JP4619575B2 - 水素ガスの製造方法および水素ガスの製造設備 - Google Patents
水素ガスの製造方法および水素ガスの製造設備 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4619575B2 JP4619575B2 JP2001181443A JP2001181443A JP4619575B2 JP 4619575 B2 JP4619575 B2 JP 4619575B2 JP 2001181443 A JP2001181443 A JP 2001181443A JP 2001181443 A JP2001181443 A JP 2001181443A JP 4619575 B2 JP4619575 B2 JP 4619575B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- hydrogen
- hydrogen gas
- heat exchanger
- natural gas
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/32—Hydrogen storage
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/34—Hydrogen distribution
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
- Y02P90/45—Hydrogen technologies in production processes
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、液化天然ガスを原料として水素ガスを生成させた後に、水素貯蔵装置に低温下で貯蔵する水素ガスの製造方法およびその製造設備に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、エネルギー消費に伴う環境破壊が顕在化し、再生・持続可能な社会の構築の必要性が認識されるようになってきた。この観点からクリーンなエネルギーである水素エネルギーの利用に関心が集まっており、自動車燃料、未来航空機燃料等への利用が期待されている。
【0003】
しかし、水素エネルギーを各種用途に利用する場合、水素ガス等をどのような手段で貯蔵するかが、体積効率等の点から問題となる。水素ガスの貯蔵手段としては、従来より水素吸蔵合金が知られているが、重量がネックとなって、自動車等の輸送手段などへの利用には難点があり、実用化の弊害となっていた。
【0004】
このため、貯蔵手段の軽量化を図るべく、炭素系水素吸蔵材に注目が集まっている。その一つとしては、活性炭を水酸化カリウムなどの特殊な薬品賦活法によって水素吸着能力を増強したものが挙げられる。これを液化天然ガス温度又は液化窒素温度まで冷却すると、単なる高圧ガス貯蔵方法に比較し、低い圧力かつ軽量化ができるとの結果が出ている。また、最近ではカーボンナノチューブなどの新しい材料による水素吸蔵材での高い吸着能などにも関心が集まっている。
【0005】
一方、最終的には、自然エネルギーを利用した水素の生成が究極の姿と考えられているが、当面、自動車等の燃料として水素を利用するインフラ整備の観点から、比較的に環境に優しい天然ガスからの水素生成にも関心が集まっている。当該水素生成は、例えば、特開平8−92577号公報等に記載のように、天然ガスの主成分であるメタンと水との反応により水素と一酸化炭素を生成させ、更に一酸化炭素と水との反応により水素と二酸化炭素を生成させた後、水素ガスを分離膜又はPSA(圧力スイング吸着)装置等により精製する方法が知られている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような方法で製造した水素ガスを、上述した水素吸蔵材で貯蔵しようとすると、水素ガスの冷却のために多大な動力が必要となり、その低減が望まれていた。
【0007】
一方、天然ガスは海外からの輸送のために液化され、液化天然ガス(LNG)の形で輸入される。その寒冷の利用例は幾つかあるが、大部分は単に海水などとの熱交換で気化され、寒冷は有効利用されず捨てられている。
【0008】
そこで、本発明の目的は、液化天然ガスから水素ガスを製造して低温下で貯蔵する際に、原料の寒冷を利用して貯蔵のための冷却動力を軽減することができる水素ガスの製造方法および水素ガスの製造設備を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、下記の如き本発明により達成できる。即ち、液化天然ガスを昇圧する工程と、昇圧した液化天然ガスを熱交換器に導入して熱交換により液化天然ガスを加温する工程と、加温した液化天然ガスを気化させる工程と、気化した天然ガスの少なくとも一部を反応原料として水素ガス生成装置に供給して水素ガスを生成させる工程と、生成した水素ガスを前記熱交換器に導入して前記液化天然ガスとの熱交換により水素ガスを−50℃以下に予冷する工程と、予冷した水素ガスを水素貯蔵装置に供給して低温下で貯蔵する工程とを含むことを特徴とする。
【0010】
上記において、前記生成した水素ガスを補助昇圧手段により昇圧してから前記熱交換器に導入することが好ましい。
【0011】
一方、本発明の水素ガスの製造設備は、液化天然ガスを昇圧させる昇圧装置と、天然ガスを反応原料として水素ガスを生成させる水素ガス生成装置と、水素ガスを低温下で貯蔵する水素貯蔵装置と、前記昇圧された液化天然ガスおよび前記生成した水素ガスを導入して両者を熱交換させ、予冷された水素ガスを前記水素貯蔵装置に供給する熱交換器と、その熱交換器で加温・気化された液化天然ガスの少なくとも一部を前記水素ガス生成装置に供給する手段とを備えることを特徴とする。
【0012】
上記において、前記水素ガス生成装置で生成した水素ガスを昇圧してから前記熱交換器に導入する補助昇圧手段を備えてもよい。
【0013】
また、前記水素貯蔵装置は、内設した水素貯蔵部を冷却する液化冷媒を貯留する保冷槽と、その保冷槽で気化した冷媒蒸発ガスを熱交換器で加温した後、圧縮機で圧縮して再びその熱交換器に導入して冷却した後、膨張により一部液化させ、気体分を再び前記熱交換器に導入して寒冷を回収し、液化した液化冷媒を再び前記保冷槽に供給するリサイクル経路とを備えることが好ましい。
【0014】
あるいは、前記水素貯蔵装置は、内設した水素貯蔵部を冷却する液化冷媒を貯留する保冷槽と、その保冷槽で気化した冷媒蒸発ガスを熱交換器で加温した後、圧縮機で圧縮して再びその熱交換器に導入して冷却した後、膨張により一部液化させ、気体分を再び前記熱交換器に導入して寒冷源とし、液化した液化冷媒を再び前記保冷槽に供給するリサイクル経路とを備えると共に、そのリサイクル経路の熱交換器には、別の寒冷源として液化天然ガスを導入する経路を備えることが好ましい。
【0015】
[作用効果]
本発明の製造方法によると、原料である液化天然ガスにより、生成した水素ガスの予冷を行うため、有効利用されず捨てられていた寒冷を利用することにより水素貯蔵の際の冷却動力を軽減することができる。また、液化天然ガスを液体状態で昇圧するため、別途ガス原料を圧縮する場合と比べて動力を軽減することができる。その結果、液化天然ガスから水素ガスを製造して低温下で貯蔵する際に、原料の寒冷を利用して貯蔵のための冷却動力を軽減することができる水素ガスの製造方法が提供できる。
【0016】
また、前記生成した水素ガスを補助昇圧手段により昇圧してから前記熱交換器に導入する場合、水素貯蔵装置が高圧を要する場合にも対応できる。
【0017】
一方、本発明の製造設備によると、上記の如き作用効果により、液化天然ガスから水素ガスを製造して低温下で貯蔵する際に、原料の寒冷を利用して貯蔵のための冷却動力を軽減することができる。
【0018】
また、前記水素ガス生成装置で生成した水素ガスを昇圧してから前記熱交換器に導入する補助昇圧手段を備える場合、水素貯蔵装置が高圧を要する場合にも対応できる。
【0019】
前記水素貯蔵装置は、前記保冷槽と前記リサイクル経路とを備える場合、リサイクル経路により水素貯蔵装置の水素貯蔵部を冷却する液化冷媒を発生させることができ、保冷槽の液化冷媒の気化潜熱を利用して効率良く冷却をおこなうことができる。
【0020】
前記水素貯蔵装置は、前記保冷槽と前記リサイクル経路とを備えると共に、そのリサイクル経路の熱交換器には、別の寒冷源として液化天然ガスを導入する経路を備える場合、水素貯蔵装置の水素貯蔵部を冷却する液化冷媒を発生させる際の寒冷源としても液化天然ガスを利用するため、冷却動力をより軽減することができる。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【0022】
本発明の水素ガスの製造方法は、図1に示すような本発明の水素ガスの製造設備によって好適に実施することができる。本発明の製造設備は、液化天然ガスを昇圧させる昇圧装置1と、天然ガスを反応原料として水素ガスを生成させる水素ガス生成装置10と、水素ガスを低温下で貯蔵する水素貯蔵装置20と、前記昇圧された液化天然ガスおよび前記生成した水素ガスを導入して両者を熱交換させ、予冷された水素ガスを前記水素貯蔵装置に供給する熱交換器2と、その熱交換器2で加温・気化された液化天然ガスの少なくとも一部を水素ガス生成装置10に供給する手段とを備える。
【0023】
本実施形態では、熱交換器を2基設けて、低温用の熱交換器2には液化天然ガスを導入し、加温によりその大部分を気化させた後、気液分離器5で気液分離し、分離後の天然ガスを高温用の熱交換器3に導入すると共に、気液分離器5から導出した液化天然ガスを気化して水素ガス生成装置10に供給する蒸発器4を備える例を示す。
【0024】
本発明では、まず、液化天然ガスを昇圧する工程を行うが、昇圧は後の工程で昇圧の必要がない圧力まで行うのが好ましい。具体的には、水素ガス生成装置の精製手段又は水素貯蔵装置等の要求圧に応じて設定され、例えば水素ガス生成装置がPSA精製手段を備える場合は、昇圧を10〜40barGまで行うのが好ましく、20〜30barGまで行うのがより好ましい。なお、原料となる液化天然ガスは、ほぼ大気圧、約−155℃で供給されるのが一般的である。
【0025】
次いで、昇圧した液化天然ガスを熱交換器に導入して熱交換により液化天然ガスを加温する工程を行うが、本実施形態では、低温用の熱交換器2に液化天然ガスが導入される。大部分が気化した液化天然ガスは、気液分離器5で気液分離され、気相分は高温用の熱交換器3に導入される。つまり、低温用の熱交換器2によって、液化天然ガスを加温する工程と気化させる工程を行っている。
【0026】
その一方で、本実施形態では、気液分離器5の液相部から導出した液化天然ガスを蒸発器4で気化させる。蒸発器4の熱媒としては、海水やフレオンなどを用いることができるが、熱交換により生じた冷熱(寒冷)を圧縮機等の冷却水として使用することもできる。
【0027】
熱交換器3へ供給された天然ガスは、生成した水素ガスと熱交換して加温される。加温器6は、熱交換器3から排出される水素ガスの温度が、水素ガス生成装置10の原料温度として不十分である場合に設けられる。熱媒としては、蒸発器4の場合と同様である。
【0028】
次いで、加温器6と蒸発器4からの天然ガスを反応原料として水素ガス生成装置10に供給して水素ガスを生成させる工程を行う。なお、過剰な天然ガスは弁7を介して、他の系に供給される。水素ガス生成装置10としては、天然ガスを反応原料として水素ガスが生成可能な装置であれば何れでもよいが、例えば下記の装置が挙げられる。通常、このような水素ガス生成装置10では、原料圧縮機が必要であるが、本発明ではこれを不要にすることが出来る。
【0029】
水素ガス生成装置は、図2に示すように、天然ガスを脱硫する脱硫部12と、脱硫された天然ガスに水を添加後、この混合流体を改質触媒と接触させて水蒸気改質することで、高濃度水素含有ガスを製造する水蒸気改質部13と、脱硫部12へ供給される原料を予熱する原料予熱部11と、水蒸気改質部13へ供給される混合流体を予熱する予熱部17と、高濃度水素含有ガスを変成触媒と接触させて水素濃度を高めた高濃度水素含有ガスを製造するガス変成部18と、水素以外の改質ガス含有成分を吸着除去する吸着剤を有して、高純度水素ガスを精製するPSA部19とで主に構成されている。本発明ではPSAの代わりにTSAを利用してもよい。
【0030】
脱硫部12は、水素化触媒が内部充填された上流側の水素化触媒層と、脱硫剤が充填された下流側の脱硫剤層とから構成されている。水素化触媒層は、硫黄分を含んだ原料天然ガスを水素化触媒に接触させることで、この硫黄分を水素化処理して硫化水素に改質する。これらの反応は、通常200〜400℃で行われるため、原料予熱部11での排ガスによる予熱が行われる。
【0031】
水蒸気改質部13は、脱硫された天然ガスに水蒸気を添加したガスを、改質触媒と接触させて水蒸気改質することで、高濃度水素含有ガスを製造する。この水蒸気改質部13には、反応管内に、白金,ルテニウムまたはニッケルなどの元素を、アルミナ,シリカなどの担体に担持した改質触媒が充填されている。
【0032】
原料天然ガスから水素含有量の多いガスを製造する水蒸気改質(スチームリフォーミング)反応は、メタンと水との反応により水素と一酸化炭素を生成させる改質反応と、一酸化炭素と水との反応により水素と二酸化炭素を生成させる一酸化炭素変成反応を含んでいる。
【0033】
水蒸気改質部13は、水蒸気改質炉のバーナ13a側に収納されている。このバーナ13aの熱により、水蒸気改質部13は650〜850℃に加熱され、上記の改質反応が行われる。なお、バーナ13aの主な燃料はPSAオフガスであり、空気圧送ポンプを介して、燃焼用の外部空気が供給される。
【0034】
ガス変成部18は、水蒸気改質部13から排出された高濃度水素含有ガスを、このガス変成部18より上流の改質ガスクーラ14を通過させることで200〜450℃に低下させたのち、変成触媒と接触させて、高濃度水素含有ガスに含まれる一酸化炭素と水蒸気とを反応させて二酸化炭素および水素に転換し、これにより一酸化炭素を除去する一方、さらに水素濃度を高めた高濃度水素含有ガスを製造する。変成触媒としては、鉄−クロムや銅−亜鉛などの酸化物が用いられる。
【0035】
PSA部19は、ガス変成部18から排出された水素濃度がさらに高められた高濃度水素含有ガスを、このPSA部19より上流の変成ガスクーラ15、及び気液分離器16を通過させることで10〜50℃、好ましくは20〜40℃に低下させたのち、吸着剤により水素以外の改質ガス含有成分(一酸化炭素、二酸化炭素、水など)を吸着除去して高純度水素ガスを精製する装置である。なお、このPSA部19で精製された高純度水素ガスは、水素ホルダ19aにいったん貯留される。一方、水素以外の改質ガス含有成分は、オフガスホルダ(図示省略)にいったん貯留され、その後、燃料としてバーナ13aに供給される。この吸着剤としては、アルミナ、活性炭、ゼオライトなどを採用することができる。
【0036】
次いで、生成した水素ガスを熱交換器2に導入して液化天然ガスとの熱交換により水素ガスを−50℃以下に予冷する工程を行う。但し、本実施形態では、それに先立って、水素ガスを高温側の熱交換器3に導入して、天然ガスとの熱交換により水素ガスが冷却される。
【0037】
なお、水素貯蔵装置20の運転圧との関係で、水素貯蔵装置20への水素ガスの導入圧力が低すぎる場合には、仮想線で示したような補助昇圧手段8を高温側の熱交換器3の入口側に設けてもよい。
【0038】
次いで、予冷した水素ガスを水素貯蔵装置20に供給して低温下で貯蔵する工程を行う。水素貯蔵装置20としては、例えば−150℃以下の温度にて水素ガスの吸着を行い、減圧下又は加温下で水素ガスを脱着させる装置が好ましい。このような装置としては、例えば図3に示すような水素ガスの導入と排出とを同時に行うことが可能な切換型の水素貯蔵装置20が挙げられる。この水素貯蔵装置20は、図3に示すように、水素貯蔵部22a,22bを内設する保冷槽21a,21bと熱交換器23から主に構成される。熱交換器23は冷媒蒸発ガスの寒冷を回収するために設けてあるが、省略することも可能である。
【0039】
保冷槽21a,21bの内部空間には、外部から供給される液体窒素、液化天然ガスなどの液化冷媒が貯留されており、気化により生じた冷媒蒸発ガスは、外部に排出され熱交換器23で冷熱回収される。液化冷媒は弁27a,27bを介して保冷槽21a,21bに供給され、弁25a,25bを介して保冷槽21a,21bから排出される。排出され冷媒蒸発ガスは、独立した冷凍サイクル(図示省略)によって冷却、液化されて再び液化冷媒として利用される。
【0040】
水素貯蔵部22a,22bには、水酸化カリウムなどの特殊な薬品賦活法によって水素吸着能力を増強した活性炭などの水素吸蔵材が充填されており、水素ガスの吸着と脱着が均一に行われるような充填構造となっている。また、保冷槽21a,21bは外部と断熱するための真空断熱層などを備える。
【0041】
両者の水素貯蔵部22a,22bでは、水素ガスの導入と排出とを切り換えながら行うことができる。例えば水素貯蔵部22aに水素ガスの導入しつつ、水素貯蔵部22bから水素ガスを排出する場合、水素ガスは熱交換器23で冷媒蒸発ガスと熱交換して予冷され、弁24aを介して水素貯蔵部22aに導入される一方、水素貯蔵部22bからは、弁26bと排出ポート28bとを介して、水素ガスが排出される。
【0042】
次に、水素貯蔵部22a,22bでの水素ガスの導入・排出の条件等について説明する。例えば水素貯蔵部22a,22bの水素吸蔵材として活性炭を使用する場合を例にとると次のようになる。以降の吸着水素ガス量等の数値は、R.Chahine and P.Benard「ADSORPTION STORAGE OF GASEOUS HYDROGEN AT CRYOGENIC TEMPERATURES」Advances in Cryogenic Engineering.Vol.43(1998)に記載のグラフ等から読み取った数値を使用している。
【0043】
活性炭で吸着可能な水素ガスの量は、低温ほど多くなり、また吸脱着の圧力差が大きいほど多くなる。脱着圧力を1.4バールとする場合、活性炭の単位体積当たりの吸蔵水素ガス量(総吸着量−脱着後残量)は、20バールの吸着圧力の場合で温度77Kでは150Kの1.7倍、273Kの約10倍となる。このため、保冷槽21a,21bの液体冷媒として、液体窒素等を用いて、−193〜−196℃で吸着を行うのが好ましい。
【0044】
また、吸着圧力については、脱着圧力を1.4バールとする場合、活性炭の単位体積当たりの吸蔵水素ガス量は、吸着温度77Kの場合の各々の吸着圧力において、表1のような値となる。水素ガスを圧縮貯蔵する場合と比較して、特に吸着方式が有効になるのは、吸着圧力5〜60バールの場合であり、本発明では、水素ガス生成装置10の排出圧力などを考慮すると20〜60バールが好ましい。必要な昇圧は、昇圧装置1と補助昇圧手段8とで達成される。なお、脱着圧力が低いほど吸蔵効率が良くなる。
【0045】
【表1】
[他の実施形態]
以下、本発明の他の実施の形態について説明する。
【0046】
(1)前述の実施形態では、水素貯蔵装置からの冷媒蒸発ガスを独立した冷凍サイクルによって冷却、液化されて再び液化冷媒として利用する例を示したが、このような冷凍サイクルを構成するリサイクル経路としては、水素貯蔵装置の保冷槽で気化した冷媒蒸発ガスを熱交換器で加温した後、圧縮機で圧縮して再びその熱交換器に導入して冷却した後、膨張により一部液化させ、気体分を再び前記熱交換器に導入して寒冷を回収し、液化した液化冷媒を再び前記保冷槽に供給するリサイクル経路が例示される。その際、膨張により一部液化した冷媒は、気液分離器で気液分離してもよく、混相状態の冷媒を直接保冷槽に供給して保冷槽に気液分離の機能をもたせてもよい。本発明では、かかる冷媒として、液化天然ガスや液体窒素を使用することができる。
【0047】
(2)一方、原料である液化天然ガスの寒冷をより有効に利用する観点より、前記水素貯蔵装置が、内設した水素貯蔵部を冷却する液化冷媒を貯留する保冷槽と、その保冷槽で気化した冷媒蒸発ガスを液化した後、再び保冷槽に供給するリサイクル経路とを備え、そのリサイクル経路の熱交換器には、別の寒冷源として液化天然ガスを導入する経路を備えることが好ましい。即ち、水素貯蔵装置の低温保持に使用する冷媒の再液化のため、液化天然ガスの寒冷を利用することが好適である。その際のリサイクル経路としては、保冷槽で気化した冷媒蒸発ガスを熱交換器で加温した後、圧縮機で圧縮して再びその熱交換器に導入して冷却した後、膨張により一部液化させ、気体分を再び前記熱交換器に導入して寒冷源とし、液化した液化冷媒を再び前記保冷槽に供給するリサイクル経路であることが好ましい。
【0048】
具体的なリサイクル経路としては、熱交換器2,3を兼用して液化天然ガスの冷熱を利用可能とした図4又は図5に示す装置や、液化天然ガスの導入経路を別に設けたものが挙げられる。なお、図3に示す水素貯蔵装置20では、冷媒蒸発ガスの寒冷を回収するための熱交換器23を設けているが、図4又は図5に示す装置に適用する場合、熱交換器23を省略することも可能である。
【0049】
図4に示すリサイクル経路では、水素貯蔵装置20からの冷媒蒸発ガスを、熱交換器34,33,2,3に順次経由させて、熱交換により冷却し、圧縮機31と圧縮機32とで圧縮した後、熱交換器3,2,33を順次経由させて冷却する。その後、膨張弁(J−T弁)38によりフラッシュして一部液化させ、一部液化した冷媒(例えば窒素)は気液分離器35で気液分離される。気体の冷媒は再び熱交換器33,2,3に順次経由させて、熱交換により加熱され、圧縮機31と圧縮機32との間の経路に供給される。液化した冷媒は、熱交換器34を経由して液体冷媒として水素吸蔵装置20に供給される。
【0050】
(3)また、図5に示すようなリサイクル経路では、圧縮機36と圧縮機37とが、図4の圧縮機31と圧縮機32とに相当するが、少なくともその一部を低温圧縮機とすることにより、冷媒の再液化のための能力を低減するという効果を得ることができる。
【0051】
(4)前述の実施形態では、低温用の熱交換器に液化天然ガスが導入され加温によりその大部分が気化される例を示したが、気化しない温度まで加温されるようにしたり、或いは超臨界の領域まで加温・昇温がなされてもよい。超臨界状態の場合、低温側の熱交換器から導出された天然ガスは、流量制御しつつその一部を高温側の熱交換器に導入することで、熱交換の熱的バランスを維持することができる。
【0052】
(5)前述の実施形態では、オルソ−パラ変換を行わない例を示したが、例えば熱交換器2にオルソ−パラ変換の機能をもたせてもよい。オルソ−パラ変換は、触媒を用いた公知の方法により行うことができる。
【0053】
(6)前述の実施形態では、1台の昇圧装置を用いて液化天然ガスを昇圧する例を示したが、昇圧装置を2台以上として、以降の経路を2系統以上とし、1系統以外の系統を系外の他の装置等や動力系統に供給するように構成してもよい。その場合、各系統を異なる圧力で操作でき、1つの系統を前述と同様の圧力とし、他の系統は、供給先の要求圧力に応じて設定してもよい。
【0054】
動力系統への供給としては、例えば圧縮機、昇圧装置、膨張タービンなどの駆動用の天然ガスエンジンあるいは天然ガスタービンに供給する方法が挙げられ、系外の他の装置等への供給としては、工場内の天然ガス配給ラインへの供給が挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の水素ガスの製造設備の一例を示す概略構成図
【図2】本発明における水素ガス生成装置の一例を示す概略構成図
【図3】本発明における水素貯蔵装置の一例を示す概略構成図
【図4】本発明における水素貯蔵装置の冷凍リサイクル経路の例を示す概略構成図
【図5】本発明における水素貯蔵装置の冷凍リサイクル経路の他の例を示す概略構成図
【符号の説明】
1 昇圧装置
2 熱交換器
4 蒸発器
10 水素ガス生成装置
19 PSA部
20 水素貯蔵装置
21a 保冷槽
21b 保冷槽
22a 水素貯蔵部
22b 水素貯蔵部
Claims (4)
- 液化天然ガスを昇圧する工程と、昇圧した液化天然ガスを熱交換器に導入して熱交換により液化天然ガスを加温する工程と、加温した液化天然ガスを気化させる工程と、気化した天然ガスの少なくとも一部を反応原料として水素ガス生成装置に供給して水素ガスを生成させる工程と、生成した水素ガスを前記熱交換器に導入して前記液化天然ガスとの熱交換により水素ガスを−50℃以下に予冷する工程と、予冷した水素ガスを水素貯蔵装置に供給して低温下で貯蔵する工程とを含む水素ガスの製造方法。
- 前記生成した水素ガスを補助昇圧手段により昇圧してから前記熱交換器に導入する請求項1記載の水素ガスの製造方法。
- 液化天然ガスを昇圧させる昇圧装置と、天然ガスを反応原料として水素ガスを生成させる水素ガス生成装置と、水素ガスを低温下で貯蔵する水素貯蔵装置と、前記昇圧された液化天然ガスおよび前記生成した水素ガスを導入して両者を熱交換させ、予冷された水素ガスを前記水素貯蔵装置に供給する熱交換器と、その熱交換器で加温・気化された液化天然ガスの少なくとも一部を前記水素ガス生成装置に供給する手段とを備える水素ガスの製造設備。
- 前記水素ガス生成装置で生成した水素ガスを昇圧してから前記熱交換器に導入する補助昇圧手段を備える請求項3記載の水素ガスの製造設備。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001181443A JP4619575B2 (ja) | 2001-06-15 | 2001-06-15 | 水素ガスの製造方法および水素ガスの製造設備 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001181443A JP4619575B2 (ja) | 2001-06-15 | 2001-06-15 | 水素ガスの製造方法および水素ガスの製造設備 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003002601A JP2003002601A (ja) | 2003-01-08 |
JP4619575B2 true JP4619575B2 (ja) | 2011-01-26 |
Family
ID=19021713
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001181443A Expired - Fee Related JP4619575B2 (ja) | 2001-06-15 | 2001-06-15 | 水素ガスの製造方法および水素ガスの製造設備 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4619575B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101459962B1 (ko) | 2013-10-31 | 2014-11-07 | 현대중공업 주식회사 | 액화가스 처리 시스템 |
KR20210126800A (ko) * | 2020-04-03 | 2021-10-21 | 주식회사 패리티 | 수소 액화 및 자연기화가스 억제 시스템 |
Families Citing this family (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4675648B2 (ja) * | 2005-03-04 | 2011-04-27 | 東京瓦斯株式会社 | ガスコンプレッサ及びガスの昇圧方法 |
JP5019829B2 (ja) * | 2006-09-19 | 2012-09-05 | Jx日鉱日石エネルギー株式会社 | 水素貯蔵装置及び水素供給方法 |
US7849691B2 (en) | 2006-10-03 | 2010-12-14 | Air Liquide Process & Construction, Inc. | Steam methane reforming with LNG regasification terminal for LNG vaporization |
JP5437568B2 (ja) * | 2007-07-27 | 2014-03-12 | 功 横山 | 水素還元水又は水素還元食品を得るためのキャッピング方法及びそのキャップ |
KR101169748B1 (ko) | 2009-10-29 | 2012-07-30 | 서울과학기술대학교 산학협력단 | Lng 냉열을 이용한 초저온 가압식 수소 저장 시스템 |
JP2011127754A (ja) * | 2009-11-19 | 2011-06-30 | Taiyo Nippon Sanso Corp | 水素ガス冷却装置 |
CN107055470A (zh) * | 2017-03-10 | 2017-08-18 | 同济大学 | 一种液体有机储氢载体反应釜热综合利用系统 |
JP7237755B2 (ja) * | 2018-08-17 | 2023-03-13 | エア・ウォーター株式会社 | 低温流体の圧送ユニット、低温流体の圧送方法、及び低温流体の圧送ユニットを備えた装置 |
CN108799824A (zh) * | 2018-08-31 | 2018-11-13 | 中海石油气电集团有限责任公司 | 一种以lng为原料现场制氢的加注方法及装置 |
CN111779976A (zh) * | 2019-04-04 | 2020-10-16 | 顾士平 | 泡沫纳米孔高压储氢 |
CN111322521B (zh) * | 2020-02-17 | 2021-07-20 | 中国石油集团工程股份有限公司 | 基于氢气积聚控制的含氢天然气管道安全保障系统及方法 |
CN113217817A (zh) * | 2021-04-29 | 2021-08-06 | 中国人民解放军63796部队 | 一种大流量低压在线供气系统 |
CN114704765B (zh) * | 2022-03-31 | 2023-03-24 | 浙江大学 | 一种基于低温制冷机的氢气液化和蒸发气再冷凝系统 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61140777A (ja) * | 1984-12-11 | 1986-06-27 | 株式会社神戸製鋼所 | 液体h2及び気体天然ガスの製造方法 |
JPH05263998A (ja) * | 1992-03-23 | 1993-10-12 | Osaka Gas Co Ltd | Lng冷熱の蓄冷および有効利用方法とその装置 |
JPH05295374A (ja) * | 1992-04-16 | 1993-11-09 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 液化天然ガスの改質方法 |
JP2000247604A (ja) * | 1999-02-25 | 2000-09-12 | Toshiba Corp | 水素製造装置及び方法 |
JP2001076750A (ja) * | 1999-09-09 | 2001-03-23 | Osaka Gas Co Ltd | 高温燃料電池設備 |
JP2002274811A (ja) * | 2001-03-16 | 2002-09-25 | Air Water Inc | 水素製造方法およびそれに用いる装置 |
JP2003118548A (ja) * | 2001-06-15 | 2003-04-23 | Chart Inc | 燃料電池用燃料供給ステーション及びシステム |
-
2001
- 2001-06-15 JP JP2001181443A patent/JP4619575B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61140777A (ja) * | 1984-12-11 | 1986-06-27 | 株式会社神戸製鋼所 | 液体h2及び気体天然ガスの製造方法 |
JPH05263998A (ja) * | 1992-03-23 | 1993-10-12 | Osaka Gas Co Ltd | Lng冷熱の蓄冷および有効利用方法とその装置 |
JPH05295374A (ja) * | 1992-04-16 | 1993-11-09 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 液化天然ガスの改質方法 |
JP2000247604A (ja) * | 1999-02-25 | 2000-09-12 | Toshiba Corp | 水素製造装置及び方法 |
JP2001076750A (ja) * | 1999-09-09 | 2001-03-23 | Osaka Gas Co Ltd | 高温燃料電池設備 |
JP2002274811A (ja) * | 2001-03-16 | 2002-09-25 | Air Water Inc | 水素製造方法およびそれに用いる装置 |
JP2003118548A (ja) * | 2001-06-15 | 2003-04-23 | Chart Inc | 燃料電池用燃料供給ステーション及びシステム |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101459962B1 (ko) | 2013-10-31 | 2014-11-07 | 현대중공업 주식회사 | 액화가스 처리 시스템 |
KR20210126800A (ko) * | 2020-04-03 | 2021-10-21 | 주식회사 패리티 | 수소 액화 및 자연기화가스 억제 시스템 |
KR102336884B1 (ko) * | 2020-04-03 | 2021-12-09 | 주식회사 패리티 | 수소 액화 및 자연기화가스 억제 시스템 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2003002601A (ja) | 2003-01-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4619575B2 (ja) | 水素ガスの製造方法および水素ガスの製造設備 | |
US20230242395A1 (en) | Ammonia Cracking for Green Hydrogen | |
KR102315763B1 (ko) | 암모니아 분해 및 수소 생산 시스템 | |
JP3647028B2 (ja) | 液体水素の製造方法および液体水素の製造設備 | |
JP3670229B2 (ja) | 液化co2回収を伴う水素製造方法及び装置 | |
JP7412073B2 (ja) | 液体水素製造設備及び水素ガス製造設備 | |
JP5415109B2 (ja) | ハイブリッド水素供給ステーション | |
KR102234540B1 (ko) | 동력발생장치 | |
KR20200049933A (ko) | 부유식 플랫폼 | |
CA2655037A1 (en) | Process for liquefying hydrogen | |
US11614280B2 (en) | Reforming system connected with a raw material gas vaporization system | |
JP2008075697A (ja) | 水素貯蔵装置及び水素供給方法 | |
KR20220053060A (ko) | 부유식 수소 생산 및 관리시스템 | |
JP4429552B2 (ja) | 液体水素の製造システム | |
JP2006224885A (ja) | 水素製造設備及び製造方法 | |
JP2002193603A (ja) | 水素製造方法およびシステム | |
JPH10273301A (ja) | 水素製造装置 | |
US20230111727A1 (en) | Hydrogen supply system | |
JPWO2007114276A1 (ja) | 液体燃料合成システムの起動方法、及び液体燃料合成システム | |
JP6553273B1 (ja) | 水素製造装置 | |
JP4091755B2 (ja) | 液化天然ガス受入基地での水素精製方法及びシステム | |
JP6236354B2 (ja) | 水素供給システム | |
US20230135291A1 (en) | Hydrogen supply system | |
JP2002274811A (ja) | 水素製造方法およびそれに用いる装置 | |
TWI605015B (zh) | 純化氫氣過濾裝置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070117 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20071211 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20100827 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100901 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100924 |
|
RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20100924 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20101014 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20101027 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131105 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |