JP2008303134A - 水素製造装置およびその停止方法 - Google Patents
水素製造装置およびその停止方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2008303134A JP2008303134A JP2008080628A JP2008080628A JP2008303134A JP 2008303134 A JP2008303134 A JP 2008303134A JP 2008080628 A JP2008080628 A JP 2008080628A JP 2008080628 A JP2008080628 A JP 2008080628A JP 2008303134 A JP2008303134 A JP 2008303134A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- process fluid
- fluid circulation
- hydrogen production
- production apparatus
- temperature
- 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.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Fuel Cell (AREA)
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
Abstract
【解決手段】改質原料を水蒸気改質して水素を含む改質ガスを得る改質器を有する水素製造装置の停止方法において、水素製造装置への改質原料の供給を停止した後に、a)水素製造装置の、プロセス流体が流通可能な領域であるプロセス流体流通領域を外界から遮断する工程、および、b)プロセス流体流通領域を加熱するための加熱手段を用いて、プロセス流体流通領域の温度を、プロセス流体流通領域の圧力における水の沸点以上に調節しつつ、プロセス流体流通領域に水を供給することによりプロセス流体流通領域の圧力が負圧になることを防止する工程を有する。この方法を行うための水素製造装置。
【選択図】図1
Description
水素製造装置の、プロセス流体が流通可能な領域であるプロセス流体流通領域を外界から遮断する遮断手段;
該プロセス流体流通領域の温度を検知する温度検知手段;
該プロセス流体流通領域の圧力を検知する圧力検知手段;
該プロセス流体流通領域を加熱するための加熱手段;
プロセス流体流通領域に水を供給する水供給手段;および、
水素製造装置への改質原料の供給を停止した後に、該遮断手段を作動させて該プロセス流体流通領域を外界から遮断し、該加熱手段を作動させて該温度検知手段により検知した該プロセス流体流通領域の温度を該圧力検知手段により検知したプロセス流体流通領域の圧力における水の沸点以上に調節しつつ、該水供給手段を作動させてプロセス流体流通領域に水を供給する制御手段
を有する水素製造装置が提供される。
上記装置において、前記加熱手段が、電気ヒータおよびバーナから選ばれる少なくとも一つであることができる。
水素製造装置への改質原料の供給を停止した後に、
a)水素製造装置の、プロセス流体が流通可能な領域であるプロセス流体流通領域を外界から遮断する工程、および、
b)該プロセス流体流通領域を加熱するための加熱手段を用いて、該プロセス流体流通領域の温度を、プロセス流体流通領域の圧力における水の沸点以上に調節しつつ、プロセス流体流通領域に水を供給することによりプロセス流体流通領域の圧力が負圧になることを防止する工程
を有する水素製造装置の停止方法が提供される。
上記方法において、前記加熱手段として、電気ヒータおよびバーナから選ばれる少なくとも一つを用いることができる。
減するシフト反応器と、COの選択酸化反応(2CO+O2→2CO2)によりCO濃度を低減する選択酸化反応器との何れか一方を有することができる。例えば、固体高分子形燃料電池に供給する水素含有ガスを製造するためには、CO濃度低減の観点から、改質器、シフト反応器および選択酸化反応器をこの順(改質ガスの流れについて)に備える水素製造装置が好適である。
a)プロセス流体流通領域を外界から遮断する工程。
b)プロセス流体流通領域を加熱するための加熱手段を用いて、プロセス流体流通領域の温度を、プロセス流体流通領域の圧力における水の沸点以上に調節しつつ、プロセス流体流通領域に水を供給することによりプロセス流体流通領域の圧力が負圧になることを防止する工程。
プロセス流体流通領域加熱用の電気ヒータとしては、シースヒータなど公知の電気ヒータを適宜用いることができる。
また、プロセス流体流通領域加熱用のバーナには、水蒸気改質反応に必要な熱量を供給するために使用しているもの、つまり改質器に備わる改質触媒層加熱用のバーナを流用することができる。あるいは、改質触媒層加熱用のバーナとは別に、適宜のバーナを用いることもできる。
プロセス流体流通領域の温度を検知する温度検知手段;
プロセス流体流通領域の圧力を検知する圧力検知手段;
プロセス流体流通領域を加熱するための加熱手段;
プロセス流体流通領域に水を供給する水供給手段;および、
水素製造装置への改質原料の供給を停止した後に、遮断手段を作動させてプロセス流体流通領域を外界から遮断し、電気ヒータを作動させて温度検知手段により検知したプロセス流体流通領域の温度を圧力検知手段により検知したプロセス流体流通領域の圧力における水の沸点以上に調節しつつ、水供給手段を作動させてプロセス流体流通領域に水を供給する制御手段
