℃〜300℃の適宜の温度
に制御する。このように構成すれば、連続的に原料を供
給することにより連続的に水を得ることができる。ま
た、ポンプ9及び流量調整調整弁10により送給される
原料送給量を増減させることにより、水素の生産量の増
減が簡単に行える。
For example, the catalyst layer 1 is controlled by feeding back information on the thermocouple to control the current flowing through the induction heating coil 19 '.
The temperature of 6 is controlled to an appropriate temperature of 250 ° C. to 300 ° C. which is optimum. According to this structure, water can be continuously obtained by continuously supplying the raw materials. Further, by increasing / decreasing the feed amount of the raw material fed by the pump 9 and the flow rate adjusting valve 10, it is possible to easily increase / decrease the production amount of hydrogen.

【0058】また、以上の水素生成装置1では、スプレ
ー噴射を用いないので、スプレー噴射のためのスペース
を必要とせず、反応容器の体積を減少させて装置を小型
化できる。
Further, in the hydrogen generator 1 described above, since spray injection is not used, a space for spray injection is not required, and the volume of the reaction container can be reduced to downsize the device.

【0059】以上、本発明の水素生成装置を説明した
が、本発明の水素生成装置を水素供給・貯蔵システムの
一部として用いたり、また、水素ガスを原料とする燃料
電池に接続して用いてもよい。例えば、水素を燃やして
スチームを発生させ、タービンを回転させて発電機によ
って電気をつくるようにしてもよい。また、従来の火力
発電所や原子力発電所等の電気供給システムと、本発明
の水素生成装置とを併用してもよい。
Although the hydrogen generator of the present invention has been described above, the hydrogen generator of the present invention can be used as a part of a hydrogen supply / storage system, or can be used by connecting it to a fuel cell using hydrogen gas as a raw material. May be. For example, hydrogen may be burned to generate steam, and a turbine may be rotated to generate electricity by a generator. Further, the electric power supply system of a conventional thermal power plant or nuclear power plant may be used in combination with the hydrogen generator of the present invention.

【0060】以上、本発明の実施の形態を図面により詳
述したが、本発明の具体的な構成はこの実施の形態に限
られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の
設計の変更等があっても本発明に含まれる。
The embodiment of the present invention has been described in detail above with reference to the drawings. However, the specific configuration of the present invention is not limited to this embodiment, and the design can be changed without departing from the gist of the present invention. Etc. are included in the present invention.

【0061】[0061]

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、スプレー噴射などによる原料の供給手段による反応
装置の大型化を避けることができる水素生成装置を提供
することができる、という実用上有益な効果を発揮す
る。
As described above, according to the present invention, it is practically possible to provide a hydrogen generator capable of avoiding an increase in the size of a reaction apparatus due to a raw material supply means such as spray injection. Exert a beneficial effect.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施の形態に係る水素生成装置の構成
を模式的に示す説明図である。
FIG. 1 is an explanatory diagram schematically showing the configuration of a hydrogen generator according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1の反応装置の構成を模式的に説明する説明
図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram schematically illustrating the configuration of the reaction device of FIG.

【図3】図2の放熱パイプの構成を模式的に説明する説
明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram schematically illustrating the configuration of the heat dissipation pipe in FIG.

【図4】図1の反応装置の変形例における構成を模式的
に説明する説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram schematically illustrating a configuration of a modified example of the reaction device of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:水素生成装置 2:ストックタンク 3:反応装置(反応容器) 4:気液分離装置 41:凝縮器 42:ストックタンク 43:水素抽出部 5:送給ライン 6:送給ライン 7:排出ライン 8:排出ライン 9:ポンプ 10:流量調整弁 11:流量調整弁 12:制御装置 13:原料入り口 14:原料貯留部 15:断熱材 16:触媒層 16a:断熱フェルト 17:ガス貯留部 18:排出口 19:放熱パイプ 19´:誘導加熱コイル 1: Hydrogen generator 2: Stock tank 3: Reactor (reaction vessel) 4: Gas-liquid separation device 41: Condenser 42: Stock tank 43: Hydrogen extraction part 5: Feeding line 6: Feeding line 7: Discharge line 8: Discharge line 9: Pump 10: Flow control valve 11: Flow control valve 12: Control device 13: Raw material entrance 14: Raw material storage section 15: Insulation material 16: Catalyst layer 16a: Insulating felt 17: Gas storage section 18: outlet 19: Heat dissipation pipe 19 ': induction heating coil

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4G140 DA03 DB03 DB05 DC07 5H027 AA02 BA13    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    F-term (reference) 4G140 DA03 DB03 DB05 DC07                 5H027 AA02 BA13

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】芳香族化合物の水素化誘導体を加熱された
触媒に接触させて水素化誘導体の脱水素反応により水素
を生成する水素生成装置において、 前記水素化誘導体を貯留する原料貯留部と、 該原料貯留部よりも上位に配置され、反応により生成し
た水素を含む気体が内部を通過可能な触媒層と、 前記原料貯留部から毛細管現象により前記触媒層へ水素
化誘導体を供給する供給手段を備えたことを特徴とする
水素生成装置。
1. A hydrogen generator for producing hydrogen by a dehydrogenation reaction of a hydrogenated derivative by bringing the hydrogenated derivative of an aromatic compound into contact with a heated catalyst, and a raw material storage section for storing the hydrogenated derivative, A catalyst layer disposed above the raw material storage part, through which a gas containing hydrogen generated by the reaction can pass, and a supply means for supplying a hydrogenated derivative from the raw material storage part to the catalyst layer by capillary action. A hydrogen generator characterized by being provided.
【請求項2】前記供給手段は、耐熱フェルトであること
を特徴とする請求項1記載の水素生成装置。
2. The hydrogen generator according to claim 1, wherein the supply means is a heat-resistant felt.
【請求項3】前記触媒層と前記耐熱フェルトは連続され
ており、該耐熱フェルトの上方部に触媒が担持されて触
媒層が形成されていることを特徴とする請求項2記載の
水素生成装置。
3. The hydrogen generator according to claim 2, wherein the catalyst layer and the heat-resistant felt are continuous with each other, and a catalyst layer is formed by supporting a catalyst on an upper portion of the heat-resistant felt. .
【請求項4】前記触媒層は、断熱材を介して保持されて
いることを特徴とする請求項1又は2記載の水素生成装
置。
4. The hydrogen generator according to claim 1, wherein the catalyst layer is held via a heat insulating material.
【請求項5】前記触媒層は、電磁誘導加熱により加熱さ
れることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の
水素生成装置。
5. The hydrogen generator according to claim 1, wherein the catalyst layer is heated by electromagnetic induction heating.
【請求項6】請求項1〜5のいずれかに記載の水素生成
装置は、前記反応ガスから水素を分離する分離手段を備
え、 該水素分離手段により分離された水素の一部又は全部は
芳香族化合物を水素添加して水素化誘導体とすることに
より水素を貯蔵する水素貯蔵装置の水素源として利用さ
れることを特徴とする水素の貯蔵及び又は供給を行う水
素貯蔵・供給装置。
6. The hydrogen generator according to any one of claims 1 to 5, further comprising a separating means for separating hydrogen from the reaction gas, wherein a part or all of the hydrogen separated by the hydrogen separating means is aromatic. A hydrogen storage / supply device for storing and / or supplying hydrogen, which is used as a hydrogen source of a hydrogen storage device for storing hydrogen by hydrogenating a group compound into a hydrogenated derivative.
JP2002108243A 2002-04-10 2002-04-10 Hydrogen generator and hydrogen storage/supply apparatus Pending JP2003306303A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002108243A JP2003306303A (en) 2002-04-10 2002-04-10 Hydrogen generator and hydrogen storage/supply apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002108243A JP2003306303A (en) 2002-04-10 2002-04-10 Hydrogen generator and hydrogen storage/supply apparatus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2003306303A true JP2003306303A (en) 2003-10-28

Family

ID=29392071

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002108243A Pending JP2003306303A (en) 2002-04-10 2002-04-10 Hydrogen generator and hydrogen storage/supply apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2003306303A (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005200253A (en) * 2004-01-14 2005-07-28 Jfe Engineering Kk High-pressure hydrogen supply/utilization method
JP2007157369A (en) * 2005-11-30 2007-06-21 Sanyo Electric Co Ltd Fuel cell system
JP2009508787A (en) * 2005-09-20 2009-03-05 エアバス・ドイチュラント・ゲーエムベーハー An apparatus that generates hydrogen gas by dehydrogenation of hydrocarbon fuel.
JP2010285312A (en) * 2009-06-11 2010-12-24 Hitachi Aic Inc Hydrogen generator
US9845918B2 (en) 2014-05-09 2017-12-19 Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho Gas storage/supply system
CN112791670A (en) * 2020-12-23 2021-05-14 南京大学 Interfacial thermocatalytic system
CN115347221A (en) * 2022-08-30 2022-11-15 江苏毅合捷汽车科技股份有限公司 Gas-liquid separation device for hydrogen fuel cell system and use method thereof

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005200253A (en) * 2004-01-14 2005-07-28 Jfe Engineering Kk High-pressure hydrogen supply/utilization method
JP2009508787A (en) * 2005-09-20 2009-03-05 エアバス・ドイチュラント・ゲーエムベーハー An apparatus that generates hydrogen gas by dehydrogenation of hydrocarbon fuel.
JP2007157369A (en) * 2005-11-30 2007-06-21 Sanyo Electric Co Ltd Fuel cell system
JP2010285312A (en) * 2009-06-11 2010-12-24 Hitachi Aic Inc Hydrogen generator
US9845918B2 (en) 2014-05-09 2017-12-19 Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho Gas storage/supply system
CN112791670A (en) * 2020-12-23 2021-05-14 南京大学 Interfacial thermocatalytic system
CN115347221A (en) * 2022-08-30 2022-11-15 江苏毅合捷汽车科技股份有限公司 Gas-liquid separation device for hydrogen fuel cell system and use method thereof
CN115347221B (en) * 2022-08-30 2023-11-14 江苏毅合捷汽车科技股份有限公司 Gas-liquid separation device for hydrogen fuel cell system and application method thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100868392B1 (en) Ammonia-based hydrogen generation apparatus and method for using same
TWI397504B (en) Process and device for the production of synthesis gas from gaseous hydrocarbons
US11674068B2 (en) Hydrogen extraction reactor and hydrogen extraction process using phase change materials
JP5654371B2 (en) Hydrogen gas generation apparatus and hydrogen gas generation method
JP2003306303A (en) Hydrogen generator and hydrogen storage/supply apparatus
JP2005022939A (en) Reaction device of hydrogen-supply system, and hydrogen-supply system
JP4657475B2 (en) Hydrogen storage and supply system
JP2003306302A (en) Hydrogen generator, hydrogen storage/supply apparatus and method for generating hydrogen
JP2004250255A (en) Hydrogen storage and generation system
JP2013163624A (en) Device and method for producing hydrogen
JP4697921B2 (en) Electricity, hydrogen and aromatic hydrocarbon co-production system
CN113332933B (en) On-vehicle organic liquid hydride dehydrogenation reactor
JP2004026593A (en) Apparatus for generating and storing hydrogen
JP2003306301A (en) Hydrogen storage/supply system
JP2004324784A (en) Hydrogen supplying and storage device
JP4254127B2 (en) Hydrogen storage and supply system
JP2002274804A (en) Hydrogen storage and supply means
JP2002274803A (en) Hydrogen storage and supply means
JP2004224596A (en) Hydrogen supply apparatus
JP2003321202A (en) Hydrogen storage/supply system
JP2002274802A (en) Hydrogen storage and supply means
JP2005008502A (en) Hydrogen supply / storage apparatus and hydrogen supply / storage method
JP2004250256A (en) Hydrogen storage and generation system
JP2003095603A (en) Hydrogen storage and supply system
JP2003299958A (en) Metal supported catalyst for occluding and supplying hydrogen, preparation method therefor and hydrogen occlusion and supply system utilizing the catalyst