JP2017088489A - Hydrogen production apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、水素製造装置に関する。 The present invention relates to a hydrogen production apparatus.
従来、水素を得るための水素製造装置としては、炭化水素原料を改質して水素を主成分とする改質ガスを生成する改質器と、改質器にて生成された改質ガスを不純物と水素とに分離して水素を精製する水素精製器とを備えるものが知られている（例えば、特許文献１，２参照）。 Conventionally, as a hydrogen production apparatus for obtaining hydrogen, a reformer that reforms a hydrocarbon raw material to generate a reformed gas mainly composed of hydrogen, and a reformed gas generated by the reformer are used. A device having a hydrogen purifier that separates impurities into hydrogen and purifies hydrogen is known (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
これらの水素製造装置は、大規模な水素製造能力の水素製造装置専用に改質器を設計しているため、水素製造能力の向上に対して有効である。 These hydrogen production apparatuses are effective in improving the hydrogen production capacity because the reformer is designed exclusively for the hydrogen production apparatus having a large-scale hydrogen production capacity.
しかしながら、水素製造装置においては、水素供給量によって水素製造費を算出するため、水素製造費の算出が必ずしも適切に行われているとはいえなかった。 However, in the hydrogen production apparatus, since the hydrogen production cost is calculated based on the hydrogen supply amount, the hydrogen production cost is not necessarily calculated appropriately.
本発明は、上記事情に鑑みて成されたものであり、より適切な水素製造費の算出が可能な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 in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a hydrogen production apparatus capable of calculating a more appropriate hydrogen production cost.
第一態様では、供給された炭化水素原料を使用して水素を生成し供給する水素製造部と、該水素製造部で使用される前記炭化水素原料の使用量を測定する使用量測定部と、前記水素製造部が供給する水素の供給量を測定する供給量測定部と、を備えている。 In the first aspect, a hydrogen production unit that generates and supplies hydrogen using the supplied hydrocarbon raw material, a usage measurement unit that measures the amount of the hydrocarbon raw material used in the hydrogen production unit, A supply amount measurement unit that measures the supply amount of hydrogen supplied by the hydrogen production unit.
すなわち、使用量測定部から測定値を得ることで、水素製造部で使用した炭化水素原料の使用量を取得することができ、供給量測定部から測定値を得ることで、水素製造部からの水素の供給量を取得することができる。また、取得した供給量と使用量とを用いることによって、使用した炭化水素原料と供給した水素との関係から水素加工費を算出することができる。 That is, by obtaining the measurement value from the usage measurement unit, the usage amount of the hydrocarbon raw material used in the hydrogen production unit can be obtained, and by obtaining the measurement value from the supply amount measurement unit, from the hydrogen production unit The supply amount of hydrogen can be acquired. Further, by using the supplied supply amount and the used amount, the hydrogen processing cost can be calculated from the relationship between the used hydrocarbon raw material and the supplied hydrogen.
そして、使用量から求めた原料費に、算出した水素加工費を加えれば、水素製造費を求めることができる。このようにして求めた水素製造費では、炭化水素原料から水素を製造する際の運転効率が良かったときに、より多くの水素製造費を徴収できる。また、運転効率が悪かったときは、運用者へのペナルティとして、水素製造費が安くなる。 Then, the hydrogen production cost can be obtained by adding the calculated hydrogen processing cost to the raw material cost obtained from the amount used. With the hydrogen production cost thus determined, more hydrogen production cost can be collected when the operation efficiency in producing hydrogen from the hydrocarbon raw material is good. In addition, when the operation efficiency is poor, the hydrogen production cost is reduced as a penalty for the operator.
このため、運用者に対しては、運転効率が低下した際の調整作業や不具合の修正を促すことができる。また、利用者にあっては、運転効率に興味を持たせることができる。よって、両者の環境意識が高まり、地球環境保全に有効である。 For this reason, the operator can be urged to perform adjustment work when the driving efficiency is reduced or to correct a defect. In addition, the user can be interested in driving efficiency. Therefore, both people's environmental awareness is enhanced, which is effective for global environmental conservation.
第二態様では、前記供給量測定部での測定値より求めた供給量と前記使用量測定部での測定値より求めた使用量との関係に基づいて水素加工費を演算する加工費演算手段をさらに備えている。 In the second aspect, the processing cost calculating means for calculating the hydrogen processing cost based on the relationship between the supply amount obtained from the measured value in the supply amount measuring unit and the used amount obtained from the measured value in the used amount measuring unit. Is further provided.
すなわち、水素製造装置は、加工費演算手段を備えており、加工費演算手段は、供給量測定部での測定値より求めた供給量と使用量測定部での測定値より求めた使用量との関係から水素加工費を演算する。 That is, the hydrogen production apparatus includes a processing cost calculation unit, and the processing cost calculation unit includes a supply amount obtained from a measurement value in the supply amount measurement unit and a use amount obtained from a measurement value in the use amount measurement unit. The hydrogen processing cost is calculated from the relationship.
このため、人手による水素加工費の計算が不要となり、利便性が向上する。 This eliminates the need for manual calculation of the hydrogen processing cost and improves convenience.
第三態様では、前記加工費演算手段は、前記供給量を前記使用量で除算し、この除算値に基づいて水素加工費を演算する。 In the third aspect, the processing cost calculating means divides the supply amount by the usage amount and calculates a hydrogen processing cost based on the division value.
すなわち、水素加工費は、供給量を使用量で除算した除算値を用いて演算される。このため、炭化水素原料の使用量に対する水素の供給量の比率によって運転効率が示され、この運転効率に基づいて水素加工費を演算することができる。 That is, the hydrogen processing cost is calculated using a division value obtained by dividing the supply amount by the usage amount. For this reason, the operation efficiency is indicated by the ratio of the hydrogen supply amount to the amount of the hydrocarbon raw material used, and the hydrogen processing cost can be calculated based on this operation efficiency.
第四態様では、前記使用量測定部での測定値に基づいて算出した炭化水素原料の原料費に、前記加工費演算手段で算出された前記水素加工費に基づく水素費を加算して水素製造費を算出する製造費算出手段をさらに備えている。 In the fourth aspect, hydrogen production is performed by adding the hydrogen cost based on the hydrogen processing cost calculated by the processing cost calculating means to the raw material cost of the hydrocarbon raw material calculated based on the measurement value in the usage amount measuring unit. Manufacturing cost calculation means for calculating the cost is further provided.
すなわち、水素製造装置は、製造費算出手段を備えており、製造費算出手段は、使用量測定部での測定値より求めた炭化水素原料の原料費に、算出した水素加工費に基づく水素費を加算して、水素製造費を演算する。 That is, the hydrogen production apparatus includes a production cost calculation unit, and the production cost calculation unit adds the hydrogen cost based on the calculated hydrogen processing cost to the raw material cost of the hydrocarbon raw material obtained from the measured value in the usage amount measurement unit. Is added to calculate the hydrogen production cost.
このため、人手による水素製造費の計算が不要となり、利便性が向上する。 This eliminates the need for manual calculation of hydrogen production costs and improves convenience.
本態様では、水素供給量のみによって水素製造費を算出する従来と比較して、より適切な水素製造費の算出が可能となる。 In this aspect, it is possible to calculate a more appropriate hydrogen production cost as compared with the conventional case where the hydrogen production cost is calculated only by the hydrogen supply amount.
以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態について説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図１に示されるように、本実施形態に係る水素製造装置１０は、複数の多重筒型改質器（ＦＰＳ）１２と、圧縮機１４と、水素精製器１６とを備え、多重筒型改質器１２と圧縮機１４と水素精製器１６とによって炭化水素原料から水素を製造し供給する水素製造部１７が構成される。なお、本実施形態では、炭化水素原料の一例として都市ガスが用いられる場合について説明する。 As shown in FIG. 1, a hydrogen production apparatus 10 according to this embodiment includes a plurality of multiple cylinder reformers (FPS) 12, a compressor 14, and a hydrogen purifier 16, and includes a multiple cylinder reformer. A hydrogen production unit 17 that produces and supplies hydrogen from a hydrocarbon raw material is constituted by the mass device 12, the compressor 14, and the hydrogen purifier 16. In the present embodiment, a case where city gas is used as an example of the hydrocarbon raw material will be described.
この水素製造装置１０は、水素製造部１７で使用する都市ガスの使用量を測定する使用量測定部１８と、水素製造部１７が供給する水素の供給量を測定する供給量測定部２０とを備える。使用量測定部１８及び供給量測定部２０は、通過する気体の流量を計測する流量計によって構成され、測定値を表示する表示機能と送信する通信機能とを有する。 The hydrogen production apparatus 10 includes a usage amount measurement unit 18 that measures the amount of city gas used in the hydrogen production unit 17, and a supply amount measurement unit 20 that measures the supply amount of hydrogen supplied by the hydrogen production unit 17. Prepare. The usage amount measuring unit 18 and the supply amount measuring unit 20 are constituted by a flow meter that measures the flow rate of the gas passing therethrough, and have a display function for displaying a measured value and a communication function for transmitting.
複数の多重筒型改質器１２は、互いに並列に接続されている。この複数の多重筒型改質器１２は、圧縮機１４を介して水素精製器１６と接続されている。複数の多重筒型改質器１２の台数は、要求される水素製造量等に合せて任意に設定可能である。この複数の多重筒型改質器１２は、互いに同一の構成とされている。 The plurality of multi-cylinder reformers 12 are connected in parallel to each other. The plurality of multiple cylindrical reformers 12 are connected to a hydrogen purifier 16 via a compressor 14. The number of the multiple cylindrical reformers 12 can be arbitrarily set according to the required amount of hydrogen production. The plurality of multiple cylindrical reformers 12 have the same configuration.
図２に示されるように、各多重筒型改質器１２は、多重に配置された複数の筒状壁２１〜２４を有して構成されている。複数の筒状壁２１〜２４は、例えば円筒状や楕円筒状に形成される。複数の筒状壁２１〜２４のうち内側から一番目の筒状壁２１の内部には、燃焼室２５が形成されており、この燃焼室２５の上部には、バーナ２６が下向きに配置されている。 As shown in FIG. 2, each multi-cylinder reformer 12 has a plurality of cylindrical walls 21 to 24 arranged in a multiplex manner. The plurality of cylindrical walls 21 to 24 are formed in, for example, a cylindrical shape or an elliptical cylindrical shape. A combustion chamber 25 is formed inside the first cylindrical wall 21 from the inner side among the plurality of cylindrical walls 21 to 24, and a burner 26 is disposed downwardly on the upper portion of the combustion chamber 25. Yes.
一番目の筒状壁２１と二番目の筒状壁２２との間には、燃焼排ガス流路２７が形成されている。燃焼排ガス流路２７の下端部は、燃焼室２５と連通されており、燃焼排ガス流路２７の上端部には、ガス排出管２８が設けられている。燃焼室２５から排出された燃焼排ガスは、燃焼排ガス流路２７を下側から上側に流れ、ガス排出管２８を通じて外部に排出される。 A flue gas flow path 27 is formed between the first cylindrical wall 21 and the second cylindrical wall 22. A lower end portion of the combustion exhaust gas passage 27 communicates with the combustion chamber 25, and a gas exhaust pipe 28 is provided at the upper end portion of the combustion exhaust gas passage 27. The flue gas discharged from the combustion chamber 25 flows from the lower side to the upper side through the flue gas passage 27 and is discharged to the outside through the gas discharge pipe 28.
二番目の筒状壁２２と三番目の筒状壁２３との間には、第一流路３１が形成されている。この第一流路３１の上部は、予熱流路３２として形成されており、この予熱流路３２の上端部には、原料供給管３３及び改質用水供給管３４（図１では図示省略）が接続されている。二番目の筒状壁２２と三番目の筒状壁２３との間には、螺旋部材３５が設けられており、この螺旋部材３５により、予熱流路３２は、螺旋状に形成されている。 A first flow path 31 is formed between the second cylindrical wall 22 and the third cylindrical wall 23. The upper part of the first flow path 31 is formed as a preheating flow path 32, and a raw material supply pipe 33 and a reforming water supply pipe 34 (not shown in FIG. 1) are connected to the upper end of the preheating flow path 32. Has been. A spiral member 35 is provided between the second cylindrical wall 22 and the third cylindrical wall 23, and the preheating channel 32 is formed in a spiral shape by the spiral member 35.
この予熱流路３２には、原料供給管３３から都市ガスが供給されると共に、改質用水供給管３４から改質用水が供給される。都市ガス及び改質用水は、予熱流路３２を上側から下側に流れると共に、二番目の筒状壁２２を介して燃焼排ガスと熱交換され水が気化される。この予熱流路３２では、都市ガス及び気相の改質用水（水蒸気）が混合されることにより、混合ガスが生成される。 The preheating channel 32 is supplied with city gas from a raw material supply pipe 33 and is supplied with reforming water from a reforming water supply pipe 34. The city gas and the reforming water flow from the upper side to the lower side through the preheating flow path 32, and are heat-exchanged with the combustion exhaust gas through the second cylindrical wall 22 to vaporize the water. In the preheating channel 32, the mixed gas is generated by mixing the city gas and the reforming water (steam) in the gas phase.
第一流路３１における予熱流路３２の下側には、改質触媒層３６が設けられており、予熱流路３２にて生成された混合ガスは、改質触媒層３６に供給される。改質触媒層３６では、燃焼排ガス流路２７を流れる燃焼排ガスからの熱を受けて混合ガスが水蒸気改質され、水素を主成分とする改質ガスが生成される。 A reforming catalyst layer 36 is provided below the preheating channel 32 in the first channel 31, and the mixed gas generated in the preheating channel 32 is supplied to the reforming catalyst layer 36. In the reforming catalyst layer 36, the mixed gas is steam reformed by receiving heat from the combustion exhaust gas flowing through the combustion exhaust gas passage 27, and a reformed gas mainly containing hydrogen is generated.
三番目の筒状壁２３と四番目の筒状壁２４との間には、第二流路４２が形成されている。第二流路４２の下端部は、第一流路３１の下端部と連通されている。第二流路４２の下部は、改質ガス流路４３として形成されており、第二流路４２の上端部には、改質ガス排出管４４が接続されている。 A second flow path 42 is formed between the third cylindrical wall 23 and the fourth cylindrical wall 24. The lower end of the second flow path 42 is in communication with the lower end of the first flow path 31. A lower portion of the second flow path 42 is formed as a reformed gas flow path 43, and a reformed gas discharge pipe 44 is connected to an upper end portion of the second flow path 42.
第二流路４２における改質ガス流路４３よりも上側には、ＣＯ変成触媒層４５が設けられており、改質触媒層３６にて生成された改質ガスは、改質ガス流路４３を通過した後、ＣＯ変成触媒層４５に供給される。ＣＯ変成触媒層４５では、改質ガスに含まれる一酸化炭素と水蒸気が反応して、水素と二酸化炭素に変換され、一酸化炭素が低減される。 A CO shift catalyst layer 45 is provided above the reformed gas channel 43 in the second channel 42, and the reformed gas generated in the reformed catalyst layer 36 is reformed gas channel 43. And then supplied to the CO shift catalyst layer 45. In the CO conversion catalyst layer 45, carbon monoxide and water vapor contained in the reformed gas react to be converted into hydrogen and carbon dioxide, and carbon monoxide is reduced.
ＣＯ変成触媒層４５の上側には、酸化剤ガス供給管４６が設けられており、第二流路４２におけるＣＯ変成触媒層４５よりも上側には、ＣＯ除去触媒層４７が設けられている。酸化剤ガス供給管４６を通じて取り入れられた酸化剤ガス、及び、ＣＯ変成触媒層４５を通過した改質ガスは、ＣＯ除去触媒層４７に供給される。ＣＯ除去触媒層４７では、例えば白金やルテニウム等の貴金属触媒上で一酸化炭素が酸素と反応して二酸化炭素に変換され、一酸化炭素が除去される。ＣＯ変成触媒層４５及びＣＯ除去触媒層４７で一酸化炭素が除去された改質ガスは、改質ガス排出管４４を通じて排出される。 An oxidant gas supply pipe 46 is provided above the CO conversion catalyst layer 45, and a CO removal catalyst layer 47 is provided above the CO conversion catalyst layer 45 in the second flow path 42. The oxidant gas introduced through the oxidant gas supply pipe 46 and the reformed gas that has passed through the CO shift catalyst layer 45 are supplied to the CO removal catalyst layer 47. In the CO removal catalyst layer 47, for example, carbon monoxide reacts with oxygen on a noble metal catalyst such as platinum or ruthenium to be converted into carbon dioxide, and carbon monoxide is removed. The reformed gas from which carbon monoxide has been removed by the CO shift catalyst layer 45 and the CO removal catalyst layer 47 is discharged through the reformed gas discharge pipe 44.
各多重筒型改質器１２にて生成された改質ガスは、図１に示される圧縮機１４に送られ、圧縮機１４で圧縮される。この圧縮機１４にて圧縮された改質ガスは、水素精製器１６に送られる。 The reformed gas generated in each multi-cylinder reformer 12 is sent to the compressor 14 shown in FIG. 1 and compressed by the compressor 14. The reformed gas compressed by the compressor 14 is sent to the hydrogen purifier 16.
水素精製器１６には、一例として、ＰＳＡ（Pressure Swing Adsorption）装置が使用されている。この水素精製器１６では、改質ガスが不純物と水素とに分離され、水素が精製される。水素精製器１６からのオフガスには、不純物が含まれ、このオフガスは、上述のバーナ２６（図２参照）の燃料として利用される。このバーナ２６に供給される燃料が足りない場合には、バーナ２６に図示しない補給経路から都市ガスが供給される。 As an example, a PSA (Pressure Swing Adsorption) apparatus is used for the hydrogen purifier 16. In the hydrogen purifier 16, the reformed gas is separated into impurities and hydrogen, and the hydrogen is purified. The off gas from the hydrogen purifier 16 contains impurities, and this off gas is used as fuel for the burner 26 (see FIG. 2). When the fuel supplied to the burner 26 is insufficient, the city gas is supplied to the burner 26 from a supply route (not shown).
以上の水素製造装置１０は、例えば、燃料電池システムに適用され、水素製造装置１０で製造された水素は、供給量測定部２０を介して燃料電池システム中の燃料電池に供給され、燃料電池による発電に利用される。 The hydrogen production apparatus 10 described above is applied to, for example, a fuel cell system, and the hydrogen produced by the hydrogen production apparatus 10 is supplied to the fuel cell in the fuel cell system via the supply amount measuring unit 20 and is produced by the fuel cell. Used for power generation.
この水素製造装置１０において、例えば、燃料電池システムのスペック（定格出力）に対応して要求される水素製造量が変わる場合には、多重筒型改質器１２の設置台数を調整することにより対応可能である。また、燃料電池の負荷変動に対応して燃料電池への水素の供給量を変えたい場合には、多重筒型改質器１２の稼働数を調整することにより対応可能である。 In this hydrogen production apparatus 10, for example, when the required amount of hydrogen production corresponding to the specifications (rated output) of the fuel cell system changes, it can be dealt with by adjusting the number of installed multi-cylinder reformers 12. Is possible. Further, when it is desired to change the supply amount of hydrogen to the fuel cell in response to the load fluctuation of the fuel cell, it can be dealt with by adjusting the number of operations of the multi-cylinder reformer 12.
そして、この水素製造装置１０には、加工費演算手段及び製造費算出手段を実施する制御部６０が設けられている。この制御部６０には、使用量測定部１８、供給量測定部２０、水素製造費を表示するための操作スイッチ６２、及び液晶ディスプレイからなる表示部６４が接続されている。また、制御部６０は、ネットワーク６６を介して、運用者の管理事務所のコンピュータ６８に接続されている。 The hydrogen production apparatus 10 is provided with a control unit 60 that performs processing cost calculation means and production cost calculation means. The control unit 60 is connected to a use amount measuring unit 18, a supply amount measuring unit 20, an operation switch 62 for displaying a hydrogen production cost, and a display unit 64 including a liquid crystal display. In addition, the control unit 60 is connected to a computer 68 of an operator's management office via a network 66.
これにより、制御部６０は、使用量測定部１８及び供給量測定部２０から測定値を入力して水素製造費を演算し、その演算結果を表示部６４に表示する。また、制御部６０は、演算結果をネットワーク６６を介して、運用者の管理事務所のコンピュータ６８に送信できるように構成されている。 Thereby, the control unit 60 calculates the hydrogen production cost by inputting the measurement values from the usage amount measurement unit 18 and the supply amount measurement unit 20, and displays the calculation result on the display unit 64. The control unit 60 is configured to be able to transmit the calculation result to the computer 68 of the management office of the operator via the network 66.
この制御部６０は、ＲＯＭ及びＲＡＭを内蔵したマイコンを中心に構成されており、マイコンがＲＯＭに記憶されたプログラムに従って動作することで、水素製造費の演算を行う。 The control unit 60 is configured mainly with a microcomputer incorporating a ROM and a RAM, and the microcomputer operates according to a program stored in the ROM, thereby calculating a hydrogen production cost.
すなわち、制御部６０が動作を開始した後、水素製造装置１０に設けられた操作スイッチ６２がオン操作されると、メインルーチンより課金処理を呼び出して実行する。あるいは、管理事務所のコンピュータ６８からの水素製造費の演算命令を、ネットワーク６６を介して受信すると、メインルーチンより課金処理を呼び出して実行する。 That is, when the operation switch 62 provided in the hydrogen production apparatus 10 is turned on after the control unit 60 starts operating, the accounting process is called and executed from the main routine. Alternatively, when a hydrogen production cost calculation command from the computer 68 in the management office is received via the network 66, the accounting process is called from the main routine and executed.
この課金処理では、水素製造部１７で使用した炭化水素原料の一例として都市ガスの使用量を使用量測定部１８から入力する（Ｓ１）。ここで、使用量測定部１８が、通過した都市ガスの累計を積算値として出力する積算流量計で構成された場合を例として説明する。例えば、前回の使用量取得時から現時点までを、水素製造費の演算対象期間とすると、現在入力した積算値から予め記憶しておいた前回の積算値を減算し、この減算値を演算対象期間の都市ガス使用量Ａｘとする。 In this billing process, the usage amount of city gas is input from the usage amount measuring unit 18 as an example of the hydrocarbon raw material used in the hydrogen production unit 17 (S1). Here, a case will be described as an example where the usage amount measuring unit 18 is configured by an integrated flow meter that outputs the accumulated city gas accumulated as an integrated value. For example, if the period from the previous acquisition of usage to the current time is the calculation target period for hydrogen production costs, the previous integrated value stored in advance is subtracted from the currently input integrated value, and this subtraction value is calculated for the calculation target period. City gas consumption Ax.
次に、水素製造部１７が利用者の燃料電池へ供給した水素の供給量を供給量測定部２０から入力する（Ｓ２）。供給量測定部２０が通過した水素の累計を積算値として出力する積算流量計で構成された場合、現在入力した積算値から予め記憶しておいた前回の積算値を減算し、この減算値を演算対象期間の水素供給量Ｂｘとする。 Next, the supply amount of hydrogen supplied from the hydrogen production unit 17 to the user's fuel cell is input from the supply amount measurement unit 20 (S2). When the supply amount measuring unit 20 is configured with an integrated flow meter that outputs the cumulative amount of hydrogen passed through as an integrated value, the previous integrated value stored in advance is subtracted from the currently input integrated value, and this subtracted value is calculated. The hydrogen supply amount Bx in the calculation target period is set.
そして、取得した水素供給量Ｂｘ〔ｍ３〕と都市ガス使用量Ａｘ〔ｍ３〕との関係に基づいて水素加工費Ｐ〔円／ｍ３〕を演算する（Ｓ３）。具体的には、水素供給量Ｂｘを都市ガス使用量Ａｘで除算して都市ガス使用量Ａｘに対する水素供給量Ｂｘの比率を求め、この比率に予め定めた単価Ｘ〔円／ｍ３〕を乗算して水素加工費Ｐ（（Ｂｘ／Ａｘ）×Ｘ）を求める。 Then, the hydrogen processing cost P [yen / m 3 ] is calculated based on the relationship between the acquired hydrogen supply amount Bx [m 3 ] and the city gas consumption Ax [m 3 ] (S3). Specifically, the hydrogen supply amount Bx is divided by the city gas use amount Ax to obtain the ratio of the hydrogen supply amount Bx to the city gas use amount Ax, and this ratio is multiplied by a predetermined unit price X [yen / m 3 ]. Then, the hydrogen processing cost P ((Bx / Ax) × X) is obtained.
次に、ステップＳ１において使用量測定部１８より入力した測定値から算出した都市ガス使用量Ａｘに都市ガスの単価Ｙ〔円／ｍ３〕を乗算して原料費と求めるとともに、この原料費にステップＳ３で求めた水素加工費Ｐに水素供給量Ｂｘを乗算して求めた水素費を加算して水素製造費（Ｐ×Ｂｘ＋Ａｘ×Ｙ）〔円〕を算出する（Ｓ４）。 Next, in step S1, the city gas usage amount Ax calculated from the measurement value input from the usage amount measuring unit 18 is multiplied by the unit price Y [yen / m 3 ] of the city gas to obtain the raw material cost. A hydrogen production cost (P × Bx + Ax × Y) [yen] is calculated by adding the hydrogen cost obtained by multiplying the hydrogen processing cost P obtained in step S3 by the hydrogen supply amount Bx (S4).
そして、算出した水素製造費を、表示部６４の液晶ディスプレイに表示するとともに、水素製造費を示すデータを、当該水素製造装置１０を特定可能な識別子と共にネットワーク６６を介して管理事務所のコンピュータ６８に送信し（Ｓ５）、メインルーチンへ戻る。 The calculated hydrogen production cost is displayed on the liquid crystal display of the display unit 64, and data indicating the hydrogen production cost is displayed on the computer 68 of the management office via the network 66 together with an identifier that can identify the hydrogen production apparatus 10. (S5) and return to the main routine.
これにより、使用量測定部１８及び供給量測定部２０の検診を行う検針者は、水素製造装置１０に設けられた操作スイッチ６２をオン操作して、表示部６４の液晶ディスプレイを見ることで水素製造費を知ることができる。また、運用者にあっては、管理事務所のコンピュータ６８からネットワーク６６を介して対象となる水素製造装置１０に対して水素製造費の演算命令を送信することで、管理事務所において水素製造費を知ることができる。 As a result, the meter reader who examines the usage measurement unit 18 and the supply measurement unit 20 turns on the operation switch 62 provided in the hydrogen production apparatus 10 and looks at the liquid crystal display of the display unit 64 to detect the hydrogen. You can know the manufacturing cost. In addition, the operator transmits a hydrogen production cost calculation command from the computer 68 of the management office to the target hydrogen production apparatus 10 via the network 66, so that the hydrogen production cost is obtained at the management office. Can know.
次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。 Next, the operation and effect of this embodiment will be described.
以上詳述したように、本実施形態に係る水素製造装置１０では、使用量測定部１８での測定値を目視あるいは通信で得ることにより、水素製造部１７で使用した炭化水素原料の一例である都市ガスの使用量を取得することができる。また、供給量測定部２０での測定値を目視あるいは通信で得ることで、水素製造部１７からの水素の供給量を取得することができる。 As described in detail above, the hydrogen production apparatus 10 according to the present embodiment is an example of the hydrocarbon raw material used in the hydrogen production unit 17 by obtaining the measurement value in the usage amount measurement unit 18 visually or by communication. The amount of city gas used can be acquired. Moreover, the supply amount of hydrogen from the hydrogen production unit 17 can be acquired by obtaining the measurement value in the supply amount measurement unit 20 visually or by communication.
そして、取得した供給量と使用量とを用いることによって、使用した都市ガスと供給した水素との関係から水素加工費を人手により又はコンピュータ等のハードウェアで算出することができる。また、都市ガスの使用量から原料費を人手により又はコンピュータ等のハードウェアで算出することができ、この原料費に、算出した水素加工費を加えれば、水素製造費を求めることができる。 Then, by using the acquired supply amount and use amount, the hydrogen processing cost can be calculated manually or by hardware such as a computer from the relationship between the used city gas and the supplied hydrogen. Further, the raw material cost can be calculated manually or by hardware such as a computer from the amount of city gas used, and the hydrogen production cost can be obtained by adding the calculated hydrogen processing cost to the raw material cost.
このように、使用した都市ガスと供給した水素との関係より求めた水素加工費を用いて水素製造費を算出できるので、水素供給量のみによって水素製造費を算出する従来と比較して、より適切な水素製造費の算出が可能となる。 In this way, hydrogen production costs can be calculated using the hydrogen processing costs obtained from the relationship between the city gas used and the supplied hydrogen, so compared with the conventional case where the hydrogen production costs are calculated only by the hydrogen supply amount. Appropriate hydrogen production costs can be calculated.
また、このように水素製造費を算出すれば、原料となる都市ガスから水素を製造する際の運転効率が良かったときには、より多くの水素製造費を徴収できる。また、運転効率が悪かったときは、水素製造費が安くなる。 In addition, if the hydrogen production cost is calculated in this way, more hydrogen production costs can be collected when the operation efficiency when producing hydrogen from the city gas as the raw material is good. In addition, when the operation efficiency is poor, the hydrogen production cost is reduced.
このため、運用者に対しては、運転効率が低下した際の調整作業や不具合の修正を促すことができる。また、利用者にあっては、運転効率に興味を持たせることができる。よって、両者の環境意識が高まり、地球環境保全に対して有効な水素製造装置１０となる。 For this reason, the operator can be urged to perform adjustment work when the driving efficiency is reduced or to correct a defect. In addition, the user can be interested in driving efficiency. Therefore, both environmental consciousness increases and it becomes the hydrogen production apparatus 10 effective with respect to global environmental conservation.
そして、本実施形態では、水素製造装置１０の制御部６０が供給量測定部２０での測定値より求めた水素供給量Ａｘと使用量測定部１８での測定値より求めた都市ガス使用量Ｂｘとの関係に基づいて水素加工費Ｐを演算する。
このため、人手による水素加工費Ｐの計算が不要となり、利便性が向上する。
In this embodiment, the control unit 60 of the hydrogen production apparatus 10 uses the hydrogen supply amount Ax obtained from the measurement value obtained by the supply amount measurement unit 20 and the city gas use amount Bx obtained from the measurement value obtained by the usage amount measurement unit 18. Based on the relationship, the hydrogen processing cost P is calculated.
This eliminates the need for manual calculation of the hydrogen processing cost P and improves convenience.
このとき、制御部６０は、水素供給量Ａｘを都市ガス使用量Ｂｘで除算し、この除算値に基づいて水素加工費Ｐを演算する。 At this time, the control unit 60 divides the hydrogen supply amount Ax by the city gas use amount Bx, and calculates the hydrogen processing cost P based on this division value.
このため、原料となる都市ガス使用量Ｂｘに対する水素供給量Ａｘの比率によって運転効率が示され、この運転効率に基づいて水素加工費Ｐを演算することができる。 Therefore, the operation efficiency is indicated by the ratio of the hydrogen supply amount Ax to the city gas use amount Bx as the raw material, and the hydrogen processing cost P can be calculated based on this operation efficiency.
また、制御部６０は、使用量測定部１８での測定値に基づいて算出した都市ガスの原料費に、算出した水素加工費Ｐに基づく水素費を加算して水素製造費を算出する。
このため、人手による水素製造費の計算が不要となり、利便性が向上する。
In addition, the control unit 60 calculates the hydrogen production cost by adding the hydrogen cost based on the calculated hydrogen processing cost P to the raw material cost of the city gas calculated based on the measurement value in the usage measurement unit 18.
This eliminates the need for manual calculation of hydrogen production costs and improves convenience.
次に、本実施形態の変形例について説明する。 Next, a modification of this embodiment will be described.
上記実施形態では、炭化水素原料の一例として都市ガスが用いられているが、メタンを主成分とする都市ガス以外の炭化水素原料、すなわち、例えば、プロパンなどの炭化水素を主成分とするガスや、炭化水素系液体が用いられても良い。 In the above embodiment, city gas is used as an example of the hydrocarbon raw material, but hydrocarbon raw materials other than city gas mainly containing methane, that is, for example, gas mainly containing hydrocarbons such as propane, A hydrocarbon-based liquid may be used.
また、都市ガス以外の炭化水素原料が用いられる場合に、多重筒型改質器１２は、上記以外の構造（使用される炭化水素原料に適した構造）に変更されても良い。 Moreover, when hydrocarbon raw materials other than city gas are used, the multiple cylinder type | mold reformer 12 may be changed into structures other than the above (structure suitable for the hydrocarbon raw material to be used).
また、上記実施形態では、水素精製器１６として、ＰＳＡ装置が使用されているが、例えば水素分離膜を有する水素精製装置などが使用されても良い。 Moreover, in the said embodiment, although the PSA apparatus is used as the hydrogen purifier 16, for example, the hydrogen purification apparatus which has a hydrogen separation membrane etc. may be used.
また、本実施形態に係る水素製造装置１０は、燃料電池システムに好適に用いられるが、燃料電池システム以外の機器やシステムに用いられても良い。例えば、工業用の熱処理炉などにおいて、炉内を還元雰囲気を保つための還元ガスとして消費される水素を供給する水素製造装置１０として用いても良い。 Moreover, although the hydrogen production apparatus 10 which concerns on this embodiment is used suitably for a fuel cell system, you may be used for apparatuses and systems other than a fuel cell system. For example, an industrial heat treatment furnace or the like may be used as the hydrogen production apparatus 10 that supplies hydrogen consumed as a reducing gas for maintaining a reducing atmosphere inside the furnace.
そして、供給量測定部１８での測定値より求めた水素供給量Ｂｘと使用量測定部２０での測定値より求めた都市ガス使用量Ａｘとの関係に基づいて水素加工費Ｐを演算する方法は、他の方法であっても良い。すなわち、水素供給量Ｂｘから都市ガス使用量Ａｘを減算して増加量を求め、この増加量に予め定めた単価Ｚ〔円／ｍ３〕を乗算して求める方法（（Ｂｘ−Ａｘ）×Ｚ）が挙げられる。 Then, a method of calculating the hydrogen processing cost P based on the relationship between the hydrogen supply amount Bx obtained from the measurement value in the supply amount measurement unit 18 and the city gas use amount Ax obtained from the measurement value in the usage amount measurement unit 20. May be other methods. That is, a method of obtaining an increase amount by subtracting the city gas use amount Ax from the hydrogen supply amount Bx, and multiplying the increase amount by a predetermined unit price Z [yen / m 3 ] ((Bx−Ax) × Z ).
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。 Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above, and other various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. It is.
１０…水素製造装置、１２…多重筒型改質器、１４…圧縮機、１６…水素精製器、１７…水素製造部、１８…使用量測定部、２０…供給量測定部、２１〜２４…筒状壁、２５…燃焼室、２６…バーナ、２７…燃焼排ガス流路、２８…ガス排出管、３１…第一流路、３２…予熱流路、３３…原料供給管、３４…改質用水供給管、３５…螺旋部材、３６…改質触媒層、４２…第二流路、４３…改質ガス流路、４４…改質ガス排出管、４５…ＣＯ変成触媒層、４６…酸化剤ガス供給管、４７…ＣＯ除去触媒層、６０…制御部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Hydrogen production apparatus, 12 ... Multiple cylinder type reformer, 14 ... Compressor, 16 ... Hydrogen refiner, 17 ... Hydrogen production part, 18 ... Usage amount measurement part, 20 ... Supply amount measurement part, 21-24 ... Cylindrical wall, 25 ... combustion chamber, 26 ... burner, 27 ... combustion exhaust gas passage, 28 ... gas exhaust pipe, 31 ... first passage, 32 ... preheating passage, 33 ... raw material supply pipe, 34 ... reforming water supply Pipe ... 35 ... Spiral member 36 ... Reforming catalyst layer 42 ... Second flow path 43 ... Reformed gas flow path 44 ... Reformed gas discharge pipe 45 ... CO shift catalyst layer 46 ... Oxidant gas supply Pipe, 47 ... CO removal catalyst layer, 60 ... control unit
Claims (4)
該水素製造部で使用される前記炭化水素原料の使用量を測定する使用量測定部と、
前記水素製造部が供給する水素の供給量を測定する供給量測定部と、
を備えた水素製造装置。 A hydrogen production unit that generates and supplies hydrogen using the supplied hydrocarbon feedstock;
A usage measurement unit for measuring the usage of the hydrocarbon raw material used in the hydrogen production unit;
A supply amount measurement unit for measuring a supply amount of hydrogen supplied by the hydrogen production unit;
A hydrogen production apparatus equipped with
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