JP5284293B2 - 5a族金属系水素分離膜を用いた水素分離システム - Google Patents
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Description
(1)天然ガスなどの原燃料から、従来の改質器より高い水素回収率が得られる水素分離型改質器が実現できる。
(2)Pd等の貴金属の使用量を低減することで水素分離膜の低コスト化につながる。従来と同じ水素製造量が必要であれば、後段に5A族金属合金水素分離膜を付与して前段のPd系合金水素分離膜の量を低減できる。
(3)2段式水素分離膜によって、500℃でもPd系合金水素分離膜のみ550℃のときと同等の水素製造量が得られる。このため、反応炉の運転温度を低下させることが可能であり、高効率化につながる。
(4)高い回収率で水素を引き抜くため、改質器のオフガス中のCO2濃度が上昇し、圧縮液化によるオフガスからの効率的なCO2分離回収が可能になる。
図5は、本発明(1)の構成態様例を説明する図である。図5のとおり、容器10中にPd系合金水素分離膜を設置した水素分離器1と5A族金属合金水素分離膜を設置した水素分離器2を配置する。それら水素分離器1、水素分離器2を収容した容器10にはその下部にバーナー11が配置される。12はバーナーでの燃焼ガスの分散板である。符号13は容器10からの燃焼排ガス導出管である。
図5において、最下部の水素分離器1を構成する「合金からなる多孔質支持体」は、改質触媒としての役割と水素分離膜を支持する役割を同時に果たす円筒状の改質触媒兼多孔質支持体に換えることができる。この構成は本発明(2)の構成態様例となる。その他の構成は〈本発明(1)の構成態様例〉と同様である。
図6は、本発明(3)の構成態様例を説明する図である。図6のとおり、容器10中にPd系合金水素分離膜を設置した水素分離器1と5A族金属合金水素分離膜を設置した水素分離器2を配置する。それら水素分離器1、水素分離器2を収容した容器10にはその下部にバーナー11が配置される。12はバーナーでの燃焼ガスの分散板である。
図6において、最下部の水素分離器1を構成する「合金からなる多孔質支持体」は、改質触媒としての役割と水素分離膜を支持する役割を同時に果たす円筒状の改質触媒兼多孔質支持体に換えることができる。この構成は本発明(4)の構成態様例となる。その他の構成は〈本発明(3)の構成態様例〉と同様である。
2 多孔質支持体
3 筺状容器
5 プロセスガス導入管
6 連結管
7 オフガス排出管
8 水素導出管
10 容器
11 バーナー
12 分散板
13 燃焼排ガス導出管
Claims (5)
- 水素分離膜を支持する役割を果たす円筒状の多孔質支持体もしくは多孔板からなる支持体の外周面に水素分離膜を配置し、当該水素分離膜の外周に改質触媒層を配置してなる水素分離型改質器を複数直列に配置してなる水素分離システムであって、
前記水素分離膜は、被処理ガスの上流側にはPd系合金水素分離膜を用い、被処理ガスの下流側には5A族金属合金水素分離膜を用いてなることを特徴とする水素分離システム。 - 改質触媒としての役割と水素分離膜を支持する役割を同時に果たす円筒状の改質触媒兼多孔質支持体の外周面に水素分離膜を配置してなる水素分離型改質器を複数直列に配置してなる水素分離システムであって、
前記水素分離膜は、被処理ガスの上流側にはPd系合金水素分離膜を用い、被処理ガスの下流側には5A族金属合金水素分離膜を用いてなることを特徴とする水素分離システム。 - 水素分離膜を支持する役割を果たす筺状の多孔質支持体もしくは多孔板からなる支持体の外周面に水素分離膜を配置し、当該水素分離膜の外周に改質触媒層を配置してなる水素分離型改質器を複数直列に配置してなる水素分離システムであって、
前記水素分離膜は、被処理ガスの上流側にはPd系合金水素分離膜を用い、被処理ガスの下流側には5A族金属合金水素分離膜を用いてなることを特徴とする水素分離システム。 - 改質触媒としての役割と水素分離膜を支持する役割を同時に果たす筺状の改質触媒兼支持体の外周面に水素分離膜を配置してなる水素分離型改質器を複数直列に配置してなる水素分離システムであって、
前記水素分離膜は、被処理ガスの上流側にはPd系合金水素分離膜を用い、被処理ガスの下流側には5A族金属合金水素分離膜を用いてなることを特徴とする水素分離システム。 - 請求項1〜4のいずれか1項に記載の水素分離システムにおいて、前記被処理ガスの下流側に用いる5A族金属合金水素分離膜がV−W系合金水素分離膜、Ta−W系合金水素分離膜であることを特徴とする水素分離システム。
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