JP2007246305A - Hydrogen production system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、触媒の存在の下、ジメチルエーテルを原料として使用し、水蒸気改質を行って水素リッチなガスを精製する水素製造装置に関する。 The present invention relates to a hydrogen production apparatus that uses dimethyl ether as a raw material in the presence of a catalyst and performs steam reforming to purify a hydrogen-rich gas.
最近の水素精製の技術では、例えばジメチルエーテルを原料として水蒸気改質を行う場合、ジメチルエーテルが合成燃料であることから、天然ガスや液化石油等に較べ硫黄等の不純物が少なく、温度300℃以下でも水素の精製が可能であると、研究成果が報告されている。 In recent hydrogen purification technologies, for example, when steam reforming is performed using dimethyl ether as a raw material, since dimethyl ether is a synthetic fuel, there are fewer impurities such as sulfur compared to natural gas and liquefied petroleum, etc. Research results have been reported that it can be purified.
従来、水素を精製するのに必要な温度は700℃以上とされており、この熱源として化石燃料の燃料排熱を利用していた。このため水素を精製するときに発生する二酸化炭素のほかに燃焼排熱からも二酸化炭素が出ている。つまり、原料から改質された水素を精製するとき、二酸化炭素の発生はないものの、水素の製造過程において多くの二酸化炭素を精製している。 Conventionally, the temperature required for purifying hydrogen is set to 700 ° C. or higher, and the exhaust heat of fossil fuel is used as the heat source. For this reason, in addition to carbon dioxide generated when purifying hydrogen, carbon dioxide is also emitted from combustion exhaust heat. That is, when purifying the reformed hydrogen from the raw material, carbon dioxide is not generated, but much carbon dioxide is purified during the hydrogen production process.
さらに、加えて原料を水蒸気改質する際、使用する燃焼排熱から硫黄酸化物等の有害物質が精製されている。 In addition, when steam reforming the raw material, harmful substances such as sulfur oxides are purified from the combustion exhaust heat used.
このように、天然ガスや液化石油ガス等に較べて環境に与える影響が少ないジメチルエーテルを使用して水素を精製するとき、水蒸気改質の際に使用する触媒は、例えば、特許文献1および特許文献2等に開示されている。
Thus, when purifying hydrogen using dimethyl ether, which has less impact on the environment than natural gas, liquefied petroleum gas, etc., the catalyst used for steam reforming is, for example,
また、天然ガスに較べて低温で水素を精製するジメチルエーテルを使用し、このジメチルエーテルから精製された水素を原動機の燃料に使用する技術として、例えば特許文献3に開示されている。
Further, for example,
また、ジメチルエーテルを水蒸気改質して水素を精製する際、水蒸気の供給源を原子力発電プラントから求めた技術として、例えば特許文献4に開示されている。
上述の特許文献に示されているように、ジメチルエーテルを原料とし、触媒の存在の下、水蒸気改質を行って水素リッチなガスを精製する際、外部から多くの熱が供給されているが、供給される熱を余すことなく、十分に活用している訳ではない。 As shown in the above-mentioned patent document, dimethyl ether is used as a raw material, and when a hydrogen-rich gas is purified by steam reforming in the presence of a catalyst, a large amount of heat is supplied from the outside. The heat supplied is not fully utilized.
このため、外部から供給される熱のより一層の有効活用を図るとともに、水素を精製するに必要な直接的に供給する熱の温度を低くさせても良質の水素リッチなガスが精製できる新たな技術の開発が望まれている。 For this reason, a new effective hydrogen-rich gas can be purified even when the temperature of the directly supplied heat required for purifying hydrogen is lowered while further effective utilization of heat supplied from the outside is attempted. Technology development is desired.
本発明は、このような要望に基づいてなされたもので、原料を触媒の存在の下、燃料改質を行って水素リッチなガスを精製する際、発生する燃焼排ガスをより一層有効に再活用を図り、熱エネルギの消費を少なくさせた水素製造装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made on the basis of such a demand. When purifying a hydrogen-rich gas by reforming a raw material in the presence of a catalyst, the generated flue gas is more effectively reused. Therefore, an object of the present invention is to provide a hydrogen production apparatus that consumes less heat energy.
本発明に係る水素製造装置は、上述の目的を達成するために、水を蒸発させる水蒸発器と、原料であるジメチルエーテルを予熱させるジメチルエーテル予熱器と、前記水蒸発器からの水蒸気と前記ジメチルエーテル予熱器からのジメチルエーテルとを混合させる混合ガス予熱器と、この混合ガス予熱器からの混合ガスを水素リッチなガスに改質させる改質器と、この改質器で精製された改質ガスを精製する水素精製器と、前記水蒸発器、前記ジメチルエーテル予熱器、前記混合ガス予熱器、前記改質器のうち、少なくとも一つ以上に前記水素精製器から排出される水素含有排ガスを熱源として供給する水素含有排ガス供給系統を備えたものである。 In order to achieve the above object, the hydrogen production apparatus according to the present invention includes a water evaporator for evaporating water, a dimethyl ether preheater for preheating dimethyl ether as a raw material, steam from the water evaporator and the dimethyl ether preheating. A mixed gas preheater that mixes dimethyl ether from the reactor, a reformer that reforms the mixed gas from the mixed gas preheater to a hydrogen-rich gas, and a reformed gas purified by the reformer A hydrogen-containing exhaust gas discharged from the hydrogen purifier is supplied as a heat source to at least one of the hydrogen purifier, the water evaporator, the dimethyl ether preheater, the mixed gas preheater, and the reformer. A hydrogen-containing exhaust gas supply system is provided.
また、本発明に係る水素製造装置は、上述の目的を達成するために、水を蒸発させる水蒸発器と、原料であるジメチルエーテルを予熱させるジメチルエーテル予熱器と、前記水蒸発器からの水蒸気と前記ジメチルエーテル予熱器からのジメチルエーテルとを混合させる混合ガス予熱器と、この混合ガス予熱器からの混合ガスを水素リッチなガスに改質させる改質器と、この改質器で精製された改質ガスを冷却する冷却器と、冷却された改質ガスに酸素供給器からの酸素が加えられ、前記改質ガスに含まれる一酸化炭素を二酸化炭素に変成する一酸化炭素除去器と、この一酸化炭素除去器からの前記改質ガスを圧縮させた後、水素を精製する水素精製器と、前記水蒸発器、前記ジメチルエーテル予熱器、前記混合ガス予熱器、前記改質器、前記一酸化炭素除去器、前記水素精製器のそれぞれとの熱を授受する熱源供給部とを備えたものである。 In order to achieve the above-mentioned object, the hydrogen production apparatus according to the present invention includes a water evaporator for evaporating water, a dimethyl ether preheater for preheating dimethyl ether as a raw material, water vapor from the water evaporator, A mixed gas preheater that mixes dimethyl ether from the dimethyl ether preheater, a reformer that reforms the mixed gas from the mixed gas preheater into a hydrogen-rich gas, and a reformed gas purified by the reformer And a carbon monoxide remover for converting oxygen monoxide contained in the reformed gas into carbon dioxide by adding oxygen from the oxygen supply to the cooled reformed gas, and the monoxide A hydrogen purifier for purifying hydrogen after compressing the reformed gas from the carbon remover; the water evaporator; the dimethyl ether preheater; the mixed gas preheater; the reformer; Carbon oxide remover, in which a heat source supply unit for exchanging heat with each of the hydrogen purifier.
本発明に係る水素製造装置は、原料の改質を行って水素を精製する際、発生する燃焼排ガスを、水蒸発器、ジメチルエーテル予熱器、混合ガス予熱器、改質器、水素精製器のそれぞれに熱源として供給する手段を備え、排熱エネルギの再活用を図ったので、水素製造に要する熱エネルギを節約することができる。 In the hydrogen production apparatus according to the present invention, when purifying hydrogen by reforming a raw material, generated combustion exhaust gas is converted into a water evaporator, a dimethyl ether preheater, a mixed gas preheater, a reformer, and a hydrogen purifier, respectively. As a heat source, the heat energy required for hydrogen production can be saved.
