JP2024014450A - 除湿装置、水素製造設備及び除湿装置の運転方法 - Google Patents

Abstract

【課題】水素製造設備の起動時における除湿器への圧力導入作業の効率化が可能な除湿装置、水素製造設備及び除湿装置の運転方法を提供する。
【解決手段】除湿装置は、水素製造装置で製造された水素ガスを除湿するための除湿装置であって、水素ガスに含まれる水分を吸着可能な吸着材が内部に設けられた吸着塔を含む除湿器と、水素製造装置からの水素ガスを前記除湿器に導入するための入口ラインと、前記入口ラインに設けられた入口弁と、前記除湿器で除湿された水素ガスを前記除湿器から排出するための出口ラインと、前記出口ラインに設けられた出口弁と、前記除湿装置の起動時に、前記吸着塔内の圧力に基づいて前記入口弁の開度及び前記出口弁の開度を調節するように構成された制御装置と、を備える。
【選択図】 図１

Description

本開示は、除湿装置、水素製造設備及び除湿装置の運転方法に関する。

水素を製造するために水電解装置が用いられることがある。水電解装置の電解槽で発生した水素は、水分を伴って電解槽から排出される。このため、電解槽から排出された水素は、通常、除湿器で除湿されてから貯留及び使用される。

特許文献１には、水電解装置で生成した水素を、水分を吸着可能な吸着材を含む除湿器を用いて除湿するように構成された除湿装置が開示されている。

特開２０２０－１９９４３３号公報

ところで、水素製造設備の起動時には、除湿器に水素ガスを導入して圧力を所定の圧力（例えば水素製造設備の水素製造運転時の圧力）まで高めて、除湿器内のガス中の水分が除湿された状態とされ、その後、除湿器からの水素ガスが貯留部や水素消費設備に供給される。従来、このように除湿器内に圧力を導入する場合、除湿器の入口及び出口に設けた手動弁を用いて弁の開度を手動操作することで作業が行われてきた。

一方、水素製造装置への供給電力として再生エネルギーを用いる場合等、電力変動に追従して水素を製造する場合や、需要側の需要変動に応じて水素を製造する場合には、水素製造装置の運転及び停止の切替え頻度が増えることで、除湿器内への圧力導入頻度が増えると考えられる。そこで、水素製造設備の起動時における除湿器への圧力導入作業の効率化が望まれる。

上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、水素製造設備の起動時における除湿器への圧力導入作業の効率化が可能な除湿装置、水素製造設備及び除湿装置の運転方法を提供することを目的とする。

本発明の少なくとも一実施形態に係る除湿装置は、
水素製造装置で製造された水素ガスを除湿するための除湿装置であって、
水素ガスに含まれる水分を吸着可能な吸着材が内部に設けられた吸着塔を含む除湿器と、
水素製造装置からの水素ガスを前記除湿器に導入するための入口ラインと、
前記入口ラインに設けられた入口弁と、
前記除湿器で除湿された水素ガスを前記除湿器から排出するための出口ラインと、
前記出口ラインに設けられた出口弁と、
前記除湿装置の起動時に、前記吸着塔内の圧力に基づいて前記入口弁の開度及び前記出口弁の開度を調節するように構成された制御装置と、
を備える。

また、本発明の少なくとも一実施形態に係る水素製造設備は、
水素製造装置と、
前記水素製造装置で製造された水素ガスを除湿するように構成された上述の除湿装置と、
を備える。

また、本発明の少なくとも一実施形態に係る除湿装置の運転方法は、
水素製造装置で製造された水素ガスを除湿するための除湿装置の運転方法であって、
前記除湿装置は、
水素ガスに含まれる水分を吸着可能な吸着材が内部に設けられた吸着塔を含む除湿器と、
水素製造装置からの水素ガスを前記除湿器に導入するための入口ラインと、
前記入口ラインに設けられた入口弁と、
前記除湿器で除湿された水素ガスを前記除湿器から排出するための出口ラインと、
前記出口ラインに設けられた出口弁と、
を含み、
前記吸着塔内の圧力を計測するステップと、
前記吸着塔内の圧力に基づいて前記入口弁及び前記出口弁の開度を調節しながら前記除湿装置を起動するステップと、
を備える。

本発明の少なくとも一実施形態によれば、水素製造設備の起動時における除湿器への圧力導入作業の効率化が可能な除湿装置、水素製造設備及び除湿装置の運転方法が提供される。

一実施形態に係る除湿装置が適用される水素製造設備の概略図である。 一実施形態に係る除湿装置の運転方法における吸着塔内の圧力の時間変化の一例を示すグラフである。

以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。

（水素製造設備の構成）
図１は、幾つかの実施形態に係る除湿装置が適用される水素製造設備の概略図である。図１に示すように、水素製造設備１は、水素を製造するための水素製造装置１０と、水素製造装置１０で製造された水素ガスを除湿するための除湿装置１００と、を備える。

水素製造装置１０は、水を電気分解して水素及び酸素を生成するように構成された水電解装置を含んでもよい。水電解装置は、例えば、アルカリ型水電解装置、固体高分子膜（Polymer Electrolyte Membrane：PEM）型水電解装置、又はアニオン交換膜（Anion Exchange Membrane：AEM）型水電解装置であってもよい。

水電解装置は、水を電気分解するための電解槽を含む。電解槽には水が供給されるようになっている。電解槽には、整流器を介して電流が供給される。これにより、電解槽に設けられた一対の電極間に電圧をかけて電流を流すことで電解槽内の水が電気分解され、陰極側で水素が発生し、陽極側で酸素が発生する。電解槽内には、電解質が溶解した水（電解質溶液）が供給されており、該水（電解質溶液を構成する水）が電気分解されるようになっていてもよい。電解質は、水酸化カリウム（ＫＯＨ）等のアルカリ性物質であってもよい。

水電解装置の電解槽で発生した水素ガスは、水分を伴って電解槽から排出される。電解槽から排出された水素ガスは、水分を除去するため、除湿装置１００に導かれる。なお、電解槽で発生した水素ガスは、気液分離器に導かれて、水分が分離されてから除湿装置１００に導かれるようになっていてもよい。この場合、気液分離器から除湿装置１００に導かれる水素ガスには、飽和蒸気分の水分が含まれることになる。

なお、水電解装置で生成された酸素は、電解槽から排出された後、酸素を使用する機器で使用されるか、又は外部に放出されるようになっていてもよい。

除湿装置１００は、除湿器１２と、除湿器１２に水素ガスを導入するための入口ライン１４と、入口ライン１４に設けられる入口弁１６と、除湿器１２で除湿された水素ガスを除湿器１２から排出するための出口ライン１８と、出口ライン１８に設けられた出口弁２０と、を含む。また、除湿装置１００は、入口弁１６及び出口弁２０を制御するための制御装置３２を含む。

除湿器１２は、吸着塔１３と、該吸着塔１３の内部に設けられ、水分を吸着可能な吸着材と、を含む。入口ライン１４は、水素製造装置１０と吸着塔１３との間に設けられ、水素製造装置１０からの水素ガス（水分を含む水素ガス）を除湿器１２に導くように構成される。出口ライン１８は、吸着塔１３で除湿された水素ガスを吸着塔１３から排出するように構成される。すなわち、入口ライン１４を介して除湿器１２に導入された水素ガスは、吸着材によって除湿された後、除湿器１２から排出されるようになっている。

なお、出口ライン１８を介して除湿器１２から排出された水素ガス（即ち除湿された水素ガス）は、貯留部（タンク）等に貯留されるようになっていてもよく、あるいは、水素消費設備（ユーザ）に供給されるようになっていてもよい。水素消費設備は、例えば、水素を燃焼するように構成された水素燃焼設備（例えばガスタービン設備又は製鉄設備等）、水素を液化するように構成された水素液化設備、水素を燃料として化学反応により電気を生成する設備（例えばＳＯＦＣ（Solid Oxide Fuel Cell）等の燃料電池を含む発電設備等）、水素を原料として燃料を製造する設備（例えば燃料合成設備等）又は、水素を機器に供給するように構成された水素ガスステーションを含んでもよい。

除湿装置１００は、吸着塔１３の内部の圧力を計測するように構成された圧力計測部３４（圧力トランスミッタ等の圧力センサ）を含む。圧力計測部３４で計測された圧力を示す電気信号が制御装置３２に送られるようになっている。

除湿装置１００は、吸着塔１３から排出される水素ガスの露点を計測するように構成された露点計測部３６を含む。露点計測部３６で計測された露点を示す電気信号が制御装置３２に送られるようになっている。

露点計測部３６は、出口ライン１８における水素ガスの露点を計測するように構成されてもよい。例えば図１に示すように、露点計測部３６は、出口弁２０の上流側にて出口ライン１８から分岐する露点計測ライン２６に導かれる水素ガスの露点を計測するように構成されてもよい。露点計測部３６にて露点計測の対象となった水素ガスは、露点計測ライン２６を介して系外に排出されるようになっていてもよい。

図１に示すように、除湿装置１００は、入口ライン１４から分岐する第１ベントライン２２と、第１ベントライン２２に設けられた第１ベント弁２４と、を備えていてもよい。第１ベントライン２２は、入口ライン１４から該第１ベントライン２２に流入した水素ガスを外部に放出可能に構成される。

図１に示すように、除湿装置１００は、吸着塔１３に接続され、吸着塔１３からの水素ガスを外部に放出するための第２ベントライン２８と、第２ベントライン２８に設けられた第２ベント弁３０と、を備えていてもよい。なお、第２ベントライン２８は、吸着塔１３の内部に設けられる吸着材の再生処理を行う際に、吸着材を再生するために供給される再生ガスを吸着塔１３から排出するためのラインとして機能する。水素製造設備１及び除湿装置１００の起動中は、基本的には第２ベント弁３０は閉じられている。

図１に示すように、露点計測部３６が設けられる露点計測ライン２６は、第２ベント弁３０の下流側にて第２ベントライン２８に接続されていてもよい。

制御装置３２は、圧力計測部３４から受け取った吸着塔１３の内部の圧力の計測値、及び／又は、露点計測部３６から受け取った露点の計測値に基づいて、入口弁１６及び出口弁２０の開度を調節するように構成される。制御装置３２は、第１ベント弁２４及及び／又は第２ベント弁３０の開閉を制御するように構成されてもよい。

制御装置３２は、プロセッサ（ＣＰＵ等）、主記憶装置（メモリデバイス；ＲＡＭ等）、補助記憶装置及びインターフェース等を備えた計算機を含む。制御装置３２は、インターフェースを介して、圧力計測部３４及び／又は露点計測部３６からの信号を受け取るようになっている。プロセッサは、このようにして受け取った信号を処理するように構成される。また、プロセッサは、主記憶装置に展開されるプログラムを処理するように構成される。

制御装置３２での処理内容は、プロセッサにより実行されるプログラムとして実装される。プログラムは、例えば補助記憶装置に記憶されていてもよい。プログラム実行時には、これらのプログラムは主記憶装置に展開される。プロセッサは、主記憶装置からプログラムを読み出し、プログラムに含まれる命令を実行するようになっている。

水素製造設備１の起動時には、除湿器１２に水素ガスを導入して圧力を所定の圧力（例えば水素製造設備１の定格運転時の圧力）まで高めて、除湿器１２内のガス中の水分が除湿された状態とされ、その後、除湿器１２からの水素ガスが貯留部や水素消費設備に供給される。

この点、上述した実施形態に係る除湿装置１００では、除湿器１２に接続される入口ライン１４及び出口ライン１８に設けられた入口弁１６及び出口弁２０の開度を制御装置３２によって調節するようにしたので、手動で弁開度を調節する場合に比べ、効率的かつ確実に、除湿器１２に圧力を導入することができる。よって、効率的かつ確実に除湿装置１００を起動することができる。すなわち、水素製造設備１の起動時における除湿器１２への圧力導入作業を効率化することができる。

（除湿装置の起動フロー）
次に、一実施形態に係る除湿装置１００の運転方法について説明する。以下に説明する運転方法は、除湿装置１００の起動時における運転方法の一例である。図２は、一実施形態に係る除湿装置の運転方法における吸着塔１３内の圧力の時間変化の一例を示すグラフである。なお、以下の説明において、入口弁１６及び出口弁２０の開度制御、第１ベント弁２４及び第２ベント弁３０の開閉制御は、制御装置３２を用いて行うものとするが、幾つかの実施形態では、入口弁１６及び出口弁２０の開度制御、第１ベント弁２４又は第２ベント弁３０の何れか１以上は、手動で開閉されてもよい。

除湿装置１００の起動開始時（図２のグラフの時刻ｔ０）において、入口弁１６、出口弁２０及び第２ベント弁３０は閉じられており、第１ベント弁２４は開けられている。すなわち、水素製造装置１０からの水素ガスは、第１ベントライン２２を介して外部に放出される。

一実施形態では、除湿装置１００の起動時、出口弁２０を閉じた状態で、吸着塔１３内の圧力（即ち圧力計測部３４による圧力の計測値）が規定の昇圧レートで規定の第１圧力Ｐ１（例えば、水素製造設備の定格運転時の圧力）まで昇圧するように、入口弁１６の開度を調節する（図２における時刻ｔ０～ｔ２）。このようにして、吸着塔１３内に水素製造装置１０からの水素ガス（圧力）が導入される。この間、水素製造装置１０からの水素ガスのうち、吸着塔１３に導入されない分は、第１ベントライン２２を介して外部に放出される。

その後、出口弁２０を閉じた状態で、吸着塔１３から排出される水素ガスの露点（即ち露点計測部３６による露点の計測値）が規定値に下がるまで（即ち、吸着塔１３にて水素ガスが十分除湿されるまで）、吸着塔１３内の圧力が第１圧力Ｐ１で維持されるように、入口弁１６の開度が調節される（図２における時刻ｔ２～ｔ３）。この間、吸着塔１３内の水素ガスの一部は、露点計測ライン２６及び第２ベントライン２８を介して外部に放出される。したがって、露点計測部３６で計測される露点が変化し得る。なお、吸着塔１３から排出される水素ガスの露点が規定値に下がるまで吸着塔１３内の圧力が第１圧力Ｐ１で維持される間（図２における時刻ｔ２～ｔ３）、入口弁１６の開度は一定に維持されていてもよい。

次に、上述の露点が規定値になったら（図２の時刻ｔ３）、第１ベント弁２４を閉じるとともに、吸着塔１３内の圧力が第１圧力Ｐ１で維持されるように出口弁２０の開度を調節する（図２における時刻ｔ３～ｔ４）。このとき、図２に示すように、規定長さの時間ΔＴ３をかけて、第１ベント弁２４を閉じるとともに、吸着塔１３内の圧力が第１圧力Ｐ１で維持されるように出口弁２０の開度を徐々に大きくしてもよい。このようにして第１ベント弁２４が閉じられたら、除湿器１２の起動が完了し、出口ライン１８を介した水素ガスの所定圧力での供給が開始される。

このように、上述の実施形態に係る運転方法では、除湿器１２に接続される入口ライン１４及び出口ライン１８に設けられた入口弁１６及び出口弁２０の開度を制御装置３２によって調節するようにしたので、手動で弁開度を調節する場合に比べ、効率的かつ確実に、除湿器１２に圧力を導入することができる。よって、効率的かつ確実に除湿装置１００を起動することができる。すなわち、水素製造設備１の起動時における除湿器１２への圧力導入作業を効率化することができる。

また、上述の実施形態では、時刻ｔ０からｔ２の間、出口弁２０を閉じた状態で規定の昇圧レートで吸着塔１３内の圧力が第１圧力Ｐ１まで昇圧するように入口弁１６の開度を調節するようにしたので、吸着塔１３内の圧力を速やかに昇圧させることができる。また、時刻ｔ２からｔ３の間、露点が規定値になるまで、吸着塔１３内の圧力を第１圧力Ｐ１に維持するようにしたので、吸着塔１３内の水素ガスの露点が規定値になったら、除湿器１２からの水素ガスの供給を速やかに開始することができる。

また、上述の実施形態では、除湿器１２の起動時に、露点が規定値になるまで吸着塔１３内の圧力を第１圧力Ｐ１に維持した後の時刻ｔ３からｔ４の間、入口ライン１４から分岐する第１ベントライン２２に設けられた第１ベント弁２４を閉じるとともに、吸着塔１３内の圧力が第１圧力Ｐ１で維持されるように出口弁２０の開度を調節するようにしたので、除湿器１２で除湿された水素ガスの供給を速やかに開始することができる。

幾つかの実施形態では、上述のように吸着塔１３内の圧力を第１圧力Ｐ１まで昇圧させるとき（図２における時刻ｔ０～ｔ２）、先ず、規定長さの時間ΔＴ１をかけて吸着塔１３内の圧力が第１圧力Ｐ１よりも小さい第２圧力Ｐ２まで昇圧し（図２における時刻ｔ０～ｔ１）、その後、規定長さの時間ΔＴ２をかけて吸着塔１３内の圧力が第１圧力Ｐ１まで昇圧するように（図２における時刻ｔ１～ｔ２）、入口弁１６の開度を調節するようにしてもよい。

あるいは、幾つかの実施形態では、上述のように吸着塔１３内の圧力を第１圧力Ｐ１まで昇圧させるとき（図２における時刻ｔ０～ｔ２）、吸着塔１３内の圧力が、先ず、第２昇圧レートで第１圧力Ｐ１よりも小さい第２圧力Ｐ２まで昇圧し（図２における時刻ｔ０～ｔ１）、その後、第２昇圧レートよりも大きい第１昇圧レートで第１圧力Ｐ１まで昇圧するように（図２における時刻ｔ１～ｔ２）、入口弁１６の開度を調節するようにしてもよい。なお、図２に示す例では、上述の第２昇圧レートは（ｔ１－ｔ０）／ΔＴ１であり、上述の第１昇圧レートは（ｔ２－ｔ１）／ΔＴ２である。

上述の実施形態では、除湿器１２の起動時に、吸着塔１３内の圧力を、先ず比較的小さな第２昇圧レートで第２圧力Ｐ２まで昇圧させるので、吸着材が水分をあまり吸着していない状態で生じやすい吸着材の浮遊化を抑制することができる。また、吸着材に水分がある程度吸着されてから、吸着塔１３内の圧力を、比較的大きな第１昇圧レートで第１圧力Ｐ１まで昇圧させるので、吸着塔１３内の圧力を速やかに昇圧させることができる。よって、吸着材の浮遊化による機器の不具合（配管の目詰まりや圧力センサの異常等）を抑制しながら、水素製造設備１の速やかな起動が可能である。

上記各実施形態に記載の内容は、例えば以下のように把握される。

（１）本発明の少なくとも一実施形態に係る除湿装置（１００）は、
水素製造装置（１０）で製造された水素ガスを除湿するための除湿装置であって、
水素ガスに含まれる水分を吸着可能な吸着材が内部に設けられた吸着塔（１３）を含む除湿器（１２）と、
水素製造装置からの水素ガスを前記除湿器に導入するための入口ライン（１４）と、
前記入口ラインに設けられた入口弁（１６）と、
前記除湿器で除湿された水素ガスを前記除湿器から排出するための出口ライン（１８）と、
前記出口ラインに設けられた出口弁（２０）と、
前記除湿装置の起動時に、前記吸着塔内の圧力に基づいて前記入口弁の開度及び前記出口弁の開度を調節するように構成された制御装置（３２）と、
を備える。

上記（１）の構成によれば、除湿器に接続される入口ライン及び出口ラインに設けられた入口弁及び出口弁の開度を制御装置によって調節するようにしたので、手動で弁開度を調節する場合に比べ、効率的かつ確実に、除湿器に圧力を導入することができる。よって、効率的かつ確実に除湿装置を起動することができる。すなわち、水素製造設備の起動時における除湿器への圧力導入作業を効率化することができる。

（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、
前記制御装置は、前記除湿装置の起動時に、前記吸着塔内の圧力、及び、前記吸着塔から排出される水素ガスの露点に基づいて、前記入口弁の開度及び前記出口弁の開度を調節するように構成される。

上記（２）の構成によれば、吸着塔内の圧力、及び、吸着塔から排出される水素ガスの露点に基づいて入口弁及び出口弁の開度を調節するようにしたので、吸着塔における水素ガスの露点に応じて、除湿器から貯留部や水素消費設備への水素ガスの供給を適時に開始することができる。よって、水素製造設備の運転を効率化することができる。

（３）幾つかの実施形態では、上記（２）の構成において、
前記制御装置は、前記除湿器の起動時に、
前記出口弁を閉じた状態で、前記吸着塔内の圧力が規定の昇圧レートで規定の第１圧力（Ｐ１）まで昇圧するように前記入口弁の開度を調節し、
その後、前記出口弁を閉じた状態で、前記露点が規定値に下がるまで、前記吸着塔内の圧力が前記第１圧力で維持されるように前記入口弁の開度を調節する
ように構成される。

上記（３）の構成によれば、出口弁を閉じた状態で規定の昇圧レートで吸着塔内の圧力が第１圧力まで昇圧するように入口弁の開度を調節するので、吸着塔内の圧力を速やかに昇圧させることができる。また、露点が規定値になるまで、吸着塔内の圧力を第１圧力（例えば水素製造設備の通常運転時の圧力）に維持するようにしたので、吸着塔内の水素ガスの露点が規定値になったら、除湿器からの水素ガスの供給を速やかに開始することができる。

（４）幾つかの実施形態では、上記（３）の構成において、
前記制御装置は、前記除湿器の起動時に、前記出口弁を閉じた状態で、前記吸着塔内の圧力が、第２昇圧レートで前記第１圧力よりも小さい第２圧力（Ｐ２）まで昇圧し、その後、前記第２昇圧レートよりも大きい第１昇圧レートで前記第１圧力まで昇圧するように前記入口弁の開度を調節するように構成される。

上記（４）の構成によれば、除湿器の起動時に、吸着塔内の圧力を、先ず比較的小さな第２昇圧レートで第２圧力まで昇圧させるので、吸着材の浮遊化を抑制することができる。また、その後、吸着塔内の圧力を、比較的大きな第１昇圧レートで第１圧力まで昇圧させるので、吸着塔内の圧力を速やかに昇圧させることができる。よって、吸着材の浮遊化による機器の不具合（配管の目詰まりや圧力センサの異常等）を抑制しながら、水素製造設備の速やかな起動が可能である。

（５）幾つかの実施形態では、上記（３）又は（４）の構成において、
前記除湿装置は、
前記入口ラインから分岐して、前記入口ラインからの水素ガスを外部に放出するための第１ベントライン（２２）と、
前記第１ベントラインに設けられた第１ベント弁（２４）と、
を備え、
前記制御装置は、前記除湿器の起動時に、前記露点が前記規定値になったら、前記第１ベント弁を閉じるとともに、前記吸着塔内の圧力が前記第１圧力で維持されるように前記出口弁の開度を調節するように構成される。

上記（５）の構成によれば、除湿器の起動時に、露点が規定値になるまで吸着塔内の圧力を第１圧力に維持した後、入口ラインから分岐する第１ベントラインに設けられた第１ベント弁を閉じるとともに、吸着塔内の圧力が第１圧力で維持されるように出口弁の開度を調節するようにしたので、除湿器で除湿された水素ガスの供給を速やかに開始することができる。

（６）幾つかの実施形態では、上記（５）の構成において、
前記制御装置は、前記除湿器の起動時に、前記露点が前記規定値になったら、規定長さの時間をかけて、前記第１ベント弁を閉じるとともに前記吸着塔内の圧力が前記第１圧力で維持されるように前記出口弁の開度を調節するように構成される。

上記（６）の構成によれば、除湿器の起動時に、露点が規定値になった後、規定長さの時間をかけて、第１ベント弁を閉じるとともに吸着塔内の圧力が第１圧力で維持されるように出口弁の開度を調節するようにしたので、除湿器で除湿された水素ガスの供給を速やかに開始することができる。

（７）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（６）の何れかの構成において、
前記除湿装置は、
前記吸着塔内の圧力を計測するように構成された圧力計測部（３４）を備え、
前記制御装置は、前記圧力計測部による前記吸着塔内の圧力の計測値に基づいて、前記入口弁の開度及び前記出口弁の開度を調節するように構成される。

上記（７）の構成によれば、圧力計測部による吸着塔内の圧力計測値に基づいて入口弁及び出口弁の開度を調節するようにしたので、除湿装置の起動時に、効率的かつ確実に、除湿器に圧力を導入することができる。よって、効率的かつ確実に除湿装置を起動することができる。すなわち、水素製造設備の起動時における除湿器への圧力導入作業を効率化することができる。

（８）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（７）の何れかの構成において、
前記除湿装置は、
前記吸着塔から排出される水素ガスの露点を計測するように構成された露点計測部（３６）を備え、
前記制御装置は、前記露点計測部による前記露点の計測値に基づいて、前記入口弁の開度及び前記出口弁の開度を調節するように構成される。

上記（８）の構成によれば、露点計測部による露点の計測値に基づいて入口弁及び出口弁の開度を調節するようにしたので、除湿装置の起動時に、吸着塔における水素ガスの露点に応じて、除湿器から貯留部や水素消費設備への水素ガスの供給を適時に開始することができる。よって、水素製造設備の運転を効率化することができる。

（９）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、
前記露点計測部は、前記出口弁の上流側にて前記出口ラインから分岐する露点計測ライン（２６）に導かれる水素ガスの露点を計測するように構成され、
前記除湿装置は、
前記露点計測ラインを流れる前記水素ガスが外部に放出されるように構成される。

上記（９）の構成によれば、露点計測部は、出口ラインから分岐する露点計測ラインに導かれる水素ガスの露点を計測するように構成されるので、除湿器から排出される水素ガスの露点を適切に計測することができる。

（１０）本発明の少なくとも一実施形態に係る水素製造設備（１）は、
水素製造装置（１０）と、
前記水素製造装置で製造された水素ガスを除湿するように構成された上記（１）乃至（９）の何れか一項に記載の除湿装置（１００）と、
を備える。

上記（１０）の構成によれば、除湿器に接続される入口ライン及び出口ラインに設けられた入口弁及び出口弁の開度を制御装置によって調節するようにしたので、手動で弁開度を調節する場合に比べ、効率的かつ確実に、除湿器に圧力を導入することができる。よって、効率的かつ確実に除湿装置を起動することができる。すなわち、水素製造設備の起動時における除湿器への圧力導入作業を効率化することができる。

（１１）本発明の少なくとも一実施形態に係る除湿装置の運転方法は、
水素製造装置（１０）で製造された水素ガスを除湿するための除湿装置（１００）の運転方法であって、
前記除湿装置は、
水素ガスに含まれる水分を吸着可能な吸着材が内部に設けられた吸着塔（１３）を含む除湿器（１２）と、
水素製造装置からの水素ガスを前記除湿器に導入するための入口ライン（１４）と、
前記入口ラインに設けられた入口弁（１６）と、
前記除湿器で除湿された水素ガスを前記除湿器から排出するための出口ライン（１８）と、
前記出口ラインに設けられた出口弁（２０）と、
を含み、
前記吸着塔内の圧力を計測するステップと、
前記吸着塔内の圧力に基づいて前記入口弁及び前記出口弁の開度を調節しながら前記除湿装置を起動するステップと、
を備える。

上記（１１）の方法によれば、除湿器に接続される入口ライン及び出口ラインに設けられた入口弁及び出口弁の開度を制御装置によって調節するようにしたので、手動で弁開度を調節する場合に比べ、効率的かつ確実に、除湿器に圧力を導入することができる。よって、効率的かつ確実に除湿装置を起動することができる。すなわち、水素製造設備の起動時における除湿器への圧力導入作業を効率化することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。

本明細書において、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
また、本明細書において、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
また、本明細書において、一の構成要素を「備える」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。

１ 水素製造設備
１０ 水素製造装置
１２ 除湿器
１３ 吸着塔
１４ 入口ライン
１６ 入口弁
１８ 出口ライン
２０ 出口弁
２２ 第１ベントライン
２４ 第１ベント弁
２６ 露点計測ライン
２８ 第２ベントライン
３０ 第２ベント弁
３２ 制御装置
３４ 圧力計測部
３６ 露点計測部
１００ 除湿装置

Claims (11)

1. 水素製造装置で製造された水素ガスを除湿するための除湿装置であって、
   水素ガスに含まれる水分を吸着可能な吸着材が内部に設けられた吸着塔を含む除湿器と、
   水素製造装置からの水素ガスを前記除湿器に導入するための入口ラインと、
   前記入口ラインに設けられた入口弁と、
   前記除湿器で除湿された水素ガスを前記除湿器から排出するための出口ラインと、
   前記出口ラインに設けられた出口弁と、
   前記除湿装置の起動時に、前記吸着塔内の圧力に基づいて前記入口弁の開度及び前記出口弁の開度を調節するように構成された制御装置と、
   を備える除湿装置。
2. 前記制御装置は、前記除湿装置の起動時に、前記吸着塔内の圧力、及び、前記吸着塔から排出される水素ガスの露点に基づいて、前記入口弁の開度及び前記出口弁の開度を調節するように構成された
   請求項１に記載の除湿装置。
3. 前記制御装置は、前記除湿器の起動時に、
   前記出口弁を閉じた状態で、前記吸着塔内の圧力が規定の昇圧レートで規定の第１圧力まで昇圧するように前記入口弁の開度を調節し、
   その後、前記出口弁を閉じた状態で、前記露点が規定値に下がるまで、前記吸着塔内の圧力が前記第１圧力で維持されるように前記入口弁の開度を調節する
   ように構成された
   請求項２に記載の除湿装置。
4. 前記制御装置は、前記除湿器の起動時に、前記出口弁を閉じた状態で、前記吸着塔内の圧力が、第２昇圧レートで前記第１圧力よりも小さい第２圧力まで昇圧し、その後、前記第２昇圧レートよりも大きい第１昇圧レートで前記第１圧力まで昇圧するように前記入口弁の開度を調節するように構成された
   請求項３に記載の除湿装置。
5. 前記入口ラインから分岐して、前記入口ラインからの水素ガスを外部に放出するための第１ベントラインと、
   前記第１ベントラインに設けられた第１ベント弁と、
   を備え、
   前記制御装置は、前記除湿器の起動時に、前記露点が前記規定値になったら、前記第１ベント弁を閉じるとともに、前記吸着塔内の圧力が前記第１圧力で維持されるように前記出口弁の開度を調節するように構成された
   請求項３又は４に記載の除湿装置。
6. 前記制御装置は、前記除湿器の起動時に、前記露点が前記規定値になったら、規定長さの時間をかけて、前記第１ベント弁を閉じるとともに前記吸着塔内の圧力が前記第１圧力で維持されるように前記出口弁の開度を調節するように構成された
   請求項５に記載の除湿装置。
7. 前記吸着塔内の圧力を計測するように構成された圧力計測部を備え、
   前記制御装置は、前記圧力計測部による前記吸着塔内の圧力の計測値に基づいて、前記入口弁の開度及び前記出口弁の開度を調節するように構成された
   請求項１乃至４の何れか一項に記載の除湿装置。
8. 前記吸着塔から排出される水素ガスの露点を計測するように構成された露点計測部を備え、
   前記制御装置は、前記露点計測部による前記露点の計測値に基づいて、前記入口弁の開度及び前記出口弁の開度を調節するように構成された
   請求項１乃至４の何れか一項に記載の除湿装置。
9. 前記露点計測部は、前記出口弁の上流側にて前記出口ラインから分岐する露点計測ラインに導かれる水素ガスの露点を計測するように構成され、
   前記露点計測ラインを流れる前記水素ガスが外部に放出されるように構成された
   請求項８に記載の除湿装置。
10. 水素製造装置と、
    前記水素製造装置で製造された水素ガスを除湿するように構成された請求項１乃至４の何れか一項に記載の除湿装置と、
    を備える水素製造設備。
11. 水素製造装置で製造された水素ガスを除湿するための除湿装置の運転方法であって、
    前記除湿装置は、
    水素ガスに含まれる水分を吸着可能な吸着材が内部に設けられた吸着塔を含む除湿器と、
    水素製造装置からの水素ガスを前記除湿器に導入するための入口ラインと、
    前記入口ラインに設けられた入口弁と、
    前記除湿器で除湿された水素ガスを前記除湿器から排出するための出口ラインと、
    前記出口ラインに設けられた出口弁と、
    を含み、
    前記吸着塔内の圧力を計測するステップと、
    前記吸着塔内の圧力に基づいて前記入口弁及び前記出口弁の開度を調節しながら前記除湿装置を起動するステップと、
    を備える除湿装置の運転方法。

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