JP6058472B2 - 水素製造装置の使用方法及び水素製造装置 - Google Patents
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Description
炭化水素含有原料ガスの水蒸気改質により水素及び一酸化炭素を含む改質ガスを生成する改質部と、この改質ガスのCO変成により水素リッチな変成ガスを排出する変成部とを有する改質器を備える水素製造装置の停止方法であって、
上記水素製造装置が水電解装置をさらに備え、
上記改質器への原料ガス及び水蒸気の供給を停止すると共に、上記水電解装置で発生した水素ガスにより上記改質器内をパージすることを特徴とする。
炭化水素含有原料ガスの水蒸気改質により水素及び一酸化炭素を含む改質ガスを生成する改質部と、この改質ガスのCO変成により水素リッチな変成ガスを排出する変成部とを有する改質器を備える水素製造装置であって、
水電解装置と、
上記改質器への原料ガス及び水蒸気の供給を停止すると共に、上記水電解装置で発生した水素ガスにより上記改質器内をパージする制御手段と
をさらに備えることを特徴とする。
図1の水素製造装置1は、炭化水素含有原料ガスAの水蒸気改質により水素及び一酸化炭素を含む改質ガスを生成する改質部及びこの改質ガスのCO変成により水素リッチな改質ガスCを排出する変成部を有する改質器2と、改質ガスC中の水素以外のガスをPSAによって吸着する水素精製工程を行う水素精製器3と、水電解により高純度水素ガスF及び酸素ガスGを発生する水電解装置4と、制御手段(図示せず)とを備える。
(1)改質反応
CnHm+nH2O→nCO+(m/2+n)H2
(2)変成反応
CO+H2O→CO2+H2
本発明の水素製造装置の停止方法は、図3に示すように改質器2への原料ガスA及び水蒸気Bの供給停止後に上記改質器2に水電解装置4で発生した高純度水素ガスFを供給する手順で行われる。すなわち、まず改質器2への酸素ガスGの供給を停止し、改質器2の加熱を停止する(手順S10)。続いて、原料ガスAの供給を停止し、改質器2内の改質反応を停止させる(手順S20)。この時点では改質器2内へは水蒸気Bのみが供給され、改質器2内は徐々に水蒸気で置換される。次に、改質器2から排出されるオフガスにおける原料ガス濃度が十分低下した時点で、水蒸気Bの供給を停止し(手順S30)、水電解装置4で発生した高純度水素ガスFを改質器2内に供給開始する(手順S40)。その後、水分凝縮を避けられる圧力までオフガスにおける水蒸気の分圧が低下した時点で、高純度水素ガスFの供給を停止する(手順S50)。
本発明の水素製造装置の停止方法は、上記実施形態に限定されるものではない。上記水素製造装置の停止方法では改質器への原料ガス及び水蒸気の供給停止後に改質器に水電解装置で発生した高純度水素ガスを供給したが、本発明の水素製造装置の停止方法は、図4及び図5に示すように水蒸気の供給停止前に改質器に水電解装置で発生した高純度水素ガスを供給することも可能である。この場合、高純度水素ガスの供給開始は原料ガスの供給停止前後の任意のタイミングで行うことができ、水蒸気の供給停止タイミングは上記実施形態と同様に、オフガスにおける原料ガス濃度が一定値以下となった場合とすることができる。
2 改質器
3 水素精製器
4 水電解装置
5a,5b,5c 吸着塔
10 原料ガス供給ライン
11 水蒸気供給ライン
12 改質ガス供給ライン
13 改質ガス回収ライン
14 高純度水素ガス供給ライン
15 酸素ガス供給ライン
101 改質ガス導入ライン
102 オフガス排出ライン
103 水素ガス回収ライン
A 原料ガス
B 水蒸気
C 改質ガス
D 水素ガス
E オフガス
F 高純度水素ガス
G 酸素ガス
Claims (5)
- 炭化水素含有原料ガスの水蒸気改質により水素及び一酸化炭素を含む改質ガスを生成する改質部と、この改質ガスのCO変成により水素リッチな変成ガスを排出する変成部とを有する改質器を備える水素製造装置の使用方法であって、
上記水素製造装置が、水電解装置、上記改質器から排出される変性ガス中の水素以外のガスをPSA方式によって吸着する吸着塔を有する水素精製機、及びこの水電解装置で発生した高純度水素ガスが供給される高純度水素ガス供給ラインをさらに備え、上記高純度水素ガス供給ラインが上記改質器及び上記吸着塔に接続され、
上記改質器への原料ガス及び水蒸気の供給を停止すると共に、上記水電解装置で発生した水素ガスにより上記改質器内をパージする工程、及び
上記水電解装置で発生した水素ガスにより吸着塔の洗浄及び/又は昇圧する工程を有する水素製造装置の使用方法。 - 上記水素精製機が、それぞれ吸着、減圧、洗浄、昇圧、吸着の一連の工程を順次切り替えて行う複数の上記吸着塔を有する請求項1に記載の水素製造装置の使用方法。
- 炭化水素含有原料ガスの水蒸気改質により水素及び一酸化炭素を含む改質ガスを生成する改質部と、この改質ガスのCO変成により水素リッチな変成ガスを排出する変成部とを有する改質器を備える水素製造装置であって、
上記改質器から排出される変性ガス中の水素以外のガスをPSA方式によって吸着する吸着塔を有する水素精製機と、
水電解装置と、
上記水電解装置で発生した高純度水素ガスが供給され、上記改質器及び上記吸着塔に接続される高純度水素ガス供給ラインと、
上記改質器への原料ガス及び水蒸気の供給を停止すると共に、上記水電解装置で発生した水素ガスにより上記改質器内をパージし、上記吸着塔の洗浄及び/又は昇圧に際して上記水電解装置で発生した水素ガスを吸着塔に供給する制御手段と
をさらに備えることを特徴とする水素製造装置。 - 上記水素精製機が、それぞれ吸着、減圧、洗浄、昇圧、吸着の一連の工程を順次切り替えて行う複数の上記吸着塔を有する請求項3に記載の水素製造装置。
- 上記改質器が酸素含有ガスの酸化により改質反応に必要な熱を得る自己熱型の改質器であり、
上記酸素含有ガスとして上記水電解装置で発生した酸素ガスを改質器に供給する請求項3又は請求項4に記載の水素製造装置。
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