JP2009023905A - デュアル・プレッシャー多段電解による水素発生方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】
多段圧ハイブリッド・サルファー・プロセス(2)は少なくとも1基の電解ユニット(16)を含み、電解ユニット(16)は1MPa乃至9MPaの圧力下に作用してガス状H2SO4を形成する予熱/気化反応器(20)にH2SO4溶液を供給し、ガス状H2SO4は7MPa乃至9MPaの圧力下に作用する分解反応器(14)に送られて分解され、分解されたH2SO4はそれぞれが好ましくは0.1MPa乃至7MPaの圧力下に作用する少なくとも1基のスクラバー・ユニット(14)および少なくとも1基の電解槽ユニット(16)の送られ、ユニット(14)および(16)は連携のランキン・サイクル出力変換ユニット(50)によって給電される。
【選択図】 図3
Description
(1)H2SO4≪SO3+H2O≪SO2+0.5O2+H2O(必要な熱>760℃)
(2)SO2+2H2O+0.5O2≪H2SO3+H2O+0.5O2(T<100℃);および
(3)H2O+H2SO3(R)H2+H2SO4(約100℃以下の電解槽)
H2SO4≪SO2+H2O+0.5O2
出力変換ユニット(PCT)に供給されるエネルギーおよび正味WSPプロセス効率に対する圧力の影響
圧力 SO2スクラバー PCUへのMW(t)/ 水素生成率 WSPプロセス
(MPa) 冷却器への 総可用MW(t) (kg/sec) の効率
SOx流れ温度(℃)
9 262 59.2/59.2 0.797 42.0%
8 259 61.4/61/4 0.778 42.0%
7 255 63.7/65.2 0.748 41.5%
6 249 60.5/66.4 0.725 40.3%
5 240 56.1/70.5 0.704 38.9%
4 229 50.7/71.2 0.682 37.3%
圧力および吸収/電解回数に応じたO2流れ中SO2の損失
圧力(MPa) 単一段/3段の場合の 単一段/3段の場合の
O2生成量中SO2損失(kg/hr) O2中のSO2%
9 0.46/0.006 6.7%/0.094%
8 0.755/0.020 11%/0.32%
7 1.4/0.111 19%/1.18%
6 2.6/0.472 31%/7.5%
5 5.0/1.57 47%/22%
4 11.0/4.11 66%/43%
Claims (10)
- 原子炉または天然ガス燃料燃焼器から得られる熱によるH2SO4のH2O、SO2およびO2への分解を利用して水素を発生させるデュアル・プレッシャー・ハイブリッド・サルファー・プロセスにおいて、
(a)7MPa乃至9MPaの圧力において動作するH2SO4分解反応器と;
(b)0.1MPa乃至7MPaの圧力で行なわれる少なくとも1つのSO2回収プロセスと;
(c)液状H2SO4を生成させる少なくとも1つの電解槽と;
(d)ハイブリッド・サルファー・プロセスに電力を供給するランキン・サイクルを含むデュアル・プレッシャー・ハイブリッド・サルファー・プロセス。 - デュアル・プレッシャー・ハイブリッド・サルファー・プロセスにおいて、
(a)ウェスチングハウス・サルファー・プロセスおよびサルファー・アイオダイン・プロセスから成る群から選択されたサルファー・サイクルであって、電解槽がH2SO4溶液を気化したガス状H2SO4を生成するのに有効な圧力及び温度で作用するH2S4気化反応器に供給し、気化したガス状H2SO4が7MPa乃至9MPaの圧力で作用する分解反応器においてH2O、SO2およびO2に分解され、ガスが少なくとも1基の電解槽ユニットで作用する少なくとも1基のSO2スクラバー・ユニットに送られ、少なくとも1基の電解槽ユニットに電力が入力されることによって水素ガスおよび液状H2SO4が生成し、少なくとも1基のSO2スクラバー・ユニットも少なくとも1基の電解槽ユニットも0.1MPa乃至7MPaの圧力で作用するように構成された前記サルファー・サイクルと;
(b)少なくとも電解槽ユニットに給電するランキン・サイクル出力変換ユニットと;
(c)原子炉およびガス燃料燃焼器から成る群から選択され、ランキン・サイクル・ユニットおよびサルファー・サイクルに流体熱を供給する熱源を含むデュアル・プレッシャー・ハイブリッド・サルファー・プロセス。 - 熱交換器とH2SO4気化器の組み合わせを使用することによって流入する硫酸溶液を予熱してこれを80%乃至95%のH2SO4溶液に濃縮し、高温の高濃度H2SO4を分解反応器に供給する請求項2に記載のハイブリッド・サルファー・プロセス。
- H2SO4気化反応器を分解反応器の上方に配置することによって、高濃度/ガス状H2SO4の重力流動を可能にして分解反応器へのポンプによる供給を不要にする請求項3に記載のハイブリッド・サルファー・プロセス。
- 複数のSO2スクラバー・ユニットおよび電解槽ユニットが存在する請求項2に記載のハイブリッド・サルファー・プロセス。
- 複数の段階に亘ってSO2を吸収および電解して、H2SO4がそれぞれの電解槽ユニットを出るごとにこれに混在するSO2を激減させることにより、後続の吸収段階のためのスクラッブ溶液における酸を有効に使用できるようにする請求項5に記載のハイブリッド・サルファー・プロセス。
- ランキン・サイクルが蒸気をベースとする請求項2に記載のハイブリッド・サルファー・プロセス。
- 分解反応器を約750-760℃で運転することによって連携するランキン・サイクルの効率を高める請求項2に記載のハイブリッド・サルファー・プロセス。
- 熱源が原子炉である請求項2に記載のハイブリッド・サルファー・プロセス。
- 原子炉からの流体熱を先ず熱交換器に通した後、ランキン・サイクルへ導入する請求項9に記載のハイブリッド・サルファー・プロセス。
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Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS50114395A (ja) * | 1974-01-29 | 1975-09-08 | ||
JPH11501448A (ja) * | 1995-01-25 | 1999-02-02 | ウエスチングハウス・エレクトリック・コーポレイション | 電気化学的エネルギ変換貯蔵装置 |
JP2004224661A (ja) * | 2003-01-24 | 2004-08-12 | Toshiba Corp | 発電・水素生成組合せプラント |
JP2004232031A (ja) * | 2003-01-30 | 2004-08-19 | Japan Nuclear Cycle Development Inst States Of Projects | 熱・電気併用による化学的水素製造方法 |
US20060002845A1 (en) * | 2004-06-30 | 2006-01-05 | Lahoda Edward J | Sulfuric acid process |
JP2006021992A (ja) * | 2004-07-01 | 2006-01-26 | Westinghouse Electric Co Llc | 隔離式水素製造プロセス |
WO2007004997A1 (en) * | 2005-06-30 | 2007-01-11 | Westinghouse Electric Company, Llc | Gas phase electrolyzer process for producing hydrogen |
US20070007147A1 (en) * | 2005-07-07 | 2007-01-11 | Westinghouse Electric Company Llc | Multiple phase SO3/SO2/H2O/H2SO4 electrolyzer |
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Family Cites Families (8)
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---|---|---|---|---|
US4412895A (en) * | 1981-09-29 | 1983-11-01 | Westinghouse Electric Corp. | System using SO2 as an anode depolarizer in a solid oxide electrolyte electrolysis cell for H2 production from steam |
US7001580B2 (en) | 2002-12-31 | 2006-02-21 | 3M Innovative Properties Company | Emulsions including surface-modified organic molecules |
US20050000825A1 (en) * | 2003-07-04 | 2005-01-06 | Japan Atomic Energy Research Institute | Process for efficient hydrogen production by thermochemical water splitting using iodine and sulfur dioxide |
JP4468092B2 (ja) * | 2004-06-30 | 2010-05-26 | 株式会社東芝 | 水素製造装置 |
US9057136B2 (en) * | 2005-04-12 | 2015-06-16 | University Of South Carolina | Production of low temperature electrolytic hydrogen |
US20060272956A1 (en) * | 2005-05-31 | 2006-12-07 | Felder Mitchell S | Dual hydrogen production apparatus |
CN100400412C (zh) * | 2005-10-14 | 2008-07-09 | 浙江大学 | 硫碘开路循环制氢的工艺方法 |
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Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS50114395A (ja) * | 1974-01-29 | 1975-09-08 | ||
JPH11501448A (ja) * | 1995-01-25 | 1999-02-02 | ウエスチングハウス・エレクトリック・コーポレイション | 電気化学的エネルギ変換貯蔵装置 |
JP2004224661A (ja) * | 2003-01-24 | 2004-08-12 | Toshiba Corp | 発電・水素生成組合せプラント |
JP2004232031A (ja) * | 2003-01-30 | 2004-08-19 | Japan Nuclear Cycle Development Inst States Of Projects | 熱・電気併用による化学的水素製造方法 |
US20060002845A1 (en) * | 2004-06-30 | 2006-01-05 | Lahoda Edward J | Sulfuric acid process |
JP2006021992A (ja) * | 2004-07-01 | 2006-01-26 | Westinghouse Electric Co Llc | 隔離式水素製造プロセス |
WO2007004997A1 (en) * | 2005-06-30 | 2007-01-11 | Westinghouse Electric Company, Llc | Gas phase electrolyzer process for producing hydrogen |
US20070007147A1 (en) * | 2005-07-07 | 2007-01-11 | Westinghouse Electric Company Llc | Multiple phase SO3/SO2/H2O/H2SO4 electrolyzer |
JP2008223098A (ja) * | 2007-03-13 | 2008-09-25 | Ihi Corp | 水素製造装置 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
JPN6013014820; R. CARTY et al.: International Journal of Hydrogen Energy 1977, Vol.2, pp.17-22 * |
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