JP2019172552A - Hydrogen production equipment - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、炭化水素系ガスである原料ガスに混合する水蒸気のモル数の前記原料ガス中の炭素のモル数に対する比を目標比にするように水蒸気を混合する水蒸気混合部、前記原料ガスを水蒸気改質処理により水素成分が多い改質ガスに改質する改質反応部及び当該改質反応部を改質反応用温度に加熱する燃焼部を備えた改質部と、当該改質部からの前記改質ガスから水素成分以外の吸着対象成分を吸着剤に吸着して製品ガスを生成する吸着塔を備えた圧力変動吸着部と、当該圧力変動吸着部から排出されるオフガスを回収するオフガスタンクと、当該オフガスタンクに貯留された前記オフガスを前記燃焼部に供給するオフガス供給路と、前記改質部及び前記圧力変動吸着部の運転を制御する制御部とが設けられた水素製造装置に関する。 The present invention provides a water vapor mixing section for mixing water vapor so that the ratio of the number of moles of water vapor mixed with a raw material gas that is a hydrocarbon gas to the number of moles of carbon in the raw material gas is a target ratio, From the reforming section, a reforming reaction section having a reforming reaction section for reforming to a reformed gas having a large amount of hydrogen components by steam reforming, and a combustion section for heating the reforming reaction section to a reforming reaction temperature. A pressure fluctuation adsorption unit having an adsorption tower that adsorbs an adsorption target component other than a hydrogen component from the reformed gas to an adsorbent to produce a product gas, and an off gas that collects off-gas discharged from the pressure fluctuation adsorption unit The present invention relates to a hydrogen production apparatus provided with a gas tank, an offgas supply path for supplying the offgas stored in the offgas tank to the combustion unit, and a control unit for controlling the operation of the reforming unit and the pressure fluctuation adsorption unit .
かかる水素製造装置は、改質部によって、天然ガスやナフサ等の炭化水素系ガスである原料ガスを水蒸気改質処理により水素成分が多い改質ガスに改質し、圧力変動吸着部によって、水素成分及び水素成分以外の吸着対象成分を含む改質ガスから吸着対象成分を吸着剤に吸着することにより、水素濃度の高い製品ガスを製造するものである。 Such a hydrogen production apparatus reforms a raw material gas, which is a hydrocarbon gas such as natural gas or naphtha, into a reformed gas having a large amount of hydrogen components by a steam reforming process using a reforming unit, A product gas having a high hydrogen concentration is produced by adsorbing an adsorbing target component on an adsorbent from a reformed gas containing an adsorbing target component other than the component and the hydrogen component.
圧力変動吸着部から排出されるオフガスには、可燃成分が含まれているから、圧力変動吸着部から排出されるオフガスをオフガスタンクに回収して、オフガスタンクに貯留したオフガスを、改質部の改質反応部を加熱する燃焼部に供給して燃焼させることが行われている(例えば、特許文献1参照。)。 Since the off-gas discharged from the pressure fluctuation adsorbing part contains combustible components, the off-gas discharged from the pressure fluctuation adsorbing part is collected in the off-gas tank, and the off-gas stored in the off-gas tank is changed to the reforming part. Supplying to a combustion part which heats a reforming reaction part and making it burn is performed (for example, refer to patent documents 1).
水素製造装置においては、オフガスタンクに回収して貯留するオフガスの貯留量が過剰となって、オフガスタンクに貯留したオフガスを外部に放出する無駄が発生する場合があり、改善が望まれていた。 In the hydrogen production apparatus, the amount of off-gas collected and stored in the off-gas tank becomes excessive, and there is a case where the off-gas stored in the off-gas tank is wasted to the outside, and improvement has been desired.
すなわち、例えば、製品ガスの製造量を減少させた際に、オフガスタンクに回収して貯留するオフガスの貯留量が過剰となり、オフガスタンクに貯留したオフガスを外部に放出する虞があった。
説明を加えると、製品ガスの製造量は、製品ガスを消費する消費部の消費量の変化に合わせて変動することになり、製品ガスの製造量を減少させる際には、改質部に供給する原料ガスの供給量を減少させることになる。
そして、改質部に供給する原料ガスの供給量を減少させると、その減少に応じて、改質部の改質反応部を改質反応用温度に加熱するために燃焼部にて消費するオフガスの量は減少することになる。
That is, for example, when the production amount of the product gas is reduced, the amount of off gas stored in the off gas tank is excessive, and the off gas stored in the off gas tank may be discharged to the outside.
In other words, the production volume of product gas will fluctuate with changes in the consumption volume of the consumption section that consumes product gas. When reducing the production volume of product gas, supply it to the reforming section. This reduces the amount of source gas supplied.
When the supply amount of the raw material gas supplied to the reforming unit is decreased, the off-gas consumed in the combustion unit to heat the reforming reaction unit of the reforming unit to the reforming reaction temperature according to the decrease. The amount of will decrease.
しかしながら、改質部に供給する原料ガスの供給量を減少させた直後においては、圧力変動吸着部には、原料ガスの供給量を減少させる前の多量の改質ガスが供給されることになるため、圧力変動吸着部からは多量のオフガスが排出されることになる結果、オフガスタンクに回収して貯留するオフガスの貯留量が過剰となる場合があり、そのような場合には、オフガスタンクに貯留したオフガスを外部に放出することが行われていた。 However, immediately after the supply amount of the raw material gas supplied to the reforming unit is decreased, a large amount of the reformed gas before the decrease of the supply amount of the raw material gas is supplied to the pressure fluctuation adsorption unit. As a result, a large amount of off-gas is discharged from the pressure fluctuation adsorbing unit, and as a result, the amount of off-gas stored in the off-gas tank may be excessive, and in such a case, the off-gas tank The stored off-gas has been discharged to the outside.
本発明は、上記実状に鑑みて為されたものであって、その目的は、オフガスタンクに貯留したオフガスを外部に放出することを回避しながら、改質部の改質処理を良好に行わせることができる水素製造装置を提供する点にある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and the object thereof is to allow the reforming process of the reforming section to be performed satisfactorily while avoiding the release of the offgas stored in the offgas tank to the outside. It is in the point which provides the hydrogen production apparatus which can be performed.
本発明の水素製造装置は、炭化水素系ガスである原料ガスに混合する水蒸気のモル数の前記原料ガス中の炭素のモル数に対する比を目標比にするように水蒸気を混合する水蒸気混合部、前記原料ガスを水蒸気改質処理により水素成分が多い改質ガスに改質する改質反応部及び当該改質反応部を改質反応用温度に加熱する燃焼部を備えた改質部と、当該改質部からの前記改質ガスから水素成分以外の吸着対象成分を吸着剤に吸着して製品ガスを生成する吸着塔を備えた圧力変動吸着部と、当該圧力変動吸着部から排出されるオフガスを回収するオフガスタンクと、当該オフガスタンクに貯留された前記オフガスを前記燃焼部に供給するオフガス供給路と、前記改質部及び前記圧力変動吸着部の運転を制御する制御部が設けられたものであって、その特徴構成は、
前記オフガスタンクに貯留されている前記オフガスのオフガス貯留量を検出するオフガス量検出部が設けられ、
前記制御部が、前記圧力変動吸着部の運転に伴って繰り返し増減する前記オフガス貯留量の最大値が設定適正上限値以下の場合においては、前記改質部を基準運転状態にて運転し、且つ、前記最大値が前記設定適正上限値よりも多い場合には、前記改質部の運転状態を、前記原料ガスの処理量を同じ処理量に維持させた状態で、前記燃焼部にて消費する前記オフガスの消費量を、前記基準運転状態において消費する量よりも増加させるオフガス消費量増加運転状態に変更するように構成されている点にある。
The hydrogen production apparatus of the present invention includes a water vapor mixing unit that mixes water vapor so that the ratio of the number of moles of water vapor mixed with the raw material gas that is a hydrocarbon-based gas to the number of moles of carbon in the raw material gas is a target ratio. A reforming section comprising a reforming reaction section for reforming the raw material gas into a reformed gas having a large amount of hydrogen component by steam reforming, and a combustion section for heating the reforming reaction section to a reforming reaction temperature; A pressure fluctuation adsorption part having an adsorption tower for adsorbing an adsorbent component other than a hydrogen component from the reformed gas from the reforming part to produce a product gas, and off-gas discharged from the pressure fluctuation adsorption part Provided with an off-gas tank that collects the off-gas, an off-gas supply path that supplies the off-gas stored in the off-gas tank to the combustion unit, and a control unit that controls the operation of the reforming unit and the pressure fluctuation adsorption unit Because Characteristic configuration of,
An off-gas amount detection unit for detecting an off-gas storage amount of the off-gas stored in the off-gas tank is provided;
In the case where the maximum value of the off-gas storage amount that repeatedly increases and decreases with the operation of the pressure fluctuation adsorption unit is less than or equal to a set appropriate upper limit value, the control unit operates the reforming unit in a reference operation state, and When the maximum value is larger than the set appropriate upper limit value, the operation state of the reforming unit is consumed in the combustion unit while maintaining the processing amount of the source gas at the same processing amount. The off gas consumption amount is changed to an off gas consumption increasing operation state in which the off gas consumption amount is increased from the consumption amount in the reference operation state.
すなわち、オフガスタンクに貯留されているオフガスのオフガス貯留量は、圧力変動吸着部の運転に伴って繰り返し増減することになり、そして、オフガスタンクに貯留されているオフガス貯留量の最大値が設定適正上限値以下の場合においては、制御部が、改質部を基準運転状態にて運転する。
そして、オフガスタンクに貯留されているオフガス貯留量の最大値が設定適正上限値よりも多くなると、制御部が、改質部の運転状態を、原料ガスの処理量を同じ処理量に維持させた状態で、燃焼部にて消費するオフガスの消費量を、基準運転状態において消費する量よりも増加させるオフガス消費量増加運転状態に変更することになる。
That is, the amount of off-gas stored in the off-gas tank repeatedly increases and decreases with the operation of the pressure fluctuation adsorption unit, and the maximum value of the off-gas storage stored in the off-gas tank is set appropriately. In the case of the upper limit value or less, the control unit operates the reforming unit in the reference operation state.
And when the maximum value of the off gas storage amount stored in the off gas tank is larger than the set upper limit value, the control unit maintains the operation amount of the reforming unit at the same processing amount of the raw material gas. In this state, the consumption amount of the off gas consumed in the combustion unit is changed to the off gas consumption increasing operation state in which the amount consumed in the reference operation state is increased.
このように、オフガスタンクに貯留されているオフガス貯留量の最大値が設定適正上限値よりも多くなると、改質部の燃焼部にて消費するオフガスの消費量が増加されるから、オフガスタンクに貯留したオフガスの消費量も増加するため、オフガスタンクに貯留したオフガスを外部に放出することを回避できる。 As described above, when the maximum value of the off gas storage amount stored in the off gas tank is larger than the set upper limit value, the amount of off gas consumed in the combustion unit of the reforming unit is increased. Since the consumption of the stored off gas also increases, it is possible to avoid releasing the off gas stored in the off gas tank to the outside.
そして、オフガス消費量増加運転状態においては、例えば、改質反応部を、基準運転状態よりも改質反応を進め易い高温に加熱して、原料ガスを水蒸気改質処理により改質ガスに良好に改質する等、改質部の改質処理を良好に行わせることができる。 In the off gas consumption increasing operation state, for example, the reforming reaction section is heated to a high temperature at which the reforming reaction can proceed more easily than in the reference operation state, and the raw material gas is improved to the reformed gas by the steam reforming process. The reforming process of the reforming section can be performed satisfactorily such as reforming.
要するに、本発明の水素製造装置の特徴構成によれば、オフガスタンクに貯留したオフガスを外部に放出することを回避しながら、改質部の改質処理を良好に行わせることができる。 In short, according to the characteristic configuration of the hydrogen production apparatus of the present invention, it is possible to satisfactorily perform the reforming process of the reforming section while avoiding the release of the offgas stored in the offgas tank to the outside.
本発明の水素製造装置の更なる特徴構成は、前記制御部が、前記改質反応用温度を、前記オフガス消費量増加運転状態において、前記基準運転状態の基準目標温度よりも高いオフガス消費量増加目標温度に変更する点にある。 In a further characteristic configuration of the hydrogen production apparatus according to the present invention, the control unit increases the reforming reaction temperature in the off-gas consumption increasing operation state, which is higher in off-gas consumption than the reference target temperature in the reference operation state. The point is to change to the target temperature.
すなわち、オフガス消費量増加運転状態においては、改質反応部の改質反応用温度を、基準運転状態における基準目標温度よりも高いオフガス消費量増加目標温度にして、改質反応を進め易い高温に改質反応部を加熱することにより、原料ガスを水蒸気改質処理により改質ガスに良好に改質することができる。 That is, in the off gas consumption increasing operation state, the reforming reaction temperature in the reforming reaction section is set to a high off gas consumption increasing target temperature higher than the reference target temperature in the reference operating state, and the reforming reaction is proceeded to a high temperature. By heating the reforming reaction section, the raw material gas can be satisfactorily reformed into the reformed gas by the steam reforming process.
つまり、改質反応部の改質反応用温度を高温に設定すれば、改質反応部の改質反応を進め易いものとなるが、オフガス以外の他のガスを用いて改質反応部を高温に加熱することを回避するために、基準運転状態においては、改質反応用温度を、オフガスの消費により加熱できる程度の基準目標温度に設定することになる。 In other words, if the reforming reaction temperature in the reforming reaction section is set to a high temperature, the reforming reaction section can be easily advanced, but the reforming reaction section is heated to a high temperature using a gas other than off-gas. In order to avoid heating, the reforming reaction temperature is set to a reference target temperature that can be heated by consumption of off-gas in the reference operation state.
そして、オフガスタンクに貯留されているオフガスのオフガス貯留量の最大値が設定適正上限値よりも多くなったときには、余剰となっているオフガスを、改質反応部を基準目標温度よりも高いオフガス消費量増加目標温度に加熱することに使用することにより、改質部における水蒸気改質処理を良好に行わせることができる。 When the maximum off-gas storage amount of the off-gas stored in the off-gas tank exceeds the set upper limit value, excess off-gas is consumed by the reforming reaction section at a higher off-gas consumption than the reference target temperature. By using it for heating to the amount increase target temperature, the steam reforming process in the reforming section can be performed satisfactorily.
要するに、本発明の水素製造装置の更なる特徴構成によれば、余剰となっているオフガスを、改質反応部をオフガス消費量増加目標温度に加熱することに使用することにより、改質部における水蒸気改質処理を良好に行わせることができる。 In short, according to the further characteristic configuration of the hydrogen production apparatus of the present invention, surplus off-gas is used to heat the reforming reaction section to the off-gas consumption increase target temperature, thereby in the reforming section. The steam reforming process can be performed satisfactorily.
本発明の水素製造装置の更なる特徴構成は、前記制御部が、前記目標比を、前記オフガス消費量増加運転状態において、前記基準運転状態の基準運転用比よりも大きなオフガス消費量増加用比に変更する点にある。 According to a further characteristic configuration of the hydrogen production apparatus of the present invention, the control unit sets the target ratio to an offgas consumption increase ratio larger than the reference operation ratio in the reference operation state in the offgas consumption increase operation state. There is a point to change to.
すなわち、オフガス消費量増加運転状態においては、原料ガスに供給する水蒸気のモル数の原料ガス中の炭素のモル数に対する比である目標比が、基準運転状態の基準運転用比よりも大きなオフガス消費量増加用比に変更される結果、改質反応部を改質反応用温度に加熱するために、燃焼部に消費するオフガスの消費量が増加することになる。 That is, in the off gas consumption increasing operation state, the off gas consumption in which the target ratio, which is the ratio of the number of moles of water vapor supplied to the source gas to the number of moles of carbon in the source gas, is larger than the reference operation ratio in the reference operation state. As a result of changing to the ratio for increasing the amount, the consumption of off-gas consumed in the combustion section increases in order to heat the reforming reaction section to the reforming reaction temperature.
つまり、原料ガスに供給する水蒸気のモル数の原料ガス中の炭素のモル数に対する比である目標比(S/C)は、原料ガスを改質ガスに水蒸気改質処理するための理論値よりも大きな値に設定すれば、改質反応部の改質反応を進め易いものとなる。
しかしながら、目標比(S/C)を大きな値に設定するほど、改質反応部を改質反応用温度に加熱するために、燃焼部に消費するオフガスの消費量が増加することになるから、オフガス以外の他のガスを用いて改質反応部を加熱することを回避するために、基準運転状態における目標比(S/C)は、理論値よりも少し大きい程度の基準運転用比に設定されている。
That is, the target ratio (S / C), which is the ratio of the number of moles of water vapor supplied to the raw material gas to the number of moles of carbon in the raw material gas, is a theoretical value for subjecting the raw material gas to steam reforming treatment. If the value is also set to a large value, the reforming reaction in the reforming reaction section can be facilitated.
However, as the target ratio (S / C) is set to a larger value, the consumption of off-gas consumed in the combustion section increases because the reforming reaction section is heated to the reforming reaction temperature. In order to avoid heating the reforming reaction section using a gas other than off gas, the target ratio (S / C) in the reference operation state is set to a reference operation ratio that is slightly larger than the theoretical value. Has been.
そして、オフガスタンクに貯留されているオフガスのオフガス貯留量の最大値が設定適正上限値よりも多くなったときには、改質反応部を改質反応用温度に加熱するために、余剰となっているオフガスを多量に使用できる点に鑑みて、目標比(S/C)をオフガス消費量増加用比にすることによって、余剰となっているオフガスを消費しながら、改質部における水蒸気改質処理を良好に行わせることができる。 And when the maximum value of the off-gas storage amount of the off-gas stored in the off-gas tank becomes larger than the set upper limit value, it is surplus in order to heat the reforming reaction section to the reforming reaction temperature. In view of the fact that a large amount of off gas can be used, the steam reforming process in the reforming section is performed while consuming excess off gas by setting the target ratio (S / C) to the off gas consumption increasing ratio. It can be done well.
要するに、本発明の水素製造装置の更なる特徴構成によれば、目標比をオフガス消費量増加用比にして、余剰となっているオフガスを消費するようにしながら、改質部における水蒸気改質処理を良好に行わせることができる。 In short, according to the further characteristic configuration of the hydrogen production apparatus of the present invention, the steam reforming process in the reforming section while the surplus offgas is consumed while the target ratio is set to the offgas consumption increasing ratio. Can be performed satisfactorily.
本発明の水素製造装置の更なる特徴構成は、前記制御部が、前記圧力変動吸着部の運転に伴って繰り返し増減する前記オフガス貯留量の最大値が前記設定適正上限値以下になった場合には、前記改質部の運転状態を、前記基準運転状態に戻すように構成されている点にある。 A further characteristic configuration of the hydrogen production apparatus according to the present invention is that when the maximum value of the off-gas storage amount that the control unit repeatedly increases or decreases with the operation of the pressure fluctuation adsorption unit is equal to or less than the set upper limit value. Is that the operation state of the reforming unit is returned to the reference operation state.
すなわち、オフガス消費量増加運転状態にして改質部を運転した後に、繰り返し増減するオフガス貯留量の最大値が設定適正上限値以下になった場合には、改質部の運転状態が、基準運転状態に戻されることになる。 In other words, after the reforming unit is operated in the off gas consumption increasing operation state, and the maximum value of the off gas storage amount that is repeatedly increased or decreased is equal to or less than the set upper limit value, the operation state of the reforming unit is the reference operation. It will be returned to the state.
このように、オフガス貯留量の最大値が設定適正上限値以下になった場合には、改質部の運転状態を、基準運転状態に戻すものであるから、オフガスタンクに貯留されているオフガスを必要以上に消費することを抑制できる。 As described above, when the maximum value of the off gas storage amount is equal to or less than the set upper limit value, the operation state of the reforming unit is returned to the reference operation state. Therefore, the off gas stored in the off gas tank is removed. It is possible to suppress consumption more than necessary.
要するに、本発明の水素製造装置の更なる特徴構成によれば、オフガスタンクに貯留されているオフガスを必要以上に消費することを抑制できる。 In short, according to the further characteristic configuration of the hydrogen production apparatus of the present invention, it is possible to suppress consumption of the offgas stored in the offgas tank more than necessary.
本発明の水素製造装置の更なる特徴構成は、前記オフガス量検出部が、前記オフガスタンクの内部圧力を検出するように構成されている点にある。 A further characteristic configuration of the hydrogen production apparatus according to the present invention is that the off-gas amount detection unit is configured to detect an internal pressure of the off-gas tank.
すなわち、オフガス量検出部が、オフガスタンクに貯留されているオフガスのオフガス貯留量として、オフガスタンクの内部圧力を検出するものであるから、簡素な構成で、オフガス貯留量を検出することができる。 That is, since the off gas amount detection unit detects the internal pressure of the off gas tank as the off gas storage amount of the off gas stored in the off gas tank, the off gas storage amount can be detected with a simple configuration.
つまり、例えば、オフガスタンクに回収されるオフガスの流量を積算して、オフガスタンクに回収されるオフガスの回収積算量を求め、オフガスタンクから排出されるオフガスの流量を積算して、オフガスタンクから排出されるオフガスの排出積算量を求め、回収積算量から排出積算量を減算してオフガス貯留量を検出することが考えられるが、この場合には、オフガス貯留量を検出する構成が複雑になる。 That is, for example, by integrating the flow of off-gas collected in the off-gas tank to obtain the integrated amount of off-gas collected in the off-gas tank, integrating the flow of off-gas discharged from the off-gas tank and discharging from the off-gas tank It is conceivable to obtain the accumulated amount of offgas discharged and subtract the accumulated exhaust amount from the collected accumulated amount to detect the offgas stored amount, but in this case, the configuration for detecting the offgas stored amount becomes complicated.
これに対して、オフガス貯留量として、オフガスタンクの内部圧力を検出するものであるから、簡素な構成にてオフガス貯留量を検出することができるのである。 On the other hand, since the internal pressure of the off gas tank is detected as the off gas storage amount, the off gas storage amount can be detected with a simple configuration.
要するに、本発明の水素製造装置の更なる特徴構成によれば、簡素な構成にてオフガス貯留量を検出することができる。 In short, according to the further characteristic configuration of the hydrogen production apparatus of the present invention, the off-gas storage amount can be detected with a simple configuration.
〔実施形態〕
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
(水素製造装置の全体構成)
図1に示すように、水素製造装置には、天然ガスやナフサ等の炭化水素系ガスである原料ガスGを水素成分が多い改質ガスに改質する改質部Aと、当該改質部Aからの改質ガスから水素成分以外の吸着対象成分を吸着剤に吸着して製品ガスHを生成する吸着塔1を備えた圧力変動吸着部Bと、当該圧力変動吸着部Bから排出されるオフガスを回収するオフガスタンクTと、改質部A及び圧力変動吸着部Bの運転を制御する制御部Mが設けられている。
Embodiment
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(Overall configuration of hydrogen production equipment)
As shown in FIG. 1, the hydrogen production apparatus includes a reforming section A that reforms a raw material gas G that is a hydrocarbon gas such as natural gas or naphtha into a reformed gas having a large amount of hydrogen components, and the reforming section. A pressure fluctuation adsorbing portion B having an
改質部Aには、原料ガスGに混合する水蒸気のモル数の原料ガス中の炭素のモル数に対する比を目標比(S/C)にするように水蒸気を混合する水蒸気混合部J、原料ガスGを水蒸気改質処理により水素成分が多い改質ガスに改質する改質反応部としての改質反応管2、及び、当該改質反応管2を改質反応用温度に加熱する燃焼部としてのバーナ3が備えられている。
そして、オフガスタンクTに貯留されたオフガスをバーナ3に供給するオフガス供給路4が設けられ、また、燃焼用空気をバーナ3に供給する空気供給路5が設けられている。
The reforming section A includes a steam mixing section J for mixing steam such that the ratio of the number of moles of steam mixed with the source gas G to the number of moles of carbon in the source gas is a target ratio (S / C), A reforming
An off
原料ガスGを脱硫器6に搬送する原料ガス供給ライン7が設けられ、脱硫器6にて脱硫処理した原料ガスGを水混合部8に搬送する混合部搬送ライン9が設けられている。
水混合部8は、水供給ライン10を通して搬送される水を供給して、脱硫処理後の原料ガスGに混合するように構成されている。
A raw material
The
水混合部8にて水が混合された原料ガスGを蒸発用熱交換部11に向けて搬送する蒸発用搬送ライン12が設けられ、原料ガスGに混合された水が蒸発用熱交換部11にて加熱されて水蒸気となるように構成されている。
ちなみに、本実施形態においては、水蒸気混合部Jが、水混合部8及び蒸発用熱交換部11を主要部として構成される。
An
Incidentally, in the present embodiment, the water vapor mixing section J includes the
そして、蒸発用熱交換部11にて水蒸気を含む状態(水蒸気が混合された状態)となるように加熱された原料ガスGが、反応管搬送ライン13にて改質反応管2に搬送されて、水蒸気改質処理により水素成分が多い改質ガスKに改質されるように構成されている。
つまり、改質反応管2の内部には、改質触媒が充填され、上述の如く、バーナ3により改質反応用温度(例えば、750℃)に加熱されることにより、水蒸気改質処理により水素成分が多い改質ガスに改質するように構成されている。
Then, the raw material gas G heated so as to be in a state containing water vapor (a state where water vapor is mixed) in the evaporating
In other words, the reforming
ちなみに、本実施形態においては、バーナ3の燃焼ガスは、改質反応管2を加熱した後に、蒸発用熱交換部11に向けて流動して、蒸発用熱交換部11を加熱した後に、排ガス路14を通して排出されるように構成されている。
By the way, in the present embodiment, the combustion gas of the
改質反応管2からの改質ガスKをCO変成器15に搬送する変成器搬送ライン16が設けられ、改質ガスKに含まれている一酸化炭素がCO変成器15にて二酸化炭素に変成処理されるように構成されている。
そして、CO変成器15にて変成処理された改質ガスKが、改質ガス供給ライン17を通して圧力変動吸着部Bに供給されている。
尚、改質ガス供給ライン17には、水冷器18a及び気水分離器18bを備える水分離部18が備えられて、余分な水分を改質ガスKから除去するように構成されている。
A
Then, the reformed gas K that has been subjected to the transformation process in the
The reformed
(圧力変動吸着部の詳細)
本実施形態の圧力変動吸着部Bは、吸着塔1として、第1吸着塔1A、第2吸着塔1B、第3吸着塔1Cを備えている。
図2に示すように、3つの吸着塔1の夫々の下部が、改質ガス供給ライン17に対して、第1供給弁20aを備えた第1供給用分岐路21a、第2供給弁20bを備えた第2供給用分岐路21b、第3供給弁20cを備えた第3供給用分岐路21cを介して接続されている。
(Details of pressure fluctuation adsorption section)
The pressure fluctuation adsorption unit B of the present embodiment includes a
As shown in FIG. 2, the lower part of each of the three
各吸着塔1には、水素成分以外の吸着対象成分を改質ガスKから吸着する吸着剤が装填充填されている。
尚、水素成分以外の吸着対象成分とは、二酸化炭素、一酸化炭素、メタン、窒素等であり、一酸化炭素及びメタンは、可燃成分である。
Each
The adsorption target components other than the hydrogen component are carbon dioxide, carbon monoxide, methane, nitrogen and the like, and carbon monoxide and methane are combustible components.
また、3つの吸着塔1の夫々の上部が、製品ガス排出ライン22に対して、第1排出弁23aを備えた第1排出用分岐路22a、第2排出弁23bを備えた第2排出用分岐路22b、第3排出弁23cを備えた第3排出用分岐路22cを介して接続されている。
Further, the upper part of each of the three
また、3つの吸着塔1の夫々の上部が、均圧ライン24に対して、第1均圧弁25aを備えた第1均圧用分岐路24a、第2均圧弁25bを備えた第2均圧用分岐路24b、第3均圧弁25cを備えた第3均圧用分岐路24cを介して接続されている。
また、製品ガス排出ライン22を流動する製品ガスHを均圧ライン24に流動させる洗浄ライン26が設けられ、その洗浄ライン26には、洗浄弁27が配設されている。
Further, the upper part of each of the three
A
さらに、3つの吸着塔1の夫々の下部が、オフガス排出ライン28に対して、第1オフガス弁29aを備えた第1オフガス用分岐路28a、第2オフガス弁29bを備えた第2オフガス用分岐路28b、第3オフガス弁29cを備えた第3オフガス用分岐路28cを介して接続され、オフガス排出ライン28が、オフガスタンクTに接続されている。
Furthermore, the lower part of each of the three
圧力変動吸着部Bは、制御部Mによる運転制御により、3つの吸着塔1の夫々において、図3に示すように、吸着工程、均圧(排出)工程、減圧工程、洗浄工程、均圧(受入)工程、昇圧工程からなる運転サイクルを、運転位相を異ならせた状態で、繰り返し行うことによって、改質ガスKから高純度で水素ガスを含む製品ガスHを生成するように構成されている。 As shown in FIG. 3, the pressure fluctuation adsorption unit B is controlled by the operation of the control unit M so that the adsorption process, the pressure equalization (discharge) process, the pressure reduction process, the washing process, the pressure equalization ( It is configured to generate a product gas H containing high-purity hydrogen gas from the reformed gas K by repeatedly performing an operation cycle including an acceptance process and a pressure-increasing process in a state where the operation phases are different. .
つまり、第1吸着塔1Aが吸着工程を行う第1単位周期、第2吸着塔1Bが吸着工程を行う第2単位周期及び第3吸着塔1Cが吸着工程を行う第3単位周期を繰り返し実行するように構成されている。
That is, the first unit period in which the
説明を加えると、第1吸着塔1Aが吸着工程を行う第1単位周期においては、第1供給弁20a及び第1排出弁23aが開弁されて、改質ガスKに含まれる吸着対象成分を吸着する吸着工程が実行され(図4〜図6参照)、第1吸着塔1Aからは製品ガスHが製品ガス排出ライン22に排出される。
In addition, in the first unit cycle in which the
第1単位周期の初期においては、第2吸着塔1Bの第2均圧弁25b及び第3吸着塔1Cの第3均圧弁25cが開弁されて、第3吸着塔1Cの内部ガスを第2吸着塔1Bに供給する均圧工程が行われることになる(図4参照)。
尚、この均圧工程は、第3吸着塔1Cにおいては、均圧(排出)工程に相当し、第2吸着塔1Bにおいては、均圧(受入)工程に相当する。
At the beginning of the first unit period, the second
This pressure equalization step corresponds to a pressure equalization (discharge) step in the
第2吸着塔1Bにおいては、上記均圧工程が終了すると、第2均圧弁25bを閉じて、第2排出弁23bを開弁することにより、第1吸着塔1Aから排出される製品ガスHを導入する昇圧工程が、第1単位周期が終了するまで実行される(図5及び図6参照)。
In the
第3吸着塔1Cにおいては、上記均圧工程が終了すると、第3均圧弁25cを閉じて、第3オフガス弁29cを開弁することにより、第3吸着塔1Cの内部ガスをオフガス排出ライン28に排出する減圧工程が実行され(図5参照)、その後、第3オフガス弁29cを開弁したまま、第3均圧弁25c及び洗浄弁27を開弁して、洗浄ライン26から製品ガスHを流動させる洗浄工程が実行される(図6参照)。
In the
また、減圧工程及び洗浄工程においてオフガス排出ライン28に排出されたオフガスは、オフガスタンクTに回収された後、オフガス供給路4を通して、改質部Aのバーナ3に供給されることになる。
尚、オフガスには、可燃成分として、一酸化炭素、メタン及び水素が含まれることになる。
Further, the offgas discharged to the
The off gas contains carbon monoxide, methane, and hydrogen as combustible components.
オフガスタンクTに貯留されるオフガス貯留量は、圧力変動吸着部Bの運転に伴って繰り返し増減することになる。
つまり、第1単位周期、第2単位周期、及び、第3単位周期の夫々において、減圧工程が開始されるとオフガス貯留量が急増し、その後洗浄工程が行われるときも、オフガス貯留量が増加し、均圧工程が行われると、オフガス貯留量が漸減する状態で、オフガス貯留量が繰り返し増減することになる。
The off-gas storage amount stored in the off-gas tank T is repeatedly increased and decreased with the operation of the pressure fluctuation adsorption unit B.
That is, in each of the first unit period, the second unit period, and the third unit period, the off-gas storage amount rapidly increases when the decompression process is started, and the off-gas storage amount also increases when the cleaning process is performed thereafter. When the pressure equalization step is performed, the off-gas storage amount repeatedly increases and decreases while the off-gas storage amount gradually decreases.
ちなみに、オフガスタンクTに貯留されているオフガス貯留量を検出するオフガス量検出部として、オフガスタンクTの内部圧力を検出する圧力センサPSが設けられている。
また、図1に示すように、オフガスタンクTに貯留されるオフガス貯留量が不足するときに、改質ガス供給ライン17からの改質ガスKをオフガスタンクTに供給する補給ライン19が設けられ、その補給ライン19を開閉する補給弁19Aが設けられている。
そして、オフガスタンクTに貯留されるオフガス貯留量が不足することが圧力センサPSにて検出されたときには、補給弁19Aを開いて、オフガスタンクTに貯留されるオフガス貯留量が設定基準量になることが圧力センサPSにて検出されるまで、改質ガスKをオフガスタンクTに補給するように構成されている。
Incidentally, a pressure sensor PS that detects the internal pressure of the offgas tank T is provided as an offgas amount detection unit that detects the amount of offgas stored in the offgas tank T.
Further, as shown in FIG. 1, a
When the pressure sensor PS detects that the amount of off-gas stored in the off-gas tank T is insufficient, the
第1吸着塔1Aが吸着工程を行う第1単位周期においては、上記の通り、第2吸着塔1Bについては、均圧(受入)工程、及び、昇圧工程が順次実行され、第3吸着塔1Cについては、均圧(排出)工程、減圧工程、洗浄工程が順次実行されることになる。
尚、第2吸着塔1Bが吸着工程を行う第2単位周期及び第3吸着塔1Cが吸着工程を行う第3単位周期は、第1吸着塔1Aが吸着工程を行う第1単位周期と同様に行われるものであるから、本実施形態においては、第2単位周期及び第3単位周期の詳細な説明を省略する。
In the first unit cycle in which the
The second unit period in which the
(改質部の運転制御)
原料ガス供給ライン7には、原料ガスGを供給し且つ供給量を調節自在な原料ガス供給部30、及び、原料ガスGの供給量を検出する原料ガスセンサ31が設けられている。
そして、制御部Mが、製品ガスHの目標生産量を示す指示情報に基づいて、目標生産量の製品ガスHを製造するために必要となる目標原料ガス供給量の原料ガスGを供給すべく、原料ガス供給部30の作動を制御するように構成されている。
つまり、原料ガスセンサ31にて検出される原料ガスGの供給量が目標原料ガス供給量となるように、原料ガス供給部30の作動を制御するように構成されている。
(Operation control of reforming section)
The source
Then, based on the instruction information indicating the target production amount of the product gas H, the control unit M is to supply the raw material gas G of the target raw material gas supply amount necessary for producing the target production gas amount of the product gas H. The operation of the source
That is, the operation of the raw material
ちなみに、本実施形態においては、原料ガス供給部30が、原料ガスGを供給する圧縮機30aと、圧縮機30aにて供給される原料ガスGの一部を圧縮機30aの上流側に戻す流量調節弁30bとを備える形態に構成されている。
Incidentally, in the present embodiment, the raw material
水供給ライン10は、水処理部32にて純水に処理された水を水混合部8に供給するものであって、水供給ライン10には、水を供給する水供給ポンプ33、水供給ライン10を通して供給される水の流量を検出する水流量センサ34、及び、水供給量を調節する水流量調節弁35が設けられている。
尚、水供給ポンプ33には、水供給圧力を設定圧力に制御する圧力制御弁33aが装備されている。
The
The water supply pump 33 is equipped with a
そして、制御部Mが、原料ガスGに供給する水蒸気のモル数の原料ガスG中の炭素のモル数に対する比である目標比(S/C)を、基準運転状態における基準運転用比(例えば、3.0)にすべく、水流量調節弁35の作動を制御するように構成されている。
つまり、原料ガスGが目標原料供給量にて供給される状態において、目標比(S/C)を基準運転状態の基準運転用比(例えば、3.0)にするための目標水供給量を求めて、水流量センサ34にて検出される流量が目標水供給量となるように、水流量調節弁35の作動を制御するように構成されている。
Then, the control unit M sets the target ratio (S / C), which is the ratio of the number of moles of water vapor supplied to the source gas G to the number of moles of carbon in the source gas G, as a reference operation ratio (for example, 3.0), the operation of the water flow
That is, in a state where the raw material gas G is supplied at the target raw material supply amount, the target water supply amount for setting the target ratio (S / C) to the reference operation ratio in the reference operation state (for example, 3.0) is set. Thus, the operation of the water flow
改質反応管2の内部温度を検出する温度センサTSが設けられている。
オフガス供給路4には、オフガス流量を検出するオフガス流量センサ36、及び、オフガス流量を調節するオフガス流量調節弁37が設けられている。
空気供給路5には、空気を供給し且つ供給量を調節自在な送風機38、及び、空気供給路5を流動する空気量を検出する空気流量センサ39が設けられている。
A temperature sensor TS for detecting the internal temperature of the reforming
The off-
The
そして、制御部Mが、温度センサTSにて検出される改質反応管2の改質反応用温度を基準運転状態の基準目標温度(例えば、750℃)にすべく、温度センサTSと基準目標温度とに基づいて、バーナ3に供給するオフガス目標量を求めて、オフガス流量センサ36にて検出されるオフガス流量がオフガス目標量となるように、オフガス流量調節弁37の作動を制御するように構成されている。
Then, the control unit M sets the temperature sensor TS and the reference target so that the reforming reaction temperature of the reforming
また、制御部Mが、オフガス目標量のオフガスを燃焼させるのに必要となる目標燃焼空気量を求めて、空気流量センサ39にて検出される空気量が目標空気量となるように、送風機38の作動を制御するように構成されている。
Further, the control unit M obtains a target combustion air amount necessary for burning off-gas of the off-gas target amount, and the
(オフガス消費量増加運転について)
制御部Mが、圧力変動吸着部Bの運転に伴って繰り返し増減するオフガス貯留量の最大値が設定適正上限値以下の場合においては、改質部Aを基準運転状態にて運転し、且つ、オフガス貯留量の最大値が設定適正上限値よりも多い場合には、改質部Aの運転状態を、原料ガスGの処理量を同じ処理量に維持させた状態で、バーナ3にて消費するオフガスの消費量を、基準運転状態において消費する量よりも増加させるオフガス消費量増加運転状態に変更するように構成されている。
(About off gas consumption increase operation)
In the case where the maximum value of the off-gas storage amount that repeatedly increases and decreases with the operation of the pressure fluctuation adsorption unit B is equal to or less than the set appropriate upper limit value, the control unit M operates the reforming unit A in the reference operation state, and When the maximum value of the off-gas storage amount is larger than the set upper limit value, the operation state of the reforming unit A is consumed by the
また、制御部Mが、圧力変動吸着部の運転に伴って繰り返し増減するオフガス貯留量の最大値が設定適正上限値以下になった場合には、改質部Aの運転状態を、基準運転状態に戻すように構成されている。 In addition, when the maximum value of the off-gas storage amount that repeatedly increases and decreases with the operation of the pressure fluctuation adsorption unit becomes equal to or less than the set upper limit value, the control unit M changes the operation state of the reforming unit A to the reference operation state. It is configured to return to
すなわち、本実施形態においては、上述の如く、オフガスタンクTに貯留されているオフガス貯留量を検出するオフガス量検出部として、オフガスタンクの内部圧力を検出する圧力センサPSが設けられている。
オフガスタンクTの内部圧力は、第1単位周期、第2単位周期、及び、第3単位周期の夫々において、オフガス貯留量の増減に伴って増減することになるから、オフガスタンクTに貯留されているオフガス貯留量が、圧力センサPSにて、オフガスタンクの内部圧力として検出される。
That is, in the present embodiment, as described above, the pressure sensor PS that detects the internal pressure of the offgas tank is provided as the offgas amount detection unit that detects the offgas storage amount stored in the offgas tank T.
Since the internal pressure of the off gas tank T increases and decreases with the increase and decrease of the off gas storage amount in each of the first unit period, the second unit period, and the third unit period, the internal pressure is stored in the off gas tank T. The amount of off gas stored is detected by the pressure sensor PS as the internal pressure of the off gas tank.
そして、第1単位周期、第2単位周期、及び、第3単位周期のいずれにおいても、圧力センサPSにて検出されるオフガスタンクTの内部圧力の最大値が、設定適正上限値に対応する設定上限圧力以下である場合には、制御部Mが、改質部Aを基準運転状態にて運転することになる。
そして、第1単位周期、第2単位周期、及び、第3単位周期のいずれかにおいて、圧力センサPSにて検出されるオフガスタンクTの内部圧力の最大値が、設定適正上限値に対応する設定上限圧力よりも高くなった場合には、制御部Mが、改質部Aの運転状態を、原料ガスGの処理量を同じ処理量に維持させた状態で、バーナ3にて消費するオフガスの消費量を、基準運転状態において消費する量よりも増加させるオフガス消費量増加運転状態に変更することになる。
In any of the first unit period, the second unit period, and the third unit period, the maximum value of the internal pressure of the off-gas tank T detected by the pressure sensor PS is set corresponding to the set upper limit value. When the pressure is not more than the upper limit pressure, the control unit M operates the reforming unit A in the standard operation state.
The maximum value of the internal pressure of the offgas tank T detected by the pressure sensor PS in any one of the first unit period, the second unit period, and the third unit period is set corresponding to the set upper limit value. When the pressure exceeds the upper limit pressure, the control unit M keeps the operation state of the reforming unit A in a state in which the processing amount of the raw material gas G is maintained at the same processing amount, The consumption amount is changed to the off gas consumption increasing operation state in which the consumption amount is increased more than the amount consumed in the reference operation state.
また、オフガス消費量増加運転状態に変更したのちにおいて、第1単位周期、第2単位周期、及び、第3単位周期のいずれかにおいて、圧力センサPSにて検出されるオフガスタンクTの内部圧力の最大値が設定上限圧力以下になった場合には、制御部Mが、改質部Aの運転状態を、基準運転状態に戻すことになる。 In addition, after changing to the off gas consumption increasing operation state, the internal pressure of the off gas tank T detected by the pressure sensor PS in any one of the first unit period, the second unit period, and the third unit period. When the maximum value is equal to or lower than the set upper limit pressure, the control unit M returns the operation state of the reforming unit A to the reference operation state.
本実施形態においては、制御部Mが、バーナ3にて改質反応管2を基準目標温度(例えば、750℃)に加熱する状態を維持しながら、原料ガスGに供給する水蒸気のモル数の原料ガス中の炭素のモル数に対する比である目標比(S/C)を、オフガス消費量増加運転状態において、基準運転状態の基準運転用比(例えば、3.0)よりも大きなオフガス消費量増加用比(例えば、3.1)に変更するように構成されている。
その結果、目標比(S/C)が高くなったことにより、バーナ3の加熱によって改質反応管2を改質反応用温度としての基準目標温度(例えば、750℃)に昇温するために必要とするオフガス量が増加して、オフガスタンクTのオフガス消費量を増加させることになる。
In the present embodiment, the control unit M maintains the state in which the reforming
As a result, when the target ratio (S / C) is increased, the temperature of the reforming
したがって、製品ガスHの生産量を減少させるために原料ガスGの供給量を減少させた直後等において、圧力センサPSにて検出されるオフガスタンクTの内部圧力が設定上限圧力よりも高くなった場合には、オフガス消費量増加運転状態に変更することにより、オフガスタンクTに貯留されているオフガスの消費量を増加させて、オフガスタンクTに貯留されているオフガスを外部に放出することなく、オフガスを消費できることになる。 Therefore, immediately after reducing the supply amount of the raw material gas G in order to reduce the production amount of the product gas H, the internal pressure of the off-gas tank T detected by the pressure sensor PS becomes higher than the set upper limit pressure. In this case, by changing to the off gas consumption increase operation state, the consumption of the off gas stored in the off gas tank T is increased, and the off gas stored in the off gas tank T is released to the outside. Off-gas can be consumed.
また、オフガス消費量増加運転状態に変更した後において、圧力センサPSにて検出されるオフガスタンクTの内部圧力が設定上限圧力以下になった場合には、改質部Aの運転状態を基準運転状態に戻して、オフガスの消費を減少させることにより、改質ガスKをオフガスタンクTの補給する事態が発生することを回避できることになる。 If the internal pressure of the off gas tank T detected by the pressure sensor PS becomes equal to or lower than the set upper limit pressure after changing to the off gas consumption increasing operation state, the operation state of the reforming section A is set as the reference operation. By returning to the state and reducing the consumption of off-gas, it is possible to avoid a situation where the off-gas tank T is replenished with the reformed gas K.
〔別実施形態〕
次に、別実施形態を説明するが、この別実施形態は、オフガス消費量増加運転の別実施形態を示すものであって、その他の形態は上記実施形態と同様であるので、上記実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
[Another embodiment]
Next, although another embodiment is described, this another embodiment shows another embodiment of off gas consumption increase operation, and since other forms are the same as the above-mentioned embodiment, Only the different parts will be described.
すなわち、この別実施形態では、制御部Mが、原料ガスGに供給する水蒸気のモル数の原料ガスG中の炭素のモル数に対する比である目標比(S/C)を基準運転用比(例えば、3.0)に維持した状態で、バーナ3の加熱によって改質反応管2を昇温する改質反応用温度を、オフガス消費量増加運転状態において、基準運転状態の基準目標温度(例えば、750℃)よりも高いオフガス消費量増加目標温度(例えば、752℃)に変更するように構成されている。
That is, in this other embodiment, the control unit M sets the target ratio (S / C), which is the ratio of the number of moles of water vapor supplied to the source gas G to the number of moles of carbon in the source gas G, as the reference operation ratio ( For example, in the state maintained at 3.0), the reforming reaction temperature for raising the temperature of the reforming
その結果、バーナ3の加熱によって昇温する改質反応管2の改質反応用温度が、基準運転状態の基準目標温度(例えば、750℃)よりも高いオフガス消費量増加目標温度(例えば、752℃)に変更されることにより、バーナ3の加熱によって改質反応管2をオフガス消費量増加目標温度(例えば、752℃)に昇温するために必要とするオフガス量が増加して、オフガスタンクTのオフガス消費量が増加することになる。
As a result, the reforming reaction temperature of the reforming
したがって、製品ガスHの生産量を減少させるために原料ガスGの供給量を減少させた直後等において、圧力センサPSにて検出されるオフガスタンクTの内部圧力が設定上限圧力よりも高くなった場合には、オフガス消費量増加運転状態に変更することにより、オフガスタンクTに貯留されているオフガスの消費量を増加させて、オフガスタンクTに貯留されているオフガスを外部に放出することなく、オフガスを消費できることになる。 Therefore, immediately after reducing the supply amount of the raw material gas G in order to reduce the production amount of the product gas H, the internal pressure of the off-gas tank T detected by the pressure sensor PS becomes higher than the set upper limit pressure. In this case, by changing to the off gas consumption increase operation state, the consumption of the off gas stored in the off gas tank T is increased, and the off gas stored in the off gas tank T is released to the outside. Off-gas can be consumed.
また、オフガス消費量増加運転状態に変更した後において、圧力センサPSにて検出されるオフガスタンクTの内部圧力が設定上限圧力以下になった場合には、改質部Aの運転状態を基準運転状態に戻して、オフガスの消費を減少させることにより、改質ガスKをオフガスタンクTの補給する事態が発生することを回避できることになる。 If the internal pressure of the off gas tank T detected by the pressure sensor PS becomes equal to or lower than the set upper limit pressure after changing to the off gas consumption increasing operation state, the operation state of the reforming section A is set as the reference operation. By returning to the state and reducing the consumption of off-gas, it is possible to avoid a situation where the off-gas tank T is replenished with the reformed gas K.
〔その他の別実施形態〕
次に、その他の別実施形態を列記する。
(1)上記実施形態においては、圧力変動吸着部Bとして、3つの吸着塔1を備えるものを例示したが、本発明は、圧力変動吸着部Bを、2つあるいは4つ以上の吸着塔1を備える形態に構成する場合にも適用できるものである。
[Other alternative embodiments]
Next, other embodiments are listed.
(1) In the above embodiment, the pressure fluctuation adsorption part B is exemplified as having three
(2)上記実施形態では、圧力変動吸着部Bとして、洗浄工程を行う形態に構成するものを例示したが、本発明は、圧力変動吸着部Bが、洗浄工程に代えて、真空ポンプにて吸着塔1の内部を吸引する吸引工程を行う場合にも適用できるものである。
(2) In the above embodiment, the pressure fluctuation adsorbing part B is exemplified as one configured to perform the cleaning process. However, in the present invention, the pressure fluctuation adsorbing part B is replaced with a cleaning process by a vacuum pump. The present invention can also be applied to a case where a suction process for sucking the inside of the
(3)上記実施形態においては、水蒸気混合部Jが、原料ガスGに水を混合させた後に、混合させた水を蒸発用熱交換部11にて蒸発させるように構成される場合を例示したが、水蒸気混合部Jとしては、予め生成した水蒸気を原料ガスGに混合させる形態に構成して実施してもよい。
(3) In the said embodiment, after mixing the water vapor | steam with the raw material gas G, the case where it was comprised so that the mixed water might be evaporated in the
(4)上記実施形態では、オフガスタンクTに貯留されているオフガス貯留量を検出するオフガス量検出部として、オフガスタンクの内部圧力を検出する圧力センサPSを設ける場合を例示したが、オフガス量検出部としては、オフガスタンクTに回収されるオフガスの流量を積算して、オフガスタンクTに回収されるオフガスの回収積算量を求め、オフガスタンクTから排出されるオフガスの流量を積算して、オフガスタンクTから排出されるオフガスの排出積算量を求め、回収積算量から排出積算量を減算してオフガス貯留量を検出する形態で実施してもよい。 (4) In the above embodiment, the case where the pressure sensor PS that detects the internal pressure of the offgas tank is provided as the offgas amount detection unit that detects the offgas storage amount stored in the offgas tank T is illustrated. The unit integrates the flow of off-gas collected in the off-gas tank T to obtain the accumulated amount of off-gas collected in the off-gas tank T, integrates the flow of off-gas discharged from the off-gas tank T, and turns off Alternatively, the integrated amount of off-gas discharged from the gas tank T may be obtained, and the off-gas storage amount may be detected by subtracting the integrated amount of exhaust from the integrated amount of recovery.
なお、上記実施形態(別実施形態を含む、以下同じ)で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することが可能であり、また、本明細書において開示された実施形態は例示であって、本発明の実施形態はこれに限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲内で適宜改変することが可能である。 Note that the configurations disclosed in the above-described embodiments (including other embodiments, the same applies hereinafter) can be applied in combination with the configurations disclosed in the other embodiments as long as no contradiction arises. The embodiment disclosed in this specification is an exemplification, and the embodiment of the present invention is not limited to this. The embodiment can be appropriately modified without departing from the object of the present invention.
1 吸着塔
2 改質反応部
3 燃焼部
4 オフガス供給路
A 改質部
B 圧力変動吸着部
G 原料ガス
H 製品ガス
K 改質ガス
M 制御部
PS オフガス量検出部
T オフガスタンク
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記オフガスタンクに貯留されている前記オフガスのオフガス貯留量を検出するオフガス量検出部が設けられ、
前記制御部が、前記圧力変動吸着部の運転に伴って繰り返し増減する前記オフガス貯留量の最大値が設定適正上限値以下の場合においては、前記改質部を基準運転状態にて運転し、且つ、前記最大値が前記設定適正上限値よりも多い場合には、前記改質部の運転状態を、前記原料ガスの処理量を同じ処理量に維持させた状態で、前記燃焼部にて消費する前記オフガスの消費量を、前記基準運転状態において消費する量よりも増加させるオフガス消費量増加運転状態に変更するように構成されている水素製造装置。 A steam mixing section for mixing steam so that the ratio of the number of moles of steam mixed with the raw material gas, which is a hydrocarbon gas, to the number of moles of carbon in the raw material gas is a target ratio, and the raw material gas is steam reformed A reforming reaction section for reforming to a reformed gas having a large amount of hydrogen component, a reforming section having a combustion section for heating the reforming reaction section to a reforming reaction temperature, and the reforming from the reforming section A pressure fluctuation adsorption unit including an adsorption tower that adsorbs an adsorption target component other than a hydrogen component from gas to an adsorbent to generate a product gas; an offgas tank that collects offgas discharged from the pressure fluctuation adsorption unit; and A hydrogen production apparatus provided with an off-gas supply path for supplying the off-gas stored in an off-gas tank to the combustion unit, and a control unit for controlling the operation of the reforming unit and the pressure fluctuation adsorption unit,
An off-gas amount detection unit for detecting an off-gas storage amount of the off-gas stored in the off-gas tank is provided;
In the case where the maximum value of the off-gas storage amount that repeatedly increases and decreases with the operation of the pressure fluctuation adsorption unit is less than or equal to the set appropriate upper limit value, the control unit operates the reforming unit in a reference operation state, and When the maximum value is larger than the set appropriate upper limit value, the operation state of the reforming unit is consumed in the combustion unit while maintaining the processing amount of the source gas at the same processing amount. The hydrogen production apparatus is configured to change the off gas consumption to an off gas consumption increasing operation state in which the off gas consumption is increased from an amount consumed in the reference operation state.
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