を有する水素製造装置を用いることができる。
図1に本発明を好適に実施しうる水素製造装置の一形態を示す。この水素製造装置では、CO除去器100と改質器200とが接続部材300を介して一体化されている。水素製造装置は断熱材(不図示)によって覆われている。
さて図1に示した水素製造装置を停止する方法について述べる。
複数個所の温度を監視する場合、それぞれの個所の温度に相異なる設定温度を設定してもよいし、全ての個所の温度に、一つの設定温度を設定してもよい。いずれの個所の温度も設定温度となるように、電気ヒータの電源を操作することができる。
ただし、この加熱はプロセス流体流通領域で水の凝縮を防ぐためのものなので、監視した温度が厳密に設定温度になるような制御は不要である。したがって電気ヒータが一つであって複数個所の温度を監視する場合でも、複数個所の全ての温度が設定温度を下回らないように電気ヒータを制御することができる。つまり複数の監視温度のうちのいずれの温度でも一つの温度が設定温度を下回ったら、電気ヒータを作動させその温度が設定温度以上となるように制御することができる。
また、プロセス流体流通領域加熱手段として、電気ヒータではなくバーナを用いる場合も、上記と同様である。この場合は、電源を操作する替わりにバーナの作動(燃焼開始および燃焼停止)を操作すればよい。例えば複数個所の温度を監視し、そのうちのいずれの温度でも一つの温度が設定温度を下回ったら、一定時間バーナを燃焼させるような制御を行なうことができる。この場合、予め予備実験などで妥当なバーナ燃焼時間を求めておき、その時間だけバーナを燃焼させるようにタイマーで制御することができる。電気ヒータについてもタイマーで一定時間作動させてもよい。
電気ヒータとバーナとを併用する場合、例えば、或る個所(一個所でも複数個所でもよい)の温度を電気ヒータで制御し、別の個所(一個所でも複数個所でもよい)の温度をバーナで制御することができる。
電気ヒータとバーナを併用する場合、電気ヒータおよびバーナによる温度調節は、例えば、
i)電気ヒータによる温度調節は、温度監視点を選択酸化触媒下部温度のみとする、
ii)バーナによる温度調節は、温度監視点を改質部上層部温度のみとする、
などというように、電気ヒータとバーナのそれぞれについて任意の監視温度点を設けて行うことができる。
改質原料としては、水蒸気改質反応により水素含有ガスを得ることのできる公知の物質を用いることができる。例えば、天然ガスもしくは都市ガス、LPG(液化石油ガス)、ナフサ、灯油等の炭化水素系燃料を用いることができる。ナフサ、灯油などの液体燃料を用いる場合には、適宜気化して用いることができる。前述のように、改質原料として、常温常圧(25℃、0.101MPa)で液体である可燃性物質を使用する場合、なかでも灯油を使用する場合に本発明は特に効果的であり、好ましい。
シフト反応器では、供給されるガス中の一酸化炭素含有量(ドライベースのモル%)を好ましくは2%以下、より好ましくは1%以下、さらに好ましくは0.5%以下までに落とす。
選択酸化反応器では、鉄、コバルト、ニッケル、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、白金、銅、銀、金などを含有する触媒を用い、残存する一酸化炭素モル数に対し好ましくは0.5〜10倍モル、より好ましくは0.7〜5倍モル、さらに好ましくは1〜3倍モルの酸素を添加することで一酸化炭素を選択的に二酸化炭素に転換することにより一酸化炭素濃度を好ましくは10ppm以下に低減させる。この場合、一酸化炭素の酸化と同時に共存する水素と反応させメタンを生成させることで一酸化炭素濃度の低減を図ることもできる。酸素源としては例えば空気を用いることができる。
またGHSVで7000〜10000h-1が好ましい。
水蒸気改質反応を行う改質器では、改質原料と水が反応して一酸化炭素と水素が得られる。メタンを例にすれば、CH4+H2O→3H2+COの反応が進む。この反応は大きな
吸熱を伴う。この熱を供給するために、バーナ等の加熱手段を用いることができる。
水蒸気改質に必要な水蒸気を供給するために、水素製造装置は水蒸発器を備えることができる。また、安定運転の観点から、水蒸発器から発生した水蒸気を過熱するスーパーヒーターを有することもできる。
上記以外にも、水素製造装置の公知の構成要素は、必要に応じて適宜水素製造装置に設けることができる。具体例を挙げれば、各種流体を加圧するためのポンプ、圧縮機、ブロワなどの加圧手段、流体の流量を調節するため、あるいは流体の流れを遮断/切り替えるためのバルブ等の流量調節手段や流路遮断/切り替え手段、熱交換・熱回収を行うための熱交換器、液体を気化する気化器、気体を凝縮する凝縮器、スチームなどで各種機器を外熱する加熱/保温手段、各種流体の貯蔵手段、計装用の空気や電気系統、制御用の信号系統、制御装置、動力用の電気系統などである。
2 シフト反応触媒層
3 電気ヒータ
4 シフト触媒層出口ガス集合用部材
5 貫通管
6 ガス混合器
11 選択酸化反応器
12 選択酸化反応触媒層
21 断熱材
22 冷却水流路
31 温度計
32 電気ヒータ電源
41 圧力計
42 自動弁
51 制御手段
100 CO除去器
200 改質器
201 バーナ
202 燃焼筒
203 改質部
204 改質触媒層
205 底板
206 改質器底部の空隙
300 接続部材
Claims (12)
- 改質原料を水蒸気改質して水素を含む改質ガスを得る改質器を有する水素製造装置において、
水素製造装置の、プロセス流体が流通可能な領域であるプロセス流体流通領域を外界から遮断する遮断手段;
該プロセス流体流通領域の温度を検知する温度検知手段;
該プロセス流体流通領域の圧力を検知する圧力検知手段;
該プロセス流体流通領域を加熱するための加熱手段;
プロセス流体流通領域に水を供給する水供給手段;および、
水素製造装置への改質原料の供給を停止した後に、該遮断手段を作動させて該プロセス流体流通領域を外界から遮断し、該加熱手段を作動させて該温度検知手段により検知した該プロセス流体流通領域の温度を該圧力検知手段により検知したプロセス流体流通領域の圧力における水の沸点以上に調節しつつ、該水供給手段を作動させてプロセス流体流通領域に水を供給する制御手段
を有する水素製造装置。 - 前記制御手段が、前記圧力検知手段により検知したプロセス流体流通領域の圧力に応じて前記水供給手段によるプロセス流体流通領域への水供給の開始および停止を行う請求項1記載の水素製造装置。
- 前記制御手段が、前記温度検知手段により検知したプロセス流体流通領域の温度に応じて前記水供給手段による前記水の供給の可否を判断する請求項1または2記載の水素製造装置。
- 前記改質原料が液体燃料である請求項1〜3のいずれか一項記載の水素製造装置。
- 前記改質原料が灯油である請求項4記載の水素製造装置。
- 前記加熱手段が、電気ヒータおよびバーナから選ばれる少なくとも一つである請求項1〜5の何れか一項記載の水素製造装置。
- 改質原料を水蒸気改質して水素を含む改質ガスを得る改質器を有する水素製造装置の停止方法において、
水素製造装置への改質原料の供給を停止した後に、
a)水素製造装置の、プロセス流体が流通可能な領域であるプロセス流体流通領域を外界から遮断する工程、および、
b)該プロセス流体流通領域を加熱するための加熱手段を用いて、該プロセス流体流通領域の温度を、プロセス流体流通領域の圧力における水の沸点以上に調節しつつ、プロセス流体流通領域に水を供給することによりプロセス流体流通領域の圧力が負圧になることを防止する工程
を有する水素製造装置の停止方法。 - 前記工程bにおいて、前記プロセス流体流通領域の圧力を検知し、該検知した圧力に応じてプロセス流体流通領域への水供給の開始および停止を行う請求項7記載の方法。
- 前記工程bにおいて、前記プロセス流体流通領域の温度を検知し、該検知した温度に応じて前記水の供給の可否を判断する請求項7または8記載の方法。
- 前記改質原料が液体燃料である請求項7〜9のいずれか一項記載の方法。
- 前記改質原料が灯油である請求項10記載の方法。
- 前記加熱手段として、電気ヒータおよびバーナから選ばれる少なくとも一つを用いる請求項7〜11の何れか一項記載の方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008080628A JP5087445B2 (ja) | 2007-05-10 | 2008-03-26 | 水素製造装置およびその停止方法 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007125490 | 2007-05-10 | ||
JP2007125490 | 2007-05-10 | ||
JP2008080628A JP5087445B2 (ja) | 2007-05-10 | 2008-03-26 | 水素製造装置およびその停止方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008303134A true JP2008303134A (ja) | 2008-12-18 |
JP5087445B2 JP5087445B2 (ja) | 2012-12-05 |
Family
ID=40232172
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008080628A Expired - Fee Related JP5087445B2 (ja) | 2007-05-10 | 2008-03-26 | 水素製造装置およびその停止方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5087445B2 (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009227479A (ja) * | 2008-03-19 | 2009-10-08 | Nippon Oil Corp | 水素製造装置および燃料電池システムの停止方法 |
JP2010157402A (ja) * | 2008-12-26 | 2010-07-15 | Tokyo Gas Co Ltd | 燃料電池用水蒸気改質装置 |
JP2011108562A (ja) * | 2009-11-20 | 2011-06-02 | Jx Nippon Oil & Energy Corp | 燃料電池システム |
JP2011207728A (ja) * | 2010-03-30 | 2011-10-20 | Jx Nippon Oil & Energy Corp | 水素製造装置及び燃料電池システム |
