JP2018162198A - Hydrogen production apparatus - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a hydrogen production apparatus that can maintain hydrogen production ability without adding tap water when there are water shortages in the apparatus.SOLUTION: The recovery water recovered from a first humidifier 14, a second humidifier 18, and a third humidifier 78 is stored in a recovery water tank 22, is supplied a water supply pipe for reforming 52 to a reformer 12, and is subjected to a water vapor reforming reaction with hydrocarbon as the raw material to produce a reformed gas. The produced reformed gas is separated with a hydrogen purifier 20 into impurities and hydrogen, to purify hydrogen. When the water level of the recovery water tank 22 becomes lower than or equal to a threshold, a control unit 84 causes an electronic selector valve 76 to open, to communicate between an air supply pipe 72 for combustion and the reaction side of the reformer 12. Namely, in the reformer 12, if water is running short in the entire apparatus, by both of the water vapor reforming reaction and a partial oxidation reforming reaction, the hydrogen production ability can be maintained without adding tap water.SELECTED DRAWING: Figure 1

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、改質装置で原料である炭化水素と水蒸気(水)を反応させて改質ガスに改質した後、PSA(Pressure Swing Adsorption)装置へ供給するものが知られている。   Conventionally, as a hydrogen production apparatus for obtaining hydrogen, a reforming apparatus reacts hydrocarbons and water vapor (water) as raw materials to reform to reformed gas, and then supplies the reformed gas to a PSA (Pressure Swing Adsorption) apparatus. Things are known.

このような水素製造装置において、装置内で発生する水を改質器の反応側に供給することによって、水素の製造を行っている。また、装置内の水が不足した場合には、外部の水道水から装置内に水を補給して改質ガス(水素)の製造性能を維持している。   In such a hydrogen production apparatus, hydrogen is produced by supplying water generated in the apparatus to the reaction side of the reformer. Further, when water in the apparatus is insufficient, water is replenished into the apparatus from external tap water to maintain the production performance of reformed gas (hydrogen).

この際、水道水中のナトリウムイオンを含むカチオン成分等不純物を除去するために水処理器(カチオン交換樹脂)を水道水供給ラインに設けることが記載されている(例えば、特許文献1参照)。このように、水道水中のパーティクルやイオン化物質を水道水補給ラインで除去することにより、改質器に供給する水供給ライン上に設けられた水処理器(カチオン交換樹脂)の負荷を低減することができるとされている。   At this time, it is described that a water treatment device (cation exchange resin) is provided in a tap water supply line in order to remove impurities such as cation components including sodium ions in tap water (for example, see Patent Document 1). Thus, by removing particles and ionized substances in tap water in the tap water supply line, the load of the water treatment device (cation exchange resin) provided on the water supply line supplied to the reformer is reduced. It is supposed to be possible.

特開2013−201084号公報JP 2013-201084 A

しかし、上記特許文献1記載の水素製造装置は、水道水補給ライン上に新たに水処理器を設けなければならない。   However, the hydrogen production apparatus described in Patent Document 1 must newly provide a water treatment device on the tap water supply line.

本発明は、上記事情に鑑みて成されたものであり、装置内の水が不足した場合に、水道水を補給することなく水素製造性能を維持できる水素製造装置を提供することを目的とする。   This invention is made in view of the said situation, and when the water in an apparatus runs short, it aims at providing the hydrogen production apparatus which can maintain hydrogen production performance, without replenishing tap water. .

第1態様では、炭化水素を原料して供給されると共に、原料である炭化水素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、前記改質器よりも下流側の前記改質ガスの流路及び前記改質器の燃焼排出ガスの流路の少なくとも一方から回収された回収水を貯留する回収水タンクと、前記回収水タンクから前記改質器の反応側に連通する回収水供給流路と、前記改質器の反応側に酸素を供給する反応用酸素供給流路と、前記反応用酸素供給流路と前記改質器の反応側とを連通又は遮断する切替手段と、を備える。   In the first aspect, a reformer that is supplied as a raw material for hydrocarbons, reforms the hydrocarbons that are the raw materials to generate a reformed gas containing hydrogen as a main component, and a downstream side of the reformer. A recovered water tank for storing recovered water recovered from at least one of the reformed gas flow path and the reformer combustion exhaust gas flow path, and a reaction side of the reformer from the recovered water tank The recovered water supply flow path communicating with the reaction water, the reaction oxygen supply flow path for supplying oxygen to the reaction side of the reformer, and the reaction oxygen supply flow path and the reaction side of the reformer communicated or blocked. Switching means.

第1態様によれば、改質器よりも下流側の改質ガスの流路及び改質器の燃焼排出ガスの流路の少なくとも一方から回収された回収水が回収水タンクに貯留される。回収水タンクから回収水供給流路に供給された水は、原料である炭化水素と共に改質器に供給され、水蒸気改質反応によって改質ガスが生成される。生成された改質ガスは、それ自体を最終製品としても良いし、さらに水素濃度を高めるために精製しても良い。   According to the first aspect, the recovered water recovered from at least one of the reformed gas flow path downstream of the reformer and the combustion exhaust gas flow path of the reformer is stored in the recovered water tank. The water supplied from the recovered water tank to the recovered water supply channel is supplied to the reformer together with the hydrocarbon as a raw material, and a reformed gas is generated by a steam reforming reaction. The generated reformed gas itself may be used as a final product, or may be purified to further increase the hydrogen concentration.

ところで、水蒸気改質反応で改質ガスを生成する能力(水素製造性能)が装置内の水量(水不足)で制限される場合、あるいは制限されるおそれが大きい場合には、切替手段により反応用酸素供給流路と改質器の反応側とを連通させる。これにより、燃料用酸素が改質器の反応側に供給され、炭化水素と酸素により部分酸化改質反応を生じる。すなわち、装置全体で水が不足してきた場合には、水蒸気改質反応と部分酸化改質反応の両方によって改質ガスを製造することによって、装置に水道水を補給することなく水素製造性能を維持することができる。   By the way, when the ability to generate reformed gas by the steam reforming reaction (hydrogen production performance) is limited by the amount of water (water shortage) in the apparatus or when there is a high possibility that it will be limited, the oxygen for reaction is changed by the switching means. The supply flow path is communicated with the reaction side of the reformer. Thus, fuel oxygen is supplied to the reaction side of the reformer, and a partial oxidation reforming reaction is caused by the hydrocarbon and oxygen. In other words, when the entire system is running out of water, hydrogen production performance is maintained without replenishing the system with tap water by producing reformed gas by both steam reforming reaction and partial oxidation reforming reaction. can do.

一方で、水が十分にある時は、切替手段により反応用酸素供給流路と改質器の反応側とを遮断し、水蒸気改質反応を主に運転することで、改質ガス中の不純成分を減らし水素濃度を高く運転することができる。   On the other hand, when there is sufficient water, the switching means shuts off the reaction oxygen supply flow path and the reaction side of the reformer, and mainly operates the steam reforming reaction, thereby impure in the reformed gas. The component can be reduced and the hydrogen concentration can be increased.

第2態様では、前記回収水タンクの水位が第1閾値以下となった場合に、前記切替手段を駆動して前記反応用酸素供給流路と前記改質器の反応側とを連通させ、前記水位が第2閾値を超えている場合には前記切替手段を駆動して前記反応用酸素供給流路と前記改質器の反応側とを遮断させる制御手段を備える。   In the second aspect, when the water level of the recovered water tank is equal to or lower than the first threshold value, the switching means is driven to connect the reaction oxygen supply flow path and the reaction side of the reformer, When the water level exceeds the second threshold value, there is provided control means for driving the switching means to shut off the reaction oxygen supply flow path and the reaction side of the reformer.

第2態様によれば、回収水タンクの水位が第1閾値以下となった場合には、制御手段が切替手段を駆動して反応用酸素供給流路と改質器の反応側とを連通させる。これにより、燃料用酸素が改質器の反応側に供給され、炭化水素と酸素により部分酸化改質反応を生じる。すなわち、装置全体で水が不足してきた場合には、水蒸気改質反応と部分酸化改質反応の両方によって改質ガスを製造することによって、装置に水道水を補給することなく水素製造性能を維持することができる。   According to the second aspect, when the water level in the recovered water tank becomes equal to or lower than the first threshold value, the control means drives the switching means to communicate the reaction oxygen supply flow path with the reaction side of the reformer. . Thus, fuel oxygen is supplied to the reaction side of the reformer, and a partial oxidation reforming reaction is caused by the hydrocarbon and oxygen. In other words, when the entire system is running out of water, hydrogen production performance is maintained without replenishing the system with tap water by producing reformed gas by both steam reforming reaction and partial oxidation reforming reaction. can do.

一方、回収水タンクの水位が第2閾値を超えた場合には、制御手段が切替手段を駆動して反応用酸素供給流路と改質器の反応側とを遮断させる。これにより、水蒸気改質反応を主に改質器を運転することで、改質ガス中の不純成分を減らし水素濃度を高く運転することができる。   On the other hand, when the water level in the recovered water tank exceeds the second threshold value, the control means drives the switching means to shut off the reaction oxygen supply channel and the reaction side of the reformer. As a result, by operating the reformer mainly for the steam reforming reaction, it is possible to reduce the impurity components in the reformed gas and operate with a high hydrogen concentration.

また、回収水タンクの水位によって反応を切り替えることにより、水素製造装置が水切れをおこすことなく自動で運転を継続することができる。   In addition, by switching the reaction depending on the water level in the recovered water tank, the hydrogen production apparatus can be automatically operated without running out of water.

第3態様では、前記回収水タンクには、水位を検出する水位検出手段を備え、前記制御手段は、前記水位検出手段が検出した水位に基づいて前記切替手段を切り替える。   In the third aspect, the recovered water tank is provided with a water level detecting means for detecting a water level, and the control means switches the switching means based on the water level detected by the water level detecting means.

第3態様によれば、水位検出手段で検出された回収水タンクの水位が第1閾値以下の場合には、制御手段が切替手段を切り替えて反応用酸素供給流路と改質器の反応側とを連通させる。これにより、改質器において水蒸気改質反応と部分酸化改質反応の両方によって改質ガスを製造することができ、装置に水道水を補給することなく水素製造性能を維持することができる。   According to the third aspect, when the water level of the recovered water tank detected by the water level detection means is not more than the first threshold value, the control means switches the switching means to change the reaction oxygen supply channel and the reaction side of the reformer. To communicate with. Thus, the reformed gas can be produced by both the steam reforming reaction and the partial oxidation reforming reaction in the reformer, and the hydrogen production performance can be maintained without supplying tap water to the apparatus.

第4態様では、前記反応用酸素供給流路は、前記改質器の燃焼側に酸素を供給する燃焼用酸素供給路と前記改質器の反応側とを連通させている。   In the fourth aspect, the reaction oxygen supply channel communicates the combustion oxygen supply channel for supplying oxygen to the combustion side of the reformer and the reaction side of the reformer.

第4態様によれば、反応用酸素供給流路は燃焼用酸素供給流路と改質器の反応側とを連通させている。したがって、改質器の反応側に供給する酸素と、改質器の燃焼側に供給する酸素を同一の供給源から供給することができる。   According to the fourth aspect, the reaction oxygen supply channel makes the combustion oxygen supply channel communicate with the reaction side of the reformer. Therefore, oxygen supplied to the reaction side of the reformer and oxygen supplied to the combustion side of the reformer can be supplied from the same supply source.

第5態様では、前記改質器と前記改質ガスの流路を介して接続され、前記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を有する。   In a fifth aspect, the apparatus includes a hydrogen purifier that is connected to the reformer through a flow path of the reformed gas, and purifies hydrogen by separating the reformed gas into impurities and hydrogen.

第5態様によれば、水素精製器では、改質器で生成された改質ガスを不純物と水素に分離して水素を精製することによって、精製度の高い水素を製造することができる。   According to the fifth aspect, in the hydrogen purifier, hydrogen having a high degree of purification can be produced by separating the reformed gas generated in the reformer into impurities and hydrogen and purifying the hydrogen.

第6態様では、前記改質器で生成された改質ガスに対して前記炭化水素と前記酸素との部分酸化反応により生ずる改質ガスが占める割合に応じて水素精製度を維持するように前記水素精製器を制御する。   In the sixth aspect, the hydrogen purification degree is maintained in accordance with the ratio of the reformed gas generated by the partial oxidation reaction of the hydrocarbon and the oxygen to the reformed gas generated in the reformer. Control the hydrogen purifier.

第6態様によれば、部分酸化反応を行うと、改質ガス中の不純物成分が増える。そこで、改質器で生成された改質ガスに対して部分酸化反応で生成された改質ガスが占める割合に応じて水素精製器の制御(運転パターンの変更)を行う。これにより、改質器で部分酸化改質反応がない場合と同様の精製水素濃度を維持することができる。   According to the sixth aspect, when the partial oxidation reaction is performed, the impurity component in the reformed gas increases. Therefore, the hydrogen purifier is controlled (operation pattern is changed) according to the ratio of the reformed gas generated by the partial oxidation reaction to the reformed gas generated by the reformer. Thereby, the refined hydrogen concentration similar to the case where there is no partial oxidation reforming reaction in the reformer can be maintained.

本態様では、装置内の水が不足した場合に、水道水を補給することなく水素製造性能を維持できる。   In this aspect, when the water in the apparatus is insufficient, the hydrogen production performance can be maintained without replenishing tap water.

本発明の一実施形態に係る水素製造装置の全体構成を示す図である。It is a figure showing the whole hydrogen production device composition concerning one embodiment of the present invention. 図1に示される多重筒型改質器の詳細を示す図である。It is a figure which shows the detail of the multiple cylinder type | mold reformer shown by FIG.

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に示すように、本実施形態に係る水素製造装置10は、多重筒型改質器12(以下、「改質器12」という場合がある)と、第1除湿器14と、圧縮機16と、第2除湿器18と、水素精製器20と、回収水タンク22とを備えている。この水素製造装置10は、炭化水素原料から水素を製造するものである。本実施形態では、炭化水素原料の一例としてメタンを主成分とする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 multi-cylinder reformer 12 (hereinafter sometimes referred to as “reformer 12”), a first dehumidifier 14, and a compressor. 16, a second dehumidifier 18, a hydrogen purifier 20, and a recovered water tank 22. This hydrogen production apparatus 10 produces hydrogen from a hydrocarbon raw material. This embodiment demonstrates the case where the city gas which has methane as a main component is used as an example of a hydrocarbon raw material.

図2に示すように、多重筒型改質器12は、多重に配置された複数の筒状壁30、32、34、36(以下、「複数の筒状壁30〜36」という)を有して構成されている。複数の筒状壁30〜36は、例えば円筒状や楕円筒状に形成される。複数の筒状壁30〜36のうち内側から一番目の筒状壁30の内部には、燃焼室38が形成されており、この燃焼室38の上部には、バーナ40が下向きに配置されている。バーナ40には、後述するオフガス供給流路70から燃料ガスが供給されると共に、燃焼用空気供給管72から空気が供給されるものである。なお、この燃焼室38及びバーナ40を改質器12の燃焼側という場合がある。   As shown in FIG. 2, the multiple cylindrical reformer 12 has multiple cylindrical walls 30, 32, 34, 36 (hereinafter referred to as “multiple cylindrical walls 30 to 36”) arranged in multiple. Configured. The plurality of cylindrical walls 30 to 36 are formed in, for example, a cylindrical shape or an elliptical cylindrical shape. A combustion chamber 38 is formed inside the first cylindrical wall 30 from the inner side among the plurality of cylindrical walls 30 to 36, and a burner 40 is disposed downward on the upper portion of the combustion chamber 38. Yes. The burner 40 is supplied with fuel gas from an off-gas supply passage 70 described later, and is supplied with air from a combustion air supply pipe 72. Note that the combustion chamber 38 and the burner 40 may be referred to as the combustion side of the reformer 12.

一番目の筒状壁30と二番目の筒状壁32との間には、燃焼排出ガス流路42が形成されている。燃焼排出ガス流路42の下端部は、燃焼室38と連通されており、燃焼排出ガス流路42の上端部には、ガス排出管44が接続されている。燃焼室38から排出された燃焼排出ガスは、燃焼排出ガス流路42を下側から上側に流れ、ガス排出管44を通じて外部に排出される。   A combustion exhaust gas passage 42 is formed between the first cylindrical wall 30 and the second cylindrical wall 32. A lower end portion of the combustion exhaust gas passage 42 is in communication with the combustion chamber 38, and a gas exhaust pipe 44 is connected to the upper end portion of the combustion exhaust gas passage 42. The combustion exhaust gas discharged from the combustion chamber 38 flows from the lower side to the upper side through the combustion exhaust gas passage 42 and is discharged to the outside through the gas discharge pipe 44.

二番目の筒状壁32と三番目の筒状壁34との間には、第一流路46が形成されている。この第一流路46の上部は、予熱流路48として形成されており、この予熱流路48の上端部には、原料供給管50及び改質用水供給管52が接続されている。二番目の筒状壁32と三番目の筒状壁34との間には、螺旋部材54が設けられており、この螺旋部材54により、予熱流路48は、螺旋状に形成されている。なお、第一流路46を改質器12の反応側という場合がある。   A first flow path 46 is formed between the second cylindrical wall 32 and the third cylindrical wall 34. An upper portion of the first flow path 46 is formed as a preheating flow path 48, and a raw material supply pipe 50 and a reforming water supply pipe 52 are connected to an upper end portion of the preheating flow path 48. A spiral member 54 is provided between the second cylindrical wall 32 and the third cylindrical wall 34, and the preheating channel 48 is formed in a spiral shape by the spiral member 54. Note that the first flow path 46 may be referred to as a reaction side of the reformer 12.

この予熱流路48には、原料供給管50から都市ガスが供給されると共に、改質用水供給管52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48を上側から下側に流れると共に、二番目の筒状壁32を介して燃焼排出ガスと熱交換され水が気化される。この予熱流路48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 48 is supplied with city gas from the raw material supply pipe 50 and is supplied with reforming water from the reforming water supply pipe 52. The city gas and the reforming water flow from the upper side to the lower side through the preheating channel 48, and heat is exchanged with the combustion exhaust gas through the second cylindrical wall 32 to vaporize the water. In the preheating channel 48, the mixed gas is generated by mixing the city gas and the gas-phase reforming water (steam).

第一流路46における予熱流路48の下側には、改質触媒層56が設けられており、予熱流路48にて生成された混合ガスは、改質触媒層56に供給される。改質触媒層56では、燃焼排出ガス流路42を流れる燃焼排出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 56 is provided below the preheating channel 48 in the first channel 46, and the mixed gas generated in the preheating channel 48 is supplied to the reforming catalyst layer 56. In the reforming catalyst layer 56, the mixed gas is steam-reformed by receiving heat from the combustion exhaust gas flowing through the combustion exhaust gas passage 42, and a reformed gas mainly containing hydrogen is generated.

三番目の筒状壁34と四番目の筒状壁36との間には、第二流路58が形成されている。第二流路58の下端部は、第一流路46の下端部と連通されている。第二流路58の下部は、改質ガス流路60として形成されており、第二流路58の上端部には、改質ガス排出管62が接続されている。   A second flow path 58 is formed between the third cylindrical wall 34 and the fourth cylindrical wall 36. The lower end portion of the second flow path 58 is in communication with the lower end portion of the first flow path 46. A lower portion of the second flow path 58 is formed as a reformed gas flow path 60, and a reformed gas discharge pipe 62 is connected to an upper end portion of the second flow path 58.

第二流路58における改質ガス流路60よりも上側には、CO変成触媒層64が設けられており、改質触媒層56にて生成された改質ガスは、改質ガス流路60を通過した後、CO変成触媒層64に供給される。CO変成触媒層64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 64 is provided above the reformed gas channel 60 in the second channel 58, and the reformed gas generated in the reformed catalyst layer 56 is passed through the reformed gas channel 60. After passing, the CO conversion catalyst layer 64 is supplied. In the CO shift catalyst layer 64, 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64の上側には、酸化剤ガス供給管66が設けられており、第二流路58におけるCO変成触媒層64よりも上側には、CO除去触媒層68が設けられている。酸化剤ガス供給管66を通じて取り入れられた酸化剤ガス、及び、CO変成触媒層64を通過した改質ガスは、CO除去触媒層68に供給される。CO除去触媒層68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64及びCO除去触媒層68で一酸化炭素が除去された改質ガスは、改質ガス排出管62を通じて排出される。   An oxidant gas supply pipe 66 is provided above the CO conversion catalyst layer 64, and a CO removal catalyst layer 68 is provided above the CO conversion catalyst layer 64 in the second flow path 58. The oxidant gas introduced through the oxidant gas supply pipe 66 and the reformed gas that has passed through the CO shift catalyst layer 64 are supplied to the CO removal catalyst layer 68. In the CO removal catalyst layer 68, 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 64 and the CO removal catalyst layer 68 is discharged through the reformed gas discharge pipe 62.

なお、図1に示すように、改質器12には、バーナ40に空気を供給する燃焼用空気供給管72が連通されている。また、反応用空気供給管74は、燃焼用空気供給管72と原料供給管50とを連通させている。反応用空気供給管74には、燃焼用空気供給管72と原料供給管50とを連通又は遮断させる電磁切替弁76が設けられている。   As shown in FIG. 1, a combustion air supply pipe 72 that supplies air to the burner 40 is communicated with the reformer 12. The reaction air supply pipe 74 allows the combustion air supply pipe 72 and the raw material supply pipe 50 to communicate with each other. The reaction air supply pipe 74 is provided with an electromagnetic switching valve 76 for communicating or blocking the combustion air supply pipe 72 and the raw material supply pipe 50.

また、改質器12のガス排出管44には、第3除湿器78が設けられてする。したがって、ガス排出管44において燃焼排出ガスは除湿された後、外部に排出される。第3除湿器78は、多重筒型改質器12から排出された燃焼排出ガスを冷却する機能を有し、燃焼排出ガスに含まれた水蒸気を冷却時に凝結して結露させ、その結露水をドレインから排出することで、燃焼排出ガスから水蒸気を分離する(除湿する)ものである。   A third dehumidifier 78 is provided in the gas discharge pipe 44 of the reformer 12. Therefore, the combustion exhaust gas is dehumidified in the gas exhaust pipe 44 and then discharged to the outside. The third dehumidifier 78 has a function of cooling the combustion exhaust gas discharged from the multi-cylinder reformer 12, condenses the water vapor contained in the combustion exhaust gas at the time of cooling, and condenses the condensed water. By discharging from the drain, water vapor is separated (dehumidified) from the combustion exhaust gas.

第1除湿器14は、図1に示すように、多重筒型改質器12にて生成された改質ガスが送られるものである。第1除湿器14は、多重筒型改質器12から送られた改質ガスを冷却する機能を有し、改質ガスに含まれた水蒸気を冷却時に凝結して結露させ、その結露水をドレンから排出することで、改質ガスから水蒸気を分離する(除湿する)ものである。   As shown in FIG. 1, the first dehumidifier 14 is a unit to which the reformed gas generated by the multi-cylinder reformer 12 is sent. The first dehumidifier 14 has a function of cooling the reformed gas sent from the multi-cylinder reformer 12, condenses and condenses the water vapor contained in the reformed gas at the time of cooling, By discharging from the drain, water vapor is separated (dehumidified) from the reformed gas.

圧縮機16は、第1除湿器14から送られた改質ガスをポンプで圧縮し、改質ガスの圧力を高めて送り出すものである。   The compressor 16 compresses the reformed gas sent from the first dehumidifier 14 with a pump, and sends out the reformed gas with an increased pressure.

第2除湿器18は、図1に示すように、圧縮機16で圧縮された改質ガスが送られるものである。第2除湿器18は、圧縮機16から送られた改質ガスを冷却する機能を有し、改質ガスに含まれた水蒸気を冷却時に凝結して結露させ、その結露水をドレンから排出することで、改質ガスから水蒸気を分離する(除湿する)ものである。   As shown in FIG. 1, the second dehumidifier 18 is for sending the reformed gas compressed by the compressor 16. The second dehumidifier 18 has a function of cooling the reformed gas sent from the compressor 16, condenses and condenses the water vapor contained in the reformed gas at the time of cooling, and discharges the condensed water from the drain. Thus, water vapor is separated (dehumidified) from the reformed gas.

水素精製器20には、一例として、PSA装置が使用されている。水素精製器20は、第2除湿器18で除湿された改質ガスが送り込まれるものである。この水素精製器20では、改質ガス中の不純物が吸着部に吸着されることにより改質ガスが不純物と水素とに分離され、水素が精製されて製品としての純水素が製造される。なお、吸着部に吸着された不純物は、吸着部の圧抜きをすることにより吸着部から脱離される。また、水素精製器20からのオフガスには、製品水素として用いられなかった残余の水素等が含まれ、改質器12まで連通する還流流路としてのオフガス供給流路70を介して改質器12に供給されバーナ40(図2参照)の燃料として利用される。   As an example, a PSA device is used for the hydrogen purifier 20. The hydrogen purifier 20 is fed with the reformed gas dehumidified by the second dehumidifier 18. In the hydrogen purifier 20, impurities in the reformed gas are adsorbed by the adsorption unit, whereby the reformed gas is separated into impurities and hydrogen, and the hydrogen is purified to produce pure hydrogen as a product. The impurities adsorbed on the adsorption part are desorbed from the adsorption part by depressurizing the adsorption part. Further, the off gas from the hydrogen purifier 20 includes residual hydrogen that has not been used as product hydrogen, and the reformer is connected to the reformer via an off gas supply channel 70 serving as a reflux channel communicating with the reformer 12. 12 is used as fuel for the burner 40 (see FIG. 2).

なお、第1除湿器14、第2除湿器18、第3除湿器78で発生する結露水は、図1に示すように、回収水タンク22に回収される構成である。   In addition, the dew condensation water which generate | occur | produces in the 1st dehumidifier 14, the 2nd dehumidifier 18, and the 3rd dehumidifier 78 is a structure collect | recovered by the recovery water tank 22, as shown in FIG.

回収水タンク22は、改質器12と改質用水供給管52で連通されている。この改質用水供給管52には、溶存イオン成分を除去するための水処理器(イオン交換樹脂)80が設けられている。すなわち、第1除湿器14、第2除湿器18、第3除湿器78から回収された水は、回収水タンク22から水処理器80を経て改質器12の反応側に改質用の水として供給される構成とされている。   The recovered water tank 22 communicates with the reformer 12 and the reforming water supply pipe 52. The reforming water supply pipe 52 is provided with a water treatment device (ion exchange resin) 80 for removing dissolved ion components. That is, the water recovered from the first dehumidifier 14, the second dehumidifier 18, and the third dehumidifier 78 passes through the recovered water tank 22, the water treatment device 80, and water for reforming to the reaction side of the reformer 12. It is set as the structure supplied as.

また、回収水タンク22には、タンク内部の水位を検出する水位検出センサ82が設けられている。   The recovered water tank 22 is provided with a water level detection sensor 82 for detecting the water level inside the tank.

さらに、水素製造装置10には、制御部84が設けられており、水位検出センサ82で検出された水位が第1閾値以下となった場合に、電磁切替弁76に操作信号を出力して開弁させ燃焼用空気供給管72と原料供給管50を連通させるものである。   Further, the hydrogen production apparatus 10 is provided with a control unit 84, which outputs an operation signal to the electromagnetic switching valve 76 when the water level detected by the water level detection sensor 82 falls below the first threshold value. The combustion air supply pipe 72 and the raw material supply pipe 50 are communicated with each other.

一方、水位検出センサ82で検出された水位が第2閾値を上回った場合には、電磁切替弁76に操作信号を出力して閉弁させ燃焼用空気供給管72と原料供給管50を遮断させるものである。この第1閾値と第2閾値は異なる値でも同一の値でも良い。   On the other hand, when the water level detected by the water level detection sensor 82 exceeds the second threshold value, an operation signal is output to the electromagnetic switching valve 76 to close it, and the combustion air supply pipe 72 and the raw material supply pipe 50 are shut off. Is. The first threshold value and the second threshold value may be different values or the same value.

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、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。あるいは、水素製造装置10で製造された水素が水素タンクに貯留される。   The above hydrogen production apparatus 10 is applied to, for example, a fuel cell system, and the hydrogen produced by the hydrogen production apparatus 10 is supplied to a fuel cell in the fuel cell system and used for power generation by the fuel cell. Alternatively, hydrogen produced by the hydrogen production apparatus 10 is stored in a hydrogen tank.

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.

水素製造装置10では、多重筒型改質器12の第一流路46(反応側)に、原料供給管50から都市ガスが供給されると共に、改質用水供給管52から改質用の水が供給される。この状態で、多重筒型改質器12ではバーナ40によって加熱されることにより、水蒸気改質反応を生じ、水素を主成分とする改質ガスが生成される。   In the hydrogen production apparatus 10, city gas is supplied from the raw material supply pipe 50 to the first flow path 46 (reaction side) of the multi-cylinder reformer 12, and reforming water is supplied from the reforming water supply pipe 52. Supplied. In this state, the multi-cylinder reformer 12 is heated by the burner 40 to cause a steam reforming reaction, and a reformed gas mainly containing hydrogen is generated.

水素製造装置10の多重筒型改質器12で生成された改質ガスは、第1除湿器14で除湿後、圧縮機16で昇圧される。圧縮機16で昇圧された改質ガスは、第2除湿器18で除湿後、水素精製器20で不純物と水素とに分離され水素が精製される。これにより、水素濃度が99%以上の純水素が製品として得られる。   The reformed gas generated by the multiple cylinder reformer 12 of the hydrogen production apparatus 10 is dehumidified by the first dehumidifier 14 and then pressurized by the compressor 16. The reformed gas boosted by the compressor 16 is dehumidified by the second dehumidifier 18 and then separated into impurities and hydrogen by the hydrogen purifier 20 to purify the hydrogen. Thereby, pure hydrogen having a hydrogen concentration of 99% or more is obtained as a product.

また、改質器12のガス排出管44から排出される燃焼排出ガスは、第3除湿器78で除湿された後、外部に排出される。   The combustion exhaust gas discharged from the gas discharge pipe 44 of the reformer 12 is dehumidified by the third dehumidifier 78 and then discharged to the outside.

なお、第1除湿器14、第2除湿器18、第3除湿器78で結露された水は回収水タンク22に回収され、水処理器80でカチオン等の溶存イオンが除去された後、改質用水供給管52から改質器12の第一流路46(反応側)に供給されることより、改質器12の改質用水として利用されている。   The water condensed in the first dehumidifier 14, the second dehumidifier 18, and the third dehumidifier 78 is recovered in the recovered water tank 22, and dissolved ions such as cations are removed in the water treatment device 80, and then the water is modified. By being supplied to the first flow path 46 (reaction side) of the reformer 12 from the quality water supply pipe 52, it is used as the reforming water of the reformer 12.

この際、回収水タンク22の水位が水位検出センサ82で検出されている。制御部84では検出された水位が閾値を上回っている場合には、電磁切替弁76を閉弁させたまま維持させる。   At this time, the water level of the recovered water tank 22 is detected by the water level detection sensor 82. When the detected water level exceeds the threshold value, the control unit 84 maintains the electromagnetic switching valve 76 in the closed state.

一方、検出された水位が第1閾値以下となった場合には、制御部84は装置全体が水不足である、又は水不足のおそれがあると判定し、電磁切替弁76に操作信号を出力して電磁切替弁76を開弁させる。これにより、燃焼用空気供給管72は原料供給管50と連通し、原料供給管50を介して改質器12と連通する。したがって、燃焼用空気供給管72から反応用空気供給管74、原料供給管50を介して改質器12の第一流路46(反応側)に、燃焼用空気の一部が燃料として供給される。これにより、原料供給管50から改質器12の第一流路46に供給された都市ガス中の炭化水素と空気中の酸素によって部分酸化改質反応を生じる。   On the other hand, when the detected water level is equal to or lower than the first threshold value, the control unit 84 determines that the entire apparatus is short of water or there is a risk of water shortage, and outputs an operation signal to the electromagnetic switching valve 76. The electromagnetic switching valve 76 is opened. Thus, the combustion air supply pipe 72 communicates with the raw material supply pipe 50 and communicates with the reformer 12 through the raw material supply pipe 50. Therefore, a part of the combustion air is supplied as fuel from the combustion air supply pipe 72 to the first flow path 46 (reaction side) of the reformer 12 via the reaction air supply pipe 74 and the raw material supply pipe 50. . As a result, a partial oxidation reforming reaction is caused by the hydrocarbons in the city gas supplied from the raw material supply pipe 50 to the first flow path 46 of the reformer 12 and the oxygen in the air.

すなわち、水素製造装置10の全体の水が不足して水素製造能力が減少するおそれのある場合には、燃焼用空気の一部を改質器12の反応側に供給することによって改質器12で部分酸化反応を生じさせる。この結果、改質器12では、改質用水と都市ガスによる水蒸気改質反応と部分酸化改質反応によって水素製造性能を維持することができる。   That is, when there is a possibility that the hydrogen production capacity of the hydrogen production apparatus 10 is insufficient and the hydrogen production capacity is reduced, a part of the combustion air is supplied to the reaction side of the reformer 12 to thereby reform the reformer 12. Causes partial oxidation reaction. As a result, the reformer 12 can maintain the hydrogen production performance by the steam reforming reaction and the partial oxidation reforming reaction using the reforming water and the city gas.

このとき、改質器12における水消費量が減少するため改質用水の供給量を減らすことができる。また、改質器12で部分酸化改質反応に用いられなかった空気中の水分(水蒸気)が改質ガス排出管62に供給される。さらに、製造水素量が少ない時や、起動直後には回収水が多くなる。   At this time, since the water consumption in the reformer 12 decreases, the supply amount of reforming water can be reduced. Further, moisture (steam) in the air that has not been used in the partial oxidation reforming reaction in the reformer 12 is supplied to the reformed gas discharge pipe 62. Furthermore, the amount of recovered water increases when the amount of produced hydrogen is small or immediately after startup.

この結果、水位検出センサ82で検出された水位が第2閾値を超えた場合には、制御部84は装置全体に十分な水があると判定し、電磁切替弁76に操作信号を出力し、電磁切替弁76を閉弁させる。これにより、燃焼用空気供給管72と原料供給管50が遮断され、改質器12の反応側に空気が供給されることはなくなる。すなわち、改質器12では水蒸気改質反応で改質ガスが生成されるようになる。   As a result, when the water level detected by the water level detection sensor 82 exceeds the second threshold, the control unit 84 determines that there is sufficient water in the entire apparatus, and outputs an operation signal to the electromagnetic switching valve 76. The electromagnetic switching valve 76 is closed. Thereby, the combustion air supply pipe 72 and the raw material supply pipe 50 are shut off, and air is not supplied to the reaction side of the reformer 12. That is, the reformer 12 generates reformed gas by the steam reforming reaction.

このように、水素製造装置10では、装置全体で水が不足する(おそれがある)ことを水位検出センサ82の検出値(回収水タンク22の水位)に基づいて制御部84が検出し、電磁切替弁76を開弁させる。これにより、改質器12の反応側に空気を供給して、都市ガス(炭化水素)と空気(酸素)による部分酸化改質反応によって改質ガスの生産量(水素製造性能)の不足分を補うことができる。   As described above, in the hydrogen production apparatus 10, the controller 84 detects that the entire apparatus is short of water (may be present) based on the detection value of the water level detection sensor 82 (the water level of the recovered water tank 22). The switching valve 76 is opened. As a result, air is supplied to the reaction side of the reformer 12, and the shortage of reformed gas production (hydrogen production performance) is reduced by partial oxidation reforming reaction with city gas (hydrocarbon) and air (oxygen). Can be supplemented.

すなわち、第1除湿器14、第2除湿器18、第3除湿器78から回収された水が不足することによって改質器12の水蒸気改質による改質ガスの生産量が不足する場合に、水道水の補給が不要となる。これにより、水道水補給の場合に必要となる水道水用の水処理器等も不要となって装置が簡略化される。   That is, when the amount of reformed gas produced by the steam reforming of the reformer 12 is insufficient due to the lack of water collected from the first dehumidifier 14, the second dehumidifier 18, and the third dehumidifier 78, There is no need to supply tap water. This eliminates the need for a water treatment device for tap water, which is necessary in the case of replenishing tap water, and simplifies the apparatus.

また、燃焼用空気供給管72と原料供給管50を結ぶ反応用空気供給管74に電磁切替弁76を設けているため、必要なとき(回収水が不足した場合)のみ電磁切替弁76を開弁することによって部分酸化改質反応(空気消費量)を最小限に抑制することができ、効率の良い水蒸気改質反応を主に運転することができる。   Further, since the electromagnetic switching valve 76 is provided in the reaction air supply pipe 74 connecting the combustion air supply pipe 72 and the raw material supply pipe 50, the electromagnetic switching valve 76 is opened only when necessary (when the recovered water is insufficient). By controlling, partial oxidation reforming reaction (air consumption) can be minimized, and an efficient steam reforming reaction can be mainly operated.

さらに、制御部84では、水位検出センサ82が検出した回収水タンク22の水位と閾値を比較し、水位が閾値以下となっている場合に装置全体の水が不足していると判断し、電磁切替弁76を開弁して改質器12の反応側に空気を供給している。したがって、装置全体の水不足を精度良く検出することができ、検出された水不足に基づいて改質器12の反応側に水を供給しているため、効率的に部分酸化反応を用いることができる。   Further, the control unit 84 compares the water level of the recovered water tank 22 detected by the water level detection sensor 82 with a threshold value, and determines that the water in the entire apparatus is insufficient when the water level is equal to or lower than the threshold value. The switching valve 76 is opened to supply air to the reaction side of the reformer 12. Therefore, water shortage in the entire apparatus can be detected with high accuracy, and water is supplied to the reaction side of the reformer 12 based on the detected water shortage, so that the partial oxidation reaction can be used efficiently.

部分酸化反応を行うと、空気中の窒素も改質ガスに含まれるため、改質ガスの不純物成分が増える。したがって、部分酸化反応と水蒸気改質反応の割合に応じて水素精製器20の運転パターンを変更することで、精製水素濃度を99%以上に保つことができる。例えば、部分酸化反応(不純物)の割合が増加した場合には、水素精製器20の吸着部で圧抜きを行う時間の割合を増加させることで、不純物を吸着部で確実に吸着できるようにすることが考えられる。不純物の種類等によって吸着部に対する吸着状態は異なるため、不純物の種類によって異なる制御で対応することが考えられる。   When the partial oxidation reaction is performed, nitrogen in the air is also included in the reformed gas, so that the impurity component of the reformed gas increases. Therefore, the purified hydrogen concentration can be maintained at 99% or more by changing the operation pattern of the hydrogen purifier 20 according to the ratio of the partial oxidation reaction and the steam reforming reaction. For example, when the ratio of partial oxidation reaction (impurities) increases, the ratio of time for depressurization at the adsorption part of the hydrogen purifier 20 is increased so that impurities can be reliably adsorbed at the adsorption part. It is possible. Since the adsorption state with respect to the adsorbing portion varies depending on the type of impurities, etc., it is conceivable to cope with different controls depending on the type of impurities.

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.

本実施形態では、燃料用空気を反応用空気供給管74から原料供給管50を介して改質器12の反応側に供給する構成としたが、反応用空気供給管74から改質器12の反応側に直接供給する構成としても良い。   In the present embodiment, the fuel air is supplied from the reaction air supply pipe 74 to the reaction side of the reformer 12 via the raw material supply pipe 50. It is good also as a structure supplied directly to the reaction side.

また、本実施形態では、燃焼用空気供給管72と原料供給管50とを連通する反応用空気供給管74を設けることによって、燃焼用空気の一部を燃料用空気として改質器12の反応側に供給する構成とした。しかし、燃料用の空気を燃焼用空気供給管72と別(燃焼用空気供給管72と非連通)の反応用空気供給管74で原料供給管50又は改質器12の反応側に供給する構成としても良い。   In the present embodiment, the reaction air supply pipe 74 that connects the combustion air supply pipe 72 and the raw material supply pipe 50 is provided, so that a part of the combustion air is used as fuel air to react the reformer 12. It was set as the structure supplied to the side. However, a configuration in which fuel air is supplied to the raw material supply pipe 50 or the reaction side of the reformer 12 by a reaction air supply pipe 74 that is separate from the combustion air supply pipe 72 (not in communication with the combustion air supply pipe 72). It is also good.

さらに、本実施形態では、回収水タンク22の水位検出手段として水位検出センサ82を用いたが、これに限定するものではない。例えば、回収水タンク22の閾値(水位)の位置にスイッチを設け、水位低下によりフロートが接触することによりON信号を制御部84に出力し、このON信号に基づいて制御部84が電磁切替弁76を開弁させる構成としても良い。あるいは、回収水タンク22の重量からタンク内部の水位を検出する構成としても良い。   Furthermore, in the present embodiment, the water level detection sensor 82 is used as the water level detection means of the recovered water tank 22, but the present invention is not limited to this. For example, a switch is provided at the threshold value (water level) position of the recovered water tank 22, and an ON signal is output to the control unit 84 when the float comes into contact with lowering of the water level, and the control unit 84 controls the electromagnetic switching valve based on this ON signal. It is good also as a structure which opens 76. Alternatively, the water level inside the tank may be detected from the weight of the recovered water tank 22.

また、上記スイッチからの信号を直接電磁切替弁76に出力して電磁切替弁76の開閉を切り替える構成としても良い。この場合には、制御部84を不要とすることができる。   Moreover, it is good also as a structure which outputs the signal from the said switch directly to the electromagnetic switching valve 76, and switches opening and closing of the electromagnetic switching valve 76. FIG. In this case, the control unit 84 can be omitted.

さらに、本実施形態では、水素製造装置10に水素精製器20を設けているが、水素製造装置10は、水素精製器20がない構成でも良い。この場合には、改質ガスを最終製品として用いても良いし、他の場所で水素精製器等によって改質ガスを精製することも考えられる。   Furthermore, in this embodiment, the hydrogen purifier 20 is provided in the hydrogen production apparatus 10, but the hydrogen production apparatus 10 may be configured without the hydrogen purifier 20. In this case, the reformed gas may be used as a final product, or it may be considered that the reformed gas is purified by a hydrogen purifier or the like in another place.

また、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、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。   Moreover, in the said embodiment, although city gas is used as an example of a hydrocarbon raw material, hydrocarbon raw materials other than the city gas which has methane as a main component, for example, gas which has hydrocarbons, such as propane as a main component, A hydrocarbon-based liquid may be used.

さらに、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。   Furthermore, when hydrocarbon raw materials other than city gas are used, the multi-cylinder reformer 12 may be changed to a structure other than the above (structure suitable for the hydrocarbon raw material used).

また、上記実施形態では、水素精製器20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 refiner 20, the hydrogen refiner | purifier etc. which have a hydrogen separation membrane etc. may be used, for example.

さらに、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。   Furthermore, although the hydrogen production apparatus 10 according to the present embodiment is suitably used for a fuel cell system, it may be used for devices and systems other than the fuel cell system.

また、本実施形態では、圧縮機16の上流側と下流側の双方に第1除湿器14、第2除湿器18を設けたが、圧縮機16の上流側又は下流側のいずれか一方にのみ除湿器を設けても良い。また、第1除湿器14、第2除湿器18がなく、第3除湿器78のみの構成でも良い。さらに、改質ガスの水蒸気を減少させるために、水蒸気分離膜や吸湿剤を利用しても良い。   In the present embodiment, the first dehumidifier 14 and the second dehumidifier 18 are provided on both the upstream side and the downstream side of the compressor 16, but only on either the upstream side or the downstream side of the compressor 16. A dehumidifier may be provided. Further, the first dehumidifier 14 and the second dehumidifier 18 may be omitted, and only the third dehumidifier 78 may be configured. Further, a water vapor separation membrane or a hygroscopic agent may be used to reduce the water vapor of the reformed gas.

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(改質器)、20…水素精製器、22…回収水タンク、44…ガス排出管(燃焼排出ガスの流路)50…原料供給管(原料供給流路)、72…燃焼用空気供給管(燃焼用酸素供給流路)、74…反応用空気供給管(反応用酸素供給流路)、76、電磁切替弁(切替手段)、82…水位検出センサ(水位検出手段)、84…制御部(制御手段) DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Hydrogen production apparatus, 12 ... Multiple cylinder type reformer (reformer), 20 ... Hydrogen refiner, 22 ... Recovery water tank, 44 ... Gas exhaust pipe (combustion exhaust gas flow path) 50 ... Raw material supply pipe (Raw material supply flow path), 72 ... Combustion air supply pipe (combustion oxygen supply flow path), 74 ... Reaction air supply pipe (reaction oxygen supply flow path), 76, Electromagnetic switching valve (switching means), 82 ... Water level detection sensor (water level detection means), 84 ... Control section (control means)

Claims (6)

炭化水素を原料して供給されると共に、原料である炭化水素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、
前記改質器よりも下流側の前記改質ガスの流路及び前記改質器の燃焼排出ガスの流路の少なくとも一方から回収された回収水を貯留する回収水タンクと、
前記回収水タンクから前記改質器の反応側に連通する回収水供給流路と、
前記改質器の反応側に酸素を供給する反応用酸素供給流路と、
前記反応用酸素供給流路と前記改質器の反応側とを連通又は遮断する切替手段と、
を備える水素製造装置。
A reformer for supplying a hydrocarbon as a raw material and reforming the raw material hydrocarbon to produce a reformed gas mainly composed of hydrogen;
A recovered water tank for storing recovered water recovered from at least one of the flow path of the reformed gas downstream of the reformer and the flow path of the combustion exhaust gas of the reformer;
A recovered water supply passage communicating from the recovered water tank to the reaction side of the reformer;
A reaction oxygen supply channel for supplying oxygen to the reaction side of the reformer;
Switching means for communicating or blocking between the reaction oxygen supply channel and the reaction side of the reformer;
A hydrogen production apparatus comprising:
前記回収水タンクの水位が第1閾値以下となった場合に、前記切替手段を駆動して前記反応用酸素供給流路と前記改質器の反応側とを連通させ、前記水位が第2閾値を超えている場合には前記切替手段を駆動して前記反応用酸素供給流路と前記改質器の反応側とを遮断させる制御手段を備える請求項1記載の水素製造装置。   When the water level in the recovered water tank is equal to or lower than the first threshold value, the switching means is driven to connect the reaction oxygen supply flow path to the reaction side of the reformer, and the water level is equal to the second threshold value. 2. The hydrogen production apparatus according to claim 1, further comprising a control unit that drives the switching unit to shut off the reaction oxygen supply flow path and the reaction side of the reformer when the temperature exceeds the limit. 前記回収水タンクには、水位を検出する水位検出手段を備え、
前記制御手段は、前記水位検出手段が検出した水位に基づいて前記切替手段を切り替える請求項2記載の水素製造装置。
The recovered water tank is provided with water level detection means for detecting the water level,
The hydrogen production apparatus according to claim 2, wherein the control means switches the switching means based on the water level detected by the water level detection means.
前記反応用酸素供給流路は、前記改質器の燃焼側に酸素を供給する燃焼用酸素供給路と前記改質器の反応側とを連通させている請求項1〜3のいずれか1項記載の水素製造装置。   4. The reaction oxygen supply flow path communicates a combustion oxygen supply path for supplying oxygen to a combustion side of the reformer and a reaction side of the reformer. The hydrogen production apparatus as described. 前記改質器と前記改質ガスの流路を介して接続され、前記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を有する請求項1〜4のいずれか1項記載の水素製造装置。   5. The hydrogen purifier is connected to the reformer via the reformed gas flow path, and has a hydrogen purifier that purifies hydrogen by separating the reformed gas into impurities and hydrogen. The hydrogen production apparatus as described. 前記改質器で生成された改質ガスに対して前記炭化水素と前記酸素との部分酸化反応により生ずる改質ガスが占める割合に応じて水素精製度を維持するように前記水素精製器を制御する請求項5記載の水素製造装置。   The hydrogen purifier is controlled so as to maintain the degree of hydrogen purification in accordance with the ratio of the reformed gas generated by the partial oxidation reaction of the hydrocarbon and oxygen to the reformed gas generated in the reformer. The hydrogen production apparatus according to claim 5.
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