JP2017171521A - 水素供給システム、及び、脱水素化物回収方法 - Google Patents

Abstract

【課題】水素ステーションにおいて、有機ハイドライドの供給/脱水素化物の回収を適切に進めつつ、揮発成分の大気中への拡散を抑制する。【解決手段】水素供給システムは、有機ハイドライドを貯蔵するための第１の貯蔵タンクと、第１の貯蔵タンクに貯蔵されていた有機ハイドライドから脱水素反応により発生した脱水素化物を貯蔵するための第２の貯蔵タンクと、が設けられ、有機ハイドライドから脱水素反応により発生した水素を、燃料として水素を使用する車両に供給するための水素ステーションと、液体の脱水素化物及び液体の有機ハイドライドを貯留して輸送することが可能な輸送用タンクが設けられた輸送手段と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、水素供給システム、及び、脱水素化物回収方法に関する。

ＭＣＨ（メチルシクロヘキサン）/ＴＯＬ（トルエン）系による有機ハイドライド流通を想定した場合、有機ハイドライドによるFCV（燃料電池自動車）向け水素供給では、製造所等においてＴＯＬなどの脱水素化物を水素化し、ＭＣＨなどの水素化物の形で貯蔵してステーションに出荷し、水素ステーションにおいて有機ハイドライドであるＭＣＨなどを脱水素することで水素を製造し、副生するＴＯＬなどの脱水素化物を貯蔵して製造所まで回収し、再度製造所等で水素化物に転換する。

一方、現状の自動車燃料輸送は、製造所等からステーションへのガソリン輸送のみであり、前述のように脱水素化物/有機ハイドライドの形で循環して流通することが行われていない。

ここで、例えば、特許文献１には、有機ハイドライドの供給と回収を実現するためのシステムが提案されている。

しかし、この特許文献１に記載の従来技術では、水素ステーション及び有機ハイドライド製造所における、具体的な有機ハイドライドの輸送手段の輸送用タンクと貯蔵タンクとの間の供給・回収についての開示は無い。

特開２００９−１５６３５２号公報

既述のような水素ステーションにおける脱水素化物の回収では、タンク内容物の揮発成分が大気中に拡散することを抑制するため、各工程で共通した蒸気回収機構による対策をしなければならない。

そして、既存のタンクローリーは、タンク室上部からガソリン等を充填するトップローディング方式が一般的だが、タンク上部マンホールはローダー配管径よりも大きく、タンク室内の蒸気を確実に回収することが難しい。

また、トップローディング法では、ローダー等の設備設置が必要となるが、設置場所が必要となるため水素ステーションの立地制約になる懸念が大きい。

また、タンク内の溶存水素を窒素等の不活性ガスでパージする場合には、大量の不活性ガスを用意しなければならないとともに、パージした後のキャリア蒸気や水素を含むガスの処理が必要になる。

そこで本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、水素ステーションにおいて、有機ハイドライドの供給/脱水素化物の回収を適切に進めつつ、揮発成分の大気中への拡散を抑制することが可能な水素供給システム、及び、脱水素化物回収方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様に係る水素供給システムは、
有機ハイドライドの水素の化学的結合及び分離を利用して水素を供給する水素供給システムであって、
前記有機ハイドライドを貯蔵するための第１の貯蔵タンクと、前記第１の貯蔵タンクに貯蔵されていた有機ハイドライドから脱水素反応により発生した脱水素化物を貯蔵するための第２の貯蔵タンクと、が設けられ、前記有機ハイドライドから脱水素反応により発生した水素を、燃料として水素を使用する車両に供給するための水素ステーションと、
液体の脱水素化物及び液体の有機ハイドライドを貯留して輸送することが可能な輸送用タンクが設けられた輸送手段と、を備え、
前記水素ステーションにおいて、前記輸送手段の前記輸送用タンク内の蒸気を前記第２の貯蔵タンクに回収しつつ、前記第２の貯蔵タンク内から液体の脱水素化物を前記輸送用タンク内に充填する
ことを特徴とする水素供給システム。

前記水素供給システムにおいて、
前記輸送手段の前記輸送用タンク内の蒸気を前記第２の貯蔵タンクに第１の配管を介して回収しつつ、前記第２の貯蔵タンクＴ２内から第２の配管を介して液体の脱水素化物を前記輸送用タンク内に充填する
ことを特徴とする。

前記水素供給システムにおいて、
前記輸送用タンク内の蒸気の前記第２の貯蔵タンクへの回収と、前記第２の貯蔵タンク内の液体の脱水素化物の前記輸送用タンク内への充填とが、同時に実行される
ことを特徴とする。

前記水素供給システムにおいて、
前記水素ステーションにおいて、前記第１の貯蔵タンク内の蒸気を前記輸送用タンクに回収しつつ、前記輸送用タンク内から液体の有機ハイドライドを前記第１の貯蔵タンク内に充填する
ことを特徴とする。

前記水素供給システムにおいて、
前記第１の貯蔵タンク内の蒸気の前記前記輸送用タンクへの回収と、前記前記輸送用タンク内の液体の有機ハイドライドの前記第１の貯蔵タンク内への充填とが、同時に実行される
ことを特徴とする。

前記水素供給システムにおいて、
前記輸送手段は、前記輸送用タンクを備えたタンクローリーであることを特徴とする。

前記水素供給システムにおいて、
前記水素ステーションに設けられた前記第１の貯蔵タンクは地下に配置された第１の地下タンクであり、かつ、前記第２の貯蔵タンクは地下に配置された第２の地下タンクである
ことを特徴とする。

前記水素供給システムにおいて、
ボトムローディング法により、前記輸送用タンク内から液体の有機ハイドライドを前記第１の貯蔵タンク内に充填し、
ボトムローディング法により、前記第２の貯蔵タンク内から液体の脱水素化物を前記輸送用タンク内に充填する
ことを特徴とする。

前記水素供給システムにおいて、
前記第２の貯蔵タンク内から液体の脱水素化物を前記輸送用タンク内に充填するための回収用ポンプが設けられていることを特徴とする。

前記水素供給システムにおいて、
前記有機ハイドライドは、メチルシクロヘキサンであり、
前記脱水素化物は、トルエンであることを特徴とする。

前記水素供給システムにおいて、
前記第１の貯蔵タンクは、前記第１の貯蔵タンク内と前記第１の貯蔵タンク外の前記輸送手段が位置する領域との間を連通し、前記第１の貯蔵タンク内の蒸気を必要に応じて前記第１の貯蔵タンク外の前記輸送手段が位置する領域に排出可能な第１の通気管が設けられ、
前記第２の貯蔵タンクは、前記第２の貯蔵タンク内と前記第２の貯蔵タンク外の前記輸送手段が位置する領域との間を連通し、前記第２の貯蔵タンク内の蒸気を必要に応じて前記第２の貯蔵タンク外の前記輸送手段が位置する領域に排出可能な第２の通気管が設けられている
ことを特徴とする。

前記水素供給システムにおいて、
１台の前記タンクローリーにより、液体の有機ハイドライドを有機ハイドライド製造所の第３の貯蔵タンクから前記水素ステーションの前記第１の貯蔵タンクに輸送し、且つ、液体の脱水素化物を前記水素ステーションの前記第２の貯蔵タンクから前記有機ハイドライド製造所の第４の貯蔵タンクに輸送する
ことを特徴とする。

本発明の一態様に係る脱水素化物回収方法は、
有機ハイドライドの水素の化学的結合及び分離を利用して水素を供給する水素供給システムであって、前記有機ハイドライドを貯蔵するための第１の貯蔵タンクと、前記第１の貯蔵タンクに貯蔵されていた有機ハイドライドから脱水素反応により発生した脱水素化物を貯蔵するための第２の貯蔵タンクと、が設けられ、前記有機ハイドライドから脱水素反応により発生した水素を、燃料として水素を使用する車両に供給するための水素ステーションと、液体の脱水素化物及び液体の有機ハイドライドを貯留して輸送することが可能な輸送用タンクが設けられた輸送手段と、を備えた水素供給システムの脱水素化物回収方法であって、
前記水素ステーションにおいて、前記輸送手段の前記輸送用タンク内の蒸気を前記第２の貯蔵タンクに回収しつつ、前記第２の貯蔵タンク内から液体の脱水素化物を前記輸送用タンク内に充填する
ことを特徴とする。

本発明に係る水素供給システムは、水素ステーションにおいて、有機ハイドライドの供給/脱水素化物の回収を適切に進めつつ、揮発成分の大気中への拡散を抑制することができる。

図１は、本実施形態に係る水素供給システム１００の構成の一例を示す図である。 図２は、メチルシクロヘキサンから脱水素化により水素を発生させるための構成の一例を示す図である。 図３は、有機ハイドライドがメチルシクロヘキサンであり、脱水素化物がトルエンである場合における、化学反応式を示す図である。 図４は、図１に示す水素供給システム１００の有機ハイドライド製造所ＨＧにおける移送手段Ｐの有機ハイドライドＭＣＨの荷積時の状態の一例を示す図である。 図５は、図１に示す水素供給システム１００の水素ステーションＳＳにおける移送手段Ｐの有機ハイドライドＭＣＨの供給時の状態の一例を示す図である。 図６は、図１に示す水素供給システム１００の水素ステーションＳＳにおける移送手段Ｐの脱水素化物ＴＯＬの回収時の状態の一例を示す図である。 図７は、図１に示す水素供給システム１００の有機ハイドライド製造所ＨＧにおける移送手段Ｐの脱水素化物ＴＯＬの荷卸時の状態の一例を示す図である。 図８は、図１に示す水素供給システム１００による水素供給方法の一例を示すフロー図である。

以下、本発明に係る実施形態について図面に基づいて説明する。

図１は、本実施形態に係る水素供給システム１００の構成の一例を示す図である。また、図２は、メチルシクロヘキサンから脱水素化により水素を発生させるための構成の一例を示す図である。また、図３は、有機ハイドライドがメチルシクロヘキサンであり、脱水素化物がトルエンである場合における、化学反応式を示す図である。

図１に示す水素供給システム１００は、有機ハイドライドの水素の化学的結合及び分離を利用して水素を供給するようになっている。有機ハイドライドは、不飽和結合を有する有機化合物の水素化物であり、脱水素触媒を用いて、水素と脱水素化物（不飽和結合を有する有機化合物）とを含む脱水素反応物に分解することができる。有機ハイドライドは、ガソリンなどと同様に液体燃料としてローリーなどによって輸送可能という観点から、常温常圧下で液体状のものが好ましい。本実施形態では、有機ハイドライドは、ＭＣＨ（メチルシクロヘキサン）を用いて説明するが、これに限られない。なお、不飽和結合を有する有機化合物とは、二重結合あるいは三重結合を分子内に一つ以上有し、常温常圧下で液状である有機化合物である。二重結合としては、炭素−炭素二重結合（Ｃ＝Ｃ）、炭素−窒素二重結合（Ｃ＝Ｎ）、炭素−酸素二重結合（Ｃ＝Ｏ）、窒素−酸素二重結合（Ｎ＝Ｏ）が例示される。三重結合としては、炭素−炭素三重結合、炭素−窒素三重結合が例示される。不飽和結合を有する有機化合物としては、貯蔵性および輸送性の観点から、常温常圧下で液体状の有機化合物であることが好ましい。

不飽和結合を有する有機化合物としては、例えばオレフィン類、ジエン類、アセチレン類、ベンゼン、炭素鎖置換芳香族類、へテロ置換芳香族類、多環芳香族類、シフ塩基類、ヘテロ芳香族類、ヘテロ５員環化合物類、キノン類、ケトン類などが挙げられる。オレフィン類としては、エチレン、プロピレン、ブテン、ペンテン、ヘキセン、ヘプテン、オクテン、ノネン、デセン、ウンデセン、ドデセンなどが挙げられる。ジエン類としては、アレン、ブタジエン、ペンタジエン、ヘキサジエン、へブタジエン、オクタジエン、ピペリレン，イソプレンなどが挙げられる。アセチレン類としては、アセチレン、プロピン、ビニルアセチレンなどが挙げられる。炭素鎖置換芳香族類としては、アルキル置換芳香族類などが挙げられる。アルキル置換芳香族類としては、トルエン、キシレン、トリメチルベンゼン、エチルベンゼン、クメン、安息香酸などが挙げられる。へテロ置換芳香族類としては、アニソール、ジメトキシベンゼン、フェノール、アニリン、Ｎ、Ｎ−ジメチルアニリンなどが挙げられる。多環芳香族類としては、ナフタレン、メチルナフタレン、アントラセン、テトラセン、フェナントレン、テトラリン、アズレンなどが挙げられる。シフ塩基類としては、2-aza-hept-1-en-1-yl-cyclohexaneなどが挙げられる。ヘテロ芳香族類としては、ピリジン、ピリミジン、キノリン、イソキノリンなどが挙げられる。ヘテロ５員環化合物類としては、フラン、チオフェン、ピロール、イミダゾールなどが挙げられる。キノン類としては、ベンゾキノン、ナフトキノンなどが挙げられる。ケトン類としては、アセトン、メチルエチルケトンなどが挙げられる。

上記の不飽和結合を有する有機化合物の中でも、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、ナフタレン、メチルナフタレン、テトラリンなどは、水素化の前後において非水溶性であり、水と相分離可能であるため、生成物としての回収が非常に容易である点において、アセトン等の水溶性の有機化合物よりも好ましい。また、純粋な化合物を用いても良いし、複数の化合物の混合物を用いても良い。なお、以下では、便宜上、有機ハイドライドを“ＭＣＨ”と表記する。

この水素供給システム１００は、例えば、図１に示すように、水素ステーションＳＳと、有機ハイドライド製造所ＨＧと、輸送手段Ｒと、を備える。

水素ステーションＳＳは、例えば、図１に示すように、有機ハイドライドＭＣＨを貯蔵するための第１の貯蔵タンクＴ１と、第１の貯蔵タンクＴ１に貯蔵されていた有機ハイドライドＭＣＨから脱水素反応により発生した脱水素化物（ＴＯＬ（トルエン））を貯蔵するための第２の貯蔵タンクＴ２と、が設けられている。なお、以下では、便宜上、脱水素化物を“ＴＯＬ”と表記する。

ここで、例えば、図２に示すように、水素ステーションＳＳでは、熱供給器１０から供給される熱で、脱水素反応器２０により、メチルシクロヘキサンを脱水素化させる。これにより、気体の水素と液体のトルエンが発生する（図３）。そして、図２に示すように、気液分離機３０により、液体のトルエンと気体の水素とを分離し、分離した気体の水素を水素精製器４０で精製することにより、高濃度の水素が得られる。

この水素ステーションＳＳは、有機ハイドライドＭＣＨから脱水素反応により発生した水素を、少なくとも燃料として水素を使用する車両（図示せず）に供給するようになっている。

また、有機ハイドライド製造所ＨＧは、例えば、図１に示すように、有機ハイドライドＭＣＨを貯蔵するための第３の貯蔵タンクＴ３と、脱水素化物ＴＯＬを貯蔵するための第４の貯蔵タンクＴ４と、が設けられている。この有機ハイドライド製造所ＨＧは、第４の貯蔵タンクＴ４に貯蔵されていた脱水素化物ＴＯＬを水素化反応することにより、有機ハイドライドＭＣＨを製造するようになっている。そして、この製造された有機ハイドライドＭＣＨが第３の貯蔵タンクＴ３に貯蔵される。

また、輸送手段Ｒは、図１に示すように、液体の脱水素化物ＴＯＬ及び液体の有機ハイドライドＭＣＨを貯留して輸送することが可能な輸送用タンクＲＴが備えられている。この輸送手段Ｒは、例えば、輸送用タンクＲＴを備えたタンクローリーである。

この輸送手段Ｒは、液体の有機ハイドライドＭＣＨを有機ハイドライド製造所ＨＧの第３の貯蔵タンクＴ３から水素ステーションＳＳの第１の貯蔵タンクＴ１に輸送する。

さらに、この輸送手段Ｒは、液体の脱水素化物ＴＯＬを水素ステーションＳＳの第２の貯蔵タンクＴ２から有機ハイドライド製造所ＨＧの第４の貯蔵タンクＴ４に輸送する。

なお、図１の例では、輸送手段Ｒが２つ表記されているが、１つの輸送手段Ｒで、有機ハイドライドＭＣＨと脱水素化物ＴＯＬを輸送するようにしてもよい。すなわち、１台のタンクローリーＲにより、液体の有機ハイドライドＭＣＨを有機ハイドライド製造所ＨＧの第３の貯蔵タンクＴ３から水素ステーションＳＳの第１の貯蔵タンクＴ１に輸送し、且つ、液体の脱水素化物ＴＯＬを水素ステーションＳＳの第２の貯蔵タンクＴ２から有機ハイドライド製造所ＨＧの第４の貯蔵タンクＴ４に輸送するようにしてもよい。

なお、既述の図３に示すように、脱水素化物であるトルエン及び有機ハイドライドであるメチルシクロヘキサンは、常温・常圧で液体であるため、貯蔵時（輸送時）の取り扱いが容易である。さらに、メチルシクロヘキサンは、エネルギー密度が高いため、一度に大量の輸送が可能である。

さらに、メチルシクロヘキサンとトルエンとは、反応しないため、１台の輸送用タンクＲの輸送用タンクＲＴ内を洗浄（パージ）等すること無く、当該１台の輸送手段Ｒで、連続して、有機ハイドライドＭＣＨと脱水素化物ＴＯＬとを輸送することができる。

ここで、有機ハイドライド製造所ＨＧにおける移送手段Ｐの有機ハイドライドＭＣＨの荷積時の状態の一例について説明する。図４は、図１に示す水素供給システム１００の有機ハイドライド製造所ＨＧにおける移送手段Ｐの有機ハイドライドＭＣＨの荷積時の状態の一例を示す図である。

図４に示すように、第３の貯蔵タンクＴ３は、輸送手段Ｒが移動可能な領域Ｘ上（地上）に、配置されている。この第３の貯蔵タンクＴ３の上部と輸送用タンクＲＴの上部とは、配管Ｌ３ｂで接続される。さらに、第３の貯蔵タンクＴ３の下部と輸送用タンクＲＴの上部とは、配管Ｌ３ａで接続される。

そして、有機ハイドライド製造所ＨＧは、液体の有機ハイドライドＭＣＨを汲み上げるための荷積用ポンプＰ３が設けられている。この荷積用ポンプＰ３は、配管Ｌ３ａを介して、第３の貯蔵タンクＴ３内から液体の有機ハイドライドＭＣＨを輸送用タンクＲＴ内に充填するようになっている。

すなわち、図４に示す例では、有機ハイドライド製造所ＨＧにおいて、トップローディング法により、配管Ｌ３ａを介して、第３の貯蔵タンクＴ３内から液体の有機ハイドライドＭＣＨを輸送用タンクＲＴ内に充填するようになっている。

そして、図４に示すように、有機ハイドライドＭＣＨの荷積時には、有機ハイドライド製造所ＨＧにおいて、輸送手段Ｒの輸送用タンクＲＴ内の蒸気（ここでは、有機ハイドライドＭＣＨを含む蒸気）を第３の貯蔵タンクＴ３に配管Ｌ３ｂを介して回収しつつ、第３の貯蔵タンクＴ３内から配管Ｌ３ａを介して液体の有機ハイドライドＭＣＨを輸送用タンクＲＴ内に充填する。

これにより、第３の貯蔵タンクＴ３の内容物の揮発成分の大気中への拡散が抑制される。

特に、蒸気の回収と有機ハイドライドＭＣＨの充填が同時に実行されることで、第３の貯蔵タンクＴ３内の圧力の変化が低減され、第３の貯蔵タンクＴ３の内容物の揮発成分の大気中への拡散が抑制される。

なお、この有機ハイドライド製造所ＨＧにおいて、輸送手段Ｒの輸送用タンクＲＴ内の蒸気（ここでは、有機ハイドライドＭＣＨを含む蒸気）を有機ハイドライド製造所ＨＧ内の蒸気回収装置（図示せず）に回収しつつ、第３の貯蔵タンクＴ３内から液体の有機ハイドライドＭＣＨを輸送用タンクＲＴ内に充填するようにしてもよい。

次に、水素供給システム１００の水素ステーションＳＳにおける移送手段Ｐの有機ハイドライドＭＣＨの供給時の状態の一例について説明する。図５は、図１に示す水素供給システム１００の水素ステーションＳＳにおける移送手段Ｐの有機ハイドライドＭＣＨの供給時の状態の一例を示す図である。なお、この図５において、第２の貯蔵タンクＴ２に関する構成は省略されている。

図５に示すように、第１の貯蔵タンクＴ１は、例えば、水素ステーションＳＳの地下に配置された第１の地下タンクである。この第１の貯蔵タンクＴ１の上部と輸送用タンクＲＴの上部とは、配管Ｌ１ｂで接続される。さらに、第１の貯蔵タンクＴ１の下部と輸送用タンクＲＴの下部とは、配管Ｌ１ａで接続される。

すなわち、図５に示す例では、水素ステーションＳＳにおいて、ボトムローディング法により、配管Ｌ１ａを介して、輸送用タンクＲＴ内から液体の有機ハイドライドＭＣＨを第１の地下タンク（第１の貯蔵タンクＴ１）内に充填する（図５）。

そして、図５に示すように、有機ハイドライドＭＣＨの供給時には、水素ステーションＳＳにおいて、第１の貯蔵タンクＴ１内の蒸気（ここでは、有機ハイドライドＭＣＨを含む蒸気）を輸送用タンクＲＴに配管Ｌ１ｂを介して回収しつつ、輸送用タンクＲＴ内から配管Ｌ１ａを介して液体の有機ハイドライドＭＣＨを第１の貯蔵タンクＴ１内に充填する。

これにより、第１の貯蔵タンクＴ１の内容物の揮発成分の大気中への拡散が抑制される。

特に、蒸気の回収と有機ハイドライドＭＣＨの充填が同時に実行されることで、第１の貯蔵タンクＴ１内の圧力の変化が低減され、第１の貯蔵タンクＴ１の内容物の揮発成分の大気中への拡散が抑制される。

なお、例えば、図５に示すように、第１の貯蔵タンクＴ１は、第１の貯蔵タンクＴ１内と、この第１の貯蔵タンクＴ１外の輸送手段Ｒが位置する領域Ｙ（地上）又は蒸気回収装置等（図示せず）との間を連通する第１の通気管Ｄ１が設けられている。この第１の通気管Ｄ１は、第１の貯蔵タンクＴ１内の蒸気（ここでは、有機ハイドライドＭＣＨを含む蒸気）を必要に応じて、第１の貯蔵タンクＴ１外の輸送手段Ｒが位置する領域Ｙに排出（蒸気回収装置等に回収）可能になっている。

次に、水素供給システム１００の水素ステーションＳＳにおける移送手段Ｐの脱水素化物ＴＯＬの回収時の状態の一例について説明する。図６は、図１に示す水素供給システム１００の水素ステーションＳＳにおける移送手段Ｐの脱水素化物ＴＯＬの回収時の状態の一例を示す図である。なお、この図６において、第１の貯蔵タンクＴ１に関する構成は省略されている。

図６に示すように、第２の貯蔵タンクＴ２は、例えば、水素ステーションＳＳの地下に配置された第２の地下タンクである。この第２の貯蔵タンクＴ２の上部と輸送用タンクＲＴの上部とは、配管Ｌ２ａで接続される。さらに、第２の貯蔵タンクＴ２の下部と輸送用タンクＲＴの下部とは、配管Ｌ２ｂで接続される。

さらに、水素ステーションＳＳは、液体の脱水素化物ＴＯＬを汲み上げるための回収用ポンプＰ２が設けられている。この回収用ポンプＰ２は、配管Ｌ２ｂを介して、第２の貯蔵タンク（第２の地下タンク）Ｔ２内から液体の脱水素化物ＴＯＬを輸送用タンクＲＴ内に充填する。

すなわち、図６に示す例では、水素ステーションＳＳにおいて、ボトムローディング法により、配管Ｌ２ｂを介して、第２の地下タンク（第２の貯蔵タンクＴ２）内から液体の脱水素化物ＴＯＬを輸送用タンクＲＴ内に充填する。

そして、図６に示すように、脱水素化物ＴＯＬの回収時には、水素ステーションＳＳにおいて、輸送手段Ｒの輸送用タンクＲＴ内の蒸気（ここでは、脱水素化物ＴＯＬを含む蒸気）を第２の貯蔵タンクＴ２に配管Ｌ２ａを介して回収しつつ、第２の貯蔵タンクＴ２内から配管Ｌ２ｂを介して液体の脱水素化物ＴＯＬを輸送用タンクＲＴ内に充填する。

これにより、第２の貯蔵タンクＴ２の内容物の揮発成分の大気中への拡散が抑制される。

特に、蒸気の回収と脱水素化物ＴＯＬの充填が同時に実行されることで、第２の貯蔵タンクＴ２内の圧力の変化が低減され、第２の貯蔵タンクＴ２の内容物の揮発成分の大気中への拡散が抑制される。

なお、例えば、図６に示すように、第２の貯蔵タンクＴ２は、第２の貯蔵タンクＴ２内と、この第２の貯蔵タンクＴ２外の輸送手段Ｒが位置する領域Ｙ（地上）又は蒸気回収装置等（図示せず）との間を連通する第２の通気管Ｄ２が設けられている。この第２の通気管Ｄ２は、第２の貯蔵タンクＴ２内の蒸気（ここでは、有機ハイドライドＭＣＨを含む蒸気）を必要に応じて、第２の貯蔵タンクＴ２外の輸送手段Ｒが位置する領域Ｙに排出（蒸気回収装置等に回収）可能になっている。

次に、水素供給システム１００の有機ハイドライド製造所ＨＧにおける移送手段Ｐの脱水素化物ＴＯＬの荷卸時の状態の一例について説明する。図７は、図１に示す水素供給システム１００の有機ハイドライド製造所ＨＧにおける移送手段Ｐの脱水素化物ＴＯＬの荷卸時の状態の一例を示す図である。

図７に示すように、第４の貯蔵タンクＴ４は、輸送手段Ｒが移動可能な領域Ｘ上（地上）に、配置されている。この第４の貯蔵タンクＴ４の上部と輸送用タンクＲＴの上部とは、配管Ｌ４ｂで接続される。さらに、第４の貯蔵タンクＴ４の下部と輸送用タンクＲＴの下部とは、配管Ｌ４ａで接続される。

そして、有機ハイドライド製造所ＨＧは、液体の脱水素化物ＴＯＬを汲み上げるための荷卸用ポンプＰ４が設けられている。この荷卸用ポンプＰ４は、配管Ｌ４ａを介して、輸送手段Ｒの輸送用タンクＲＴ内から液体の脱水素化物ＴＯＬを第４の貯蔵タンクＴ４内に充填するようになっている。

すなわち、図７に示す例では、有機ハイドライド製造所ＨＧにおいて、ボトムローディング法により、配管Ｌ４ａを介して、輸送手段Ｒの輸送用タンクＲＴ内から液体の脱水素化物ＴＯＬを第４の貯蔵タンクＴ４内に充填するようになっている。

そして、図７に示すように、脱水素化物ＴＯＬの荷卸時には、有機ハイドライド製造所ＨＧにおいて、第４の貯蔵タンクＴ４内の蒸気（ここでは、脱水素化物ＴＯＬを含む蒸気）を輸送手段Ｒの輸送用タンクＲＴに配管Ｌ４ｂを介して回収しつつ、輸送手段Ｒの輸送用タンクＲＴ内から配管Ｌ４ａを介して液体の脱水素化物ＴＯＬを第４の貯蔵タンクＴ４内に充填する。

これにより、第４の貯蔵タンクＴ４の内容物の揮発成分の大気中への拡散が抑制される。

特に、蒸気の回収と脱水素化物ＴＯＬの充填が同時に実行されることで、第４の貯蔵タンクＴ４内の圧力の変化が低減され、第４の貯蔵タンクＴ４の内容物の揮発成分の大気中への拡散が抑制される。

なお、有機ハイドライド製造所ＨＧにおいて、第４の貯蔵タンクＴ４内の蒸気（ここでは、脱水素化物ＴＯＬを含む蒸気）を有機ハイドライド製造所ＨＧ内の蒸気回収装置（図示せず）に回収しつつ、輸送手段Ｒの輸送用タンクＲＴ内から液体の脱水素化物ＴＯＬを第４の貯蔵タンクＴ４内に充填するようにしてもよい。

さらに、上記蒸気回収装置に代えて、第４の貯蔵タンクＴ４内の蒸気（ここでは、脱水素化物ＴＯＬを含む蒸気）を有機ハイドライド製造所ＨＧ内のフレアスタックや熱交換器に供給するようにしてもよい。

ここで、以上のような構成、機能を有する水素供給システム１００による水素供給方法の一例について説明する。

図８は、図１に示す水素供給システム１００による水素供給方法の一例を示すフロー図である。

図８に示すように、先ず、有機ハイドライド製造所ＨＧにおいて、輸送手段Ｒの輸送用タンクＲＴ内の蒸気（ここでは、有機ハイドライドＭＣＨを含む蒸気）を第３の貯蔵タンクＴ３に回収しつつ、第３の貯蔵タンクＴ３内から液体の有機ハイドライドＭＣＨを輸送用タンクＲＴ内に充填する（ステップＳ１）。

次に、輸送手段Ｒは、液体の有機ハイドライドＭＣＨを有機ハイドライド製造所ＨＧから水素ステーションＳＳに輸送する（ステップＳ２）。

次に、水素ステーションＳＳにおいて、第１の貯蔵タンクＴ１内の蒸気（ここでは、有機ハイドライドＭＣＨを含む蒸気）を輸送用タンクＲＴに回収しつつ、輸送用タンクＲＴ内から液体の有機ハイドライドＭＣＨを第１の貯蔵タンクＴ１内に充填する（ステップＳ３）。

次に、水素ステーションＳＳにおいて、輸送手段Ｒの輸送用タンクＲＴ内の蒸気（ここでは、脱水素化物ＴＯＬを含む蒸気）を第２の貯蔵タンクＴ２に回収しつつ、第２の貯蔵タンクＴ２内から配管Ｌ２ｂを介して液体の脱水素化物ＴＯＬを輸送用タンクＲＴ内に充填する。

次に、輸送手段Ｒは、液体の脱水素化物ＴＯＬを水素ステーションＳＳから有機ハイドライド製造所ＨＧに輸送する（ステップＳ５）。

次に、有機ハイドライド製造所ＨＧにおいて、第４の貯蔵タンクＴ４内の蒸気（ここでは、脱水素化物ＴＯＬを含む蒸気）を輸送手段Ｒの輸送用タンクＲＴに回収しつつ、輸送手段Ｒの輸送用タンクＲＴ内から液体の脱水素化物ＴＯＬを第４の貯蔵タンクＴ４内に充填する。

以降、同様のステップが繰り返されることで、有機ハイドライドＭＣＨと脱水素化物ＴＯＬを循環させて、有機ハイドライドＭＣＨを媒体として水素が順次供給されることになる。

以上のように、本実施形態に係る水素供給システム１００によれば、有機ハイドライド/脱水素化物の回収を適切に進めつつ、揮発成分の大気中への拡散を抑制することができる。

なお、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１００ 水素供給システム
ＳＳ 水素ステーション
ＨＧ 有機ハイドライド製造所
Ｒ 輸送手段
Ｔ１ 第１の貯蔵タンク
Ｔ２ 第２の貯蔵タンク
Ｔ３ 第３の貯蔵タンク
Ｔ４ 第４の貯蔵タンク
ＲＴ 輸送用貯蔵タンク
１０ 熱供給器
２０ 脱水素反応器
３０ 気液分離機
４０ 水素精製器

Claims (13)

1. 有機ハイドライドの水素の化学的結合及び分離を利用して水素を供給する水素供給システムであって、
   前記有機ハイドライドを貯蔵するための第１の貯蔵タンクと、前記第１の貯蔵タンクに貯蔵されていた有機ハイドライドから脱水素反応により発生した脱水素化物を貯蔵するための第２の貯蔵タンクと、が設けられ、前記有機ハイドライドから脱水素反応により発生した水素を、燃料として水素を使用する車両に供給するための水素ステーションと、
   液体の脱水素化物及び液体の有機ハイドライドを貯留して輸送することが可能な輸送用タンクが設けられた輸送手段と、を備え、
   前記水素ステーションにおいて、前記輸送手段の前記輸送用タンク内の蒸気を前記第２の貯蔵タンクに回収しつつ、前記第２の貯蔵タンク内から液体の脱水素化物を前記輸送用タンク内に充填する
   ことを特徴とする水素供給システム。
2. 前記輸送手段の前記輸送用タンク内の蒸気を前記第２の貯蔵タンクに第１の配管を介して回収しつつ、前記第２の貯蔵タンクＴ２内から第２の配管を介して液体の脱水素化物を前記輸送用タンク内に充填する
   ことを特徴とする請求項１に記載の水素供給システム。
3. 前記輸送用タンク内の蒸気の前記第２の貯蔵タンクへの回収と、前記第２の貯蔵タンク内の液体の脱水素化物の前記輸送用タンク内への充填とが、同時に実行される
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の水素供給システム。
4. 前記水素ステーションにおいて、前記第１の貯蔵タンク内の蒸気を前記輸送用タンクに回収しつつ、前記輸送用タンク内から液体の有機ハイドライドを前記第１の貯蔵タンク内に充填する
   ことを特徴とする請求項３に記載の水素供給システム。
5. 前記第１の貯蔵タンク内の蒸気の前記前記輸送用タンクへの回収と、前記前記輸送用タンク内の液体の有機ハイドライドの前記第１の貯蔵タンク内への充填とが、同時に実行される
   ことを特徴とする請求項４に記載の水素供給システム。
6. 前記輸送手段は、前記輸送用タンクを備えたタンクローリーであることを特徴とする請求項５に記載の水素供給システム。
7. 前記水素ステーションに設けられた前記第１の貯蔵タンクは地下に配置された第１の地下タンクであり、かつ、前記第２の貯蔵タンクは地下に配置された第２の地下タンクである
   ことを特徴とする請求項３ないし６のいずれか一項に記載の水素供給システム。
8. 前記水素ステーションにおいて、
   ボトムローディング法により、前記輸送用タンク内から液体の有機ハイドライドを前記第１の貯蔵タンク内に充填し、
   ボトムローディング法により、前記第２の貯蔵タンク内から液体の脱水素化物を前記輸送用タンク内に充填する
   ことを特徴とする請求項７に記載の水素供給システム。
9. 前記水素ステーションは、
   前記第２の貯蔵タンク内から液体の脱水素化物を前記輸送用タンク内に充填するための回収用ポンプが設けられていることを特徴とする請求項８に記載の水素供給システム。
10. 前記有機ハイドライドは、メチルシクロヘキサンであり、
    前記脱水素化物は、トルエンであることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか一項に記載の水素供給システム。
11. 前記第１の貯蔵タンクは、前記第１の貯蔵タンク内と前記第１の貯蔵タンク外の前記輸送手段が位置する領域との間を連通し、前記第１の貯蔵タンク内の蒸気を必要に応じて前記第１の貯蔵タンク外の前記輸送手段が位置する領域に排出可能な第１の通気管が設けられ、
    前記第２の貯蔵タンクは、前記第２の貯蔵タンク内と前記第２の貯蔵タンク外の前記輸送手段が位置する領域との間を連通し、前記第２の貯蔵タンク内の蒸気を必要に応じて前記第２の貯蔵タンク外の前記輸送手段が位置する領域に排出可能な第２の通気管が設けられている
    ことを特徴とする請求項７に記載の水素供給システム。
12. １台の前記タンクローリーにより、液体の有機ハイドライドを有機ハイドライド製造所の第３の貯蔵タンクから前記水素ステーションの前記第１の貯蔵タンクに輸送し、且つ、液体の脱水素化物を前記水素ステーションの前記第２の貯蔵タンクから前記有機ハイドライド製造所の第４の貯蔵タンクに輸送する
    ことを特徴とする請求項６に記載の水素供給システム。
13. 有機ハイドライドの水素の化学的結合及び分離を利用して水素を供給する水素供給システムであって、前記有機ハイドライドを貯蔵するための第１の貯蔵タンクと、前記第１の貯蔵タンクに貯蔵されていた有機ハイドライドから脱水素反応により発生した脱水素化物を貯蔵するための第２の貯蔵タンクと、が設けられ、前記有機ハイドライドから脱水素反応により発生した水素を、燃料として水素を使用する車両に供給するための水素ステーションと、液体の脱水素化物及び液体の有機ハイドライドを貯留して輸送することが可能な輸送用タンクが設けられた輸送手段と、を備えた水素供給システムの脱水素化物回収方法であって、
    前記水素ステーションにおいて、前記輸送手段の前記輸送用タンク内の蒸気を前記第２の貯蔵タンクに回収しつつ、前記第２の貯蔵タンク内から液体の脱水素化物を前記輸送用タンク内に充填する
    ことを特徴とする脱水素化物回収方法。

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