JP5134532B2 - 水素製造システムおよび当該システムにおけるオフガスの流量制御方法 - Google Patents
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- 炭化水素系原料を含む混合原料を加熱して気化するための気化器と、
上記炭化水素系原料の改質反応により、上記気化された混合原料から、水素を含有する改質ガスを生じさせるための改質反応器と、
吸着剤が充填された吸着塔を用いて行う圧力変動吸着式ガス分離法により、吸着塔に上記改質ガスを導入して当該改質ガス中の不要成分を上記吸着剤に吸着させて当該吸着塔から水素富化ガスを導出するための吸着工程と、上記吸着剤から上記不要成分を脱着させて吸着塔内に残存する水素と当該不要成分とを含むオフガスを当該吸着塔から排出するための脱着工程とを少なくとも含むサイクルを上記吸着塔で繰り返し行うように構成された圧力変動吸着式ガス分離装置と、
上記吸着塔から排出されるオフガスを上記混合原料を加熱するための燃料として上記気化器に供給するためのオフガス供給配管と、
上記オフガス供給配管に設けられ、上記吸着塔から排出されるオフガスを一旦収容するためのバッファタンクと、
上記バッファタンクを経て上記気化器に供給されるオフガスの流量を制御するための流量制御ユニットと、を備える水素製造システムにおけるオフガスの流量制御方法であって、
上記圧力変動吸着式ガス分離装置の負荷変動に伴って先行サイクルから後行サイクルにかけてサイクルタイムを変更する際に、上記バッファタンクから上記気化器に供給されるオフガスの流量を、変更されたサイクルタイムの少なくとも一部の区間において上記流量制御ユニットによって経時的に連続して変化させる、オフガスの流量制御方法。 - 上記先行サイクルは、上記バッファタンクからのオフガスの流量を一定に維持する維持期間と当該オフガスの流量を直線的に変化させる後行変化期間とを含んでおり、
上記後行サイクルは、上記バッファタンクからのオフガスの流量を直線的に変化させる先行変化期間と当該オフガスの流量を一定に維持する維持期間とを含んで構成されており、
上記先行サイクルの上記後行変化期間の長さと上記後行サイクルの上記先行変化期間の長さとが同一とされ、かつ、これら2つの変化期間における上記バッファタンクからのオフガスの流量の変化率が一定になるとともに、
上記後行サイクルの先行変化期間終了時における上記バッファタンクからのオフガスの流量と、上記後行サイクルにおいて上記吸着塔から排出されるオフガスの平均流量とが同一とされている、請求項1に記載のオフガスの流量制御方法。 - 上記後行サイクルのサイクルタイムが上記先行サイクルのサイクルタイムに対して短縮される場合には、上記先行サイクルの上記後行変化期間の長さは、上記後行サイクルのサイクルタイムの半分とされている、請求項2に記載のオフガスの流量制御方法。
- 上記後行サイクルのサイクルタイムが上記先行サイクルのサイクルタイムに対して延長される場合には、上記後行サイクルの上記先行変化期間の長さは、上記先行サイクルのサイクルタイムの半分とされている、請求項2に記載のオフガスの流量制御方法。
- 圧力変動吸着式ガス分離法により、難吸着成分である第1成分と易吸着成分である第2成分を含む原料ガスから、上記第1成分ガスを目的ガスとして取り出すための吸着工程と、上記第2成分ガスと上記第1成分ガスとを含むオフガスを取り出すための脱着工程とを含むサイクルを繰り返し行うように構成された圧力変動吸着式ガス分離装置と、
オフガスを消費するためのオフガス消費ユニットと、
上記圧力変動吸着式ガス分離装置から取り出されるオフガスを上記オフガス消費ユニットに供給するためのオフガス供給配管と、
上記オフガス供給配管に設けられ、上記圧力変動吸着式ガス分離装置から取り出されるオフガスを一旦収容するためのバッファタンクと、
上記バッファタンクを経て上記オフガス消費ユニットに供給されるオフガスの流量を制御するための流量制御ユニットと、を備えるシステムにおけるオフガスの流量制御方法であって、
上記圧力変動吸着式ガス分離装置の負荷変動に伴って先行サイクルから後行サイクルにかけてサイクルタイムを変更する際に、上記バッファタンクから上記オフガス消費ユニットに供給されるオフガスの流量を、変更されたサイクルタイムの少なくとも一部の区間において上記流量制御ユニットによって経時的に連続して変化させる、オフガスの流量制御方法。 - 炭化水素系原料を含む混合原料を加熱して気化するための気化器と、
上記炭化水素系原料の改質反応により、上記気化された混合原料から、水素を含有する改質ガスを生じさせるための改質反応器と、
吸着剤が充填された吸着塔を用いて行う圧力変動吸着式ガス分離法により、吸着塔に上記改質ガスを導入して当該改質ガス中の不要成分を上記吸着剤に吸着させて当該吸着塔から水素富化ガスを導出するための吸着工程と、上記吸着剤から上記不要成分を脱着させて吸着塔内に残存する水素と当該不要成分とを含むオフガスを当該吸着塔から排出するための脱着工程とを少なくとも含むサイクルを上記吸着塔で繰り返し行うように構成された圧力変動吸着式ガス分離装置と、
上記吸着塔から排出されるオフガスを上記混合原料を加熱するための燃料として上記気化器に供給するためのオフガス供給配管と、
上記オフガス供給配管に設けられ、上記吸着塔から排出されるオフガスを一旦収容するためのバッファタンクと、
上記バッファタンクを経て上記気化器に供給されるオフガスの流量を制御するための流量制御ユニットと、を備える水素製造システムであって、
上記流量制御ユニットは、上記圧力変動吸着式ガス分離装置の負荷変動に伴って先行サイクルから後行サイクルにかけてサイクルタイムを変更する際に、上記バッファタンクから上記気化器に供給されるオフガスの流量を、変更されたサイクルタイムの少なくとも一部の区間において経時的に連続して変化させるように構成されている、水素製造システム。 - 上記先行サイクルは、上記バッファタンクからのオフガスの流量を一定に維持する維持期間と当該オフガスの流量を直線的に変化させる後行変化期間とを含んでおり、
上記後行サイクルは、上記バッファタンクからのオフガスの流量を直線的に変化させる先行変化期間と当該オフガスの流量を一定に維持する維持期間とを含んで構成されており、
上記先行サイクルの上記後行変化期間の長さと上記後行サイクルの上記先行変化期間の長さとが同一とされ、かつ、これら2つの変化期間における上記バッファタンクからのオフガスの流量の変化率が一定になるとともに、上記後行サイクルの先行変化期間終了時における上記バッファタンクからのオフガスの流量と、上記後行サイクルにおいて上記吸着塔から排出されるオフガスの平均流量とが同一となるように上記流量制御ユニットは動作するように構成されている、請求項6に記載の水素製造システム。 - 上記後行サイクルのサイクルタイムが上記先行サイクルのサイクルタイムに対して短縮される場合には、上記先行サイクルの上記後行変化期間の長さが、上記後行サイクルのサイクルタイムの半分となるように上記流量制御ユニットは動作する、請求項7に記載の水素製造システム。
- 上記後行サイクルのサイクルタイムが上記先行サイクルのサイクルタイムに対して延長される場合には、上記後行サイクルの上記先行変化期間の長さが、上記先行サイクルのサイクルタイムの半分となるように上記流量制御ユニットは動作する、請求項7に記載の水素製造システム。
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