JP6758159B2 - Hydrogen production equipment - Google Patents
Hydrogen production equipment Download PDFInfo
- Publication number
- JP6758159B2 JP6758159B2 JP2016219145A JP2016219145A JP6758159B2 JP 6758159 B2 JP6758159 B2 JP 6758159B2 JP 2016219145 A JP2016219145 A JP 2016219145A JP 2016219145 A JP2016219145 A JP 2016219145A JP 6758159 B2 JP6758159 B2 JP 6758159B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hydrogen
- hydrogen production
- cost
- supply amount
- raw material
- 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
Links
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
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Description
本発明は、水素製造装置に関する。 The present invention relates to a hydrogen production apparatus.
従来、水素を得るための水素製造装置としては、炭化水素原料を改質して水素を主成分とする改質ガスを生成する改質器と、改質器にて生成された改質ガスを不純物と水素とに分離して水素を精製する水素精製器とを備えるものが知られている（例えば、特許文献１，２参照）。 Conventionally, as a hydrogen production device for obtaining hydrogen, a reformer that reforms a hydrocarbon raw material to generate a reformed gas containing hydrogen as a main component and a reformer gas generated by the reformer are used. It is known that a hydrogen purifier that separates impurities and hydrogen to purify hydrogen is provided (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
これらの水素製造装置は、大規模な水素製造能力の水素製造装置専用に改質器を設計しているため、水素製造能力の向上に対して有効である。 Since these hydrogen production devices are designed exclusively for hydrogen production devices with large-scale hydrogen production capacity, they are effective for improving the hydrogen production capacity.
しかしながら、水素製造装置においては、水素供給量によって水素製造費を算出するため、水素製造費の算出が必ずしも適切に行われているとはいえなかった。 However, in the hydrogen production apparatus, the hydrogen production cost is calculated based on the amount of hydrogen supplied, so that the hydrogen production cost is not always calculated appropriately.
本発明は、上記事情に鑑みて成されたものであり、より適切な水素製造費の算出が可能な水素製造装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a hydrogen production apparatus capable of calculating a more appropriate hydrogen production cost.
第一態様では、供給された炭化水素原料を使用して水素を生成し供給する水素製造部と、該水素製造部で使用される前記炭化水素原料の使用量を測定する使用量測定部と、前記水素製造部が供給する水素の供給量を測定する供給量測定部と、を備えている。 In the first aspect, a hydrogen production unit that generates and supplies hydrogen using the supplied hydrocarbon raw material, a usage amount measuring unit that measures the usage amount of the hydrocarbon raw material used in the hydrogen production unit, and a usage amount measuring unit. It is provided with a supply amount measuring unit for measuring the supply amount of hydrogen supplied by the hydrogen production unit.
すなわち、使用量測定部から測定値を得ることで、水素製造部で使用した炭化水素原料の使用量を取得することができ、供給量測定部から測定値を得ることで、水素製造部からの水素の供給量を取得することができる。また、取得した供給量と使用量とを用いることによって、使用した炭化水素原料と供給した水素との関係から水素加工費を算出することができる。 That is, by obtaining the measured value from the usage amount measuring unit, the usage amount of the hydrocarbon raw material used in the hydrogen production unit can be obtained, and by obtaining the measured value from the supply amount measuring unit, the hydrogen production unit can obtain the measured value. The amount of hydrogen supplied can be obtained. Further, by using the acquired supply amount and the usage amount, the hydrogen processing cost can be calculated from the relationship between the used hydrocarbon raw material and the supplied hydrogen.
そして、使用量から求めた原料費に、算出した水素加工費を加えれば、水素製造費を求めることができる。このようにして求めた水素製造費では、炭化水素原料から水素を製造する際の運転効率が良かったときに、より多くの水素製造費を徴収できる。また、運転効率が悪かったときは、運用者へのペナルティとして、水素製造費が安くなる。 Then, the hydrogen production cost can be obtained by adding the calculated hydrogen processing cost to the raw material cost obtained from the amount used. With the hydrogen production cost obtained in this way, a larger hydrogen production cost can be collected when the operating efficiency when producing hydrogen from the hydrocarbon raw material is good. In addition, when the operating efficiency is poor, the hydrogen production cost is reduced as a penalty to the operator.
このため、運用者に対しては、運転効率が低下した際の調整作業や不具合の修正を促すことができる。また、利用者にあっては、運転効率に興味を持たせることができる。よって、両者の環境意識が高まり、地球環境保全に有効である。 Therefore, it is possible to urge the operator to perform adjustment work and correct defects when the operating efficiency is lowered. In addition, users can be interested in driving efficiency. Therefore, the environmental awareness of both parties is raised, which is effective for global environmental conservation.
第二態様では、前記供給量測定部での測定値より求めた供給量と前記使用量測定部での測定値より求めた使用量との関係に基づいて水素加工費を演算する加工費演算手段をさらに備えている。 In the second aspect, the processing cost calculation means for calculating the hydrogen processing cost based on the relationship between the supply amount obtained from the measured value of the supply amount measuring unit and the usage amount obtained from the measured value of the usage amount measuring unit. Is further equipped.
すなわち、水素製造装置は、加工費演算手段を備えており、加工費演算手段は、供給量測定部での測定値より求めた供給量と使用量測定部での測定値より求めた使用量との関係から水素加工費を演算する。 That is, the hydrogen production apparatus includes a processing cost calculation means, and the processing cost calculation means includes the supply amount obtained from the measured value in the supply amount measuring unit and the usage amount obtained from the measured value in the usage amount measuring unit. The hydrogen processing cost is calculated from the relationship of.
このため、人手による水素加工費の計算が不要となり、利便性が向上する。 Therefore, it is not necessary to manually calculate the hydrogen processing cost, and the convenience is improved.
第三態様では、前記加工費演算手段は、前記供給量を前記使用量で除算し、この除算値に基づいて水素加工費を演算する。 In the third aspect, the processing cost calculation means divides the supply amount by the usage amount and calculates the hydrogen processing cost based on the divided value.
すなわち、水素加工費は、供給量を使用量で除算した除算値を用いて演算される。このため、炭化水素原料の使用量に対する水素の供給量の比率によって運転効率が示され、この運転効率に基づいて水素加工費を演算することができる。 That is, the hydrogen processing cost is calculated using the divided value obtained by dividing the supply amount by the usage amount. Therefore, the operating efficiency is indicated by the ratio of the amount of hydrogen supplied to the amount of the hydrocarbon raw material used, and the hydrogen processing cost can be calculated based on this operating efficiency.
第四態様では、前記使用量測定部での測定値に基づいて算出した炭化水素原料の原料費に、前記加工費演算手段で算出された前記水素加工費に基づく水素費を加算して水素製造費を算出する製造費算出手段をさらに備えている。 In the fourth aspect, hydrogen production is performed by adding the hydrogen cost based on the hydrogen processing cost calculated by the processing cost calculation means to the raw material cost of the hydrocarbon raw material calculated based on the value measured by the usage amount measuring unit. It also has a manufacturing cost calculation means for calculating the cost.
すなわち、水素製造装置は、製造費算出手段を備えており、製造費算出手段は、使用量測定部での測定値より求めた炭化水素原料の原料費に、算出した水素加工費に基づく水素費を加算して、水素製造費を演算する。 That is, the hydrogen production apparatus is provided with a manufacturing cost calculating means, and the manufacturing cost calculating means is a hydrogen cost based on the calculated hydrogen processing cost in addition to the raw material cost of the hydrocarbon raw material obtained from the measured value in the usage amount measuring unit. Is added to calculate the hydrogen production cost.
このため、人手による水素製造費の計算が不要となり、利便性が向上する。 Therefore, it is not necessary to manually calculate the hydrogen production cost, and the convenience is improved.
本態様では、水素供給量のみによって水素製造費を算出する従来と比較して、より適切な水素製造費の算出が可能となる。 In this embodiment, it is possible to calculate a more appropriate hydrogen production cost as compared with the conventional method in which the hydrogen production cost is calculated only by the hydrogen supply amount.
以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態について説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図１に示されるように、本実施形態に係る水素製造装置１０は、複数の多重筒型改質器（ＦＰＳ）１２と、圧縮機１４と、水素精製器１６とを備え、多重筒型改質器１２と圧縮機１４と水素精製器１６とによって炭化水素原料から水素を製造し供給する水素製造部１７が構成される。なお、本実施形態では、炭化水素原料の一例として都市ガスが用いられる場合について説明する。 As shown in FIG. 1, the hydrogen production apparatus 10 according to the present embodiment includes a plurality of multiple cylinder reformers (FPS) 12, a compressor 14, and a hydrogen purifier 16, and has a multiple cylinder reformer. A pawn 12, a compressor 14, and a hydrogen refiner 16 constitute a hydrogen production unit 17 that produces and supplies hydrogen from a hydrocarbon raw material. In this embodiment, a case where city gas is used as an example of a hydrocarbon raw material will be described.
この水素製造装置１０は、水素製造部１７で使用する都市ガスの使用量を測定する使用量測定部１８と、水素製造部１７が供給する水素の供給量を測定する供給量測定部２０とを備える。使用量測定部１８及び供給量測定部２０は、通過する気体の流量を計測する流量計によって構成され、測定値を表示する表示機能と送信する通信機能とを有する。 The hydrogen production apparatus 10 includes a usage amount measurement unit 18 for measuring the usage amount of city gas used in the hydrogen production unit 17, and a supply amount measurement unit 20 for measuring the supply amount of hydrogen supplied by the hydrogen production unit 17. Be prepared. The usage amount measuring unit 18 and the supply amount measuring unit 20 are composed of a flow meter for measuring the flow rate of the passing gas, and have a display function for displaying the measured value and a communication function for transmitting the measured value.
複数の多重筒型改質器１２は、互いに並列に接続されている。この複数の多重筒型改質器１２は、圧縮機１４を介して水素精製器１６と接続されている。複数の多重筒型改質器１２の台数は、要求される水素製造量等に合せて任意に設定可能である。この複数の多重筒型改質器１２は、互いに同一の構成とされている。 The plurality of multiple cylinder type reformers 12 are connected in parallel with each other. The plurality of multiple cylinder reformers 12 are connected to the hydrogen purifier 16 via a compressor 14. The number of the plurality of multiplex tubular reformers 12 can be arbitrarily set according to the required hydrogen production amount and the like. The plurality of multiple cylinder type reformers 12 have the same configuration as each other.
図２に示されるように、各多重筒型改質器１２は、多重に配置された複数の筒状壁２１〜２４を有して構成されている。複数の筒状壁２１〜２４は、例えば円筒状や楕円筒状に形成される。複数の筒状壁２１〜２４のうち内側から一番目の筒状壁２１の内部には、燃焼室２５が形成されており、この燃焼室２５の上部には、バーナ２６が下向きに配置されている。 As shown in FIG. 2, each multiplex tubular reformer 12 is configured to have a plurality of tubular walls 21 to 24 arranged in multiplex. The plurality of tubular walls 21 to 24 are formed, for example, in a cylindrical shape or an elliptical tubular shape. A combustion chamber 25 is formed inside the first tubular wall 21 from the inside of the plurality of tubular walls 21 to 24, and a burner 26 is arranged downward in the upper part of the combustion chamber 25. There is.