以下、本発明に係る水素製造装置の実施形態を図面および図面に付した符号を引用して説明する。 Hereinafter, embodiments of a hydrogen production apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings and reference numerals attached to the drawings.
図1は、本発明に係る水素製造装置の第1実施形態を示す概略系統図である。 FIG. 1 is a schematic system diagram showing a first embodiment of the hydrogen production apparatus according to the present invention.
本実施形態に係る水素製造装置は、原料である水1を蒸発させる水蒸発器3と、原料であるジメチルエーテル2を予熱させるジメチルエーテル予熱器4とを並列に配置して備えている。
The hydrogen production apparatus according to this embodiment includes a
また、本実施形態に係る水素製造装置は、水蒸発器3で蒸発させた水蒸気を、ジメチルエーテル予熱器4で予熱させたジメチルエーテル2に混合させて混合ガスにし、この混合ガスを再び予熱させる混合ガス予熱器5と、この混合ガス予熱器5を出た混合ガスに触媒の存在の下、水蒸気改質を行って水素リッチなガスを精製する改質器6と、この改質器6からのガスで水素を精製する水素精製器11とを直列接続させて備えている。
Moreover, the hydrogen production apparatus according to the present embodiment mixes the water vapor evaporated by the
また、本実施形態に係る水素製造装置は、水蒸発器3、ジメチルエーテル予熱器4、混合ガス予熱器5、改質器6、および水素精製器11のそれぞれに、熱源供給部12、具体的には原子力発電プラントからの熱の授受を行う熱授受配管系統13a1,13a2,13b1,13b2,…,13e1,13e2を備える一方、他の熱供給源として水素の精製中、水素精製器11から排出される水素含有排ガスを供給する水素含有排ガス供給系統26を備えている。
In addition, the hydrogen production apparatus according to the present embodiment includes a heat
なお、熱源供給部12は、原子力発電プラントに限らず、産業用ボイラ、火力発電プラント、燃料工程を有する産業システム等でもよい。
The heat
一方、上述の構成を有する本実施形態に係る水素製造装置において、ジメチルエーテル(DME)2を予熱するジメチルエーテル予熱器4は、熱源供給部12、具体的には原子力発電プラントから熱授受配管系統13b1,13b2を介して供給される熱と、水素精製器11から水素含有排ガス供給系統26を介して供給される水素含有排ガスの熱とを受け、ジメチルエーテル2を液体から気体に気化している
また、水蒸発器3は、熱源を上述と同様に、熱源供給部12の熱授受配管系統13a1,13a2を介して供給される熱と、水素含有排ガス供給系統26からの水素含有排ガスの熱とを受けて水1を蒸発させて水蒸気にしている。
On the other hand, in the hydrogen production apparatus according to the present embodiment having the above-described configuration, the dimethyl ether preheater 4 that preheats the dimethyl ether (DME) 2 is supplied from the heat
また、混合ガス予熱器5は、水蒸発器3からの水蒸気とジメチルエーテル予熱器4からのジメチルエーテル2の気体とを混合させ、この混合ガスを、上述と同様に、熱授受配管系統13c1,13c2からの熱と、水素含有排ガス供給系統26からの熱とで温度250℃〜300℃まで予熱させている。
The mixed gas preheater 5 mixes the water vapor from the
また、改質器6は、触媒の存在の下、予熱した混合ガスに、上述と同様に、熱授受配管系統13d1,13d2からの熱と水素含有排ガス供給系統26からの熱とを加えて水蒸気改質を行い、水素リッチなガスを精製している。
In addition, the
そして、水素精製器11では、熱授受配管系統13e1,13e2の熱を受け、改質器6からの水素リッチなガスを精製して水素を生産する。
The
このように、本実施形態は、水蒸発器3、ジメチルエーテル予熱器4、混合ガス予熱器5、改質器8のそれぞれを加熱する熱源を、熱供給部12の熱授受配管系統13a1,13a2,13b1,13b2,…,13e1,13e2からの熱と、水素精製器11の水素含有排ガス供給系統26からの排ガスに求めたので、二酸化炭素の発生をより一層少なくすることができ、排エネルギのより一層の有効活用を図ることができる。
As described above, in the present embodiment, the heat sources for heating the
なお、本実施形態は、二酸化炭素発生の低減化と排エネルギ利用の有効活用を、原子力発電プラントおよび水素精製器11の排ガスに求めたが、この例に限らず、例えば、図2に示すように、水素精製器11で精製された水素の一部を燃料として供給する水素燃料供給系統27を設けてもよい。水素含有排ガス供給系統26と併用すると、供給熱エネルギのより一層の節約を図ることができる。
In addition, although this embodiment calculated | required reduction of a carbon dioxide generation | occurrence | production and effective utilization of waste energy utilization to the exhaust gas of a nuclear power plant and the
図3は、本発明に係る水素製造装置の第3実施形態を示す概略系統図である。 FIG. 3 is a schematic system diagram showing a third embodiment of the hydrogen production apparatus according to the present invention.
本実施形態に係る水素製造装置は、水1を蒸発させた水蒸発器3からの水蒸気と、ジメチルエーテル(DME)2を気化させたジメチルエーテル予熱器4からの気体とを混合ガス予熱器5で混合予熱させる一方、予熱させた混合ガスの流れに沿って順に、改質器6、冷却器7、酸素供給器8を設けた一酸化炭素除去器9、圧縮機10および水素精製器11を備える構成になっている。
The hydrogen production apparatus according to the present embodiment mixes water vapor from a
また、上述の構成機器のうち、水蒸発器3、ジメチルエーテル予熱器4、混合ガス予熱器5、改質器6、一酸化炭素除去器9および水素精製器11のそれぞれには、例えば発電プラント、あるいは焼却炉の排熱等、具体的には原子力発電プラントを、別置きの熱源供給部12とし、ここから熱の授受を行う熱授受配管系統13a,13b,13c,…,13fと、水素精製器11の排ガス配管系統15から出たオフガス(水素含有排ガスの排熱)の熱回収を行う排熱回収系統14a,14b,14c,…,14fとを備え、熱の回収を行い、より一層排熱の有効再活用を図っている。
Among the above-described components, each of the
一方、上述の構成に基づき、水1とジメチルエーテル2とは、以下に示す反応式により水素を精製する。
On the other hand, based on the above-described configuration,
[化1]
CH3OCH3+3H2O → 2CO2+6H2 ……(1)
この反応式(1)から水をジメチルエーテルの化学量論比は、3となるから、これらの数値を基に水とジメチルエーテルの流量が設定され、機種、容積が選択される。
[Chemical 1]
CH 3 OCH 3 + 3H 2 O → 2CO 2 + 6H 2 (1)
From this reaction formula (1), the stoichiometric ratio of water to dimethyl ether is 3, so the flow rate of water and dimethyl ether is set based on these values, and the model and volume are selected.
改質器6は、ジメチルエーテルの水蒸気改質反応を促進させる触媒を充填している。
The
また、改質器6は、器内温度を250℃以上に維持し、反応圧力を1MPa以下に調整し、触媒によるジメチルエーテルの水蒸気改質に寄与させている。
The
また、本実施形態は、改質ガスに含まれる一酸化炭素を二酸化炭素に変成させるために酸素を供給する酸素供給器8と、供給された酸素から一酸化炭素を二酸化炭素に変成させる一酸化炭素除去器9を設け、酸化反応を用いる場合を例に採っているが、酸素を用いない、例えば、シフト反応に置き換えてもよい。
In the present embodiment, the
一酸化炭素除去器9から出た改質ガスは、圧縮機10で圧縮され、水素精製器11に供給される。
The reformed gas output from the
圧縮された改質ガスの供給を受ける水素精製器11は、改質ガス中に含まれる水素と、水素以外の成分とを分離するものであり、吸着法として、例えば、PSA法(圧力変動吸着分離法)、TSA法(温度変動吸着分離法)、PTSA法(圧力温度変動吸着分離法)、水素分離膜のうち、いずれかが選択される。
The
また、水素精製器11は、改質ガスから分離した水素を精製するとともに、残った改質ガスをオフガスとして、排熱回収系統14a,14b,…,14fを介装して、上述水蒸発器3、ジメチルエーテル予熱器4、…,および水素精製器11自身に回収させる。
Further, the
このように、本実施形態は、水蒸発器3、ジメチルエーテル予熱器4、混合ガス予熱器5、改質器6、一酸化炭素除去器9、水素精製器11のそれぞれに水製造に必要な熱を外部の熱源供給部12から熱授受する熱授受配管系統13a,13b,…,13fと、水素精製器11で精製された燃焼ガスをオフガスとして上述と同様に、排ガス配管系統15から水蒸発器3、ジメチルエーテル予熱器4、改質器6、…等のそれぞれに供給する排熱回収系統14a,14b,…,14fとを備え、オフガス等の排熱エネルギを再び活用させる構成にしたので、水素製造に要する熱エネルギの節約を図ることができる。
As described above, in the present embodiment, the
また、本実施形態は、熱源供給部12として原子力発電プラントを適用した場合において、熱を発生させるために酸素を使用しないので、水素製造の際に精製される二酸化炭素をより一層抑制することができる。
Further, in the present embodiment, when a nuclear power plant is applied as the heat
図4は、本発明に係る水素製造装置の第4実施形態を示す概略系統図である。 FIG. 4 is a schematic system diagram showing a fourth embodiment of the hydrogen production apparatus according to the present invention.
なお、第3実施形態の構成要素と同一構成要素には、同一符号を付し、重複説明を省略する。 In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the component same as the component of 3rd Embodiment, and duplication description is abbreviate | omitted.
本実施形態に係る水素製造装置は、一酸化炭素除去器9の出口側と圧縮機10の入口側との間に二酸化炭素回収器16を設け、水蒸気改質中に精製された二酸化炭素を回収するとともに、その際に使用する熱源を熱源供給部12から求める熱授受配管系統13gと、排ガス配管系統15から求める排熱回収系統14gとを備えたものである。
In the hydrogen production apparatus according to this embodiment, a carbon
なお、二酸化炭素回収器16は、水素精製器11よりも適用温度の低いものが望ましく、アルコールアミン液を用いるアミン法、アルカリ塩類を用いる熱アルカリ法等が選択される。
The carbon
このように、本実施形態は、一酸化炭素除去器9の出口側と圧縮機10の入口側との間に二酸化炭素回収器16を設け、この二酸化炭素回収器16によって改質ガスに含まれる二酸化炭素を分離させ、二酸化炭素を分離させた改質ガスを水素精製器11に供給する構成にしたので、原料であるジメチルエーテルに含まれる炭素資源を有効利用することができるとともに、水素精製器11で二酸化炭素の少なくなった排ガス配管系統15からのオフガスを再び二酸化炭素分離に再活用でき、熱エネルギの消費低減化に寄与することができる。
Thus, in the present embodiment, the carbon
図5は、本発明に係る水素製造装置の第5実施形態を示す概略系統図である。 FIG. 5 is a schematic system diagram showing a fifth embodiment of the hydrogen production apparatus according to the present invention.
なお、第3実施形態の構成要素と同一構成要素には、同一符号を付し、重複説明を省略する。 In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the component same as the component of 3rd Embodiment, and duplication description is abbreviate | omitted.
本実施形態に係る水素製造装置は、水蒸発器3、ジメチルエーテル予熱器4、混合ガス予熱器5、改質器6、一酸化炭素除去器9、水素精製器11、二酸化炭素回収器16のそれぞれに水素製造に必要な熱を外部の熱源供給部12から受ける熱授受配管系統13a,13b,…,13gと、水素精製器11で水素精製の際、発生した未燃水素ガスを含む燃焼ガスをオフガスとして排ガス配管系統15から上述の水蒸発器3、ジメチルエーテル予熱器4、混合ガス予熱器5、改質器6、一酸化炭素除去器9、水素精製器11、二酸化炭素回収器16のそれぞれに供給する排熱回収系統14a,14b,…,14gとを設ける一方、さらに水蒸発器3、ジメチルエーテル予熱器4、混合ガス予熱器5、改質器6、一酸化炭素除去器9、水素精製器11、二酸化炭素回収器16のそれぞれに加熱用補助燃料を供給する過熱用補助燃料供給系統17,17a,17b,…,17gを設けた。
The hydrogen production apparatus according to this embodiment includes a
このように、本実施形態は、水蒸発器3、ジメチルエーテル予熱器4、混合ガス予熱器5、改質器6、一酸化炭素除去器9、水素精製器11、二酸化炭素回収器16のそれぞれに加熱用補助燃料を供給する加熱用補助燃料供給系統17,17a,17b,…,17gを設けたので、熱授受配管系統13a,13b,…,13gや排熱回収系統14a,14b,…,14gからの供給される熱の量に過少等の不安定性があっても、確実に適正な熱量を供給することができ、安定した水素を精製することができる。
As described above, the present embodiment is applied to each of the
なお、本実施形態は、水蒸発器3、ジメチルエーテル予熱器4、混合ガス予熱器5、改質器6、一酸化炭素除去器9、水素精製器11、二酸化炭素回収器16のそれぞれに加熱用補助燃料を供給する加熱用補助燃料供給系統17,17a,17b,…,17gを設けたが、この例に限らず、例えば、図6に示すように、水蒸発器3、ジメチルエーテル予熱器4、混合ガス予熱器5、改質器6、一酸化炭素除去器9、二酸化炭素回収器16、水素精製器11のそれぞれに加熱用補助燃料としてジメチルエーテルを供給するジメチルエーテル補助燃料供給系統18,18a,18b,…,18gにしてもよい。なお、図5および図6に示した実施形態なおいて各々の全ての構成要素に補助燃料を供給する構成を採ったが、必要に応じてその一部の構成要素に補助燃料を供給してもよい。
In this embodiment, the
図7は、本発明に係る水素製造装置の第7実施形態を示す概略系統図である。 FIG. 7 is a schematic system diagram showing a seventh embodiment of the hydrogen production apparatus according to the present invention.
なお、第3実施形態の構成要素と同一構成要素には、同一符号を付し、重複説明を省略する。 In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the component same as the component of 3rd Embodiment, and duplication description is abbreviate | omitted.
本実施形態に係る水素製造装置は、水素精製器11から出た水素含有のオフガスを燃焼ガスとして再び活用するとき、水蒸発器3、ジメチルエーテル予熱器4、混合ガス予熱器5、改質器6、一酸化炭素除去器9、水素精製器11、二酸化炭素回収器16のそれぞれが備えた燃焼排ガス系統19a,19b,…,19gから出た燃焼排ガスを一つにまとめて二酸化炭素回収器16に回収させる燃焼排ガス回収系統20を設けたものである。
When the hydrogen production apparatus according to this embodiment uses the hydrogen-containing off-gas emitted from the
このように、本実施形態は、水蒸発器3、ジメチルエーテル予熱器4、混合ガス予熱器5、改質器6、一酸化炭素除去器9、水素精製器11、二酸化炭素回収器16のそれぞれが、水素精製器11から水素含有のオフガスを燃焼ガスとして再活用するときに二酸化炭素が含まれる場合、その燃焼後の燃焼ガスに含まれている二酸化炭素を一つにまとめて回収し、二酸化炭素回収器16に処理させる燃焼排ガス回収系統20を設けたので、水素精製の際に発生した排ガスを再活用することができ、水素精製に要する熱エネルギの消費を少なくさせてエネルギの節約を図ることができる。
Thus, in this embodiment, each of the
図8は、本発明に係る水素製造装置の第8実施形態を示す概略系統図である。 FIG. 8 is a schematic system diagram showing an eighth embodiment of the hydrogen production apparatus according to the present invention.
なお、第3実施形態の構成要素と同一構成要素には、同一符号を付し、重複説明を省略する。 In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the component same as the component of 3rd Embodiment, and duplication description is abbreviate | omitted.
本実施形態に係る水素製造装置は、水蒸発器3、ジメチルエーテル予熱器4、混合ガス予熱器5、改質器6、一酸化炭素除去器9、二酸化炭素回収器16、水素精製器11のそれぞれが水素精製器11から出た水素含有のオフガスと、ジメチルエーテル補助燃料供給系統18,18a,…,18gから供給される補助燃料としてのジメチルエーテルを混焼あるいは単焼するとき、水蒸発器3、ジメチルエーテル予熱器4、混合ガス予熱器5、改質器6、一酸化炭素除去器9、水素精製器11、二酸化炭素回収器16のそれぞれが備えた燃焼排ガス系統19a,19b,…,19gから出た燃焼ガスを1つにまとめて二酸化炭素回収器16に回収させる燃焼排ガス回収系統20を設けたものである。
The hydrogen production apparatus according to this embodiment includes a
このように、本実施形態は、水蒸発器3、ジメチルエーテル予熱器4、混合ガス予熱器5、改質器6、一酸化炭素除去器9、水素精製器11、二酸化炭素回収器16のそれぞれが、水素精製器11からのオフガスと、ジメチルエーテル補助燃料供給系統18,18a,…,18gからのジメチルエーテルを混焼あるいは単焼し、その燃焼後の燃焼ガスに含まれている二酸化炭素を一つにまとめて回収し、二酸化炭素回収器16に処理させる燃焼排ガス回収系統20を設けて排ガスの再活用を図ったので、水素精製に要する熱エネルギの消費を少なくして、エネルギの節約を図ることができる。
Thus, in this embodiment, each of the
図9は、本発明に係る水素製造装置の第9実施形態を示す概略系統図である。 FIG. 9 is a schematic system diagram showing a ninth embodiment of the hydrogen production apparatus according to the present invention.
なお、第3実施形態の構成要素と同一構成要素には、同一符号を付し、重複説明を省略する。 In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the component same as the component of 3rd Embodiment, and duplication description is abbreviate | omitted.
本実施形態に係る水素製造装置は、熱源供給部12から熱供給配管系統21を介して改質器6に供給した熱でジメチルエーテル(原料)2を触媒の下、水蒸気改質して水素を精製し、水素の精製と同時に発生する燃焼ガスを予熱源としてジメチルエーテル予熱器4に送ってジメチルエーテル2を予熱するジメチルエーテル予熱源供給系統22と、ジメチルエーテル予熱器4でジメチルエーテル2を予熱後の熱を熱源供給部12に回収させる熱回収系統23とを設けたものである。
The hydrogen production apparatus according to the present embodiment purifies hydrogen by steam reforming dimethyl ether (raw material) 2 under the catalyst with heat supplied from the heat
このように、本実施形態は、改質器6でジメチルエーテル2を水蒸気改質に使用した熱を再び活用し、ジメチルエーテル2を予熱するジメチルエーテル予熱源供給系統22と、ジメチルエーテル2の予熱後の熱を熱源供給部12に回収させる熱回収系統23を設け排熱エネルギの再活用を図ったので、水素精製に要する熱エネルギの消費を少なくしてエネルギの節約を図ることができる。
As described above, in the present embodiment, the heat generated by using the
図10は、本発明に係る水素製造装置の第10実施形態を示す概略系統図である。 FIG. 10 is a schematic system diagram showing a tenth embodiment of the hydrogen production apparatus according to the present invention.
なお、第3実施形態の構成要素と同一構成要素には、同一符号を付し、重複説明を省略する。 In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the component same as the component of 3rd Embodiment, and duplication description is abbreviate | omitted.
本実施形態に係る水素製造装置は、冷却器7からの放熱を利用し、水蒸発器3に供給される水を予熱する水予熱供給系統24を備えたものである。
The hydrogen production apparatus according to the present embodiment includes a water
このように、本実施形態は、冷却器7と水蒸発器3とを結ぶ水予熱供給系統24を備え、冷却器7の放熱を利用して水蒸発器3に供給される水を予め予熱する構成にしたので、排熱の有効活用を図って水素精製に要する熱エネルギの消費を少なくしてエネルギの節約を図ることができる。
As described above, the present embodiment includes the water preheating
図11は、本発明に係る水素製造装置の第11実施形態を示す概略系統図である。 FIG. 11 is a schematic system diagram showing an eleventh embodiment of the hydrogen production apparatus according to the present invention.
なお、第3実施形態の構成要素と同一構成要素には、同一符号を付し、重複説明を省略する。 In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the component same as the component of 3rd Embodiment, and duplication description is abbreviate | omitted.
本実施形態に係る水素製造装置は、酸素供給器8からの酸素を一酸化炭素除去器9に供給し、一酸化炭素を二酸化炭素に変成させる一方、改質器6にも酸素を供給し、ジメチルエーテル2の部分酸化反応を可能にする酸素供給系統25を備えたものである。
The hydrogen production apparatus according to the present embodiment supplies oxygen from the
本実施形態は、酸素供給器8からの酸素を改質器6に供給する酸素供給系統25を設け、原料であるジメチルエーテル2の水蒸気改質の他に部分酸化も行うことができ、その使用方法の選択を拡げて利便性を増すことができる。
In the present embodiment, an
1 水
2 ジメチルエーテル
3 水蒸発器
4 ジメチルエーテル予熱器
5 混合ガス予熱器
6 改質器
7 冷却器
8 酸素供給器
9 一酸化炭素除去器
10 圧縮機
11 水素精製器
12 熱源供給部
13a,13a1,13a2,13b,13b1,13b2,13c,13c1,13c2,… 熱授受配管系統
14a,14b,14c,… 排熱回収系統
15 排ガス配管系統
16 二酸化炭素回収器
17,17a,17b,17c,… 加熱用補助燃料供給系統
18,18a,18b,18c,… ジメチルエーテル補助燃料供給系統
19a,19b,19c,… 燃焼排ガス系統
20 燃焼排ガス回収系統
21 熱供給配管系統
22 ジメチルエーテル予熱器供給系統
23 熱回収系統
24 水予熱供給系統
25 酸素供給系統
26 水素含有排ガス供給系統
27 水素燃料供給系
DESCRIPTION OF
Claims (13)
The hydrogen production apparatus according to claim 1, wherein the heat source supply unit is a nuclear power plant.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006068691A JP2007246305A (en) | 2006-03-14 | 2006-03-14 | Hydrogen production system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006068691A JP2007246305A (en) | 2006-03-14 | 2006-03-14 | Hydrogen production system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007246305A true JP2007246305A (en) | 2007-09-27 |
Family
ID=38590991
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006068691A Pending JP2007246305A (en) | 2006-03-14 | 2006-03-14 | Hydrogen production system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2007246305A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012067165A (en) * | 2010-09-22 | 2012-04-05 | Japan Steel Works Ltd:The | Method and system for recovering and utilizing waste energy |
JP2012066956A (en) * | 2010-09-22 | 2012-04-05 | Japan Steel Works Ltd:The | Exhaust heat energy recovery system |
JP2012188360A (en) * | 2011-03-09 | 2012-10-04 | Japan Steel Works Ltd:The | Production method and production system for reaction product utilizing waste heat and recyclable energy |
-
2006
- 2006-03-14 JP JP2006068691A patent/JP2007246305A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2012067165A (en) * | 2010-09-22 | 2012-04-05 | Japan Steel Works Ltd:The | Method and system for recovering and utilizing waste energy |
JP2012066956A (en) * | 2010-09-22 | 2012-04-05 | Japan Steel Works Ltd:The | Exhaust heat energy recovery system |
JP2012188360A (en) * | 2011-03-09 | 2012-10-04 | Japan Steel Works Ltd:The | Production method and production system for reaction product utilizing waste heat and recyclable energy |
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