EP2392544A1 (en) * | 2009-01-27 | 2011-12-07 | Panasonic Corporation | Fuel processing device, fuel cell system provided therewith, and method for operating a fuel processing device |
US8906564B2 (en) | 2009-03-30 | 2014-12-09 | Panasonic Corporation | Hydrogen generator, fuel cell system, and method for operating hydrogen generator |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002280038A (ja) * | 2001-03-21 | 2002-09-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 燃料電池発電システム |
JP2005216615A (ja) * | 2004-01-28 | 2005-08-11 | Ebara Ballard Corp | 燃料処理装置及び燃料電池発電システム |
JP2006176345A (ja) * | 2004-12-21 | 2006-07-06 | Aisin Seiki Co Ltd | 燃料改質器の停止システム及び停止方法 |
JP2006335623A (ja) * | 2005-06-06 | 2006-12-14 | T Rad Co Ltd | 改質システム |
-
2008
- 2008-03-26 JP JP2008080628A patent/JP5087445B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002280038A (ja) * | 2001-03-21 | 2002-09-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 燃料電池発電システム |
JP2005216615A (ja) * | 2004-01-28 | 2005-08-11 | Ebara Ballard Corp | 燃料処理装置及び燃料電池発電システム |
JP2006176345A (ja) * | 2004-12-21 | 2006-07-06 | Aisin Seiki Co Ltd | 燃料改質器の停止システム及び停止方法 |
JP2006335623A (ja) * | 2005-06-06 | 2006-12-14 | T Rad Co Ltd | 改質システム |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009227479A (ja) * | 2008-03-19 | 2009-10-08 | Nippon Oil Corp | 水素製造装置および燃料電池システムの停止方法 |
JP2010157402A (ja) * | 2008-12-26 | 2010-07-15 | Tokyo Gas Co Ltd | 燃料電池用水蒸気改質装置 |
EP2392544A1 (en) * | 2009-01-27 | 2011-12-07 | Panasonic Corporation | Fuel processing device, fuel cell system provided therewith, and method for operating a fuel processing device |
EP2392544A4 (en) * | 2009-01-27 | 2014-01-01 | Panasonic Corp | FUEL PROCESSING DEVICE, FUEL CELL SYSTEM PROVIDED WITH SUCH A DEVICE, AND METHOD OF OPERATING A FUEL PROCESSING DEVICE |
US8951686B2 (en) | 2009-01-27 | 2015-02-10 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Fuel processing apparatus, fuel cell system including fuel processing apparatus, and method for operating fuel processing apparatus |
US8906564B2 (en) | 2009-03-30 | 2014-12-09 | Panasonic Corporation | Hydrogen generator, fuel cell system, and method for operating hydrogen generator |
JP2011108562A (ja) * | 2009-11-20 | 2011-06-02 | Jx Nippon Oil & Energy Corp | 燃料電池システム |
JP2011207728A (ja) * | 2010-03-30 | 2011-10-20 | Jx Nippon Oil & Energy Corp | 水素製造装置及び燃料電池システム |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5087445B2 (ja) | 2012-12-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9112201B2 (en) | Hydrogen production apparatus, fuel cell system and operation method thereof | |
JP5138324B2 (ja) | 改質器及び燃料電池システム | |
WO2001048851A1 (fr) | Dispositif de production d'energie et procede de fonctionnement | |
US8945784B2 (en) | Hydrogen production apparatus and fuel cell system using the same | |
JP5087445B2 (ja) | 水素製造装置およびその停止方法 | |
JP2008311030A (ja) | 燃料電池システムの起動方法 | |
WO2009096221A1 (ja) | 間接内部改質型固体酸化物形燃料電池とその停止方法 | |
JP5325666B2 (ja) | 間接内部改質型固体酸化物形燃料電池の停止方法 | |
JP4933818B2 (ja) | 固体酸化物形燃料電池システムの運転方法 | |
JP4754242B2 (ja) | 水素製造装置および燃料電池システム | |
JP2010044909A (ja) | 間接内部改質型固体酸化物形燃料電池の停止方法 | |
JPWO2012161217A1 (ja) | 燃料電池システム | |
JP5469440B2 (ja) | 間接内部改質型固体酸化物形燃料電池の停止方法 | |
JP2004213941A (ja) | 脱硫装置および燃料電池システムとその運転方法 | |
JP2011181268A (ja) | 燃料電池用脱硫器の加熱方法及び燃料電池システム | |
JP5325641B2 (ja) | 間接内部改質型固体酸化物形燃料電池の停止方法 | |
JP5078426B2 (ja) | 一酸化炭素除去器および水素製造装置 | |
JP4764651B2 (ja) | 水素製造装置および燃料電池システム | |
WO2005077822A1 (ja) | 燃料改質装置及び該燃料改質装置の起動方法 | |
JP5325662B2 (ja) | 間接内部改質型固体酸化物形燃料電池の停止方法 | |
JP2010153098A (ja) | 間接内部改質型固体酸化物形燃料電池の停止方法 | |
JP2005216615A (ja) | 燃料処理装置及び燃料電池発電システム | |
JP2007191338A (ja) | 水素製造装置の運転方法、水素製造装置および燃料電池発電装置 | |
JP5433892B2 (ja) | 定置型水素製造装置改質器の起動方法 | |
JP2003303610A (ja) | 燃料電池システム及びその運転方法並びにオートサーマルリフォーミング装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20091007 |
|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20100318 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20100519 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20120607 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120612 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120808 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20120828 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120910 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150914 Year of fee payment: 3 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
R360 | Written notification for declining of transfer of rights |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360 |
|
R360 | Written notification for declining of transfer of rights |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360 |
|
R371 | Transfer withdrawn |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R371 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |