JP5736669B2 - Ammonia synthesizer - Google Patents

Ammonia synthesizer Download PDF

Info

Publication number
JP5736669B2
JP5736669B2 JP2010125914A JP2010125914A JP5736669B2 JP 5736669 B2 JP5736669 B2 JP 5736669B2 JP 2010125914 A JP2010125914 A JP 2010125914A JP 2010125914 A JP2010125914 A JP 2010125914A JP 5736669 B2 JP5736669 B2 JP 5736669B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
hydrogen
separation membrane
ammonia
space
reaction
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.)
Active
Application number
JP2010125914A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2011251865A (en
Inventor
濱田 行貴
行貴 濱田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
IHI Corp
Original Assignee
IHI Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by IHI Corp filed Critical IHI Corp
Priority to JP2010125914A priority Critical patent/JP5736669B2/en
Publication of JP2011251865A publication Critical patent/JP2011251865A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5736669B2 publication Critical patent/JP5736669B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)

Description

本発明は、アンモニア合成器に関するものであり、詳しくは、温和な反応条件で効率的にアンモニア合成を行うことを可能とするアンモニア合成器に関するものである。   The present invention relates to an ammonia synthesizer, and more particularly to an ammonia synthesizer that enables efficient ammonia synthesis under mild reaction conditions.

従来、アンモニアを合成するためのプラントが建設されており、製造されるアンモニア(NH)は肥料や種々の化成品の原料として用いられている。アンモニアの合成には古くはハーバー・ボッシュ法が用いられ、近年でも同様に反応式1に示すようなアンモニアの直接合成反応が用いられている。 Conventionally, a plant for synthesizing ammonia has been constructed, and the produced ammonia (NH 3 ) has been used as a raw material for fertilizers and various chemical products. In the past, the Haber-Bosch method was used for the synthesis of ammonia, and the direct synthesis reaction of ammonia as shown in the reaction formula 1 is also used in recent years.

[化1]
+3H→2NH …(1)
[Chemical 1]
N 2 + 3H 2 → 2NH 3 (1)

ハーバー・ボッシュ法は、高温高圧条件下での反応であったが、省エネルギー化や反応効率の上昇などを目的として、温和な条件下で反応式1の反応を起こさせるための検討が成されている。例えば、特許文献1に記載の方法によれば、原料である水素(H)の供給方法を工夫することにより、アンモニア合成反応の反応温度を50℃〜250℃程度にまで低下させる方法が提案されている。 The Harbor Bosch method was a reaction under high-temperature and high-pressure conditions, but studies have been made to cause the reaction of Reaction Formula 1 under mild conditions in order to save energy and increase reaction efficiency. Yes. For example, according to the method described in Patent Document 1, a method for reducing the reaction temperature of the ammonia synthesis reaction to about 50 ° C. to 250 ° C. by devising a method for supplying hydrogen (H 2 ) as a raw material is proposed. Has been.

特開2000−247632号公報JP 2000-247632 A

上式で表されるアンモニア合成において、工業的には、種々の化学的方法により水素を得ることとしている。典型的には、ナフサや天然ガスなどの炭化水素と水蒸気とを用いた触媒反応(反応式2)により、安価に水素を合成している。   In the ammonia synthesis represented by the above formula, industrially, hydrogen is obtained by various chemical methods. Typically, hydrogen is synthesized at low cost by a catalytic reaction (reaction formula 2) using a hydrocarbon such as naphtha or natural gas and water vapor.

[化2]
CH+HO→3H+CO …(2)
[Chemical 2]
CH 4 + H 2 O → 3H 2 + CO (2)

反応式2で示す水蒸気改質(スチームリフォーミング)反応により、例えば、典型的にはメタン(CH)を主成分とする天然ガスを用いて水素を得るためには、反応系を約800℃にまで加熱する必要があり、多量のエネルギーが必要とされる。 In order to obtain hydrogen using, for example, natural gas mainly containing methane (CH 4 ), for example, by the steam reforming (steam reforming) reaction represented by the reaction formula 2, the reaction system is heated to about 800 ° C. It is necessary to heat up to a large amount, and a large amount of energy is required.

しかしながら、特許文献1ではHをどのように供給するかについては記載がないため、特許文献1の方法を工業用プロセスに応用した場合、Hの供給に多くのエネルギーが必要である。そのため、アンモニアを得るまでの反応全体では、省エネルギー化のための検討が不十分であり、多くの検討余地を残している。 However, since there is no description about how to supply how the Patent Document 1, H 2, when applied to the method of Patent Document 1 to the industrial process requires a lot of energy to the supply of H 2. For this reason, in the overall reaction up to obtaining ammonia, the study for energy saving is insufficient, leaving much room for study.

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、水蒸気を用いた添加反応の反応温度を低下させ、温和な反応条件で効率的にアンモニア合成を行うことを可能とするアンモニア合成器を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an ammonia synthesizer capable of efficiently performing ammonia synthesis under mild reaction conditions by reducing the reaction temperature of an addition reaction using steam. The purpose is to provide.

上記の課題を解決するため、本発明のアンモニア合成器は、中空の基体と、前記基体の内側を2つの空間に分割する内壁材と、を有し、前記2つの空間のうち一方の空間には、炭化水素を水蒸気改質して水素を生成する改質触媒が配設され、前記内壁材の少なくとも一部には、前記水素を前記一方の空間から他方の空間に分離可能な水素分離膜が形成され、前記他方の空間には、前記水素と窒素とを反応に用いてアンモニアを合成する合成触媒が配設されていることを特徴とする。   In order to solve the above-described problems, an ammonia synthesizer according to the present invention has a hollow base and an inner wall material that divides the inside of the base into two spaces, and the ammonia synthesizer is provided in one of the two spaces. Is provided with a reforming catalyst for steam-reforming hydrocarbons to generate hydrogen, and at least a part of the inner wall material is a hydrogen separation membrane capable of separating the hydrogen from the one space to the other space And the other space is provided with a synthesis catalyst for synthesizing ammonia using the hydrogen and nitrogen in the reaction.

まず、炭化水素の水蒸気改質反応は平衡反応であり、水素生成反応は吸熱反応である。そのため、通常、反応を促進させるために800℃程度に加熱することが必要となっている。対して、本発明のアンモニア合成器においては、生成する水素が水素分離膜を介して系外である他方の空間に移動するため、平衡反応を水素生成側に促進することが可能である。   First, the steam reforming reaction of hydrocarbons is an equilibrium reaction, and the hydrogen generation reaction is an endothermic reaction. Therefore, it is usually necessary to heat to about 800 ° C. in order to promote the reaction. On the other hand, in the ammonia synthesizer of the present invention, the produced hydrogen moves to the other space outside the system through the hydrogen separation membrane, so that the equilibrium reaction can be promoted to the hydrogen production side.

また、水素分離膜における水素透過量は、次の数式1で示すことができることが知られている。   Further, it is known that the hydrogen permeation amount in the hydrogen separation membrane can be expressed by the following mathematical formula 1.

Figure 0005736669
Figure 0005736669

ここで、Q:水素透過量、A,B:係数、R:気体定数、T:透過する水素の熱力学温度、A:水素分離膜の面積、t:水素分離膜の膜厚、P:一方の空間の水素分圧、P:他方の空間の水素分圧、である。 Here, Q: hydrogen permeation amount, A 1 , B: coefficient, R: gas constant, T: thermodynamic temperature of permeating hydrogen, A: area of hydrogen separation membrane, t: film thickness of hydrogen separation membrane, P 1 : Hydrogen partial pressure in one space, P 2 : Hydrogen partial pressure in the other space.

他方の空間に移動した水素は、他方の空間における合成反応で消費されるため、数式1中のPの値は、常に低い値または略ゼロとなる。そのため、数式1に示されるように水素透過量が増加し、水蒸気改質反応において平衡反応を水素生成側に更に促進することとなる。 Since the hydrogen that has moved to the other space is consumed in the synthesis reaction in the other space, the value of P 2 in Equation 1 is always a low value or substantially zero. Therefore, the hydrogen permeation amount increases as shown in Equation 1, and the equilibrium reaction is further promoted to the hydrogen production side in the steam reforming reaction.

すなわち、本発明の構成によれば、水蒸気改質とアンモニア合成とを個別の装置で行う場合と比べ、水蒸気改質反応が促進される。これにより、通常の水蒸気改質反応では800℃程度の加熱が必要であるところ、反応温度を低下させることが可能となる。したがって、装置全体として温和な反応条件で効率的にアンモニア合成を行うことを可能とするアンモニア合成器を提供することができる。   That is, according to the structure of this invention, compared with the case where steam reforming and ammonia synthesis are performed by separate apparatuses, the steam reforming reaction is promoted. Thereby, in the normal steam reforming reaction, heating at about 800 ° C. is necessary, but the reaction temperature can be lowered. Therefore, it is possible to provide an ammonia synthesizer that enables efficient ammonia synthesis under mild reaction conditions as a whole apparatus.

本発明においては、前記基体は、前記一方の空間に前記炭化水素と水蒸気とを供給するとともに、前記改質触媒による反応の反応物のうち少なくとも一部を排出する第1開口部と、前記一方の空間に、前記一方の空間内に乱流を発生させる乱流発生手段と、を有することが望ましい。   In the present invention, the substrate supplies the hydrocarbon and water vapor to the one space, and discharges at least a part of a reaction product of the reforming catalyst, and the one It is desirable to have turbulent flow generating means for generating turbulent flow in the one space.

一方の空間内においては、水素分離膜近傍の水素は、水素分離膜に接触しやすく他方の空間に透過しやすい一方で、水素分離膜から離れた位置の水素は、水素分離膜に接触しにくく他方の空間に透過しにくいという差が生じる。そのため、一方の空間内では、水素分離膜近傍では水素分圧が低下し、水素分離膜から離れた位置では水素分圧があまり低下しないという、濃度分布を生じやすい。濃度分布が生じると一方の空間側の水素分圧が低下するため水素透過量が低減してしまう。   In one space, hydrogen in the vicinity of the hydrogen separation membrane easily contacts the hydrogen separation membrane and easily permeates the other space, while hydrogen at a position away from the hydrogen separation membrane does not easily contact the hydrogen separation membrane. There is a difference that it is difficult to transmit to the other space. Therefore, in one space, a concentration distribution is likely to occur, in which the hydrogen partial pressure decreases near the hydrogen separation membrane and the hydrogen partial pressure does not decrease so much at a position away from the hydrogen separation membrane. When the concentration distribution is generated, the hydrogen partial pressure on one space side is lowered, so that the hydrogen permeation amount is reduced.

しかし、この構成によれば、乱流発生手段を設けることにより、一方の空間内を流動するガス成分が撹拌され濃度分布が均一になる。そのため、一方の空間内に水素の濃度分布が生じることに起因した水素透過量の低下が生じにくく、反応で生じた水素を、良好に他方の空間に供給することが可能となり、水蒸気改質反応を促進させることができる。   However, according to this configuration, by providing the turbulent flow generation means, the gas component flowing in one space is stirred and the concentration distribution becomes uniform. Therefore, it is difficult for the hydrogen permeation amount to decrease due to the concentration distribution of hydrogen in one space, and it is possible to supply the hydrogen produced in the reaction to the other space well, and the steam reforming reaction. Can be promoted.

本発明においては、前記乱流発生手段は、前記水素分離膜から離間して配設されていることが望ましい。
この構成によれば、水素分離膜において水素を透過させる上で有効となる水素分離膜の面積が乱流発生手段の設置により低下することがない。さらに、乱流発生手段と水素分離膜との間に物理的接触がないため、水素分離膜に傷(ピンホール)が付きにくく、ピンホールに起因したリークも発生しにくい。そのため、水素分離膜を透過して分離される水素濃度が高まり、性能向上につながる。
In the present invention, it is desirable that the turbulent flow generating means is disposed apart from the hydrogen separation membrane.
According to this configuration, the area of the hydrogen separation membrane that is effective for permeating hydrogen through the hydrogen separation membrane does not decrease due to the installation of the turbulent flow generation means. Furthermore, since there is no physical contact between the turbulent flow generation means and the hydrogen separation membrane, the hydrogen separation membrane is hardly damaged (pinhole), and leakage due to the pinhole is also unlikely to occur. Therefore, the concentration of hydrogen separated through the hydrogen separation membrane increases, leading to improved performance.

本発明においては、前記基体には、前記他方の空間に接続される2つの開口部が設けられ、一方の前記第2開口部から他方の前記第2開口部に流動するスイープガスを供給することが望ましい。
この構成によれば、他方の空間の水素分圧を低下させることができるため、水素分離膜を介した水素移動を促進することができ、水蒸気を用いた添加反応の反応温度を低下させることが可能となる。
In the present invention, the base is provided with two openings connected to the other space, and a sweep gas flowing from one second opening to the other second opening is supplied. Is desirable.
According to this configuration, since the hydrogen partial pressure in the other space can be reduced, hydrogen transfer through the hydrogen separation membrane can be promoted, and the reaction temperature of the addition reaction using water vapor can be reduced. It becomes possible.

本発明においては、前記スイープガスが前記窒素であることが望ましい。
この構成によれば、原料ガスとスイープガスを兼ねることができ、効率的な反応を行わせることができる。
In the present invention, the sweep gas is preferably the nitrogen.
According to this configuration, both the source gas and the sweep gas can be used, and an efficient reaction can be performed.

本発明においては、前記内壁材は、前記水素分離膜を担持する多孔質基材を有していることが望ましい。
この構成によれば、非常に薄い水素分離膜の破損を抑制するとともに、水素分離膜を多孔質基材上にメッキすることで形成することが可能となり、反応器の形成が容易となる。
In the present invention, it is desirable that the inner wall material has a porous base material that supports the hydrogen separation membrane.
According to this configuration, it is possible to suppress the breakage of a very thin hydrogen separation membrane, and to form the hydrogen separation membrane by plating the porous substrate on the porous substrate, thereby facilitating the formation of the reactor.

本発明においては、前記合成触媒は、鉄化合物を形成材料とし、前記水素分離膜は、パラジウムまたはパラジウム化合物を形成材料として、前記多孔質基材の一方の表面に担持されており、前記多孔質基材が、前記他方の空間に面するように配設されていることが望ましい。
発明者の検討により、数百度にまで加熱される反応器内でパラジウム化合物と鉄化合物とが接触していると、合金を形成し、水素分離膜にピンホールが生じるおそれがあることが分かっている。そのため、水素分離膜や合成触媒の形成材料がこれらの材料の組み合わせとなる構成の場合、両者の間に多孔質基材を配置することで、両者が接触しないようにすることができ、ピンホール生成による劣化を抑制することができる。
In the present invention, the synthesis catalyst is formed on an iron compound as a forming material, and the hydrogen separation membrane is supported on one surface of the porous substrate using palladium or a palladium compound as a forming material. It is desirable that the substrate is disposed so as to face the other space.
According to the inventor's study, it has been found that if a palladium compound and an iron compound are in contact in a reactor heated to several hundred degrees, an alloy is formed and pinholes may be formed in the hydrogen separation membrane. Yes. Therefore, in the case of a configuration in which the material for forming the hydrogen separation membrane or the synthesis catalyst is a combination of these materials, a porous substrate can be arranged between the two so that they do not come into contact with each other. Deterioration due to generation can be suppressed.

この発明によれば、水蒸気を用いた添加反応の反応温度を低下させ、温和な反応条件で効率的にアンモニア合成を行うことを可能とするアンモニア合成器を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide an ammonia synthesizer that can reduce the reaction temperature of an addition reaction using steam and efficiently perform ammonia synthesis under mild reaction conditions.

本発明のアンモニア合成器を有する製造プラントの一部を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows a part of manufacturing plant which has the ammonia synthesizer of this invention. 第1実施形態のアンモニア合成器の主要部を示す概略斜視図である。It is a schematic perspective view which shows the principal part of the ammonia synthesizer of 1st Embodiment. 第1実施形態のアンモニア合成器に係る断面図である。It is sectional drawing which concerns on the ammonia synthesizer of 1st Embodiment. 第2実施形態のアンモニア合成器に係る断面図である。It is sectional drawing which concerns on the ammonia synthesizer of 2nd Embodiment.

[第1実施形態]
以下、図1〜図3を参照しながら、本発明の第1実施形態に係るアンモニア合成器について説明する。なお、以下の全ての図面においては、図面を見やすくするため、各構成要素の寸法や比率などは適宜異ならせてある。
[First Embodiment]
The ammonia synthesizer according to the first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. In all the drawings below, the dimensions and ratios of the constituent elements are appropriately changed in order to make the drawings easy to see.

図1は、本実施形態のアンモニア合成器1Aを有する製造プラントの一部を示す説明図である。   FIG. 1 is an explanatory diagram showing a part of a manufacturing plant having an ammonia synthesizer 1A of the present embodiment.

図1に示すアンモニア製造プラントは、触媒反応によりアンモニアを合成するアンモニア合成器1Aと、アンモニア合成器1Aに原料を供給する第1配管4および第2配管5と、合成されたアンモニアを排出する第3配管6と、アンモニアを冷却し液化する冷却装置7と、液化アンモニアが通液する第4配管8と、冷却装置7からガス分を払い出す第5配管9と、を有している。その他、アンモニア合成器1Aを加熱するための不図示の加熱装置を有している。   The ammonia production plant shown in FIG. 1 includes an ammonia synthesizer 1A that synthesizes ammonia by a catalytic reaction, a first pipe 4 and a second pipe 5 that supply raw materials to the ammonia synthesizer 1A, and a first pipe that discharges the synthesized ammonia. 3 piping 6, a cooling device 7 that cools and liquefies ammonia, a fourth piping 8 through which liquefied ammonia flows, and a fifth piping 9 that discharges gas from the cooling device 7. In addition, it has a heating device (not shown) for heating the ammonia synthesizer 1A.

アンモニア合成器1Aには、第1配管4を構成する供給配管41から天然ガスと水蒸気とが、第2配管5から窒素(N)が、それぞれ供給され、これらを原料としてアンモニアが合成される。合成の過程で生じるアンモニア以外の物質、具体的には水素と一酸化炭素(CO)は、排出配管42から排出される。排出された水素と一酸化炭素は不図示の加熱装置の燃料として使用される。合成されたアンモニアは、第3配管6を介して冷却装置7に排出され、冷却装置7にて液化される。なお、供給配管41および排出配管42と、基体2との接続部に設けられた開口部が、本発明の第1開口部に該当する。 To the ammonia synthesizer 1A, natural gas and water vapor are supplied from a supply pipe 41 constituting the first pipe 4, and nitrogen (N 2 ) is supplied from the second pipe 5, and ammonia is synthesized using these as raw materials. . Substances other than ammonia, specifically hydrogen and carbon monoxide (CO), generated in the process of synthesis, are discharged from the discharge pipe 42. The discharged hydrogen and carbon monoxide are used as fuel for a heating device (not shown). The synthesized ammonia is discharged to the cooling device 7 through the third pipe 6 and is liquefied by the cooling device 7. In addition, the opening part provided in the connection part of the supply piping 41 and the discharge piping 42, and the base | substrate 2 corresponds to the 1st opening part of this invention.

液化されたアンモニアは第4配管8を介して払い出され、液化されなかった気相部のガス成分(アンモニアおよび未反応ガス)は、第5配管9を介して取り出される。第5配管9を構成する配管91はアンモニア合成器1Aに窒素を供給する第2配管5に接続されている。これにより、液化されなかったアンモニアは、アンモニア合成器1Aを介して再度冷却装置7に供給されることとなり、無駄なく回収される。また、未反応のガス成分は再度アンモニア合成器1Aにおけるアンモニア合成の原料として用いられる。なお、第2配管5および第3配管6と接続する、筒状の内壁材3の両端の開口部が、本発明の第2開口部に該当する。   The liquefied ammonia is discharged through the fourth pipe 8, and the gas components (ammonia and unreacted gas) in the gas phase that have not been liquefied are taken out through the fifth pipe 9. A pipe 91 constituting the fifth pipe 9 is connected to the second pipe 5 for supplying nitrogen to the ammonia synthesizer 1A. As a result, the ammonia that has not been liquefied is supplied again to the cooling device 7 via the ammonia synthesizer 1A, and is recovered without waste. The unreacted gas component is used again as a raw material for ammonia synthesis in the ammonia synthesizer 1A. In addition, the opening part of the both ends of the cylindrical inner wall material 3 connected with the 2nd piping 5 and the 3rd piping 6 corresponds to the 2nd opening part of this invention.

また、配管91には、冷却装置7の気相部のガス成分を放出(パージ)するための配管92、および配管92の開閉を行うバルブ93が設けられている。   Further, the pipe 91 is provided with a pipe 92 for releasing (purging) gas components in the gas phase portion of the cooling device 7 and a valve 93 for opening and closing the pipe 92.

図2は、アンモニア合成器1Aの主要部を示す概略斜視図であり、図3は図2の線分A−Aにおける矢視断面図である。   FIG. 2 is a schematic perspective view showing the main part of the ammonia synthesizer 1A, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.

図に示すように、本発明のアンモニア合成器1Aは、中空円筒状の基体2と、基体2の内部に配設され基体2と同方向に延在する中空円筒状の内壁材3と、を有している。基体2と内壁材3とにより囲まれた空間は第1流路(一方の空間)10を構成し、内壁材3の内側の空間は第2流路(他方の空間)20を構成している。   As shown in the figure, an ammonia synthesizer 1A of the present invention comprises a hollow cylindrical base 2 and a hollow cylindrical inner wall material 3 disposed in the base 2 and extending in the same direction as the base 2. Have. A space surrounded by the base 2 and the inner wall material 3 constitutes a first flow path (one space) 10, and a space inside the inner wall material 3 constitutes a second flow path (the other space) 20. .

ここでは、基体2と内壁材3とは一方向に延在することとして示したが、これに限らず湾曲していても構わない。また、断面形状は円形に限らず任意の形状を採用することができる。   Here, the base body 2 and the inner wall material 3 are shown as extending in one direction, but the present invention is not limited to this and may be curved. Further, the cross-sectional shape is not limited to a circle, and any shape can be adopted.

基体2には、図1に示す供給配管41が接続され、第1流路10内に符号G1で示される天然ガスと水蒸気とが供給される。また内壁材3には、図1に示す第2配管5が接続され、第2流路20内に符号G2で示される窒素、および図1に示す冷却装置7の気相部からのガス成分が供給される。   A supply pipe 41 shown in FIG. 1 is connected to the base 2, and natural gas and water vapor indicated by reference numeral G <b> 1 are supplied into the first flow path 10. 1 is connected to the inner wall member 3, and nitrogen indicated by reference numeral G2 in the second flow path 20 and gas components from the gas phase portion of the cooling device 7 shown in FIG. Supplied.

第1流路10には、下記反応式3の反応を触媒し、天然ガスと水蒸気とを用いて水素を生じさせる水蒸気改質触媒が充填されている。反応式3では天然ガスの主成分であるメタンについて反応式を記載している。   The first flow path 10 is filled with a steam reforming catalyst that catalyzes the reaction of the following reaction formula 3 and generates hydrogen using natural gas and steam. Reaction formula 3 describes the reaction formula for methane, which is the main component of natural gas.

[化3]
CH+HO→3H+CO …(3)
[Chemical formula 3]
CH 4 + H 2 O → 3H 2 + CO (3)

このような触媒としては通常知られたニッケル(Ni)系、ルテニウム(Ru)系、白金(Pt)系のものを用いることができる。   As such a catalyst, generally known nickel (Ni) -based, ruthenium (Ru) -based, and platinum (Pt) -based catalysts can be used.

内壁材3は、水素分離膜31と、水素分離膜31を担持するセラミックスや金属多孔質材などの多孔質基材32と、を有している。本実施形態の内壁材3は、多孔質基材32において第1流路10に面する側に水素分離膜31が配設されている。   The inner wall material 3 includes a hydrogen separation membrane 31 and a porous substrate 32 such as a ceramic or metal porous material that supports the hydrogen separation membrane 31. In the inner wall material 3 of the present embodiment, a hydrogen separation membrane 31 is disposed on the porous substrate 32 on the side facing the first flow path 10.

水素分離膜31は、通常知られたものを形成材料として用いることができる。この形成材料としては、例えば、パラジウム(Pd)またはPd−銀(Ag)合金、Pd−銅(Cu)合金等のPd系のものや、バナジウム(V)またはバナジウム合金、ジルコニウム(Zr)−ニッケル(Ni)アモルファス合金などを挙げることができる。これらの金属を多孔質基材32上にメッキまたは貼付などの方法により1μmから100μmの薄膜として設けることにより、水素分離膜31を形成する。   As the hydrogen separation membrane 31, a known material can be used as a forming material. Examples of the forming material include Pd-based materials such as palladium (Pd) or Pd-silver (Ag) alloy, Pd-copper (Cu) alloy, vanadium (V) or vanadium alloy, zirconium (Zr) -nickel. (Ni) amorphous alloy etc. can be mentioned. By providing these metals on the porous substrate 32 as a thin film having a thickness of 1 μm to 100 μm by a method such as plating or sticking, the hydrogen separation membrane 31 is formed.

第1流路10で生じる水素は、水素分離膜31および多孔質基材32を介して第2流路20に供給される。また、水素分離膜31を透過しなかったガス成分G3(一酸化炭素、未反応の天然ガス、水蒸気、水素分離膜31を透過しなかった水素)は、図1に示す排出配管42から排出される。   Hydrogen generated in the first flow path 10 is supplied to the second flow path 20 via the hydrogen separation membrane 31 and the porous substrate 32. Further, the gas component G3 (carbon monoxide, unreacted natural gas, water vapor, and hydrogen that did not permeate the hydrogen separation membrane 31) that did not permeate the hydrogen separation membrane 31 is exhausted from the exhaust pipe 42 shown in FIG. The

第2流路20には、下記反応式4の反応を触媒し、窒素と水素とを用いてアンモニアを生じさせるアンモニア合成触媒が充填されている。アンモニア合成触媒では、水素分離膜31を透過して第2流路20に供給される水素と、図1に示す第2配管5から第2流路20に供給される窒素とからアンモニアが合成される。   The second flow path 20 is filled with an ammonia synthesis catalyst that catalyzes the reaction of the following reaction formula 4 and generates ammonia using nitrogen and hydrogen. In the ammonia synthesis catalyst, ammonia is synthesized from hydrogen supplied to the second flow path 20 through the hydrogen separation membrane 31 and nitrogen supplied to the second flow path 20 from the second pipe 5 shown in FIG. The

[化4]
+3H→2NH …(4)
[Chemical formula 4]
N 2 + 3H 2 → 2NH 3 (4)

このような触媒としては通常知られた鉄系のもの等を用いることができ、例えば、ズードケミー触媒社製のAS−4を挙げることができる。   As such a catalyst, a generally known iron-based catalyst or the like can be used, and examples thereof include AS-4 manufactured by Zude Chemie Catalysts.

これら第1流路10および第2流路20に充填されている触媒は、充填した後に気体が流動する隙間が形成される程度の粒度のものを用いることができる。例えば、円柱(ペレット)状、球状、フレーク状などの形状をしていても良く、これらの一部または全部が互いに接続しているものであっても良い。   As the catalyst filled in the first flow path 10 and the second flow path 20, a catalyst having a particle size such that a gap through which a gas flows after filling can be used. For example, it may have a cylindrical (pellet) shape, a spherical shape, a flake shape, or the like, and some or all of them may be connected to each other.

第2流路20に供給される窒素は、合成されるアンモニアを流動させるスイープガスとしての機能も有している。そのため、第2流路20からはアンモニアと窒素との混合ガスG4が排出され、図1に示す冷却装置7に導入されることとなる。   Nitrogen supplied to the second flow path 20 also has a function as a sweep gas for flowing the synthesized ammonia. Therefore, the mixed gas G4 of ammonia and nitrogen is discharged from the second flow path 20 and introduced into the cooling device 7 shown in FIG.

ここで、上述のアンモニア合成器1Aの効果について更に詳しく説明する。本発明のアンモニア合成器1Aは、以下のような理由により第1流路10における反応式3で示す水蒸気改質反応(水素合成反応)の反応温度を下げることができるため、反応系全体として反応に用いるエネルギーを少なくすることができる。   Here, the effect of the above-described ammonia synthesizer 1A will be described in more detail. The ammonia synthesizer 1A of the present invention can lower the reaction temperature of the steam reforming reaction (hydrogen synthesis reaction) shown in the reaction formula 3 in the first flow path 10 for the following reasons, and thus the reaction as a whole reaction system The energy used for can be reduced.

まず、天然ガスの水蒸気改質反応は平衡反応であり、反応式3に示す右向きの矢印の反応は吸熱反応である。そのため、通常、反応を促進させるために800℃程度に加熱することが必要となっている。これに対して、本実施形態のアンモニア合成器1Aにおいては、反応式3の右辺に生じる水素が水素分離膜31を介して系外である第2流路20に移動するため、平衡反応を水素生成側に促進することが可能である。   First, the steam reforming reaction of natural gas is an equilibrium reaction, and the reaction indicated by the right-pointing arrow shown in Reaction Formula 3 is an endothermic reaction. Therefore, it is usually necessary to heat to about 800 ° C. in order to promote the reaction. On the other hand, in the ammonia synthesizer 1A of the present embodiment, hydrogen generated on the right side of the reaction formula 3 moves to the second flow path 20 outside the system via the hydrogen separation membrane 31, so that the equilibrium reaction is performed as hydrogen. It can be promoted to the production side.

また、水素分離膜31における水素透過量は、次の数式1で示すことができることが知られている。   Further, it is known that the hydrogen permeation amount in the hydrogen separation membrane 31 can be expressed by the following formula 1.

Figure 0005736669
Figure 0005736669

ここで、Q:水素透過量、A,B:係数、R:気体定数、T:透過する水素の熱力学温度、A:水素分離膜の面積、t:水素分離膜の膜厚、P:第1流路10側の水素分圧、P:第2流路20側の水素分圧、である。 Here, Q: hydrogen permeation amount, A 1 , B: coefficient, R: gas constant, T: thermodynamic temperature of permeating hydrogen, A: area of hydrogen separation membrane, t: film thickness of hydrogen separation membrane, P 1 : Hydrogen partial pressure on the first flow path 10 side, P 2 : hydrogen partial pressure on the second flow path 20 side.

反応式4に示すように、第2流路20において水素は消費されるため、数式1中のPの値は、常に低い値または略ゼロとなる。したがって、数式1に示されるように水素透過量が増加し、水蒸気改質反応において平衡反応を水素生成側に更に促進することとなる。 As shown in Reaction Formula 4, since hydrogen is consumed in the second flow path 20, the value of P 2 in Formula 1 is always a low value or substantially zero. Therefore, the hydrogen permeation amount is increased as shown in Equation 1, and the equilibrium reaction is further promoted to the hydrogen generation side in the steam reforming reaction.

このように、水蒸気改質とアンモニア合成とを個別の装置で行う場合と比べ、本実施形態のアンモニア合成器1Aでは、反応式3の反応が促進される。これにより、通常の水蒸気改質反応では800℃程度の加熱が必要であるところ、本実施形態のアンモニア合成器1Aでは350℃〜550℃程度の反応温度で水蒸気改質工程を行うことが可能となる。   Thus, compared with the case where steam reforming and ammonia synthesis are performed by separate apparatuses, the reaction of the reaction formula 3 is promoted in the ammonia synthesizer 1A of the present embodiment. As a result, in a normal steam reforming reaction, heating at about 800 ° C. is necessary, but in the ammonia synthesizer 1A of the present embodiment, the steam reforming step can be performed at a reaction temperature of about 350 ° C. to 550 ° C. Become.

この温度範囲においては、第2流路20におけるアンモニア合成反応も十分生じることから、反応系全体として、反応温度を低下させることができる。   In this temperature range, the ammonia synthesis reaction in the second flow path 20 is also sufficiently generated, so that the reaction temperature can be lowered as a whole reaction system.

したがって、以上のような構成のアンモニア合成器1Aによれば、温和な反応条件で効率的にアンモニア合成を行うことが可能となる。   Therefore, according to the ammonia synthesizer 1A configured as described above, it is possible to efficiently synthesize ammonia under mild reaction conditions.

なお、本実施形態においては、多孔質基材32を第2流路20に面する側に配設する構成としたが、多孔質基材32を第1流路10側とする構成であっても構わない。   In the present embodiment, the porous base material 32 is disposed on the side facing the second flow path 20, but the porous base material 32 is configured on the first flow path 10 side. It doesn't matter.

例えば、水素分離膜31としてパラジウム系の薄膜を用いる場合、アンモニア合成器1の使用温度においてアンモニア合成触媒に含まれる鉄と、水素分離膜31に含まれるパラジウムとが合金を形成し、水素分離膜31に傷(ピンホール)が生じるおそれがある。そのため、両者を接触させないように、水素分離膜31とアンモニア合成触媒が充填されている第2流路20との間にセラミックス製の多孔質基材32を配設する構成とすることが好ましい。   For example, when a palladium-based thin film is used as the hydrogen separation membrane 31, iron contained in the ammonia synthesis catalyst and palladium contained in the hydrogen separation membrane 31 form an alloy at the operating temperature of the ammonia synthesizer 1, and the hydrogen separation membrane There is a possibility that scratches (pinholes) may occur in 31. Therefore, it is preferable that a ceramic porous substrate 32 is disposed between the hydrogen separation membrane 31 and the second flow path 20 filled with the ammonia synthesis catalyst so as not to contact them.

しかし、水素分離膜31の形成材料とアンモニア合成触媒とに含まれる金属同士が、使用温度で合金を形成する組み合わせではない(例えば、水素分離膜31の形成材料がPd系ではない)場合には、水素分離膜31とアンモニア合成触媒とが接触しても良く、その場合には、第1流路10側に多孔質基材32を配設する構成としても構わない。   However, when the metal contained in the material for forming the hydrogen separation membrane 31 and the ammonia synthesis catalyst are not a combination that forms an alloy at the operating temperature (for example, the material for forming the hydrogen separation membrane 31 is not Pd-based). The hydrogen separation membrane 31 and the ammonia synthesis catalyst may be in contact with each other. In that case, the porous substrate 32 may be disposed on the first flow path 10 side.

水素分離膜31と水蒸気改質触媒との関係においても、同様の考え方により多孔質基材32の配設位置を設定することができる。   Also in the relationship between the hydrogen separation membrane 31 and the steam reforming catalyst, the arrangement position of the porous substrate 32 can be set by the same concept.

また、本実施形態においては、第1流路10と第2流路20とを流動するガスが並行流であることとして示したが、対向流であっても構わない。   In the present embodiment, the gas flowing through the first flow path 10 and the second flow path 20 is shown as a parallel flow, but it may be a counter flow.

また、本実施形態においては、基体2と内壁材3とは同じ一方向に延在することとして示したが、これに限らず湾曲していても構わない。   Further, in the present embodiment, the base body 2 and the inner wall material 3 are shown as extending in the same direction, but the present invention is not limited to this and may be curved.

また、本実施形態においては、内壁材3が円筒状であり、基体2の内部空間に挿入されていることとして示したが、これに限らず、例えば内壁材3が平板状であることとして基体2の内部空間を分割する構成など、第1流路10と第2流路20とが内壁材3に設けられた水素分離膜を介して隣接している構成であれば、種々の構成を採用することができる。   In the present embodiment, the inner wall material 3 is cylindrical and has been shown as being inserted into the internal space of the base body 2. However, the present invention is not limited thereto, and for example, the inner wall material 3 has a flat plate shape. As long as the first flow path 10 and the second flow path 20 are adjacent to each other through a hydrogen separation membrane provided on the inner wall material 3, such as a structure that divides the internal space of the two, various structures are adopted. can do.

[第2実施形態]
図4は、本発明の第2実施形態に係るアンモニア合成器1Bの説明図である。本実施形態のアンモニア合成器1Bは、第1実施形態のアンモニア合成器1Aと一部共通している。異なるのは、第1流路10内に複数のバッフルプレート(乱流発生手段)21を有することである。したがって、本実施形態において第1実施形態と共通する構成要素については同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
[Second Embodiment]
FIG. 4 is an explanatory diagram of an ammonia synthesizer 1B according to the second embodiment of the present invention. The ammonia synthesizer 1B of this embodiment is partly in common with the ammonia synthesizer 1A of the first embodiment. The difference is that a plurality of baffle plates (turbulent flow generation means) 21 are provided in the first flow path 10. Therefore, in this embodiment, the same code | symbol is attached | subjected about the component which is common in 1st Embodiment, and detailed description is abbreviate | omitted.

バッフルプレート21は、例えばドーナツ状の円板を採用し、第1流路10内において基体2の内側の側壁に、内壁材3の表面に接触させないように離間させて配設されている。すなわち、バッフルプレート21は、内壁材3の表面に設けられた水素分離膜31から離間させて配設されている。   The baffle plate 21 employs, for example, a donut-shaped disk, and is disposed on the inner side wall of the base 2 in the first flow path 10 so as not to contact the surface of the inner wall material 3. That is, the baffle plate 21 is disposed away from the hydrogen separation membrane 31 provided on the surface of the inner wall material 3.

図では、第1流路10内の3箇所にバッフルプレート21が設けられている様子を示しているが、バッフルプレート21の数は適宜変更可能である。また、3箇所に設けられたバッフルプレート21の基体2からの長さや流路延在方向の幅などの、バッフルプレート21の大きさは、各々同じでも良く、また互いに異なっていても構わない。   Although the figure shows a state in which the baffle plates 21 are provided at three locations in the first flow path 10, the number of the baffle plates 21 can be changed as appropriate. Further, the size of the baffle plate 21 such as the length of the baffle plate 21 provided at three locations from the base 2 and the width in the flow path extending direction may be the same or different from each other.

水素が水素分離膜31を透過するためには、まず水素が水素分離膜31と接触する必要があるところ、第1流路10内においては、水素分離膜31近傍の水素は、水素分離膜31に接触しやすく第2流路20に透過しやすい一方で、水素分離膜31から離れた位置の水素は、水素分離膜31に接触しにくく第2流路20に透過しにくいという差が生じる。そのため、第1流路10内では、水素分離膜31近傍では水素分圧が低下し、水素分離膜31から離れた位置では水素分圧があまり低下しないという、濃度分布を生じやすい。   In order for hydrogen to pass through the hydrogen separation membrane 31, it is first necessary for hydrogen to come into contact with the hydrogen separation membrane 31. In the first flow path 10, hydrogen in the vicinity of the hydrogen separation membrane 31 is transferred to the hydrogen separation membrane 31. However, hydrogen at a position away from the hydrogen separation membrane 31 is less likely to contact the hydrogen separation membrane 31 and difficult to permeate the second channel 20. Therefore, in the first flow path 10, a concentration distribution is likely to occur in which the hydrogen partial pressure decreases in the vicinity of the hydrogen separation membrane 31 and the hydrogen partial pressure does not decrease much at a position away from the hydrogen separation membrane 31.

上述の数式1で示したように、水素分離膜31を介した水素の透過量は、水素分離膜31を挟んだ両側における水素分圧(数式1中、PおよびP)に影響を受けるため、上述のように濃度分布が生じると、水素分圧Pが低下するため水素透過量が低減することとなってしまう。 As shown in Equation 1 above, the hydrogen permeation amount through the hydrogen separation membrane 31 is affected by the hydrogen partial pressures (P 1 and P 2 in Equation 1) on both sides across the hydrogen separation membrane 31. Therefore, the density distribution as described above occurs, the hydrogen permeation to lower the hydrogen partial pressure P 1 becomes the reducing.

しかし、本実施形態のアンモニア合成器1Bにおいては、バッフルプレート21を設けることにより、第1流路10内のガス成分(天然ガス、水蒸気、および第1流路10内の反応で生成した水素、一酸化炭素)が撹拌され、第1流路10内で各ガス成分の濃度分布が均一になる。そのため、第1流路10内に水素の濃度分布が生じることに起因した水素透過量の低下が生じにくく、反応で生じた水素を、良好に第2流路20に供給することが可能となる。   However, in the ammonia synthesizer 1B of the present embodiment, by providing the baffle plate 21, gas components in the first flow path 10 (natural gas, water vapor, and hydrogen generated by the reaction in the first flow path 10, Carbon monoxide) is stirred, and the concentration distribution of each gas component becomes uniform in the first flow path 10. Therefore, it is difficult for the hydrogen permeation amount to decrease due to the concentration distribution of hydrogen in the first flow path 10, and it is possible to supply the hydrogen generated in the reaction to the second flow path 20 satisfactorily. .

また、バッフルプレート21は、内壁材3の表面に接触させないように配設されている。これにより、水素分離膜31において水素を透過させる上で有効となる水素分離膜の面積がバッフルプレート21の設置により低下することがない。さらに、バッフルプレート21と水素分離膜31との間に物理的接触がないため、水素分離膜31に傷(ピンホール)が付きにくく、ピンホールに起因したリークも発生しにくい。そのため、水素分離膜31を透過して分離される水素濃度が高まり、性能向上につながる。   The baffle plate 21 is disposed so as not to contact the surface of the inner wall material 3. Thereby, the area of the hydrogen separation membrane that is effective for permeating hydrogen through the hydrogen separation membrane 31 is not reduced by the installation of the baffle plate 21. Furthermore, since there is no physical contact between the baffle plate 21 and the hydrogen separation membrane 31, the hydrogen separation membrane 31 is not easily damaged (pinhole) and leaks due to the pinhole are also unlikely to occur. Therefore, the concentration of hydrogen separated through the hydrogen separation membrane 31 increases, leading to improved performance.

以上のような構成のアンモニア合成器1Bにおいても、温和な反応条件で効率的にアンモニア合成を行うことが可能となる。   Even in the ammonia synthesizer 1B configured as described above, ammonia synthesis can be efficiently performed under mild reaction conditions.

なお、本実施形態においては、バッフルプレート21はドーナツ状の円板であることとしたが、第1流路10内の気流に乱流を発生させ、第1流路10内のガス成分を撹拌することが可能な構成であれば、円板の他の構成を採用することも可能である。同様の考え方により、バッフルプレート21は、ガス成分を透過しない板状であっても良く、ガス成分を透過させるメッシュ状であっても構わない。   In the present embodiment, the baffle plate 21 is a donut-shaped disk, but turbulence is generated in the airflow in the first flow path 10 to stir the gas components in the first flow path 10. Other configurations of the disc can be adopted as long as they can be configured. Based on the same concept, the baffle plate 21 may have a plate shape that does not transmit a gas component, or may have a mesh shape that allows a gas component to pass therethrough.

以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施の形態例について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。   The preferred embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, but it goes without saying that the present invention is not limited to such examples. Various shapes, combinations, and the like of the constituent members shown in the above-described examples are examples, and various modifications can be made based on design requirements and the like without departing from the gist of the present invention.

1A,1B…アンモニア合成器、2…基体、3…内壁材、10…第1流路(一方の空間)、20…第2流路(他方の空間)、21…バッフルプレート(乱流発生手段)、31…水素分離膜、32…多孔質基材、 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1A, 1B ... Ammonia synthesizer, 2 ... Base | substrate, 3 ... Inner wall material, 10 ... 1st flow path (one space), 20 ... 2nd flow path (the other space), 21 ... Baffle plate (turbulent flow generation means) ), 31 ... hydrogen separation membrane, 32 ... porous substrate,

Claims (7)

中空の基体と、
前記基体の内側に同心状に配設され、前記基体と同方向に延在する中空状の内壁材と、を有し、
前記基体と前記内壁材とによって囲まれた一方の空間には、炭化水素を水蒸気改質して水素を生成する改質触媒が配設され、
前記内壁材の少なくとも一部には、前記水素を前記一方の空間から前記内壁材の内側である他方の空間に分離可能な水素分離膜が形成され、
前記他方の空間には、前記水素と窒素とを反応に用いてアンモニアを合成する合成触媒が配設されていることを特徴とするアンモニア合成器。
A hollow substrate;
A hollow inner wall member disposed concentrically on the inside of the base body and extending in the same direction as the base body ,
In one space surrounded by the base body and the inner wall material, a reforming catalyst that generates hydrogen by steam reforming hydrocarbon is disposed,
At least a part of the inner wall material is formed with a hydrogen separation membrane capable of separating the hydrogen from the one space into the other space inside the inner wall material ,
A synthesis catalyst for synthesizing ammonia using the hydrogen and nitrogen in the reaction is disposed in the other space.
前記基体は、前記一方の空間に前記炭化水素と水蒸気とを供給するとともに、前記改質触媒による反応の反応物のうち少なくとも一部を排出する第1開口部と、
前記一方の空間に、前記一方の空間内に乱流を発生させる乱流発生手段と、を有することを特徴とする請求項1に記載のアンモニア合成器。
The base body supplies the hydrocarbon and water vapor to the one space, and discharges at least a part of a reaction product of the reforming catalyst; and
2. The ammonia synthesizer according to claim 1, further comprising turbulent flow generating means for generating turbulent flow in the one space in the one space.
前記乱流発生手段は、前記水素分離膜から離間して配設されていることを特徴とする請求項2に記載のアンモニア合成器。   The ammonia synthesizer according to claim 2, wherein the turbulent flow generating means is disposed apart from the hydrogen separation membrane. 前記基体には、前記他方の空間に接続される2つの第2開口部が設けられ、
一方の前記第2開口部から他方の前記第2開口部に流動するスイープガスを供給することを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載のアンモニア合成器。
The base is provided with two second openings connected to the other space,
4. The ammonia synthesizer according to claim 1, wherein a sweep gas flowing from one of the second openings to the other of the second openings is supplied. 5.
前記スイープガスが前記窒素であることを特徴とする請求項4に記載のアンモニア合成器。   The ammonia synthesizer according to claim 4, wherein the sweep gas is the nitrogen. 前記内壁材は、前記水素分離膜を担持する多孔質基材を有していることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載のアンモニア合成器。   6. The ammonia synthesizer according to claim 1, wherein the inner wall material has a porous base material that supports the hydrogen separation membrane. 7. 前記合成触媒は、鉄化合物を形成材料とし、
前記水素分離膜は、パラジウムまたはパラジウム化合物を形成材料として、前記多孔質基材の一方の表面に担持されており、
前記多孔質基材が、前記他方の空間に面するように配設されていることを特徴とする請求項6に記載のアンモニア合成器。
The synthetic catalyst uses an iron compound as a forming material,
The hydrogen separation membrane is supported on one surface of the porous substrate using palladium or a palladium compound as a forming material,
The ammonia synthesizer according to claim 6, wherein the porous base material is disposed so as to face the other space.
JP2010125914A 2010-06-01 2010-06-01 Ammonia synthesizer Active JP5736669B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010125914A JP5736669B2 (en) 2010-06-01 2010-06-01 Ammonia synthesizer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010125914A JP5736669B2 (en) 2010-06-01 2010-06-01 Ammonia synthesizer

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2011251865A JP2011251865A (en) 2011-12-15
JP5736669B2 true JP5736669B2 (en) 2015-06-17

Family

ID=45416148

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010125914A Active JP5736669B2 (en) 2010-06-01 2010-06-01 Ammonia synthesizer

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5736669B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017043552A (en) * 2015-08-25 2017-03-02 株式会社東芝 Manufacturing method of hydrogen carrier and manufacturing system of hydrogen carrier

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11116202A (en) * 1997-10-16 1999-04-27 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd Pressure reforming device
JP2002100388A (en) * 2000-09-21 2002-04-05 Mitsubishi Kakoki Kaisha Ltd Hydrogen production method for fuel cell and manufacturing equipment
US7922781B2 (en) * 2001-03-02 2011-04-12 Chellappa Anand S Hydrogen generation apparatus and method for using same
JP4192061B2 (en) * 2003-09-16 2008-12-03 本田技研工業株式会社 Ammonia synthesis reactor and ammonia synthesis system
JP2005200245A (en) * 2004-01-14 2005-07-28 Honda Motor Co Ltd Nitrogen production apparatus, ammonia synthesis system, nitrogen production method, and ammonia synthesis method
JP2005314151A (en) * 2004-04-28 2005-11-10 Honda Motor Co Ltd Apparatus and method for synthesizing ammonia
JP4938522B2 (en) * 2007-03-26 2012-05-23 日本碍子株式会社 Permselective membrane reactor
JP5183962B2 (en) * 2007-04-26 2013-04-17 日本碍子株式会社 Method for producing hydrogen using selectively permeable membrane reactor

Also Published As

Publication number Publication date
JP2011251865A (en) 2011-12-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101258223B1 (en) Catalytic reactor
JP5015638B2 (en) Permselective membrane reactor and hydrogen production method
Dittmeyer et al. Micro and micro membrane reactors for advanced applications in chemical energy conversion
US7550121B2 (en) Reactor of selective-permeation membrane type
KR20200097756A (en) Plant and method for production of syngas
Alrashed et al. Comparative analysis of conventional steam methane reforming and PdAu membrane reactor for the hydrogen production
US20160340187A1 (en) Steam methane reforming reactor with hydrogen selective membrane
US20040191137A1 (en) Catalyst incorporation in a microreactor
US20040101472A1 (en) Method for partial oxidation of methane using dense, oxygen selective permeation ceramic membrane
TW200624376A (en) Reactor and process for steam reforming
TW200630158A (en) Membrane enhanced reactor
JP2008526943A (en) Catalytic reactor
Liu et al. Hydrogen permeation and stability in ultra-thin PdRu supported membranes
KR20200096755A (en) Methods and systems for synthesis gas production
CA2556280C (en) Process for reforming hydrocarbons with carbon dioxide by the use of a selectively permeable membrane reactor
US20100044642A1 (en) Reactor device, and a method for carrying out a reaction with hydrogen as reaction product
CA2938779C (en) Process for producing synthesis gas by catalytic steam reforming of hydrocarbon feedstock
US20080241058A1 (en) Process for producing hydrogen with permselective membrane reactor and permselective membrane reactor
AU2010240925B2 (en) Process for the preparation of hydrogen and carbon monoxide containing gas
JP5736669B2 (en) Ammonia synthesizer
US7560090B2 (en) Process for producing hydrogen with permselective membrane reactor and permselective membrane reactor
ES2350620T3 (en) PROCESS TO GENERATE SYNTHESIS GAS USING A CATALIZED STRUCTURED PACKAGE.
JP2007204343A (en) Reformer and its manufacturing method
Bredesen et al. Pd‐Based Membranes in Hydrogen Production for Fuel cells
RU2357919C1 (en) Method for production of synthetic gas enriched with hydrogen and carbon monoxide, by means of catalytic reforming of hydrocarbon-containing raw materials

Legal Events

Date Code Title Description
RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20120118

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20130423

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140819

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20141009

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: 20150324

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20150406

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 5736669

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250