JP2021172631A - Mixture gas generation device and methane production system - Google Patents

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征治 山本
Seiji Yamamoto
元 村田
Hajime Murata
大輝 竹崎
Daiki Takezaki
伸光 堀部
Nobumitsu Horibe
隆太 神谷
Ryuta Kamiya
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Denso Corp
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Denso Corp
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Abstract

To improve system efficiency in generating fuel from hydrogen which is generated by water electrolysis.SOLUTION: A mixture gas generation device comprises: a cooling unit for cooling hydrogen generated by water electrolysis; a dewatering unit for dewatering at least part of hydrogen supplied from the cooling unit; a collector which has an adsorbent to/from which carbon dioxide can be attached and removed and to which dewatered hydrogen is supplied; a composition adjustment unit which adjusts a mixture gas and to which carbon dioxide and hydrogen detached from the collector by supply of a dewatering purge gas, non-dewatered hydrogen are supplied; a first flow rate adjustment unit for adjusting a flow rate of the dewatered hydrogen supplied from the dewatering part and supplying the dewatered hydrogen as the dewatered purge gas; and a second flow rate adjustment unit for adjusting a flow rate of non-dewatered hydrogen which is supplied from the cooling unit and supplying the non-dewatered hydrogen. The composition adjustment unit controls the first flow rate adjustment unit and the second flow rate adjustment unit, thereby adjusting a gas composition ratio of the carbon dioxide and hydrogen.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、混合ガス生成装置およびメタン製造システムに関する。 The present invention relates to a mixed gas generator and a methane production system.

工場等から排出される混合ガスに含まれる二酸化炭素を分離回収して、回収した二酸化炭素を用いて燃料としてのメタンを製造するメタン製造装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載されたメタン製造装置は、吸着材に吸着された二酸化炭素を脱離させるために、メタン製造時に用いる水素をパージガスとして利用している。非特許文献１に記載されたソーラー水素ステーションは、高圧の水電解を行うことにより、昇圧エネルギーおよび除湿エネルギーを削減しながら、高純度の水素（Ｈ2）を生成する。 A methane production apparatus is known that separates and recovers carbon dioxide contained in a mixed gas discharged from a factory or the like and uses the recovered carbon dioxide to produce methane as a fuel (see, for example, Patent Document 1). The methane production apparatus described in Patent Document 1 uses hydrogen used in methane production as a purge gas in order to desorb carbon dioxide adsorbed on the adsorbent. The solar hydrogen station described in Non-Patent Document 1 produces high-purity hydrogen (H 2 ) by performing high-pressure water electrolysis while reducing boosting energy and dehumidifying energy.

特開２０１９−１４２８０６号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2019-142806

岡部昌規、中沢孝治、「ホンダのソーラー水素ステーション（ＳＨＳ）開発の取り組み」、水素エネルギーシステム Vol35,No.3(2010)Masanori Okabe, Koji Nakazawa, "Honda's Solar Hydrogen Station (SHS) Development Initiatives", Hydrogen Energy System Vol35, No.3 (2010)

水電解により生成した水素をパージガスとして用いるメタン製造装置において、装置全体のエネルギー効率を向上させることが望まれている。特許文献１に記載された装置では、パージガスとして利用される水素と、メタン化反応を行う反応器に供給される水素とが区別されておらず、エネルギー効率の向上に改善の余地がある。非特許文献１には、水素の生成について記載されているものの、生成された水素を利用したメタン製造装置などについては言及されていない。水電解により生成した水素から、水素を用いた燃料（例えばメタン）を生成するまでのシステム効率を向上させたい課題があった。 In a methane production apparatus using hydrogen generated by water electrolysis as a purge gas, it is desired to improve the energy efficiency of the entire apparatus. In the apparatus described in Patent Document 1, hydrogen used as a purge gas and hydrogen supplied to a reactor that performs a methanation reaction are not distinguished, and there is room for improvement in energy efficiency. Although Non-Patent Document 1 describes the production of hydrogen, it does not mention a methane production apparatus using the produced hydrogen. There has been a problem of improving the system efficiency from hydrogen generated by water electrolysis to producing fuel (for example, methane) using hydrogen.

本発明は、水電解により生成した水素から燃料を生成するまでのシステム効率を向上させることを目的とする。 An object of the present invention is to improve the system efficiency of producing fuel from hydrogen produced by water electrolysis.

本発明は、上述の課題を少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。 The present invention has been made to solve at least a part of the above-mentioned problems, and can be realized as the following forms.

（１）本発明の一形態によれば、混合ガス生成装置が提供される。この混合ガス生成装置は、水電解により生成された水素を冷却する冷却部と、前記冷却部から供給された水素の少なくとも一部を脱水する脱水部と、二酸化炭素を着脱可能な吸着材を有し、脱水後の水素を含む脱水パージガスが供給される回収器と、混合ガスを調整する組成調整部であって、前記脱水パージガスの供給によって前記回収器から脱離した二酸化炭素および前記脱水パージガス中の水素と、未脱水の水素を含む未脱水ガスと、が供給される組成調整部と、前記脱水部から供給された脱水後の水素の流量を調整して、前記脱水パージガスとして供給する第１流量調整部と、前記冷却部から供給された未脱水の水素の流量を調整して、前記未脱水ガスとして供給する第２流量調整部と、を備え、前記組成調整部は、前記第１流量調整部および前記第２流量調整部を制御することにより、前記回収器からの二酸化炭素および水素と、前記第２流量調整部からの水素とを合わせた混合ガスにおける、二酸化炭素と水素とのガス組成比を調整する。 (1) According to one embodiment of the present invention, a mixed gas generator is provided. This mixed gas generator has a cooling unit that cools hydrogen generated by water electrolysis, a dehydration unit that dehydrates at least a part of the hydrogen supplied from the cooling unit, and an adsorbent to which carbon dioxide can be attached and detached. In the recovery device to which the dehydration purge gas containing hydrogen after dehydration is supplied, and the composition adjusting unit for adjusting the mixed gas, in the carbon dioxide and the dehydration purge gas desorbed from the recovery device by the supply of the dehydration purge gas. First, the composition adjusting unit to which the hydrogen and the undehydrated gas containing the undehydrated hydrogen are supplied, and the flow rate of the dewatered hydrogen supplied from the dewatering unit are adjusted and supplied as the dewatering purge gas. The composition adjusting unit includes a flow rate adjusting unit and a second flow rate adjusting unit that adjusts the flow rate of undehydrated hydrogen supplied from the cooling unit and supplies the undehydrated hydrogen as the undehydrated gas. By controlling the adjusting unit and the second flow rate adjusting unit, the gas of carbon dioxide and hydrogen in the mixed gas in which the carbon dioxide and hydrogen from the recovery unit and the hydrogen from the second flow rate adjusting unit are combined. Adjust the composition ratio.

この構成によれば、水電解により生成された水素の内、吸着材のパージガスとして利用される水素のみが脱水され、パージガスとして利用されずに燃料合成の原料として使用される水素は、脱水されない。例えば、組成調整部によりガス組成比が調整された混合ガスの利用に応じて、パージガスとして利用されない水素を必要以上に脱水しなくてもよい場合がある。本構成の脱水部は、脱水部により全ての水素を脱水せずに、脱水が必要な一部の水素のみを脱水している。これにより、脱水部の消費エネルギーが抑制され、ガス生成装置のシステム効率が向上する。 According to this configuration, among the hydrogen generated by water electrolysis, only hydrogen used as a purge gas for an adsorbent is dehydrated, and hydrogen used as a raw material for fuel synthesis without being used as a purge gas is not dehydrated. For example, depending on the use of the mixed gas whose gas composition ratio has been adjusted by the composition adjusting unit, it may not be necessary to dehydrate hydrogen that is not used as a purge gas more than necessary. In the dehydration section of this configuration, not all hydrogen is dehydrated by the dehydration section, but only a part of hydrogen that needs to be dehydrated is dehydrated. As a result, the energy consumption of the dehydration section is suppressed, and the system efficiency of the gas generator is improved.

（２）上記形態のガス生成装置において、さらに、前記冷却部より冷却された水素を貯蔵する貯蔵部であって、前記脱水部および前記組成調整部のいずれよりも上流側に配置された貯蔵部を備え、前記脱水部には、前記貯蔵部に貯蔵された水素の少なくとも一部が供給され、前記第２流量調整部は、前記貯蔵部から供給された未脱水の水素の流量を調整してもよい。
この構成によれば、脱水部の消費エネルギーが抑制された上で、タンクが、水電解により生成された水素を貯蔵できるため、本構成のガス生成装置の利便性が向上する。 (2) In the gas generation device of the above-described embodiment, a storage unit that stores hydrogen cooled from the cooling unit and is arranged upstream of both the dehydration unit and the composition adjustment unit. The dehydration section is supplied with at least a part of hydrogen stored in the storage section, and the second flow rate adjusting section adjusts the flow rate of undehydrated hydrogen supplied from the storage section. May be good.
According to this configuration, the energy consumption of the dehydration section is suppressed, and the tank can store hydrogen generated by water electrolysis, so that the convenience of the gas generator of this configuration is improved.

（３）上記形態のガス生成装置において、さらに、前記貯蔵部から供給された未脱水の水素の流量を調整する第３流量調整部であって、前記脱水部および前記第１流量調整部の下流側の脱水後の水素に対して、流量を調整した未脱水の水素を合流させる第３流量調整部と、前記第３流量調整部の下流側における水素の露点を取得する露点取得部と、を備え、前記第３流量調整部は、前記露点取得部の取得値が予め設定された露点以下となる範囲で、前記脱水後の水素に合流させる前記未脱水の水素の流量を調整してもよい。
この構成によれば、予め設定された露点以下の水素が回収器にパージガスとして供給された上で、脱水部により脱水される水素の量を減らすことができる。脱水部の除湿性能が、パージガスとして求められる除湿レベルよりも高い場合に、未脱水の水素が、脱水後の水素に合流することで、脱水部の消費エネルギーが抑制される。 (3) In the gas generating apparatus of the above-described embodiment, a third flow rate adjusting unit for adjusting the flow rate of undehydrated hydrogen supplied from the storage unit, and downstream of the dehydrated unit and the first flow rate adjusting unit. A third flow rate adjusting unit that merges undehydrated hydrogen whose flow rate has been adjusted with respect to the hydrogen after dehydration on the side, and a dew point acquisition unit that acquires the dew point of hydrogen on the downstream side of the third flow rate adjusting unit. The third flow rate adjusting unit may adjust the flow rate of the undehydrated hydrogen to be merged with the dehydrated hydrogen within a range in which the acquired value of the dew point acquisition unit is equal to or lower than a preset dew point. ..
According to this configuration, hydrogen below the preset dew point can be supplied to the recovery device as a purge gas, and the amount of hydrogen dehydrated by the dehydrating section can be reduced. When the dehumidifying performance of the dehydrated portion is higher than the dehumidifying level required for the purge gas, the undehydrated hydrogen joins the dehydrated hydrogen, so that the energy consumption of the dehydrated portion is suppressed.

（４）上記形態のガス生成装置において、さらに、水電解を行う第１水電解部と、前記第１水電解部より高圧で水電解を行う第２水電解部と、を有する水電解部を備え、前記冷却部は、前記第１水電解部により生成された水素を冷却する第１冷却部と、前記第２水電解部により生成された水素を冷却する第２冷却部と、を有し、前記貯蔵部は、前記第１冷却部より冷却された水素を貯蔵する第１貯蔵部であって、前記第１流量調整部の上流側に配置された第１貯蔵部と、前記第２冷却部より冷却された水素の少なくとも一部を貯蔵する第２貯蔵部であって、前記第２流量調整部の上流側に配置された第２貯蔵部と、を有し、前記脱水部は、前記第２冷却部より冷却された水素の少なくとも一部を脱水し、脱水後の水素を前記第１貯蔵部へと貯蔵してもよい。
この構成によれば、回収器のパージガスとして低圧で用いられる水素は、第１水電解部１１により生成された低圧の未脱水の水素と、第２水電解部が水電解を行った高圧下で脱水された脱水後の水素とが混合した水素である。そのため、一定の露点以下の水素が回収器にパージガスとして供給された上で、第１水電解部が高圧で水電解を行うために必要な昇圧のための消費エネルギーが抑制される。この結果、本構成のシステム効率が向上する。 (4) In the gas generator of the above embodiment, the water electrolysis unit further includes a first water electrolysis unit that performs water electrolysis and a second water electrolysis unit that performs water electrolysis at a higher pressure than the first water electrolysis unit. The cooling unit includes a first cooling unit that cools hydrogen generated by the first water electrolysis unit and a second cooling unit that cools hydrogen generated by the second water electrolysis unit. The storage unit is a first storage unit that stores hydrogen cooled by the first cooling unit, and has a first storage unit arranged on the upstream side of the first flow rate adjusting unit and the second cooling unit. A second storage unit that stores at least a part of hydrogen cooled from the unit, and has a second storage unit that is arranged on the upstream side of the second flow rate adjusting unit, and the dehydration unit has the above-mentioned dehydration unit. At least a part of the hydrogen cooled from the second cooling unit may be dehydrated, and the hydrogen after dehydration may be stored in the first storage unit.
According to this configuration, the hydrogen used at low pressure as the purge gas of the recovery device is low-pressure undehydrated hydrogen generated by the first water electrolysis unit 11 and under high pressure where the second water electrolysis unit performs water electrolysis. It is hydrogen mixed with dehydrated hydrogen after electrolysis. Therefore, hydrogen below a certain dew point is supplied to the recovery device as a purge gas, and the energy consumption for boosting the pressure required for the first water electrolysis unit to perform water electrolysis at high pressure is suppressed. As a result, the system efficiency of this configuration is improved.

（５）本発明の他の一形態によれば、メタン製造システムが提供される。このメタン製造システムは、上記形態の混合ガス装置と、前記組成調整部により調整された前記混合ガスに含まれる水素と二酸化炭素とを用いて、メタン化反応を生じさせる反応器と、を備える。
この構成によれば、工場等の排ガスに含まれる二酸化炭素を燃料であるメタンとして再利用できる。 (5) According to another embodiment of the present invention, a methane production system is provided. This methane production system includes a mixed gas apparatus of the above-described embodiment and a reactor that causes a methaneization reaction by using hydrogen and carbon dioxide contained in the mixed gas adjusted by the composition adjusting unit.
According to this configuration, carbon dioxide contained in exhaust gas from factories and the like can be reused as methane as fuel.

なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能であり、例えば、混合ガス生成装置、メタン製造装置、混合ガス生成方法、メタン製造方法、これら装置を備えるまたはこれら方法を実行するシステム、これら装置や方法を実行するためのコンピュータプログラム、このコンピュータプログラムを配布するためのサーバ装置、およびコンピュータプログラムを記憶した一時的でない記憶媒体等の形態で実現することができる。 The present invention can be realized in various aspects, for example, a mixed gas generating apparatus, a methane producing apparatus, a mixed gas producing method, a methane producing method, a system including these devices or a system for executing these methods. It can be realized in the form of a computer program for executing these devices and methods, a server device for distributing the computer program, a non-temporary storage medium for storing the computer program, and the like.

本発明の一実施形態としての混合ガス生成装置を備えるメタン製造システムの概略ブロック図である。It is a schematic block diagram of the methane production system provided with the mixed gas generation apparatus as one Embodiment of this invention. 比較例の混合ガス生成装置を備えるメタン製造システムの概略ブロック図である。It is a schematic block diagram of the methane production system including the mixed gas generation apparatus of the comparative example. 第２実施形態の混合ガス生成装置を備えるメタン製造システムの概略ブロック図である。It is a schematic block diagram of the methane production system including the mixed gas generation apparatus of 2nd Embodiment. 第３実施形態の混合ガス生成装置を備えるメタン製造システムの概略ブロック図である。It is a schematic block diagram of the methane production system including the mixed gas generation apparatus of 3rd Embodiment. 脱水部の脱水性能についての説明図である。It is explanatory drawing about the dehydration performance of a dehydration part. 脱水後の水素と、未脱水の水素との合流後の露点の説明図である。It is explanatory drawing of the dew point after the merging of hydrogen after dehydration and undehydrated hydrogen. 第４実施形態の混合ガス生成装置を備えるメタン製造システムの概略ブロック図である。It is a schematic block diagram of the methane production system including the mixed gas generation apparatus of 4th Embodiment. 第５実施形態の混合ガス生成装置を備えるメタン製造システムの概略ブロック図である。It is a schematic block diagram of the methane production system including the mixed gas generation apparatus of 5th Embodiment.

＜第１実施形態＞
図１は、本発明の一実施形態としての混合ガス生成装置１００を備えるメタン製造システム２００の概略ブロック図である。メタン製造システム２００は、混合ガス生成装置１００により生成された水素と二酸化炭素との混合ガスを用いて、燃料としてのメタンを製造する。 <First Embodiment>
FIG. 1 is a schematic block diagram of a methane production system 200 including a mixed gas generation device 100 as an embodiment of the present invention. The methane production system 200 produces methane as a fuel by using a mixed gas of hydrogen and carbon dioxide generated by the mixed gas generator 100.

図１に示されるように、メタン製造システム２００は、混合ガス生成装置１００と、混合ガスに含まれる水素と二酸化炭素とを用いてメタン化反応を生じさせる反応器１１０と、を備えている。反応器１１０内には、メタン化反応を生じさせるメタン化触媒が収容されている。メタン化触媒は、反応器１１０内の水素及び二酸化炭素に対して、下記式（１）で示されるメタン化反応を生じさせることにより、メタンを生成する。メタン化触媒としては、ルテニウムもしくはニッケルを含む複合体などが挙げられる。
ＣＯ2＋４Ｈ2→ＣＨ4＋２Ｈ2Ｏ・・・（１） As shown in FIG. 1, the methane production system 200 includes a mixed gas generator 100 and a reactor 110 that causes a methaneization reaction using hydrogen and carbon dioxide contained in the mixed gas. A methanation catalyst that causes a methanation reaction is housed in the reactor 110. The methanation catalyst produces methane by causing a methanation reaction represented by the following formula (1) with respect to hydrogen and carbon dioxide in the reactor 110. Examples of the methanation catalyst include a complex containing ruthenium or nickel.
CO 2 + 4H 2 → CH 4 + 2H 2 O ... (1)

図１に示されるように、混合ガス生成装置１００は、水電解により水素を生成する水電解部１０と、水電解部１０により成された水素を冷却して水を除去する冷却部２０と、水電解時の圧力Ｐｈを制御するための背圧弁４１と、背圧弁４１を介して冷却部２０により冷却された水素を貯蔵するタンク（貯蔵部）６０と、タンク６０に貯蔵された水素の一部が供給される脱水部３０と、脱水部３０により脱水された水素を減圧する第１減圧弁４２と、二酸化炭素を着脱可能な吸着材７１を有する４つの回収器７０と、第１減圧弁４２により減圧された水素の流量を調整して回収器７０へと供給する第１流量調整弁５２と、回収器７０から供給されるパージガスとしての水素および吸着材７１から脱離した二酸化炭素を昇圧する昇圧器８０と、昇圧後の水素および二酸化炭素が供給される組成調整部９０と、タンク６０から供給される水素を減圧する第２減圧弁４３と、第２減圧弁４３により減圧された水素の量を調整して組成調整部９０へと供給する第２流量調整弁５３と、を備えている。なお、以降では、水素の流れる方向に沿って、水電解部１０側を上流側、組成調整部９０側を下流側と定義する。本明細書では、「水素を脱水する」とは、水素に加えて、水蒸気や水を含むガスから、水蒸気および水を低減させることを表している。また、水蒸気を含む水素も、単に「水素」と呼ぶ。 As shown in FIG. 1, the mixed gas generator 100 includes a water electrolysis unit 10 that generates hydrogen by water electrolysis, and a cooling unit 20 that cools the hydrogen formed by the water electrolysis unit 10 to remove water. A back pressure valve 41 for controlling the pressure Ph during water electrolysis, a tank (storage unit) 60 for storing hydrogen cooled by the cooling unit 20 via the back pressure valve 41, and one of the hydrogens stored in the tank 60. A dehydration unit 30 to which the unit is supplied, a first pressure reducing valve 42 for reducing the pressure of hydrogen dehydrated by the dehydration unit 30, four collectors 70 having an adsorbent 71 to which carbon dioxide can be attached and detached, and a first pressure reducing valve. The first flow control valve 52 that adjusts the flow rate of hydrogen decompressed by 42 and supplies it to the recovery device 70, hydrogen as a purge gas supplied from the recovery device 70, and carbon dioxide desorbed from the adsorbent 71 are boosted. Hydrogen reduced by a booster 80, a composition adjusting unit 90 to which hydrogen and carbon dioxide after boosting are supplied, a second pressure reducing valve 43 to reduce the pressure of hydrogen supplied from the tank 60, and a second pressure reducing valve 43. A second flow rate adjusting valve 53, which adjusts the amount of hydrogen and supplies the hydrogen to the composition adjusting unit 90, is provided. Hereinafter, the water electrolysis unit 10 side is defined as the upstream side and the composition adjustment unit 90 side is defined as the downstream side along the direction in which hydrogen flows. As used herein, "dehydrating hydrogen" means reducing water vapor and water from gases containing water vapor and water in addition to hydrogen. Also, hydrogen containing water vapor is also simply called "hydrogen".

水電解部１０は、固体分子膜（ＰＥＭ）を用いた水電解セルに、純水を供給しながら電圧を加え続けることにより、水素を生成する。背圧弁４１により水電解部１０の背圧が圧力Ｐｈに制御されているため、水電解が続けられることで圧力が徐々に上昇し、水電解部１０は、高圧の水素を生成できる。なお、本実施形態の圧力Ｐｈは、８ａｔｍである。冷却部２０は、水電解により生成された水蒸気を含む水素を常温（例えば２５℃）まで冷却することにより、液化した水を除去する。本実施形態において、冷却後のガスに含まれる水蒸気の量は、およそ３０００〜４０００ｐｐｍである。 The water electrolysis unit 10 generates hydrogen by continuously applying a voltage to a water electrolysis cell using a solid molecular membrane (PEM) while supplying pure water. Since the back pressure of the water electrolysis unit 10 is controlled by the back pressure valve 41 to the pressure Ph, the pressure gradually increases as the water electrolysis continues, and the water electrolysis unit 10 can generate high-pressure hydrogen. The pressure Ph of this embodiment is 8 atm. The cooling unit 20 removes liquefied water by cooling hydrogen containing water vapor generated by water electrolysis to room temperature (for example, 25 ° C.). In the present embodiment, the amount of water vapor contained in the cooled gas is approximately 3000 to 4000 ppm.

図１に示されるように、タンク６０は、脱水部３０および組成調整部９０のいずれよりも上流側に配置されている。冷却後の水素を貯蔵しているタンク６０のタンク圧は、Ｐｔであり、水電解が行われる圧力Ｐｈよりも低い。タンク６０に貯蔵された水素は、脱水部３０と第２減圧弁４３とに供給される。本実施形態では、脱水部３０に供給される水素の量と、第２減圧弁４３へと供給される水素の量との比は、定常的には２：２〜３：１の間である。なお、非定常的には、タンク圧から不足側を充填するように配分を変えることも可能である。 As shown in FIG. 1, the tank 60 is arranged on the upstream side of both the dehydration section 30 and the composition adjusting section 90. The tank pressure of the tank 60 storing the cooled hydrogen is Pt, which is lower than the pressure Ph at which water electrolysis is performed. The hydrogen stored in the tank 60 is supplied to the dehydration section 30 and the second pressure reducing valve 43. In the present embodiment, the ratio of the amount of hydrogen supplied to the dehydration section 30 to the amount of hydrogen supplied to the second pressure reducing valve 43 is constantly between 2: 2 and 3: 1. .. In a non-stationary manner, it is possible to change the distribution so as to fill the insufficient side from the tank pressure.

本実施形態の脱水部３０は、多塔吸着式除湿方式を採用した脱水部である。脱水部３０には、背圧弁４１およびタンク６０を介して、冷却部２０から供給された水素の少なくとも一部が供給されている。本実施形態の脱水部３０は、２塔で構成され、２塔の内の１塔が水素を脱水する脱水工程を行い、もう１塔が吸着した水を脱離する再生工程を行っている。脱水工程と再生工程との切替は、脱水工程を行っている１塔から排出される水素の露点が予め設定された露点ＴDPth（例えば、−１５℃）以上になった場合に行われる。本実施形態では、脱水後の水素は、低濃度（例えば１００ｐｐｍ以下）まで除湿される。 The dehydration section 30 of the present embodiment is a dehydration section that employs a multi-column adsorption type dehumidification method. At least a part of the hydrogen supplied from the cooling unit 20 is supplied to the dehydrating unit 30 via the back pressure valve 41 and the tank 60. The dehydration section 30 of the present embodiment is composed of two towers, one of the two towers performing a dehydration step of dehydrating hydrogen, and the other tower performing a regeneration step of desorbing adsorbed water. The switching between the dehydration step and the regeneration step is performed when the dew point of hydrogen discharged from one tower performing the dehydration step becomes the preset dew point T DPth (for example, −15 ° C.) or higher. In this embodiment, the dehydrated hydrogen is dehumidified to a low concentration (for example, 100 ppm or less).

本実施形態の４つの回収器が有する吸着材７１は、二酸化炭素を吸着するゼオライトで形成されている。４つの回収器７０では、吸着工程、予熱工程、脱離工程、および冷却工程の順で、それぞれ異なる工程が行われている。吸着工程では、図１に示されるように、工場等の二酸化炭素を含む排ガスが回収器７０に供給されて、回収器７０内の吸着材７１が二酸化炭素を吸着する。その結果、排ガスに含まれる酸素（Ｏ2）および窒素（Ｎ2）が大気へと排出される。 The adsorbent 71 included in the four collectors of the present embodiment is formed of zeolite that adsorbs carbon dioxide. In the four collectors 70, different steps are performed in the order of the adsorption step, the preheating step, the desorption step, and the cooling step. In the adsorption step, as shown in FIG. 1, exhaust gas containing carbon dioxide from a factory or the like is supplied to the recovery device 70, and the adsorbent 71 in the recovery device 70 adsorbs carbon dioxide. As a result, oxygen (O 2 ) and nitrogen (N 2 ) contained in the exhaust gas are discharged to the atmosphere.

予熱工程では、回収器７０に排ガス等が供給されずに、二酸化炭素を吸着した吸着材７１が加熱される。脱離工程では、図１に示されるように、回収器７０にパージガスとしての水素が供給され、吸着材７１から脱離した二酸化炭素が、パージガスとしての水素と共に昇圧器８０で昇圧され、組成調整部９０へと流入する。冷却工程では、脱離工程後の回収器７０内の吸着材７１が冷却される。その後、冷却工程後の回収器７０に対して、再び吸着工程が行われる。なお、図１では、予熱工程および冷却工程が行われる回収器７０の図示が省略されている。また、図２以降のブロック図では、脱離工程が行われる回収器７０のみが図示されている。 In the preheating step, the adsorbent 71 adsorbing carbon dioxide is heated without supplying exhaust gas or the like to the recovery device 70. In the desorption step, as shown in FIG. 1, hydrogen as a purge gas is supplied to the recovery device 70, and carbon dioxide desorbed from the adsorbent 71 is boosted by the booster 80 together with hydrogen as the purge gas to adjust the composition. It flows into the part 90. In the cooling step, the adsorbent 71 in the recovery device 70 after the desorption step is cooled. After that, the adsorption step is performed again on the recovery device 70 after the cooling step. In FIG. 1, the recovery device 70 in which the preheating step and the cooling step are performed is not shown. Further, in the block diagrams after FIG. 2, only the collector 70 in which the desorption step is performed is shown.

第１減圧弁４２は、タンク圧Ｐｔの水素を大気圧付近（圧力損失を含む）または脱離圧Ｐａ（＜１ａｔｍ）まで減圧する。脱離圧Ｐａは、図１に図示されていない真空ポンプを用いて吸着材７１に吸着された二酸化炭素が脱離される際の圧力である。第１流量調整弁５２は、組成調整部９０の制御により、脱離工程が行われている回収器７０へのパージガスとして機能する水素の供給量を制御する。なお、第１減圧弁４２および第１流量調整弁５２は、「第１流量調整部」に相当する。また、回収器７０へと供給される水素は、脱水パージガスに相当する。 The first pressure reducing valve 42 decompresses hydrogen in the tank pressure Pt to near atmospheric pressure (including pressure loss) or to a desorption pressure Pa (<1 atm). The desorption pressure Pa is the pressure at which carbon dioxide adsorbed on the adsorbent 71 is desorbed using a vacuum pump (not shown in FIG. 1). The first flow rate adjusting valve 52 controls the amount of hydrogen supplied as a purge gas to the recovery device 70 in which the desorption step is performed under the control of the composition adjusting unit 90. The first pressure reducing valve 42 and the first flow rate adjusting valve 52 correspond to the "first flow rate adjusting unit". Further, the hydrogen supplied to the recovery device 70 corresponds to the dehydration purge gas.

第２減圧弁４３は、タンク圧Ｐｔの水素を、メタン化するためのメタン化圧Ｐｍ（例えば３ａｔｍ）まで減圧する。第２流量調整弁５３は、第２減圧弁４３により減圧された、脱水部３０により脱水されていない未脱水の水素の量を調整して、組成調整部９０へと供給する。組成調整部９０には、第２流量調整弁５３を介して脱水されていない水素と、昇圧器８０を介して回収器７０から、脱水部３０により脱水されたパージガスの供給によって回収器７０から脱離した二酸化炭素およびパージガスとしての水素と、が供給される。組成調整部９０は、上記式（１）のメタン化反応を生じさせるために、二酸化炭素と水素とを含む混合ガスを調整する。具体的には、組成調整部９０は、二酸化炭素の量と水素の量とのガス組成比を１：４になるように、第１流量調整弁５２および第２流量調整弁５３を制御する。なお、第２減圧弁４３および第２流量調整弁５３は、「第２流量調整部」に相当する。また、タンク６０から組成調整部９０へと、脱水部３０を介さないで供給される水素は、未脱水ガスに相当する。 The second pressure reducing valve 43 reduces the hydrogen in the tank pressure Pt to a methanation pressure Pm (for example, 3 atm) for methanation. The second flow rate adjusting valve 53 adjusts the amount of undehydrated hydrogen that has been depressurized by the second pressure reducing valve 43 and has not been dehydrated by the dehydrating section 30, and supplies the hydrogen to the composition adjusting section 90. The composition adjusting unit 90 is removed from the recovery device 70 by supplying hydrogen that has not been dehydrated via the second flow rate adjusting valve 53 and the purge gas that has been dehydrated by the dehydration section 30 from the recovery device 70 via the booster 80. Separated carbon dioxide and hydrogen as a purge gas are supplied. The composition adjusting unit 90 adjusts a mixed gas containing carbon dioxide and hydrogen in order to cause the methanation reaction of the above formula (1). Specifically, the composition adjusting unit 90 controls the first flow rate adjusting valve 52 and the second flow rate adjusting valve 53 so that the gas composition ratio of the amount of carbon dioxide and the amount of hydrogen is 1: 4. The second pressure reducing valve 43 and the second flow rate adjusting valve 53 correspond to the "second flow rate adjusting unit". Further, the hydrogen supplied from the tank 60 to the composition adjusting unit 90 without passing through the dehydrating unit 30 corresponds to an undehydrated gas.

図２は、比較例の混合ガス生成装置１００ｚを備えるメタン製造システム２００ｚの概略ブロック図である。比較例のメタン製造システム２００ｚでは、第１実施形態のメタン製造システム２００と比較して、混合ガス生成装置１００ｚの脱水部３０ｚが配置される位置のみが異なり、その他の構成および各構成の性能については第１実施形態のメタン製造システム２００と同じである。そのため、比較例では、第１実施形態と異なる構成について説明し、同じ構成等についての説明を省略する。 FIG. 2 is a schematic block diagram of a methane production system 200z including a mixed gas generator 100z of a comparative example. In the methane production system 200z of the comparative example, only the position where the dehydration section 30z of the mixed gas generator 100z is arranged is different from that of the methane production system 200 of the first embodiment, and the other configurations and the performance of each configuration are different. Is the same as the methane production system 200 of the first embodiment. Therefore, in the comparative example, the configuration different from that of the first embodiment will be described, and the description of the same configuration and the like will be omitted.

図２に示されるように、比較例の脱水部３０ｚは、第１実施形態の第１減圧弁４２の上流側に配置される代わりに、背圧弁４１の上流側に配置されている。比較例の脱水部３０ｚは、第１実施形態の脱水部３０と同じ多塔吸着式除湿方式を採用した脱水部である。比較例の脱水部３０ｚは、冷却部２０により冷却されて水が除去された水素を、さらに脱水する。これにより、比較例のタンク６０ｚに貯蔵される水素は、第１実施形態のタンク６０に貯蔵された水素よりもより脱水された水素である。そのため、第２減圧弁４３および第２流量調整弁５３を介して、タンク６０ｚから組成調整部９０へと供給される水素は、第１実施形態と異なり、脱水部３０により脱水された水素である。 As shown in FIG. 2, the dehydration section 30z of the comparative example is arranged on the upstream side of the back pressure valve 41 instead of being arranged on the upstream side of the first pressure reducing valve 42 of the first embodiment. The dehydration section 30z of the comparative example is a dehydration section that employs the same multi-column adsorption type dehumidification method as the dehydration section 30 of the first embodiment. The dehydration unit 30z of the comparative example further dehydrates the hydrogen from which the water has been removed by being cooled by the cooling unit 20. As a result, the hydrogen stored in the tank 60z of the comparative example is more dehydrated hydrogen than the hydrogen stored in the tank 60 of the first embodiment. Therefore, unlike the first embodiment, the hydrogen supplied from the tank 60z to the composition adjusting unit 90 via the second pressure reducing valve 43 and the second flow rate adjusting valve 53 is hydrogen dehydrated by the dehydrating unit 30. ..

以上説明したように、本実施形態の混合ガス生成装置１００では、回収器７０は、脱水部３０により脱水されたパージガスとしての水素が供給されることにより、吸着していた二酸化炭素を脱離する吸着材７１を備えている。組成調整部９０には、回収器７０から供給される二酸化炭素およびパージガスとして使用された水素と、脱水部３０により脱水されていない未脱水の水素とが供給されている。組成調整部９０は、供給された二酸化炭素と水素との混合ガスのガス組成比を調整する。すなわち、水電解により生成された水素の内、パージガスとして利用される水素のみが脱水され、パージガスとして利用されずに燃料の材料として使用される水素は、脱水されない。例えば、上記式（１）に示されるように、燃料としてのメタンに加えて水が生成される場合などでは、パージガスとして利用されない水素を必要以上に脱水しなくてもよい。本実施形態の脱水部３０は、比較例の混合ガス生成装置１００ｚのように全ての水素を脱水する代わりに、脱水が必要な一部の水素のみを脱水している。これにより、脱水部３０の消費エネルギーが抑制され、混合ガス生成装置１００のシステム効率が向上する。 As described above, in the mixed gas generator 100 of the present embodiment, the recovery device 70 desorbs the adsorbed carbon dioxide by supplying hydrogen as the purge gas dehydrated by the dehydration unit 30. The adsorbent 71 is provided. The composition adjusting unit 90 is supplied with carbon dioxide supplied from the recovery device 70, hydrogen used as a purge gas, and undehydrated hydrogen that has not been dehydrated by the dehydrating unit 30. The composition adjusting unit 90 adjusts the gas composition ratio of the supplied mixed gas of carbon dioxide and hydrogen. That is, among the hydrogen generated by water electrolysis, only hydrogen used as a purge gas is dehydrated, and hydrogen used as a fuel material without being used as a purge gas is not dehydrated. For example, as shown in the above formula (1), when water is generated in addition to methane as a fuel, hydrogen that is not used as a purge gas does not have to be dehydrated more than necessary. The dehydration unit 30 of the present embodiment dehydrates only a part of hydrogen that needs to be dehydrated, instead of dehydrating all hydrogen as in the mixed gas generator 100z of the comparative example. As a result, the energy consumption of the dehydration unit 30 is suppressed, and the system efficiency of the mixed gas generator 100 is improved.

また、本実施形態の混合ガス生成装置１００では、脱水部３０および組成調整部９０のいずれよりも上流側に配置されたタンク６０が、冷却部２０より冷却された水素を貯蔵する。タンク６０に貯蔵された水素の内、一部が脱水部３０に供給され、一部が第２減圧弁４３および第２流量調整弁５３を介して未脱水の水素として組成調整部９０に供給される。そのため、本実施形態の混合ガス生成装置１００は、脱水部３０の消費エネルギーを抑制した上で、水電解により生成された水素を貯蔵できるタンク６０を備えている。これにより、混合ガス生成装置１００の利便性が向上する。 Further, in the mixed gas generation device 100 of the present embodiment, the tank 60 arranged on the upstream side of both the dehydration section 30 and the composition adjusting section 90 stores hydrogen cooled by the cooling section 20. A part of the hydrogen stored in the tank 60 is supplied to the dehydration section 30, and a part is supplied to the composition adjustment section 90 as undehydrated hydrogen via the second pressure reducing valve 43 and the second flow rate control valve 53. NS. Therefore, the mixed gas generation device 100 of the present embodiment includes a tank 60 capable of storing hydrogen generated by water electrolysis while suppressing the energy consumption of the dehydration unit 30. This improves the convenience of the mixed gas generator 100.

また、本実施形態のメタン製造システム２００では、反応器１１０が、混合ガス生成装置１００により生成された水素と二酸化炭素とを含む混合ガスからメタンを製造する。そのため、工場等の排ガスに含まれる二酸化炭素が、燃料であるメタンとして再利用される。 Further, in the methane production system 200 of the present embodiment, the reactor 110 produces methane from a mixed gas containing hydrogen and carbon dioxide generated by the mixed gas generator 100. Therefore, carbon dioxide contained in the exhaust gas of factories and the like is reused as methane as a fuel.

＜第２実施形態＞
図３は、第２実施形態の混合ガス生成装置１００ａを備えるメタン製造システム２００ａの概略ブロック図である。第２実施形態のメタン製造システム２００ａでは、第１実施形態のメタン製造システム２００と比較して、背圧弁４１ａおよびタンク６０ａが異なり、その他の構成等については第１実施形態のメタン製造システム２００と同じである。そのため、第２実施形態では、第１実施形態と異なる構成等について説明し、第１実施形態と同じ構成等についての説明を省略する。 <Second Embodiment>
FIG. 3 is a schematic block diagram of a methane production system 200a including the mixed gas generation device 100a of the second embodiment. The methane production system 200a of the second embodiment is different from the methane production system 200 of the first embodiment in the back pressure valve 41a and the tank 60a, and other configurations and the like are different from those of the methane production system 200 of the first embodiment. It is the same. Therefore, in the second embodiment, the configuration and the like different from those of the first embodiment will be described, and the description of the same configuration and the like as the first embodiment will be omitted.

図３に示されるように、第２実施形態のタンク６０ａは、第１減圧弁４２の上流側に配置された第１タンク６１と、第２減圧弁４３の上流側に配置された第２タンク６２と、を備えている。第２実施形態の背圧弁４１ａは、第１タンク６１の上流側に配置された第１背圧弁４４と、第２タンク６２の上流側に配置された第２背圧弁４５と、を備えている。 As shown in FIG. 3, the tank 60a of the second embodiment has a first tank 61 arranged on the upstream side of the first pressure reducing valve 42 and a second tank arranged on the upstream side of the second pressure reducing valve 43. 62 and. The back pressure valve 41a of the second embodiment includes a first back pressure valve 44 arranged on the upstream side of the first tank 61 and a second back pressure valve 45 arranged on the upstream side of the second tank 62. ..

冷却部２０により冷却された水素の一部は、脱水部３０により脱水されて第１背圧弁４４を介して第１タンク６１に貯蔵される。冷却部２０により冷却された水素の残りは、第２背圧弁４５を介して第２タンク６２へと貯蔵される。第１実施形態と同じように、第１背圧弁４４および第２背圧弁４５の設定圧によって、水電解部１０は、圧力Ｐｈ下で水電解を行う。 A part of the hydrogen cooled by the cooling unit 20 is dehydrated by the dehydrating unit 30 and stored in the first tank 61 via the first back pressure valve 44. The rest of the hydrogen cooled by the cooling unit 20 is stored in the second tank 62 via the second back pressure valve 45. Similar to the first embodiment, the water electrolysis unit 10 performs water electrolysis under the pressure Ph by the set pressures of the first back pressure valve 44 and the second back pressure valve 45.

以上説明したように、第２実施形態の混合ガス生成装置１００ａでは、タンク６０ａは、脱水部３０により脱水された水素を貯蔵する第１タンク６１と、脱水部３０により脱水されていない未脱水の水素を貯蔵する第２タンク６２と、を備えている。第１タンク６１に貯蔵された脱水後の水素は、回収器７０においてパージガスとして利用される。第２タンク６２に貯蔵された未脱水の水素は、パージガスとして利用されずに、組成調整部９０へと供給される。ここで、脱水部３０の水蒸気の吸着性能は、脱水部３０に供給される水素の圧力が高いほど高くなる。第２実施形態では、第１実施形態のタンク圧Ｐｔよりも高い水電解が行われている圧力Ｐｈの水素が脱水部３０に供給される。そのため、脱水部３０の吸着性能が向上し、混合ガス生成装置１００ａのシステム効率が向上する。また、脱離工程が行われる回収器７０の脱離圧Ｐａは、組成調整部９０のメタン化圧Ｐｍよりも低い。そのため、第１実施形態のように１つのタンク６０で水素を貯蔵すると、タンク６０のタンク圧Ｐｔは、下流の組成調整部９０よりも大きくする必要がある。この結果、タンク６０内における大気圧よりも高く、かつ、メタン化圧Ｐｍよりも小さい場合に貯蔵されている水素が利用できずに、利用されない水素の容積が死容積となる。それに対し、第２実施形態の第１タンク６１では、回収器７０の脱離圧Ｐａが大気圧よりも小さいため、第１タンク６１内における大気圧よりも高く、かつ、メタン化圧Ｐｍよりも小さい場合に貯蔵されている水素もパージガスとして利用できる。この結果、第１タンク６１が小型化され、タンク６０ａ全体も小型化される。 As described above, in the mixed gas generator 100a of the second embodiment, the tank 60a has a first tank 61 for storing hydrogen dehydrated by the dehydration unit 30 and an undehydrated tank 60a that has not been dehydrated by the dehydration unit 30. It includes a second tank 62 for storing hydrogen. The dehydrated hydrogen stored in the first tank 61 is used as a purge gas in the recovery device 70. The undehydrated hydrogen stored in the second tank 62 is supplied to the composition adjusting unit 90 without being used as a purge gas. Here, the adsorption performance of water vapor in the dehydration section 30 increases as the pressure of hydrogen supplied to the dehydration section 30 increases. In the second embodiment, hydrogen having a pressure Ph of which is higher than the tank pressure Pt of the first embodiment is supplied to the dehydration section 30. Therefore, the adsorption performance of the dehydration unit 30 is improved, and the system efficiency of the mixed gas generator 100a is improved. Further, the desorption pressure Pa of the recovery device 70 in which the desorption step is performed is lower than the methanation pressure Pm of the composition adjusting unit 90. Therefore, when hydrogen is stored in one tank 60 as in the first embodiment, the tank pressure Pt of the tank 60 needs to be larger than that of the downstream composition adjusting unit 90. As a result, when the pressure is higher than the atmospheric pressure in the tank 60 and the pressure is lower than the methanation pressure Pm, the stored hydrogen cannot be used, and the volume of unused hydrogen becomes the dead volume. On the other hand, in the first tank 61 of the second embodiment, since the desorption pressure Pa of the recovery device 70 is smaller than the atmospheric pressure, it is higher than the atmospheric pressure in the first tank 61 and higher than the methanation pressure Pm. Hydrogen stored when it is small can also be used as a purge gas. As a result, the first tank 61 is miniaturized, and the entire tank 60a is also miniaturized.

＜第３実施形態＞
図４は、第３実施形態の混合ガス生成装置１００ｂを備えるメタン製造システム２００ｂの概略ブロック図である。第３実施形態のメタン製造システム２００ｂでは、第１実施形態のメタン製造システム２００と比較して、回収器７０に供給されるパージガスとしての水素が脱水部３０により脱水されていない水素も含んでいることが大きく異なる。そのため、第３実施形態では、第１実施形態と異なる構成および制御等について説明し、第１実施形態と同じ構成および制御等についての説明を省略する。 <Third Embodiment>
FIG. 4 is a schematic block diagram of a methane production system 200b including the mixed gas generation device 100b of the third embodiment. In the methane production system 200b of the third embodiment, as compared with the methane production system 200 of the first embodiment, hydrogen as a purge gas supplied to the recovery device 70 also contains hydrogen that has not been dehydrated by the dehydration unit 30. Is very different. Therefore, in the third embodiment, the configuration and control and the like different from those in the first embodiment will be described, and the description of the same configuration and control and the like as in the first embodiment will be omitted.

図４に示されるように、第３実施形態の混合ガス生成装置１００ｂは、タンク６０から供給された水素を減圧する第３減圧弁４６と、第３減圧弁４６により減圧された水素の流量を調整する第３流量調整弁５４と、第３流量調整弁５４の下流側における水素の露点を測定する露点センサ（露点取得部）９５と、を備えている。第３流量調整弁５４は、脱水部３０、第１減圧弁４２、および第１流量調整弁５２の下流側の脱水後の水素に対して、流量を調整した脱水部３０を介していない水素を合流させる。露点センサ９５は、合流後の水素の露点を測定している。第３流量調整弁５４は、露点センサ９５の測定値が予め設定された露点ＴDPth以下になるように、未脱水の水素の流量を調整して、脱水部３０による脱水後の水素に合流させる。この結果、第１減圧弁４２および第１流量調整弁５２を介して、露点が調整された合流後の水素が回収器７０へと供給される。なお、第３実施形態における第３減圧弁４６および第３流量調整弁５４は、第３流量調整部に相当する。 As shown in FIG. 4, the mixed gas generator 100b of the third embodiment measures the flow rate of the hydrogen dew pointed by the third pressure reducing valve 46 and the third pressure reducing valve 46 that depressurize the hydrogen supplied from the tank 60. A third flow rate adjusting valve 54 for adjusting and a dew point sensor (dew point acquisition unit) 95 for measuring the dew point of hydrogen on the downstream side of the third flow rate adjusting valve 54 are provided. The third flow rate adjusting valve 54 transfers hydrogen that has not passed through the dehydrating section 30 whose flow rate has been adjusted with respect to the hydrogen after dehydration on the downstream side of the dehydration section 30, the first pressure reducing valve 42, and the first flow rate regulating valve 52. Merge. The dew point sensor 95 measures the dew point of hydrogen after merging. The third flow rate adjusting valve 54 adjusts the flow rate of undehydrated hydrogen so that the measured value of the dew point sensor 95 is equal to or less than the preset dew point T DPth, and joins the hydrogen after dehydration by the dehydration unit 30. .. As a result, the merged hydrogen whose dew point is adjusted is supplied to the recovery device 70 via the first pressure reducing valve 42 and the first flow rate adjusting valve 52. The third pressure reducing valve 46 and the third flow rate adjusting valve 54 in the third embodiment correspond to the third flow rate adjusting unit.

図５は、脱水部３０の脱水性能についての説明図である。図５には、脱水工程を行っている１塔から排出される水素の露点の時間推移が示されている。図５に示されるように、Ｘ塔で脱水工程が行われている場合に、Ｘ塔から排出される水素の露点（ＤＰ：Dew Point）が予め設定された露点ＴDPthに達すると、Ｘ塔での脱水工程が終了し、Ｙ塔での脱水工程が新たに行われる。脱離工程が終了したＸ塔では、再生工程が開始される。図５に示されるように、水蒸気が脱水部３０から破過すると、急激に露点が上昇して露点ＴDPthに達する。脱水工程によって達成できる露点レベルは、脱水部３０に用いられる材料特性に依存する。 FIG. 5 is an explanatory diagram of the dehydration performance of the dehydration section 30. FIG. 5 shows the time transition of the dew point of hydrogen discharged from one tower performing the dehydration step. As shown in FIG. 5, when the dehydration step is performed in the X tower and the dew point (DP: Dew Point) of the hydrogen discharged from the X tower reaches the preset dew point T DPth, the X tower The dehydration process at the Y tower is completed, and the dehydration process at the Y tower is newly performed. In the X tower where the desorption step is completed, the regeneration step is started. As shown in FIG. 5, when water vapor breaks through the dehydration section 30, the dew point rises sharply and reaches the dew point DPTH. The dew point level that can be achieved by the dehydration step depends on the material properties used in the dehydration section 30.

図６は、脱水後の水素（ＤｒｙＨ2）と、未脱水の水素（ＷｅｔＨ2）との合流後の露点の説明図である。図６には、横軸に合流後の水素の全量に対する未脱水の水素の量の割合を取った場合に、合流させる未脱水の水素の露点の違いにより、合流後の水素の露点を表す曲線Ｃ１〜Ｃ３が示されている。例えば、曲線Ｃ１は、露点Ｔ１DP（＞Ｔ２DP＞Ｔ３DP）の未脱水の水素が露点ＴDPDryの脱水後の水素に合流した場合に、未脱水の水素の割合に応じて変化する合流後の水素の露点を示している。図６に示されるように、第３実施形態では、回収器７０に供給される水素として必要な露点がＴDPthであった場合に、脱水後の水素の露点ＴDPDryでは除湿レベルが高すぎる。そのため、第３実施形態では、脱水後の水素に、未脱水の水素が混ぜ合わされている。 Figure 6 is a hydrogen after the dehydration (DryH 2), it is an explanatory view of a dew point after the confluence of the non-dehydrated hydrogen (WetH 2). FIG. 6 shows a curve showing the dew point of hydrogen after merging due to the difference in the dew point of undehydrated hydrogen to be merged when the ratio of the amount of undehydrated hydrogen to the total amount of hydrogen after merging is taken on the horizontal axis. C1 to C3 are shown. For example, the curve C1 shows the post-merging change according to the proportion of undehydrated hydrogen when the undehydrated hydrogen at the dew point T1 DP (> T2 DP > T3 DP ) merges with the dehydrated hydrogen at the dew point TDP Dry. Dew point of hydrogen is shown. As shown in FIG. 6, in the third embodiment, the required dew point as the hydrogen to be supplied to the collector 70 when was T DPth, dew point T DPDry dehumidifying level of hydrogen after the dehydration is too high. Therefore, in the third embodiment, undehydrated hydrogen is mixed with the dehydrated hydrogen.

以上説明したように、第３実施形態の混合ガス生成装置１００ｂでは、回収器７０に供給されるパージガスとして、脱水部３０により脱水された水素と、脱水部３０により脱水されていない未脱水の水素とが混合された水素が利用される。第３流量調整弁５４は、露点センサ９５の測定値を用いて、予め設定された露点ＴDPth以下となる範囲で、未脱水の水素を脱水後の水素に合流させている。そのため、第３実施形態の混合ガス生成装置１００ｂでは、一定の露点ＴDPth以下の水素が回収器７０にパージガスとして供給された上で、脱水部３０により脱水される水素の量を減らすことができる。特に、脱水部３０の除湿性能が、パージガスとして求められる除湿レベルよりも高い場合に、未脱水の水素が、脱水後の水素に合流することで、脱水部３０の消費エネルギーが抑制される。 As described above, in the mixed gas generator 100b of the third embodiment, hydrogen dehydrated by the dehydration section 30 and undehydrated hydrogen not dehydrated by the dehydration section 30 are supplied to the recovery device 70 as purge gas. Hydrogen mixed with and is used. The third flow control valve 54 uses the measured value of the dew point sensor 95 to combine undehydrated hydrogen with hydrogen after dehydration within a range of a preset dew point T DPth or less. Therefore, in the mixed gas generator 100b of the third embodiment , hydrogen having a dew point T DPth or less is supplied to the recovery device 70 as a purge gas, and the amount of hydrogen dehydrated by the dehydration unit 30 can be reduced. .. In particular, when the dehumidifying performance of the dehydrated section 30 is higher than the dehumidifying level required for the purge gas, the undehydrated hydrogen joins the dehydrated hydrogen, so that the energy consumption of the dehydrated section 30 is suppressed.

＜第４実施形態＞
図７は、第４実施形態の混合ガス生成装置１００ｃを備えるメタン製造システム２００ｃの概略ブロック図である。第４実施形態のメタン製造システム２００ｃは、第３実施形態のメタン製造システム２００ｂに対して、第２実施形態のメタン製造システム２００ａの構成を取り入れた構成を備える。すなわち、第４実施形態のメタン製造システム２００ｃでは、第３実施形態のメタン製造システム２００ｂと比較して、背圧弁４１ａおよびタンク６０ａが異なり、その他の構成等については第４実施形態のメタン製造システム２００ｂと同じである。そのため、第４実施形態では、第３実施形態と異なる構成等について説明し、第３実施形態と同じ構成等についての説明を省略する。 <Fourth Embodiment>
FIG. 7 is a schematic block diagram of a methane production system 200c including the mixed gas generator 100c of the fourth embodiment. The methane production system 200c of the fourth embodiment includes a configuration in which the configuration of the methane production system 200a of the second embodiment is incorporated into the methane production system 200b of the third embodiment. That is, in the methane production system 200c of the fourth embodiment, the back pressure valve 41a and the tank 60a are different from the methane production system 200b of the third embodiment, and the methane production system of the fourth embodiment has other configurations and the like. Same as 200b. Therefore, in the fourth embodiment, the configuration and the like different from those of the third embodiment will be described, and the description of the same configuration and the like as the third embodiment will be omitted.

図７に示されるように、第４実施形態のタンク６０ａは、第１減圧弁４２の上流側に配置された第１タンク６１と、第２減圧弁４３の上流側に配置された第２タンク６２と、を備えている。第１タンク６１内には、第１タンク６１に貯蔵された水素の露点を測定する露点センサ９５ｃが配置されている。第４実施形態の背圧弁４１ａは、第１タンク６１の上流側かつ脱水部３０の下流側に配置された第１背圧弁４４と、第２タンク６２の上流側に配置された第２背圧弁４５と、を備えている。第４実施形態では、第１背圧弁４４と、第２背圧弁４５と、背圧弁として機能する第３背圧弁４６ｃとの設定圧によって、水電解部１０は、圧力Ｐｈ下で水電解を行う。第３背圧弁４６ｃおよび第３流量調整弁５４は、第３流量調整部に相当する。 As shown in FIG. 7, the tank 60a of the fourth embodiment has a first tank 61 arranged on the upstream side of the first pressure reducing valve 42 and a second tank arranged on the upstream side of the second pressure reducing valve 43. 62 and. A dew point sensor 95c for measuring the dew point of hydrogen stored in the first tank 61 is arranged in the first tank 61. The back pressure valve 41a of the fourth embodiment has a first back pressure valve 44 arranged on the upstream side of the first tank 61 and a downstream side of the dehydration portion 30, and a second back pressure valve arranged on the upstream side of the second tank 62. 45 and. In the fourth embodiment, the water electrolysis unit 10 performs water electrolysis under the pressure Ph by the set pressure of the first back pressure valve 44, the second back pressure valve 45, and the third back pressure valve 46c functioning as the back pressure valve. .. The third back pressure valve 46c and the third flow rate adjusting valve 54 correspond to the third flow rate adjusting section.

以上説明したように、第４実施形態の混合ガス生成装置１００ｃでは、第２実施形態の混合ガス生成装置１００ａと同じように、タンク６０ａは、第１タンク６１および第２タンク６２を備えている。また、混合ガス生成装置１００ｃでは、第３実施形態の混合ガス生成装置１００ｂと同じように、回収器７０に供給されるパージガスとして、脱水後の水素と、未脱水の水素とが混合された水素が利用される。脱水部３０に供給される水素の圧力が高いため、第４実施形態の混合ガス生成装置１００ｃでは、脱水部３０の吸着性能が向上し、混合ガス生成装置１００ａのシステム効率が向上する。また、第４実施形態の混合ガス生成装置１００ｃでは、第１タンク６１内における大気圧よりも高く、かつ、メタン化圧Ｐｍよりも小さい場合に貯蔵されている水素もパージガスとして利用できるため、第１タンク６１を小型化できる。また、第４実施形態の混合ガス生成装置１００ｃでは、一定の露点ＴDPth以下の水素が回収器７０にパージガスとして供給された上で、脱水部３０により脱水される水素の量を減らすことができる。 As described above, in the mixed gas generating device 100c of the fourth embodiment, the tank 60a includes the first tank 61 and the second tank 62, similarly to the mixed gas generating device 100a of the second embodiment. .. Further, in the mixed gas generating device 100c, as in the mixed gas generating device 100b of the third embodiment, hydrogen obtained by mixing dehydrated hydrogen and undehydrated hydrogen is used as the purge gas supplied to the recovery device 70. Is used. Since the pressure of hydrogen supplied to the dehydration unit 30 is high, in the mixed gas generator 100c of the fourth embodiment, the adsorption performance of the dehydration unit 30 is improved, and the system efficiency of the mixed gas generator 100a is improved. Further, in the mixed gas generator 100c of the fourth embodiment, hydrogen stored when the pressure is higher than the atmospheric pressure in the first tank 61 and the pressure is lower than the methanation pressure Pm can also be used as the purge gas. One tank 61 can be miniaturized. Further, in the mixed gas generator 100c of the fourth embodiment , hydrogen having a dew point T DPth or less is supplied to the recovery device 70 as a purge gas, and the amount of hydrogen dehydrated by the dehydration unit 30 can be reduced. ..

図８は、第５実施形態の混合ガス生成装置１００ｄを備えるメタン製造システム２００ｄの概略ブロック図である。第５実施形態のメタン製造システム２００ｄでは、第４実施形態のメタン製造システム２００ｃと比較して、水電解部１０ｄおよび冷却部２０ｄが大きく異なり、その他の構成等については第４実施形態のメタン製造システム２００ｃと同じである。そのため、第５実施形態では、第４実施形態と異なる構成等について説明し、第４実施形態と同じ構成等についての説明を省略する。 FIG. 8 is a schematic block diagram of a methane production system 200d including the mixed gas generator 100d of the fifth embodiment. In the methane production system 200d of the fifth embodiment, the water electrolysis unit 10d and the cooling unit 20d are significantly different from those of the methane production system 200c of the fourth embodiment, and the methane production of the fourth embodiment has other configurations and the like. Same as system 200c. Therefore, in the fifth embodiment, the configuration and the like different from those of the fourth embodiment will be described, and the description of the same configuration and the like as the fourth embodiment will be omitted.

図８に示されるように、第５実施形態の水電解部１０ｄは、圧力Ｐｈ１下で水電解を行う第１水電解部１１と、圧力Ｐｈ１よりも高い圧力Ｐｈ２下で水電解を行う第２水電解部１２と、を備えている。冷却部２０ｄは、第１水電解部１１により生成された水素を冷却する第１冷却部２１と、第２水電解部１２により生成された水素を冷却する第２冷却部２２と、を備えている。 As shown in FIG. 8, the water electrolysis unit 10d of the fifth embodiment has a first water electrolysis unit 11 that performs water electrolysis under pressure Ph1 and a second water electrolysis unit 10d that performs water electrolysis under pressure Ph2 higher than pressure Ph1. It includes a water electrolysis unit 12. The cooling unit 20d includes a first cooling unit 21 that cools the hydrogen generated by the first water electrolysis unit 11, and a second cooling unit 22 that cools the hydrogen generated by the second water electrolysis unit 12. There is.

第１タンク６１は、第１冷却部２１により冷却された水素を貯蔵し、第１減圧弁４２の上流側に配置されている。第２タンク６２は、第２冷却部２２により冷却された水素の少なくとも一部を貯蔵し、第２減圧弁４３の上流側に配置されている。脱水部３０は、第２冷却部２２により冷却された水素の内、第２タンク６２へと供給されない水素を脱水し、第３背圧弁４６ｃおよび第３流量調整弁５４を介して、脱水後の水素を第１タンク６１へと貯蔵する。 The first tank 61 stores hydrogen cooled by the first cooling unit 21 and is arranged on the upstream side of the first pressure reducing valve 42. The second tank 62 stores at least a part of hydrogen cooled by the second cooling unit 22, and is arranged on the upstream side of the second pressure reducing valve 43. Of the hydrogen cooled by the second cooling unit 22, the dehydrating unit 30 dehydrates the hydrogen that is not supplied to the second tank 62, and after dehydration via the third back pressure valve 46c and the third flow rate adjusting valve 54. Hydrogen is stored in the first tank 61.

第１背圧弁４４の設定圧によって、第１水電解部１１は、圧力Ｐｈ１下で水電解を行う。同じように、第２背圧弁４５と、背圧弁として機能する第３背圧弁４６ｃとの設定圧によって、第２水電解部１２は、圧力Ｐｈ２下で水電解を行う。脱水部３０には、高圧の圧力Ｐｈ２下で生成された水素が供給される。 The first water electrolysis unit 11 performs water electrolysis under the pressure Ph1 according to the set pressure of the first back pressure valve 44. Similarly, the second water electrolysis unit 12 performs water electrolysis under the pressure Ph2 by the set pressure of the second back pressure valve 45 and the third back pressure valve 46c functioning as the back pressure valve. Hydrogen generated under high pressure Ph2 is supplied to the dehydration section 30.

以上説明したように、第５実施形態の混合ガス生成装置１００ｄでは、水電解部１０は、低圧で水電解を行う第１水電解部１１と、高圧で水電解を行う第２水電解部１２と、を備えている。回収器７０のパージガスとして低圧で用いられる水素は、第１水電解部１１により生成された低圧の未脱水の水素と、圧力Ｐｈ２下で脱水された脱水後の水素とが混合した水素である。そのため、第５実施形態の混合ガス生成装置１００ｄでは、一定の露点ＴDPth以下の水素が回収器７０にパージガスとして供給された上で、第１水電解部１１が高圧で水電解を行うために必要な昇圧のための消費エネルギーが抑制される。この結果、混合ガス生成装置１００のシステム効率が向上する。 As described above, in the mixed gas generator 100d of the fifth embodiment, the water electrolysis unit 10 includes a first water electrolysis unit 11 that performs water electrolysis at low pressure and a second water electrolysis unit 12 that performs water electrolysis at high pressure. And have. The hydrogen used at low pressure as the purge gas of the recovery device 70 is a mixture of low-pressure undehydrated hydrogen generated by the first water electrolysis unit 11 and dehydrated hydrogen dehydrated under pressure Ph2. Therefore, in the mixed gas generator 100d of the fifth embodiment , hydrogen having a dew point T DPth or less is supplied to the recovery device 70 as a purge gas, and then the first water electrolysis unit 11 performs water electrolysis at a high pressure. Energy consumption for the required boost is reduced. As a result, the system efficiency of the mixed gas generator 100 is improved.

＜本実施形態の変形例＞
本発明は上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。 <Modified example of this embodiment>
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be implemented in various aspects without departing from the gist thereof. For example, the following modifications are also possible.

上記第１実施形態ないし上記第５実施形態の混合ガス生成装置１００〜１００ｄおよびメタン製造システム２００〜２００ｄは、一例であって、混合ガス生成装置１００〜１００ｄおよびメタン製造システム２００〜２００ｄの構成等については、種々変形可能である。混合ガス生成装置１００〜１００ｄが備える回収器７０の数は、３つ以下であってもよいし、５つ以上であってもよい。複数の回収器７０のそれぞれは、内包する吸着材７１が二酸化炭素を吸脱着できる限りにおいて、異なる形状および材質で形成されていてもよい。二酸化炭素を吸着する吸着材７１の材質は、ゼオライトではなく、多孔体にアミンを担持させた個体吸収材で形成されていてもよい。 The mixed gas generator 100 to 100d and the methane production system 200 to 200d of the first embodiment to the fifth embodiment are examples, and the configurations of the mixed gas generator 100 to 100d and the methane production system 200 to 200d and the like Can be variously modified. The number of collectors 70 included in the mixed gas generators 100 to 100d may be three or less, or five or more. Each of the plurality of collectors 70 may be formed of a different shape and material as long as the adsorbent 71 contained therein can absorb and desorb carbon dioxide. The material of the adsorbent 71 that adsorbs carbon dioxide may be formed of a solid absorbent material in which an amine is supported on a porous body, instead of zeolite.

水電解部１０が水電解を行う圧力Ｐｈは、８ａｔｍであったが、異なる圧力であってもよい。なお、水電解部１０および第２水電解部１２が水電解を行う圧力Ｐｈ，Ｐｈ２は、７〜１０ａｔｍが好ましい。本実施形態の脱水部３０は、２塔で構成されたが、１塔で構成されてもよいし、３塔以上で構成されてもよい。脱水部３０は、水素を脱水できる範囲で変形可能である。混合ガス生成装置１００〜１００ｄは、必ずしも水素を貯蔵するタンク６０，６０ａを備えていなくてもよいし、異なる構成（例えば温度センサなど）を備えていてもよい。例えば、制御部が、無線通信等によって各センサの測定値を取得し、各バルブの開閉制御を行ってもよい。この場合に、制御部は、第１流量調整部、第２流量調整部、第３流量調整部、および組成調整部９０の一部として機能してもよい。 The pressure Ph at which the water electrolysis unit 10 performs water electrolysis was 8 atm, but it may be a different pressure. The pressures Ph and Ph2 at which the water electrolysis unit 10 and the second water electrolysis unit 12 perform water electrolysis are preferably 7 to 10 atm. Although the dehydration unit 30 of the present embodiment is composed of two towers, it may be composed of one tower or three or more towers. The dehydration section 30 is deformable within a range in which hydrogen can be dehydrated. The mixed gas generators 100 to 100d do not necessarily have tanks 60 and 60a for storing hydrogen, and may have different configurations (for example, a temperature sensor). For example, the control unit may acquire the measured value of each sensor by wireless communication or the like and control the opening / closing of each valve. In this case, the control unit may function as a part of the first flow rate adjusting unit, the second flow rate adjusting unit, the third flow rate adjusting unit, and the composition adjusting unit 90.

第１流量調整部として機能する第１減圧弁４２および第１流量調整弁５２と、第２流量調整部として機能する第２減圧弁４３および第２流量調整弁５３と、第３流量調整部として機能する第３減圧弁４６および第３流量調整弁５４とは、圧力調整および流量調整が行えるマスフローコントローラであってもよい。また、他のセンサやバルブ等が組み合わされた装置によって構成されてもよい。露点を取得する露点取得部として、露点センサ９５の代わりに、温度センサと湿度センサとが用いられ、温度センサおよび湿度センサの検出値によって露点が取得されてもよい。露点取得部は、周知の技術を用いて、露点を取得できる装置等であればよい。 A first pressure reducing valve 42 and a first flow rate adjusting valve 52 that function as a first flow rate adjusting unit, a second pressure reducing valve 43 and a second flow rate adjusting valve 53 that function as a second flow rate adjusting unit, and a third flow rate adjusting unit. The functioning third pressure reducing valve 46 and the third flow rate adjusting valve 54 may be mass flow controllers capable of pressure adjustment and flow rate adjustment. Further, it may be composed of a device in which other sensors, valves and the like are combined. A temperature sensor and a humidity sensor are used instead of the dew point sensor 95 as the dew point acquisition unit for acquiring the dew point, and the dew point may be acquired by the detection values of the temperature sensor and the humidity sensor. The dew point acquisition unit may be a device or the like that can acquire the dew point by using a well-known technique.

以上、実施形態、変形例に基づき本態様について説明してきたが、上記した態様の実施の形態は、本態様の理解を容易にするためのものであり、本態様を限定するものではない。本態様は、その趣旨並びに特許請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本態様にはその等価物が含まれる。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することができる。 Although the present embodiment has been described above based on the embodiments and modifications, the embodiments of the above-described embodiments are for facilitating the understanding of the present embodiment, and do not limit the present embodiment. This aspect may be modified or improved without departing from its spirit and claims, and this aspect includes its equivalents. In addition, if the technical feature is not described as essential in the present specification, it may be deleted as appropriate.

１０，１０ｄ…水電解部
１１…第１水電解部
１２…第２水電解部
２０，２０ｄ…冷却部
２１…第１冷却部
２２…第２冷却部
３０，３０ｚ…脱水部
４１，４１ａ…背圧弁
４２…第１減圧弁（第１流量調整部）
４３…第２減圧弁（第２流量調整部）
４４…第１背圧弁
４５…第２背圧弁
４６…第３減圧弁（第３流量調整部）
４６ｃ…第３背圧弁（第３流量調整部）
５２…第１流量調整弁（第１流量調整部）
５３…第２流量調整弁（第２流量調整部）
５４…第３流量調整弁（第３流量調整部）
６０，６０ａ，６０ｚ…タンク
６１…第１タンク
６２…第２タンク
７０…回収器
７１…吸着材
８０…昇圧器
９０…組成調整部
９５，９５ｃ…露点センサ（露点取得部）
１００，１００ａ，１００ｂ，１００ｃ，１００ｄ，１００ｚ…ガス生成装置
１１０…反応器
２００〜２００ａ，２００ｚ…メタン製造システム
Ｃ１〜１００ｄＣ３…曲線
Ｐａ…脱離圧
Ｐｈ，ＰＨ１，Ｐｈ２…圧力
Ｐｍ…メタン化圧
Ｐｔ…タンク圧
Ｔ１DP，Ｔ２DP，Ｔ３DP，ＴDPth，ＴDPDry…露点 10, 10d ... Water electrolysis unit 11 ... First water electrolysis unit 12 ... Second water electrolysis unit 20, 20d ... Cooling unit 21 ... First cooling unit 22 ... Second cooling unit 30, 30z ... Dehydration unit 41, 41a ... Back Pressure valve 42 ... First pressure reducing valve (first flow rate adjusting unit)
43 ... Second pressure reducing valve (second flow rate adjusting unit)
44 ... 1st back pressure valve 45 ... 2nd back pressure valve 46 ... 3rd pressure reducing valve (3rd flow rate adjusting unit)
46c ... Third back pressure valve (third flow rate adjusting unit)
52 ... 1st flow rate adjusting valve (1st flow rate adjusting unit)
53 ... Second flow rate adjusting valve (second flow rate adjusting unit)
54 ... Third flow rate adjusting valve (third flow rate adjusting unit)
60, 60a, 60z ... Tank 61 ... 1st tank 62 ... 2nd tank 70 ... Recoverer 71 ... Adsorbent 80 ... Booster 90 ... Composition adjustment unit 95, 95c ... Dew point sensor (Dew point acquisition unit)
100, 100a, 100b, 100c, 100d, 100z ... Gas generator 110 ... Reactor 200-200a, 200z ... Methane production system C1-100d C3 ... Curve Pa ... Dew point Ph, PH1, Ph2 ... Pressure Pm ... Methaneization pressure Pt ... Tank pressure T1 DP , T2 DP , T3 DP , T DPth , T DP Dry ... Dew point

Claims (5)

混合ガス生成装置であって、
水電解により生成された水素を冷却する冷却部と、
前記冷却部から供給された水素の少なくとも一部を脱水する脱水部と、
二酸化炭素を着脱可能な吸着材を有し、脱水後の水素を含む脱水パージガスが供給される回収器と、
混合ガスを調整する組成調整部であって、前記脱水パージガスの供給によって前記回収器から脱離した二酸化炭素および前記脱水パージガス中の水素と、未脱水の水素を含む未脱水ガスと、が供給される組成調整部と、
前記脱水部から供給された脱水後の水素の流量を調整して、前記脱水パージガスとして供給する第１流量調整部と、
前記冷却部から供給された未脱水の水素の流量を調整して、前記未脱水ガスとして供給する第２流量調整部と、
を備え、
前記組成調整部は、前記第１流量調整部および前記第２流量調整部を制御することにより、前記回収器からの二酸化炭素および水素と、前記第２流量調整部からの水素とを合わせた混合ガスにおける、二酸化炭素と水素とのガス組成比を調整する、混合ガス生成装置。 It is a mixed gas generator
A cooling unit that cools hydrogen generated by water electrolysis,
A dehydration section that dehydrates at least a part of the hydrogen supplied from the cooling section,
A collector that has an adsorbent that can attach and detach carbon dioxide and is supplied with dehydration purge gas containing hydrogen after dehydration.
A composition adjusting unit that adjusts the mixed gas, and supplies carbon dioxide desorbed from the collector by supplying the dehydrated purge gas, hydrogen in the dehydrated purge gas, and undehydrated gas containing undehydrated hydrogen. Composition adjustment unit and
A first flow rate adjusting unit that adjusts the flow rate of hydrogen after dehydration supplied from the dehydration unit and supplies it as the dehydration purge gas.
A second flow rate adjusting unit that adjusts the flow rate of undehydrated hydrogen supplied from the cooling unit and supplies it as the undehydrated gas.
With
By controlling the first flow rate adjusting unit and the second flow rate adjusting unit, the composition adjusting unit mixes carbon dioxide and hydrogen from the collector and hydrogen from the second flow rate adjusting unit. A mixed gas generator that adjusts the gas composition ratio of carbon dioxide and hydrogen in a gas. 請求項１に記載の混合ガス生成装置であって、さらに、
前記冷却部より冷却された水素を貯蔵する貯蔵部であって、前記脱水部および前記組成調整部のいずれよりも上流側に配置された貯蔵部を備え、
前記脱水部には、前記貯蔵部に貯蔵された水素の少なくとも一部が供給され、
前記第２流量調整部は、前記貯蔵部から供給された未脱水の水素の流量を調整する、混合ガス生成装置。 The mixed gas generator according to claim 1, further
A storage unit that stores hydrogen cooled from the cooling unit, and includes a storage unit located upstream of both the dehydration unit and the composition adjustment unit.
At least a part of the hydrogen stored in the storage unit is supplied to the dehydration unit.
The second flow rate adjusting unit is a mixed gas generating device that adjusts the flow rate of undehydrated hydrogen supplied from the storage unit. 請求項２に記載の混合ガス生成装置であって、さらに、
前記貯蔵部から供給された未脱水の水素の流量を調整する第３流量調整部であって、前記脱水部および前記第１流量調整部の下流側の脱水後の水素に対して、流量を調整した未脱水の水素を合流させる第３流量調整部と、
前記第３流量調整部の下流側における水素の露点を取得する露点取得部と、
を備え、
前記第３流量調整部は、前記露点取得部の取得値が予め設定された露点以下となる範囲で、前記脱水後の水素に合流させる前記未脱水の水素の流量を調整する、混合ガス生成装置。 The mixed gas generator according to claim 2, further
A third flow rate adjusting unit that adjusts the flow rate of undehydrated hydrogen supplied from the storage unit, and adjusts the flow rate with respect to the dehydrated hydrogen on the downstream side of the dehydrating unit and the first flow rate adjusting unit. A third flow rate regulator that merges the undehydrated hydrogen
A dew point acquisition unit that acquires the dew point of hydrogen on the downstream side of the third flow rate adjustment unit, and a dew point acquisition unit.
With
The third flow rate adjusting unit adjusts the flow rate of the undehydrated hydrogen to be merged with the dehydrated hydrogen within a range in which the acquired value of the dew point acquisition unit is equal to or lower than a preset dew point. .. 請求項１に記載の混合ガス生成装置であって、さらに、
水電解を行う第１水電解部と、前記第１水電解部より高圧で水電解を行う第２水電解部と、を有する水電解部を備え、
前記冷却部は、
前記第１水電解部により生成された水素を冷却する第１冷却部と、
前記第２水電解部により生成された水素を冷却する第２冷却部と、
を有し、
前記貯蔵部は、
前記第１冷却部より冷却された水素を貯蔵する第１貯蔵部であって、前記第１流量調整部の上流側に配置された第１貯蔵部と、
前記第２冷却部より冷却された水素の少なくとも一部を貯蔵する第２貯蔵部であって、前記第２流量調整部の上流側に配置された第２貯蔵部と、
を有し、
前記脱水部は、前記第２冷却部より冷却された水素の少なくとも一部を脱水し、脱水後の水素を前記第１貯蔵部へと貯蔵する、混合ガス生成装置。 The mixed gas generator according to claim 1, further
A water electrolysis unit having a first water electrolysis unit that performs water electrolysis and a second water electrolysis unit that performs water electrolysis at a higher pressure than the first water electrolysis unit is provided.
The cooling unit
A first cooling unit that cools the hydrogen generated by the first water electrolysis unit, and
A second cooling unit that cools the hydrogen generated by the second water electrolysis unit, and
Have,
The storage unit
A first storage unit for storing hydrogen cooled from the first cooling unit, and a first storage unit arranged on the upstream side of the first flow rate adjusting unit.
A second storage unit that stores at least a part of hydrogen cooled by the second cooling unit, and a second storage unit arranged on the upstream side of the second flow rate adjusting unit.
Have,
The dehydration unit is a mixed gas generator that dehydrates at least a part of hydrogen cooled from the second cooling unit and stores the dehydrated hydrogen in the first storage unit. メタン製造システムであって、
請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の混合ガス装置と、
前記組成調整部により調整された前記混合ガスに含まれる水素と二酸化炭素とを用いて、メタン化反応を生じさせる反応器と、
を備える、メタン製造システム。 It ’s a methane production system.
The mixed gas apparatus according to any one of claims 1 to 4,
A reactor that causes a methanation reaction using hydrogen and carbon dioxide contained in the mixed gas adjusted by the composition adjusting unit, and
Equipped with a methane production system.
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