一番目の筒状壁２１と二番目の筒状壁２２との間には、燃焼排ガス流路２７が形成されている。燃焼排ガス流路２７の下端部は、燃焼室２５と連通されており、燃焼排ガス流路２７の上端部には、ガス排出管２８が設けられている。燃焼室２５から排出された燃焼排ガスは、燃焼排ガス流路２７を下側から上側に流れ、ガス排出管２８を通じて外部に排出される。 A combustion exhaust gas flow path 27 is formed between the first tubular wall 21 and the second tubular wall 22. The lower end of the combustion exhaust gas flow path 27 is communicated with the combustion chamber 25, and the gas discharge pipe 28 is provided at the upper end of the combustion exhaust gas flow path 27. The combustion exhaust gas discharged from the combustion chamber 25 flows through the combustion exhaust gas flow path 27 from the lower side to the upper side, and is discharged to the outside through the gas discharge pipe 28.
二番目の筒状壁２２と三番目の筒状壁２３との間には、第一流路３１が形成されている。この第一流路３１の上部は、予熱流路３２として形成されており、この予熱流路３２の上端部には、原料供給管３３及び改質用水供給管３４（図１では図示省略）が接続されている。二番目の筒状壁２２と三番目の筒状壁２３との間には、螺旋部材３５が設けられており、この螺旋部材３５により、予熱流路３２は、螺旋状に形成されている。 A first flow path 31 is formed between the second tubular wall 22 and the third tubular wall 23. The upper part of the first flow path 31 is formed as a preheating flow path 32, and a raw material supply pipe 33 and a reforming water supply pipe 34 (not shown in FIG. 1) are connected to the upper end of the preheating flow path 32. Has been done. A spiral member 35 is provided between the second tubular wall 22 and the third tubular wall 23, and the spiral member 35 forms the preheating flow path 32 in a spiral shape.
この予熱流路３２には、原料供給管３３から都市ガスが供給されると共に、改質用水供給管３４から改質用水が供給される。都市ガス及び改質用水は、予熱流路３２を上側から下側に流れると共に、二番目の筒状壁２２を介して燃焼排ガスと熱交換され水が気化される。この予熱流路３２では、都市ガス及び気相の改質用水（水蒸気）が混合されることにより、混合ガスが生成される。 City gas is supplied to the preheating flow path 32 from the raw material supply pipe 33, and reforming water is supplied from the reforming water supply pipe 34. The city gas and the reforming water flow through the preheating flow path 32 from the upper side to the lower side, and are heat-exchanged with the combustion exhaust gas through the second tubular wall 22 to vaporize the water. In the preheating flow path 32, a mixed gas is generated by mixing the city gas and the reforming water (steam) of the gas phase.
第一流路３１における予熱流路３２の下側には、改質触媒層３６が設けられており、予熱流路３２にて生成された混合ガスは、改質触媒層３６に供給される。改質触媒層３６では、燃焼排ガス流路２７を流れる燃焼排ガスからの熱を受けて混合ガスが水蒸気改質され、水素を主成分とする改質ガスが生成される。 A reforming catalyst layer 36 is provided below the preheating flow path 32 in the first flow path 31, and the mixed gas generated in the preheating flow path 32 is supplied to the reforming catalyst layer 36. In the reforming catalyst layer 36, the mixed gas is steam reformed by receiving heat from the combustion exhaust gas flowing through the combustion exhaust gas flow path 27, and a reformed gas containing hydrogen as a main component is generated.
三番目の筒状壁２３と四番目の筒状壁２４との間には、第二流路４２が形成されている。第二流路４２の下端部は、第一流路３１の下端部と連通されている。第二流路４２の下部は、改質ガス流路４３として形成されており、第二流路４２の上端部には、改質ガス排出管４４が接続されている。 A second flow path 42 is formed between the third tubular wall 23 and the fourth tubular wall 24. The lower end of the second flow path 42 communicates with the lower end of the first flow path 31. The lower part of the second flow path 42 is formed as a reforming gas flow path 43, and the reforming gas discharge pipe 44 is connected to the upper end portion of the second flow path 42.
第二流路４２における改質ガス流路４３よりも上側には、ＣＯ変成触媒層４５が設けられており、改質触媒層３６にて生成された改質ガスは、改質ガス流路４３を通過した後、ＣＯ変成触媒層４５に供給される。ＣＯ変成触媒層４５では、改質ガスに含まれる一酸化炭素と水蒸気が反応して、水素と二酸化炭素に変換され、一酸化炭素が低減される。 A CO transformation catalyst layer 45 is provided above the reformed gas flow path 43 in the second flow path 42, and the reformed gas generated in the reformed catalyst layer 36 is the reformed gas flow path 43. After passing through, it is supplied to the CO reforming catalyst layer 45. In the CO metamorphic catalyst layer 45, carbon monoxide contained in the reformed gas reacts with water vapor to be converted into hydrogen and carbon dioxide, and carbon monoxide is reduced.
ＣＯ変成触媒層４５の上側には、酸化剤ガス供給管４６が設けられており、第二流路４２におけるＣＯ変成触媒層４５よりも上側には、ＣＯ除去触媒層４７が設けられている。酸化剤ガス供給管４６を通じて取り入れられた酸化剤ガス、及び、ＣＯ変成触媒層４５を通過した改質ガスは、ＣＯ除去触媒層４７に供給される。ＣＯ除去触媒層４７では、例えば白金やルテニウム等の貴金属触媒上で一酸化炭素が酸素と反応して二酸化炭素に変換され、一酸化炭素が除去される。ＣＯ変成触媒層４５及びＣＯ除去触媒層４７で一酸化炭素が除去された改質ガスは、改質ガス排出管４４を通じて排出される。 An oxidant gas supply pipe 46 is provided above the CO transformation catalyst layer 45, and a CO removal catalyst layer 47 is provided above the CO transformation catalyst layer 45 in the second flow path 42. The oxidant gas taken in through the oxidant gas supply pipe 46 and the reformed gas that has passed through the CO transformation catalyst layer 45 are supplied to the CO removal catalyst layer 47. In the CO removal catalyst layer 47, carbon monoxide reacts with oxygen on a noble metal catalyst such as platinum or ruthenium and is converted into carbon dioxide, and carbon monoxide is removed. The reformed gas from which carbon monoxide has been removed from the CO-modified catalyst layer 45 and the CO-removed catalyst layer 47 is discharged through the reformed gas discharge pipe 44.
各多重筒型改質器１２にて生成された改質ガスは、図１に示される圧縮機１４に送られ、圧縮機１４で圧縮される。この圧縮機１４にて圧縮された改質ガスは、水素精製器１６に送られる。 The reforming gas generated by each multiple-cylindrical reformer 12 is sent to the compressor 14 shown in FIG. 1 and compressed by the compressor 14. The reformed gas compressed by the compressor 14 is sent to the hydrogen purifier 16.
水素精製器１６には、一例として、ＰＳＡ（Pressure Swing Adsorption）装置が使用されている。この水素精製器１６では、改質ガスが不純物と水素とに分離され、水素が精製される。水素精製器１６からのオフガスには、不純物が含まれ、このオフガスは、上述のバーナ２６（図２参照）の燃料として利用される。このバーナ２６に供給される燃料が足りない場合には、バーナ２６に図示しない補給経路から都市ガスが供給される。 As an example, a PSA (Pressure Swing Adsorption) device is used in the hydrogen purifier 16. In this hydrogen purifier 16, the reforming gas is separated into impurities and hydrogen, and hydrogen is purified. The off-gas from the hydrogen purifier 16 contains impurities, and this off-gas is used as fuel for the burner 26 (see FIG. 2) described above. When the fuel supplied to the burner 26 is insufficient, city gas is supplied to the burner 26 from a supply route (not shown).
以上の水素製造装置１０は、例えば、燃料電池システムに適用され、水素製造装置１０で製造された水素は、供給量測定部２０を介して燃料電池システム中の燃料電池に供給され、燃料電池による発電に利用される。 The above hydrogen production apparatus 10 is applied to, for example, a fuel cell system, and the hydrogen produced by the hydrogen production apparatus 10 is supplied to the fuel cell in the fuel cell system via the supply amount measuring unit 20, and is supplied by the fuel cell. Used for power generation.
この水素製造装置１０において、例えば、燃料電池システムのスペック（定格出力）に対応して要求される水素製造量が変わる場合には、多重筒型改質器１２の設置台数を調整することにより対応可能である。また、燃料電池の負荷変動に対応して燃料電池への水素の供給量を変えたい場合には、多重筒型改質器１２の稼働数を調整することにより対応可能である。 In the hydrogen production apparatus 10, for example, when the required hydrogen production amount changes according to the specifications (rated output) of the fuel cell system, it is dealt with by adjusting the number of installed multiple cylinder reformers 12. It is possible. Further, when it is desired to change the amount of hydrogen supplied to the fuel cell in response to the load fluctuation of the fuel cell, it can be dealt with by adjusting the number of operating multiple tubular reformers 12.
そして、この水素製造装置１０には、加工費演算手段及び製造費算出手段を実施する制御部６０が設けられている。この制御部６０には、使用量測定部１８、供給量測定部２０、水素製造費を表示するための操作スイッチ６２、及び液晶ディスプレイからなる表示部６４が接続されている。また、制御部６０は、ネットワーク６６を介して、運用者の管理事務所のコンピュータ６８に接続されている。 The hydrogen production apparatus 10 is provided with a control unit 60 that executes a processing cost calculation means and a production cost calculation means. The control unit 60 is connected to a usage amount measurement unit 18, a supply amount measurement unit 20, an operation switch 62 for displaying the hydrogen production cost, and a display unit 64 including a liquid crystal display. Further, the control unit 60 is connected to the computer 68 of the operator's management office via the network 66.
これにより、制御部６０は、使用量測定部１８及び供給量測定部２０から測定値を入力して水素製造費を演算し、その演算結果を表示部６４に表示する。また、制御部６０は、演算結果をネットワーク６６を介して、運用者の管理事務所のコンピュータ６８に送信できるように構成されている。 As a result, the control unit 60 inputs the measured values from the usage amount measurement unit 18 and the supply amount measurement unit 20, calculates the hydrogen production cost, and displays the calculation result on the display unit 64. Further, the control unit 60 is configured so that the calculation result can be transmitted to the computer 68 of the operator's management office via the network 66.
この制御部６０は、ＲＯＭ及びＲＡＭを内蔵したマイコンを中心に構成されており、マイコンがＲＯＭに記憶されたプログラムに従って動作することで、水素製造費の演算を行う。 The control unit 60 is mainly composed of a microcomputer having a built-in ROM and RAM, and the microcomputer operates according to a program stored in the ROM to calculate the hydrogen production cost.
すなわち、制御部６０が動作を開始した後、水素製造装置１０に設けられた操作スイッチ６２がオン操作されると、メインルーチンより課金処理を呼び出して実行する。あるいは、管理事務所のコンピュータ６８からの水素製造費の演算命令を、ネットワーク６６を介して受信すると、メインルーチンより課金処理を呼び出して実行する。 That is, when the operation switch 62 provided in the hydrogen production apparatus 10 is turned on after the control unit 60 starts the operation, the billing process is called from the main routine and executed. Alternatively, when the calculation instruction of the hydrogen production cost from the computer 68 of the management office is received via the network 66, the billing process is called and executed from the main routine.
この課金処理では、水素製造部１７で使用した炭化水素原料の一例として都市ガスの使用量を使用量測定部１８から入力する（Ｓ１）。ここで、使用量測定部１８が、通過した都市ガスの累計を積算値として出力する積算流量計で構成された場合を例として説明する。例えば、前回の使用量取得時から現時点までを、水素製造費の演算対象期間とすると、現在入力した積算値から予め記憶しておいた前回の積算値を減算し、この減算値を演算対象期間の都市ガス使用量Ａｘとする。 In this billing process, the amount of city gas used is input from the amount measurement unit 18 as an example of the hydrocarbon raw material used in the hydrogen production unit 17 (S1). Here, a case where the usage amount measuring unit 18 is configured by an integrated flow meter that outputs the cumulative total of passed city gas as an integrated value will be described as an example. For example, assuming that the period from the time of the previous acquisition of the usage amount to the present time is the calculation target period of the hydrogen production cost, the previously stored integrated value is subtracted from the currently input integrated value, and this subtracted value is used as the calculation target period. City gas usage amount Ax.
次に、水素製造部１７が利用者の燃料電池へ供給した水素の供給量を供給量測定部２０から入力する（Ｓ２）。供給量測定部２０が通過した水素の累計を積算値として出力する積算流量計で構成された場合、現在入力した積算値から予め記憶しておいた前回の積算値を減算し、この減算値を演算対象期間の水素供給量Ｂｘとする。 Next, the supply amount of hydrogen supplied by the hydrogen production unit 17 to the user's fuel cell is input from the supply amount measurement unit 20 (S2). If it is composed of an integrated flow meter that outputs the cumulative total of hydrogen passed by the supply amount measuring unit 20 as an integrated value, the previous integrated value stored in advance is subtracted from the currently input integrated value, and this subtracted value is calculated. Let it be the hydrogen supply amount Bx during the calculation target period.
そして、取得した水素供給量Ｂｘ〔ｍ３〕と都市ガス使用量Ａｘ〔ｍ３〕との関係に基づいて水素加工費Ｐ〔円／ｍ３〕を演算する（Ｓ３）。具体的には、水素供給量Ｂｘを都市ガス使用量Ａｘで除算して都市ガス使用量Ａｘに対する水素供給量Ｂｘの比率を求め、この比率に予め定めた単価Ｘ〔円／ｍ３〕を乗算して水素加工費Ｐ（（Ｂｘ／Ａｘ）×Ｘ）を求める。 Then, the hydrogen processing cost P [yen / m 3 ] is calculated based on the relationship between the acquired hydrogen supply amount Bx [m 3 ] and the city gas consumption amount Ax [m 3 ] (S3). Specifically, the hydrogen supply amount Bx is divided by the city gas usage amount Ax to obtain the ratio of the hydrogen supply amount Bx to the city gas usage amount Ax, and this ratio is multiplied by a predetermined unit price X [yen / m 3 ]. Then, the hydrogen processing cost P ((Bx / Ax) × X) is obtained.
次に、ステップＳ１において使用量測定部１８より入力した測定値から算出した都市ガス使用量Ａｘに都市ガスの単価Ｙ〔円／ｍ３〕を乗算して原料費と求めるとともに、この原料費にステップＳ３で求めた水素加工費Ｐに水素供給量Ｂｘを乗算して求めた水素費を加算して水素製造費（Ｐ×Ｂｘ＋Ａｘ×Ｙ）〔円〕を算出する（Ｓ４）。 Next, the city gas usage amount Ax calculated from the measured value input from the usage amount measuring unit 18 in step S1 is multiplied by the unit price Y [yen / m 3 ] of the city gas to obtain the raw material cost, and the raw material cost is calculated. The hydrogen production cost (P × Bx + Ax × Y) [yen] is calculated by multiplying the hydrogen processing cost P obtained in step S3 by the hydrogen supply amount Bx and adding the hydrogen cost obtained (S4).
そして、算出した水素製造費を、表示部６４の液晶ディスプレイに表示するとともに、水素製造費を示すデータを、当該水素製造装置１０を特定可能な識別子と共にネットワーク６６を介して管理事務所のコンピュータ６８に送信し（Ｓ５）、メインルーチンへ戻る。 Then, the calculated hydrogen production cost is displayed on the liquid crystal display of the display unit 64, and the data indicating the hydrogen production cost is displayed on the computer 68 of the management office via the network 66 together with the identifier that can identify the hydrogen production apparatus 10. (S5) and return to the main routine.
これにより、使用量測定部１８及び供給量測定部２０の検診を行う検針者は、水素製造装置１０に設けられた操作スイッチ６２をオン操作して、表示部６４の液晶ディスプレイを見ることで水素製造費を知ることができる。また、運用者にあっては、管理事務所のコンピュータ６８からネットワーク６６を介して対象となる水素製造装置１０に対して水素製造費の演算命令を送信することで、管理事務所において水素製造費を知ることができる。 As a result, the meter reader who inspects the usage amount measuring unit 18 and the supply amount measuring unit 20 turns on the operation switch 62 provided in the hydrogen production apparatus 10 and looks at the liquid crystal display of the display unit 64 to obtain hydrogen. You can know the manufacturing cost. In addition, the operator transmits a hydrogen production cost calculation command from the computer 68 of the management office to the target hydrogen production apparatus 10 via the network 66, so that the hydrogen production cost is generated at the management office. Can be known.
次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。 Next, the action and effect of this embodiment will be described.
以上詳述したように、本実施形態に係る水素製造装置１０では、使用量測定部１８での測定値を目視あるいは通信で得ることにより、水素製造部１７で使用した炭化水素原料の一例である都市ガスの使用量を取得することができる。また、供給量測定部２０での測定値を目視あるいは通信で得ることで、水素製造部１７からの水素の供給量を取得することができる。 As described in detail above, the hydrogen production apparatus 10 according to the present embodiment is an example of the hydrocarbon raw material used in the hydrogen production unit 17 by obtaining the measured value in the usage amount measurement unit 18 visually or by communication. You can get the amount of city gas used. Further, the supply amount of hydrogen from the hydrogen production unit 17 can be obtained by obtaining the measured value by the supply amount measurement unit 20 visually or by communication.
そして、取得した供給量と使用量とを用いることによって、使用した都市ガスと供給した水素との関係から水素加工費を人手により又はコンピュータ等のハードウェアで算出することができる。また、都市ガスの使用量から原料費を人手により又はコンピュータ等のハードウェアで算出することができ、この原料費に、算出した水素加工費を加えれば、水素製造費を求めることができる。 Then, by using the acquired supply amount and the usage amount, the hydrogen processing cost can be calculated manually or by hardware such as a computer from the relationship between the used city gas and the supplied hydrogen. Further, the raw material cost can be calculated manually or by hardware such as a computer from the amount of city gas used, and the hydrogen production cost can be obtained by adding the calculated hydrogen processing cost to the raw material cost.
このように、使用した都市ガスと供給した水素との関係より求めた水素加工費を用いて水素製造費を算出できるので、水素供給量のみによって水素製造費を算出する従来と比較して、より適切な水素製造費の算出が可能となる。 In this way, the hydrogen production cost can be calculated using the hydrogen processing cost obtained from the relationship between the used city gas and the supplied hydrogen, so compared to the conventional method where the hydrogen production cost is calculated only by the amount of hydrogen supply, it is more It is possible to calculate an appropriate hydrogen production cost.
また、このように水素製造費を算出すれば、原料となる都市ガスから水素を製造する際の運転効率が良かったときには、より多くの水素製造費を徴収できる。また、運転効率が悪かったときは、水素製造費が安くなる。 Further, if the hydrogen production cost is calculated in this way, a larger hydrogen production cost can be collected when the operating efficiency when producing hydrogen from the city gas as a raw material is good. In addition, when the operating efficiency is poor, the hydrogen production cost is reduced.
このため、運用者に対しては、運転効率が低下した際の調整作業や不具合の修正を促すことができる。また、利用者にあっては、運転効率に興味を持たせることができる。よって、両者の環境意識が高まり、地球環境保全に対して有効な水素製造装置１０となる。 Therefore, it is possible to urge the operator to perform adjustment work and correct defects when the operating efficiency is lowered. In addition, users can be interested in driving efficiency. Therefore, the environmental awareness of both parties is increased, and the hydrogen production apparatus 10 is effective for global environmental conservation.
そして、本実施形態では、水素製造装置１０の制御部６０が供給量測定部２０での測定値より求めた水素供給量Ａｘと使用量測定部１８での測定値より求めた都市ガス使用量Ｂｘとの関係に基づいて水素加工費Ｐを演算する。
このため、人手による水素加工費Ｐの計算が不要となり、利便性が向上する。
Then, in the present embodiment, the hydrogen supply amount Ax obtained from the measurement value of the supply amount measurement unit 20 and the city gas usage amount Bx obtained from the measurement value of the usage amount measurement unit 18 by the control unit 60 of the hydrogen production apparatus 10. The hydrogen processing cost P is calculated based on the relationship with.
Therefore, it is not necessary to manually calculate the hydrogen processing cost P, and the convenience is improved.
このとき、制御部６０は、水素供給量Ａｘを都市ガス使用量Ｂｘで除算し、この除算値に基づいて水素加工費Ｐを演算する。 At this time, the control unit 60 divides the hydrogen supply amount Ax by the city gas usage amount Bx, and calculates the hydrogen processing cost P based on this division value.
このため、原料となる都市ガス使用量Ｂｘに対する水素供給量Ａｘの比率によって運転効率が示され、この運転効率に基づいて水素加工費Ｐを演算することができる。 Therefore, the operating efficiency is indicated by the ratio of the hydrogen supply amount Ax to the city gas consumption amount Bx used as a raw material, and the hydrogen processing cost P can be calculated based on this operating efficiency.
また、制御部６０は、使用量測定部１８での測定値に基づいて算出した都市ガスの原料費に、算出した水素加工費Ｐに基づく水素費を加算して水素製造費を算出する。
このため、人手による水素製造費の計算が不要となり、利便性が向上する。
Further, the control unit 60 calculates the hydrogen production cost by adding the hydrogen cost based on the calculated hydrogen processing cost P to the raw material cost of the city gas calculated based on the value measured by the usage amount measuring unit 18.
Therefore, it is not necessary to manually calculate the hydrogen production cost, and the convenience is improved.
次に、本実施形態の変形例について説明する。 Next, a modified example of this embodiment will be described.
上記実施形態では、炭化水素原料の一例として都市ガスが用いられているが、メタンを主成分とする都市ガス以外の炭化水素原料、すなわち、例えば、プロパンなどの炭化水素を主成分とするガスや、炭化水素系液体が用いられても良い。 In the above embodiment, city gas is used as an example of a hydrocarbon raw material, but a hydrocarbon raw material other than city gas containing methane as a main component, that is, a gas containing a hydrocarbon such as propane as a main component, or , Hydrocarbon-based liquids may be used.
また、都市ガス以外の炭化水素原料が用いられる場合に、多重筒型改質器１２は、上記以外の構造（使用される炭化水素原料に適した構造）に変更されても良い。 Further, when a hydrocarbon raw material other than city gas is used, the multiple cylinder reformer 12 may be changed to a structure other than the above (a structure suitable for the hydrocarbon raw material used).
また、上記実施形態では、水素精製器１６として、ＰＳＡ装置が使用されているが、例えば水素分離膜を有する水素精製装置などが使用されても良い。 Further, in the above embodiment, the PSA apparatus is used as the hydrogen purifier 16, but for example, a hydrogen purifier having a hydrogen separation membrane or the like may be used.
また、本実施形態に係る水素製造装置１０は、燃料電池システムに好適に用いられるが、燃料電池システム以外の機器やシステムに用いられても良い。例えば、工業用の熱処理炉などにおいて、炉内を還元雰囲気を保つための還元ガスとして消費される水素を供給する水素製造装置１０として用いても良い。 Further, although the hydrogen production apparatus 10 according to the present embodiment is preferably used for a fuel cell system, it may be used for a device or system other than the fuel cell system. For example, in an industrial heat treatment furnace or the like, it may be used as a hydrogen production apparatus 10 for supplying hydrogen consumed as a reducing gas in the furnace to maintain a reducing atmosphere.
そして、供給量測定部１８での測定値より求めた水素供給量Ｂｘと使用量測定部２０での測定値より求めた都市ガス使用量Ａｘとの関係に基づいて水素加工費Ｐを演算する方法は、他の方法であっても良い。すなわち、水素供給量Ｂｘから都市ガス使用量Ａｘを減算して増加量を求め、この増加量に予め定めた単価Ｚ〔円／ｍ３〕を乗算して求める方法（（Ｂｘ−Ａｘ）×Ｚ）が挙げられる。 Then, a method of calculating the hydrogen processing cost P based on the relationship between the hydrogen supply amount Bx obtained from the measured value of the supply amount measuring unit 18 and the city gas usage amount Ax obtained from the measured value of the usage amount measuring unit 20. May be another method. That is, a method of subtracting the city gas consumption amount Ax from the hydrogen supply amount Bx to obtain the increase amount, and multiplying this increase amount by a predetermined unit price Z [yen / m 3 ] to obtain the method ((Bx-Ax) × Z ).
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。 Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above, and it goes without saying that the present invention can be variously modified and implemented within a range not deviating from the gist thereof. Is.
１０…水素製造装置、１２…多重筒型改質器、１４…圧縮機、１６…水素精製器、１７…水素製造部、１８…使用量測定部、２０…供給量測定部、２１〜２４…筒状壁、２５…燃焼室、２６…バーナ、２７…燃焼排ガス流路、２８…ガス排出管、３１…第一流路、３２…予熱流路、３３…原料供給管、３４…改質用水供給管、３５…螺旋部材、３６…改質触媒層、４２…第二流路、４３…改質ガス流路、４４…改質ガス排出管、４５…ＣＯ変成触媒層、４６…酸化剤ガス供給管、４７…ＣＯ除去触媒層、６０…制御部 10 ... Hydrogen production equipment, 12 ... Multiple cylinder type reformer, 14 ... Compressor, 16 ... Hydrogen purifier, 17 ... Hydrogen production unit, 18 ... Usage amount measurement unit, 20 ... Supply amount measurement unit, 21-24 ... Cylindrical wall, 25 ... combustion chamber, 26 ... burner, 27 ... combustion exhaust gas flow path, 28 ... gas discharge pipe, 31 ... first flow path, 32 ... preheating flow path, 33 ... raw material supply pipe, 34 ... reforming water supply Tube, 35 ... spiral member, 36 ... reforming catalyst layer, 42 ... second flow path, 43 ... reforming gas flow path, 44 ... reforming gas discharge pipe, 45 ... CO modification catalyst layer, 46 ... oxidizing agent gas supply Tube, 47 ... CO removal catalyst layer, 60 ... Control unit
Claims (2)
該水素製造部で使用される前記炭化水素原料の使用量を測定する使用量測定部と、
前記水素製造部が供給する水素の供給量を測定する供給量測定部と、
前記供給量測定部での測定値より求めた供給量を前記使用量測定部での測定値より求めた使用量で除算し、この除算値に基づいて水素加工費を演算する加工費演算手段と、
を備える水素製造装置。 The hydrogen production department that generates and supplies hydrogen using the supplied hydrocarbon raw material,
A usage amount measuring unit for measuring the usage amount of the hydrocarbon raw material used in the hydrogen production unit, and a usage amount measuring unit.
A supply amount measuring unit that measures the supply amount of hydrogen supplied by the hydrogen production unit, and a supply amount measuring unit.
A processing cost calculation means that divides the supply amount obtained from the measured value of the supply amount measuring unit by the usage amount obtained from the measured value of the usage amount measuring unit, and calculates the hydrogen processing cost based on this divided value. ,
A hydrogen production device equipped with.
The hydrogen cost obtained by multiplying the raw material cost of the hydrocarbon raw material calculated based on the measured value by the usage amount measuring unit by the hydrogen processing cost calculated by the processing cost calculation means and the hydrogen supply amount is calculated. The hydrogen production apparatus according to claim 1, further comprising a production cost calculation means for calculating the hydrogen production cost by adding the hydrogen production cost .
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2015219485 | 2015-11-09 | ||
| JP2015219485 | 2015-11-09 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2017088489A JP2017088489A (en) | 2017-05-25 |
| JP6758159B2 true JP6758159B2 (en) | 2020-09-23 |
Family
ID=58769619
Family Applications (3)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2016219146A Pending JP2017088490A (en) | 2015-11-09 | 2016-11-09 | Hydrogen production apparatus |
| JP2016219144A Active JP6758158B2 (en) | 2015-11-09 | 2016-11-09 | Hydrogen production equipment |
| JP2016219145A Active JP6758159B2 (en) | 2015-11-09 | 2016-11-09 | Hydrogen production equipment |
Family Applications Before (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2016219146A Pending JP2017088490A (en) | 2015-11-09 | 2016-11-09 | Hydrogen production apparatus |
| JP2016219144A Active JP6758158B2 (en) | 2015-11-09 | 2016-11-09 | Hydrogen production equipment |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (3) | JP2017088490A (en) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6764384B2 (en) * | 2017-09-20 | 2020-09-30 | 東京瓦斯株式会社 | Hydrogen production equipment |
| JP6944349B2 (en) | 2017-11-09 | 2021-10-06 | エア・ウォーター株式会社 | Hydrogen generator |
| JP6553273B1 (en) * | 2018-11-12 | 2019-07-31 | 東京瓦斯株式会社 | Hydrogen production equipment |
| JP7129323B2 (en) * | 2018-12-11 | 2022-09-01 | 東京瓦斯株式会社 | Hydrogen production device, hydrogen production method, compressor life monitoring control program |
| JP2020111488A (en) * | 2019-01-15 | 2020-07-27 | 東京瓦斯株式会社 | Arrangement structure of hydrogen producing system |
| JP7195942B2 (en) * | 2019-01-15 | 2022-12-26 | 東京瓦斯株式会社 | Hydrogen production system, hydrogen production device control program, and hydrogen production device cleaning method |
| JP7213155B2 (en) * | 2019-06-25 | 2023-01-26 | 東京瓦斯株式会社 | Hydrogen production equipment |
| JP7213156B2 (en) * | 2019-06-25 | 2023-01-26 | 東京瓦斯株式会社 | Hydrogen production equipment |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09110401A (en) * | 1995-10-20 | 1997-04-28 | Chiyoda Corp | Control method of hydrogen producing equipment and device therefor |
| JP2000285948A (en) * | 1999-03-30 | 2000-10-13 | Osaka Gas Co Ltd | Solid polymer fuel cell system |
| CA2446772C (en) * | 2001-06-04 | 2010-02-09 | Tokyo Gas Co., Ltd. | Cylindrical steam reforming unit |
| JP5253705B2 (en) * | 2003-10-30 | 2013-07-31 | パナソニック株式会社 | Fuel cell system |
| JP2006001797A (en) * | 2004-06-17 | 2006-01-05 | Toho Gas Co Ltd | Operation control device of hydrogen production system |
| EP1791782A1 (en) * | 2004-09-09 | 2007-06-06 | Haldor Topsoe A/S | Process for production of hydrogen and/or carbon monoxide |
| JP4575806B2 (en) * | 2005-02-18 | 2010-11-04 | 三井化学株式会社 | On-site gas production equipment and gas production and sales system |
| JP5373256B2 (en) * | 2005-08-01 | 2013-12-18 | カシオ計算機株式会社 | Power supply system, control method for power supply system, and electronic device including power supply system |
| JP5191840B2 (en) * | 2008-09-01 | 2013-05-08 | 東京瓦斯株式会社 | Cylindrical steam reformer with integrated hydrodesulfurizer |
| JP5676317B2 (en) * | 2011-03-08 | 2015-02-25 | 株式会社日本製鋼所 | Hydrogen production method and hydrogen production system |
-
2016
- 2016-11-09 JP JP2016219146A patent/JP2017088490A/en active Pending
- 2016-11-09 JP JP2016219144A patent/JP6758158B2/en active Active
- 2016-11-09 JP JP2016219145A patent/JP6758159B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2017088490A (en) | 2017-05-25 |
| JP6758158B2 (en) | 2020-09-23 |
| JP2017088488A (en) | 2017-05-25 |
| JP2017088489A (en) | 2017-05-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6758159B2 (en) | Hydrogen production equipment | |
| Roses et al. | Comparison between fixed bed and fluidized bed membrane reactor configurations for PEM based micro-cogeneration systems | |
| CN104205455B (en) | Solid oxide fuel cell system | |
| EP2808608A1 (en) | Fuel supply system, fuel cell system, and method for running each | |
| CN102419591A (en) | Facility monitoring method | |
| CN104205457A (en) | Solid oxide fuel cell system | |
| JP2003229159A (en) | Fuel cell generation system and operation display device used for the same | |
| JP6264125B2 (en) | Fuel cell system | |
| Piavis et al. | An experimental investigation of reverse vortex flow plasma reforming of methane | |
| JP5906423B2 (en) | Hydrogen generator and fuel cell system | |
| Benito et al. | Thermodynamic analysis and performance of a 1 kW bioethanol processor for a PEMFC operation | |
| WO2005018035A1 (en) | Fuel cell power generation system, method of detecting deterioration degree of reformer for the system, and fuel cell power generation method | |
| JP3963710B2 (en) | Hydrogen-containing gas generator for LP gas and fuel cell system | |
| Salemme et al. | Analysis of the energy efficiency of innovative ATR-based PEM fuel cell system with hydrogen membrane separation | |
| JP2007137719A (en) | Fuel reforming apparatus, and fuel cell power generation apparatus using it and its operation method | |
| JP2006049056A (en) | Fuel cell system and control method | |
| JP5946298B2 (en) | Fuel cell system | |
| Allen et al. | Electrochemical ammonia: Power to ammonia ratio and balance of plant requirements for two different electrolysis approaches | |
| JP2006027965A (en) | Hydrogen generator and fuel cell power generation system | |
| JP4612322B2 (en) | Fuel gas production system and operation method thereof | |
| JP2008185484A (en) | Gas use information display | |
| JP6537693B1 (en) | Charge calculation system, charge calculation method, and charge calculation program used for hydrogen production apparatus | |
| JP2003238112A (en) | Apparatus for producing hydrogen | |
| JP2006086071A (en) | Virtual reformer and fuel cell testing device using this | |
| JP4088262B2 (en) | Starting method of fuel gas production apparatus |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20190530 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20200303 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20200228 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200409 |
|
| 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: 20200811 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20200901 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6758159 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |