JP2009184901A - 水素製造方法 - Google Patents
水素製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009184901A JP2009184901A JP2008125098A JP2008125098A JP2009184901A JP 2009184901 A JP2009184901 A JP 2009184901A JP 2008125098 A JP2008125098 A JP 2008125098A JP 2008125098 A JP2008125098 A JP 2008125098A JP 2009184901 A JP2009184901 A JP 2009184901A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- hydrogen
- shift
- reforming
- reactor
- 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
【課題】化石燃料を改質・変成して得られた変成ガスからCOを除去して精製することにより燃料電池用の水素ガスを製造する方法において、水素ガスの製造装置の小型化および低コスト化を実現しうる水素製造方法を提供する。
【解決手段】天然ガス、灯油等の化石燃料を原料Aとし、水蒸気を添加して改質反応器1にて改質して得た改質ガスBを、例えば高温変成反応器2のみを1段で用いて変成し、変成ガスC中のCO濃度が1容量%以上8容量%以下となるように調整した後、CO除去装置3にて変成ガスC中のCOをCO吸着剤で10ppm以下まで除去して燃料電池4用の水素ガスDを製造する。
【選択図】図1
Description
CH4+H2O → CO+3H2
(2)変成反応
CO+H2O → CO2+H2
石田政義監修,「家庭用燃料電池の開発と課題」,株式会社シーエムシー出版,2004年12月28日,p.80−82
図1において、符号1は化石燃料を水蒸気改質して改質ガスを得る改質反応器1、符号2は前記改質ガスを変成して水素リッチな変成ガスを得る変成反応器、符号3は前記変成ガスからCOを吸着除去して燃料電池用の水素ガスに精製するCO除去装置、符号4は前記水素ガスを燃料として発電する燃料電池をそれぞれ示す。
本発明の改質反応器1としては、例えば通常用いられる水蒸気改質反応器を用いればよい。改質反応器1にて例えば天然ガスを原料Aとして、これを水蒸気で改質してH2およびCOを主成分とする改質ガスBを生成する。改質ガスB中には、通常約15%のCOが含まれる。
本発明の変成反応器2としては、例えば高温変成反応器のみを用いることができる。高温変成反応器の触媒としては、上述したように、例えばFe−Cr系変成触媒を用いればよい。改質ガスBに必要によりさらに水蒸気を添加して、450〜320℃程度で変成反応を起こさせ、H2を主成分とする(水素リッチな)変成ガスCを生成する。
本発明のCO除去装置3としては、例えば、CO吸着剤を充填したCO吸着塔を複数塔備えた構成を採用すればよい。そして、各塔において、変成ガスBからのCO吸着除去操作とCO吸着剤の再生操作をサイクリックに切り替えて運転することにより、連続的に変成ガスCからCOを吸着除去して、CO含有量の低い(10ppm以下の)水素ガスDを精製(製造)することが可能となる。
上記実施形態では、変成反応器2として、高温変成反応器のみを1段で用いる例を示したが、もともと1段で使用される熱交換式低温変成反応器を用いてもよい。熱交換式低温変成反応器を用いる場合においても、被処理ガス中のCO濃度を従来法より高めの範囲まで許容できるので、反応器を大幅に小型化できる。
(1)発明プロセス1〜3と従来プロセスで共通の前提条件
・原料:天然ガス(容量%で、CH4:88%、C2H6:6%、C3H8:4%、i−C4H10:1%、n−C4H10:1%)
・改質反応器温度:700℃
・ スチーム/カーボン比(モル比):
発明プロセス1:2.8
発明プロセス2:2.4
発明プロセス3:2.0
・改質反応器バーナ燃焼熱利用効率:90%
・改質反応器バーナ出口ガス温度:150℃
・変成反応器温度:280℃
・燃料電池水素利用率:70%
・CO除去装置の前段で水分を除去
・CO吸着剤の吸着温度:40℃
・CO吸着剤の再生温度:120℃
・燃料電池オフガスでCO吸着剤を再生し、その再生オフガスを改質反応器の加熱用燃料として利用し、不足分のみを加熱用天然ガスで補う。
・CO選択酸化触媒の温度:150℃
・CO選択酸化触媒でのO2/CO比(モル比):1.5
・燃料電池オフガスを改質反応器の加熱用燃料として利用し、不足分のみを加熱用天然ガスで補う。
変成ガス(変成反応器出口におけるガス)中のCO濃度を15〜0.5%の間で順次変化させた場合における熱エネルギ効率を表1に示す。同じCO濃度で比較すると、いずれも発明プロセス1〜3のほうが従来プロセスより熱エネルギ効率が高いことがわかる。また、発明プロセス1〜3において変成ガス中のCO濃度を1%以上8%以下の範囲に調整することで、従来プロセスにおいて変成ガス中のCO濃度を0.5%以上1%未満とした場合に比べても、高い熱エネルギ効率が得られることがわかる。
2…変成反応器
3…CO除去装置
4…燃料電池
A…原料(化石燃料)
B…改質ガス
C…変成ガス
D…水素ガス
Claims (5)
- 天然ガス、灯油等の化石燃料を原料とし、水蒸気を添加して改質反応および変成反応により、COを含有する水素リッチな変成ガスを生成させ、該変成ガスからCOを除去して燃料電池用の水素ガスを得る水素製造方法であって、前記変成ガス中に含まれるCOの濃度が1容量%以上8容量%以下となるように変成反応を調節し、該変成ガス中のCOをCO吸着剤で10ppm以下まで除去して前記燃料電池用の水素ガスを得ることを特徴とする水素製造方法。
- 前記変成反応の調節を、高温変成反応器のみを用いることによって行う請求項1に記載の水素製造方法。
- 前記変成反応の調節を、低温変成反応器のみを用いることによって行う請求項1に記載の水素製造方法。
- 前記水蒸気のモル数と、前記原料中に含有される炭化水素の炭素元素のモル数との比(スチーム/カーボン比)を、2.0以上2.8未満とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の水素製造方法。
- 前記CO吸着剤が、シリカ、アルミナ、活性炭、グラファイトおよびポリスチレン系樹脂よりなる群から選択される1種以上の担体に、ハロゲン化銅(I)および/もしくはハロゲン化銅(II)を担持させた材料、またはこの材料を還元処理したものである請求項1〜4のいずれか1項に記載の水素製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008125098A JP5255896B2 (ja) | 2008-01-10 | 2008-05-12 | 水素製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008003545 | 2008-01-10 | ||
JP2008003545 | 2008-01-10 | ||
JP2008125098A JP5255896B2 (ja) | 2008-01-10 | 2008-05-12 | 水素製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009184901A true JP2009184901A (ja) | 2009-08-20 |
JP5255896B2 JP5255896B2 (ja) | 2013-08-07 |
Family
ID=41068539
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008125098A Expired - Fee Related JP5255896B2 (ja) | 2008-01-10 | 2008-05-12 | 水素製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5255896B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20160024609A (ko) * | 2014-08-26 | 2016-03-07 | 삼성전자주식회사 | 공기 정화 모듈을 구비하는 금속 공기 전지 및 금속 공기 전지의 운전방법 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10275625A (ja) * | 1997-03-28 | 1998-10-13 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 燃料電池発電装置 |
JP2004107100A (ja) * | 2002-09-13 | 2004-04-08 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 燃料改質器および燃料改質方法 |
JP2005142095A (ja) * | 2003-11-10 | 2005-06-02 | Toyota Motor Corp | 燃料改質システム |
JP2006160565A (ja) * | 2004-12-08 | 2006-06-22 | Idemitsu Kosan Co Ltd | 水素製造システム及びその制御方法 |
JP2006342014A (ja) * | 2005-06-08 | 2006-12-21 | Kobe Steel Ltd | 高純度水素製造方法 |
JP2007501178A (ja) * | 2003-07-23 | 2007-01-25 | ハイラディックス,インク. | 水素発生装置操作方法 |
JP2007042651A (ja) * | 2005-08-02 | 2007-02-15 | Samsung Sdi Co Ltd | 燃料電池システム及びその運転方法 |
-
2008
- 2008-05-12 JP JP2008125098A patent/JP5255896B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10275625A (ja) * | 1997-03-28 | 1998-10-13 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 燃料電池発電装置 |
JP2004107100A (ja) * | 2002-09-13 | 2004-04-08 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 燃料改質器および燃料改質方法 |
JP2007501178A (ja) * | 2003-07-23 | 2007-01-25 | ハイラディックス,インク. | 水素発生装置操作方法 |
JP2005142095A (ja) * | 2003-11-10 | 2005-06-02 | Toyota Motor Corp | 燃料改質システム |
JP2006160565A (ja) * | 2004-12-08 | 2006-06-22 | Idemitsu Kosan Co Ltd | 水素製造システム及びその制御方法 |
JP2006342014A (ja) * | 2005-06-08 | 2006-12-21 | Kobe Steel Ltd | 高純度水素製造方法 |
JP2007042651A (ja) * | 2005-08-02 | 2007-02-15 | Samsung Sdi Co Ltd | 燃料電池システム及びその運転方法 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20160024609A (ko) * | 2014-08-26 | 2016-03-07 | 삼성전자주식회사 | 공기 정화 모듈을 구비하는 금속 공기 전지 및 금속 공기 전지의 운전방법 |
KR102277904B1 (ko) * | 2014-08-26 | 2021-07-15 | 삼성전자주식회사 | 공기 정화 모듈을 구비하는 금속 공기 전지 및 금속 공기 전지의 운전방법 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5255896B2 (ja) | 2013-08-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9156690B2 (en) | Hydrogen generation process using partial oxidation/steam reforming | |
US7763086B2 (en) | Hydrogen purification process and system | |
EP1358694A2 (en) | Process for air enrichment in producing hydrogen for use with fuel cells | |
JP2006342014A (ja) | 高純度水素製造方法 | |
JP5280824B2 (ja) | 高純度水素製造装置 | |
CN113830735B (zh) | 碳氢燃料重整中温净化制氢方法、设备和燃料电池供能系统 | |
JP4330846B2 (ja) | 燃料電池システムにおいて用いられるための低硫黄改質油ガスを調製するプロセス | |
JP2004284875A (ja) | 水素製造システムおよび燃料電池システム | |
JP2006206382A (ja) | 水素発生装置および方法 | |
JP3947752B2 (ja) | 高純度水素製造方法 | |
JP3985006B2 (ja) | 高純度水素製造方法 | |
JP2004338975A (ja) | 水素製造装置の起動方法 | |
JP2007091498A (ja) | 水素製造方法 | |
JP4357756B2 (ja) | メンブレンリフォーマによる高純度水素製造システム | |
JP5053029B2 (ja) | 燃料電池システム | |
JP5255896B2 (ja) | 水素製造方法 | |
JP5357465B2 (ja) | 高純度水素製造方法 | |
US20050193627A1 (en) | Carbon monoxide clean-up in a PEM fuel cell system | |
JP5276300B2 (ja) | 燃料電池用水素ガスの製造方法 | |
JP5098073B2 (ja) | エネルギーステーション | |
JP4819349B2 (ja) | 燃料電池用水素ガスの製法 | |
JP5795280B2 (ja) | 水素製造システムにおけるco2ガス中のco低減システム | |
JP5237870B2 (ja) | 高純度水素製造方法 | |
JP2007269526A (ja) | 水素精製装置とその運転方法 | |
JP2008108621A (ja) | 燃料電池発電システムとその二酸化炭素回収方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20110204 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20110412 |
|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20110412 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20121031 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20121113 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20121218 |
|
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: 20130416 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130422 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5255896 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160426 Year of fee payment: 3 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |